JP2005042834A

JP2005042834A - リニアレールロック解除装置およびロック解除方法

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Publication number: JP2005042834A
Application number: JP2003278317A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Nakamura; 節男中村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-07-23
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2023-07-23
Also published as: JP4396171B2

Abstract

【課題】リニアレールに対する移動体のロック固定状態を、圧縮エアを用いずに解除する。
【解決手段】リニアレール１に沿って移動する移動体３に、リニアレール１に対して接近離反移動するロックプレート１１を設け、ロックプレート１１に対しリニアレール１と反対側に位置してロックプレート１１と対向する面にテーパ面１９ａ，１９ｂを設け、ロックプレート１１とテーパ面１９ａ，１９ｂとの間に丸棒２１，２３を配置する。丸棒２１，２３は、押圧スプリング２５，２７により、互いに接近する方向に押圧されることで、ロックプレート１１をリニアレール１上に押し付け、移動体３をリニアレール１に対してロック固定する。丸棒２１，２３相互間に配置したカム部材２９，３１を回転させてその外周部を、ロック固定状態の丸棒２１，２３に接触させて押圧することで、丸棒２１，２３を押圧スプリング２５，２７に抗して移動させ、ロック固定状態を解除する。
【選択図】図１

Description

この発明は、リニアレールに沿って移動可能な移動体のロック固定状態を解除するリニアレールロック解除装置およびロック解除方法に関する。

従来、移動体として例えば自動車の製造ラインでワークを保持して搬送する治具をリニアレールに沿って移動させるものがある。リニアレール上を移動する治具を備えた移動体を、規定の位置にてロック固定した状態で、ワークに対して例えば溶接作業などの加工を行う。

ここで、移動体をリニアレール上の規定の位置でロック固定する際には、ロック装置が必要であり、従来では、そのロック装置におけるロック解除を、例えば下記特許文献１に記載されているように、圧縮エアを用いて行っている。
特開２００３−１４８４６３号公報

しかしながら、ロック解除を圧縮エアを用いて行う場合には、エアを送るための配管や電磁弁などが必要であり、構造が複雑化し、コストアップを招く。

そこで、この発明は、リニアレールに固定してある移動体のロック固定状態を、圧縮エアを用いることなく解除できるようにすることを目的としている。

前記目的を達成するために、この発明は、リニアレールに沿って移動可能な移動体の前記リニアレールの表面に対向する面にテーパ面を設け、前記リニアレールの表面と前記テーパ面との間に移動可能に配置され、かつ弾性手段によって、前記テーパ面とリニアレールの表面との間隔が狭い側にテーパ面に沿って押圧されることで、前記リニアレールの表面に押し付けられて、前記移動体を前記リニアレールに対してロック固定する押圧部材を設け、前記ロック固定状態の押圧部材に対し、回転によって外周部が接触して押圧することで、前記押圧部材を前記弾性手段に抗して移動させ、前記ロック固定状態を解除するカム部材を設けた構成としてある。

この発明によれば、カム部材の回転によって押圧部材を弾性手段に抗して移動させることで、押圧部材のリニアレールに対する押し付け状態を開放し、ロック固定状態を解除するようにしたので、圧縮エアを送るための配管や電磁弁を必要とすることなくロック固定状態を解除することができ、構造の複雑化を回避してコスト低下を達成することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、この発明の実施の一形態を示すリニアレールロック解除装置の図２のＣ−Ｃ線に沿った正面断面図、図２は、図１に示したリニアレールロック解除装置のＡ−Ａ線に沿った平面断面図、図３は、図１に示したリニアレールロック解除装置のＢ−Ｂ線に沿った側面断面図であり、これら各図はロック解除状態を示している。また、図４はロック固定状態での図１に対応する正面断面図である。

図１に示すように、図１中で左右方向に延びるリニアレール１に対し、移動体３を移動可能に設けてある。移動体３の下部には、図３に示すようにガイド凹部３ａを設け、このガイド凹部３ａにリニアレール１が嵌め込まれて移動体３が移動する。

移動体３は、第１のハウジング５と第２のハウジング７とが互いに接合されて一体化しており、第１のハウジング５内の空間９が、リニアレール１に向けて開口するとともに、第２のハウジング７に向けて開口している。

上記した空間９の第２のハウジング７側の開口を第２のハウジング７が覆っている。一方、リニアレール１側の開口付近には、リニアレール１の表面に押し付けられて移動体３をリニアレール１に対してロック固定するロックプレート１１を配置してある。

ロックプレート１１は、図１に示すように、空間９における移動体３の移動方向両側の内壁９ａ，９ｂに対して離間しており、この各内壁９ａ，９ｂとの間に介装してあるロックプレート支持手段としての支持スプリング１３，１５によって弾性的に支持されている。

上記した各支持スプリング１３，１５は、図１に示すロック解除状態では、図５に図１の左側部分のみ拡大して示すように、各支持スプリング１３，１５の互いに対向する側が、内壁９ａ，９ｂ側に比べて、リニアレール１から離れた位置にある。つまり、ロックプレート１の内壁９ａ，９ｂに対向する面に傾斜した凹部１１ａを設けるとともに、内壁９ａ，９ｂに設けたスプリング保持具１７に傾斜した凹部１７ａを設け、この各凹部１１ａ，１７ａに、支持スプリング１３，１５の両端部をそれぞれ挿入する。

したがって、図１のロック解除状態では、図５に示すように、ロックプレート１１は、リニアレール１の表面に対して傾斜して配置してある支持スプリング１３，１５の作用によって、リニアレール１の表面から浮き上がった状態となる。

上記第１のハウジング５の空間９内には、この空間９を図１中で上下に分割するようにして配置したガイド部材１９を、前記各内壁９ａ，９ｂ相互を連結して固定してある。このガイド部材１９の両内壁９ａ，９ｂ近傍のロックプレート１１に対向する面には、テーパ面１９ａ，１９ｂをそれぞれ設けてある。

この各テーパ面１９ａ，１９ｂは、互いに接近する側程、ロックプレート１１との間隔が狭くなる傾斜面となっており、各テーパ面１９ａ，１９ｂとロックプレート１１との間に、押圧部材としての円筒部材である丸棒２１，２３を、図１中で紙面に直交する方向に延長してそれぞれ配置する。各丸棒２１，２３は、前記した各内壁９ａ，９ｂ側に設定してある弾性手段としての押圧スプリング２５，２７によって互いに接近する方向に押圧されており、互いに接近離反する方向に移動可能である。

上記した各押圧スプリング２５，２７は、内壁９ａ，９ｂに設けてあるスプリング収容孔９ａ１，９ｂ１に一端側を収容し、他端側をスプリング収容孔９ａ１，９ｂ１から突出させて丸棒２１，２３に接触させている。この一対の丸棒２１，２３相互間には、一対のカム部材２９，３１を配置してある。カム部材２９，３１は、図３に示すように、ガイド部材１９の両端より外側に位置しており、丸棒２１，２３を押圧スプリング２５，２７に抗して移動させる役目を果たす。

上記したカム部材２９，３１は、図１に示すように、ロック解除状態でその両側の丸棒２１，２３に先端が接触してロック解除状態を保持する凸部２９ａ，３１ａをそれぞれ備えている。この接触により、各丸棒２１，２３を互いに離反する方向に移動させてロックプレート１１によるリニアレール１に対する押し付け動作を解除する。

各カム部材２９，３１は、図３に示すように、第１のハウジング５の支持孔５ａに対して回転可能に設けてある回転中心軸３３に固定してあり、回転中心軸３３の軸方向中央部には、作動アーム３５の一端を連結固定している。なお、この回転中心軸３３は、図示していないが、外部から回転操作可能となっている。

一方、第２のハウジング７内には、図２に示すように、互いに隣接してシリンダ部３７，３９を形成し、このシリンダ部３７，３９内に一対のピストン４１，４３を、移動体３の移動方向と同方向に移動可能に収容する。

この各ピストン４１，４３は、第１のハウジング５と反対側の端部に形成してあるフランジ４１ａ，４３ａと第１のハウジング５との間に介装してあるスプリング４５，４７によって、第１のハウジング５から離れる方向に押し付けられている。なお、各スプリング４５，４７の第１のハウジング５側には、スプリングリテーナ４９，５１を設けてある。

また、各ピストン４１，４３は、第１のハウジング５側に向けて一体に突出するロッド部４１ｂ，４３ｂを備えている。このロッド部４１ｂ，４３ｂの先端は、第１のハウジング５内の空間９におけるガイド部材１９より図１中で上部に配置してある可動ブロック５３，５５にそれぞれ連結固定してある。

各可動ブロック５３，５５は、空間９内において、ガイド部材１９と第１のハウジング５の内壁との間にガイドされて移動体５の移動方向と同方向に移動可能である。この各可動ブロック５３，５５相互は、図１中で紙面に直交する方向に延びるピン５７によって連結固定している。

そして、このピン５７を、前記した作動アーム３５の他端に形成してある切欠３５ａに移動可能に挿入して連結する。すなわち、上記したピストン４１，４３の移動により、作動アーム３５が回転中心軸３３を中心として回転し、カム部材２９，３１を回転させる。この作動アーム３５は、図２に示すように、ガイド部材１９に形成してある開口１９ａを通してピン５７の位置まで突出している。

上記した各ピストン４１，４３は、スプリング４５，４７によって常に第１のハウジング５から離れる方向に付勢されており、したがって、常時（ロック固定状態）は、図４に示すように、第１のハウジング５から離れた位置にある。

このとき、各ピストン４１，４３のロッド部４１ｂ，４３ｂに連結してある可動ブロック５３，５５も第２のハウジング７側に移動しており、これに伴い、作動アーム３５も図１のロック解除状態から第２のハウジング７側に回転変位している。このため、ロック固定状態では、作動アーム３５とともに回転するカム部材２９，３１も、図１のロック解除状態から時計方向に回転変位して図４の状態となる。

すなわち、図４のロック固定状態では、カム部材２９，３１の各凸部２９ａ，３１ａは、丸棒２１，２３から離れた状態となる。このため各丸棒２１，２３は、図１の状態から、押圧スプリング２５，２７によって、テーパ面１９ａ，１９ｂとロックプレート１１との間隔が狭い側に向けて、テーパ面１９ａ，１９ｂに沿って押圧され、互いに接近する方向に移動する。

この移動により丸棒２１，２３は、テーパ面１９ａ，１９ｂとロックプレート１１との間に挟まれた状態となって、ロックプレート１１をリニアレール１の表面に向けて押し付けることになり、この結果移動体３を、リニアレール１に対してロック固定することになる。

上記した図４に示すロック固定状態を解除する際には、カム部材２９，３１を連結固定している回転中心軸３３を、移動体３の外部から図４中で反時計方向に回転させて図１の状態とする。このときカム部材２９，３１は、その外周に形成してある凸曲面部２９ｂ，３１ｂが丸棒２１，２３に対して摺接しつつ押し付けることで、丸棒２１，２３を押圧スプリング２５，２７に抗して互いに離反する方向に移動させ、最終的には図１に示すように、各凸部２９ａ，３１ａが丸棒２１，２３に接触した状態となる。

上記図１の状態でロックプレート１１は、丸棒２１，２３による押圧から開放され、図５に詳細に示すように、斜めに配置してある支持スプリング１３，１５によってリニアレール１の表面から浮き上がってロックを解除した状態となる。

このロック解除状態では、回転中心軸３３の回転によって作動アーム３５も図４の位置から図１の位置まで回転し、これに伴いピストン４１，４３も第１のハウジング５側に移動してスプリング４５，４７を圧縮させる。

したがって、このロック解除状態で、移動体３を、リニアレール１に沿って移動させた後、適宜位置に停止させ、この停止位置で、回転中心軸３３に対する反時計方向への回転操作力の付与を開放すると、上記圧縮状態のスプリング４５，４７の弾性力によって、ピストン４１，４３が第１のハウジング５から離れる方向に移動して図４の状態となる。

これに伴い作動アーム３５も図１の状態から図４の状態となるよう回転するので、作動アーム３５に回転支持軸３３を介して連結しているカム部材２９，３１も図４の状態となるよう回転する。図４の状態での丸棒２１，２３は、カム部材２９，３１による押圧動作から開放されているので、押圧スプリング２５，２７により押圧されてロックプレート１１をリニアレール１に押し付け、ロック固定状態となる。

上記した実施形態によれば、カム部材２９，３１の回転によって丸棒２１，２３を押圧スプリング２５，２７に抗して移動させることで、ロックプレート１１のリニアレール１に対する押し付け動作を開放し、ロック固定状態を解除するようにしたので、圧縮エアを送るための配管や電磁弁を必要とすることなくロック固定状態を解除することができ、構造の複雑化を回避してコスト低下を達成することができる。

また、図１，図５に示すロック解除状態で、ロックプレート１１をリニアプレート１の表面から浮かせる構造としたので、移動体３を移動させる際の摺動抵抗を低減することができ、耐久性を向上させることができる。

図６は、上記した移動体３を、ロック解除時に外部駆動機構５９によってリニアレール１に沿って移動させる構成を示す正面図である。図７は図６の右側面図、図８は図６の平面図である。

ここでの移動体３には、外部駆動機構５９と互いに連結する可動連結部６１を一体に設けてある。可動連結部６１は、移動体３と同様にリニアレール１に沿って移動可能である。この移動体５９および可動連結部６１には、互いに対向する方向に突出するフランジ６３，６５ををそれぞれ設け、この各フランジ６３，６５に形成した貫通孔６３ａ，６５ａに連結ピン６７を挿入して相互を一体化する。

可動連結部６１には、図８に示すように、外部駆動機構５９に向けて突出する連結突起６９を設けてある。一方外部駆動機構５９の回動アーム７１の先端には、連結部となる連結凹部７１ａを設け、この連結凹部７１ａと前記した可動連結部６１の連結突起６９とを互いに係合することで、外部駆動機構５９と、可動連結部６１すなわち移動体３とが互いに連結した状態となる。

外部駆動機構５９は、上記した回動アーム７１の他、回動アーム７１を連結突起６９に連結する連結位置と連結を解除した非連結位置との間をスイング作動させる駆動手段としての駆動シリンダ７３と、駆動シリンダ７３を、移動体３の移動方向に移動させる移動体駆動ユニット７５とをそれぞれ備えている。

図７に示すように、外部駆動機構５９の移動体駆動ユニット７５は、リニアレール１に対して側方でかつ下方位置に配置してある。

移動体駆動ユニット７５は、ハウジングベース７７を有し、このハウジングベース７７の図６中で左右両端付近に立設した支持板７９に、ねじ棒８１を回転可能に支持させたボールねじを備え、ねじ棒８１にボールガイドナット８３を螺合してある。図８に示すように、ハウジングベース７７のリニアレール１と反対側の側方には、モータ８５を配置してあり、このモータ８５に連結したプーリ８７と、ねじ棒８１の端部に連結したプーリ８９とを、ベルト９１により連結している。

図６に示すように、ボールガイドナット８３の上部には、支持ブラケット９３を取り付けてある。支持ブラケット９３は、図７に示すように、リニアレール１に向けて斜めに上方に突出しており、その突出先端側に、前記した回動アーム７１の基端側に設けてある取付具９５の一端側（下端側）を、支持軸９７を介して回転可能に取り付けてある。

一方、支持ブラケット９３の基端側のリニアレール１と反対側の側部に形成してある取付部９３ａには、前記した駆動シリンダ７３を、支持軸９９を介して回転可能に取り付けてある。駆動シリンダ７３の上方に延びるピストンロッド１０１の先端は、上記した取付具９５の図７中で右方向に突出した他端側に、支持軸１０３を介して回転可能に連結してある。

また、外部駆動機構５９における回動アーム７１の先端の側部下面には、ロック解除用押圧部材としての押圧板１０５を固定してある。この押圧板１０５は、図８に示すように、先端側の押圧部１０５ａが、回動アーム７１先端の連結凹部７１ａを連結突起６９に連結した状態で移動体３の近傍に位置している。

一方移動体３の回転中心軸３３には、ロック解除用アーム１０７を連結してある。このロック解除用アーム１０７は、図８に示すように、回転支持軸３３から同軸上に突出する基部１０７ａの先端から、前記図１に示すロック解除状態で可動連結部６１に向けて９０度屈曲してリニアレール１と平行となるよう突出する先端部１０７ｂを備えている。

この先端部１０７ｂは、前記図４に示すロック固定状態では、図６に二点鎖線で示すように、リニアレール１と平行となった状態に対して約６０度立ち上がっている。この状態で、回動アーム７１の連結凹部７１ａを連結突起６９に連結する際に、押圧板１０５の押圧部１０５ａが前記立ち上がった状態の先端部１０７ａに接触して押し下げ、先端部１０７ａをリニアレール１と平行な位置、すなわちロック解除状態とする。

上記した外部駆動機構５９の駆動シリンダ７３を図７中の二点鎖線で示す後退位置から実線で示す前進位置に駆動して、回動アーム７１を可動連結部６１に連結した状態では、押圧板１０５が図６で二点鎖線で示す状態のロック解除用アーム１０７を押し下げて、ロック解除用アーム１０７に連結している回転中心軸３３を回転させ、前記図１に示すロック解除状態とすることができる。

また、上記駆動シリンダ７３を後退位置に戻し、回動アーム７１を可動連結部６１から離反させた状態では、押圧板１０５がロック解除用アーム１０７から離れるので、回転中心軸３３に連結しているロック解除用アーム１０７は、図６中で二点鎖線位置となり、前記図４に示すロック固定状態とすることができる。

このように、外部駆動機構５９の移動体３に対する連結，非連結によってロック解除状態とロック固定状態とを切り替えることができるので、従来のように、圧縮エアを用いてロック解除を行う際に、外部駆動機構５９から圧縮エアを送る場合に必要となるエア配管ジョイント機構が不要となり、構造の簡素化を図ることができるともに、ロック解除動作を短時間で行うことができる。

この発明の実施の一形態を示すリニアレールロック解除装置の図２のＣ−Ｃ線に沿った正面断面図である。図１のリニアレールロック解除装置のＡ−Ａ線に沿った平面断面図である。図１のリニアレールロック解除装置のＢ−Ｂ線に沿った側面断面である。図１のリニアレールロック解除装置のロック固定状態を示す正面断面図である。図１のリニアレールロック解除装置のロックプレートを支持する部分の詳細を示す断面図である。図１のリニアレールロック解除装置の移動体をロック解除時に外部駆動機構によって移動させる構成を示す正面図である。図６の右側面図である。図６の平面図である。

符号の説明

１リニアレール
３移動体
１１ロックプレート
１３，１５支持スプリング（ロックプレート支持手段）
１９ａ，１９ｂテーパ面
２１，２３丸棒（押圧部材）
２５，２７押圧スプリング（弾性手段）
２９，３１カム部材
３３カム部材の回転中心軸
５９外部駆動機構
７１回動アーム
７１ａ連結凹部（連結部）
７３駆動シリンダ（駆動手段）
１０５押圧板（ロック解除用押圧部材）
１０７ロック解除用アーム

Claims

リニアレールに沿って移動可能な移動体の前記リニアレールの表面に対向する面にテーパ面を設け、前記リニアレールの表面と前記テーパ面との間に移動可能に配置され、かつ弾性手段によって、前記テーパ面とリニアレールの表面との間隔が狭い側にテーパ面に沿って押圧されることで、前記リニアレールの表面に押し付けられて、前記移動体を前記リニアレールに対してロック固定する押圧部材を設け、前記ロック固定状態の押圧部材に対し、回転によって外周部が接触して押圧することで、前記押圧部材を前記弾性手段に抗して移動させ、前記ロック固定状態を解除するカム部材を設けたことを特徴とするリニアレールロック解除装置。
前記リニアレールの表面と前記押圧部材との間に、前記リニアレールの表面に対して接近離反移動可能なロックプレートを設けたことを特徴とする請求項１記載のリニアレールロック解除装置。
前記カム部材を中心としてその両側に、前記押圧部材をそれぞれ配置するとともに、この各押圧部材に対応して前記テーパ面およびロックプレートをそれぞれ設け、前記各押圧部材に対応するロックプレート相互を一体化したことを特徴とする請求項２記載のリニアレールロック解除装置。
前記押圧部材を前記テーパ面に沿って転動可能な円筒部材としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のリニアレールロック解除装置。
前記ロックプレートをロック解除時に前記リニアレールの表面から浮き上がらせるロックプレート支持手段を設けたことを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載のリニアレールロック解除装置。
前記ロックプレート支持手段は、一体化したロックプレートの両側から弾性支持する支持スプリングで構成したことを特徴とする請求項５記載のリニアレールロック解除装置。
前記移動体をロック解除時にリニアレールに沿って移動させる外部駆動機構を設け、この外部駆動機構を前記移動体に連結する際に、ロック固定状態の前記カム部材を回転させてロック解除状態とするロック解除用押圧部材を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のリニアレールロック解除装置。
前記外部駆動機構は、駆動手段によってスイング作動する回動アームを備え、この回動アームの先端に前記移動体に連結可能な連結部を設け、この連結部近傍に前記ロック解除用押圧部材を設けたことを特徴とする請求項７記載のリニアレールロック解除装置。
前記カム部材の回転中心軸にロック解除用アームを連結し、このロック解除用アームに対し、前記外部駆動機構のロック解除用押圧部材が接触して押圧することで、前記カム部材を回転させてロック解除状態とすることを特徴とする請求項７または８記載のリニアレールロック解除装置。
リニアレールに沿って移動可能な移動体の前記リニアレールの表面に対向する面にテーパ面を設け、前記リニアレールの表面と前記テーパ面との間に移動可能に配置され、かつ弾性手段によって、前記テーパ面とリニアレールの表面との間隔が狭い側にテーパ面に沿って押圧されることで、前記リニアレールの表面に押し付けられて、前記移動体を前記リニアレールに対してロック固定する押圧部材を設け、カム部材を回転させてその外周部を、前記ロック固定状態の押圧部材に接触させて押圧することで、前記押圧部材を前記弾性手段に抗して移動させ、前記ロック固定状態を解除することを特徴とするリニアレールロック解除方法。