JP2010230088A - Pneumatic type actuator and assembling device equipped with the pneumatic type actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大きな作動力を発揮できると共に、作業者の手動操作と同様の微妙な位置制御を可能にした空圧式アクチュエータに関する。 The present invention relates to a pneumatic actuator capable of exerting a large operating force and enabling delicate position control similar to a manual operation by an operator.
特許文献1(特開2008−101649号公報)には、多軸多関節ロボットアーム等の駆動に適用され、高度な応答性と正確な位置制御を可能とする空気圧駆動のアクチュエータが開示されている。
このアクチュエータは、シリンダボディ内を摺動可能なピストンを圧縮空気で駆動するシリンダと、弁ボディと、該弁ボディ内に摺動可能に配置されるスプールと、該スプールを摺動させる電磁アクチュエータ等の駆動機構とからなるエアサーボバルブとを備えている。該駆動機構によってスプールを動かすことにより、シリンダボディ内への圧縮空気の給排を制御して、前記ピストンとピストンロッドを介して一体に連結されたロボットアーム等の位置制御を行なうものである。
Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-101649) discloses a pneumatic actuator that is applied to driving a multi-axis multi-joint robot arm or the like and enables high-level responsiveness and accurate position control. .
This actuator includes a cylinder that drives a piston that can slide in a cylinder body with compressed air, a valve body, a spool that is slidably disposed in the valve body, an electromagnetic actuator that slides the spool, and the like. And an air servo valve comprising a drive mechanism. By moving the spool by the drive mechanism, the supply and discharge of the compressed air into the cylinder body is controlled, and the position of the robot arm or the like integrally connected via the piston and the piston rod is controlled.
一方、自動車のトランスミッション装置の組立ラインでは、インプットシャフト、アウトプットシャフト及び差動ギアシャフトの夫々に固着された歯車を互いに噛み合わせた状態で搬送コンベアから持ち上げ、これらの構造物を次に搬送されて来るトランスミッションハウジングへ向けて降下させ、該ハウジングに組み付けるようにしている。 On the other hand, in an assembly line of an automobile transmission device, the gears fixed to the input shaft, the output shaft and the differential gear shaft are lifted from the conveyer while meshing with each other, and these structures are transported next. It is lowered toward the incoming transmission housing and assembled to the housing.
トランスミッション装置のハウジングに歯車付きのインプットシャフト等の構造物を組み付ける場合、前記3本のシャフトをハウジングに設けられた穴またはピン部に挿入する必要があり、この場合に該シャフト等が相手部材に当たって疵などが発生するため、トランスミッション構造物の位置制御を精度良く行なう必要がある。
しかしながら、特許文献1に開示されたアクチュエータを前記トランスミッション装置の組み立てに用いた場合には、位置制御を機械的又は電気的な駆動装置を使用するため、作業員が目視しながら手作業で行なうような微妙なソフトタッチの位置制御ができない。そのため、前記3シャフトがハウジングの穴やピン部などに当って疵などが発生しやすい。また、前述のような駆動装置を使用して自動制御するため、高コストとなる。
When a structure such as an input shaft with gears is assembled to the housing of the transmission device, the three shafts need to be inserted into holes or pin portions provided in the housing. In this case, the shaft or the like hits a mating member. Since wrinkles and the like occur, it is necessary to accurately control the position of the transmission structure.
However, when the actuator disclosed in Patent Document 1 is used for assembling the transmission device, the position control is performed by a manual operation while being visually observed because a mechanical or electrical drive device is used. The delicate soft touch position cannot be controlled. Therefore, wrinkles or the like are likely to occur when the three shafts hit a hole or a pin portion of the housing. Further, since the automatic control is performed using the driving device as described above, the cost is increased.
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、大きな駆動力を発揮できると共に、作業員が手感覚で行なう手動操作と同等の微妙な位置制御を可能にするアクチュエータを実現することを目的とする。また、かかる微妙な位置制御を低コストで実現することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to realize an actuator that can exert a large driving force and enables delicate position control equivalent to a manual operation performed by a worker with a hand. Another object of the present invention is to realize such delicate position control at a low cost.
かかる目的を達成するため、本発明の空圧式アクチュエータは、シリンダボディと該シリンダボディ内に配置され両側に空気室を形成するピストンとからなる空圧駆動のシリンダと、空気給排孔を有する弁ボディと該弁ボディ内に摺動可能に配置されたスプールとからなるエアサーボバルブとを備え、該スプールを摺動させ該空気給排孔を介して前記空気室に作動空気を給排することにより、該ピストンの位置制御を行なうようにした空圧式アクチュエータにおいて、前記ピストンと一体形成されたピストンロッドと前記弁ボディとを一体に連結して負荷が作用する可動部を形成すると共に、該弁ボディの外部に前記スプールに連結された操作桿を設け、該操作桿を移動して前記スプールを移動させることにより前記エアサーボバルブの作動空気給排路を開放して該ピストンを移動させると共に、ピストンがスプールと同一量移動したときに該作動空気給排路を閉鎖させて該ピストンを停止させるようにして、前記可動部の位置を前記操作桿の移動量に応じて移動可能に構成したものである。 In order to achieve this object, a pneumatic actuator according to the present invention includes a pneumatically driven cylinder comprising a cylinder body and a piston disposed in the cylinder body and forming air chambers on both sides, and a valve having an air supply / discharge hole. An air servo valve comprising a body and a spool that is slidably disposed in the valve body, and the working air is supplied to and discharged from the air chamber through the air supply / discharge hole by sliding the spool. Thus, in the pneumatic actuator configured to control the position of the piston, the piston rod integrally formed with the piston and the valve body are integrally connected to form a movable portion on which a load acts, and the valve An operating rod connected to the spool is provided outside the body, and the air servo valve is operated by moving the spool by moving the operating rod. The air supply / discharge path is opened to move the piston, and when the piston moves the same amount as the spool, the working air supply / discharge path is closed to stop the piston, and the position of the movable portion is set. It is configured to be movable according to the amount of movement of the operating rod.
本発明の空圧式アクチュエータでは、作業員が前記操作桿を操作することで、シリンダのピストンを移動させることができる。そのため、作業員が操作可能な軽い力で作業員の手動操作と同等の微妙なピストンの位置制御を可能にする。しかも、スプールを駆動する自動式の駆動装置を用いず、作業員の手動操作による半自動式の位置制御であるため、装置構成を低コストとすることができる。
また、作動流体として空気を使用するので、作動油を使用した場合と比べて低コストになると共に、油汚れ等を生じず、保守が容易である。
In the pneumatic actuator according to the present invention, an operator can move the piston of the cylinder by operating the operating rod. Therefore, it is possible to perform a fine piston position control equivalent to the manual operation of the worker with a light force that can be operated by the worker. In addition, since the automatic driving device that drives the spool is not used and the position control is semi-automatic by manual operation of the worker, the device configuration can be reduced.
In addition, since air is used as the working fluid, the cost is lower than when hydraulic oil is used, and no oil stains occur and maintenance is easy.
また、本発明の空圧式アクチュエータにおいて、前記エアサーボバルブへの給排気の作動空気は、大気圧より高圧な圧縮空気が用いられ、前記圧縮空気は、高圧圧縮空気と減圧レギュレータを介して高圧圧縮空気より低圧に設定した低圧圧縮空気とを用いるとよい。
エアサーボバルブへの給排気の作動空気を大気圧と同等にすると、エアサーボバルブからシリンダの空気室への作動空気の作用が遅れ安定的な位置決めがなされ難くピストンにチャタリング(上下振動)が起こりやすい。
そのため、本発明では、該エアサーボバルブへの作動空気を、減圧レギュレータを介した低圧圧縮気と、介さない高圧圧縮気とを用いて、所定の差圧を有して共に大気圧より高圧とするので、サーボバルブのスプールの位置決めを迅速に行って、ピストンのチャタリングを防止できる。
また、基本的に高低圧差が大きいとピストンの移動する力が過大で慣性のため止まらない。その結果上下にチャタリングが発生する。その現象を防止するために高低圧差を小さくするよう調整すると移動させる力も小さくなる。そこで、低圧側の圧力を調整することで高低圧差を調整し、チャタリング防止と移動力とを両立できるように調整可能となる。
In the pneumatic actuator according to the present invention, compressed air having a pressure higher than atmospheric pressure is used as working air for supplying and exhausting air to the air servo valve, and the compressed air is compressed with high pressure via a high pressure compressed air and a pressure reducing regulator. It is preferable to use low-pressure compressed air set at a lower pressure than air.
If the working air for supply / exhaust air to the air servo valve is equal to atmospheric pressure, the action of the working air from the air servo valve to the air chamber of the cylinder will be delayed and stable positioning will be difficult and chattering (vertical vibration) will occur on the piston. Cheap.
Therefore, in the present invention, the working air to the air servo valve is made to have a predetermined differential pressure and a pressure higher than the atmospheric pressure by using low-pressure compressed air that passes through a pressure-reducing regulator and high-pressure compressed air that does not pass through. Therefore, the servo valve spool can be quickly positioned to prevent the chattering of the piston.
Also, basically, if the difference between high and low pressure is large, the force that the piston moves is excessive and will not stop due to inertia. As a result, chattering occurs up and down. In order to prevent this phenomenon, if the high / low pressure difference is adjusted to be small, the moving force is also small. Therefore, by adjusting the pressure on the low pressure side, it is possible to adjust the high / low pressure difference so that chattering prevention and movement force can be compatible.
また、本発明の空圧式アクチュエータにおいて、操作桿のグリップ部を弁ボディに対して摺動可能に構成すると共に、該グリップ部をスプールに連結し、2個のバネにより該グリップ部に摺動方向両側からバネ力を付加し、該2個のバネのバネ力が均衡した位置に該グリップ部を固定して前記スプールを所定位置に配置すると共に、該グリップ部の摺動時に元の固定位置に復帰させるバネ力差を生じさせるように構成するとよい。
これによって、作業員の手には、2個のバネのバネ力の差に等しい負荷しか加わらないので、作業員の負担を軽減できる。
In the pneumatic actuator of the present invention, the grip portion of the operating rod is configured to be slidable with respect to the valve body, and the grip portion is coupled to the spool, and the sliding direction is moved to the grip portion by two springs. A spring force is applied from both sides, the grip portion is fixed at a position where the spring forces of the two springs are balanced, and the spool is disposed at a predetermined position. It is good to comprise so that the spring force difference to return may be produced.
As a result, only the load equal to the difference between the spring forces of the two springs is applied to the worker's hand, so the burden on the worker can be reduced.
また、本発明の空圧式アクチュエータにおいて、操作桿又は操作桿のグリップ部を互いに逆方向にネジ切りされかつネジピッチの異なる2個のネジを介してスプールに連結するとよい。これによって、該操作桿又はグリップ部とスプールとの相対位置をネジ1回転につき該2個のネジのネジピッチ差によって微調整を可能にする。これによって、弁ボディに設けられた空気給排孔とスプールとの相対位置を微調整できるので、スプールの動きに対するピストンの追従性能を向上できる。 In the pneumatic actuator of the present invention, the operating rod or the grip portion of the operating rod is preferably threaded in the opposite directions and connected to the spool via two screws having different screw pitches. As a result, the relative position between the operating rod or the grip portion and the spool can be finely adjusted by the screw pitch difference between the two screws per one rotation of the screw. As a result, the relative position between the air supply / exhaust hole provided in the valve body and the spool can be finely adjusted, and the follow-up performance of the piston to the movement of the spool can be improved.
また、本発明の前記空圧式アクチュエータを備えた組立装置は、前記空圧式アクチュエータを被組立部品を搬送するコンベアの上方に配置すると共に、該空圧式アクチュエータを該コンベアに対して接近又は離隔する方向に移動可能に配置し、前記ピストンをシリンダボディに対して上下方向に摺動可能に配置すると共に、該ピストンにクランプ装置を取り付けて被組立部品を把持可能に構成する。 In the assembling apparatus provided with the pneumatic actuator according to the present invention, the pneumatic actuator is disposed above a conveyor that conveys a part to be assembled, and the pneumatic actuator approaches or separates from the conveyor. The piston is arranged so as to be slidable in the vertical direction with respect to the cylinder body, and a clamp device is attached to the piston so that the part to be assembled can be gripped.
本発明の空圧式アクチュエータを備えた組立装置では、搬送コンベア上の被組立部品を本発明の空圧式アクチュエータで把持して昇降するので、作業員の手動操作と同等の微妙な位置制御を可能にする。そのため、被組立部品同士の衝突を回避した精度の良い組立が可能になり、被組立部品に疵などを付ける虞がない。
また、空圧式アクチュエータを該コンベアに対して接近又は離隔する方向に移動可能に配置したので、組立作業中に作業員の視覚を妨げることなく、組立作業をじゃましない。
In the assembling apparatus equipped with the pneumatic actuator of the present invention, the parts to be assembled on the transfer conveyor are gripped by the pneumatic actuator of the present invention and moved up and down, enabling subtle position control equivalent to the manual operation of the worker. To do. For this reason, it is possible to assemble with high accuracy while avoiding collisions between the parts to be assembled, and there is no possibility of wrinkles on the parts to be assembled.
Further, since the pneumatic actuator is arranged so as to be movable toward or away from the conveyor, the assembly work is not disturbed without disturbing the visual perception of the worker during the assembly work.
本発明の組立装置を、自動車のトランスミッション装置の組立ラインに適用するとよい。即ち、前記コンベアで搬送されてきた被組立部品をクランプ装置で把持して上方に持ち上げ、被組立部品の次に搬送されてきたトランスミッション装置のハウジングに向けて被組立部品を降下させて該ハウジングに組み付けるように構成する。
これによって、トランスミッション装置の各部品に疵等を付けることなく、トランスミッション装置の組み立てが可能になる。
The assembling apparatus of the present invention may be applied to an assembly line of an automobile transmission device. That is, the parts to be assembled conveyed by the conveyor are gripped by the clamping device and lifted upward, and the parts to be assembled are lowered toward the housing of the transmission apparatus conveyed next to the parts to be assembled. Configure to assemble.
As a result, the transmission device can be assembled without attaching a flaw or the like to each component of the transmission device.
本発明の空圧式アクチュエータによれば、シリンダボディと該シリンダボディ内に配置され両側に空気室を形成するピストンとからなる空圧駆動のシリンダと、空気給排孔を有する弁ボディと該弁ボディ内に摺動可能に配置されたスプールとからなるエアサーボバルブとを備え、該スプールを摺動させ該空気給排孔を介して前記空気室に作動空気を給排することにより、該ピストンの位置制御を行なうようにした空圧式アクチュエータにおいて、前記ピストンと一体形成されたピストンロッドと前記弁ボディとを一体に連結して負荷が作用する可動部を形成すると共に、該弁ボディの外部に前記スプールに連結された操作桿を設け、該操作桿を移動して前記スプールを移動させることにより前記エアサーボバルブの作動空気給排路を開放して該ピストンを移動させると共に、ピストンがスプールと同一量移動したときに該作動空気給排路を閉鎖させて該ピストンを停止させるようにして、前記可動部の位置を前記操作桿の移動量に応じて移動可能に構成したので、作業員が軽い力で操作桿を操作するだけで、シリンダのピストンを移動させることができると共に、作業員の手動操作と同等の微妙なピストンの位置制御を可能にする。 According to the pneumatic actuator of the present invention, a pneumatically driven cylinder comprising a cylinder body and a piston disposed in the cylinder body and forming air chambers on both sides, a valve body having an air supply / discharge hole, and the valve body An air servo valve including a spool slidably disposed therein, and by operating the air to and from the air chamber through the air supply / exhaust hole by sliding the spool, In the pneumatic actuator configured to perform position control, a piston rod integrally formed with the piston and the valve body are integrally connected to form a movable portion on which a load acts, and the outside of the valve body An operating rod connected to the spool is provided, and the operating rod is moved to move the spool, thereby opening the working air supply / discharge passage of the air servo valve. The piston is moved, and when the piston moves by the same amount as the spool, the working air supply / discharge passage is closed to stop the piston, and the position of the movable portion is set according to the movement amount of the operating rod. Since it is configured to be movable, the operator can move the piston of the cylinder just by operating the operating rod with a light force, and it enables subtle piston position control equivalent to manual operation by the operator. .
また、作業員の手動操作による半自動式の位置制御を行なうことにより、組立装置が低コストになる共に、作動流体として空気を使用するので、作動油と比べて低コストになり、かつ油汚れ等を生じず、保守が容易である。
また、エアサーボバルブと圧縮空気供給源とを連結する作動空気排気路を大気圧より高圧として、ピストンのチャタリングを防止できる。
In addition, by performing semi-automatic position control by manual operation of the worker, the assembly apparatus is reduced in cost and air is used as the working fluid, so that the cost is lower than that of the working oil, and oil stains, etc. Maintenance is easy.
In addition, the working air exhaust path connecting the air servo valve and the compressed air supply source can be set to a pressure higher than the atmospheric pressure to prevent chattering of the piston.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention to that unless otherwise specified.
(実施形態1)
本発明に係る空圧式アクチュエータの一実施形態を図1及び図2に基づいて説明する。図1は本実施形態の作動原理図である。図1において、空圧式アクチュエータ10は、水平な基台12上に空気駆動式のシリンダ14が固定されている。シリンダ14は、シリンダボディ16と、該シリンダボディ16の内部に摺動可能に配置されたピストン18とで構成されている。ピストン18にはピストンロッド20が一体に形成され、ピストンロッド20はシリンダボディ16の外部に導設されている。ピストンロッド20には、水平方向に配置された可動テーブル26が固設されている。可動テーブル26には負荷Wが載置されている。
(Embodiment 1)
An embodiment of a pneumatic actuator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is an operation principle diagram of this embodiment. In FIG. 1, the
シリンダ14に近接してエアサーボバルブ30が配置されている。エアサーボバルブ30は、内部が中空の円筒形状の弁ボディ32と、弁ボディ32の内部に摺動可能に配置されたスプール44とからなる。弁ボディ32には、空気給排孔34,36,38,40及び42が穿設されている。スプール44にはリング形状の凹部46及び48が穿設されている。空気給排孔36には圧縮空気供給ライン50が接続され、圧縮空気供給ライン50には圧縮空気供給タンク52から圧縮空気が供給される。
An
空気給排孔34には圧縮空気供給ライン54が接続されると共に、空気給排孔38には圧縮空気供給ライン56が接続され、圧縮空気供給ライン54及び56は圧縮空気供給ライン58に接続されている。圧縮空気供給ライン58には、減圧レギュレータ60が介設され、該減圧レギュレータ60によって、圧縮空気供給ライン50内の空気圧と圧縮空気供給ライン58内の空気圧とが共に大気圧より高くかつ圧縮空気供給ライン58側が一定の圧力差だけ低い圧力となるように設定される。例えば、圧縮空気供給ライン50内の空気圧を0.4MPaとし、圧縮空気供給ライン58内の空気圧を0.2MPaとなるように設定する。
A compressed
ピストン18によって形成されるシリンダ14の一方の空気室22には、空気給排孔22aが穿設され、他方の空気室24には空気給排孔24aが穿設されている。そして、空気給排孔22aと弁ボディ32の空気給排孔40とを圧縮空気供給ライン62で接続し、空気給排孔24aと弁ボディ32の空気給排孔42とを圧縮空気供給ライン64で接続している。
また、スプール44の上面には、連結ロッド68が固着され、連結ロッド68は可動テーブル26に穿設された孔26aを通して可動テーブル26の上方に導設され、その先端に操作桿66が固設されている。
An air supply /
Further, a connecting
次に、操作桿66及びスプール44の詳細構成を図2で説明する。図2において、操作桿66の外郭部分を形成する中空円筒形状のグリップ70とセンターシャフト72とがノックピン74を介して連結されている。グリップ70とセンターシャフト72との間には、上下2段に円筒形状のグリップ台76が介設されている。センターシャフト72には上下2箇所に長孔72aが穿設され、該長孔72aにノックピン78が挿入され、ノックピン78の両端はグリップ台76に結合されている。下方のグリップ台76にはフランジ84が一体に形成され、フランジ84はボルト86で可動テーブル26に連結されている。
Next, a detailed configuration of the operating rod 66 and the
センターシャフト72の長手軸方向中央部には拡径部72bが形成され、拡径部72bによって形成される段差と、グリップ台76の端部に形成された鉤部76aによって形成された空間にワッシャ80が配置されている。また、ノックピン78に当接する位置に別なワッシャ80が配置され、これらワッシャ80間にコイルバネ82が挿入されている。これによって、グリップ70及びセンターシャフト72は、上下に配置されたコイルバネ82の弾性力が均衡した位置に保持される。
An
可動テーブル26の下面にエアサーボバルブ30の弁ボディ32がボルト88によって結合されている。スプール44は、円筒形状の心棒90と該心棒90の外側に嵌合しリング状凹部46及び48が形成された外筒92とで構成されている。心棒90の上端には第1の調整ネジ94が設けられ、下端には第2の調整ネジ96が設けられている。センターシャフト72の下端にはネジ穴が形成され、該ネジ穴に第1の調整ネジ94が螺合している。
また、外筒92の下端にも前記センターシャフト72の下端に設けられたネジ穴とは逆方向にネジ穴が形成され、該ネジ穴に第2の調整ネジ96が螺合している。
The
A screw hole is also formed at the lower end of the
外筒92の下端部外周には凹部100が設けられ、弁ボディ32に螺合したボルト102の先端を該凹部100内に当てることで、スプール44を弁ボディ32に固定している。第2の調整ネジ96の下端には、心棒90と外筒92との相対位置を固定する固定ナット98が螺合されている。
A
第1の調整ネジ94と第2の調整ネジ96とは、互いに逆方向にネジ切りされており、かつ1ピッチの長さに差を設けている。例えば、第1の調整ネジ94を右ネジで1ピッチ長さを0.75mmとし、第2の調整ネジ96を左ネジで1ピッチ長さを1.25mmとしている。
これによって、心棒90を右に1回転させると、心棒90と外筒92とは、1回転毎に第2の調整ネジ96の1ピッチ分だけ長手軸方向下方に相対位置を変えるが、同時に心棒90は、第1の調整ネジ94の1ピッチ分だけセンターシャフト72に対して長手軸方向上方に相対位置を変える。従って、外筒92は、1回転当り第1の調整ネジ94と第2の調整ネジ96との1ピッチの差に相当する0.5mmの微小な下方移動を行なうことができるので、スプール44の上下方向位置の微小調整が可能となる。
The first adjustment screw 94 and the
As a result, when the
かかる構成において、作業員が操作桿66のグリップ70を掴んで引き上げれば、圧縮空気供給ライン50が、空気給排孔36、リング状凹部48及び空気給排孔42を介して圧縮空気供給ライン64と連通し、圧縮空気が空気室24に供給される。一方、圧縮空気供給ライン54が空気給排孔34、リング状凹部46及び空気給排孔40を介して圧縮空気供給ライン62に連通するので、空気室22内の空気が排気される。これによって、ピストン18が上昇する。そして、ピストン18が操作桿66の上昇分だけ上昇すると、該連通路が閉鎖されてピストン18の上昇が止まる。例えば、操作桿66を3mm上昇させると、ピストン18も正確に3mmだけ上昇する。
In such a configuration, when an operator grasps and lifts the
ピストン18が上昇方向の慣性力により4mm上昇すると、ピストン18と一体の弁ボディ32も4mm上昇する。そのため、弁ボディ32がスプール44に対して相対的に1mm上昇するので、圧縮空気供給ライン50とリング状凹部46とが連通し、圧縮空気供給ライン64を介して空気室22に圧縮空気が供給される。これによって、ピストン18が下降し、圧縮空気供給ライン50とリング状凹部46との連通が遮断された時に下降が停止する。このように、自力で1mm戻る機能をもち、操作桿66の移動量と同一量だけ自己収束する位置制御性能を有する。
このように、ピストン18の動きを作業員の手動操作による操作桿66の上下動に正確に倣わせることができるので、ピストン18の位置制御を作業員の手感覚と同等のソフトタッチで精度良く行なうことができる。
When the
As described above, the movement of the
また、グリップ70には、常に上下に配置されたコイルバネ82の弾性力が均衡した位置に保持されている。そこでグリップ70を作業員が上下に移動させると、上下コイルバネ82の伸縮差が生じ、この伸縮差に基づく弾性力の差が生じ、この弾性力の差に相当する負荷が作業員の手に加わる。しかし、グリップ70の移動に対してシリンダ14の上下移動が即応するので、グリップ70の移動量は常に少なくて済む。従って、上下コイルバネ82の弾性力の差はすぐに解消され、作業員の手に加わる負荷は大きくなることはない。
Further, the
また、シリンダ14の空気室22及び24が大気圧と同等になると、ピストン18がチャタリングを起しやすくなる。すなわち、エアサーボバルブ30への給排気の作動空気を大気圧と同等にすると、エアサーボバルブ30からシリンダ14の空気室22、24への作動空気の作用が遅れエアサーボバルブ30のスプール44の応答が遅れて安定的な位置決めがなされ難くピストン18にチャタリング(上下振動)が起こりやすい。
そのため、本実施形態では、エアサーボバルブ30への作動空気を、減圧レギュレータ60を介した低圧圧縮気と、介さない高圧圧縮気とを用いて、所定の差圧を有して共に大気圧より高圧とするので、エアサーボバルブ30のスプール44の位置決めを迅速に行って、ピストン18のチャタリングを防止できる。
Further, when the
Therefore, in the present embodiment, the working air to the
(実施形態2)
次に、本発明の第2実施形態を図2に基づいて説明する。本実施形態は、本発明の空圧式アクチュエータを自動車のトランスミッション装置の組立ラインに適用したものである。図3は、該組立ラインの一部を構成する組立装置110を示す。組立装置110は、架台112上にフレーム114が水平方向に載置されると共に、該フレーム114は、スライド機構116により矢印a方向にスライド可能に支持されている。フレーム114の先端には、本発明の空圧式アクチュエータ120が取り付けられている。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the pneumatic actuator of the present invention is applied to an assembly line for an automobile transmission device. FIG. 3 shows an assembling apparatus 110 constituting a part of the assembling line. In the assembling apparatus 110, a
空圧式アクチュエータ120は、前記第1実施形態で説明したように、シリンダ122と、シリンダ122の内部で摺動するピストンと、該ピストンと一体のピストンロッド124と、操作桿126と、エアサーボバルブ128と、ピストンロッド124及びエアサーボバルブ30の弁ボディが連結された可動テーブル130とから構成されている。
基台132の側面にコンベア台134が取り付けられ、コンベア台134にトランスミッション装置の被組立部品を搬送する無端コンベア136が移動可能に支持されている。
As described in the first embodiment, the
A conveyor table 134 is attached to the side surface of the
コンベア台134の下方には、返送される無端コンベア136’を支持するコンベア台138が設けられている。無端コンベア136にはパレット140が等間隔で取り付けられ、該パレット140に被組立部品が載せられ、作業員Pによって組み立てられる。無端コンベア136は、図3の紙面に対し直角方向に移動して、搬送および返送される。
Below the conveyor table 134, a conveyor table 138 for supporting the returned endless conveyor 136 'is provided. The
図3において、空圧式アクチュエータ120のピストンロッド124の下端にクランプ装置142が装着されている。組立装置110の前工程で、トランスミッション装置の構成部品であるインプットシャフト144、アウトプットシャフト152及び差動ギアシャフト154の夫々に固着された歯車を互いに噛み合わせた状態としてパレット140上に載置しておく。
そして、作業員Pが操作桿126を把持して下降させ、ピストンロッド124及びクランプ装置142を下降させる。その後、下降したクランプ装置142でインプットシャフト144等を把持し、操作桿126を上昇させて、トランスミッション構造物のインプットシャフト144等を持ち上げる。
In FIG. 3, a
Then, the worker P grips and lowers the operating
具体的には、図3のB矢視図を示す図4において、ピストンロッド124の下端には可動テーブル130が装着され、その可動テーブル130の下方に連結ロッド131を介してクランプ装置取付ブラケット133が取り付けられ、該クランプ装置取付ブラケット133にクランプ装置142を構成するインプットシャフトを把持するインプットシャフト用クランプ装置142aと、アウトプットシャフトを把持するアウトプットシャフト用クランプ装置142bと、差動ギアシャフトを把持する差動ギアシャフト用クランプ装置142cとがそれぞれ取れ付けられている。
Specifically, in FIG. 4 showing a view taken in the direction of arrow B in FIG. 3, a movable table 130 is attached to the lower end of the
そして、次に、前工程からパレット140にはトランスミッション装置のハウジングTが搬送されてくる。該ハウジングTが組立装置110の前面位置に搬送されて停止したら、操作桿126を下降させて、インプットシャフト144、アウトプットシャフト152及び差動ギアシャフト154夫々をハウジングTへ向けて降下させ、該ハウジングTに組み付ける。この場合、前記3個のシャフト144、152、154をハウジングTに形成された支持穴に挿入、または支持ピンに嵌合して組み付ける。
Then, the housing T of the transmission device is transferred to the
この組み付けのときに、操作桿126のグリップ70を下げると、エアサーボバルブ30のスプール44が同様に下がり、空気給排孔36からシリンダ14の空気室22に圧縮空気が流れて下降する。グリップ70を下げ続けると連続して圧縮空気がシリンダの空気室22に流れ続けけるので、ピストンロッド124も下降を続ける。グリップ70の上下移動を止めると、可動テーブル130に固定された弁ボディ32は、圧縮空気を閉じる位置まで下降して停止する。慣性で下降し過ぎた場合、空気給排孔36からの圧縮空気はシリンダ14の空気室24に流れてピストンロッド124を上昇して位置補正する。また、グリップ70を上げると、同様にピストンロッド124が上昇し、グリップ70の動作に比例した動作をする。
When the
本実施形態によれば、本発明の空圧式アクチュエータ120を備えた組立装置110を用いることにより、作業員Pが軽い力で操作桿126を操作できると共に、作業員Pの手感覚と同等のソフトタッチでトランスミッション構造物の精度良い位置制御ができる。従って、組立に際し、インプットシャフト144、アウトプットシャフト152及び差動ギアシャフト154夫々をハウジングTへ向けて傷付けることなく、容易に組立を行なうことができる。
また、空圧式アクチュエータ120をコンベア136の搬送方向と直角方向(矢印a方向)に移動可能にしたので、組立作業中に空圧式アクチュエータ120が作業員Pの視覚を妨げることなく、組立作業を容易にできる。
According to the present embodiment, by using the assembling apparatus 110 including the
In addition, since the
本発明によれば、空圧式アクチュエータの位置制御を作業員の手感覚と同等の正確さで行なうことができると共に、駆動装置を使って自動化した装置よりも低コストとすることができる。 According to the present invention, the position control of the pneumatic actuator can be performed with the same accuracy as the hand feeling of the worker, and the cost can be reduced as compared with an apparatus automated using a drive device.
10,120 空圧式アクチュエータ
14,122 シリンダ
16 シリンダボディ
18 ピストン
20,124 ピストンロッド
22,24 空気室
26 可動テーブル(可動部)
30,128 エアサーボバルブ
32 弁ボディ
34,36,38,40,42,22a,24a 空気給排孔
44 スプール
54,56,58,62,64 圧縮空気供給ライン
60 減圧レギュレータ
66,126 操作桿
70 グリップ
76 グリップ台(固定部)
82 コイルバネ
94 第1の調整ネジ
96 第2の調整ネジ
110 組立装置
136、136’ コンベア
142 クランプ装置
P 作業員
T ハウジング
10, 120
30, 128
82 Coil Spring 94
Claims (6)
空気給排孔を有する弁ボディと該弁ボディ内に摺動可能に配置されたスプールとからなるエアサーボバルブとを備え、
該スプールを摺動させ該空気給排孔を介して前記空気室に作動空気を給排することにより、該ピストンの位置制御を行なうようにした空圧式アクチュエータにおいて、
前記ピストンと一体形成されたピストンロッドと前記弁ボディとを一体に連結して負荷が作用する可動部を形成すると共に、該弁ボディの外部に前記スプールに連結された操作桿を設け、
該操作桿を移動して前記スプールを移動させることにより前記エアサーボバルブの作動空気給排路を開放して該ピストンを移動させると共に、ピストンがスプールと同一量移動したときに該作動空気給排路を閉鎖させて該ピストンを停止させるようにして、前記可動部の位置を前記操作桿の移動量に応じて移動可能に構成したことを特徴とする空圧式アクチュエータ。 A pneumatically driven cylinder comprising a cylinder body and a piston disposed in the cylinder body and forming air chambers on both sides;
An air servo valve comprising a valve body having an air supply / discharge hole and a spool slidably disposed in the valve body;
In the pneumatic actuator that controls the position of the piston by sliding the spool and supplying / discharging the working air to / from the air chamber through the air supply / discharge hole,
A piston rod integrally formed with the piston and the valve body are integrally connected to form a movable portion on which a load acts, and an operating rod connected to the spool is provided outside the valve body,
By moving the operating rod and moving the spool, the operating air supply / discharge path of the air servo valve is opened to move the piston, and when the piston moves the same amount as the spool, the operating air supply / discharge A pneumatic actuator characterized in that the piston is stopped by closing a path so that the position of the movable portion can be moved according to the amount of movement of the operating rod.
2個のバネにより該グリップ部に摺動方向両側からバネ力を付加し、該2個のバネのバネ力が均衡した位置に該グリップ部を固定して前記スプールを所定位置に配置すると共に、該グリップ部の摺動時に元の固定位置に復帰させるバネ力差を生じさせるように構成したことを特徴とする請求項1または請求項2記載の空圧式アクチュエータ。 The grip portion of the operating rod is configured to be slidable with respect to the valve body, and the grip portion is connected to the spool,
A spring force is applied to the grip portion from both sides in the sliding direction by two springs, the grip portion is fixed at a position where the spring forces of the two springs are balanced, and the spool is disposed at a predetermined position. The pneumatic actuator according to claim 1 or 2, wherein the pneumatic actuator is configured to generate a spring force difference that returns to the original fixed position when the grip portion slides.
前記空圧式アクチュエータを被組立品を搬送するコンベアの上方に配置すると共に、該空圧式アクチュエータを該コンベアに対して接近又は離隔する方向に移動可能に配置し、
前記ピストンをシリンダボディに対して上下方向に摺動可能に配置すると共に、該ピストンにクランプ装置を取り付けて被組立部品を把持可能に構成したことを特徴とする空圧式アクチュエータを備えた組立装置。 In the assembly apparatus provided with the pneumatic actuator according to any one of claims 1 to 4,
The pneumatic actuator is arranged above a conveyor that conveys an assembly, and the pneumatic actuator is arranged so as to be movable in a direction approaching or separating from the conveyor.
An assembly apparatus provided with a pneumatic actuator, wherein the piston is arranged so as to be slidable in the vertical direction with respect to the cylinder body, and a clamp device is attached to the piston so as to be able to grip a part to be assembled.
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