JP2011220411A - ストッパ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化することなく、モータの回転運動を利用してロッドを直線移動させることができるストッパ装置を提供する。
【解決手段】モータ１８により回転する回転部材２１を筒状に形成するとともに、回転部材２１内にロッド３１を収容した。また、ロッド３１の周面にカム溝３２を形成するとともに、回転部材２１にカム溝３２に係合するとともにカム溝３２に沿って案内されるカムフォロア２４を回転部材２１の中心軸線側に向かって突出するように設けた。そして、回転部材２１が回転してカムフォロア２４がカム溝３２に沿って案内されることで、ロッド３１が回転部材２１内で直線移動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワークを所定位置で停止させるストッパ装置に関する。

コンベアを使用した生産設備では、コンベア上を移動するワークを所定位置に一端停止させて所定の作業を行い、作業終了後には再びコンベアに沿ってワークを移動させている。そして、ワークを所定位置に一端停止させるものとして、ストッパ装置が広く使用されている。

ストッパ装置は、円筒状のボディに対して回転規制された状態でボディ内を直線移動するロッドを備えている。ロッドにはショックアブソーバが内蔵されるとともに、ロッドの先端部には、ショックアブソーバに連動されてワークを所定位置に制止させるためのストッパレバーが設けられている。ストッパレバーは、ロッドと一体的に直線移動可能になっている。

そして、コンベア上を搬送されるワークを所定位置に一端停止させる際には、ロッドをボディから突出するようにして直線移動させてストッパレバーを直線移動させるとともに、ストッパレバーにワークを当接させてワークの搬送を制止させる。このとき、ショックアブソーバにより、コンベア上を搬送されるワークの衝撃が緩衝されるようになっている。

ところで、モータの回転運動を利用してロッドを直線移動させるものとして、例えば、特許文献１のアクチュエータがある。特許文献１のアクチュエータは、円筒状の操作軸（ロッド）内に送りねじ軸が挿通されるとともに、操作軸と送りねじ軸とがボールネジを介して螺合されている。また、電動機（モータ）の回転軸と送りねじ軸とがギアを介して連結されている。そして、電動機の回転軸が回転すると、ギアを介して送りねじ軸が回転運動し、この送りねじ軸の回転運動により、ボールネジが送りねじ軸に対して螺進又は螺退されて操作軸が直線移動するようになっている。その結果、操作軸の先端部に取着された被動部が直線移動するようになっている。

実公平３−８８２７号公報

しかしながら、特許文献１のアクチュエータにおいて、操作軸を直線移動させるために、送りねじ軸の外側に円筒形の操作軸を設けている。このため、操作軸は、少なくとも操作軸の直線移動距離の長さを確保しなければならない。そして、その操作軸の先端に被動部が取着されるため、操作軸の軸方向へのアクチュエータの長さ寸法が大型化してしまっていた。

本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、大型化することなく、モータの回転運動を利用してロッドを直線移動させることができるストッパ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ボディに対して出没可能に設けられた筒状のロッドと、前記ロッドの一端部に回動可能に支持されるとともにワークを停止させるストッパ部と、前記ロッドの一端側に内蔵されるとともに前記ストッパ部により前記ワークを停止させたときの衝撃を緩和させる緩衝機構部と、前記ボディ内に収容されるとともにモータにより回転され内部に前記ロッドが出没可能に収容される回転部材と、前記回転部材において前記ロッドの周面に対向する位置から前記回転部材の中心軸線側に向かって突出するように設けられるとともに前記ロッドの周面に形成されたカム溝に係合するカムフォロアと、から形成されていることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記カムフォロアは複数設けられていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記カム溝は、変形正弦曲線を描くように形成されていることを要旨とする。

この発明によれば、大型化することなく、モータの回転運動を利用してロッドを直線移動させることができる。

実施形態におけるストッパ装置を示す部分縦断面図。 回転部材を示す側面図。 ロッドを示す側面図。 カム溝を示す展開図。 ストッパ部によりワークの搬送が停止された状態を示すストッパ装置の部分縦断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、ストッパ装置１０は筒状をなすボディ１１を備えている。ボディ１１には円孔状の収容孔１２がボディ１１の長手方向に沿って延びるように形成されている。収容孔１２内の一端側には円環状のロッドカバー１３が設けられている。また、ボディ１１の他端には貫通孔１１ａが形成されている。

ボディ１１の一端面にはフランジ１４が設けられるとともに、フランジ１４には貫通孔１４ａが形成されている。フランジ１４の一端面にはボディ１１の長手方向に沿って延びる支柱１５が設けられている。支柱１５の先端部には規制リング１５ａが装着されている。また、ボディ１１の他端部には正逆回転可能なモータ１８が取り付けられるとともに、モータ１８の回転軸１９は、ボディ１１の貫通孔１１ａ内に達するまで延在している。さらに、収容孔１２内には回転部材２１が収容されている。

図２に示すように、回転部材２１は、一端が開口されるとともに他端が閉塞された有底円筒状をなす本体部２２を備えている。本体部２２の一端面には、一対の延設部２３が本体部２２の径方向において対向する位置に設けられている。また、各延設部２３の先端部内面には、カムフォロア２４が延設部２３の延設方向に対して直交し、且つ回転部材２１の中心軸線側に向かって突出するように回転可能に設けられている。各カムフォロア２４は回転部材２１において互いに対向する位置に設けられている。

本体部２２の他端面には、本体部２２の中心軸線上に沿って延びる連結部２５が設けられている。連結部２５の中央部には、モータ１８における回転軸１９の先端部が嵌合可能な嵌合凹部２５ａが形成されるとともに、連結部２５と回転軸１９とは、回転軸１９の先端部が嵌合凹部２５ａ内に嵌合された状態で図示しない螺子により螺子止めされて一体的に連結されている。そして、モータ１８が駆動することで、回転軸１９の回転運動が連結部２５に伝達されて、回転部材２１が収容孔１２内で回転可能になっている。

また、本体部２２における外周面の一部には周方向全周に亘って装着凹部２２ａが形成されるとともに、装着凹部２２ａにはウェアリング２２ｂが装着可能になっている。一対の延設部２３の外周面における本体部２２寄りには、周方向に沿って装着凹部２３ａが形成されるとともに、装着凹部２３ａにはウェアリング２３ｂが装着可能になっている。

そして、図１に示すように、回転部材２１が収容孔１２内に収容された状態では、ウェアリング２２ｂ，２３ｂの外周面全体が収容孔１２の内周面に当接することで、ウェアリング２２ｂ，２３ｂが回転部材２１に対するセンタリング用軸受けとしての役割を果たしている。よって、回転部材２１が回転して回転部材２１に偏荷重が加わったとしても、このウェアリング２２ｂ，２３ｂにより回転部材２１が偏心してしまうことが抑制されている。

回転部材２１には有底円筒状をなすロッド３１が出没可能に収容されるとともに、このロッド３１はフランジ１４の貫通孔１４ａを介してボディ１１に出没可能になっている。ロッド３１には、緩衝機構部として、油圧式のショックアブソーバ３５が内蔵されている。ショックアブソーバ３５は、図示しないオリフィス孔を内部に有するシリンダ３７と、シリンダ３７内に出没可能に収容されるアブソーバロッド３６とを備えるとともに、シリンダ３７内には作動油が充填されている。アブソーバロッド３６の一端はシリンダ３７から常に突出した状態になっている。

また、ロッド３１の一端には、コンベアＣ（図５参照）上を搬送されるワークＷ（図５参照）を停止させるストッパ部４１が設けられている。ロッド３１の一端側外周面には雄ねじ３１ａが形成されるとともに、この雄ねじ３１ａが、ストッパ部４１の支持体４２に形成された収容凹部４２ａの雌ねじ（図示せず）に螺合されることで、ロッド３１と支持体４２とは一体化されている。支持体４２の一側面には、支柱１５が挿通された挿通孔４３ａを有する挿通部４３が突設されている。

また、支持体４２上には、一対の取付片４４がアブソーバロッド３６を挟むように互いに対向して立設されている。一対の取付片４４の間には支軸４５が水平に固定されるとともに、この支軸４５には、ワーク停止用のストッパレバー４６が所定角度だけ回動可能に軸支されている。ストッパレバー４６はアブソーバロッド３６上に配設されている。ストッパレバー４６の先端には、ワーク受けローラ４７が回動可能に軸支されている。また、ストッパレバー４６の基端は、アブソーバロッド３６に当接可能になっている。

図３に示すように、ロッド３１の他端側における外周面には、カムフォロア２４が係合可能な螺旋状のカム溝３２が二つ形成されている。各カム溝３２の一端はロッド３１内部の途中で閉塞しているとともに、他端はロッド３１の他端面から外部へ開放している。そして、各カム溝３２の他端から各カムフォロア２４をカム溝３２内に挿入することで、各カムフォロア２４が各カム溝３２に係合されるようになっている。

カム溝３２の展開図を図４に示す。図４に示すように、カム溝３２は、変形正弦曲線Ｌ（図４に示す一点鎖線）を描くように形成されている。カムフォロア２４がカム溝３２内において、変形正弦曲線Ｌの一端Ｐ１に位置した状態では、ロッド３１は、ボディ１１に対して没入した状態になっている。ロッド３１がボディ１１に対して没入した状態において、モータ１８を正回転させることで回転部材２１が正回転して、カムフォロア２４がカム溝３２に沿ってカム溝３２の一端から他端に向かって案内される。

ここで、挿通部４３の挿通孔４３ａには支柱１５が挿通されているため、ロッド３１は、ボディ１１に対して回転運動が規制された状態で突出方向に直線移動するようになっている。なお、ロッド３１が突出方向に直線移動することにより、ストッパ部４１も突出方向へ移動するが、挿通部４３の上面が規制リング１５ａに当接することで、挿通部４３が支柱１５から抜けてしまうことが規制されている。

カムフォロア２４がカム溝３２内において、変形正弦曲線Ｌの一端Ｐ１に存在した状態から、他端Ｐ３に向かってカムフォロア２４がカム溝３２に沿って案内されると、ロッド３１の直線移動における加速度は、一端Ｐ１から中間点Ｐ２までの間に緩やかに加速される。そして、カムフォロア２４がカム溝３２内において、変形正弦曲線Ｌの一端Ｐ１と他端Ｐ３との間の中間点Ｐ２を通過するとき、ロッド３１の直線移動範囲における加速度が最大になる。さらに、ロッド３１の直線移動における加速度は、中間点Ｐ２から他端Ｐ３までの間に緩やかに減速される。

上記構成のストッパ装置１０の動作について説明する。
ストッパ装置１０は、ロッド３１がボディ１１に対して没入した状態では、ストッパ部４１がコンベアＣよりも下方に位置するように設置される。コンベアＣ上を搬送されるワークＷを停止させるためには、まず、ロッド３１がボディ１１に対して没入した状態において、モータ１８を正回転させることで回転部材２１を正回転させる。すると、カムフォロア２４がカム溝３２に沿って案内されるとともに、ロッド３１がボディ１１に対して回転運動が規制された状態で突出方向に一定の加速度を保ちながら直線移動する。

このロッド３１の直線移動に伴って、ストッパ部４１が一定の加速度を保ちながら緩やかに上昇した後、最大加速度で上昇し、その後、ロッド３１は緩やかに減速されながら突出方向に直線移動する。そして、図５に示すように、ストッパ部４１のワーク受けローラ４７がコンベアＣ上を搬送されるワークＷの搬送経路上に達すると、ロッド３１の加速度が０になり、ストッパ部４１の上昇が緩やかに停止されるようになっている。

この状態において、ワークＷがコンベアＣ上を搬送されると、ワークＷがワーク受けローラ４７に当接するとともに、ストッパレバー４６が回動する。ストッパレバー４６が回動すると、ストッパレバー４６の基端がアブソーバロッド３６に当接して、アブソーバロッド３６を下方に押圧する。アブソーバロッド３６が下方に押圧されると、アブソーバロッド３６はシリンダ３７内に没入される。このシリンダ３７に対するアブソーバロッド３６の没入により、オリフィス孔にオイルが流通されるときの抵抗を利用して、ワークＷがワーク受けローラ４７に当接したときの衝撃が緩和されるようになっている。

次に、コンベアＣ上のワークＷを通過させるためには、モータ１８を逆回転させることで回転部材２１を逆回転させる。すると、カムフォロア２４がカム溝３２に沿って案内されるとともに、ロッド３１がボディ１１に対して回転運動が規制された状態で没入方向に一定の加速度を保ちながら直線移動する。

このロッド３１の直線移動に伴って、ストッパ部４１が一定の加速度を保ちながら緩やかに下降した後、最大加速度で下降し、その後、ロッド３１は緩やかに減速されながら没入方向に直線移動する。そして、ストッパ部４１がコンベアＣよりも下方に位置すると、ロッド３１の加速度が０になり、ストッパ部４１の下降が緩やかに停止されるようになっている。その結果、ワークＷはコンベアＣ上で停止することなく、ストッパ装置１０の上方を通過する。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）モータ１８により回転する回転部材２１を筒状に形成するとともに、回転部材２１内にロッド３１を収容した。そして、ロッド３１の周面にカム溝３２を形成するとともに、回転部材２１にカム溝３２に係合するとともにカム溝３２に沿って案内されるカムフォロア２４を回転部材２１の中心軸線側に向かって突出するように設けた。よって、回転部材２１が回転してカムフォロア２４がカム溝３２に沿って案内されることで、ロッド３１を回転部材２１内で直線移動させることができる。よって、背景技術のように、モータによって回転する送りねじ軸の外側に筒状の操作軸を配設した場合に比べて、回転部材２１内で出没するロッド３１内にショックアブソーバ３５を内蔵することができるため、ストッパ装置１０の長さ寸法が大型化することがない。その結果、ストッパ装置１０自体が大型化することなく、モータ１８の回転運動を利用してロッド３１を直線移動させることができる。

（２）回転部材２１には、一対のカムフォロア２４が互いに対向する位置に設けられている。よって、例えば、回転部材２１にカムフォロア２４が一つ設けられており、回転部材２１が回転することで一つのカムフォロア２４がカム溝３２に沿って案内されてロッド３１を直線移動させる場合に比べて、カムフォロア２４とカム溝３２との間でかじり付きが起こり難くなる。

（３）カム溝３２は変形正弦曲線Ｌを描くように形成されている。よって、例えば、カムフォロア２４がカム溝３２内において、変形正弦曲線Ｌの一端Ｐ１に存在した状態から、他端Ｐ３に向かってカムフォロア２４がカム溝３２に沿って案内されると、ロッド３１の直線移動における加速度は、一端Ｐ１から中間点Ｐ２までの間に緩やかに加速されるとともに、中間点Ｐ２から他端Ｐ３までの間に緩やかに減速される。したがって、ロッド３１の直線移動における加速度を制御するために、例えば、制御手段によりモータ１８の回転速度を電気的に制御する必要がなく、ロッド３１の直線移動における加速度を機械的に制御することができ、ロッド３１の速度制御機構を簡素化することができる。

（４）本実施形態では、モータ１８の回転運動を利用してロッド３１を直線移動させている。よって、例えば、流体圧シリンダを用いて圧縮空気等の作動流体を給排することで、ロッド３１を直線移動させる場合のように、作動流体の漏れによりエネルギーロスが発生してしまうといった問題が無く、モータ１８の回転運動を利用してロッド３１を効率良く直線移動させることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態において、カム溝３２は変形正弦曲線Ｌを描くように形成されていたが、これに限らず、例えば、カム溝３２は変形台形曲線や変形等速度曲線を描くように形成されていてもよい。

○ 実施形態において、回転部材２１には一対のカムフォロア２４が互いに対向する位置に設けられていたが、これに限らず、例えば、回転部材２１にカムフォロア２４が一つ、又は３つ以上設けられていてもよい。

○ 実施形態では、カム溝３２を、変形正弦曲線Ｌを描くように形成することで、ロッド３１の直線移動における加速度を機械的に制御したが、これに限らず、例えば、制御手段によりモータ１８の回転速度を制御することで、ロッド３１の直線移動における加速度を電気的に制御してもよい。

○ 実施形態において、ショックアブソーバ３５は油圧式のものであったが、これに限らず、例えば、空気圧式のものであってもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。

（イ）前記回転部材には一対のカムフォロアが互いに対向する位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のストッパ装置。
（ロ）前記緩衝機構部は油圧式のショックアブソーバであることを特徴とする請求項１〜請求項３、及び前記技術的思想（イ）のいずれか一項に記載のストッパ装置。

Ｗ…ワーク、１０…ストッパ装置、１１…ボディ、１８…モータ、２１…回転部材、２４…カムフォロア、３１…ロッド、３２…カム溝、３５…緩衝機構部としてのショックアブソーバ、４１…ストッパ部。

Claims (3)

1. ボディに対して出没可能に設けられた筒状のロッドと、
   前記ロッドの一端部に回動可能に支持されるとともにワークを停止させるストッパ部と、
   前記ロッドの一端側に内蔵されるとともに前記ストッパ部により前記ワークを停止させたときの衝撃を緩和させる緩衝機構部と、
   前記ボディ内に収容されるとともにモータにより回転され内部に前記ロッドが出没可能に収容される回転部材と、
   前記回転部材において前記ロッドの周面に対向する位置から前記回転部材の中心軸線側に向かって突出するように設けられるとともに前記ロッドの周面に形成されたカム溝に係合するカムフォロアと、から形成されていることを特徴とするストッパ装置。
2. 前記カムフォロアは複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載のストッパ装置。
3. 前記カム溝は、変形正弦曲線を描くように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のストッパ装置。

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