JP2017154211A - 破損検出機能付き位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リリース状態の位置決め装置の破損状態を検出する。【解決手段】 ワークパレット（５）の孔（６）に挿入可能な心柱（７）がハウジング（２）から上方へ突出される。前記心柱（７）の内周孔（１８）に挿入される出力ロッド（１９）が環状の押圧部材（２９）に連結され、その押圧部材（２９）の内周面が前記心柱（７）の外傾斜面（２８）に上側から楔係合される。前記押圧部材（２９）によって閉鎖された流路（３５）に、破損検出用の圧力流体が供給される。そして、前記押圧部材（２９）が破損されたときに、前記流路（３５）が開放されて圧力流体が外部へ排出される。【選択図】図２

Description

この発明は、位置決め用の構成部材が破損したことを検出する機能を備える位置決め装置に関する。

この種の位置決め装置には、従来では、特許文献１(日本国・特開２００５−５９１２１号公報)に記載されたものがある。その従来技術は、次のように構成されている。
ワークパレットの孔に挿入可能な環状の心柱が、ハウジングから上方へ突設される。ハウジングに上下移動可能に挿入されるピストンから出力ロッドが上方に突設される。心柱の外周に環状の押圧部材が配置され、その押圧部材が出力ロッドの上部に連結される。その押圧部材の周壁に形成される検出孔に異常検出用の加圧エアが流路を通して供給される。上記ピストン及び出力ロッドによって押圧部材が下方へロック駆動されて当該押圧部材の外周面が上記の孔の内周面に密着したときには、上記検出孔が閉鎖されるので前記流路内の圧力が上昇する。その結果、ハウジングに対してワークパレットが所定位置に位置決めされた正常状態であることが検出される。

特開２００５−５９１２１号公報

また、上記の従来技術では、押圧部材が欠損（破損）した状態の異常状態を検出可能である。すなわち、上記の異常状態の位置決め装置をロック駆動すると、押圧部材の外周面が上記の孔の内周面に密着されるが、流路に供給された加圧エアが押圧部材の上記の破損部分から漏れる。従って、その流路の圧力が上昇しないことを圧力センサなどで検出することにより、上記の異常状態を検出できる。
ところで、本来は、位置決め装置をロック駆動させる前のリリース状態において、上記の異常状態（破損状態）を検出することが好ましい。しかしながら、上記の位置決め装置がリリース状態であるときには、検出孔が上記の孔の内周面によって閉鎖されないので、検出孔が外部に開放されている。このため、押圧部材が破損されていない正常状態と押圧部材が破損された異常状態との両方の状態で流路の圧力が上昇されない。これにより、その異常状態と正常状態との区別をつけることができない。
このため、従来の位置決め装置は、リリース状態の位置決め装置の破損状態を検出できるようにする点で改善の余地が残されていた。
本発明の目的は、リリース状態の位置決め装置の破損状態を検出することにある。

課題を解決するための手段及び効果

上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図３に示すように、位置決め装置を次のように構成した。
可動部材５に設けられた孔６に挿入可能な環状の心柱７が、基準部材４から先端方向へ突出される。前記基準部材４にピストン１１が軸方向へ移動可能で保密状に挿入される。前記ピストン１１に連結された出力ロッド１９が、前記心柱７の内周孔１８に挿入される。前記心柱７の外周に外傾斜面２８が先端側に向かにつれて軸心に近づくように設けられる。前記外傾斜面２８に押圧部材２９が先端側から楔係合し、その押圧部材２９が半径方向へ拡大及び縮小可能とされる。その押圧部材２９が出力ロッド１９の先端部に連結される。前記押圧部材２９によって閉鎖された流路３５に、破損検出用の圧力流体が供給される。前記押圧部材が破損されたときに、流路３５が開放されて圧力流体が外部へ排出される。

従って、本発明は次の作用効果を奏する。
リリース状態の位置決め装置の押圧部材が破損されていない正常状態では、流路に圧力流体が供給されると、流路の圧力が上昇する。その上昇圧力を検出することにより押圧部材が正常な状態であることが検出される。これに対して、リリース状態の位置決め装置の押圧部材が破損された状態の異常状態では、その破損部分から流路の圧力流体が漏れ出し、その流路の圧力が下降する。その結果、押圧部材が破損状態（異常状態）であることが検出される。

本発明は、下記の（１）および（２）の構成を加えることが好ましい。
（１）前記流路３５は、前記心柱７と前記出力ロッド１９の外周面と前記押圧部材２９の内周面とによって区画形成された環状空間３６を有する。
この場合、環状空間が出力ロッドの外周に周方向に形成されるので、押圧部材の周壁の一部分が欠損したときに、その環状空間が欠損部分を通って外部に連通される。このため、その欠損部分から圧力流体が適切に漏れ出し、流路の圧力が下降する。その結果、押圧部材が破損された状態等の異常状態であることが検出される。

（２）前記流路３５は、前記環状空間３６に連通すると共に前記内周孔１８と前記出力ロッド１９の外周面との間に形成された通路３７を有する。
この場合、流路を別の場所、例えば、心柱に形成した場合に比べて、心柱の半径方向の全体寸法を小さくすることができる。

図１は、本発明の一実施形態を示し、位置決め装置のリリース状態を示す断面図である。 図２は、上記の位置決め装置のロック状態を示し、図１に類似する図である。 図３は、上記の位置決め装置の押圧部材が欠損された状態を示し、図１に類似する図である。

以下、本発明の実施形態を図１から図３によって説明する。
図１および図３は、本発明の一実施形態を示している。まず、リリース状態を示す図１に基づいて上記位置決め装置の構造を説明する。

工作機械のテーブル（図示しない）にベースプレート１を固定し、そのベースプレート１に位置決め装置のハウジング２をボルト３で固定する。本実施形態では、ベースプレート１とハウジング２によって基準部材４が構成される。図２に示すように、そのハウジング２の上部（先端部）に形成された支持面２ａに、可動部材としてのワークパレット５の被支持面５ａが受け止められる。その被支持面５ａに形成された孔６に、ハウジング２から上方へ突出された環状の心柱７が挿入可能となっている。

上記ハウジング２の下部（基端部）にシリンダ孔１０が形成され、そのシリンダ孔１０にピストン１１が上下方向（軸方向）へ移動可能で保密状に挿入される。そのシリンダ孔１０がピストン１１によって上下方向へ区画され、ピストン１１の下側にリリース室１２が形成されると共に、ピストン１１の上側にロック室１３が形成される。そのリリース室１２に連通されるリリース用の給排路１４がベースプレート１に設けられる。ロック室１３に連通されるロック用の給排路１５がハウジング２に形成される。本実施形態では、上記のピストン１１とリリース室１２とロック室１３とによって複動式の油圧シリンダ（駆動手段）Ｄが構成される。

上記の環状の心柱７が内周孔１８を有し、その内周孔１８がシリンダ孔１０に連通される。その心柱７の内周孔１８に出力ロッド１９が上下方向に移動可能で保密状に挿入され、その出力ロッド１９がピストン１１に連結される。その出力ロッド１９は、下半部分２０と、その下半部分２０の上端部に螺合された上半部分２１とを備えると共に、下半部分２０の上端面と上半部分２１に形成されたキャップ部２２との間に装着された筒部材２３を備える。その筒部材２３の上端から環状のフランジ部分２４が半径方向の外方に突設される。そのフランジ部分２４の外周壁に溝２５が周方向に形成される。なお、本実施形態では、ピストン１１と出力ロッド１９を構成する上記下半部分２０とは一体形成されている。

上記の心柱７の外周に外傾斜面２８が上方に向かうにつれて軸心に近づくようにテーパー状に形成され、その外傾斜面２８に押圧部材２９が周方向へ環状に配置される。また、その押圧部材２９の上端部から環状の突出部３０が半径方向の内方へ突設される。その突出部３０が筒部材２３の溝２５に挿入され、押圧部材２９が出力ロッド１９に連結される。その押圧部材２９の周壁にスリット３１が設けられることにより、その押圧部材２９が半径方向に弾性変形可能に構成される。また、押圧部材２９の外周部に密着面３２が形成され、その密着面３２がワークパレット５の孔６の内周面に密着可能となっている。また、上記の心柱７の外周面からピン３３が半径方向の外方に突出されている。そのピン３３が上記の押圧部材２９の回り止めを構成している。

前記の心柱７と筒部材２３の外周面と押圧部材２９の内周面とによって環状空間３６が区画形成される。前記の筒部材２３の外周壁に上下方向に形成された溝２３ａと内周孔１８の内周面とによって連通路３７が形成される。その連通路３７が、ハウジング２に形成された通路３８に連通される。本実施形態において、通路３８と連通路３７と環状空間３６とによって流路３５が構成される。そして、加圧エアの供給源（図示しない）から加圧エアが流路３５に供給される。

上記の位置決め装置は、図１から図３に示すように、次のように作動する。
図１のリリース状態では、ロック室１３の圧油が排出されると共に、リリース室１２に圧油が供給される。これにより、ピストン１１と出力ロッド１９とが上昇位置に移動される。このとき、上記押圧部材２９が、当該押圧部材２９の弾性力によって縮径状態に切り換えられている。
また、このとき、流路３５の下流端が押圧部材２９の内周面によって閉鎖されている。この状態で加圧エアが流路３５に供給されると、その流路３５の圧力が上昇する。これにより、押圧部材２９が破損されていない正常な状態であることが検出される。

上記リリース状態でワークパレット５を何らかの昇降手段または自重によって下降させると、ワークパレット５がその孔６部分で出力ロッド１９と押圧部材２９と心柱７とに外嵌められていく。すると、上記ワークパレット５の被支持面５ａが、ハウジング２の支持面２ａに受け止められる。

上記の位置決め装置を図１のリリース状態から図２のロック状態へ切り換えるときには、リリース室１２の圧油を排出するとともに、ロック室１３に圧油を供給する。すると、まず、ロック室１３の油圧力がピストン１１と出力ロッド１９とを下降させていく。次いで、出力ロッド１９が押圧部材２９を下降位置に移動させると、その押圧部材２９が心柱７の外傾斜面２８によって縮径状態から拡径される（半径方向の外方へ移動される）。その押圧部材２９の密着面３２がワークパレット５の孔６の内周面に密着される。これにより、位置決め装置は、ロック状態に切り換えられる。
このとき、流路３５の下流端が押圧部材２９の内周面によって閉鎖されている。この状態で加圧エアが流路３５に供給されると、その流路３５の圧力が上昇する。これにより、押圧部材２９が破損されていない正常な状態であることが検出される。

上記の位置決め装置を図２のロック状態から図１のリリース状態へ切り換えるときには、ロック室１３の圧油を排出すると共にリリース室１２へ圧油を供給する。これにより、位置決め装置は、上述したロック動作とはほぼ逆の手順でリリース状態へ切り換えられる。

ところで、上記位置決め装置の押圧部材２９に対してワークパレット５を下降させて当該押圧部材２９にワークパレット５をその孔６部分で外嵌めするときに、その孔６の周壁の下部が、押圧部材２９に衝突して、その衝突時の衝撃によって押圧部材２９の薄肉部分（図３中に破線で示す）２９ａが欠損する場合がある。この場合、環状空間３６に供給された破損検出用の加圧エアが上記の欠損部分２９ａから漏れ、流路３５の圧力が予め設定した圧力値を下回ることが検出される。その結果、押圧部材２９が破損された異常状態であることが検出される。

第１実施形態は次の長所を奏する。
リリース状態の位置決め装置の押圧部材２９が破損されていない正常状態では、上記の流路３５に圧力流体が供給されると、流路３５の圧力が上昇する。その上昇圧力を検出することにより押圧部材２９が正常な状態であることが検出される。これに対して、リリース状態の位置決め装置の押圧部材２９が破損された状態では、流路３５の圧力流体が破損部分２９ａを通って外部に漏れ出し、その流路３５の圧力が下降する。その結果、押圧部材２９が破損された状態の異常状態であることが検出される。

上記の各実施形態は次のように変更可能である。
上記の基準部材４は、例示したように、工作機械のテーブルに固定されたベースプレート１に限られず、その他の固定台であってもよい。
上記の可動部材は、例示したワークパレット５に限られず、ワークや金型などであってもよい。
上記の駆動手段は、複動式の油圧シリンダＤに代えて単動式の油圧シリンダであってもよい。また、駆動手段は、例示の油圧シリンダに代えて、空圧シリンダや電動アクチュエータであってもよい。
上記の外傾斜面２８は、心柱７の外周面の全体にテーパー状に形成されるのに代えて、心柱の外周面の一部分に平面状に形成されてもよい。
上記の押圧部材２９は、前記外傾斜面２８に周方向へ環状に配置されるのに代えて、複数の押圧部材が外傾斜面に周方向へ所定の間隔をあけて配置されてもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

４：基準部材，５：可動部材（ワークパレット）,６：孔,７：心柱, １１：ピストン,１８：心柱の内周孔,１９：出力ロッド,２８：外傾斜面,２９：押圧部材,３５：流路,３６：環状空間,３７：連通路．

Claims (3)

1. 可動部材（５）に設けられた孔（６）に挿入可能となるように基準部材（４）から先端方向へ突出された環状の心柱（７）と、
   前記基準部材（４）に軸方向へ移動可能で保密状に挿入されたピストン（１１）と、
   前記ピストン（１１）に連結されると共に、前記心柱（７）の内周孔（１８）に挿入される出力ロッド（１９）と、
   前記心柱（７）の外周に先端側に向かうにつれて軸心に近づくように設けられた外傾斜面（２８）と、
   前記外傾斜面（２８）に先端側から楔係合すると共に、半径方向へ拡大及び縮小可能とされる押圧部材（２９）であって、前記出力ロッド（１９）の先端部に連結される押圧部材（２９）と、
   前記押圧部材（２９）によって閉鎖された流路（３５）であって、破損検出用の圧力流体が供給される流路（３５）と、を備え、
   前記押圧部材（２９）が破損されたときに、前記流路（３５）が開放されて圧力流体が外部へ排出される、
   ことを特徴とする位置決め装置。
2. 請求項１の位置決め装置において、
   前記流路（３５）は、前記心柱（７）と前記出力ロッド（１９）の外周面と前記押圧部材（２９）の内周面とによって区画形成された環状空間（３６）を有する、
   ことを特徴とする位置決め装置。
3. 請求項２の位置決め装置において、
   前記流路（３５）は、前記環状空間（３６）に連通すると共に前記内周孔（１８）と前記出力ロッド（１９）の外周面との間に形成された連通路（３７）を有する、
   ことを特徴とする位置決め装置。
   

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