JP2017154212A - 動作検出機能付き位置決め装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ハウジングのシリンダ孔にピストンが挿入され、そのピストンに出力ロッドが連結される。シリンダ孔はピストンによって上下に区画される。そのピストンの上側にロック室が設けられ、ピストンの下側にリリース室が設けられる。ハウジングに形成される流路の途中部に検出弁が設けられ、その検出弁の弁室が出力ロッドの外周に環状に形成される。その弁室に挿入される筒状の弁部材が、ピストンから上方に所定の間隔をあけて当接可能に対面される。
そして、リリース状態の位置決め装置ではピストン及び出力ロッドが上方に移動されることにより、ピストンが弁部材を上方へ閉弁操作して検出弁が上記の流路を閉鎖させている。その流路にオーバーストローク検出用の加圧エアを供給すると、流路の圧力が上昇する。その上昇圧力を圧力センサで検出することにより、ピストンが下限位置に移動されていないこと(位置決め装置がオーバーストローク状態ではないこと)が検出される。
これに対して、位置決め装置がオーバーストローク状態では、出力ロッドを下限位置に下降され、出力ロッドが弁部材を開弁操作して流路が開放される。その流路に加圧エアを供給すると、流路の圧力が上昇しない。その流路の圧力が上昇しないことを圧力センサで検出することにより、ピストンが下限位置に移動されたこと(位置決め装置がオーバーストローク状態であること)が検出される。(特許文献1の図1から図3を参照)。
ところで、本来は、位置決め装置がオーバーストローク状態であることを検出することに加えて、位置決め装置がリリース状態であることを検出できることが好ましい。しかしながら、上記の位置決め装置では、リリース状態からオーバーストローク直前状態まで流路が検出弁によって閉鎖される。従って、そのリリース状態と、リリース状態からオーバーストローク直前状態までの途中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、リリース状態とオーバーストローク状態との2つの動作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、位置決め装置のリリース状態とオーバーストローク状態との2つの動作状態を検出することにある。
可動部材5に設けられた孔6に挿入可能となるように環状の心柱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に連結される出力ロッド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が先端側に向かう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に先端側から楔係合する押圧部材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が前記出力ロッド19の先端部に連結される。前記基準部材4に動作検出用の流路47が形成される。前記ピストン11又は前記出力ロッド19によって検出弁40が操作可能となっている。その検出弁40は、前記の内周孔18と前記出力ロッド19の外周面との間に形成された弁室44に軸方向に移動可能に挿入された筒状の弁部材50を有する。前記検出弁40は、前記ピストン11および前記出力ロッド19が所定の先端位置と所定の基端位置との間の途中位置から前記所定の先端位置へ移動したことを検出すると共に、前記ピストン11および前記出力ロッド19が前記途中位置から前記所定の基端位置に移動したことを検出する。
上記の位置決め装置のピストンおよび出力ロッドが所定の先端位置(例えば、リリース位置)と所定の基端位置(例えば、オーバーストローク位置)との間の途中位置から前記の所定の先端位置へ移動したときに、ピストンまたは出力ロッドが検出弁を操作し、または、操作することを止めることにより、ピストンおよび出力ロッドが前記の先端位置に移動したことを検出弁が確実に検出する。
また、位置決め装置のピストンおよび出力ロッドが前記の途中位置から前記の所定の基端位置へ移動したときに、ピストンまたは出力ロッドが検出弁を操作し、または、操作することを止めることにより、ピストンおよび出力ロッドが前記の所定の基端位置に移動したことを検出弁が確実に検出する。
これらにより、位置決め装置のリリース状態とオーバーストローク状態との2つの動作状態を検出することができる。
(1)前記弁部材50は、付勢手段53によって基端側または先端側へ付勢される。前記弁部材50の基端側に形成された第1弁面54が、前記弁室44の基端側壁面に形成された第1弁座55に当接可能に対面する。前記弁部材50の先端側に形成された第2弁面56が、前記弁室44の先端側壁面に形成された第2弁座57に当接可能に対面する。
この場合、位置決め装置のリリース状態とオーバーストローク状態との2つの動作状態を簡素な構成で検出できる。
この場合、位置決め装置のリリース状態とオーバーストローク状態との2つの動作状態を簡素な構成で検出できる。
図1から図2Bは、本発明の第1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。
上記の内周孔18の途中高さ部に小径孔41と大径孔42と中径孔43とが下側から順に形成される。それらの孔41,42,43と出力ロッド19の下半部分20の外周面との間に環状空間が形成され、その環状空間によって弁室44が構成される。その中径孔43に供給路45が連通されると共に、小径孔41に排出路46が連通される。本実施形態において、供給路45と弁室44と排出路46とによって動作検出用の流路47が構成される。
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とが上限位置に移動される。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、出力ロッド19が操作部60と被操作部61とを介して弁部材50を上限位置に押し上げている。このため、弁部材50の第2弁面56が第2弁座57に当接され、検出弁40が閉弁されている。この状態で加圧エア(圧力流体)が供給路45を通って弁室44に供給されると、その弁室44の圧力が上昇する。その上昇圧力が所定の設定値を上回ることが圧力センサ(図示しない)によって検出される。その結果、出力ロッド19が上限位置に移動したこと(リリース状態であること)が検出される。
また、ロック状態では、検出弁40の進出バネ53が弁部材50を下方に向けて付勢するので、弁部材50が下方へ移動され出力ロッド19の操作部60に受け止められる。これにより、弁部材50の第2弁面56が第2弁座57から下方に離間され、検出弁40が開弁される。また、第1弁面54と第1弁座55とは、開弁隙間をあけて対面している。この状態で加圧エア(圧力流体)が供給路45に供給されると、その加圧エアが弁室44と排出路46とを通って外部へ排出される。このため、その弁室44の圧力は、上昇しない。その結果、出力ロッド19が途中位置に移動したことが検出される。
上記の位置決め装置をロック駆動させると、ロック室13の油圧力がピストン11と出力ロッド19とを介して押圧部材29を下降させると共に、心柱7の外傾斜面28に沿って半径方向の外方へ移動させる。次いで、その押圧部材29の密着面32がワークパレット5の孔6の内周面に受け止められないので、過度に拡径する。引き続いて、出力ロッド19及びピストン11が下限位置(オーバーストローク位置)まで下降すると、上記出力ロッド19のフランジ部24の下面が心柱7の上端面に受けとめられる(オーバーストローク状態)。
上記の位置決め装置を上限位置にリリース駆動させたときに、動作検出用の流路47が検出弁40の弁部材50によって閉鎖されることにより、弁室44の圧力が上昇する。その弁室44の圧力が所定の設定値を上回ることを圧力センサなどによって検出する。これにより、ピストン11及び出力ロッド19が上限位置に移動されたことが確実に検出される。その結果、位置決め装置がリリース状態であることが検出される。
また、上記の位置決め装置を上限位置からロック方向へ移動させたときに、動作検出用の流路47が検出弁40によって開放されることにより、その流路47の圧力が上昇しない。その弁室44の圧力が所定の設定値を下回ることを圧力センサなどによって検出する。その結果、ピストン11及び出力ロッド19が上限位置と下限位置との間の途中位置に移動されたことが確実に検出される。
また、上記の位置決め装置を上記の途中位置から下限位置に移動させたときに、動作検出用の流路47が検出弁40によって再び閉鎖されることにより、弁室44の圧力が上昇する。その弁室44の圧力が所定の設定値を上回ることを圧力センサなどによって検出する。これにより、ピストン11及び出力ロッド19が下限位置に移動されたことが確実に検出される。その結果、位置決め装置がオーバーストローク状態であることが検出される。
上記のピストン11および出力ロッド19が上限位置および下限位置に移動したことを検出する検出弁(検出手段)40が、次のように構成される。
上記の内周孔18の途中高さ部に小径孔41と大径孔42とが下側から順に形成される。それらの孔41,42と出力ロッド19の下半部分20の外周面との間に環状空間が形成され、その環状空間によって弁室44が構成される。その大径孔42の内周面に供給路65が開口される。また、小径孔41の内周面に第1排出路66が開口される。大径孔42の上端面に第2排出路67が開口される。本実施形態において、供給路65と弁室44と第1排出路66と第2排出路67とによって流路47が構成される。
図3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、出力ロッド19が第1弁部分70を押し上げるので、その第1弁部分70が進出バネ71を介して第2弁部分72を上方へ押し上げる。このため、第2弁部分72の第2弁面79が第2弁座80に当接されている。また、出力ロッド19が第1操作部81と第1被操作部82とを介して第1弁部分70を上限位置に押し上げる。このため、第1弁部分70の第1弁面77が第1弁座78から離間されている。従って、検出弁40は開弁され、供給路65の加圧エアが弁室44を通って第1排出路66から排出される。これにより、弁室44の圧力が所定の設定値を下回ることが圧力センサ(図示しない)によって検出される。その結果、出力ロッド19が上限位置に移動したこと(リリース状態であること)が検出される。
また、ロック状態では、検出弁40の進出バネ71が第1弁部分70を下方に移動させて第1弁部分70の第1弁面77が第1弁座78に当接される。また、出力ロッド19の下半部分20の第2操作部83と第2弁部分72の第2被操作部84とが、所定の隙間をあけて対面されているので、第2弁部分72の第2弁面79が第2弁座80と当接されている。このため、検出弁40が閉弁されている。この状態で供給路65から加圧エアが弁室44に供給されると、弁室44の圧力が上昇する。その結果、出力ロッド19が下降位置に移動したこと(ロック状態であること)が検出される。
上記の状態の位置決め装置をロック駆動させると、ロック室13の油圧力がピストン11と出力ロッド19とを介して押圧部材29を下降させると共に、心柱7の外傾斜面28に沿って半径方向の外方へ移動させる。次いで、その押圧部材29の密着面32がワークパレット5の孔6の内周面に受け止められないので、過度に拡径する。引き続いて、出力ロッド19及びピストン11が下限位置(オーバーストローク位置)まで下降すると、図4Bに示すように、上記出力ロッド19のフランジ部24の下面が心柱7の上端面に受けとめられる(オーバーストローク状態)。
上記の位置決め装置の出力ロッド19を上限位置と下限位置との間の途中位置からその上限位置へリリース駆動させたときに、動作検出用の流路47が検出弁40によって開放されることにより、弁室44の圧力が上昇しない。その弁室44の圧力が所定の設定値を下回ることを圧力センサなどによって検出する。これにより、ピストン11及び出力ロッド19が前記の上限位置に移動されたことが確実に検出される。その結果、位置決め装置がリリース状態であることが検出される。
また、上記の位置決め装置の出力ロッド19を前記の上限位置から前記の途中位置に移動させたときに、動作検出用の流路47が検出弁40によって閉鎖されることにより、その流路47の圧力が上昇する。その弁室44の圧力が所定の設定値を上回ることを圧力センサなどによって検出する。その結果、ピストン11及び出力ロッド19が前記の途中位置に移動されたことが確実に検出される。
また、上記の位置決め装置の出力ロッド19を前記の途中位置から下限位置に移動させたときに、動作検出用の流路47が検出弁40によって再び開放されることにより、弁室44の圧力が上昇しない。その弁室44の圧力が所定の設定値を下回ることを圧力センサなどによって検出する。これにより、ピストン11及び出力ロッド19が前記の下限位置に移動されたことが確実に検出される。その結果、位置決め装置がオーバーストローク状態であることが検出される。
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。
上記の弁室44に供給される圧力流体は、例示した加圧エアに代えて、他の気体または圧油や水等の液体であってもよい。
上記の付勢手段は、例示した進出バネ53,71に代えて、ゴム等の弾性部材や圧力流体によって上方へ付勢する流体圧シリンダなどであってもよい。
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。
Claims (3)
- 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、
前記基準部材(4)に形成された動作検出用の流路(47)と、
前記ピストン(11)又は前記出力ロッド(19)によって操作可能となっており、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弁室(44)に軸方向に移動可能に挿入された筒状の弁部材(50)を有する検出弁(40)と、を備え、
前記検出弁(40)が、前記ピストン(11)および前記出力ロッド(19)が所定の先端位置と所定の基端位置との間の途中位置から前記所定の先端位置へ移動したことを検出すると共に、前記ピストン(11)および前記出力ロッド(19)が前記途中位置から前記所定の基端位置に移動したことを検出する、
ことを特徴とする位置決め装置。 - 請求項1の位置決め装置において、
前記弁部材(50)は、付勢手段(53)によって基端側または先端側へ付勢され、
前記弁部材(50)の基端側に形成された第1弁面(54)が、前記弁室(44)の基端側壁面に形成された第1弁座(55)に当接可能に対面し、
前記弁部材(50)の先端側に形成された第2弁面(56)が、前記弁室(44)の先端側壁面に形成された第2弁座(57)に当接可能に対面する、
ことを特徴とする位置決め装置。 - 請求項1の位置決め装置において、
前記弁部材(50)は、基端側から順に設けられた第1弁部分(70)と付勢手段(71)と第2弁部分(72)とによって構成され、
前記第1弁部分(70)の基端側に形成された第1弁面(77)が、前記弁室(44)の基端側壁面に形成された第1弁座(78)に当接可能に対面し、
前記第2弁部分(72)の先端側に形成された第2弁面(79)が、前記弁室(44)の先端側壁面に形成された第2弁座(80)に当接可能に対面する、
ことを特徴とする位置決め装置。
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