JP2599235Y2 - 駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ツール部を上下させる
軸と同軸させてストローク調整機構およびツール落下防
止機構が設けられる流体圧作動形の駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３および図４には、空気圧シリンダを
要素部材とする駆動装置の典型的な先行技術の一例が正
面図および左側面図でそれぞれ示される。図示の駆動装
置は、軸垂直に設けられる片ロッド形空気圧シリンダで
実現される流体圧シリンダ２１と、この流体圧シリンダ
２１の下向きに延びるロッド２３端部に、アングル鋼か
ら成る取付部材２５を介して下向きの軸垂直に取付けら
れるチャック等で実現されるツール２２とを含んで構成
される。ツール２２としては、研磨用パッド、ドライ
バ、半田こて等も用いられる。図示の駆動装置は、ロッ
ド２３を縮ませてツール２２を引上げた状態で所定位置
に導かれると、ロッド２３を伸ばしてツール２２をスト
ローク一杯まで押し下げ、ツール２２の先端部におい
て、図示しないワークに対して所定の作業を行った後、
ツール２２を再び元の上昇位置に戻す一連の動作が成さ
れる。

【０００３】この場合、ツール２２を予め設定される位
置まで正確に下降させるために、ストローク調整機構が
駆動装置に設けられる。図３、図４において、ストロー
ク調整機構は流体圧シリンダ２１のシリンダ本体２４下
端部に取付けられた支持金具２６に固着されるＬ形鋼か
ら成るストッパ受け金具２７と、このストッパ受け金具
２７に設けられるねじ孔に螺挿して上下に位置調整可能
に固定されるストッパボルト２８と、支持金具２６に取
付けられるレール２９に沿い、ストッパボルト２８の軸
延長上方位置でツール２２と一体になって上下に昇降動
する可動側当て金具３０とによって形成される。このス
トローク調整機構は、ストッパボルト２８の上端面と、
可動側当て金具３０の下端面とが突き当て面に形成され
て、相互に面接触することによってそれ以上は下降し得
ない下死点となり、ストロークが決定される。

【０００４】また、図３、図４に示される駆動装置に
は、流体圧シリンダ２１のシリンダ本体２４上部に磁気
センサ３１が取着される。この磁気センサ３１は、シリ
ンダ本体２４内で上下動するピストンの接近を磁気的に
検知することでツールが上死点にあることを検出する検
知器であって、ツール２２の上死点を設定し、この上死
点の位置から駆動装置を移動するなどの制御を行わせる
ことができる。

【０００５】さらに図３、図４に示される駆動装置は、
ツール落下防止機構が設けられる。このツール落下防止
機構は、コイルバネで実現されるリミッタ用バネ３２を
備え、このバネ３２は、一端をシリンダ本体２４の上端
部に固定される支持ボルト３３に係止し、他端を前記取
付部材２５に係止することによって、シリンダ本体２４
の側方に所定値のバネ弾力を存して上下に延設される。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】図示される先行技術の
駆動装置において、ツール落下防止機構は、ツール２２
が下降したままで移動した場合、周囲の他の物体との衝
突によりツール２２が破損するのを防ぐために安全装置
として設けられるものであって、流体圧シリンダ２１の
押し出し時以外は、たとえ電気や空気圧の供給が止まっ
たとしても、リミッタ用バネ３２の弾力によってツール
２２は強制的に引き上げられている。

【０００７】この駆動装置では、ストローク調整機構、
ツール落下防止機構のいずれもが、流体圧シリンダ２１
に対して側方に位置して設置スペースを占有しているた
め、駆動装置全体が大型化し、ツール２２の可動範囲が
減少することから、設備の作業領域を狭くする問題があ
る。この駆動装置が用いられるＸ−Ｙロボットの要部外
観が図５に斜視図で示される。このＸ−Ｙロボットは、
ロボットベース３７上にフレーム３８が固定されるとと
もに、ワークテーブル４０がＹ軸方向の移動可能に搭載
され、さらに取付ベース３９がフレーム３８に対してＸ
軸方向の移動可能に取付けられて、図示しないが前記駆
動装置は取付ベース３９に軸と垂直下向きにして設けら
れる。図４に示されるＸ−Ｙロボットは、Ｘ軸方向の作
業エリアＭについてみると、Ｍ＝Ｋ−Ｌ（但し、Ｋはフ
レーム３８の可動幅、Ｌは取付ベース３９の幅）で与え
られるため、取付ベース３９の幅Ｌが大きくなると、当
然ロボットの作業領域は狭くなる。

【０００８】図３、図４に示される駆動装置は、ストロ
ーク調整機構が流体圧シリンダ２１に対して側方に位置
し、しかもツール２２に対しても側方に位置していて、
さらに、ツール落下防止機構が流体圧シリンダ２１の側
方に位置している構造であり、したがって、ツール２２
全体がＸ軸方向に占めるスペースが大きいことから、Ｘ
−Ｙロボットにおける作業エリアは当然小さくなる。

【０００９】さらに加えるに、流体圧シリンダ２１の軸
とリミッタ用バネ３２の弾力作動軸との距離に起因する
曲げモーメントがロッド２３に働き、同じように、スト
ッパボルト２８と当て金具３０との衝突時に生じる曲げ
モーメントがロッド２３に働くために、流体圧シリンダ
２１の寿命が短くなる問題がある。

【００１０】一方、複数個の駆動装置を近接させて並べ
て配設するような多軸方式のロボットが用いられること
があり、流体圧シリンダ相互が接近すると干渉するため
にリミッタ用バネ３２を設ける余地が無いような場合が
ある。このようなときには、図３、図４に示される磁気
センサ３１によってツール２２の上昇を監視し、ツール
落下防止機構として機能をさせることが従来から行われ
ている。このような装置の場合、ツール２２の上昇を確
認してから駆動装置全体を移動できるので、衝突などの
不都合な事態を回避できるが、デバッグ時など、電源あ
るいは空気圧源がオフになっているときや、移動中に空
気圧源がオフになったときなどでは、ツールが自重で下
降して下死点まで下がり、その結果周辺の物体と衝突す
るなどのおそれが充分考えられる。

【００１１】本考案の目的は、ストローク調整機構およ
びツール落下防止機構を、ツールの動作領域に影響を及
ぼさないデッドスペースに配設する構造とすることによ
って、コンパクトな構造による設備の作業エリアの増大
並びに設備の損傷防止を図ることが可能な駆動装置を提
供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本考案は、軸垂直に設け
られる両ロッド形流体圧シリンダと、両ロッド形流体圧
シリンダの下側ロッドに取付けられるツールと、当て面
を下向きにして両ロッド形流体圧シリンダの上側ロッド
端部にネジ止めされるストッパと、前記上側ロッドに遊
嵌し、両ロッド形流体圧シリンダの本体上端部と前記ス
トッパとの間に弾発的に介装されるコイルバネと、前記
上側ロッドを遊挿通し、両ロッド形流体圧シリンダの本
体上端部に前記ストッパとの面接触可能にコイルバネ内
に収設されるように取付けられる下死点調整用スペーサ
とを含むことを特徴とする駆動装置である。

【００１３】

【作用】本考案に従えば、ツールを上下させる流体圧シ
リンダとして両ロッド形のものが使用される。この両ロ
ッド形流体圧シリンダにおける反ツール取付側の上側ロ
ッドに関連させて、コイルバネとストッパとから形成さ
れるツール落下防止機構並びに前記ストッパと下死点調
整用スペーサとから形成されるストローク調整機構が設
けられる。したがって、それ等両機構は流体圧シリンダ
の軸に同軸となり、かつ、ツールの移動領域には無関係
な上方部となる位置に設けられるため、駆動装置自体が
コンパクトな構造となって、作業領域の増大化が果たさ
れるとともに、シリンダロッドに対しても曲げモーメン
トが作用しないため長寿命化が図られる。また、複数の
駆動装置を相互に干渉がないようにできるだけ近接して
設けることが可能であって、多機能化を果たす上で有効
である。特に本考案に従えば、ストッパがツール落下防
止機構およびストローク調整機構の一部を兼ねることに
よって、装置全体を上述のようにコンパクトな構造とし
て、スリム化させることができ、したがって作業領域を
増大させるとともに部品点数を減少することができる。
しかもストッパは、両ロッド形流体圧シリンダの上側ロ
ッド端部にネジ止めされ、したがってストッパを上側ロ
ッド端部から取外すことによって、バネおよび下死点調
整用スペーサを交換可能とすることができ、上死点での
保持力、すなわち落下防止力および下死点、したがって
ストロークの調整が容易である。

【００１４】

【実施例】図１は本考案の一実施例である自動化設備用
の駆動装置の一部切欠示正面図である。図示の駆動装置
は、両ロッド形エアシリンダで実現される両ロッド形流
体圧シリンダ（以下、エアシリンダと略称する）１と、
このエアシリンダ１のロッドに取付けられるツール２
と、ストローク調整機構と、ツール落下防止機構とを含
んで構成される。

【００１５】エアシリンダ１は、管継手１４，１５が胴
部の両端部寄りに設けられるシリンダ本体８と、下側ロ
ッド６および上側ロッド７を備えるピストンロッドとを
含み構成される複動形シリンダであって、軸を鉛直にし
て図示しない取付ベースにシリンダ本体８が固定され
て、下方に延びる下側ロッド６の端部に、逆Ｌ形の取付
金具９によってツール２が取付けられる。

【００１６】ツール２は、この実施例ではグリースポン
プが用いられ、コイルバネを要部部材として形成される
ショックアブソーバ１１を介して下側ロッド６の端部に
軸垂直に、すなわち軸線を鉛直にして、取付けられる。
グリースポンプ２は、グリス噴出口が下端部に開口され
るタンク１８と、このタンク１８内に摺動可能に収設さ
れるピストン１９とを備えて軸垂直の下向きに固定さ
れ、空気圧によってピストン１９を押下げ、タンク１８
内に収容されるグリースをグリース噴出口から定量噴き
出し得るようになっている。このグリースポンプ２の下
端部には、投光側センサ１７Ａと受光側センサ１７Ｂと
から成るグリース付着確認センサ１６が設けられる。

【００１７】エアシリンダ１には、シリンダ本体８の上
端部に円筒形のハウジング１０が取付けられる。このハ
ウジング１０は、エアシリンダ１が図１に示されるよう
に上死点状態にあってピストンロッドが上昇し切った場
合に、上方に延びる上側ロッド７を囲繞するに充分な筒
長を有するたとえば円筒体に形成されて、シリンダ本体
８の上端部に設けられる支持板２０に固着され、シリン
ダ本体８に同軸の一体に設けられる。

【００１８】図２は、ハウジング１０に関連する構成を
示す。ハウジング１０内の空所には、コイルバネ４と下
死点調整用スペーサ５とが収設され、一方、上側ロッド
７の上端部にストッパ３が固定される。コイルバネ４
は、ハウジング１０の内径に比して稍小さい外径を持つ
螺旋状のバネに形成されて、シリンダ本体８の上端部に
固定される前記支持板２０と前記ストッパ３との間に弾
発的に介装される。前記ストッパ５は、コイルバネ４の
螺旋内径に比して小さい外径を持つ金属製の円柱体によ
って形成され、上側ロッド７を遊挿通することができる
孔が中心部に貫通して設けられる。このスペーサ５は、
上側ロッド７に通してコイルバネ４内に収納し、取付ビ
ス等によって前記支持板２０に固定される。

【００１９】一方、ストッパ３は、金属製の円板によっ
て形成され、ハウジング１０の内径に比し稍小さく、コ
イルバネ４の螺旋外径に比し大きい外径を有していて、
中心部に設けられる止め孔によって、上側ロッド７の上
端部のネジ部分にナット締めで固定され、下面が前記ス
ペーサ５の上面に平行に対向して設けられる。

【００２０】ストッパ３、コイルバネ４およびスペーサ
５の組み付けは、次のように行われる。エアシリンダ１
の所定ストロークＳに対応させた軸長を有するスペーサ
５を先ず支持板２０に取付けた後、コイルバネ４をハウ
ジング１０内に収納し、最後にストッパ３をコイルバネ
４の弾力に抗して押し下げて上側ロッド７のネジ部に固
定する。このように組付けることによって、エアシリン
ダ１が空気圧を加えない自由動状態の下では、コイルバ
ネ４の反発弾力によってストッパ３が押し上げられるた
めに、エアシリンダ１およびツール２は図１に示す上死
点の状態に保持される。一方、管継手１４を介して空気
圧をシリンダ本体８内に供給すると、ピストンロッドは
コイルバネ４の弾力に勝って押し下げられ、その場合、
ストッパ３がスペーサ５に面接触した状態で停まり、そ
れ以上は下がらないため、この状態が下死点に相当す
る。

【００２１】以上の説明によって明らかなように、スト
ッパ３とスペーサ５とによってストローク調整機構が形
成され、ストッパ３とコイルバネ４とによってツール落
下防止機構が形成され、それ等両機構がシリンダ本体８
の直上部に１つに纏めて配設されている。

【００２２】なお、図１において、１２，１３はエアシ
リンダ１に設けられる上部磁気センサであって、上死点
と下死点とをピストンの移動に応じて磁気的に検出する
機能を有している。また図１において３４はツール２の
直下方に配設されるワークであって、上面に所定量のグ
リースがツール２の作動によって塗布される。このワー
ク３４とツール２とが接触した際の衝撃は、前記ショッ
クアブソーバ１１によって充分吸収されるので、ツール
２がワーク３４によって損傷されることはない。

【００２３】図１に示される実施例は、ツール２として
グリース塗布装置が用いられているが、本考案は、その
他にチャック、研磨用パッド、ドライバなど各種のツー
ルに適応し得ることは勿論である。

【００２４】

【考案の効果】以上のように本考案によれば、ストロー
ク調整機構とツール落下防止機構とが、ツールを上下さ
せる流体圧シリンダの軸に同軸させてその直上部に纏め
て設けられる構成であるから、それら両機構がツールの
動作領域を外れた上部側に同軸に設けられることによっ
て装置全体がスリム化される結果、作業領域が増大化す
るとともに、地面に対する投影面積が小さいことから、
複数個を近接して多機能装置として利用する場合に相互
の干渉を排除してコンパクトな構造とすることが可能で
ある。

【００２５】また本考案によれば、前記両機構がシリン
ダ軸と同軸機構になっているため、動作時の力がシリン
ダロッドに対して曲げモーメントとして全く作用しな
く、したがってシリンダの長寿命化が図られる。特に本
発明によれば、ストッパがツール落下防止機構およびス
トローク調整機構の一部を兼ねることによって、装置全
体をコンパクトな構造としてスリム化することができ、
これによって作業領域を増大させるとともに、部品点数
を減少することができる。さらに本発明によれば、スト
ッパを両ロッド形流体圧シリンダの上側ロッド端部にネ
ジ止めしてあり、このストッパを上側ロッド端部から取
外して、バネおよび下死点調整用スペーサを交換するこ
とによって、上死点での保持力、すなわち落下防止力お
よび下死点、したがってストロークの調整が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例である駆動装置の一部切欠示
正面図である。

【図２】図１に示すストローク調整機構を簡略化して一
部断面示した正面図である。

【図３】先行技術の駆動装置の正面図である。

【図４】図２に示す駆動装置の左側面図である。

【図５】Ｘ−Ｙロボットの要部外観を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 両ロッド形流体圧シリンダ ２ ツール ３ ストッパ ４ コイルバネ ５ 下死点調整用スペーサ ６ 下側ロッド ７ 上側ロッド ８ シリンダ本体

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸垂直に設けられる両ロッド形流体圧シ
   リンダと、 両ロッド形流体圧シリンダの下側ロッドに取付けられる
   ツールと、 当て面を下向きにして両ロッド形流体圧シリンダの上側
   ロッド端部にネジ止めされるストッパと、 前記上側ロッドに遊嵌し、両ロッド形流体圧シリンダの
   本体上端部と前記ストッパとの間に弾発的に介装される
   コイルバネと、 前記上側ロッドを遊挿通し、両ロッド形流体圧シリンダ
   の本体上端部に前記ストッパとの面接触可能にコイルバ
   ネ内に収設されるように取付けられる下死点調整用スペ
   ーサとを含むことを特徴とする駆動装置。