JP4665001B2 - テレスコピック構造 - Google Patents

Description

本発明は、伸縮自在に設けられた複数の筒体を有するテレスコピック構造に関する。

従来から、複数の筒体を有し、該筒体を長手方向に沿って相対的に伸縮させることによって長さを変更自在なテレスコピック構造が知られている。

このようなテレスコピック構造は、ベースフレームに対して昇降自在に設けられた昇降枠を備え、該昇降枠は、ミドル単位昇降枠及びトップ昇降枠とから構成されると共に、前記ミドル単位昇降枠の一側面には、２本のガイド突条が設けられ、ベースフレームに設けられた溝形ガイドに嵌合されて昇降自在に支持されている。また、ミドル単位昇降枠の一側面にはラックが設けられ、駆動モータの駆動作用下に回転駆動するピニオンが噛合されると共に、前記ミドル単位昇降枠の一側面に設けられた連動ピニオンが、前記トップ昇降枠に設けられたラックに噛合している。

そして、駆動モータによってピニオンを回転させることにより、ラックを介してミドル単位昇降枠が軸線方向に沿って変位すると共に、連動ピニオンを介してトップ昇降枠が軸線方向に沿って変位する。この際、ガイド突条及び溝形ガイドの嵌合によって前記トップ昇降枠及びミドル単位昇降枠が軸線方向に沿って案内される（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−１４１３４１号公報

上述したテレスコピック構造では、トップ昇降枠及びミドル単位昇降枠を案内可能なガイド突条及び溝形ガイドが、前記ミドル単位昇降枠の一側面側に設けられ、前記トップ昇降枠及びミドル単位昇降枠を昇降自在なピニオン、連動ピニオン及びラックも同様に、前記ミドル単位昇降枠の一側面側に設けられている。すなわち、昇降枠の駆動手段とガイド手段は、いずれも同一側面側に集中的に配置されている。

そのため、トップ昇降枠及びミドル単位昇降枠からなる昇降枠に対して側方から応力が付与された際、ガイド突条及び溝形ガイドの正面側からの負荷に対しては、該ガイド突条及び溝形ガイド、ピニオン及びラック等で支持して前記昇降枠を含むテレスコピック構造の剛性が確保されているため、変形等の発生が抑制されるが、該ガイド突条及び溝形ガイド等の側方からの負荷に対しては何ら支持する手段を備えていないため、該応力によって変形等が生じてしまう懸念がある。

すなわち、このようなテレスコピック構造においては、駆動手段及びガイド手段が一方向にしか設けられていないため、応力が付与される方向によって剛性にばらつきが生じる。換言すれば、テレスコピック構造において均一な剛性が得られないという問題がある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、剛性を高めると共に、様々な方向からの応力に対しても均一な剛性を得ることが可能なテレスコピック構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、軸線方向に沿って伸縮自在に設けられた複数の筒体を有するテレスコピック構造において、
駆動部と、
断面多角形状に形成され、外筒と、該外筒の内部に収容可能な中筒と、該中筒の内部に収容可能な内筒の少なくとも３つ以上からなる筒体と、
前記駆動部の駆動作用下に前記筒体を互いに軸線方向に沿って伸縮動作させる動力伝達部と、
前記外筒、中筒及び内筒を互いに軸線方向に沿って変位自在に案内するガイド手段と、
を備え、
前記動力伝達部とガイド機構とが、前記筒体の中心を挟んで対向配置されることを特徴とする。

本発明によれば、断面多角形状に形成され、外筒と、該外筒の内部に収容可能な中筒と、該中筒の内部に収容可能な内筒の少なくとも３つ以上からなる筒体を互いに軸線方向に沿って伸縮動作させる動力伝達部と、前記外筒、中筒及び内筒を互いに軸線方向に沿って変位自在に案内するガイド手段とを備え、前記動力伝達部とガイド機構とを、前記筒体の中心を挟んで対向するように設けている。

従って、筒体に対して外部から応力が付与された場合に、互いに対向して配置された動力伝達部とガイド機構とで応力を受けることができるため、筒体を含むテレスコピック構造に対して様々な方向から応力が付与された場合でも、その剛性にばらつきが生じることがなく安定した剛性が得られ、その結果として、前記テレスコピック構造の剛性を向上させることができる。換言すれば、テレスコピック構造において均一な剛性が得られる。

また、動力伝達部及びガイド手段を複数設け、前記動力伝達部と前記ガイド手段とを、前記外筒、中筒及び内筒の周方向に沿って交互に設けることにより、前記外筒、中筒及び内筒に対して付与される応力を、前記動力伝達部及びガイド手段によってバランスよく受けることができる。そのため、テレスコピック構造における剛性の均一化が促進される。

さらに、動力伝達部は、中筒の側面に設けられ、回動自在に支持されたピニオンギアと、
外筒の側面に設けられ、該外筒の軸線方向に沿って延在すると共に、前記ピニオンギアに噛合される第１ラックと、
内筒に設けられ、該内筒の軸線方向に沿って延在すると共に、前記ピニオンギアに噛合される第２ラックと、
を備え、
前記第１及び第２ラックが、前記ピニオンギアを挟んで対向して設けられるとよい。これにより、駆動部の駆動作用下に中筒が軸線方向に沿って変位し、それに伴って、ピニオンギアが第１及び第２ラックと噛合した状態で回転しながら変位する。その結果、ピニオンギアの回転作用下に第１ラックと第２ラックとが相反する方向に変位し、外筒、中筒及び内筒を伸縮動作させることが可能となる。

さらにまた、ガイド手段には、外筒と中筒との間に設けられる第１ガイド部と、
前記中筒と内筒との間に設けられる第２ガイド部と、
を備えるとよい。

またさらに、第１及び第２ガイド部には、中筒及び内筒の外周面に設けられ、軸線方向に沿って延在するガイドレールと、
外筒及び中筒の内周面に設けられ、前記ガイドレールに臨むと共に該ガイドレールに係合されて軸線方向に沿って案内されるガイドと、
を備えるとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、外筒、中筒及び内筒からなる筒体を互いに軸線方向に沿って伸縮動作させる動力伝達部と、前記外筒、中筒及び内筒を互いに軸線方向に沿って変位自在に案内するガイド手段とが、前記筒体の中心を挟んで対向するように設けられているため、前記筒体に対して外部から応力が付与された場合に、該応力を必ず動力伝達部及びガイド手段の組み合わせで受けることとなり、その結果、テレスコピック構造に対して様々な方向から応力が付与された場合でも、その剛性にばらつきが生じることがなく安定した剛性が得られると共に、前記テレスコピック構造の剛性を向上させることができる。

以下、本発明に係るテレスコピック構造の実施の形態を図１〜図６を参照しながら説明する。

図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るテレスコピック構造が適用されたワーク搬送装置を示す。なお、ここでは、車両用のエンジンを構成するシリンダブロックをワークＷとして搬送する場合について説明する。

このワーク搬送装置１０は、図１〜図６に示されるように、通電作用下に回転駆動する駆動部１２と、該駆動部１２の回転駆動力を直線方向への駆動力へと変換する駆動力変換部１４と、前記駆動力変換部１４から伝達される駆動力によって伸縮動作するテレスコピック機構１６と、該テレスコピック機構１６の端部に設けられ、ワークＷを保持可能なワーク保持部１８とを含む。

駆動部１２は、例えば、ステッピングモータからなり、図示しないコントローラの制御作用下に回転駆動し、その駆動軸２４がテレスコピック機構１６側（矢印Ｘ１方向）へと突出し、駆動力変換部１４に接続されている。これにより、駆動部１２から出力された回転駆動力が駆動力変換部１４へと伝達される。また、駆動部１２は、取付部材２０を介して基台２２の上部に連結され、該取付部材２０の内部に駆動軸２４が挿通されている。

駆動力変換部１４は、駆動部１２の駆動軸２４に接続される送りねじ軸２６と、該送りねじ軸２６を回転自在に保持する支持部材２８と、前記送りねじ軸２６に螺合される変位体３０とを含む。

送りねじ軸２６は、その一端部が連結ナット３２を介して駆動軸２４と接続され、駆動部１２の回転作用下に一体的に回転する。この際、送りねじ軸２６は、一端部側に設けられた支持部材２８に挿通されることにより回転自在に支持される。

また、送りねじ軸２６の外周面には、螺旋状にねじが刻設され、該ねじを介して円筒状の変位体３０が螺合されている。すなわち、送りねじ軸２６が駆動部１２の駆動作用下に回転することにより、前記変位体３０が軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って変位することとなる。

一方、送りねじ軸２６の他端部には、該送りねじ軸２６の外周面に対して半径外方向に突出したリング部材３４が設けられている。

テレスコピック機構１６は、基台２２に固定される外筒（筒体）３６と、該外筒３６の内部に収容可能に設けられ、駆動力変換部１４を構成する変位体３０に連結される中筒（筒体）３８と、該中筒３８の内部に収容可能に設けられ、端部にワーク保持部１８が接続される内筒（筒体）４０と、前記外筒３６、中筒３８及び内筒４０を互いに軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って案内するガイド機構（ガイド手段）４２と、前記中筒３８の変位作用下に前記外筒３６及び内筒４０を変位させる動力伝達部４４とを含む。

外筒３６は、例えば、管材等から断面六角形状に形成され、駆動部１２側（矢印Ｘ２方向）となる一端部が基台２２に対して固定される。この外筒３６の内部には、その一端部側から送りねじ軸２６が挿通されると共に、支持部材２８の一部も挿入される。

また、外筒３６には、平面状に形成された６つの第１〜第６壁部３６ａ〜３６ｆを有し、前記第１壁部３６ａ、第３壁部３６ｃ及び第５壁部３６ｅには、前記外筒３６の他端部側に軸線方向に沿って開口した第１開口部４６が形成される。第１開口部４６は、外筒３６の軸線方向に沿って所定長を有する長方形状に開口し、該外筒３６の内部と外部とを連通している。この第１開口部４６には、動力伝達部４４を構成する第１ラック４８が中筒３８に臨むように設けられる。

この６つの第１〜第６壁部３６ａ〜３６ｆは、外筒３６が断面六角形状に形成されているため、第１壁部３６ａと第４壁部３６ｄとが対向し、第２壁部３６ｂと第５壁部３６ｅとが対向し、第３壁部３６ｃと第６壁部３６ｆとが対向するように形成されている。

さらに、外筒３６における第２壁部３６ｂ、第４壁部３６ｄ及び第６壁部３６ｆには、ガイド機構４２を構成する第１ガイド５０が中筒３８に臨むようにそれぞれ設けられる。

中筒３８は、外筒３６と同様に、例えば、管材等から形成され、駆動部１２側となる一端部が変位体３０に対して連結される。この中筒３８の内部には、その一端部側（矢印Ｘ２方向）から送りねじ軸２６が挿通されている。

この中筒３８は、外筒３６の断面に対して小さな断面六角形状に形成され、平面状に形成された６つの第１〜第６壁部３８ａ〜３８ｆを有する。そして、中筒３８が外筒３６の内部に収容された際、前記外筒３６の第１〜第６壁部３６ａ〜３６ｆと中筒３８の第１〜第６壁部３８ａ〜３８ｆとが互いに等間隔離間するように設けられる（図４参照）。この６つの第１〜第６壁部３８ａ〜３８ｆは、中筒３８が断面六角形状に形成されているため、第１壁部３８ａと第４壁部３８ｄとが対向し、第２壁部３８ｂと第５壁部３８ｅとが対向し、第３壁部３８ｃと第６壁部３８ｆとが対向するように形成されている。

また、中筒３８を構成する第１壁部３８ａ、第３壁部３８ｃ及び第５壁部３８ｅには、該中筒３８の軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿った中央部に動力伝達部４４を構成するピニオンユニット５２（後述する）が第２開口部５８を介して設けられる。

さらに、中筒３８における第２壁部３８ｂ、第４壁部３８ｄ及び第６壁部３８ｆには、ガイド機構４２を構成する第１ガイドレール５６が外筒３６に臨むようにそれぞれ設けられると共に、内筒４０に臨むようにガイド機構４２の第２ガイド６０が設けられている。

内筒４０は、外筒３６及び中筒３８と同様に、例えば、管材等から形成され、その他端部がワーク保持部１８側（矢印Ｘ１方向）に対して連結される。この内筒４０は、中筒３８の断面に対して小さな断面六角形状に形成され、平面状に形成された６つの第１〜第６壁部４０ａ〜４０ｆを有する。そして、内筒４０が中筒３８の内部に収容された際、前記中筒３８の第１〜第６壁部３８ａ〜３８ｆと内筒４０の第１〜第６壁部４０ａ〜４０ｆとが互いに等間隔離間するように設けられる。この６つの第１〜第６壁部４０ａ〜４０ｆは、内筒４０が断面六角形状に形成されているため、第１壁部４０ａと第４壁部４０ｄとが対向し、第２壁部４０ｂと第５壁部４０ｅとが対向し、第３壁部４０ｃと第６壁部４０ｆとが対向するように形成されている。

内筒４０を構成する第１壁部４０ａ、第３壁部４０ｃ及び第５壁部４０ｅには、動力伝達部４４を構成する第２ラック６２（後述する）が設けられる。

さらに、内筒４０における第２壁部４０ｂ、第４壁部４０ｄ及び第６壁部４０ｆには、ガイド機構４２を構成する第２ガイドレール６４が外筒３６に臨むようにそれぞれ設けられている。

また、外筒３６、中筒３８及び内筒４０の軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿った長さは、該外筒３６が最も長く形成され、前記中筒３８、内筒４０の順番で徐々に短く形成される。すなわち、外筒３６は、中筒３８及び内筒４０を内部に収容可能な長さで形成され、前記中筒３８は、その内部に前記内筒４０を収容可能な長さで形成される。

上述した外筒３６、中筒３８及び内筒４０は、詳細には、断面正六角形状に形成される。

ガイド機構４２は、外筒３６及び中筒３８に設けられ、互いを軸線方向に沿って案内する第１ガイド部６６と、前記中筒３８及び内筒４０に設けられ、互いを軸線方向に沿って案内する第２ガイド部６８からなる。

第１ガイド部６６は、外筒３６に設けられ、中筒３８に臨んだ複数の第１ガイド５０と、前記中筒３８に設けられ、前記第１ガイド５０に係合される複数の第１ガイドレール５６とを含む。この第１ガイド部６６は、外筒３６及び中筒３８における第２壁部３６ｂ、３８ｂ、第４壁部３６ｄ、３８ｄ及び第６壁部３６ｆ、３８ｆにそれぞれ設けられ、該第２壁部３６ｂ、３８ｂ、第４壁部３６ｄ、３８ｄ及び第６壁部３６ｆ、３８ｆの中央部に対し、隣接する第３壁部３６ｃ、３８ｃ側、第５壁部３６ｅ、３８ｅ及び第１壁部３６ａ、３８ａ側にそれぞれオフセットするように配置されている。

第１ガイド５０は、その側面に凹状に窪んだガイド溝７０ａを有するブロック体からなる。そして、第１ガイド５０は、ガイド溝７０ａが外筒３６の内側となるように第２壁部３６ｂ、第４壁部３６ｄ及び第６壁部３６ｆの第２開口部５８に設けられ、ブラケット７２を介して前記第２壁部３６ｂ、第４壁部３６ｄ及び第６壁部３６ｆの外部から固定されると共に、その一部が前記外筒３６の内部に挿入されて露呈している。

第１ガイドレール５６は、軸線方向に沿って所定長を有し、ガイド溝７０ａに応じて断面矩形状に形成され、中筒３８における第２壁部３８ｂ、第４壁部３８ｄ及び第６壁部３８ｆの外周面に固定される。この第１ガイドレール５６は、第２壁部３８ｂ、第４壁部３８ｄ及び第６壁部３８ｆから突出するように設けられ、第１ガイド５０のガイド溝７０ａに対してそれぞれ挿通される。すなわち、第１ガイド５０と第１ガイドレール５６とは対で設けられ、この場合、外筒３６及び中筒３８において３対設けられて第１ガイド部６６を構成している。

これにより、外筒３６と中筒３８とが第１ガイド５０及び第１ガイドレール５６によって互いに軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って案内される。

第２ガイド部６８は、中筒３８に設けられ、内筒４０に臨んだ複数の第２ガイド６０と、前記内筒４０に設けられ、前記第２ガイド６０に係合される複数の第２ガイドレール６４とを含む。この第２ガイド部６８は、中筒３８及び内筒４０における第２壁部３８ｂ、４０ｂ、第４壁部３８ｄ、４０ｄ及び第６壁部３８ｆ、４０ｆにそれぞれ設けられ、前記第２壁部３８ｂ、４０ｂ、第４壁部３８ｄ、４０ｄ及び第６壁部３８ｆ、４０ｆの中央部に対し、隣接する第１壁部３８ａ、４０ａ側、第３壁部３８ｃ、４０ｃ及び第５壁部３８ｅ、４０ｅ側にそれぞれオフセットするように配置されている。

換言すれば、第１及び第２ガイド部６６、６８は、第２壁部３６ｂ、３８ｂ、４０ｂ、第４壁部３６ｄ、３８ｄ、４０ｄ及び第６壁部３６ｆ、３８ｆ、４０ｆの中央部に対してそれぞれ所定間隔離間するようにオフセット配置されている。

第２ガイド６０は、その側面に凹状に窪んだガイド溝７０ｂを有するブロック体からなる。そして、第２ガイド６０は、ガイド溝７０ｂが中筒３８の内側となるように第２壁部３８ｂ、第４壁部３８ｄ及び第６壁部３８ｆに設けられ、ボルト７４を介して前記第２壁部３８ｂ、第４壁部３８ｄ及び第６壁部３８ｆの外側から固定される。すなわち、第２ガイド６０は、中筒３８を構成する第２壁部３８ｂ、第４壁部３８ｄ及び第６壁部３８ｆの内側に突出するように設けられている。

第２ガイドレール６４は、軸線方向に沿って所定長を有し、ガイド溝７０ｂに応じた断面矩形状に形成され、内筒４０における第２壁部４０ｂ、第４壁部４０ｄ及び第６壁部４０ｆの外周面に固定される。この第２ガイド部６８は、第２壁部４０ｂ、第４壁部４０ｄ及び第６壁部４０ｆから突出するように設けられ、第２ガイド６０のガイド溝７０ｂに対してそれぞれ挿通される。すなわち、第２ガイド６０と第２ガイドレール６４とは対で設けられ、この場合、中筒３８及び内筒４０において３対設けられて第２ガイド部６８を構成している。

これにより、中筒３８と内筒４０とが第２ガイド６０及び第２ガイドレール６４によって互いに軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って変位自在に案内される。

すなわち、第１及び第２ガイド部６６、６８は、外筒３６、中筒３８及び内筒４０の中心Ａと第２壁部３６ｂ、３８ｂ、４０ｂ、第４壁部３６ｄ、３８ｄ、４０ｄ及び第６壁部３６ｆ、３８ｆ、４０ｆの中央部とを通る仮想線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を挟むように設けられている（図４参照）。

動力伝達部４４は、外筒３６、中筒３８及び内筒４０における第１壁部３８ａ、４０ａ、第３壁部３８ｃ、４０ｃ及び第５壁部３８ｅ、４０ｅに設けられ、前記外筒３６に設けられる第１ラック４８と、前記内筒４０に設けられる第２ラック６２と、前記中筒３８に設けられ、該第１及び第２ラック４８、６２に噛合されるピニオンギア７６を有するピニオンユニット５２とを含む。

すなわち、動力伝達部４４は、図４に示されるように、外筒３６、中筒３８及び内筒４０の第２壁部３６ｂ、３８ｂ、４０ｂ、第４壁部３６ｄ、３８ｄ、４０ｄ及び第６壁部３６ｆ、３８ｆ、４０ｆに設けられたガイド機構４２と向かい合うように設けられている。換言すれば、動力伝達部４４は、外筒３６、中筒３８及び内筒４０の中心Ａを挟んでガイド機構４２に対して略一直線上となるようにそれぞれ配置されている。

第１ラック４８は、軸線方向に沿って所定長を有するブロック状に形成され、その一側面には歯部７８ａが刻設されている。そして、第１ラック４８は、第１開口部４６に臨むように外筒３６の第１壁部３６ａ、第３壁部３６ｃ及び第５壁部３６ｅにそれぞれ設けられると共に、その歯部７８ａが、該第１開口部４６を通じて中筒３８と対峙するように設けられる。

第２ラック６２は、第１ラック４８と同様に、軸線方向に沿って所定長を有するブロック状に形成され、その一側面には歯部７８ｂが刻設されている。そして、第２ラック６２は、その歯部７８ｂが、中筒３８と対峙するように内筒４０の第１壁部４０ａ、第３壁部４０ｃ及び第５壁部４０ｅにそれぞれ設けられる。すなわち、この第１及び第２ラック４８、６２は、互いの歯部７８ａ、７８ｂが対峙するように対向配置されている。

ピニオンユニット５２は、中筒３８の装着孔５４に設けられ、一対の軸受８０ａ、８０ｂと、該軸受８０ａ、８０ｂにシャフト８２を介して回転自在に軸支されるピニオンギア７６とを有する。この軸受８０ａ、８０ｂは、装着孔５４に対して互いに所定間隔離間して固定され、その軸線が中筒３８の軸線と直交するように配設される。

ピニオンギア７６は、一対の軸受８０ａ、８０ｂの間に設けられ、中央部に挿通されたシャフト８２を介して前記軸受８０ａ、８０ｂに回転自在に支持される。このピニオンギア７６は、外周面にギア歯８４が形成され、中筒３８の第１壁部３８ａ、第３壁部３８ｃ及び第５壁部３８ｅを通じて外筒３６側に露呈するように設けられると共に、内筒４０側にも露呈するように設けられる。そして、ピニオンギア７６は、対向配置された外筒３６の第１ラック４８と内筒４０の第２ラック６２との間に配置され、前記第１ラック４８の歯部７８ａに噛合されると共に、前記第２ラック６２の歯部７８ｂに噛合される。すなわち、動力伝達部４４を構成する第１ラック４８、第２ラック６２及びピニオンギア７６が、外筒３６、中筒３８及び内筒４０の中心Ａに向かってそれぞれ一直線上に配置される。

また、動力伝達部４４は、外筒３６、中筒３８及び内筒４０における第１壁部３６ａ、３８ａ、４０ａ、第３壁部３６ｃ、３８ｃ、４０ｃ及び第５壁部３６ｅ、３８ｅ、４０ｅに設けられ、前記外筒３６、中筒３８及び内筒４０の第２壁部３６ｂ、３８ｂ、４０ｂ、第４壁部３６ｄ、３８ｄ、４０ｄ及び第６壁部３６ｆ、３８ｆ、４０ｆに設けられたガイド機構４２と対向するように配置されている。

ワーク保持部１８は、テレスコピック機構１６を構成する内筒４０の他端部に設けられ、回転自在なホルダ８６と、ベースプレート８８を介して前記ホルダ８６に連結されワークＷを保持可能なハンド部９０と、前記ホルダ８６を介して前記ハンド部９０を回転駆動させる回転駆動源９２とを含む。

ホルダ８６は、円柱状に形成され、プレート９４を介して内筒４０の他端部に回転自在に保持される。このホルダ８６の上部には、回転駆動源９２が設けられ、前記回転駆動源９２は、例えば、ステッピングモータからなり、図示しないコントローラの制御作用下に回転駆動し、図示しない取付ブラケットを介して内筒４０の他端部側に固定される。

また、ホルダ８６の下端部には、ベースプレート８８を介してハンド部９０が設けられているため、回転駆動源９２の回転作用下にホルダ８６及びベースプレート８８を介してハンド部９０が回転駆動する。

ハンド部９０は、ベースプレート８８に対して開閉自在に設けられた一対の保持アーム９６ａ、９６ｂと、前記保持アーム９６ａ、９６ｂを前記ベースプレート８８に沿って案内する一対のアームガイド９８ａ、９８ｂと、前記保持アーム９６ａ、９６ｂの開閉動作させるシリンダ１００とを含む。

保持アーム９６ａ、９６ｂは、断面略Ｔ字状に形成され、その上部がアームガイド９８ａ、９８ｂに係合されて互いに接近・離間自在に設けられている。すなわち、ワークＷを保持する際に、シリンダ１００の駆動作用下に一対の保持アーム９６ａ、９６ｂがアームガイド９８ａ、９８ｂに沿って変位し、該保持アーム９６ａ、９６ｂでワークＷを挟持することによって該ワークＷが保持される。

本発明の実施の形態に係るテレスコピック構造が適用されたワーク搬送装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、ここでは、図２に示すテレスコピック機構１６を構成する中筒３８及び内筒４０が外筒３６の内部に収容された状態を初期状態として説明すると共に、ワーク搬送装置１０の下方に載置されているワークＷを保持して搬送する場合について説明する。

この初期状態において、図示しないコントローラから駆動部１２に対して制御信号を出力し、該制御信号に基づいて該駆動部１２を回転駆動させることにより、その回転駆動力が駆動軸２４、連結ナット３２を介して送りねじ軸２６へと伝達され、該送りねじ軸２６が回転する。この送りねじ軸２６の回転に伴って変位体３０がワーク保持部１８側（矢印Ｘ１方向）へと直線変位する。すなわち、駆動部１２からの回転駆動力が、駆動力変換部１４を構成する送りねじ軸２６及び変位体３０によって直線方向（矢印Ｘ１方向）への駆動力に変換される。

そして、変位体３０の変位に伴って中筒３８がワーク保持部１８側（矢印Ｘ１方向）へと変位し、その他端部側から外筒３６の外部へと徐々に突出していくと共に、該中筒３８に保持されたピニオンギア７６が第１ラック４８の歯部７８ａに噛合された状態で時計回り（矢印Ｂ方向）に回転しながら前記中筒３８と共に変位し、該ピニオンギア７６の回転作用下に第２ラック６２がワーク保持部１８側（矢印Ｘ１方向）へと送り出される。

この第１ラック４８と第２ラック６２とは、ピニオンギア７６を挟んで互いに反対側に設けられているため、該ピニオンギア７６に対して前記第１ラック４８と第２ラック６２とが相反する方向に変位することとなる。

これにより、第２ラック６２の設けられた内筒４０が、ワーク保持部１８側（矢印Ｘ１方向）へと変位し、その他端部側から中筒３８の外部へと徐々に突出し始める。

この際、中筒３８は、第１ガイド５０のガイド溝７０ａに係合された第１ガイドレール５６の案内作用下に外筒３６に対して軸線方向に沿って変位すると共に、内筒４０が、第２ガイド６０のガイド溝７０ｂに係合された第２ガイドレール６４の案内作用下に中筒３８に対して軸線方向に沿って変位する。すなわち、基台２２に固定された外筒３６に対して中筒３８及び内筒４０がガイド機構４２を介して軸線方向（矢印Ｘ１方向）へと高精度に案内される。

そして、駆動部１２をさらに回転駆動させることによって中筒３８がさらにワーク保持部１８側（矢印Ｘ１方向）へと変位し、それに伴って、内筒４０がピニオンギア７６と第２ラック６２との噛合作用下に前記ワーク保持部１８側（矢印Ｘ１方向）へとさらに送り出される。

これにより、外筒３６の他端部に対して中筒３８がさらに突出するように変位すると同時に、該中筒３８の他端部に対して内筒４０がさらに突出するように変位する。ピニオンギア７６が第１ラック４８の下端部近傍となるように中筒３８が変位し、且つ、該ピニオンギア７６に噛合された第２ラック６２がその上端部近傍となる位置まで中筒３８及び内筒４０が変位することにより、テレスコピック機構１６を構成する外筒３６、中筒３８及び内筒４０が最も軸線方向（矢印Ｘ１、Ｘ２方向）に沿って伸長した伸長状態となる（図５及び図６参照）。そして、駆動部１２に出力されていた制御信号の供給が停止され、該駆動部１２の駆動が停止される。

なお、このテレスコピック機構１６の伸長状態では、変位体３０が、送りねじ軸２６の下端部に設けられたリング部材３４によって係止され、そのワーク保持部１８側（矢印Ｘ１方向）へのさらなる変位が規制されているため、前記送りねじ軸２６に対して脱抜してしまうことが防止される。すなわち、リング部材３４は、送りねじ軸２６に対する変位体３０の脱抜を防止可能なストッパとして機能する。

次に、ワーク搬送装置１０の下部に載置されたワークＷの位置に応じて該ワークＷの把持が可能となるようにハンド部９０を回転駆動源９２によって回転駆動させた後、予め開状態にある保持アーム９６ａ、９６ｂをシリンダ１００によって閉動作させて前記ワークＷを把持する。

さらに次に、前記ワークＷを上方へと持ち上げるために、図示しないコントローラから駆動部１２に対して制御信号を出力し、該制御信号に基づいて該駆動部１２を前記とは逆方向に回転駆動させる。これにより、送りねじ軸２６が前記とは反対方向に回転し、それに伴って、変位体３０が駆動部１２側（矢印Ｘ２方向）に向かって変位する。

そして、変位体３０の変位に伴って中筒３８が駆動部１２側（矢印Ｘ２方向）に変位し、外筒３６の内部に徐々に収容されていくと共に、該中筒３８に保持されたピニオンギア７６が第１ラック４８の歯部７８ａに噛合された状態で反時計回り（矢印Ｃ方向）に回転しながら前記中筒３８と共に変位する。そのため、ピニオンギア７６の回転作用下に第２ラック６２が第１ラック４８に向かい合うように駆動部１２側（矢印Ｘ２方向）へと徐々に変位する。その結果、第２ラック６２の設けられた内筒４０が、駆動部１２側（矢印Ｘ２方向）へと変位し、その一端部側から中筒３８の内部へと徐々に収容されていく。すなわち、内筒４０が中筒３８の内部に収容されていき、該中筒３８が外筒３６の内部に収容されていくことにより、テレスコピック機構１６が徐々に軸線方向に沿って収縮していく。

これにより、内筒４０の他端部に設けられたワーク保持部１８がワークＷを保持した状態で駆動部１２側（矢印Ｘ２方向）へと変位し、該ワークＷが上方へと持ち上げられた状態となる（図２参照）。

この際、ワーク保持部１８が下端に設けられたテレスコピック機構１６には、ワークＷの重量が付与されているため、該ワークＷを搬送する際に、その重心移動等に伴って外筒３６、中筒３８及び内筒４０に対して様々な方向から押圧力が付与される場合がある。例えば、図４に示されるように、外筒３６における第１壁部〜第６壁部３６ａ〜３６ｆのいずれかに対して該外筒３６の中心Ａに向かった押圧力Ｆ１〜Ｆ６が外側から付与される。

このように、第１及び第２ガイド部６６、６８から構成されるガイド機構４２と、第１及び第２ラック４８、６２、ピニオンギア７６を含む動力伝達部４４とを、外筒３６、中筒３８及び内筒４０の中心Ａを挟んで対向するように設けているため、前記外筒３６、中筒３８及び内筒４０に対して様々な方向から付与された押圧力Ｆ１〜Ｆ６を、いずれも３対設けられた動力伝達部４４の一つとガイド機構４２の一つという組み合わせで受けることができる。

そのため、テレスコピック機構１６に対して様々な方向から押圧力Ｆ１〜Ｆ６が付与された場合でも、その剛性にばらつきが生じることがなく安定した剛性が得られる。換言すれば、テレスコピック機構１６に対して外周側の様々な方向から押圧力（応力）が付与された場合でも、均一な剛性が確保される。

また、テレスコピック機構１６における剛性を向上させることにより、外筒３６、中筒３８及び内筒４０に対して押圧力（応力）が付与された場合でも、前記外筒３６、中筒３８及び内筒４０の相対的な位置関係を変化させることなく維持できるため、前記外筒３６、中筒３８及び内筒４０を円滑に伸縮動作させることが可能となる。

さらに、外筒３６、中筒３８及び内筒４０において安定した剛性が得られることから、テレスコピック機構１６の耐久性を向上させることができる。

そして、最後に、図示しない移送手段によってワーク搬送装置１０の設けられた基台２２を移送させることにより、ワークＷが所望の位置へと搬送される。

なお、上述した本実施の形態に係るテレスコピック構造では、テレスコピック機構１６を構成する外筒３６、中筒３８及び内筒４０が、それぞれ断面六角形状の筒体から形成される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、断面八角形状等の断面が多角形状に形成されるものであればよい。

なお、本発明に係るテレスコピック構造は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本発明の実施の形態に係るテレスコピック構造が適用されたワーク搬送装置の外観斜視構成図である。 図１のワーク搬送装置においてテレスコピック機構が収縮した状態を示す全体縦断面図である。 図２に示すテレスコピック機構近傍を示す拡大断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図２のワーク搬送装置においてテレスコピック機構が伸長した状態を示す全体縦断面図である。 図５に示すテレスコピック機構近傍を示す拡大断面図である。

符号の説明

１０…ワーク搬送装置 １２…駆動部
１４…駆動力変換部 １６…テレスコピック機構
１８…ワーク保持部 ２６…送りねじ軸
３０…変位体 ３６…外筒
３６ａ、３８ａ、４０ａ…第１壁部 ３６ｂ、３８ｂ、４０ｂ…第２壁部
３６ｃ、３８ｃ、４０ｃ…第３壁部 ３６ｄ、３８ｄ、４０ｄ…第４壁部
３６ｅ、３８ｅ、４０ｅ…第５壁部 ３６ｆ、３８ｆ、４０ｆ…第６壁部
３８…中筒 ４０…内筒
４２…ガイド機構 ４４…動力伝達部
４８…第１ラック ５０…第１ガイド
５２…ピニオンユニット ５６…第１ガイドレール
６０…第２ガイド ６２…第２ラック
６４…第２ガイドレール ６６…第１ガイド部
６８…第２ガイド部 ７６…ピニオンギア
８０ａ、８０ｂ…軸受 ９０…ハンド部
９６ａ、９６ｂ…保持アーム

Claims (3)

1. 軸線方向に沿って伸縮自在に設けられた複数の筒体を有するテレスコピック構造において、
   駆動部と、
   断面多角形状に形成され、外筒と、該外筒の内部に収容可能な中筒と、該中筒の内部に収容可能な内筒の少なくとも３つ以上からなる筒体と、
   前記駆動部の駆動作用下に前記筒体を互いに軸線方向に沿って伸縮動作させる動力伝達部と、
   前記外筒と中筒との間に設けられる第１ガイド部と、前記中筒と内筒との間に設けられる第２ガイド部とを有し、前記外筒、中筒及び内筒を互いに軸線方向に沿って変位自在に案内するガイド手段と、
   を備え、
   前記動力伝達部とガイド手段とが、複数設けられ、前記筒体の中心を挟んで対向配置され、且つ、前記筒体の周方向に沿って互いに等間隔離間し、該筒体を構成する各壁部に対して一つずつそれぞれ交互に設けられると共に、前記第１ガイド部と前記第２ガイド部とが前記筒体の中心に対して前記外筒、中筒及び内筒の周方向に互いにオフセットして設けられることを特徴とするテレスコピック構造。
2. 請求項１記載のテレスコピック構造において、
   前記動力伝達部は、前記中筒の側面に設けられ、回動自在に支持されたピニオンギアと、
   前記外筒の側面に設けられ、該外筒の軸線方向に沿って延在すると共に、前記ピニオンギアに噛合される第１ラックと、
   前記内筒に設けられ、該内筒の軸線方向に沿って延在すると共に、前記ピニオンギアに噛合される第２ラックと、
   を備え、
   前記第１及び第２ラックが、前記ピニオンギアを挟んで対向して設けられることを特徴とするテレスコピック構造。
3. 請求項１又は２記載のテレスコピック構造において、
   前記第１及び第２ガイド部は、前記中筒及び内筒の外周面に設けられ、軸線方向に沿って延在するガイドレールと、
   前記外筒及び中筒の内周面に設けられ、前記ガイドレールに臨むと共に該ガイドレールに係合されて軸線方向に沿って案内されるガイドと、
   を有することを特徴とするテレスコピック構造。

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