JP7224701B1

JP7224701B1 - レール走行装置

Info

Publication number: JP7224701B1
Application number: JP2022106735A
Authority: JP
Inventors: 健一森
Original assignee: 株式会社カットランドジャパン
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2023-02-20
Anticipated expiration: 2042-06-30
Also published as: JP2024006127A; WO2024004368A1

Abstract

【課題】板状のレール上を安定して確実に走行するレール走行装置を提供すること。【解決手段】レール走行装置１０は、基部１１に取付けられたモータＭのトルクによって平歯車４２が回転し、平歯車４２の歯が板状のレールＲ１の長手方向に連続するように設けられた複数個の孔に順に噛合うことによって、基部をレールＲ１の長手方向に進退動させることができる。平歯車に対し、平歯車の軸方向の一方向側と他方向側に位置し、平歯車の軸心とレールまでの距離が最短になる位置の、レールに対し、平歯車の反対側からレールに接する一対の保持部材２６，３６と、平歯車に対し、平歯車の軸方向の一方向側と他方向側に位置し、平歯車の軸心とレールまでの距離が最短になる位置の、レールに対し、平歯車の同じ側からレールに接する一対の案内部材４４，４６を具える。【選択図】図３

Description

本発明は、板状のレールの上を進退動する装置（以下、単に、「レール走行装置」という。）に関する。

自動溶接装置や、溶接ビードを切削する自動切削装置等では、走行経路として板状のレールを使用し、レール上を電動で進退動させるものがある。このようなタイプのレール走行装置としては、例えば、以下のものが開発されている。

特開２０１０-１５６４２３号公報

特許文献１の配管用レール装置は、配管の周面を周回するように配置される、板状のレールと、レールを弾性的に支持する、スプリングとマグネットを内蔵した複数の台座と、レール走行装置を具える。これによれば、レールが弾性変形可能なため、取付対象として、平面状のものだけでなく、曲面状のものにも対応することができるとされている。

特許文献１のようなレール走行装置では、レールに孔が連続して設けられ、レール走行装置の歯車が回転しながらレールの孔に噛合うことにより、レール走行装置がレール上を進退動するように構成されている。しかし、曲面状としたレールの曲率が大きい場合や、レール走行装置に対する重力の影響により、歯車がレールの孔に噛合わず、或いは、浅く噛合い、レール走行装置が円滑に進退動しないという問題が生じ得る。

そこで、本発明は、前述した点に鑑み、板状のレール上を安定して確実に走行するレール走行装置を提供することを目的とする。

本発明は、長手方向に連続する複数個の孔が設けられた板状のレール上を進退動するレール走行装置であって、
基部に取付けられたモータと、
前記モータのトルクによって回転するように構成され、前記孔に噛合う歯を具える平歯車と、
前記平歯車に対し、該平歯車の軸方向の一方向側と他方向側に位置し、前記平歯車の軸心と前記レールまでの距離が最短になる位置の、前記レールに対し、前記平歯車の反対側から前記レールに接する一対の保持部材と、
前記平歯車に対し、該平歯車の軸方向の一方向側と他方向側に位置し、前記平歯車の軸心と前記レールまでの距離が最短になる位置の、前記レールに対し、前記平歯車の同じ側から前記レールに接する一対の案内部材を具えるレール走行装置によって前記課題を解決した。

本発明によれば、基部に取付けられたモータのトルクによって平歯車が回転し、平歯車の歯が板状のレールの長手方向に連続するように設けられた複数個の孔に順に噛合うことによって、基部をレールの長手方向に進退動させることができる。ここで、平歯車に対し、平歯車の軸方向の一方向側と他方向側に位置し、平歯車の軸心とレールまでの距離が最短になる位置の、レールに対し、平歯車の反対側からレールに接する一対の保持部材と、平歯車に対し、平歯車の軸方向の一方向側と他方向側に位置し、平歯車の軸心とレールまでの距離が最短になる位置の、レールに対し、平歯車の同じ側からレールに接する一対の案内部材を具えるから、平歯車とレールの距離を一定に保ち、平歯車の歯と孔を確実に噛合わせることができるので、平面状だけでなく、曲率の大きい曲面状のレール上であっても、さらに、レール走行装置がどのような姿勢であっても、安定して確実に走行するレール走行装置とすることができる。

また、保持部材及び案内部材が、孔に平歯車の歯が歯先のたけの範囲で噛合う位置でレールに接する構成とすれば、平歯車の歯が孔に浅く又は深く噛合うことによる動作不良を防止することができ、レール上を円滑に進退動するレール走行装置とすることができる。

また、保持部材が、平歯車を貫通する軸に連結され、当該軸が、基部に所定の範囲で回動可能に設けられ、一方向に付勢されているレバーに連結され、レバーを他方向に回動させると保持部材が互いに離間する方向に開くように構成すれば、レバーを他方向に回動させた状態で、孔に平歯車の歯を噛合せ、レバーを戻すことによってレール走行装置をレールに簡便に装着させることができる。

また、基部に対する角度が可変に連結されている支持部材をさらに具え、支持部材が、レールの表面と裏面を挟持する挟持部材を具える構成とすれば、レールに対するレール走行装置の姿勢を安定させることができる。

また、支持部材が、レールの側面に接する側面接触部材をさらに具える構成とすれば、レール走行装置がレール上を進退動中に、支持部材がレールから不意に外れることを防止することができる。

本発明の一実施形態のレール走行装置の正面図。図１の平面図。基部の一部断面側面図。図３のレバーを他方向に回動させたときの図。支持部材の閉状態の側面図。支持部材の開状態の側面図。本発明の一実施形態のレール走行装置を曲面状のレールの外周面側に装着したときの正面図。本発明の一実施形態のレール走行装置を曲面状のレールの内周面側に装着したときの正面図。

以下、本発明の実施形態を図１～８を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

図１に示すように、レール走行機構１００は、レール走行装置１０と一対の支持部材５０を具えている。レール走行装置１０は、後述するように、板状のレールＲ１上を進退動する装置である。板状のレールＲ１は、例えば、板ばねで構成することができ、磁石などの設置部材７０によって、取付対象に取付けられる。なお、図示しての説明は省略するが、レール走行装置１０には、溶接機や切削機、監視装置などが取付けられ、取付対象を加工又は点検することができるように利用される。

図２に示すように、レールＲ１の長手方向には、複数個の孔７２が連続して直線状に設けられている。ここで、図３を用いて、レール走行装置１０が如何にしてレールＲ１に装着されているかを説明する。レール走行装置１０の基部１１は、平歯車４２を回転可能に軸支している。平歯車４２は、基部１１に取付けられたモータＭのトルクによって回転する。

平歯車４２の歯は、レールＲ１の孔７２（図２参照。）に噛合うように構成されている。よって、モータＭが駆動し、平歯車４２が回転すると、平歯車４２の歯がレールＲ１の長手方向に連続するように設けられた複数個の孔７２に順に噛合うので、これにより、基部１１及びレール走行装置１０は、レールＲ１の長手方向に進退動する。

基部１１は、一対の保持部材２６，３６を具えている。一対の保持部材２６，３６は、平歯車４２に対し、平歯車４２の軸方向の一方向側と他方向側に位置するように配置される。また、一対の保持部材２６，３６は、平歯車４２の軸心とレールＲ１までの距離が最短になる位置の、レールＲ１に対して平歯車４２の反対側（図３のＲ１の下面側）からレールＲ１に接するように配設されている（図１も参照。）。レール走行装置１０の保持部材２６，３６は、回転体（ローラ）であるが、回転体でなくても適用は可能である。回転体の場合、その軸心は、平歯車４２の軸心と平行なものとするのがよい。

また、基部１１は、一対の案内部材４４，４６を具える。一対の案内部材４４，４６は、平歯車４２に対し、平歯車４２の軸方向の一方向側と他方向側に位置するように配置される。また、平歯車４２の軸心とレールＲ１までの距離が最短になる位置の、レールＲ１に対し、平歯車４２の同じ側（図３のＲ１の上面側）からレールＲ１に接するように配設されている。レール走行装置１０の案内部材４４，４６は、回転体（ローラ）であるが、回転体でなくても適用は可能である。回転体の場合、その軸心は、平歯車４２の軸心と平行なものとするのがよい。

このように、レール走行装置１０は、一対の保持部材２６，３６と案内部材４４，４６を具えるので、平歯車４２とレールＲ１の距離を一定に保ち、平歯車４２の歯と孔７２を確実に噛合わせることができる。よって、図１，２に示す平面状のレールＲ１だけでなく、図７に示すような曲面状のレールＲ２の外周面側、図８に示すような曲面状のレールＲ３の内周面側、また、曲率の大きい曲面状のレール上であっても、さらには、レール走行装置１０がどのような姿勢であっても、安定して確実に走行するレール走行装置１０とすることができる。

ここで、図３に示すように、一対の保持部材２６，３６及び案内部材４４，４６は、レールＲ１の孔７２（図２参照。）に平歯車４２の歯が歯先のたけの範囲で噛合う位置でレールＲ１に接するように、その配設位置を決定するのがよい。本構成とすれば、平歯車４２の歯が孔７２に浅く又は深く噛合うことによる動作不良を防止することができ、レールＲ１上を円滑に進退動するレール走行装置１０とすることができるからである。

レール走行装置１０では、一対の保持部材２６，３６がレバー１２を回動させることにより、開状態（図４の状態。）と閉状態（図３の状態。）が切換るように構成されている。具体的には、保持部材２６は、第一連結部材２２を介して、保持部材３６は、第二連結部材３２を介して、平歯車４２を貫通する軸２０に連結されている。軸２０は、第一連結部材２２を介してレバー１２と連結されている。レバー１２は、レバー支点１４を中心に、所定の範囲で回動可能に基部１１に設けられており、コイルばねなどの付勢手段１５によって一方向に付勢されている。第一連結部材２２は、軸２０とレバー１２の間に位置する第一支点２４を中心に回動可能に、第二連結部材３２は、軸２０と保持部材３６の間に位置する第二支点３４を中心に回動可能にそれぞれ構成されている。

このため、レバー１２を他方向に回動させると、レバー１２がレバー支点１４を中心に、第一連結部材２２が第一支点２４を中心に、第二連結部材３２が第二支点３４を中心にそれぞれ回動し、図４に示すように、一対の保持部材２６，３６が互いに離間する方向に開く構成とすることができる。本構成とすれば、レバー１２を他方向に回動させた状態で、孔７２（図２参照）に平歯車４２の歯を噛合せ、レバー１２を戻すことによってレール走行装置１０をレールＲ１に簡便に装着させることができる。なお、後述する支持部材５０の挟持部材５７，５８と同様に、一対の保持部材２６，３６をノブとリンク機構を利用して開閉させる構成とするなど、他の構成を適用できることは言うまでもない。

図１に示すように、レール走行装置１０は、支持部材５０をさらに具えた構成とするのがよい。支持部材５０は、図示しているように、レール走行装置１０を挟むように一対設けることができる。支持部材５０は、締結部材６０を介してレール走行装置１０、より具体的には基部１１に連結されている。締結部材６０は、締結レバー６２と締結具６４から構成されている（図２も参照。）。締結レバー６２を回して締結具６４の締結具合を緩め、或いは締めることができるので、支持部材５０は、基部１１に対する角度が可変に連結されることとなる。

図５に示すように、支持部材５０は、レールＲ１の表面（図５の上側面。）と裏面（図５の下側面。）を挟持する挟持部材５７，５８を一対具えている。支持部材５０の場合、挟持部材５７，５８は、回転体（ローラ）であるが、回転体でなくても適用は可能である。一対の挟持部材５７，５８は、リンク機構５６を介して、ナット５４と連結されている。ナット５４は、ノブ５２を回転させることによってノブ５２の軸上を進退動するように構成されている。

ナット５４の位置によって、一対の挟持部材５７，５８の内、レールＲ１の裏面側に位置する挟持部材５８は、図５に示す閉状態と図６に示す開状態が切り換えられるように構成されている。レール走行装置１０がレールＲ１上を進退動する際には、一対の挟持部材５７，５８を閉状態とし、レール走行装置１０をレールＲ１に着脱する際に、一対の挟持部材５７，５８を開状態とする。本構成とすれば、レールＲ１に対するレール走行装置１０の姿勢を安定させることができ、図７，８に示すような、レール走行装置１０が曲面状のレールＲ２，Ｒ３上を進退動する際に好適な構成とすることができる。

また、図５に示すように、支持部材５０が、レールＲ１の側面（図５の左右方向の面。）に接する側面接触部材５９をさらに具える構成とすることもできる。支持部材５０の場合、側面接触部材５９は、回転体（ローラ）であるが、回転体でなくても適用は可能である。本構成とすれば、レール走行装置１０がレールＲ１上を進退動中に、支持部材５０がレールＲ１から不意に外れることを防止することができる。

以上に説明したとおり、本発明によれば、曲率の大きい曲面状の板状のレール上であっても、安定して確実に走行するレール走行装置を提供することができる。

１０レール走行装置
１１基部
１２レバー
２６，３６保持部材
４２平歯車
４４，４６案内部材
５０支持部材
５７，５８挟持部材
５９側面接触部材
７２孔
Ｍモータ
Ｒ１レール

Claims

長手方向に連続する複数個の孔が設けられた板状のレール上を進退動するレール走行装置であって、
基部に取付けられたモータと、
前記モータのトルクによって回転するように構成され、前記孔に噛合う歯を具える平歯車と、
前記平歯車に対し、該平歯車の軸方向の一方向側と他方向側に位置し、前記平歯車の軸心と前記レールまでの距離が最短になる位置の、前記レールに対し、前記平歯車の反対側から前記レールに接する一対の保持部材と、
前記平歯車に対し、該平歯車の軸方向の一方向側と他方向側に位置し、前記平歯車の軸心と前記レールまでの距離が最短になる位置の、前記レールに対し、前記平歯車の同じ側から前記レールに接する一対の案内部材を具え、
前記保持部材が、前記平歯車を貫通する軸に連結され、
前記軸が、前記基部に所定の範囲で回動可能に設けられ、一方向に付勢されているレバーに連結され、
前記レバーを他方向に回動させると前記保持部材が互いに離間する方向に開くように構成されている、
レール走行装置。
前記保持部材及び案内部材が、前記孔に前記平歯車の歯が歯先のたけの範囲で噛合う位置で前記レールに接する、請求項１のレール走行装置。
前記基部に対する角度が可変に連結されている支持部材をさらに具え、
前記支持部材が、前記レールの表面と裏面を挟持する挟持部材を具える、請求項１又は２のレール走行装置。
前記支持部材が、前記レールの側面に接する側面接触部材をさらに具える、請求項３のレール走行装置。