JPH09192960A - 給気通電連結ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力エアを供給する給気連結ユニットおよび
電力を供給する通電連結ユニットの機能を併せ備えた連
結ユニットを提供する。 【解決手段】 ワークを搬送する治具パレットに取り付
けられた受気側連結部材２０が(a) のようにエアシリン
ダ２２の真上で停止させられ、その状態でピストンロッ
ド５８が上方へ突き出されると、先ず(b) のように可動
電極９４が固定電極１３４に当接して接続される。その
後、可動電極９４を付勢手段の付勢力に抗して相対的に
押し込みながら、(c) のようにピストンロッド５８が受
気側連結部材２０のシールリング１１２に当接させら
れ、ピストンロッド５８に設けられた給気通路１２８と
シールリング１１２に設けられた受気通路とが接続され
るとともに、第１圧力室１６２内のエア圧が上昇してピ
ストン１５４が弁部材１５２から離間させられることに
より、第１圧力室１６２内に供給される圧力エアが給気
通路１２８内へ流入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固定側から移動部
材へ圧力エアなどを供給する給気連結ユニットと、電気
信号を授受したり電力を供給したりする通電連結ユニッ
トとを一体化した給気通電連結ユニットに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】自動車の溶接や組立などを行う生産ライ
ンの一種に、自動車ボディ等のワークを治具パレットに
セットしたまま、その治具パレットを各作業ステーショ
ンへ順次移動させて所定の作業を行う治具循環方式と称
するものがある。治具パレットは、ワークを位置決め固
定するためにエアシリンダなどを動力源とするクランプ
装置を備えているとともに、そのクランプ装置の作動を
制御するために電磁弁などでエア回路を切り換えたり、
搬送しているワークの種類や作業内容などの情報を記憶
していて各作業ステーションに連絡したりするコントロ
ーラなどが搭載される。その場合に、治具パレットに常
時圧力エアや電力などを供給することは、エア回路や電
気配線の取り廻しが困難であり、給気連結ユニットや通
電連結ユニットを用いて各作業ステーション毎に圧力エ
アや電力を供給するようにしているのが普通である。

【０００３】給気連結ユニットは、例えば、(a) 圧力エ
ア供給源など所定のガス供給源に接続された給気通路を
有するとともに固定側部材に配設される給気部材と、
(b) 受気通路を有するとともに上記治具パレットなどの
所定の移動部材に配設される受気部材と、(c) 前記固定
側部材に配設され、前記移動部材が上記作業ステーショ
ンなどの予め定められた連結位置に停止させられた状態
で、前記給気部材と前記受気部材とを相対的に接近させ
て互いに密着させることにより前記給気通路と前記受気
通路とを接続するエアシリンダなどの連結駆動手段とを
備えて構成される。通電連結ユニットについても、例え
ば固定側部材および移動部材にそれぞれ電極を配設し、
固定側部材に配設されたエアシリンダなどの連結駆動手
段により両電極を接触させて接続するように構成され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに給気連結ユニットと通電連結ユニットとが別体に構
成されると、部品点数が多くて装置が高価になるととも
に、大きな設置スペースが必要になるという問題があっ
た。

【０００５】また、給気連結ユニットは、一般に連結駆
動手段によって給気部材を受気部材に連結した後、給気
切換弁などを切り換えて給気するようになっていたた
め、この点でも部品点数が多くなるとともに、連結を確
認してから切換弁を切り換える必要があるなど制御も複
雑になる。

【０００６】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、給気連結ユニットお
よび通電連結ユニットの機能を併せ備えた連結ユニット
を提供することにある。別の目的は、連結駆動手段によ
る連結動作に続いて給気が自動的に行われるようにする
ことである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１発明は、(a) 所定の
ガス供給源に接続された給気通路を有するとともに固定
側部材に配設される給気部材と、(b) 受気通路を有する
とともに所定の移動部材に配設される受気部材と、(c)
前記固定側部材に配設され、前記移動部材が予め定めら
れた連結位置に停止させられた状態で前記給気部材と前
記受気部材とを相対的に接近させて互いに密着させるこ
とにより前記給気通路と前記受気通路とを接続する連結
駆動手段とを備えた連結ユニットにおいて、(d) 前記給
気部材および前記受気部材にそれぞれ一体的に設けられ
た電気的絶縁材料製の一対の給気側電極保持部材および
受気側電極保持部材と、(e) 前記一対の電極保持部材の
前記連結駆動手段による接近方向において互いに対向す
る位置にそれぞれ配設され、前記給気通路と前記受気通
路との接続時に互いに接触させられて電気的に接続され
る給気側電極および受気側電極とを有することを特徴と
する。

【０００８】第２発明は、上記第１発明の給気通電連結
ユニットにおいて、(a) 前記連結駆動手段はエアシリン
ダで、且つそのエアシリンダのピストンロッドは前記給
気部材を兼ねていて、前記給気通路が設けられるととも
に先端面に出側開口部が形成されており、そのピストン
ロッドが突き出されてその先端面が前記受気部材に押圧
されることによりその給気通路が前記受気通路に接続さ
れ、そのエアシリンダの駆動用の圧力エアをその給気通
路から受気通路へ供給するものであり、(b) そのエアシ
リンダは、(b-1) 前記ピストンロッドのうち前記給気通
路の入側開口部よりそのピストンロッドの引き込み側に
一体的に設けられた弁部材と、(b-2) その弁部材よりも
前記ピストンロッドの突き出し側に軸方向の相対移動可
能に配設され、常には付勢手段の付勢力に従ってその弁
部材に着座させられることにより、その弁部材側の圧力
室と前記給気通路の入側開口部とを遮断するとともに、
その圧力室内に供給された圧力エアによってそのピスト
ンロッドと一体的に突き出し側へ移動させられ、そのピ
ストンロッドを前記受気部材に当接させるが、その当接
状態において前記圧力室内のエア圧が所定圧以上になる
と前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁部材から離間さ
せられ、その圧力室内の圧力エアが前記給気通路の入側
開口部内に流入することを許容するピストンとを有する
ことを特徴とする。

【０００９】第３発明は、前記第１発明または第２発明
の給気通電連結ユニットにおいて、(a) 前記連結駆動手
段はエアシリンダで、且つそのエアシリンダのピストン
ロッドは前記給気部材を兼ねていて、前記給気通路が設
けられるとともに先端面に出側開口部が形成されてお
り、そのピストンロッドが突き出されてその先端面が前
記受気部材に押圧されることによりその給気通路が前記
受気通路に接続されるものであり、(b) 前記給気側電極
保持部材は、環状を成して前記ピストンロッドの外周側
に略同心に配設されるものである一方、(c) Ｕ字形状の
切欠が設けられ、前記ピストンロッドの外周面に形成さ
れた係合溝に軸心と直角な方向から嵌め込まれて軸方向
の相対移動不能に取り付けられるとともに、そのピスト
ンロッドに軸方向から嵌合される前記給気側電極保持部
材がねじ締結により着脱可能に固定される取付ブロック
と、(d) 前記ピストンロッドの軸心と平行なガイド部材
およびそのガイド部材に軸方向の相対移動可能に係合さ
せられる係合部材の一方および他方が、前記取付ブロッ
クおよび前記給気側電極保持部材の少なくとも一方およ
びシリンダ本体に設けられ、その取付ブロックおよび給
気側電極保持部材の軸心まわりにおける位置決めを行う
位置決め手段とを有することを特徴とする。

【００１０】第４発明は、前記第１発明〜第３発明の何
れかの給気通電連結ユニットにおいて、(a) 前記給気側
電極および前記受気側電極の一方は、前記連結駆動手段
による接近方向の移動可能に配設されるとともに常には
付勢手段の付勢力により他方の電極側へ移動した前進端
位置に保持され、その連結駆動手段による接近時に前記
給気通路と前記受気通路との接続に先立ってその他方の
電極に当接させられるとともに、当接後はその付勢手段
の付勢力に抗して前進端位置から相対的に後退させられ
てその給気通路と受気通路との接続を許容する可動電極
であり、(b) それ等の電極とリード線との接続部は、そ
れぞれ前記電極保持部材に形成された凹所内に位置させ
られて電気的絶縁樹脂材料により埋設されていることを
特徴とする。

【００１１】

【発明の効果】このような給気通電連結ユニットによれ
ば、単一の連結駆動手段によって給気通路と受気通路と
が接続されるとともに給気側電極と受気側電極とが接続
されるため、部品点数が少なくなって装置が簡単且つ安
価に構成されるとともに、設置スペースも小さくなる。

【００１２】第２発明の給気通電連結ユニットは、連結
駆動手段としてエアシリンダを用いているとともに、そ
のエアシリンダは、給気部材としてのピストンロッドが
突き出されて受気部材に押圧され、給気通路と受気通路
とが接続されると、エア圧の上昇に伴ってピストンが付
勢手段の付勢力に抗して弁部材から自動的に離間させら
れ、圧力室に供給される駆動用の圧力エアを給気通路か
ら受気通路へ供給するようになっているため、給気通路
と受気通路とを接続した後に給気切換弁などを切り換え
て駆動用圧力エアとは別経路で圧力エアを供給する場合
に比較して、エア回路が簡略化され部品点数が少なくな
るとともに、給気通路と受気通路との接続を確認して給
気切換弁などを切り換えるといった制御が不要で、装置
が全体として簡単且つ安価に構成される。

【００１３】第３発明の給気通電連結ユニットは、連結
駆動手段としてエアシリンダが用いられ、給気部材とし
てのピストンロッドには軸心と直角な方向から取付ブロ
ックが取り付けられるとともに、その取付ブロックに給
気側電極保持部材がねじ締結により着脱可能に固定され
るため、給気側電極保持部材はピストンロッドの軸方向
の所定位置に高い精度で位置決めされる一方、ガイド部
材および係合部材から成る位置決め手段によって軸心ま
わりの位置決めが行われるため、給気通路と受気通路と
の接続および給気側電極と受気側電極との接続が常に良
好に行われる。また、このようにピストンロッドの軸方
向および軸心まわりの位置決めが行われることから、取
付ブロックが軸心と直角方向から取り付けられることと
合わせて、給気側電極保持部材をピストンロッドに組み
付けたり交換したりする作業が容易となる。

【００１４】第４発明の給気通電連結ユニットは、給気
側電極および受気側電極の一方が付勢手段の付勢力に従
って前進端位置に保持される可動電極とされ、連結駆動
手段による接近時に給気通路と受気通路との接続に先立
って他方の電極に当接させられるとともに、当接後は付
勢手段の付勢力に抗して前進端位置から相対的に後退さ
せられて給気通路と受気通路との接続を許容するように
なっているため、給気通路と受気通路との接続および給
気側電極と受気側電極との接続が常に良好に行われる。
また、電極とリード線との接続部は、それぞれ電極保持
部材に形成された凹所内に位置させられて電気的絶縁樹
脂材料により埋設されるようになっているため、他部材
との接触による漏電などが良好に防止される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の給気通電連結ユニット
は、例えば自動車ボディ等のワークを治具パレットにセ
ットしたままその治具パレットを各作業ステーションへ
順次移動させて溶接や組立などの所定の作業を行う治具
循環方式の生産ラインにおいて、移動部材としての治具
パレットにエアシリンダなどを動力源とするクランプ装
置や電磁弁，コントローラなどが搭載されている場合
に、連結位置である各作業ステーションで圧力エアや電
力などを供給したり電気信号を授受したりする場合に好
適に用いられるが、他の生産設備や産業機械等に用いる
ことも可能である。

【００１６】給気通路および受気通路は、移動部材に配
設されたエアシリンダ等のガス圧を動力源とするガス圧
アクチュエータ、或いはその他の装置に所定のガスを供
給するためのもので、第２発明のように圧力エアを供給
するのが一般的であるが、その他の気体を供給するよう
に構成することもできる。給気側電極および受気側電極
は、移動部材に配設されたコントローラ等の電気エネル
ギーを動力源とする電気装置に電力を供給するためのも
のでも、そのコントローラやセンサ等との間で電気信号
を授受するためのものでも良く、必要に応じて複数対の
給気側電極および受気側電極を設けることが可能であ
る。

【００１７】第２発明において、ピストンを弁部材側へ
付勢する付勢手段としては、圧縮コイルスプリングなど
のばね部材が好適に用いられ、その付勢手段は、ピスト
ンとシリンダ本体との間、或いはピストンとピストンロ
ッドとの間に配設すれば良い。また、給気部材が受気部
材に当接するまで突き出されたピストンロッドは、ピス
トンを挟んで圧力室と反対側、すなわちピストンロッド
の突き出し側に形成される第２圧力室に圧力エアを供給
して引き込み端、すなわち給気通路と受気通路との接続
および給気側電極と受気側電極との接続が共に遮断され
る位置まで後退させるようにしても良いが、上記付勢手
段をピストンとシリンダ本体との間に配設した場合に
は、圧力室への圧力エアの供給を停止するだけでその付
勢手段により引き込み端まで後退させるようにすること
もできる。

【００１８】第２発明および第３発明では、給気部材で
あるピストンロッドをシリンダによって受気部材に押圧
して連結するが、他の発明の実施に際しては、例えば受
気部材を移動可能に配設し、連結駆動手段によりその受
気部材を移動させて位置固定に配設された給気部材に押
圧するようにしても良い。連結駆動手段としては、エア
シリンダの他油圧シリンダや電動モータを駆動源とする
ものなど、給気部材および受気部材を相対的に接近離間
させることができる種々の手段を採用できる。

【００１９】第３発明における環状の給気側電極保持部
材は、給気部材であるピストンロッドの外周側に軸方向
の移動可能に嵌合されるものであれば良く、外周形状は
円形，正方形など適宜定められる。すなわち、環状は必
ずしも円形環状を意味するものではない。位置決め手段
は、位置固定に配設されるシリンダ本体に対して、その
中心線であるピストンロッドの軸心まわりにおける給気
部材の位置決めを行うもので、ピストンロッドと給気部
材との相対回転を阻止することを意味するものではな
く、ピストンロッド自体が軸心まわりに回転しても差し
支えないが、ピストンロッドと取付ブロックや給気部材
とを相対回転不能に係合させて、ピストンロッド自体の
軸心まわりの位相を位置決めすることもできる。

【００２０】第４発明においては、総ての電極とリード
線との接続部をそれぞれ電気的絶縁樹脂材料によって埋
設することが望ましいが、他部材と接触する恐れがない
接続部については必ずしも埋設する必要はない。

【００２１】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１および図２は、本発明の一実施例で
ある給気通電連結ユニット１０が配設された自動溶接な
どを行う生産ラインの一作業ステーション、すなわち移
動部材である治具パレット１２が停止させられる予め定
められた連結位置を示す概略図で、自動車ボディ等のワ
ークを載置して複数の作業ステーションへ順次搬送する
治具パレット１２がその作業ステーションで停止して位
置決めされた状態である。治具パレット１２には複数の
車輪１４が取り付けられ、図示しない移動装置によって
一対のガイドレール１６に案内されつつ複数の作業ステ
ーションへ順次移動させられる。また、治具パレット１
２には、各作業ステーションでワークを位置決め固定す
るためのエアシリンダを動力源とするクランプ装置や、
そのクランプ装置の作動を制御するために電磁弁などで
エア回路を切り換えるコントローラなどの電気装置が搭
載されており、その圧力エアや電力が給気通電連結ユニ
ット１０を介して供給される。

【００２２】上記給気通電連結ユニット１０は、治具パ
レット１２にブラケット１８を介して配設された受気側
連結部材２０と、作業ステーションに位置固定に配設さ
れた連結駆動手段としてのエアシリンダ２２により受気
側連結部材２０に押圧されて連結される給気側連結部材
２４とを備えており、そのエアシリンダ２２および給気
側連結部材２４は複数の作業ステーションにそれぞれ配
設される。図１は平面図で図２は正面図であり、図３は
正面図における給気通電連結ユニット１０部分の拡大
図、図４は平面図における給気通電連結ユニット１０部
分の拡大図、図５は給気側連結部材２４を上方から見た
平面図、図６は給気側連結部材２４を図３の左側から見
た側面図である。これ等の図から明らかなように、エア
シリンダ２２のシリンダ本体２６は、ブラケット２８を
介して固定側部材である本体フレーム３０に位置固定に
配設されており、配管３２を介して図示しない圧力エア
供給源に接続され、その圧力エア供給源から切換弁等を
経て供給される圧力エアによって駆動されるとともに、
その圧力エアは給気側連結部材２４から受気側連結部材
２０，配管３４，連結具３６を経て治具パレット１２側
のエア回路に供給される。すなわち、上記エアシリンダ
２２を駆動するための圧力エアを供給する圧力エア供給
源はガス供給源を兼ねている。また、給気側連結部材２
４には２系統の給電側リード線３８，４０が接続され、
受気側連結部材２０に接続された受電側リード線４２，
４４を介して治具パレット１２に配設された電気装置へ
電力を供給する。これ等のリード線３８，４０、４２，
４４は、プラス・マイナスの２本１組で１系統を構成し
ている。なお、前記ブラケット１８には円穴４６が形成
された取付プレート４８が固設され、受気側連結部材２
０はその取付プレート４８に固設されるようになってお
り、配管３４は円穴４６内において受気側連結部材２０
に連結されている。

【００２３】図７は、前記給気側連結部材２４のうち電
力を供給するための給電連結部２４ａの断面図で、図８
は平面図、図９は図７におけるIX−IX断面図、図１０は
図７におけるＸ−Ｘ断面図、図１１は図８におけるＸＩ
矢視図、図１２は図８におけるＸII−ＸII断面図であ
る。この給電連結部２４ａは、給気側電極保持部材５
０、取付ブロック５２、位置決めブロック５４などを備
えて構成されており、給気側電極保持部材５０および取
付ブロック５２は、前記エアシリンダ２２のシリンダ本
体２６から上方へ突き出し駆動されるピストンロッド５
８に配設され、位置決めブロック５４はシリンダ本体２
６に配設されている。ピストンロッド５８は給気部材と
して機能するもので、給気側連結部材２４は、このピス
トンロッド５８および給電連結部２４ａによって構成さ
れている。

【００２４】上記給気側電極保持部材５０は電気的絶縁
材料であるベークライト製で、円柱形状のピストンロッ
ド５８の外径と略同じ内径の円穴が形成されるとともに
外周形状が略正方形を成す矩形環状を成しており、ピス
トンロッド５８の先端側から同心に軸方向の移動可能に
嵌合され、複数のボルト６０によって取付ブロック５２
に着脱可能に固設される。取付ブロック５２には、図９
から明らかなようにＵ字形状の切欠６２が設けられ、ピ
ストンロッド５８の外周面に形成された円環状の係合溝
６４（図１７参照）に軸心すなわち中心線Ｏ₁ と直角な
方向から嵌め込まれて軸方向の相対移動不能にそのピス
トンロッド５８に取り付けられるようになっており、上
記給気側電極保持部材５０と一体的に固設されることに
よりピストンロッド５８からの離脱が阻止されるととも
に、給気側電極保持部材５０をそのピストンロッド５８
の軸方向の所定位置に位置決めする。給気側電極保持部
材５０には取付ブロック５２の形状に対応する第１凹所
６６が設けられており、取付ブロック５２がその第１凹
所６６内に嵌め入れられることにより、中心線Ｏ₁まわ
りの相互の位相（姿勢）が位置決めされ、給気側電極保
持部材５０側からボルト６０を差し込んで取付ブロック
５２に形成されたねじ穴にねじ込むことができる。第１
凹所６６は、中心線Ｏ₁ まわりの相互の位相を位置決め
する第１の位置決め係合部である。

【００２５】位置決めブロック５４は、複数のねじ７０
によって前記シリンダ本体２６に予め一体的に固設され
るとともに、中心線Ｏ₁ と平行に２本のガイドロッド７
２がねじによって立設され、前記給気側電極保持部材５
０に形成された挿通孔７４内を軸方向の移動可能に挿通
させられることにより、給気側電極保持部材５０および
取付ブロック５２の中心線Ｏ₁ まわりの位相（姿勢）が
シリンダ本体２６に対して位置決めされる。ガイドロッ
ド７２はシリンダ本体２６に固設されたガイド部材に相
当し、給気側電極保持部材５０のうち挿通孔７４が形成
された部分は係合部材に相当し、それ等のガイドロッド
７２および挿通孔７４によって位置決め手段が構成され
ている。なお、取付ブロック５２には、ガイドロッド７
２が遊びをもって挿通させられる挿通孔７６が形成され
ている。

【００２６】上記位置決めブロック５４にはまた、前記
取付ブロック５２より僅かに大きめの形状の係合凸部７
８が設けられている一方、給気側電極保持部材５０には
その係合凸部７８より少し大きめの形状の第２凹所８０
が形成されており、係合凸部７８が第２凹所８０内に嵌
め入れられることにより、その給気側電極保持部材５０
および取付ブロック５２の中心線Ｏ₁ まわりの位相（姿
勢）が大雑把に位置決めされる。前記第１凹所６６はこ
の第２凹所８０の底部に形成されている。係合凸部７８
および第２凹所８０は、給気側電極保持部材５０および
取付ブロック５２の少なくとも一方の中心線Ｏ₁ まわり
の位相を略位置決めする第２の位置決め係合部である。

【００２７】したがって、例えばピストンロッド５８の
係合溝６４に取付ブロック５２を取り付けた後、ピスト
ンロッド５８の先端側から給気側電極保持部材５０を嵌
合し、その給気側電極保持部材５０の第１凹所６６内に
位置決めブロック５４を嵌め入れるとともに、第２凹所
８０内に係合凸部７８を嵌め入れれば、それ等の給気側
電極保持部材５０，取付ブロック５２，および位置決め
ブロック５４の中心線Ｏ₁ まわりにおける位相が略位置
決めされ、その状態でボルト６０を給気側電極保持部材
５０側から取付ブロック５２のねじ穴にねじ込むととも
に、ガイドロッド７２を挿通孔７４，７６に挿通して位
置決めブロック５４のねじ穴にねじ込むことにより、給
気側電極保持部材５０がピストンロッド５８の所定位置
に所定の姿勢で配設される。給気側電極保持部材５０，
取付ブロック５２，および位置決めブロック５４は、前
記第１凹所６６，第２凹所８０，係合凸部７８などによ
り相互に位置決めされるため、上記ボルト６０やガイド
ロッド７２のねじ込み作業を容易且つ迅速に行うことが
できる。なお、取付ブロック５２を取り付けた後に挿通
孔７６にガイドロッド７２を挿通して位置決めブロック
５４に立設し、その後に給気側電極保持部材５０を組み
付けるようにすることも可能である。また、このような
組付けや交換作業は、治具パレット１２が作業ステーシ
ョンに存在しない状態、すなわちエアシリンダ２２の上
方に受気側連結部材２０が存在しない状態で行えば良
い。

【００２８】上記給気側電極保持部材５０には、４つの
コーナー部に対応して中心線Ｏ₁ と平行、すなわちピス
トンロッド５８の突き出し方向と平行に４個の貫通孔８
２が設けられ、それぞれ可動電極装置８４が取り付けら
れている。可動電極装置８４は、有底円筒形状を成して
貫通孔８２に底部を下にして螺合されている本体ハウジ
ング８６と、その本体ハウジング８６の上端開口部に螺
合されたキャップ８８と、本体ハウジング８６内に軸方
向の移動可能に配設されるとともに、常には付勢手段と
しての圧縮コイルスプリング９０の付勢力に従って上方
へ付勢され、キャップ８８に当接させられるスライド部
材９２と、そのスライド部材９２に一体的に設けられて
キャップ８８の中央に形成された円穴から上方へ突き出
す前進端位置に保持されるとともに、圧縮コイルスプリ
ング９０の付勢力に抗してスライド部材９２と共に下方
へ押し下げることが可能な可動電極９４とを備えてい
る。可動電極９４が設けられたスライド部材９２および
本体ハウジング８６は接触によって電気的に接続されて
いるとともに、本体ハウジング８６の底部にはねじ９６
によって前記給電側リード線３８，４０の端子が接続さ
れるようになっている。また、２個ずつの貫通孔８２の
下端部は連通溝９８によって接続され、給電側リード線
３８，４０の各々のプラス・マイナス２本の線は、同じ
側面に形成された２つの開口１００からそれぞれ纏めて
外部へ引き出されるようになっている。上記可動電極９
４は給気側電極に相当する。

【００２９】図１３は、前記受気側連結部材２０の断面
図で、図１４は下側から見た底面図、図１５は図１４に
おけるＸＶ−ＸＶ断面図であり、ベースブロック１１
０、シールリング１１２、保持ブロック１１４、受気側
電極保持部材１１６などを備えて構成されている。ベー
スブロック１１０および保持ブロック１１４は、２本の
位置決めピン１１８により中心線Ｏ₂ まわりの位相（姿
勢）が位置決めされた状態で複数のボルト１２０によっ
て前記取付プレート４８に一体的に固設されるようにな
っており、シールリング１１２は、保持ブロック１１４
に一体に設けられた円筒状の保持爪１１５によりベース
ブロック１１０との間で挟まれて一体的に保持されてい
る。シールリング１１２およびベースブロック１１０は
受気部材に相当するもので、中心線Ｏ₂ と同心に受気通
路１２２，１２４が形成されているとともに、受気通路
１２４の開口部には前記配管３４を連結するための接続
ポート１２６が設けられている。受気通路１２２の径寸
法は前記ピストンロッド５８の外径よりも十分に小さい
とともに、受気側連結部材２０は前記作業ステーション
で治具パレット１２が位置決めされることにより中心線
Ｏ₂ が前記給気側連結部材２４の中心線Ｏ₁ と一致させ
られる位置に配置されており、エアシリンダ２２のピス
トンロッド５８が上方へ突き出されることにより、その
ピストンロッド５８の先端面がシールリング１１２の下
面に当接させられる。シールリング１１２は硬質ゴム製
で、軸心に給気通路１２８（図１７参照）が設けられた
ピストンロッド５８が当接させられることにより、その
給気通路１２８と受気通路１２２とが略気密にシールさ
れた状態で接続される。

【００３０】受気側電極保持部材１１６は電気的絶縁材
料であるベークライト製で、円穴が形成されるとともに
外周形状が略正方形を成す矩形環状を成しており、前記
保持ブロック１１４の保持爪１１５の外周側に配設さ
れ、前記位置決めピン１１８により中心線Ｏ₂ まわりの
位相（姿勢）が位置決めされた状態で複数のボルト１３
０によってその保持ブロック１１４に一体的に固設され
ている。この受気側電極保持部材１１６には４つのコー
ナー部に対応して、すなわち前記ボルト１２０と略一致
する位置にそれぞれ段付貫通孔１３２が設けられ、受気
側電極として固定電極１３４が配設されている。固定電
極１３４にはねじ部が一体的に設けられているととも
に、二面取りによって段付貫通孔１３２に回転不能に配
置されている一方、段付貫通孔１３２の反対側から上記
ねじ部にナット１３６が螺合されることにより、前記受
電側リード線４２，４４の端子が固定電極１３４に接続
される。

【００３１】前記位置決めピン１１８は、前記作業ステ
ーションで治具パレット１２が位置決めされた時に前記
４つの可動電極９４の真上にそれぞれ上記４つの固定電
極１３４が位置するように受気側電極保持部材１１６等
の姿勢を位置決めするもので、エアシリンダ２２のピス
トンロッド５８が上方へ突き出されることにより、４つ
の可動電極９４がそれぞれ固定電極１３４に当接させら
れ、前記圧縮コイルスプリング９０の付勢力によって電
気的に接続される。圧縮コイルスプリング９０の付勢力
で前進端位置に保持されている可動電極９４は、図１８
の(b) に示すように前記ピストンロッド５８がシールリ
ング１１２に当接する前に固定電極１３４に当接させら
れ、当接後は圧縮コイルスプリング９０の付勢力に抗し
て前進端位置から相対的に後退させられることにより、
同図の(c) に示すようにピストンロッド５８がシールリ
ング１１２に当接して給気通路１２８と受気通路１２
２，１２４とが接続されることを許容する。ピストンロ
ッド５８の軸方向における給気側電極保持部材５０等の
配設位置、すなわち前記取付ブロック５２によって位置
決めされる軸方向位置は、このように可動電極９４が固
定電極１３４に当接した後、可動電極９４の押込みスト
ロークより小さいストローク、すなわち可動電極９４が
キャップ８８内に完全に押し込まれる前にピストンロッ
ド５８がシールリング１１２に当接させられるように設
定される。なお、図１８の(a) は、エアシリンダ２２の
ピストンロッド５８が引き込み端に保持されている状態
である。

【００３２】図１６は、上記受電側リード線４２，４４
の端子１３８と固定電極１３４との接続部、すなわち固
定電極１３４のねじ部１４０にナット１３６が螺合され
た部分の拡大図で、その接続部は段付貫通孔１３２内で
あり、ナット１３６が螺合された後に電気的絶縁樹脂材
料であるエポキシ樹脂１４２が段付貫通孔１３２内に充
填されることにより、上記端子１３８と固定電極１３４
との接続部が外部との接触不能に埋設されている。受気
側電極保持部材１１６は、このようにナット１３６が螺
合され且つエポキシ樹脂１４２が充填された後に、前記
ボルト１３０によって保持ブロック１１４に取り付けら
れる。段付貫通孔１３２のうち、ナット１３６がねじ部
１４０に螺合される大径の上側開口部分が請求項４に記
載の凹所に相当する。また、受気側電極保持部材１１６
の上面、すなわちナット１３６が螺合される側の面に
は、反対側に位置する２つの側面から段付貫通孔１３２
に連通するように計４本の連通溝１４４が設けられ、受
電側リード線４２，４４の各々のプラス・マイナス２本
の線は、同じ側面から外部へ引き出されるようになって
いる。なお、前記可動電極装置８４と給電側リード線３
８，４０との接続部であるねじ９６の螺合部も、貫通孔
８２の下側開口部内にエポキシ樹脂等の電気的絶縁樹脂
材料が充填されることにより、外部との接触不能に埋設
されている。

【００３３】一方、前記連結駆動手段としてのエアシリ
ンダ２２は図１７に示すように構成されている。前記シ
リンダ本体２６は、円筒状のシリンダチューブ２６ａ
と、そのシリンダチューブ２６ａの上端部に一体的に固
設されるとともに前記ピストンロッド５８が摺動可能に
挿通させられる挿通孔が中心線Ｏ₁ と同心に形成された
上側キャップ部材２６ｂと、シリンダチューブ２６ａの
下端部に一体的に固設されるとともにロッド１５０が摺
動可能に挿通させられる挿通孔が中心線Ｏ₁ と同心に形
成された下側キャップ部材２６ｃとから構成されてお
り、上側キャップ部材２６ｂの上面には前記給電連結部
２４ａの位置決めブロック５４が前記ねじ７０により一
体的に固設される。軸心に前記給気通路１２８が形成さ
れたピストンロッド５８は給気部材に相当するもので、
その給気通路１２８の上端開口部は出側開口部１２８ａ
であり、下端部に設けられた弁部材１５２の上側、すな
わちピストンロッド５８の突き出し側には、給気通路１
２８の入側開口部１２８ｂが設けられている。

【００３４】上記弁部材１５２はねじ締結によりピスト
ンロッド５８に一体的に固設されており、その弁部材１
５２よりも上側、すなわちピストンロッド５８の突き出
し側には、ピストンロッド５８とシリンダチューブ２６
ａとの間の円環状空間内に軸方向の相対移動可能に円環
状のピストン１５４が配設されている。ピストン１５４
とピストンロッド５８、シリンダチューブ２６ａとの間
は、それぞれシール部材によって気密にシールされてお
り、このピストン１５４は、上側キャップ部材２６ｂと
の間に配設された付勢手段としての圧縮コイルスプリン
グ１５６の付勢力に従って常には弁部材１５２に着座さ
せられるとともに、弁部材１５２が下側キャップ部材２
６ｃに当接する引き込み端に位置させられる（図１８の
(a) 参照）。この引き込み端においても、前記給電連結
部２４ａが配設されるピストンロッド５８の上端部は、
図７や図１８の(a) に示されているよう上側キャップ部
材２６ｂから上方へ突き出しているが、給気側連結部材
２４と受気側連結部材２０とが分離され、中心線Ｏ₁ と
略直角な略水平方向へ相対移動することが許容される。
弁部材１５２には、ピストン１５４が当接させられる部
分にゴム等の弾性体製のバルブシート１５８が配設され
ているとともに、下側キャップ部材２６ｃに当接させら
れる下端面にはクッションゴム１６０が配設されてい
る。

【００３５】上記のようにピストン１５４が弁部材１５
２に着座させられることにより、ピストン１５４の下方
すなわち弁部材１５２側に第１圧力室１６２が形成され
るとともに、その第１圧力室１６２と前記給気通路１２
８の入側開口部１２８ｂとの間が遮断される。第１圧力
室１６２は請求項２に記載の圧力室に相当するもので、
接続ポート１６４に前記配管３２の連結具が接続される
ことにより圧力エア供給源から切換弁等を経て圧力エア
が供給されるようになっており、ピストン１５４はピス
トンロッド５８と一体的に圧縮コイルスプリング１５６
の付勢力に抗して突き出し側すなわち上方へ移動させら
れる。これにより、ピストンロッド５８の先端面が前記
受気側連結部材２０のシールリング１１２に当接させら
れ、給気通路１２８と受気通路１２２，１２４とが接続
される。また、その当接状態において第１圧力室１６２
内のエア圧が所定圧以上になると、図１７および図１８
の(c) に示すようにピストン１５４は圧縮コイルスプリ
ング１５４の付勢力に抗して弁部材１５２から離間させ
られ、第１圧力室１６２内へ供給された圧力エアが給気
通路１２８の入側開口部１２８ｂ内に流入することを許
容し、これによりガス供給源としての圧力エア供給源か
ら供給された圧力エアが、給気通路１２８から受気通路
１２２，１２４を経て治具パレット１２側へ供給され
る。

【００３６】上記圧縮コイルスプリング１５６が配設さ
れた第２圧力室１６６は、接続ポート１６８を介して大
気に連通させられており、第１圧力室１６２内への圧力
エアの供給が切換弁等によって遮断されると、ピストン
１５４は専ら圧縮コイルスプリング１５６の付勢力に従
って下方すなわち引き込み側へ後退させられ、弁部材１
５２に着座させられるとともにその弁部材１５２やピス
トンロッド５８と共に引き込み端である原位置まで戻さ
れる。接続ポート１６８にはエアフィルターが設けら
れ、粉塵等の異物が第２圧力室１６６内に侵入すること
を防止している。なお、第２圧力室１６６内へ圧力エア
を供給してピストン１５４やピストンロッド５８を引き
込み端へ戻すように構成することもできる。

【００３７】前記ロッド１５０はピストンロッド５８の
下端部にねじ締結により一体的に固設され、ピストンロ
ッド５８と共に上下移動させられるようになっていると
ともに、下側キャップ部材２６ｃから下方へ突き出す下
端部にはドグ１７０が取り付けられている。下側キャッ
プ部材２６ｃには、ブラケットを介して近接スイッチ等
から成る分離検出センサ１７２および連結検出センサ１
７４が配設されており、ドグ１７０を感知することによ
って図１８の(a) に示す分離状態か、図１８の(c) に示
す連結状態かを検出するようになっている。

【００３８】このような本実施例の給気通電連結ユニッ
ト１０においては、単一のエアシリンダ２２によって給
気通路１２８と受気通路１２２，１２４とが接続される
とともに４対の可動電極９４と固定電極１３４とが接続
されるため、部品点数が少なくなって装置が簡単且つ安
価に構成されるとともに、設置スペースも小さくなる。

【００３９】また、連結駆動手段としてエアシリンダ２
２を用いているとともに、そのエアシリンダ２２は、ピ
ストンロッド５８が突き出されてシールリング１１２に
押圧され、給気通路１２８と受気通路１２２，１２４と
が接続されると、エア圧の上昇に伴ってピストン１５４
が圧縮コイルスプリング１５６の付勢力に抗して弁部材
１５２から自動的に離間させられ、第１圧力室１６２に
供給される駆動用の圧力エアを給気通路１２８から受気
通路１２２，１２４へ供給するようになっているため、
給気通路１２８と受気通路１２２，１２４とを接続した
後に給気切換弁などを切り換えて駆動用圧力エアとは別
経路で圧力エアを供給する場合に比較して、エア回路が
簡略化され部品点数が少なくなるとともに、給気通路と
受気通路との接続を確認して給気切換弁などを切り換え
るといった制御が不要で、装置が全体として簡単且つ安
価に構成される。

【００４０】また、連結駆動手段としてエアシリンダ２
２が用いられ、給気部材としてのピストンロッド５８に
は軸心と直角な方向から取付ブロック５２が取り付けら
れるとともに、その取付ブロック５２に給気側電極保持
部材５０がねじ締結により着脱可能に固定されるため、
給気側電極保持部材５０はピストンロッド５８の軸方向
の所定位置に高い精度で位置決めされる一方、位置決め
ブロック５４を介してシリンダ本体２６に固設されたガ
イドロッド７２と挿通孔７４との係合によって中心線Ｏ
₁ まわりの位置決めが行われるため、給気通路１２８と
受気通路１２２，１２４との接続および可動電極９４と
固定電極１３４との接続が常に良好に行われる。

【００４１】また、このようにピストンロッド５８の軸
心である中心線Ｏ₁ 方向および中心線Ｏ₁ まわりの位置
決めが行われることから、取付ブロック５２が中心線Ｏ
₁ と直角方向から取り付けられることと合わせて、給気
側電極保持部材５０をピストンロッド５８に組み付けた
り交換したりする作業が容易となる。特に、本実施例で
は給気側電極保持部材５０に第１凹所６６および第２凹
所８０が設けられ、取付ブロック５２や係合凸部７８と
係合させられることにより、給気側電極保持部材５０、
取付ブロック５２、および位置決めブロック５４の相互
の中心線Ｏ₁ まわりにおける位相すなわち姿勢が位置決
めされるため、組付作業や交換作業が一層容易となる。

【００４２】また、給気側電極は圧縮コイルスプリング
９０の付勢力に従って前進端位置に保持される可動電極
９４によって構成され、エアシリンダ２２のピストンロ
ッド５８がシールリング１１２に当接する前に固定電極
１３４に当接させられるとともに、当接後は圧縮コイル
スプリング９０の付勢力に抗して前進端位置から相対的
に後退させられてピストンロッド５８がシールリング１
１２に当接することを許容するようになっているため、
給気通路１２８と受気通路１２２，１２４との接続およ
び可動電極９４と固定電極１３４との接続が常に良好に
行われる。また、固定電極１３４と受電側リード線４
２，４４の端子１３８との接続部は段付貫通孔１３２内
に位置させられ、電気的絶縁樹脂材料であるエポキシ樹
脂１４２によって埋設されているとともに、可動電極９
４と給電側リード線３８，４０との接続部も同様に埋設
されているため、他部材との接触による漏電などが良好
に防止される。

【００４３】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これはあくまでも一具体例であり、例
えば給気通電連結ユニット１０の配設形態は適宜変更可
能で、給気側連結部材２４を水平方向へ移動させて受気
側連結部材２０と連結するようにしても差し支えないな
ど、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良
を加えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である給気通電連結ユニット
が配設された生産ラインの一作業ステーションの概略平
面図である。

【図２】図１の作業ステーションの概略正面図である。

【図３】図２における給気通電連結ユニット部分の拡大
図である。

【図４】図１における給気通電連結ユニット部分の拡大
図である。

【図５】図３における給気側連結部材を上方から見た平
面図である。

【図６】図３における給気側連結部材を左側から見た側
面図である。

【図７】図１の実施例における給気側連結部材の給電連
結部を示す断面図である。

【図８】図７の給電連結部の平面図である。

【図９】図７におけるIX−IX断面図である。

【図１０】図７におけるＸ−Ｘ断面図である。

【図１１】図８におけるＸＩ矢視図である。

【図１２】図８におけるＸII−ＸII断面図である。

【図１３】図１の実施例における受気側連結部材の断面
図である。

【図１４】図１３の受気側連結部材の底面図である。

【図１５】図１４におけるＸＶ−ＸＶ断面図である。

【図１６】図１３における固定電極とリード線の端子と
の接続部分を拡大して示す断面図である。

【図１７】図１の実施例において給気側連結部材を駆動
するエアシリンダを説明する部分断面図である。

【図１８】図１の実施例の作動を説明する図である。

【符号の説明】

１０：給気通電連結ユニット １２：治具パレット（移動部材） ２２：エアシリンダ（連結駆動手段） ２６：シリンダ本体 ３０：本体フレーム（固定側部材） ５０：給気側電極保持部材 ５２：取付ブロック ５８：ピストンロッド（給気部材） ６４：係合溝 ７２：ガイドロッド（ガイド部材） ７４：挿通孔（係合部材） ９０：圧縮コイルスプリング（付勢手段） ９４：可動電極（給気側電極） １１０：ベースブロック（受気部材） １１２：シールリング（受気部材） １１６：受気側電極保持部材 １２２，１２４：受気通路 １２８：給気通路 １２８ａ：出側開口部 １２８ｂ：入側開口部 １３２：段付貫通孔（凹所） １３４：固定電極（受気側電極） １４２：エポキシ樹脂（電気的絶縁樹脂材料） １５２：弁部材 １５４：ピストン １５６：圧縮コイルスプリング（付勢手段） １６２：第１圧力室（圧力室）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 文人 愛知県小牧市大字北外山早崎3005 シーケ ーディ株式会社内 (72)発明者 石川 達也 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 平井 正彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のガス供給源に接続された給気通路
   を有するとともに固定側部材に配設される給気部材と、
   受気通路を有するとともに所定の移動部材に配設される
   受気部材と、前記固定側部材に配設され、前記移動部材
   が予め定められた連結位置に停止させられた状態で前記
   給気部材と前記受気部材とを相対的に接近させて互いに
   密着させることにより前記給気通路と前記受気通路とを
   接続する連結駆動手段とを備えた連結ユニットにおい
   て、 前記給気部材および前記受気部材にそれぞれ一体的に設
   けられた電気的絶縁材料製の一対の給気側電極保持部材
   および受気側電極保持部材と、 前記一対の電極保持部材の前記連結駆動手段による接近
   方向において互いに対向する位置にそれぞれ配設され、
   前記給気通路と前記受気通路との接続時に互いに接触さ
   せられて電気的に接続される給気側電極および受気側電
   極とを有することを特徴とする給気通電連結ユニット。
2. 【請求項２】 前記連結駆動手段はエアシリンダで、且
   つ該エアシリンダのピストンロッドは前記給気部材を兼
   ねていて、前記給気通路が設けられるとともに先端面に
   出側開口部が形成されており、該ピストンロッドが突き
   出されて該先端面が前記受気部材に押圧されることによ
   り該給気通路が前記受気通路に接続され、該エアシリン
   ダの駆動用の圧力エアを該給気通路から該受気通路へ供
   給するものであり、 該エアシリンダは、 前記ピストンロッドのうち前記給気通路の入側開口部よ
   り該ピストンロッドの引き込み側に一体的に設けられた
   弁部材と、 該弁部材よりも前記ピストンロッドの突き出し側に軸方
   向の相対移動可能に配設され、常には付勢手段の付勢力
   に従って該弁部材に着座させられることにより、該弁部
   材側の圧力室と前記給気通路の入側開口部とを遮断する
   とともに、該圧力室内に供給された圧力エアによって該
   ピストンロッドと一体的に突き出し側へ移動させられ、
   該ピストンロッドを前記受気部材に当接させるが、その
   当接状態において前記圧力室内のエア圧が所定圧以上に
   なると前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁部材から離
   間させられ、該圧力室内の圧力エアが前記給気通路の入
   側開口部内に流入することを許容するピストンとを有す
   ることを特徴とする請求項１に記載の給気通電連結ユニ
   ット。
3. 【請求項３】 前記連結駆動手段はエアシリンダで、且
   つ該エアシリンダのピストンロッドは前記給気部材を兼
   ねていて、前記給気通路が設けられるとともに先端面に
   出側開口部が形成されており、該ピストンロッドが突き
   出されて該先端面が前記受気部材に押圧されることによ
   り該給気通路が前記受気通路に接続されるものであり、 前記給気側電極保持部材は、環状を成して前記ピストン
   ロッドの外周側に略同心に配設されるものである一方、 Ｕ字形状の切欠が設けられ、前記ピストンロッドの外周
   面に形成された係合溝に軸心と直角な方向から嵌め込ま
   れて軸方向の相対移動不能に取り付けられるとともに、
   該ピストンロッドに軸方向から嵌合される前記給気側電
   極保持部材がねじ締結により着脱可能に固定される取付
   ブロックと、 前記ピストンロッドの軸心と平行なガイド部材および該
   ガイド部材に軸方向の相対移動可能に係合させられる係
   合部材の一方および他方が、前記取付ブロックおよび前
   記給気側電極保持部材の少なくとも一方およびシリンダ
   本体に設けられ、該取付ブロックおよび給気側電極保持
   部材の軸心まわりにおける位置決めを行う位置決め手段
   とを有することを特徴とする請求項１または２に記載の
   給気通電連結ユニット。
4. 【請求項４】 前記給気側電極および前記受気側電極の
   一方は、前記連結駆動手段による接近方向の移動可能に
   配設されるとともに常には付勢手段の付勢力により他方
   の電極側へ移動した前進端位置に保持され、該連結駆動
   手段による接近時に前記給気通路と前記受気通路との接
   続に先立って該他方の電極に当接させられるとともに、
   当接後は該付勢手段の付勢力に抗して前進端位置から相
   対的に後退させられて該給気通路と該受気通路との接続
   を許容する可動電極であり、 それ等の電極とリード線との接続部は、それぞれ前記電
   極保持部材に形成された凹所内に位置させられて電気的
   絶縁樹脂材料により埋設されていることを特徴とする請
   求項１〜３の何れか１項に記載の給気通電連結ユニッ
   ト。