(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業位置（Ａ）と休止位置（Ｒ）の間を昇降方向（Ｈ）に移動可能な昇降部であって、ワークピースを支持するための支持ユニット（１３）及び／又は取り付けるためのクランプユニットがその上に配置されている昇降部（１１）と、
トグルレバー機構（２２）と前記トグルレバー機構（２２）に連結された駆動器（１９）とを備える、基部（１７）上に配置された少なくとも１つの駆動装置（１８）であって、前記トグルレバー機構（２２）は前記昇降部（１１）にヒンジ結合された第１のトグルレバー（２２ａ）と前記基部（１７）にヒンジ結合された第２のトグルレバー（２２ｂ）とを備え、前記トグルレバー（２２ａ、２２ｂ）はトグル継手（３１）によって互いに接続されている、少なくとも１つの駆動装置（１８）と、
前記昇降部（１１）の位置を位置決めし且つ前記作業位置（Ａ）において前記昇降部（１１）の接触面（６０）に当接する、前記昇降部（１１）に対向する係止面（４１）を有する位置決め装置（４０）と、  
を備える昇降器械であって、
前記作業位置（Ａ）において、前記トグルレバー（２２ａ、２２ｂ）のなす角であるトグル継手角αは１８０°より小さい、
昇降器械。
【請求項２】
前記位置決め装置（４０）は前記基部（１７）と前記係止面（４１）との間の距離を調節するための調節構造（４４）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の昇降器械。
【請求項３】
前記係止面（４１）及び／又は前記接触面（６０）上に少なくとも１つの位置決め突起（６１）が備えられ、前記位置決め突起は各対面（６０、４１）上の関連する位置決め陥凹（６２）と相互作用することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の昇降器械。
【請求項４】
前記昇降部（１１）が前記作業位置（Ａ）にある場合、前記昇降部（１１）が前記位置決め装置（４０）によって、前記昇降方向（Ｈ）の横方向に位置決めされるように、前記少なくとも１つの位置決め突起（６１）が前記のそれぞれに関連の位置決め陥凹（６２）と係合するようになることを特徴とする、請求項３に記載の昇降器械。
【請求項５】
前記位置決め装置（４０）は、前記基部（１７）から始まって前記昇降部（１１）の切抜部（５０）を貫通して延伸し、前記基部（１７）とは反対側の端部上で前記係止面（４１）を有する当接部（４２）を支える支柱（４３）を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の昇降器械。
【請求項６】
２つの駆動装置（１８）が存在することを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の昇降器械。
【請求項７】
前記位置決め装置（４０）の前記支柱（４３）は、２つのトグルレバー機構（２２）の間に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の昇降器械。
【請求項８】
前記少なくとも１つの駆動装置（１８）は、制御可能駆動器（１９）または手動操作可能駆動器を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の昇降器械。
【請求項９】
前記制御可能駆動器は、ピストンロッド（２１）が前記トグルレバー機構（２２）の前記トグル継手（３１）に接する、複動式の流体シリンダ（２０）を備えることを特徴とする、請求項８に記載の昇降器械。
【請求項１０】
前記流体シリンダ（２０）に接続される流体ライン（２４）は絞り弁（２４ａ）を含むことを特徴とする、請求項９に記載の昇降器械。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの駆動装置（１８）は、前記昇降部（１１）が前記作業位置（Ａ）または前記休止位置（Ｒ）にある場合に、前記流体シリンダ（２０）に流体圧も印加するように配置された流体制御ユニット（２５）を備えることを特徴とする、請求項９に記載に記載の昇降器械。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの駆動装置（１８）は、前記作業位置（Ａ）及び／又は前記休止位置（Ｒ）を検出するためのセンサユニット（６５）を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の昇降器械。
【請求項１３】
変形可能体（７１）を備える補助駆動器（７０）が利用可能であって、前記駆動器は前記昇降部（１１）の前記休止位置（Ｒ）における前記変形可能体（７１）の変形によって前記昇降部（１１）を前記休止位置（Ｒ）から移動させるための補助力を提供することを特徴とする、請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の昇降器械。
【請求項１４】
前記昇降部（１１）はガイド構造（５５）によって昇降方向（Ｈ）に直線的にガイドされることを特徴とする、請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の昇降器械。
【請求項１５】
作業位置（Ａ）と休止位置（Ｒ）の間を昇降方向（Ｈ）に移動可能な昇降部であって、ワークピースを支持するための支持ユニット（１３）及び／又は取り付けるためのクランプユニットがその上に配置されている昇降部（１１）と、
トグルレバー機構（２２）と前記トグルレバー機構（２２）に連結された駆動器（１９）とを備える、基部（１７）上に配置された少なくとも１つの駆動装置（１８）であって、前記トグルレバー機構（２２）は前記昇降部（１１）にヒンジ結合された第１のトグルレバー（２２ａ）と前記基部（１７）にヒンジ結合された第２のトグルレバー（２２ｂ）とを備え、前記トグルレバー（２２ａ、２２ｂ）はトグル継手（３１）によって互いに接続されている、少なくとも１つの駆動装置（１８）と、
前記昇降部（１１）の位置を位置決めする位置決め装置（４０）と、  
を備える昇降器械であって、
前記作業位置（Ａ）において、前記トグルレバー（２２ａ、２２ｂ）のなす角であるトグル継手角αは１８０°より小さく、
前記位置決め装置（４０）は、前記基部（１７）から始まって前記昇降部（１１）の切抜部（５０）を貫通して延伸し、前記基部（１７）とは反対側の端部上で係止面（４１）を有する当接部（４２）を支える支柱（４３）を備え、
前記係止面（４１）は、前記作業位置（Ａ）において前記昇降部（１１）の接触面（６０）に当接し且つ前記昇降部（１１）に対向する
ことを特徴とする昇降器械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業位置と休止位置との間を直線的に移動可能な昇降部を備える昇降器械に関する。昇降部にはワークピースを支持または固定するための支持ユニット及び／又はクランプユニットが備えられている。支持ユニットは例えば円筒形のワークピースを支持するために配置される支持台であってもよい。クランプユニットは、ワークピースを特に軸方向に固定するための例えば心押し台または類似のクランプ手段を備えていてもよい。好ましくは、昇降器械が研削盤に配置されて、円筒形ワークピースの研削に使用される。
【背景技術】
【０００２】
一例として、昇降台は独国実用新案第３６７０９（Ｕ１）号明細書で公知である。昇降台は、天板と、基部と、隣同士がヒンジ結合されて閉じた輪を構成する４つのレバーを有するレバー構造とからなる。レバー構造の継手の１つは天板上に配置され、その反対側の継手は基部上に配置される。その他の継手は自在継手である。天板を基部に対して上げ下げするために、少なくとも一つのトグルレバーが駆動器を介して作動される。駆動器のプッシュロッドによってトグルレバー機構のトグル継手がレバー構造の自在リンクに結合される。
【０００３】
このとき駆動器はレバー構造によって基部と天板の間に支持されて、天板の昇降方向への移動とともに移動する。これは、駆動器の質量も完全に一緒に移動しなければならないので好ましくはない。さらに、そのような昇降台の加工開始位置は多くの場合不正確過ぎることが分かっている。具体的には、ワークピースが精密機械に支持または取り付けられる場合には、昇降器械の昇降部の作業位置は数マイクロメートルの精度で調節可能でなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国実用新案第３６７０９（Ｕ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、本発明の目的は、昇降方向に移動する昇降部の加工開始位置を高精度に実現する昇降器械を提供することにあると言える。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、特許請求範囲１の特徴を有する昇降器械で達成される。
【０００７】
昇降器械は基部に配置された駆動装置を備えている。駆動装置はトグルレバー機構に連結された駆動器を備えている。トグルレバー機構の第１のトグルレバーは昇降部にヒンジ結合され、トグルレバー機構のもう１つのトグルレバーは基部にヒンジ結合されている。好ましくは、駆動器がトグルレバー機構のトグル継手に作用する。昇降部の作業位置は位置決め装置によって前以って指定されている。具体的には位置決め装置が昇降部と基部の間の最大距離を画定し、それによって昇降部が基部から昇降方向に向かって移動する際、作業位置に正確に近づくことができる。昇降部を所望の作業位置に正確に保持するために、トグルレバー機構に対して位置決め装置の調節または設定を行い、昇降部が作業位置に達した時にトグルレバーがその展伸位置とはならないようにする。具体的には、昇降部の休止位置と作業位置との間の全移動の間、トグルレバーは展伸位置とはならない。２つのトグルレバーの間のトグル継手角度が、好ましくは休止位置で３０°〜４０°であり、作業位置で１７０°〜１７８°である。
【０００８】
作業位置においてトグルレバー機構のトグルレバー同士は１８０°未満の角度を成すということから、昇降部の昇降方向には少なくとも１つの駆動装置の駆動器とトグルレバー機構を介して十分大きな力を印加することが可能である。結果的に昇降部は位置決め装置が画定する位置へ精度よく押し上げられる。このようにして、駆動装置によくある遊びとは無関係に、昇降部の作業位置が正確に実現される。
【０００９】
好ましくは、トグルレバー機構が２つだけのトグルレバーから成る駆動装置を少なくとも１つ備え、その各トグルレバーは２つの軸受点の間を特に直線的に延伸している。従って、トグルレバー機構はトグル継手の他には、好ましくは２つの軸受点だけで構成される。
【００１０】
好適な実施形態において、位置決め装置は昇降部に面した係止面を有し、その係止面は、作業位置においては昇降部の接触面に接する。好ましくは係止面と接触面が作業位置でのみ相互に接触する。作業位置以外では、位置決め装置が昇降部の位置に影響を与えないことが望ましい。位置決め装置と昇降部は具体的にはスチールで作られている。そうすることで、作業位置を特に良好に画定できる。
【００１１】
基部と係止面との間の距離を調節するために、位置決め装置に調節装置が備えられていれば有利である。こうして、昇降部の作業位置を調節して工具仕様に適合させることができる。高精度の調節をするために、調節装置には差動ねじが備えられていてもよい。例えば位置決め装置に係止面がある場合には、差動ねじを使ってその当接部を基部から昇降方向に接続された位置決め装置の支柱の所望位置に調節することができる。
【００１２】
係止面を固定するために、差動ねじに対して横方向に配置されたクランプねじを締めて、不用意な回転をしないように固定することができる。
【００１３】
また、位置決め装置の支柱は、昇降部内の切抜部を貫通して延伸させて、具体的には昇降部に当接させることも可能である。
【００１４】
好適な実施形態においては、係止面及び／又は接触面上に少なくとも１つの位置決め突起が備えられ、その位置決め突起は各対向面上の関連する位置決め陥凹と相互作用する。位置決め突起及び／又は位置決め陥凹は断面で見れば、例えば三角形または台形のプリズム形であってもよい。この場合、接触面と係止面は、少なくとも１つの位置決め突起またはそれぞれに関連する位置決め陥凹の単なる各傾斜面であってもよい。
【００１５】
具体的には、昇降部がその作業位置にあるときに、少なくとも１つの位置決め突起が関連する各位置決め陥凹に係合する。この結果、昇降方向に対して横方向または放射方向から見れば、昇降部を位置決め装置に対して精度よく画定された位置に配置することができる。そうして、駆動器を介して昇降部の昇降方向横向きにかかる力によって、位置決め装置を支持することが可能となる。この結果、昇降部を昇降方向にスライドさせてガイドするために任意選択で提供されるガイド構造は、昇降構造が昇降部を作業位置に押し上げる際に横方向の力を受けない。
【００１６】
少なくとも１つの位置決め突起と少なくとも１つの関連する位置決め陥凹とによって、昇降部を、遊びのないマイクロメータレベルの精度で作業位置に位置決めすることが可能である。具体的には、昇降部の作業位置において、それぞれの対面にある少なくとも１つの位置決め陥凹の関連する傾斜面に当接するのは、係止面及び／又は接触面にある少なくとも１つの位置決め突起の傾斜面のみである。昇降部の作業位置はマイクロメータレベルの精度で繰り返し開始することが可能である。
【００１７】
一実施形態において、駆動装置は複数、例えば２つあってもよい。各駆動装置は駆動器とトグルレバー機構とを備え、複数の駆動装置は基本的に同一構造となっている。２つの駆動装置のトグルレバー機構は、例えば位置決め装置または位置決め装置の支柱の対向する両側に配置されてもよい。こうすることにより、力の分配または力の導入を良好に行うことが可能となる。複数の駆動装置の複数の駆動器は並列に接続して、すべての駆動器の駆動力の合計がトグルレバー機構のそれぞれのすべてに伝達されるようにしてもよい。
【００１８】
駆動装置は、制御可能駆動器または手動操作可能駆動器のいずれで構成されていてもよい。制御可能駆動器は、工具の運転中またはワークピースが加工されている間、昇降部を休止位置と作業位置との間で自動的に移動可能であるという利点がある。好適な例示的実施形態において、制御可能駆動器は複動式流体シリンダであってもよい。好ましくは空気圧シリンダが使用される。流体シリンダのピストンロッドがトグルレバー機構のトグル継手に作用してもよい。その場合、流体シリンダのシリンダ筐体が基部に軸支されてもよい。流体シリンダの作動に空気を利用することは何も問題ではない。それは、空気が圧縮可能であるので、空気圧シリンダがトグルレバー機構を介して昇降部を作業位置に押し付けると、位置決め装置により昇降部の作業位置を高精度に保持することが可能であるからである。１７０°より大きな、好ましくは１７５°を超える相対的に大きなトグル継手角度であることにより、昇降部を作業位置及び特に係止面に向かって移動させる力は十分に大きい。
【００１９】
昇降部が休止位置から作業位置に向かって移動する際、流体シリンダのピストンロッドが均一に移動したとしても、昇降部の速度は減少してゆく。このことは、昇降部を減速し昇降速度で作業位置に到達させ、位置決め装置によってよりソフトに作業位置に停止させることができるので、有利である。さらに、流体シリンダにつながる流体ラインにはピストンロッドの移動速度を制限するための一つ又は複数の絞り弁が備えられていてもよい。ピストンロッドの移動は、例えば機械制御の一部品である流体制御ユニット上の圧力によって制御される。
【００２０】
少なくとも１つの駆動装置には、流体制御ユニットが追加的に備えられていてもよい。これは、昇降部が作業位置であるか休止位置であるかに拘わらず、流体シリンダまたは流体シリンダの影響を受ける作用チャンバへ流体圧を掛けるように配置される。この結果、作業位置または休止位置において昇降部を十分に大きな力で保持すること、及び高精度の位置決めを達成することが確保される。
【００２１】
複数の駆動装置がある場合には、流体制御ユニットはすべての駆動装置に対する共通の流体制御ユニットとして構成されてもよい。
【００２２】
さらに、少なくとも１つの駆動装置に作業位置及び／又は休止位置を検出するためのセンサユニットが備えられていれば有利である。例えば、複動式流体シリンダが終点スイッチを備えていてもよい。
【００２３】
さらに、少なくとも１つの駆動装置の他に補助駆動器があれば有利である。補助駆動器は具体的には変形可能体を備える。これは例えばらせんバネ、板バネまたはエラストマー体などであってよい。昇降部の休止位置において、例えばバネである変形体を変形して、好ましくは圧縮することができる。それによって昇降部または昇降部に接続された要素に補助力が印加される。補助力は昇降部を休止位置から昇降方向へ向かわせるように作用して押し出す。補助駆動器のこの補助力によって、昇降部が休止位置から出る動きが支援される。休止位置におけるトグルレバー機構の角度が小さいために、少なくとも１つの駆動装置による昇降方向への昇降力は小さい。従って十分な昇降力となるためには、駆動装置の駆動器はかなり大きな総力を発生させなければならない。しかしこれは、好ましくないほどの大きな負荷となる可能性がある。そのような駆動器の総力の大きさは、補助駆動器を設けることで軽減し得る。
【００２４】
好ましくは、補助力は休止位置だけでなく、昇降部の任意の位置において利用可能である。休止位置においては、補助力は最大強度を示し得る。そしてその強度は昇降部の距離が増し、あるいは作業位置に向かって移動するにつれて減少してもよい。
【００２５】
昇降装置の好適な実施形態においては、昇降部はガイド構造上を直線的にガイドされる。例えば、ガイド構造は昇降方向に直線的に延びる１つまたはいくつかのガイドレールを備えていてもよい。好ましくはガイドレールが、昇降部の駆動装置とは反対側の側面に配置される。
【００２６】
本発明の有利な実施形態は、従属請求項及びその説明から生じる。説明は、本発明の必須の特徴に限定される。図面を補助的な参照として利用されたい。これ以降、昇降器械の例示的実施形態を添付の図面を参照してより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】昇降部が作業位置にある場合の昇降器械の例示的実施形態の斜視図である。
【図２】図１の昇降器械の例示的実施形態の側面図である。
【図３】昇降部が休止位置にある場合の、図１及び図２の昇降器械の例示的実施形態の側面図である。
【図４】図１〜図３に示す昇降器械の駆動装置におけるトグルレバー機構の軸受点の詳細図である。
【図５】図１〜図３に示す昇降器械の位置決め装置の例示的実施形態における当接部の詳細図である。
【図６】位置決め装置の係止面に関連する昇降部の係止面の斜視図である。
【図７】調節装置を備える位置決め装置の例示的実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１〜３は、昇降方向Ｈに移動可能な昇降部１１から成る昇降器械１０を示す。昇降部１１はプレート形状となっている。この昇降部は取付面１２を備え、そこに本明細書に示す例示的実施形態のような支持ユニット１３及び／又はチャックユニットを取り付けることができる。支持ユニット１３は、断面が弓状またはプリズム形であってよい支持陥凹１５を持つ支持部１４を備えている。支持窪み１５内のワークピースは具体的に表示されてはいないが、部分的に包囲されて、その軸方向に支持可能である。このように支持ユニット１３を用いて、片側をチャックに取り付けたワークピースを、チャックから軸方向のある距離離れた位置において加工中にワークピースが曲がることを防止するように支持することが可能である。
【００２９】
図示した例示的実施形態の変形として、昇降部１１上に心押し台などを有するチャックを利用することも可能である。例えば、チャックを用いればワークピースの自由軸端をチャックに対して軸方向に取り付けることが可能である。これを実現するために、クランプユニットを昇降部上に支持して、昇降方向Ｈに対して横方向に駆動または摺動可能となるようにすることができる。これに代わって、またはこれに追加して、昇降装置全体を支持して引張り方向に移動可能となるようにすることもできる。
【００３０】
取付け面１２の反対側に、昇降部１１は基部１７に面する駆動側１６を持っている。例示的実施形態において、基部１７はベースプレートとして構成されている。基部１７の上に、昇降部１１を昇降方向Ｈに移動させるための少なくとも１つの駆動装置１８が配置されている。本明細書で説明する例示的実施形態には、同じように構成された２つの駆動装置１８が備えられている。各駆動装置１８は駆動器１９を備え、これは実施例によれば複動式流体シリンダ２０で構成されている。各流体シリンダ２０は加圧空気で充填された２つの作用チャンバを備え、このチャンバはピストンによって流体的に相互に分離されている。ピストンはピストンロッド２１に接続され、このピストンロッドは一端がシリンダ筐体から突き出ている。ピストンロッド２１の自由端はトグルレバー機構２２に連結され、トグルレバー機構２２の例えばトグル継手３１に接触している。このように、ピストンロッド２１をトグルレバー機構を介して出し入れすることにより、流体シリンダ２０が昇降部１１を昇降方向Ｈに移動させることができる。
【００３１】
作用チャンバを作動させるために、各流体シリンダ２０には２つの流体口２３がある。図３に模式的に示されている流体ライン２４を経由して、流体口が流体制御ユニット２５に接続されている。流体制御ユニット２５を経由して、複動式シリンダ２０のいずれかの作用チャンバに流体圧が供給される。ピストンロッド２１の自由端とは反対の端部で、シリンダ筐体が基部１７に軸支される。
【００３２】
空気圧流体シリンダ２０ではなく、油圧シリンダを代わりに備えることも可能である。本明細書に記載のシリンダの代わりに、他の制御可能駆動器１９、例えば電気モータ、リニアモータなどを駆動装置１８のための駆動器１９として利用することも可能である。さらに、制御可能駆動器１９の代わりに、手動動作の駆動器を備えてそれを関連するトグルレバー機構２２に連結することも可能である。これは、例えば作動型レバー構造であってもよい。
【００３３】
図１で特に明らかなように、駆動器１９はいわば並列に接続されて、各駆動器１９の駆動力が両方のトグルレバー機構２２にそれぞれ作用する。この例によれば、ピストンロッド２１の２つの自由端を相互接続する接続部品３０があって、これがトグルレバー機構の両方のトグル継手３１に連結されている。
【００３４】
駆動装置１８のトグルレバー機構２２は、昇降部１１にヒンジ結合された第１のトグルレバー２２ａ並びに基部１７にヒンジ結合された第２のトグルレバー２２ｂを備えている。トグルレバー機構２２の２つのトグルレバー２２ａ、２２ｂは隣り合ってヒンジ結合された状態でトグル継手３１に支持されている。その結果、各トグルレバー機構２２は３つの軸受点を備えている。昇降部１１に取り付けられ、昇降部１１の駆動側１６から少なくとも部分的にアクセス可能となっている、第１のシャフト３２は、第１のトグルレバー２２ａを受けるように配置されている。好ましくは、第１のシャフト３２が２つのトグルレバー機構２２の２つの第１のトグルレバー２２ａのヒンジ軸受として配置されている。第１のシャフト３２の下の昇降方向Ｈに、第２のシャフト３３が基部１７上に支持され、少なくとも部分的にアクセス可能となっている。例示的実施形態において、第２のシャフト３３は２つの第２のトグルレバー２２ｂを基部１７上にヒンジで支持するために配置されている。図４はトグルレバー機構２２の３つの軸受点を示している。トグルレバー機構２２は各軸受点に針軸受３４を持っている。針軸受３４は外部に対して、例えばラジアル軸シールリングによって密封されている。
【００３５】
各トグルレバー２２ａ、２２ｂは２つの軸受点を直線で結ぶ。それらは本質的に骨の形状をしている。
【００３６】
２つの駆動装置１８は、昇降部１１を休止位置Ｒ（図３）と作業位置Ａ（図２）の間で移動させる。休止位置Ｒにおいて、昇降部１１は基部１７から最小距離にあり、実施例のように基部１７に接触する。この休止位置Ｒにおいて、トグルレバー２２ａ、２２ｂがなすトグル継手角αは約３０°〜３５°である。休止位置Ｒにおいて、ピストンロッド２１の長手軸はトグル継手角αの二等分線を成す。昇降部１１の休止位置Ｒにおいて、ピストンロッド２１は昇降方向Ｈに対してほぼ直角となる。
【００３７】
昇降部１１が休止位置Ｒから移動して作業位置Ａに向かう時に、トグル継手３１の基部１７からの距離が大きくなる間、流体シリンダ２０のシリンダ筐体は基部１７に軸支されている。ピストンロッド２１が押し出されることによりトグルレバー２２ａ、２２ｂは立ち上がり、トグル継手のなす角度αが大きくなる。作業位置Ａにおいてトグル継手角αは最大値をとり、かつそれは１８０°より小さい。従って、トグルレバー２２ａ、２２ｂは作業位置において展伸配置（トグル継手角α＝１８０°）を取ることもない。休止位置Ｒから作業位置Ａへの昇降部１１の移動の全範囲において、トグル継手角αは常に１８０°より小さい。例示的実施形態において、作業位置Ａでのトグル継手角αは約１７５°〜１７８°である。
【００３８】
昇降部１１の作業位置Ａは位置決め装置４０によって前以って指定される。そのために、位置決め装置４０が昇降部１１と基部１７の間の最大距離を画定する。
【００３９】
本明細書で説明する例示的実施形態においては、位置決め装置は、昇降部１１に面し、かつ実施例のように取付け面１２に対向する、係止面４１を備えている。例示的実施形態において、係止面４１は当接部４２上に設けられている。当接部４２は位置決め装置４０の支柱４３上に配置されている。
【００４０】
調節装置４４により、当接部４２は支柱４３上で調節方向Ｈに調節可能に支持されている。図７に示す差動ねじ４５が調節装置４４に付属している。この差動ねじ４５が当接部４２を支柱４３に接続し、当接部の係止面と基部１７との間の距離を非常に高精度に調節可能とする。当接部４２は、差動ねじ４５に平行な２つのピン４６によって支柱４３のガイド用切抜部内をガイドされる。昇降方向Ｈに対して横方向に延びて、例えば差動ネジ４５の調節も回転も防止することによって支柱４３に対して当接部４２の位置を固定するクランプねじが、当接部４２の調節済みの位置を固定するために使用される。
【００４１】
図６の表示は不完全であり、当接部４２を示していない。差動ねじ４５と調節装置４４のピン４６は図７に示されている。
【００４２】
当接部４２は、支柱４３の延長上の平行六面体部４７から成る。支柱４３とは反対側の端部には、昇降方向Ｈを横断する方向に、平行六面体部４７から離れて反対方向に延びる２つの横部４８がある。この結果、当接部４２は全体としてＴ字型になっている。各横部４８には、基部１７または昇降部１１に面する側に係止面４１の一部分４１ａが備えられている。従って、係止面４１は単一のものではなく、それぞれの１つの横部４８上に離間した２つの部分４１ａで構成されている。
【００４３】
昇降部１１には図６に示す切抜部５０がある。休止位置Ｒではこの切抜部５０を支柱４３が貫通し、作業位置Ａでは当接部４２の平行六面体部４７が貫通する。分かりやすくするために、図６では支柱４３と当接部４２が表示されていない。支柱４３と位置決め装置４０の平行六面体部４７はそれぞれ昇降部１１を昇降方向Ｈにガイドするようには配置されておらず、単に昇降部の切抜部５０を貫通しているだけである。切抜部５０の領域において、位置決め装置４０と昇降部１１の間には隙間があってもよい。従って、昇降部１１が休止位置Ｒにある時と、昇降部１１が昇降方向Ｈに移動しているとき、位置決め装置４０と昇降部１１の間にはガイドのための接触はない。
【００４４】
例示的実施形態において、昇降方向Ｈに互いに平行な２つのガイドレール５６からなるガイド構造５５が、昇降部１１を昇降方向Ｈにガイドするために配置されている。このレールの周りにガイド部５７があり、このガイド部は昇降部１１に剛体接続されている。
【００４５】
位置決め装置４０の係止面４１は、当接部４２の実施例のように、昇降部１１の接触面６０に関連している。例示的実施形態では接触面６０は取付面１２の一部で表されている。図５、６には接触面６０がはっきり示されている。係止面４１に対応して、接触面６０にも２つの離間した個別の表面部分６０ａがあり、それぞれが係止面４１の部分４１ａに関連する。昇降部１１が作業位置Ａにある場合には、接触面６０が係止面４１に接触する。
【００４６】
本明細書に示す好適な例示的実施形態に関しては、接触面６０も係止面４１も平面にはなっていない。このことは例示的実施形態の変形においてもそうであり得る。例えば、昇降部１１の接触面６０は複数の位置決め突起６１の上に配置される。各位置決め突起６１が位置決め陥凹６２に関連する。この場合、係止面４１はこれらの位置決め陥凹６２の上にある。昇降部１１の作業位置Ａでは、各位置決め突起６１が関連する位置決め陥凹６２と係合する。
【００４７】
図示した実施形態の変形では、係止面４１を位置決め突起６１の上、または位置決め突起６１と位置決め陥凹６２の上、のいずれに備えることも可能である。その場合には、接触面６０は、関連する位置決め陥凹６２に対応して、または位置決め陥凹６２と位置決め陥凹６１の上に備えることができる。
【００４８】
本明細書に示す例示的実施形態では、位置決め突起６１は、プリズム状で、断面から見れば例えば台形状となっている。これらには昇降部１１から傾斜がついている。関連する位置決め陥凹６２は、位置決め突起６１の断面形状に適合した断面を有し、例示的実施形態ではその断面は三角形となっている。位置決め陥凹６２が三角形断面であり、位置決め突起６１が台形断面であることにより、昇降部１１の作業位置Ａでは図５から明らかなように、各位置決め陥凹６２の底部において、係合する位置決め突起６１に関して少しの自由空間が残る。当接部４２と昇降部１１は、位置決め突起６１と位置決め陥凹６２のそれぞれの傾斜面でのみ相互に接触し、これらがこのようにして係止面４１または接触面６０を形成する。
【００４９】
接触面６０と係止面４１をこのように設計することで、位置決め装置４０に対し、また実施例のように当接部４２に対して、昇降部１１を非常に高精度に位置決めすることが可能である。例示的実施形態のプリズム形位置決め突起６１は昇降方向Ｈに対して直角となっている。例示的実施形態では、少なくとも１つのプリズム形位置決め突起６１が他の位置決め延長部６１に対して直交している。この結果、昇降部１１の位置は位置決め装置４０によって、作業位置Ａにおいて昇降方向Ｈの放射方向に前以って正確に指定される。
【００５０】
流体制御ユニット２５によって２つの駆動装置１８の各流体シリンダ２０に流体圧が印加され、昇降部１１の接触面６０がピストンロッド２１と２つのトグルレバー機構２２を介して位置決め装置４０の係止面４１に押し付けられる。その際、昇降部１１に作用する昇降方向Ｈを横断する横向きの力は、当接部４２の位置決め陥凹６２によって支持されるので、ガイド構造５５には作用しない。昇降方向Ｈ並びに昇降方向Ｈを横断する方向において、作業位置Ａでは昇降部１１が正確に位置決めされる。この作業位置Ａは極めて高精度に接近することが可能である。この結果、昇降部１１が休止位置Ｒと作業位置Ａとの間を自動的に移動する際、昇降部１１上にある支持ユニット１３は、関連するワークピースを非常に高精度に支持するために前以って指定された所望位置を確実に取れるようになる。本明細書に記載の例示的実施形態では、昇降部１１及びそれにより支持ユニット１３もまた、昇降方向Ｈ及びその横断方向においてマイクロメータレベルの精度で位置決め可能である。
【００５１】
作業位置Ａが位置決め装置４０によって前以って指定されていて、トグルレバー機構２２の２つのトグルレバー２２ａ、２２ｂがその展伸位置の外側になるようになっていることにより、関連する駆動器１９を介して昇降部１１に十分な力を掛けることが可能である。この力は作業位置Ａにおいて昇降部１１を位置決め装置４０の係止面４１に押し付けるようにかけられる。作業位置Ａにおけるトグル継手の角度αが大きい限りは、５バール〜６バールの範囲の通常の動作空気圧で昇降部１１を作業位置Ａに十分保持できる。この動作圧力は工場建屋内ではどのようであれ通常入手可能である。
【００５２】
昇降部１１が休止位置Ｒから作業位置Ａに移動するとき、ピストンロッド２１が均一に送り出されても、昇降方向Ｈの昇降部１１の速度はトグル継手の角度αが大きくなるに従って遅くなる。このことは、ピストンロッド２１が一定速度で移動しても、昇降部１１は位置決め装置４０の係止面４１へより遅い速度で接触することになり、有利である。本明細書に記載の例示的実施形態では、流体ライン２４（図３）に流体絞り弁２４ａが挿入されているので、昇降部１１の昇降速度はさらに制限される。
【００５３】
各駆動装置１８、または少なくとも１つの駆動装置１８は、昇降部１１の作業位置Ａと休止位置Ｒを検出するためのセンサユニット６５を備えていてもよい。本明細書に記載の例示的実施形態では、センサユニット６５は各流体シリンダ２０内の２つの終端スイッチ６６を備えている。これにより、ピストンロッド２１またはシリンダ筐体内のピストンの位置が検出可能であり、従って昇降部１１の作業位置Ａと休止位置Ｒを間接的に判定することができる。作業位置Ａに到達すると、終端スイッチ６６の１つが第１のセンサ信号Ｓ１を送信する。休止位置Ｒに到達すると、流体シリンダ２０の終端スイッチ６６のそれぞれのもう１つが第２のセンサ信号Ｓ２を送信する。
【００５４】
休止位置Ｒにおいて、トグル継手角αは相対的に小さく、駆動器１９がトグルレバー機構２２のトグル継手３１に掛ける力は、昇降方向Ｈには最小の力成分しか発生させない。このため、昇降部１１を休止位置Ｒから移動できるようにするためには比較的大きな駆動力を必要とすることになる。昇降部１１の休止位置Ｒで、駆動ユニット１８を介して比較的大きな駆動力を要求することを回避できるようにするために、本明細書に記載の昇降器械１０に補助駆動器７０が備えられる。補助駆動器７０で昇降方向Ｈへの補助力が取得でき、少なくとの休止位置Ｒにおけるこの補助力が昇降部１１に間接または直接に作用する。その結果、昇降部１１の休止位置Ｒから作業位置Ａへの上昇運動は補助駆動器７０の補助力で支援される。
【００５５】
補助駆動器７０は、変形可能体７１で構成され、それが変形され、実施例によれば休止位置Ｒで圧縮されて、休止位置Ｒにおいては昇降方向Ｈへの補助力を与える。例示的実施形態では、変形可能体７１は、昇降方向Ｈに長手軸を持つ圧縮バネまたはらせんバネ７２である。圧縮バネまたはらせんバネ７２はガイド構造５５の付近でガイドレール５６に平行に配置される。その下端は基部１７で支えられる。その反対側は、支持部７３に接触し、実施例では、昇降部１１に直接取り付けられる。圧縮バネまたはらせんバネ７２により昇降方向Ｈに印加されるバネ力は、支持部７３を介して昇降部１１に作用する。
【００５６】
本明細書の例示的実施形態では、昇降部１１の全移動経路に沿って、支持部７３が圧縮バネまたはらせんバネ７２に接触している。従って、昇降方向Ｈへのバネ力すなわち補助力は昇降部１１の全昇降経路にわたって増加または減少する。その結果、補助駆動器７０による昇降方向Ｈへの力の波打ち現象は回避される。
【００５７】
本明細書で説明した実施例の代わりに、変形可能体７１は板バネまたはエラストマー体であってもよい。また変形可能体７１は、休止位置Ｒから始まる特定のトグル継手角度範囲でのみ、支持部７３と、または昇降部１１に接続された別の要素と接触するようになっていることも可能である。ただしこの場合には、昇降方向Ｈへ補助力の波打ち現象が生じることもあり得る。
【００５８】
本発明は、休止位置Ｒと作業位置Ａとの間を直線的に移動可能な昇降部１１を備える昇降器械１０に関する。昇降部１１はワークピース用の支持ユニット１３及び／又はそのワークピース用のクランプユニットを移動させる。少なくとも１つの駆動装置１８、特には２つの駆動装置１８が昇降部１１を移動させるために配置される。各駆動装置１８はトグルレバー機構２２を備え、そのトグルレバー機構は昇降部１１に軸支された第１のトグルレバー２２ａと、基部１７に支持された第２のトグルレバー２２ｂを備えている。２つのトグルレバー２２ａ、２２ｂは共通のトグル継手３１上で相互に隣接して軸支されている。駆動装置１８の駆動器１９はトグル継手３１に接触している。位置決め装置４０は、作業位置Ａにおける昇降部１１の昇降方向Ｈ、また特には昇降方向Ｈに対して横方向の位置を前以って指定する。そのために、このトグルレバーには好ましくは係止面４１があって、少なくとも１つの駆動装置１８によって昇降部１１がそこに押し付けられて作業位置Ａとなる。この作業位置Ａでは、トグルレバー機構２２のトグル継手の角度αは１８０°未満であり、トグルレバー機構２２の２つのトグルレバー２２ａ、２２ｂは展伸位置から外れている。
【符号の説明】
【００５９】
１０  昇降装置
１１  昇降部
１２  取付面
１３  支持ユニット
１４  支持部
１５  支持窪み
１６  駆動側
１７  基部
１８  駆動装置
１９  駆動器
２０  流体シリンダ
２１  ピストンロッド
２２  トグルレバー機構
２２ａ  第１のトグルレバー
２２ｂ  第２のトグルレバー
２３  流体口
２４  流体ライン
２４ａ  絞り弁
２５  流体制御ユニット
３０  接続部品
３１  継手
３２  第１のシャフト
３３  第２のシャフト
３４  針軸受
４０  位置決め装置
４１  係止面
４１ａ  係止面部分
４２  当接部
４３  支柱
４４  調節装置
４５  差動ねじ
４６  ピン
４７  平行六面体部分
４８  横部
４９  クランプねじ
５０  切抜部
５５  ガイド構造
５６  ガイドレール
５７  ガイド部
６０  接触面
６０ａ  接触面の面積部
６１  位置決め突起
６２  位置決め陥凹
６５  センサユニット
６６  終端スイッチ
７０  補助駆動器
７１  変形可能体
７２  圧縮バネまたはらせんバネ
７３  支持部
α  トグル継手角
Α  作業位置
Ｈ  昇降方向
Ｒ  休止位置
Ｓ１  第１のセンサ信号
Ｓ２  第２のセンサ信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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