(57)【要約】【課題】  従来のエアーコンプレッサーは、ロッドがシリンダーの出入口部分によってのみ支持しされていることから、ロッドの先端ローラーが斜溝に沿って移動した時、特に、ロッドがシリンダー内から引き出された状態においてロッドが変形してローラーが斜溝から離脱する可能性が大きく、実現性に乏しいものであった。【解決手段】  回転カムの外周を覆うケースの内周面にガイドを設け、該ガイドに対して前記回転カムのサインカーブ溝によって摺動する摺動体を取付け、この摺動体にエアーシリンダのピストンロッドを取付けたものである。【選択図】        図１
2008190404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
該モータの出力軸に減速機を介して接続され外周面にサインカーブ溝が形成された回転カムと、
該回転カムの周囲を覆うケースの内周面に所望間隔毎に配置された複数のガイドと、
該各ガイドに対して摺動自在に取付けられ一端が前記回転カムの前記溝に対して摺動自在な摺動体と、
該各摺動体毎にピストンロッドの一端が取付けられたピストンおよび該ピストンと前記ケースに一体的に取付けられシリンダとからなるエアーピストンと、
前記ピストンの吸気移動に伴って外気を前記エアーシリンダ内に外気を供給する吸気バルブと、
前記ピストンの圧縮移動に伴って前記エアーシリンダ内の圧縮空気を排気する排気バルブとより構成し、
前記複数の排気バルブより排出される圧縮空気を被駆動体に供給するようにしたことを特徴とするエアーコンプレッサー。
【請求項２】
前記複数の排気バルブは１つの排気路に収束され、該１つの排気路から収束して被駆動体に供給されるようにしたことを特徴とする請求項１記載のエアーコンプレッサー。
【請求項３】
前記複数の吸気バルブは１つの吸気路に接続され、該１つの吸気路から各吸気バルブを介してシリンダ内に外気が供給されるようにしたことを特徴とする請求項１記載のエアーコンプレッサー。
【請求項４】
前記排気路に、該排気路内の圧力が一定値以上に達すると該排気路内の圧縮空気を一定値に維持するための圧力調整バルブが接続されていることを特徴とする請求項１記載のエアーコンプレッサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアーによって駆動する、例えば、ロボットに組み込み関節等を駆動するのに適した小型のエアーコンプレッサーであって、該関節等を駆動するために複数のピストンを往復動させて得た圧縮空気によって関節等を駆動するためのエアーコンプレッサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における複数のエアーシリンダーにおけるピストンをモータによって回転するサインカーブ溝が形成された回転カムを回転させ、該回転カムの前記サインカーブ溝によってピストンを往復動させて圧縮空気を作る装置として、例えば、特開昭５５−９６３７５号公報に開示されている発明がある。
【０００３】
この発明の技術は、モータによって回転する周面に斜溝（本発明のサインカーブに該当）が形成されたフライホイール（本発明の回転カムに該当）を配置し、このフライホイールの斜溝にピストンのロッド先端に取付けられているローラーをガイドさせ、フライホイールの回転によってピストンを往復動させることで２つのシリンダー内の空気を圧縮するという構造である。
【特許文献１】特開昭５５−９６３７５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記した公開公報の発明にあっては、ロッドがシリンダーの出入口部分によってのみ支持しされていることから、ロッドの先端ローラーが斜溝に沿って移動した時、特に、ロッドがシリンダー内から引き出された状態においてロッドが変形および回転してローラーが斜溝から離脱する可能性が大きく、実現性に乏しいものであった。
【０００５】
本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、回転カムの外周を覆うケースの内周面にガイドを設け、該ガイドに対して前記回転カムのサインカーブ溝によって摺動する摺動体を取付け、この摺動体にエアーシリンダのピストンロッドを取付けたことにより、摺動体がサインカーブ溝から外れることなく、従って、ロッドは確実に往復動して圧縮空気を得ることができるエアーコンプレッサーを提供せんとするにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエアーコンプレッサは前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、モータと、該モータの出力軸に減速機を介して接続され外周面にサインカーブ溝が形成された回転カムと、該回転カムの周囲を覆うケースの内周面に所望間隔毎に配置された複数のガイドと、該各ガイドに対して摺動自在に取付けられ一端が前記回転カムの前記溝に対して摺動自在な摺動体と、該各摺動体毎にピストンロッドの一端が取付けられたピストンおよび該ピストンと前記ケースに一体的に取付けられシリンダとからなるエアーピストンと、前記ピストンの吸気移動に伴って外気を前記エアーシリンダ内に外気を供給する吸気バルブと、前記ピストンの圧縮移動に伴って前記エアーシリンダ内の圧縮空気を排気する排気バルブとより構成し、前記複数の排気バルブより排出される圧縮空気を被駆動体に供給するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の手段は、前記した請求項１において、前記複数の排気バルブは１つの排気路に収束され、該１つの排気路から収束して被駆動体に供給されるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の手段は、前記した請求項１において、前記複数の吸気バルブは１つの吸気路に接続され、該１つの吸気路から各吸気バルブを介してシリンダ内に外気が供給されるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の手段は、前記した請求項１において、前記排気路に、該排気路内の圧力が一定値以上に達すると該排気路内の圧縮空気を一定値に維持するための圧力調整バルブが接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は前記したように、回転カムの外周を覆うケースの内周面にガイドを設け、該ガイドに対して前記回転カムのサインカーブ溝によって摺動する摺動体を取付け、この摺動体にエアーシリンダのピストンロッドを取付けたことにより、ロッドがシリンダに対して移動する時に、移動方向以外の外力が加わることがなく、従って、エアーシリンダとしての耐久性が向上し、かつ、確実なる動作によって効率良く空気を圧縮することができる。
【００１１】
また、複数のエアーシリンダよりの圧縮空気を１つの排気路に収束して被駆動体に対して供給することで、被駆動体に対して間断なく高圧の空気を供給でき、さらに、外気を１つの吸気路から導入して複数のエアーシリンダに供給することで、フィルター等の空気中に含まれるゴミ除去手段が１つでよくなるのでコストの低減を図ることができる。
【００１２】
また、排気路内の圧力が一定値以上に達した時に圧力を一定値に維持するための圧力調整バルブを取付けたことにより、エアーコンプレッサーと接続するチューブ等が折曲された場合にはエアーコンプレッサーに大きな負荷が係るのを防止でき、また、被駆動体が故障した時にも高圧の空気による被駆動体に対する悪影響を防止することができる等の効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、回転カムの外周を覆うケースの内周面にガイドを設け、該ガイドに対して前記回転カムのサインカーブ溝によって摺動する摺動体を取付け、この摺動体にエアーシリンダのピストンロッドを取付けたものである。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明に係るエアーコンプレッサーの一実施例を図面と共に説明する。
１はモータ、２は該モータ１をネジ止め固定するためのモータ固定板、３はモータの外周を覆う第１ケースにして、開口部が前記モータ固定板２にネジ止め固定されている。
【００１５】
４は前記第１ケース３と同様に前記モータ固定板２にネジ止め固定された第２ケース５内に取付けられたボディ一体型の遊星減速機にして、前記モータ１の出力軸１ａに噛合する太陽ギア４ａと、該太陽ギア４ａと噛合する複数の遊星ギア４ｂと、該遊星ギア４ｂと噛合する外ギア４ｃとから構成されている。従って、モータ１の出力軸１ａが回転すると太陽ギア４ａが回転し、該太陽ギア４ａと外ギア４ｃと噛合されている遊星ギア４ｂの全てが同一方向に回転し、モータ１の出力軸の回転数を減速する。
【００１６】
６は外周面にサインカーブ溝６ａが形成された回転カムにして、該回転カム６に形成された回転軸６ｂが遊星ギア４ｂにより前記遊星減速機４の外ギア４ｃと噛合されされている。そして、回転カム６の軸は１対の軸受け６ｃによって軸支されているので、モータ１の回転数に対して回転カム６は減速された回転数で回転する。
【００１７】
７は前記第２ケース５の内周面における長手方向に沿ってネジ止め固定された一定間隔で複数個（本発明では４個）のガイド、８は該ガイド７に対して長手方向（図１において左右方向）にのみ摺動自在に案内された摺動体にして、前記回転カム６のサインカーブ溝６ａに入り込むローラ突起８ａが突出して形成されている。従って、摺動体８は回転カム６の回転に伴ってガイド７に案内されて左右方向に移動する。
【００１８】
９は前記第２ケース５の前記モータ固定板２とは反対側に取付けられた仕切り板１０に９０度間隔で取付けられた４個のエアーシリンダにして、該エアーシリンダ９におけるピストンロッド（以下、ロッドという）９ａの先端は、前記仕切り板１０を貫通して前記摺動体８に軸支されている。これにより、摺動体８が左右方向に移動することでロッド９ａは直線的に往復動することになり、ロッド９ａの変形を防止することができる。そして、ロッド９ａが往復動することでピストン９ｂがシリンダ９ｃ内の空気を圧縮・吸引することとなる。
【００１９】
前記エアーシリンダ９の一部である空気を吸入・排出するためのヘッドプレート１１には吸気路１１ａと排気路１１ｂが形成され、かつ、各エアーシリンダ９毎に吸気路１１ａには各シリンダ９ｃと連通する吸気バルブ１１ｃが配置され、また、排気路１１ｂには各シリンダ９ｃと連通する排気バルブ１１ｄが形成されている。なお、吸気路１１ａの外気吸気口１２にはエアーフィルタ１２ａが取付けられている。
【００２０】
また、前記排気路１１ｂには被駆動体（図示せず）の駆動部とチューブ等を介して接続するための継ぎ手１１ｅが取付けられ、さらに、排気路１１ｂには排気路１１ｂ内の圧力が予め設定した圧力より高くなると外部に空気を排出する圧力調整バルブ１１ｆ（図２参照）が内蔵されている。なお、図１には被駆動体と接続するための継ぎ手１１ｅが２つ開示されているが、被駆動体の１つの駆動部を駆動する場合には継ぎ手１１ｅは１つでもよく、また、駆動部が多数ある場合には駆動部の数分だけ取付けることが可能である。
【００２１】
次に、前記した構成に基づいて動作を説明するに、本発明のエアーコンプレッサーはコンピュータに記録された制御プログラムによって動作する制御ボックスにモータ１は接続され、前記制御プログラムによって回転・停止する構成となっている。また、排気路１１ｂ内の圧力を検出する圧力検知器（図示せず）を組み込み、その圧力信号をコンピュータや制御ボックスに制御信号としてフィードバックすることにより、被駆動体に対して安定的に長時間一定の圧力空気を供給することが可能である。
【００２２】
また、継ぎ手１１ｅは、遠隔操作ロボット、自走式ロボット、ウェアラブルなロボット機構等のロボットにおける空気圧によって駆動する被駆動体の駆動部にチューブ等の接続部材を介して接続される。
【００２３】
コンピュータに記憶された制御プログラムによって制御ボックスからモータ駆動出力が送出されるとモータ１は回転を開始し、該モータ１の回転速度は遊星減速機４によって減速されて回転カム６は緩やかに回転を開始する。そして、該回転カム６のサインカーブ溝６ａに係合されているローラ突起８ａが変位して摺動体８はガイド７に案内されながら往復移動する。
【００２４】
この摺動体８の往復移動によってエアーシリンダ９のロッド９ａが往復動する。該ロッド９ａが図１において左方向に移動しピストン９ｃが左方向に移動するとシリンダ９ｂ内が負圧状態となるので、吸引バルブ１１ｃのボールがスプリングのバネ力に抗して移動して外気がエアーフィルタ１２ａから吸気路１１ａ介して吸引される。
【００２５】
そして、ローラ突起８ａがサインカーブ溝６ａの山部に達するとピストン９ｃは下死点に達し、その後は、ローラ突起８ａがサインカーブ溝６ａの谷側に変位するので、それに伴ってシリンダ９ｂ内の空気はピストン９ｃによって圧縮され高圧空気となる。該ピストン９ｃ内空気が所定以上に加圧されると、該高圧空気によって排気バルブ１１ｄのボールがスプリングのバネ力によって移動し、高圧空気は該排気バルブ１１ｄから排気路１１ｂに供給され、排気路１１ｂの高圧空気は継ぎ手１１ｅを介して被駆動体の駆動部に供給されて被駆動体は駆動される。
【００２６】
また、排気路１１ｂ内の圧力が、例えば、継ぎ手１１ｅと被駆動体を接続するチューブ等が下り曲がって空気の流通が行えなくなったりして一定値以上に達すると、圧力調整バルブ１１ｆが開いて排気路１１ｂ内が一定圧力となるように調整する。
【００２７】
なお、前記した説明にあっては、１つのエアーシリンダにおける動作説明であるが、本実施例では４個のエアーシリンダが配置されているので、回転カム６の１回転において４つのエアーシリンダが順次、吸気と排気を行うことになる。また、前記した実施例にあっては、４個のエアーシリンダ配置した場合の図面であるが、エアーシリンダの数は４個に限定されるものではない。
【００２８】
また、前記した実施例にあっては、各エアーシリンダは１つの吸気路１１ａに吸気バルブ１１ｃを介して接続されているものについて説明したが、吸気バルブ１１ｃの吸引側から直接外気を吸引するようにしてもよく、また、各エアーシリンダは排気路１ｂを介して継ぎ手１１ｅに接続されているものについて説明したが、各排気バルブ１１ｄ毎に継ぎ手１１ｅを接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るエアーコンプレッサーの一実施例の断面図である。
【図２】同上の側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１          モータ
４          減速機
６          回転カム
６ａ        サインカーブ溝
７          ガイド
８          摺動体
９          エアーシリンダ
９ａ        ロッド
９ｂ        ピストン
９ｃ        シリンダ
１１        ヘッドプレート
１１ａ      吸引路
１１ｂ      排気路
１１ｃ      吸引バルブ
１１ｄ      排気バルブ
【図１】
2008190404.tif 000003
【図２】
2008190404.tif 000004