(57)【要約】【課題】  マーキング装置用振動ペン全体を分解することなくスタイラスの交換を容易に行なうことが可能なマーキング装置用振動ペンを提供する。【解決手段】  シリンダ２と、シリンダ２に往復自在に取り付けられたピストン３と、ピストン３の先端側に着脱自在に取り付けられるスタイラス４と、ピストン３とスタイラス４とをシリンダ２の外側で連結する連結部材７と、ピストン３の基端側に備えられてピストン３をその長手方向に振動させる振動手段５とを具備してなるマーキング装置用振動ペン１を採用する。【選択図】        図１
2005305580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、該シリンダに往復自在に取り付けられたピストンと、該ピストンの先端側に着脱自在に取り付けられるスタイラスと、前記ピストンと前記スタイラスとを前記シリンダの外側で連結する連結部材と、前記ピストンの基端側に備えられて前記ピストンをその長手方向に振動させる振動手段とを具備してなることを特徴とするマーキング装置用振動ペン。
【請求項２】
前記連結部材が、前記ピストンと前記スタイラスとの当接部を覆う中空筒状のカバー部と該カバー部の一端側を塞ぐ壁面部とからなる有底筒状に形成され、かつ前記壁面部に貫通孔が設けられるとともに前記カバー部の内周面に雌ネジ部が設けられてなり、
前記ピストンの先端には前記雄ネジ部に対応する雄ネジ部が設けられ、
前記スタイラスの基端を前記ピストンの先端に当接させるとともに、前記連結部材を前記スタイラスの先端側から被せて該スタイラスの先端を前記貫通孔から突出させ、前記連結部材の雌ネジ部を前記ピストンの雄ネジ部に装着させることを特徴とする請求項１に記載のマーキング装置用振動ペン。
【請求項３】
前記当接部と前記カバー部の内周面との間に隙間が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のマーキング装置用振動ペン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マーキング装置用振動ペンに関するものであり、特に、機械部品等に二次元コード、ロット番号等を刻印するために使用されるマーキング装置用振動ペンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マーキング装置は、自動車や建設機械等の自動化された工場においてロット番号等の英数字や合いマークの刻印に使用されている。例えば下記特許文献１には、往復運動するピストンと、このピストンの往復運動に追従して先端部でワーク表面を打刻するスタイラスとを備えたマーキング装置用の振動ペンが開示されている。この振動ペンを用いて機械部品に印字を行なうには、まずスタイラス先端を機械部品の被刻印部に押し当てて、次に圧縮性流体を利用してピストンおよびスタイラスを振動させつつ、このスタイラスを振動ペンごと移動させる。この操作により、機械部品の被刻印部の表面に、スタイラスの軌跡に沿って溝が形成される。このようにして、機械部品の被刻印部に文字、数字、記号などをマーキングすることができる。また、スタイラスを一カ所で振動させるとその部分にドットが形成されるので、このドットを所定のパターンに複数形成することにより、いわゆる二次元コードを形成することができる。
【特許文献１】特開平１１−９９７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般的にマーキング装置用の振動ペンにおいては、打刻によりスタイラスが摩耗されやすいので、スタイラスを定期的に交換する必要がある。しかし、特許文献１に記載の振動ペンでは、スタイラスとピストンとが振動ペンの本体内部において連結されているため、スタイラスを交換するためには振動ペン自体を分解する必要があり、交換に手間がかかっていた。また、振動ペンのスタイラスは、ピストンやその他の構成部品に対して精度良く取り付ける必要があるが、振動ペンを分解してしまうと、ピストンとスタイラスおよびその他の部品との取り付け位置を正確に再現することが困難であり、振動ペンによるマーキングに支障が生じる場合があった。
【０００４】
また従来のマーキング装置用振動ペンにはピストンとスタイラスを一体に成型したものもあるが、この場合はスタイラスを交換するためにスタイラスとピストンをマーキング装置用振動ペンから取り外す必要があり、スタイラスの交換に手間と時間がかかっていた。また、交換後の再組み立て時に組み立て間違いや、上述のような取り付け精度低下の問題を起こす可能性があった。更に、ピストンとスタイラスは通常ろう付けにより接合させて一体化させるが、ろう付け時に超硬合金からなるスタイラスが加熱されると、超硬合金の性能劣化が起きる場合があり、マーキング装置用振動ペンの品質を低下させる虞があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、マーキング装置用振動ペン全体を分解することなくスタイラスの交換を容易に行なうことが可能なマーキング装置用振動ペンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明のマーキング装置用振動ペンは、シリンダと、該シリンダに往復自在に取り付けられたピストンと、該ピストンの先端側に着脱自在に取り付けられるスタイラスと、前記ピストンと前記スタイラスとを前記シリンダの外側で連結する連結部材と、前記ピストンの基端側に備えられて前記ピストンをその長手方向に振動させる振動手段とを具備してなることを特徴とする。
また本発明のマーキング装置用振動ペンは、先に記載のマーキング装置用振動ペンであり、前記連結部材が、前記ピストンと前記スタイラスとの当接部を覆う中空筒状のカバー部と該カバー部の一端側を塞ぐ壁面部とからなる有底筒状に形成され、かつ前記壁面部に貫通孔が設けられるとともに前記カバー部の内周面に雌ネジ部が設けられてなり、前記ピストンの先端には前記雄ネジ部に対応する雄ネジ部が設けられ、前記スタイラスの基端を前記ピストンの先端に当接させるとともに、前記連結部材を前記スタイラスの先端側から被せて該スタイラスの先端を前記貫通孔から突出させ、前記連結部材の雌ネジ部を前記ピストンの雄ネジ部に装着させることを特徴とする。
また本発明のマーキング装置用振動ペンは、先に記載のマーキング装置用振動ペンであり、前記当接部と前記カバー部の内周面との間に隙間が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記の構成によれば、シリンダの外側においてピストンとスタイラスとが着脱自在に連結されているので、スタイラスが摩耗した場合でもマーキング装置用振動ペン自体を分解することなくスタイラスを容易に交換することができる。
また、上記構成によれば、スタイラスをピストンに当接させるとともに、連結部材の雌ネジ部をピストン先端の雄ネジ部に装着するだけでピストンとスタイラスを連結できるので、スタイラスの交換を容易かつ迅速に行なうことができる。また、ろう付け等の特別な作業が不要となり、熱処理による超硬合金の性能劣化の問題もなく、スタイラスの打刻性能を交換前後において維持することができる。
更に上記構成によれば、打刻時の衝撃によりスタイラスとピストンとの当接部が変形した場合でも、ピストンとスタイラスとの当接部とカバー部の内周面との間に隙間が設けられているので、この隙間によって当接部の変形が雄ネジ部および雌ネジ部まで伝わることがなく、スタイラスが交換不能になる虞がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１には本実施形態のマーキング装置用振動ペンの断面模式図を示し、図２にはマーキング装置用振動ペンの要部断面図を示す。
【０００９】
図１に示すように、本実施形態のマーキング装置用振動ペン１は、シリンダ２と、このシリンダ２に往復自在に取り付けられたピストン３と、ピストン３の先端側に着脱自在に取り付けられたスタイラス４と、ピストン３の基端側に備えられてこのピストン３をその長手方向に振動させる振動部（振動手段）５と、ピストン３を振動部５寄りに付勢させる圧縮バネ６とを具備して概略構成されている。またこのマーキング装置用振動ペン１には、シリンダ２の外側においてピストン３およびスタイラス４を連結させる連結部材７が備えられている。
【００１０】
シリンダ２は中空円筒状の部材であり、内周面２ａにより区画されてなるシリンダ室２Ａが内部に形成されている。シリンダ室２Ａにおいて、基端側の内周面２ａ２の内径が先端側の内周面２ａ１の内径よりも小さく形成されている。そして各内周面２ａ１、２ａ２の間には内径差による段差部２ｂが形成されている。
【００１１】
またシリンダ２の先端側には、ピストン３を案内するためのノーズ部材８が取り付けられている。このノーズ部材８は、ノーズ用ナット９によってシリンダ２の先端側の開口部に装着されている。ノーズ部材８には軸受孔８ａが設けられており、この軸受孔８ａにピストン３が挿入されている。また、軸受孔８ａの周囲には複数の排気孔８ｂが設けられており、この排気孔８ｂを介してシリンダ室２Ａからシリンダ２外部に圧縮空気等の流体を排気できるようになっている。
【００１２】
またシリンダ２の基端側には、バックプレート１０が取り付けられている。このバックプレート１０には、圧縮空気等の流体をシリンダ室２Ａに供給するための供給孔１０ａが設けられている。供給孔１０ａはバックプレート１０の周縁部に沿って複数設けられており、後述するピストンのＯリングにより閉塞されるようになっている。更にシリンダ２の基端側には、有底円筒状のアダプタ１１が装着されている。このアダプタ１１の開口部側にはバックプレート１０をシリンダ２に固定させるためのフランジ１１ａが形成され、更にフランジ１１ａの先端には雌ネジ部１１ｂが設けられている。そして、この雄ネジ部１１ｂがシリンダ２の基端側に設けられた雄ネジ部２ｃに装着されることによって、バックプレート１０の周縁部１０ｂがシリンダ２とアダプタ１１のフランジ１１ａに挟み込まれ、これによりバックプレート１０がシリンダ２の基端側の開口部に密着されている。また、アダプタ１１の底部側にはバックプレート１０の供給孔１０ａに連通する開口部１１ｃが設けられており、この開口部１１ｃから供給孔１０ａを介してシリンダ室２Ａに圧縮空気等の流体を供給できるようになっている。
【００１３】
次にピストン３は、棒状の小径部３ａと、この小径部３ａの基端側に取り付けられた円筒状の大径部３ｂとから概略構成されており、その大部分がシリンダ２のシリンダ室２Ａ内において往復自在に収納されている。大径部３ｂの直径は小径部３ａの直径よりも大きく設定されている。
また、図１に示すように、ノーズ部材８の軸受孔８ａの周囲にはフランジ８ｃが形成されている。そして、このフランジ８ｃとピストン３の大径部３ｂとの間に圧縮コイルバネ６が配置されている。この圧縮コイルバネ６によってピストン３がバックプレート１０側に付勢されている。図１に示すようにピストン３が圧縮コイルバネ６に付勢されて後退位置にある場合において、ピストンの大径部３ｂの一部がシリンダ室２Ａの段差部２ｂよりも基端側に配置され、一方で小径部３ａが段差部２ｂよりも先端側に配置されている。
【００１４】
小径部３ａは、ノーズ部材８の軸受孔８ａに往復自在に挿入されており、その先端がノーズ部材８の外側、すなわちシリンダ２の外側に突出されている。また小径部３ａの先端にはスタイラス４が取り付けられている。
【００１５】
また、大径部３ｂの周側部３ｄには、ゴム製のＯリング１２がはめ込まれている。Ｏリング１２は、前記シリンダ室２Ａの基端側の内周面２ａ２に密着されており、内周面２ａ２に対して摺動自在とされている。また周側部３ｄには、Ｏリング１２の脱落を防止するためのガイド部３ｆが立設されている。ガイド部３ｆは、周側部３ｄの全周に渡って形成されている。また、圧縮コイルバネ６によってピストン３がバックプレート１０側に付勢されたときに、Ｏリング１２によって供給孔１０ａが閉塞されるように供給孔１０ａとＯリング１２とが相互に位置決めされている。
以上説明したように、ピストン３の大径部３ｂ、バックプレート１０、Ｏリング１２および圧縮コイルバネ６によって、振動部５が構成されている。
【００１６】
次に、ピストン３の小径部３ａの先端にはスタイラス４が接合部材７によって着脱自在に取り付けられている。このスタイラス４は、図２に示すように、ピストン３の小径部３ａに接続される略円筒状の本体部４ａと、本体部４ａの先端側に取り付けられて最先端が略円錐形状の打刻部４ｂとから概略構成されている。本体部４ａの外径は打刻部４ｂの外径よりも大きく設定され、この外径の差によって本体部４ａと打刻部４ｂとの間に被係止部４ｃが形成されている。スタイラス４は例えば超硬合金等の硬質材料を主体として構成されている。なお、スタイラス４は、全体を超硬合金で構成しても良く、打刻部４ｂの円錐形状の先端のみをダイヤモンド焼結体若しくは立方晶窒化ホウ素結晶体で構成し、その他の部分を超硬合金で構成してもよい。
【００１７】
一方、ピストン３の小径部３ａの先端には、小径部３ａの外径よりも更に小さな外径の被装着部３ａ１が形成されるとともに、被装着部３ａ１の更に先端側に被装着部３ａ１の外径よりも小さな外径の受部３ａ２が形成されている。受部３ａ２の外径は、スタイラス４の本体部４ａの外径とほぼ同じ大きさに設定されている。そして、この受部３ａ２にスタイラス４の本体部４ａが当接されている。また、被装着部３ａ１には連結部材７を装着するための雄ネジ部３ａ３が設けられている。
【００１８】
次に接合部材７は、ピストン３の受部３ａ２およびスタイラス４の本体部４ａならびにこれらの当接部Ｔを覆う中空筒状のカバー部７ａと、カバー部７ａの一端側を塞ぐ壁面部７ｂとからなる有底筒状に概略形成されている。また、壁面部７ｂにはスタイラスの打刻部４ｂを突出させるとともに被係合部４ｃと係合される貫通孔７ｃが設けられている。また、カバー部７ａの内径は、ピストン３の受部３ａ２およびスタイラス４の本体部４ａの外径よりも大きく設定されている。これによりカバー部７の内周面７ｄと受部３ａ２および本体部４ａとの間に隙間Ｓが形成されている。更にカバー部７ａの内周面７ｄには雌ネジ部７ｅが設けられている。そして、スタイラス４の本体部４ａをピストン３の受部３ａ２に当接させるとともに、連結部材７をスタイラス４の打刻部４ｂから被せて打刻部４ｂを貫通孔７ｃから突出させ、更に連結部材７の雌ネジ部７ｅをピストン３の雄ネジ部３ａ３に装着させることにより、スタイラス４がピストン３の小径部３ａに着脱自在に取り付けられる。
【００１９】
次に、本実施形態のマーキング装置用振動ペン１の動作を説明する。図１に示すように、初期状態において、ピストン３が圧縮コイルバネ６によりバックプレート１０側に付勢されている。この状態において、アダプタ１１の開口部１１ｃから圧縮空気を供給すると、圧縮空気はバックプレート１０の供給孔１０ａ内に送られる。更に圧縮空気を供給すると、供給孔１０ａを閉塞しているＯリング１２に対して圧縮コイルバネ６の付勢力よりも大きな圧力が加わる。これによりＯリング１２が押し下げられ、これに伴って圧縮コイルバネ６によって付勢されているピストン３がシリンダ２の先端側に押し下げられる。
【００２０】
ピストン３が先端側に前進されると、Ｏリング１２の位置がシリンダ室２Ａの段差部２ｂよりも先端側に移動する。段差部２ｂよりも先端側のシリンダ内周面２ａ１は、基端側のシリンダ内周面２ａ２よりも内径が大きくなっている。このため、ピストン３が前進すると、Ｏリング１２と内周面２ａ１との間に隙間が生じる。すると、ピストン３を押していた圧縮空気がこの隙間からシリンダ２室２Ａの先端側に流れる。また、この圧縮空気はノーズ部材８の排気孔８ｂを経てシリンダ２の外部に放出される。これにより、ピストン３を押していた圧縮空気の圧力が低下し、圧縮コイルバネ６の付勢力がこの低下した圧力に打ち勝ってピストン３を再びバックプレート１０側に付勢させる。
【００２１】
ピストン３が後退位置に戻ると、再度、圧縮空気によりピストン３が押されて前進する。この動作を繰り返すことで、ピストン３を介してスタイラス４を往復振動させることができる。
【００２２】
振動するスタイラス４の打刻部４ｂを、例えば加工体の被加工面に押し付けることにより、被加工面上にドットが形成される。このドットを複数形成することで、被加工面上に２次元バーコードがマーキングされる。また振動するスタイラス４の打刻部４ｂを、例えば被加工面に押し当てながら移動させると、その移動の軌跡に沿って溝が形成される。スタイラス４の移動方向を任意に制御することで、被加工面上に数字や文字や記号等をマーキングすることができる。
【００２３】
加工体に対するマーキング作業を続けると、スタイラス４の打刻部４ｂが次第に摩耗する。本実施形態のマーキング装置用振動ペンにおいては、シリンダ２の外側においてスタイラス４がピストン３に着脱自在に取り付けられているので、摩耗したスタイラス４を新品のスタイラス４に容易かつ迅速に交換することができる。すなわち、スタイラス４とピストン３を連結している連結部材７をピストン３の小径部３ａから取り外し、摩耗したスタイラス４を新品に取り替え、再び連結部材７を用いてスタイラス４をピストン３の小径部３ａに取り付ける。このようにしてマーキング装置用振動ペン１自体を分解することなく、スタイラス４を容易かつ迅速に交換できる。
【００２４】
更に、加工体に対する打刻部４ｂによる打刻の衝撃は、スタイラス４の本体部４ａとピストン３の受部３ａ２との当接部Ｔに最も大きく加わり、場合によっては当接部Ｔ近傍の変形が起きる場合もある。しかし、本実施形態のマーキング装置用振動ペン１によれば、当接部Ｔと接合部材７のカバー部７ａの間に隙間Ｓが設けられているので、当接部Ｔ近傍の変形が連結部材７に及ぶおそれがなく、これにより連結部材７の雌ネジ部７ｅおよびピストン３の雄ネジ部３ａ３の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の実施形態であるマーキング装置用振動ペンを示す断面模式図。
【図２】図１は図１に示すマーキング装置用振動ペンに備えられたスタイラスの先端部分を示す拡大模式図。
【符号の説明】
【００２６】
１…マーキング装置用振動ペン、２…シリンダ、３…ピストン、３ａ２…受部（ピストン先端）、３ａ３…雄ネジ部、４…スタイラス、４ａ…スタイラス本体（スタイラス基端）、４ｂ…打刻体（スタイラス先端）、４ｃ…座金、５…振動部（振動手段）、７…連結部材、７ａ…カバー部、７ｂ…壁面部、７ｃ…貫通孔、７ｄ…内周面、７ｅ…雌ネジ部、Ｓ…隙間、Ｔ…当接部
【図１】
2005305580.tif 000003
【図２】
2005305580.tif 000004