(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイドシャフトでガイドされた可動部を有する可動装置に設けられ、その可動部が基準位置に存在するのか否かを検出する位置検出装置であって、
前記ガイドシャフトに略同軸に設けられ、前記ガイドシャフトよりも大径である大径部を有しており、前記ガイドシャフトに対して揺動可能に支持されるコマと、
貫通孔が形成されており、前記可動部が前記基準位置に達したときに前記コマの大径部がその貫通孔に入る位置に固定されるブッシュと、
外部から供給される流体を前記貫通孔内に供給する流体流路と、
前記流体の圧力を監視する監視装置と、
を備える位置検出装置。
【請求項２】
前記コマは、前記ガイドシャフトに対してさらに径方向に変位可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記大径部分の上部と下部の少なくとも一方に、テーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
ガイドシャフトでガイドされた可動部を有する可動装置において、その可動部が基準位置に存在するのか否かを検出する位置検出方法であって、
前記ガイドシャフトよりも大径である大径部を有するコマを、前記ガイドシャフトに対して揺動可能に支持されるように、前記ガイドシャフトに略同軸に設ける工程と、
貫通孔が形成されているブッシュを、前記可動部が前記基準位置に達したときに前記コマがその貫通孔に入る位置に固定する工程と、
外部から供給される流体を前記貫通孔内に供給する工程と、
前記流体の圧力を監視する工程と、
を備える位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置検出装置に関する。特に、加圧流体を用いた位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可動部を有する可動装置が知られている。このような可動装置では、可動部を基準位置に移動させる際に、可動部が基準位置に存在するか否かを検出するセンサ（位置検出装置）が用いられる場合がある。この種のセンサには、接触によって可動部の存在を確認する接触センサや、光学信号の有無によって可動部の存在を確認する光学センサの他、加圧エアの圧力の変化によって可動部の存在を確認するエアセンサが知られている。特許文献１〜３に各種のエアセンサを用いた装置が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】実開平７−６３６号公報
【特許文献２】特開２００６−２５５８４９号公報
【特許文献３】実開平６−７４２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガイドシャフトでガイドされた可動部を有する可動装置では、可動部が基準位置に存在するのか否かを検出するためのエアセンサを、以下のように構成することが考えられる。即ち、ガイドシャフトよりも大径のコマと、コマを収容可能な貫通孔を有するブッシュを用意し、コマをガイドシャフトに略同軸に固定するとともに、可動部が基準位置に達したときにコマがその貫通孔に入る位置にブッシュを固定する。そして、ブッシュの貫通孔に加圧エアを供給するとともに、その加圧エアの圧力を監視する。
このエアセンサでは、可動部が基準位置まで移動すると、ガイドシャフトに固定されたコマがブッシュの貫通孔に進入する。コマが進入する前の貫通孔では、貫通孔内部に供給された加圧エアが貫通孔の外部へと排出されるためのスペースが充分に確保されており、加圧エアの圧力が比較的に低く保たれる。コマがブッシュの貫通孔に進入すると、貫通孔とコマの大径部の間のクリアランスが狭くなるため、加圧エアの圧力が上昇する。従って、この圧力の変化を監視することで、コマがブッシュの貫通孔に進入したタイミング、即ち、可動部が基準位置に到達したタイミングを検出することができる。
【０００５】
可動装置では、可動部に偏った荷重が印加される等の理由で、可動部をガイドするガイドシャフトの軸が傾いてしまう場合がある。この場合、ガイドシャフトの軸位置は、ブッシュに対して変位する。コマがブッシュの貫通孔に進入する際に、コマがブッシュと干渉することによって、可動部の移動が阻害されてしまうことがある。
上記した事象を防止するために、ガイドシャフトの軸位置の変位量を考慮して、ブッシュに形成する貫通孔を可動部の移動が阻害されない程度に大きく形成することが考えられる。この手法によると、ガイドシャフトがブッシュに対して傾いた場合でも、コマを確実に貫通孔へと進入させることができる。しかしながら、貫通孔をコマに対して比較的に大きく形成すると、コマがブッシュの貫通孔に進入した際にも、貫通孔とコマとの間には比較的に大きなクリアランスが形成されてしまう。コマが貫通孔に進入した際に、加圧エアの圧力の変化が小さくなり、可動部が基準位置に到達したことを検出できないことがある。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決する。すなわち本発明は、ガイドシャフトが傾いた場合でも、貫通孔にコマをスムースに進入させることができ、かつ精度よく可動部の位置を検出することが可能なエアセンサ（位置検出装置）を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ガイドシャフトでガイドされた可動部を有する可動装置に設けられ、その可動部が基準位置に存在するのか否かを検出する位置検出装置に具現化される。この位置検出装置は、コマと、ブッシュと、流体流路と、監視装置を備えている。
コマは、ガイドシャフトに略同軸に設けられ、ガイドシャフトよりも大径である大径部を有しており、ガイドシャフトに対して揺動可能に支持される。ガイドシャフトにコマが設けられる位置は特に限定されない。ガイドシャフトの中心部にコマが設けられてもよいし、端部に設けられてもよい。
ブッシュは、貫通孔が形成されており、可動部が基準位置に達したときにコマの大径部がその貫通孔に入る位置に固定される。ブッシュが固定される対象は特に限定されない。ガイドシャフトが可動部に固定され、可動部と共に移動する場合には、ブッシュは移動機構によって移動しない架台に固定される。また、ガイドシャフトが架台に固定されている場合には、ブッシュは可動部に固定される。
流体流路は、外部から供給される流体を貫通孔内に供給する。ここで「流体」とはエアに限られず、気体・液体・ゲル等その圧力変化が監視できる全ての材料を含む。また、流体流路には、外部から可動装置に流体を供給する流路と、可動装置内で貫通孔に流体を供給する流路の少なくとも一方が含まれる。
監視装置は、流体の圧力を監視する。流体の圧力を監視する場所は特に限定されず、例えば流体流路の流体の圧力を監視してもよいし、貫通孔内の流体の圧力を監視してもよい。
【０００８】
この位置検知装置では、コマがガイドシャフトに対して揺動可能に支持されている。そのため、コマがブッシュの貫通孔に進入する際に、ブッシュの貫通孔に沿ってコマがその傾きを変化させることができる。ガイドシャフトがブッシュに対して傾いた場合でも、ブッシュとコマが強く干渉し合うことが防止され、コマを確実に貫通孔へと進入させることができる。ブッシュの貫通孔とコマの大径部との間のクリアランスを比較的に小さくしても、可動部の移動が阻害されてしまうことがない。ブッシュの貫通孔とコマの大径部との間のクリアランスを比較的に小さくすることで、流体の圧力に現われる変動量を大きくすることができ、可動部が基準位置に到達したことを確実に検出することができる。
【０００９】
上記した位置検出装置では、コマがガイドシャフトに対してさらに径方向に変位可能に支持されていることが好ましい。
上記の構造によると、コマがブッシュの貫通孔に進入する際に、コマは貫通孔の位置にあわせてその位置と姿勢をより自由に変化させることができる。ブッシュの貫通孔とコマの大径部との間のクリアランスをより小さくすることができ、可動部が基準位置に到達したことを確実に検出することができる。
【００１０】
上記した位置検知装置において、大径部分の上部と下部の少なくとも一方に、テーパ部が形成されていることが好ましい。
上記のようなテーパ部が形成されると、コマの大径部が貫通孔内に移動する際に、貫通孔の位置にあわせてコマをスムースに移動させることができる。
【００１１】
本発明は、可動装置の可動部が基準位置に存在するのか否かを検出する位置検出方法にも具現化される。この位置検出方法は、以下の４つの工程を少なくとも備えている。
（１）ガイドシャフトよりも大径である大径部を有するコマを、ガイドシャフトに対して揺動可能に支持されるように、ガイドシャフトに略同軸に設ける工程
（２）貫通孔が形成されているブッシュを、可動部が基準位置に達したときにコマがその貫通孔に入る位置に固定する工程
（３）外部から供給される流体を貫通孔内に供給する工程
（４）流体の圧力を監視する工程
この方法によっても、貫通孔とコマの大径部とのクリアランスを小さくすることができ、可動部が基準位置に到達したことを確実に検出することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、貫通孔とコマの大径部の間のクリアランスを小さくすることができ、可動部が基準位置に到達したことを確実かつ精度よく検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に説明する実施例の主要な特徴を最初に整理する。
（特徴１）ブッシュには、加圧エアを貫通孔内に導入する貫通流路が形成されている。貫通流路は、ブッシュの外周面からブッシュの内周面（即ち、貫通孔）まで伸びている。
（特徴２）コマは、ガイドシャフトの端部に設けられている。
（特徴３）ブッシュは、ガイドシャフトを摺動可能に支持するシャフトホルダに固定されている。
【実施例】
【００１４】
（第１実施例）
本発明を具現化した実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施例のリフタ装置２（可動装置）を示す。リフタ装置２は、可動部１０に載置したワーク１６を基準位置に移動させる装置である。リフタ装置２には、エアセンサ３０が設けられている。エアセンサ３０は、リフタ装置２の可動部１０が基準位置に存在するのか否かを検出する位置検知装置である。
【００１５】
図１に示すように、リフタ装置２は、架台４と、油圧シリンダ６と、可動部１０と、ガイドシャフト１２、１４と、シャフトホルダ３２、３４を備えている。
油圧シリンダ６は、可動部１０を上下動させるためのアクチュエータである。油圧シリンダ６は、架台４に固定されている。油圧シリンダ６は、図示されない油圧配管を介して油圧ユニットに接続されている。油圧シリンダ６は、油圧ユニットから加圧油の供給を受けて、図１の上下方向にシリンダロッド８を上下動させる。シリンダロッド８の端部には、可動部１０が固定されており、シリンダロッド８の上下動に伴って可動部１０が上下動する。
【００１６】
複数のガイドシャフト１２、１４は、可動部１０の裏面１０ａに固定されている。複数のガイドシャフト１２、１４は、架台４に向かって互いに平行に伸びている。シャフトホルダ３２、３４は、架台４に固定されており、ガイドシャフト１２、１４をそれぞれ摺動可能に支持している。それにより、可動部１０がガイドシャフト１２、１４によってガイドされ、架台４に対して上下動できるようになっている。
シャフトホルダ３２は、ガイドシャフト１２が貫通する貫通孔３２ａを有している。シャフトホルダ３２は、ガイドシャフト１２を軸方向に移動可能かつ径方向に移動不能に支持している。シャフトホルダ３２の貫通孔３２ａにはスリーブ３６が設けられている。
シャフトホルダ３４は、ガイドシャフト１４が貫通する貫通孔３４ａを有している。シャフトホルダ３４は、ガイドシャフト１４を軸方向に移動可能かつ径方向に移動不能に支持している。シャフトホルダ３４の貫通孔３４ａにはスリーブ３８が設けられている。
【００１７】
エアセンサ３０は、コマ１８とブッシュ４０とエア流路２８と圧力計２６（監視装置の一例）を備えている。
コマ１８は、ガイドシャフト１２の端面１２ａに設けられている。コマ１８は、ガイドシャフト１２と略同軸に位置している。コマ１８は、ガイドシャフト１２よりも大径な大径部１８ａ、１８ｂを備えている。コマ１８は、詳しくは後述するように、ガイドシャフト１２に対して軸方向及び径方向に変位可能であるとともに、ガイドシャフト１２に対して揺動可能に支持されている。
ブッシュ４０は、シャフトホルダ３２の下部に設けられている。ブッシュ４０は、シャフトホルダ３２と略同軸に支持されている。ブッシュ４０の中心部には、コマ１８の大径部１８ａよりも大径な貫通孔４２が形成されている。ガイドシャフト１２は、コマ１８の貫通孔４２を貫通して伸びている。ブッシュ４０には、その外周面４０ａからその貫通孔４２に到る貫通流路４４が形成されている。貫通流路４４が貫通孔４２に到る位置には、貫通孔４２に開口する流体吹き出し口４８が形成されている。
【００１８】
ブッシュ４０の貫通流路４４には、エア流路２８が接続されている。エア流路２８は、リフタ装置２の外部に設けられた加圧エア源２４に接続されている。加圧エア源２４は、エア流路２８と貫通流路４４を介して、貫通孔４２に加圧されたエア（流体の一例）を流体吹き出し口４８から供給する。貫通流路４４は、貫通孔４２に加圧エアを供給するエア流路２８の一部を構成している。尚、ブッシュ４０には、一つの貫通流路４４を設けてもよいし、複数の貫通流路４４を設けてもよい。即ち、ブッシュ４０には、一つの流体吹き出し口４８を設けてもよいし、複数の流体吹き出し口４８を設けてもよい。
圧力計２６は、エア流路２８に設けられている。圧力計２６は、エア流路２８を流れる加圧エアの圧力を測定する。詳しくは後述するが、エアセンサ３０は、圧力計２６による測定値の変動により、可動部１０が基準位置に到達したのか否かを検出する。
【００１９】
図２に、ガイドシャフト１２とコマ１８の接続部を拡大して示す。図２を参照して、コマ１８のガイドシャフト１２への取付構造を説明する。
コマ１８は、止め具４６を用いてガイドシャフト１２に固定されている。ガイドシャフト１２の端面１２ａには、タップ穴１３が形成されている。コマ１８には、上面１８ｃから下面１８ｄに貫通する貫通孔１９ａが形成されている。コマ１８の貫通孔１９ａの下部には、貫通孔１９ａよりも大径に形成された座ぐり部１９ｂが形成されている。止め具４６には、ガイドシャフト１２に形成されたタップ穴１３に螺合しているねじ部４６ａが形成されている。また止め具４６には、ねじ部４６ａに連続して主軸部４６ｂが形成されている。主軸部４６ｂは、コマ１８の貫通孔１９ａよりも小径であり、貫通孔１９ａよりも長く形成されている。さらに、止め具４６には、主軸部４６ｂに連続して傘部４６ｃが形成されている。傘部４６ｃは、貫通孔１９ａよりも大径であり、座ぐり部１９ｂよりも小径であり、座ぐり部１９ｂの深さと略同一の長さに形成されている。
尚、図１〜図６では、説明の便宜を図るために、コマ１８と止め具４６の間及びコマ１８とガイドシャフト１２の間の隙間を拡大して記載している。
【００２０】
以上に説明したように、コマ１８の貫通孔１９ａは、ガイドシャフト１２の主軸部４６ｂよりも短く形成されている。それにより、コマ１８はガイドシャフト１２に対して軸方向に移動可能に支持されている。また、コマ１８の貫通孔１９ａは、ガイドシャフト１２の主軸部４６ｂよりも大径に形成されており、コマ１８の座ぐり部１９ｂは、ガイドシャフト１２の傘部４６ｃよりも大径に形成されている。それにより、コマ１８はガイドシャフト１２に対して径方向に移動可能に支持されている。また、コマ１８がガイドシャフト１２に対して軸方向及び径方向に隙間を設けて支持されていることで、コマ１８はガイドシャフト１２に対して揺動可能に支持されている。
【００２１】
リフタ装置２の動作について、図１〜図４を用いて説明する。
図１、図２は、油圧シリンダ６のシリンダロッド８が最下点（戻り限）に位置しており、可動部１０が最下点に位置する状態を示す。この場合、図１、図２に示すように、ブッシュ４０の貫通孔４２内には、ガイドシャフト１２が位置している。この場合、ブッシュ４０の貫通孔４２とガイドシャフト１２の間には、比較的に大きなクリアランスが形成されている。従って、貫通孔４２に供給された加圧エアは、大きな抵抗を受けることなく貫通孔４２の外へ排出される。この状態では、エア流路２８内の加圧エアの圧力は比較的に低く保たれる。
【００２２】
油圧シリンダ６がシリンダロッド８を上昇させると、これに伴って可動部１０及びガイドシャフト１２、１４が上昇する。可動部１０が基準位置まで移動すると、図３に示すように、ガイドシャフト１２の端面１２ａに設けられたコマ１８がブッシュ４０の貫通孔４２へ進入する。この場合、図４に示すように、ブッシュ４０の貫通孔４２とコマ１８の大径部１８ａの間のクリアランスＤは、図１に示した状態よりも狭まる。これにより、貫通孔４２に供給された加圧エアの排出が阻害され、エア流路２８内部の加圧エアの圧力が上昇する。圧力計２６は、この圧力の変化を監視し、可動部１０が貫通孔４２とコマ１８が重なる基準位置に移動したことを検出する。これによって、エアセンサ３０は、可動部１０が基準位置に移動したことを検出することができる。
【００２３】
上記した動作において、ワーク１６が可動部１０に偏って載置されるなどの原因により、ガイドシャフト１２がシャフトホルダ３２に対して傾くことがある。この場合、ガイドシャフト１２の軸の位置が、シャフトホルダ３２に対して変位する。その結果、図５に示すように、ガイドシャフト１２によって支持されているコマ１８の大径部１８ａが、ブッシュ４０に干渉することになる。
上記の事象に対し、本実施例では、コマ１８がガイドシャフト１２に対して変位可能に支持されている。そのため、ガイドシャフト１２がシャフトホルダ３２に対して傾き、コマ１８がブッシュ４０に干渉した場合に、コマ１８はその位置と姿勢（傾き）を変化させることができる。図６に示すように、ブッシュ４０に干渉したコマ１８は、ブッシュ４０の貫通孔４２に沿うように、ガイドシャフト１２に対して揺動しながら水平方向に変位する（矢印７０の方向）。これによって、コマ１８は、貫通孔４２に対して略同軸となる姿勢で進入していく。可動部１０の移動が阻害されることもなければ、貫通孔４２の内壁とコマ１８の大径部１８ａの間のクリアランスを大きくする必要もない。精度の良いエアセンサ３０を実現することができる。
【００２４】
本実施例では、図１、図２に示すように、コマ１８の大径部１８ａの上部、即ち、大径部１８ａの貫通孔４２に進入する側には、テーパ部１８ｂが形成されている。なお、テーパ部１８ｂは、ガイドシャフト１２よりも大径であるので、大径部１８ａの一部であるともいえる。
コマ１８の大径部１８ａの上部にテーパ部１８ｂが形成されていると、コマ１８の大径部１８ａがブッシュ４０に干渉するに先立って、テーパ部１８ｂがブッシュ４０と干渉し、この干渉によってコマ１８が矢印７０の方向に移動する。これによって、コマ１８をブッシュ４０の貫通孔４２にスムースに移動させることができる。
【００２５】
（第２実施例）
図７に、第２実施例のリフタ装置１０２を示す。このリフタ装置１０２では、架台１０４にガイドシャフト１１２、１１４が固定されており、可動部１１０にシャフトホルダ１３２、１３４が固定されている。その他の点は第１実施例のリフタ装置２と同じであり、重複説明を省略する。
尚、図７でも、説明の便宜を図るために、コマ１１８と止め具４６及びコマ１１８とガイドシャフト１１２の隙間を拡大して記載している。
本実施例では、コマ１１８がガイドシャフト１１２に略同軸に支持されており、ガイドシャフト１１２に対して径方向に移動可能に支持されているとともに、ガイドシャフト１１２に対して揺動可能に支持されている。また、ブッシュ１４０がシャフトホルダ１３２に略同軸に支持されており、ブッシュ１４０の中心には貫通孔１４２が形成されている。本実施例のリフタ装置１０２では、可動部１１０の上昇によってコマ１１８が貫通孔１４２に進入する際に、コマ１１８の大径部１１８ａとブッシュ１４０が強く干渉することがない。コマ１１８の大径部１１８ａと貫通孔１４２の間のクリアランスを小さくすることができる。ブッシュ１４０と、コマ１１８と、エア流路２８と、圧力計２６によって、精度のよいエアセンサ１３０を実現することができる。
【００２６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施例のリフタ装置２を示す。
【図２】ガイドシャフト１２とコマ１８の拡大図を示す。
【図３】第１実施例のリフタ装置２を示す。
【図４】ガイドシャフト１２とコマ１８の拡大図を示す。
【図５】従来技術の問題点を説明する図である。
【図６】本実施例の効果を説明する図である。
【図７】第２実施例のリフタ装置１０２を示す。
【符号の説明】
【００２８】
２・・・・・リフタ装置
４・・・・・架台
６・・・・・油圧シリンダ
８・・・・・シリンダロッド
１０・・・・可動部
１２、１４・・・・ガイドシャフト
１３・・・・ガイドシャフトのタップ穴
１８・・・・コマ
１８ａ・・・コマの大径部
１８ｂ・・・コマのテーパ部
１９ａ・・・コマの貫通孔
１９ｂ・・・コマの座ぐり部
２４・・・・エア源
２６・・・・圧力計
２８・・・・エア流路
３０・・・・エアセンサ
３２、３４・・・・シャフトホルダ
４０・・・・ブッシュ
４２・・・・ブッシュの貫通孔
４４・・・・ブッシュの貫通流路
４６・・・・止め具
【図１】
0005211840.tif 000002
【図２】
0005211840.tif 000003
【図３】
0005211840.tif 000004
【図４】
0005211840.tif 000005
【図５】
0005211840.tif 000006
【図６】
0005211840.tif 000007
【図７】
0005211840.tif 000008