(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を前後動させるアクチュエータと、移動体を前進位置で位置規制するストッパと、前記アクチュエータの前進駆動時に、移動体が前記ストッパで位置規制されることで前記移動体とアクチュエータとの係合が外れ、アクチュエータだけがさらに前進可能となる係脱手段と、この係脱手段による係合外れ状態で前記アクチュエータから前記移動体に作用させる後退防止力を増大させる後退防止力増大手段とを備えた移動体のロック装置。
【請求項２】
前記係脱手段は、前記移動体とアクチュエータとを係合させる係合部材を弾性体で係合方向に付勢するものである請求項１記載の移動体のロック装置。
【請求項３】
前記後退防止力増大手段は、アクチュエータに設けられた楔部材と、前記移動体に開閉自在に設けられて前記楔部材の前進で開き動作する開閉部材と、固定側部材に設けられて前記開閉部材の開きを止める接触部材とでなる請求項１または請求項２記載の移動体のロック装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、前後動する移動体、例えば板材加工機の退避式ワークホルダや、車両、エレベータのスライド扉等の移動体を、前進位置で後退不能にロックする移動体のロック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パンチプレス等の板材加工機においては、ワークテーブル上に載置された板材をワークホルダで把持して加工位置に移動させる板材送り装置が設けられている。この板材送り装置は、前後に移動するキャリッジと、キャリッジを左右移動するクロススライドと、クロススライドに装着された複数のワークホルダとで構成される。
ところで、このような構成の板材送り装置で板材を加工位置に移動させるときに、板材のワークホルダによる把持箇所が加工予定箇所となる場合には、そのまま板材を加工位置に移動させると加工予定箇所のワークホルダが板材加工機のパンチ位置等の加工位置に進入し、ワークホルダ自体が打ち抜かれてしまうといった不具合が生じる。
【０００３】
そこで、このような不具合を回避するために、クロススライドに並設されるワークホルダの個数を３個以上とすると共に、各ワークホルダをクロススライドに対して後退位置へ退避可能とし、加工位置に干渉するワークホルダをエアシリンダ等のアクチュエータで退避位置へ移動させるようにしたものが提案されている。この場合、ワークホルダを元の把持位置へ前進復帰させたときに、ワークホルダが確実に位置規制されるように、別のアクチュエータで駆動されるロック機構によりワークホルダがクロススライドに対してロックされる。
【０００４】
また、電車等の車両、エレベータ、または処理室のスライド扉では、扉を閉じ位置に強固にロックすることが必要な場合がある。このような扉類のロックも、開閉用のアクチュエータとは別のアクチュエータで駆動されるロック機構が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記構成のものでは、ワークホルダや扉等の移動体を前進位置でロックするのに、移動体を進退移動させるアクチュエータとは別のアクチュエータを用いるため、構成が複雑になるという問題点がある。
また、前記ロック機構を省略して移動体を前進位置に強固に位置規制しようとすると、移動体を退避移動させるアクチュエータとして大出力のものが必要となる。
【０００６】
この発明の目的は、ロック専用のアクチュエータを用いることなく、簡易な構成で強固に移動体をロックすることのできる移動体のロック装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の移動体のロック装置は、移動体を前後動させるアクチュエータと、移動体を前進位置で位置規制するストッパとを設ける。前記アクチュエータの前進駆動時に、移動体が前記ストッパで位置規制されることで前記移動体とアクチュエータとの係合が外れ、アクチュエータだけがさらに前進可能となる係脱手段を設ける。この係脱手段による係合外れ状態で、前記アクチュエータから前記移動体に作用させる後退防止力を増大させる後退防止力増大手段を設ける。
この構成によると、移動体がアクチュエータの駆動で前進してストッパで位置規制されたときに、係脱手段による係合が外れ、アクチュエータのみがさらに前進する。このようにアクチュエータのみが前進した状態で、移動体はアクチュエータの前進力、つまり後退防止力で後退が阻止される。このとき、アクチュエータの後退防止力は、後退防止力増大手段の機能により増力されて移動体に伝えられる。そのため、小出力のアクチュエータで移動体の確実な後退防止、つまり強固なロックが行える。このように、ロック専用のアクチュエータを用いることなく、進退用のアクチュエータで、移動体を前進位置で強固にロックできる。また後退防止力増大手段を用いるため、アクチュエータは小出力のもので足り、簡易な構成で済む。
【０００８】
この発明において、前記係脱手段は、前記移動体とアクチュエータとを係合させる係合部材を弾性体で係合方向に付勢するものとしても良い。
このように、係合部材と弾性体とで係脱手段を構成することで、移動体の進退に伴う係脱を、簡易な構成で行える。
【０００９】
この発明において、前記後退防止力増大手段は、アクチュエータに設けられた楔部材と、前記移動体に開閉自在に設けられて前記楔部材の前進で開き動作する開閉部材と、固定側部材に設けられて前記開閉部材の開きを止める接触部材とで構成しても良い。固定側部材は、移動体の進退に対して静止側となる部材のことである。
この構成の場合、前記のように移動体がアクチュエータの駆動で前進してストッパで位置規制され、係脱手段による係合が外れた後、アクチュエータのみがさらに前進する。このときに、アクチュエータに設けられた楔部材が開閉部材を押し開き、開閉部材が固定側部材の接触部材に押し付けられ、その接触面および楔部材と開閉部材との接触面に大きな摩擦力が作用する。そのため、アクチュエータの前進力は楔部材による楔作用で増大されて移動体の大きな後退防止力として作用する。このように楔部材を設けることで、簡易な構成で大きな増力が行え、小出力の進退用アクチュエータによる強固なロックが実現される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図４はこの発明を退避式ワークホルダに適用した板材加工機の斜視図である。この板材加工機は、タレット式のパンチプレスからなる。ベースフレーム１に、板材Ｗを載置するワークテーブル２と、このワークテーブル２上で板材Ｗを前後（Ｙ軸方向）、左右（Ｘ軸方向）に移動させる板材送り装置３とが設けられている。ベースフレーム１の後部には、Ｃ形のフレーム部１ａが連続して形成され、このＣ形フレーム部１ａ内にラム５を昇降駆動するパンチ駆動機構が設けられている。ラム５は、タレット４に支持されたパンチ工具Ｔ（図２）をパンチ動作させるものである。ワークテーブル２は、ベースフレーム１に固定された中央の固定テーブル６と、レール７上を前後に移動する両側のスライドテーブル８とで構成される。スライドテーブル８の端部には、板材Ｗの左右方向の位置決めを行う突没自在なエンドロケータ９が設けられている。
【００１１】
板材送り装置３は、両側のスライドテーブル８と一体に形成されて前後移動するキャリッジ１０を有し、キャリッジ１０にはクロススライド１１が搭載されている。キャリッジ１０の進退駆動は、ベースフレーム１に設けられた送りねじ（図示せず）により行われる。
クロススライド１１は、複数（例えば３個）のワークホルダ１２が左右に並べて取付けられており、キャリッジ１０に設けられたサーボモータ１３の駆動で、送りねじ１４およびボールナット１５を介してＸ軸方向に進退駆動される。
【００１２】
ワークホルダ１２は、図１および図２に平面図および破断側面図でそれぞれ示すように、クロススライド１１に取付けられるワークホルダ本体１６と、挟持爪１７などによって構成される。挟持爪１７は、下爪１８に上爪１９を支軸２０（図２）回りで開閉回動自在に連結したものであり、板材Ｗを上下両爪１８，１９の先端間で挟持する。
【００１３】
ワークホルダ本体１６は、クロススライド１１に固定される固定側部材２１と、この固定側部材２１に対して前後に進退自在に支持される移動体２２とで構成される。固定側部材２１は、移動体２２を前後方向に進退ガイドする一対のガイドレール２３，２３が設けられている。固定側部材２１は、平板状の上面板部を有し、この上面板部に、移動体２２の進退路用の開口２１ａが前後方向に延びて形成されている。移動体２２の左右上面には、固定側部材２１の両ガイドレール２３に摺動自在に係合する一対の摺動部材２４，２４（図３参照）がそれぞれ設けられており、これによって移動体２２が固定側部材２１に対して円滑に進退ガイドされる。
【００１４】
図２に示すように、固定側部材２１の後部には、移動体２２を進退駆動するアクチュエータ２５が設置されている。アクチュエータ２５は、進退ロッド２６を進退させるものであって、例えば流体圧シリンダからなる。進退ロッド２６は、移動体２２の後端連結部２２ａに係脱手段２８を介して連結されている。
係脱手段２８は、移動体２２の後端連結部２２ａに設けられた係合部材収容孔２９に突没可能に収容された係合部材３０と、その突出付勢用の弾性体３１と、係合部材３０が係合する係合溝３３とで構成される。係合溝３３は、進退ロッド２６の先端部材２７の外周に形成されている。移動体２２の後端連結部２２ａは、進退ロッド２６の先端部材２７が進退自在に嵌合する進退ロッド挿通孔３２を有しており、係合部材収容孔２９は、進退ロッド挿通孔３２内に開口している。係合部材３０は球体からなり、弾性体３１はコイルばねからなる。係合部材収容孔２９の外側開口部には、弾性体３１を抜け止めする雄ねじ３４が螺着されている。
【００１５】
進退ロッド２６における先端部材２７の先端には楔部材３５が設けられている。この楔部材３５は、先端側を小幅部３５ａに、基端側を大幅部３５ｂにしたものである。移動体２２の後部上面における楔部材３５を挟んだ左右両側には、垂直な支軸３６回りに開閉自在に一対の開閉部材３７，３７が設けられている。これら開閉部材３７は、垂直軸回りに回転自在とした係合ローラ３８を有するブロック体からなる。これら開閉部材３７の係合ローラ３８は、進退ロッド２６が係脱手段２８で移動体２２の後端連結部２２ａに係合する位置よりもさらに進出した状態で、楔部材３５の大幅部３５ｂに係合する。この係合により、開閉部材３７はその背面３７ａが前後方向に対して若干外側に開いた姿勢となる。また、進退ロッド２６が移動体２２の後端連結部２２ａに係合する位置では、開閉部材３７の係合ローラ３８が楔部材３５の小幅部３５ａに係合して、開閉部材３７はその背面３７ａが前後方向と平行な閉じ姿勢となる。
【００１６】
固定側部材２１には、両開閉部材３７の背面３７ａが摺接する一対の接触部材３９，３９が設けられている。これら接触部材３９の内向き面は、開閉部材３７の背面３７ａに対向する前部が外向きに傾斜するテーパ部３９ａとされ、それより後方の部分が前後方向と平行となる平行部３９ｂとされている。これにより、進退ロッド２６が係脱手段２８で移動体２２の後端連結部２２ａに係合する位置よりもさらに進出した状態で、楔部材３５の大幅部３５ｂに開閉部材３７の係合ローラ３８が係合して、開閉部材３７が開き姿勢となる。このとき、開閉部材３７の背面３７ａが接触部材３９のテーパ部３９ａで受け止められ、開閉部材３７の開きが止められる。この状態で、移動体２２を後退させる外力が移動体２２に作用しても、開閉部材３７が接触部材３９のテーパ部３９ａに楔状に係合しているので、移動体２２がロックされ、アクチュエータ２５から移動体２２に作用させる後退防止力を増大させることができる。すなわち、楔部材３５、開閉部材３７および接触部材３９によって、アクチュエータ２５から移動体２２に作用する後退防止力を増大させる後退防止力増大手段４０が構成される。
【００１７】
図１，図２に示すように、挟持爪１７を構成する下爪１８の後端部は、移動体２２の下部両側に軸を水平に向けて配置された一対の回動支軸４１，４１に支持されている。上爪１９は、下爪１８の後部に搭載された昇降シリンダ４２の進退駆動によって開閉動作する。
【００１８】
挟持爪１７を構成する下爪１８の両側部には、カム溝４３がそれぞれ設けられている。また、固定側部材２１の前端両側部には、移動体２２を所定の前進位置で位置規制するストッパ４４が設けられている。移動体２２が前進位置に進出した状態で、挟持爪１７は板材Ｗを把持できる把持位置まで前進する。また、両ストッパ４４には、前記カム溝４３とでカム機構を構成するカムフォロワ４５がそれぞれ設けられている。これらカムフォロワ４５は、コロからなり、カム溝４３の下向きのカム面４３ａに案内される。これにより、下爪１８の中間部分がカムフォロワ４５を介して固定側部材２１のストッパ４４に支持され、挟持爪１７はほぼ水平姿勢に維持される。
【００１９】
カム溝４３のカム面４３ａは、前後が中間部より若干低い低位部とされており、把持位置に挟持爪１７が進出して、カムフォロワ４５がカム溝４３における前方の低位部に接触した状態では、挟持爪１７の先端部が板材Ｗの把持が可能な適正高さとなる。退避位置に挟持爪１７が後退したときも、カムフォロワ４５がカム溝４３における後方の低位部に接触状態となるため、挟持爪１７の先端部は把持位置の場合とほぼ同じ高さとなる。カムフォロワ４５がカム溝４３の中間の摺動面４３ａに摺接しているとき、すなわち挟持爪１７が把持位置と退避位置間の切換移動途上にあるときは、挟持爪１７の先端部の高さは、把持位置や退避位置にあるときより若干低くなる。これにより、挟持爪１７が把持位置から退避位置へ切換移動するときや、退避位置から把持位置へ復帰するときに、挟持爪１７の先端部が板材Ｗを引きずったり押したりして、板材Ｗの位置がずれてしまうという事態を回避することができる。
【００２０】
次に、ワークホルダ１２の退避および復帰動作を説明する。図５に示すように、アクチュエータ２５の後退駆動により、移動体２２が所定位置まで後退して、挟持爪１７が退避位置にあるときは、進退ロッド２６の先端部材２７は、図８に示すように係脱手段２８を介して移動体２２の後端連結部２２ａに係合している。また、このとき、両開閉部材３７の係合ローラ３８は、図９に示すように先端部材２７に設けられた楔部材３５の小幅部３５ａに係合していて、両開閉部材３７は閉じ姿勢にある。
【００２１】
挟持爪１７が前記退避位置にある状態から、アクチュエータ２５が前進駆動すると、移動体２２が固定側部材２１のガイドレール２３にガイドされて進出動作する。このとき、両開閉部材３７は閉じ姿勢にあり、その背面３７ａが固定側部材２１の接触部材３９の平行部３９ｂと平行になっているので、移動体２２の進出の妨げにならない。
【００２２】
移動体２２の前端が固定側部材２１のストッパ４４に当接して、進出位置に規制される位置まで移動体２２が進出すると、挟持爪１７は板材Ｗを把持可能な把持位置となる。この状態で、アクチュエータ２５がさらに前進駆動すると、図６に示すように係脱手段２８を構成する係合部材３０の係合溝３３への係合が外れ、図１に示すように移動体２２を残して進退ロッド２６だけがさらに前進する。このとき、両開閉部材３７の係合ローラ３８は、図７に示すように、進退ロッド２６の先端の楔部材３５の小幅部３５ａに係合した状態から、大幅部３５ｂに係合する状態へと変化する。これにより両開閉部材３７は、その背面３７ａが接触部材３９のテーパ部３９ａに接触して開き止めされるところまで開く。この状態で、移動体２２を後退させる外力が移動体２２に作用しても、開閉部材３７が接触部材３９のテーパ部３９ａに楔状に係合しているので、移動体２２は後退阻止状態にロックされる。すなわち、アクチュエータ２５から移動体２２に作用させる後退防止力が楔部材３５で増大され、後退が阻止される。そのため、挟持爪１７による板材Ｗの把持を、不測に挟持爪１７が後退することなく、安定良く行うことができる。
【００２３】
前記ロック状態から、アクチュエータ２５を後退駆動させて、挟持爪１７を退避移動させる場合、先ず移動体２２を残して進退ロッド２６だけが若干後退したところで、係脱手段２７により進退ロッド２６が移動体２２の後端連結部２２ａに係合する。すなわち、図８に示すように進退ロッド２６の先端部材２７の係合溝３３に係合部材３０が係合する。また、このとき、両開閉部材３７の係合ローラ３８は、楔部材３５の大幅部３５ｂに係合した状態から小幅部３５ａ側に対応する位置に相対的に変位するので、閉じ姿勢への変化が可能な状態となって、接触部材３９のテーパ部３９ａへの両開閉部材３７の係合が解除され、ロック解除となる。これにより、進退ロッド２６の以後の後退動作で移動体２２が後退し、図５に示す退避位置まで挟持爪１７が退避する。
【００２４】
このように、この構成のロック装置によると、アクチュエータ２５から移動体２２に作用させる後退防止力を、後退防止力増大手段４０によって増大させることができる。そのため、移動体２２の進退を低コストの小出力のアクチュエータ２５で行うことができる。また、移動体２２の進退駆動とは別のロック専用のアクチュエータを用いることなく、移動体２２を前進位置で強固にロックすることができる。
【００２５】
前記係脱手段２８は、移動体２２と進退ロッド２６とを係合させる係合部材３０を、弾性体３１で係合方向に付勢したものであるため、係脱を簡単に行うことができる。
【００２６】
また、後退防止力増大手段４０は、アクチュエータ２５の進退ロッド２６に設けられた楔部材３５と、移動体２２に開閉自在に設けられて楔部材３５の前進で開き動作する開閉部材３７と、固定側部材２１に設けられて開閉部材３７の開きを止める接触部材３９とで構成したため、アクチュエータ２５の前進駆動により開閉部材３７が開き、接触部材３９に接触して開き止めされることにより、移動体２２の後退防止力を増大させることができ、ロックおよびロック解除を簡単に行うことができる。
【００２７】
なお、前記実施形態では、板材加工機における退避式のワークホルダ１２をロックする機構に適用したが、この発明は、移動体の後退阻止一般に適用できる。例えば、この発明は、エレベータや電車のスライド扉のロックに適用することができる。その場合、スライド扉が請求項１で言う移動体となる。このように扉のロック機構として適用した場合にも、小出力のアクチュエータで扉の開閉を行うことができ、また扉の開閉駆動用とは別のアクチュエータを用いることなく、扉を閉じ位置で強固にロックすることができる。
【００２８】
【発明の効果】
この発明の移動体のロック装置は、移動体を前後動させるアクチュエータと、移動体を前進位置で位置規制するストッパと、前記アクチュエータの前進駆動時に、移動体が前記ストッパで位置規制されることで前記移動体とアクチュエータとの係合が外れ、アクチュエータだけがさらに前進可能となる係脱手段と、この係脱手段による係合外れ状態で前記アクチュエータから前記移動体に作用させる後退防止力を増大させる後退防止力増大手段とを設けたため、ロック専用のアクチュエータを用いることなく、簡易な構成で強固に移動体をロックすることができる。
前記係脱手段を、前記移動体とアクチュエータとを係合させる係合部材を弾性体で係合方向に付勢するものとした場合は、移動体の進退に伴う係脱を、簡易な構成で行える。
前記後退防止力増大手段を、アクチュエータに設けられた楔部材と、前記移動体に開閉自在に設けられて前記楔部材の前進で開き動作する開閉部材と、固定側部材に設けられて前記開閉部材の開きを止める接触部材とで構成した場合は、簡易な構成で大きな増力が行え、小出力のアクチュエータによる強固なロックが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる移動体のロック装置を用いたワークホルダの平面図である。
【図２】同ワークホルダの縦断面図である。
【図３】図１におけるIII −III 矢視断面図である。
【図４】同ワークホルダを用いた板材加工機の外観斜視図である。
【図５】同ワークホルダの挟持爪が退避位置にある状態を示す平面図である。
【図６】同ワークホルダにおける係合手段の非係合状態を示す断面図である。
【図７】同ワークホルダにおける後退防止力増大手段のロック状態を示す平面図である。
【図８】その係合手段の係合状態を示す断面図である。
【図９】その後退防止力増大手段のロック解除状態を示す平面図である。
【符号の説明】
２１…固定側部材
２２…移動体
２５…アクチュエータ
２８…係脱手段
３０…係合部材
３１…弾性体
３５…楔部材
３７…開閉部材
３９…接触部材
４０…後退防止力増大手段
４４…ストッパ
【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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【図８】
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【図９】
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