(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のガス供給源に接続された給気通路を有するとともに固定側部材に配設される給気部材と、受気通路を有するとともに所定の移動部材に配設される受気部材と、前記固定側部材に配設され、前記移動部材が予め定められた連結位置に停止させられた状態で前記給気部材と前記受気部材とを相対的に接近させて互いに密着させることにより前記給気通路と前記受気通路とを接続する連結駆動手段とを備えた連結ユニットにおいて、
前記給気部材および前記受気部材にそれぞれ一体的に設けられた電気的絶縁材料製の一対の給気側電極保持部材および受気側電極保持部材と、
前記一対の電極保持部材の前記連結駆動手段による接近方向において互いに対向する位置にそれぞれ配設され、前記給気通路と前記受気通路との接続時に互いに接触させられて電気的に接続される給気側電極および受気側電極と
を有する一方、
前記連結駆動手段はエアシリンダで、且つ該エアシリンダのピストンロッドは前記給気部材を兼ねていて、前記給気通路が設けられるとともに先端面に出側開口部が形成されており、該ピストンロッドが突き出されて該先端面が前記受気部材に押圧されることにより該給気通路が前記受気通路に接続され、該エアシリンダの駆動用の圧力エアを該給気通路から該受気通路へ供給するものであり、
該エアシリンダは、
前記ピストンロッドのうち前記給気通路の入側開口部より該ピストンロッドの引き込み側に一体的に設けられた弁部材と、
該弁部材よりも前記ピストンロッドの突き出し側に軸方向の相対移動可能に配設され、常には付勢手段の付勢力に従って該弁部材に着座させられることにより、該弁部材側の圧力室と前記給気通路の入側開口部とを遮断するとともに、該圧力室内に供給された圧力エアによって該ピストンロッドと一体的に突き出し側へ移動させられ、該ピストンロッドを前記受気部材に当接させるが、その当接状態において前記圧力室内のエア圧が所定圧以上になると前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁部材から離間させられ、該圧力室内の圧力エアが前記給気通路の入側開口部内に流入することを許容するピストンとを有する
ことを特徴とする給気通電連結ユニット。
【請求項２】
前記給気側電極保持部材は、環状を成して前記ピストンロッドの外周側に略同心に配設されるものである一方、
Ｕ字形状の切欠が設けられ、前記ピストンロッドの外周面に形成された係合溝に軸心と直角な方向から嵌め込まれて軸方向の相対移動不能に取り付けられるとともに、該ピストンロッドに軸方向から嵌合される前記給気側電極保持部材がねじ締結により着脱可能に固定される取付ブロックと、
前記ピストンロッドの軸心と平行なガイド部材および該ガイド部材に軸方向の相対移動可能に係合させられる係合部材の一方および他方が、前記取付ブロックおよび前記給気側電極保持部材の少なくとも一方およびシリンダ本体に設けられ、該取付ブロックおよび給気側電極保持部材の軸心まわりにおける位置決めを行う位置決め手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の給気通電連結ユニット。
【請求項３】
前記給気側電極および前記受気側電極の一方は、前記連結駆動手段による接近方向の移動可能に配設されるとともに常には付勢手段の付勢力により他方の電極側へ移動した前進端位置に保持され、該連結駆動手段による接近時に前記給気通路と前記受気通路との接続に先立って該他方の電極に当接させられるとともに、当接後は該付勢手段の付勢力に抗して前進端位置から相対的に後退させられて該給気通路と該受気通路との接続を許容する可動電極であり、
それ等の電極とリード線との接続部は、それぞれ前記電極保持部材に形成された凹所内に位置させられて電気的絶縁樹脂材料により埋設されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の給気通電連結ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定側から移動部材へ圧力エアなどを供給する給気連結ユニットと、電気信号を授受したり電力を供給したりする通電連結ユニットとを一体化した給気通電連結ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の溶接や組立などを行う生産ラインの一種に、自動車ボディ等のワークを治具パレットにセットしたまま、その治具パレットを各作業ステーションへ順次移動させて所定の作業を行う治具循環方式と称するものがある。治具パレットは、ワークを位置決め固定するためにエアシリンダなどを動力源とするクランプ装置を備えているとともに、そのクランプ装置の作動を制御するために電磁弁などでエア回路を切り換えたり、搬送しているワークの種類や作業内容などの情報を記憶していて各作業ステーションに連絡したりするコントローラなどが搭載される。その場合に、治具パレットに常時圧力エアや電力などを供給することは、エア回路や電気配線の取り廻しが困難であり、給気連結ユニットや通電連結ユニットを用いて各作業ステーション毎に圧力エアや電力を供給するようにしているのが普通である。
【０００３】
給気連結ユニットは、例えば、(a) 圧力エア供給源など所定のガス供給源に接続された給気通路を有するとともに固定側部材に配設される給気部材と、(b) 受気通路を有するとともに上記治具パレットなどの所定の移動部材に配設される受気部材と、(c) 前記固定側部材に配設され、前記移動部材が上記作業ステーションなどの予め定められた連結位置に停止させられた状態で、前記給気部材と前記受気部材とを相対的に接近させて互いに密着させることにより前記給気通路と前記受気通路とを接続するエアシリンダなどの連結駆動手段とを備えて構成される。通電連結ユニットについても、例えば固定側部材および移動部材にそれぞれ電極を配設し、固定側部材に配設されたエアシリンダなどの連結駆動手段により両電極を接触させて接続するように構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように給気連結ユニットと通電連結ユニットとが別体に構成されると、部品点数が多くて装置が高価になるとともに、大きな設置スペースが必要になるという問題があった。
【０００５】
また、給気連結ユニットは、一般に連結駆動手段によって給気部材を受気部材に連結した後、給気切換弁などを切り換えて給気するようになっていたため、この点でも部品点数が多くなるとともに、連結を確認してから切換弁を切り換える必要があるなど制御も複雑になる。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、給気連結ユニットおよび通電連結ユニットの機能を併せ備えた連結ユニットを提供することにある。別の目的は、連結駆動手段による連結動作に続いて給気が自動的に行われるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、(a) 所定のガス供給源に接続された給気通路を有するとともに固定側部材に配設される給気部材と、(b) 受気通路を有するとともに所定の移動部材に配設される受気部材と、(c) 前記固定側部材に配設され、前記移動部材が予め定められた連結位置に停止させられた状態で前記給気部材と前記受気部材とを相対的に接近させて互いに密着させることにより前記給気通路と前記受気通路とを接続する連結駆動手段とを備えた連結ユニットにおいて、(d) 前記給気部材および前記受気部材にそれぞれ一体的に設けられた電気的絶縁材料製の一対の給気側電極保持部材および受気側電極保持部材と、(e) 前記一対の電極保持部材の前記連結駆動手段による接近方向において互いに対向する位置にそれぞれ配設され、前記給気通路と前記受気通路との接続時に互いに接触させられて電気的に接続される給気側電極および受気側電極とを有する一方、(f) 前記連結駆動手段はエアシリンダで、且つそのエアシリンダのピストンロッドは前記給気部材を兼ねていて、前記給気通路が設けられるとともに先端面に出側開口部が形成されており、そのピストンロッドが突き出されてその先端面が前記受気部材に押圧されることによりその給気通路が前記受気通路に接続され、そのエアシリンダの駆動用の圧力エアをその給気通路から受気通路へ供給するものであり、(g) そのエアシリンダは、(g-1) 前記ピストンロッドのうち前記給気通路の入側開口部よりそのピストンロッドの引き込み側に一体的に設けられた弁部材と、(g-2) その弁部材よりも前記ピストンロッドの突き出し側に軸方向の相対移動可能に配設され、常には付勢手段の付勢力に従ってその弁部材に着座させられることにより、その弁部材側の圧力室と前記給気通路の入側開口部とを遮断するとともに、その圧力室内に供給された圧力エアによってそのピストンロッドと一体的に突き出し側へ移動させられ、そのピストンロッドを前記受気部材に当接させるが、その当接状態において前記圧力室内のエア圧が所定圧以上になると前記付勢手段の付勢力に抗して前記弁部材から離間させられ、その圧力室内の圧力エアが前記給気通路の入側開口部内に流入することを許容するピストンとを有することを特徴とする。
【０００９】
第２発明は、前記第１発明の給気通電連結ユニットにおいて、(a) 前記給気側電極保持部材は、環状を成して前記ピストンロッドの外周側に略同心に配設されるものである一方、(b) Ｕ字形状の切欠が設けられ、前記ピストンロッドの外周面に形成された係合溝に軸心と直角な方向から嵌め込まれて軸方向の相対移動不能に取り付けられるとともに、そのピストンロッドに軸方向から嵌合される前記給気側電極保持部材がねじ締結により着脱可能に固定される取付ブロックと、(c) 前記ピストンロッドの軸心と平行なガイド部材およびそのガイド部材に軸方向の相対移動可能に係合させられる係合部材の一方および他方が、前記取付ブロックおよび前記給気側電極保持部材の少なくとも一方およびシリンダ本体に設けられ、その取付ブロックおよび給気側電極保持部材の軸心まわりにおける位置決めを行う位置決め手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
第３発明は、前記第１発明または第２発明の給気通電連結ユニットにおいて、(a) 前記給気側電極および前記受気側電極の一方は、前記連結駆動手段による接近方向の移動可能に配設されるとともに常には付勢手段の付勢力により他方の電極側へ移動した前進端位置に保持され、その連結駆動手段による接近時に前記給気通路と前記受気通路との接続に先立ってその他方の電極に当接させられるとともに、当接後はその付勢手段の付勢力に抗して前進端位置から相対的に後退させられてその給気通路と受気通路との接続を許容する可動電極であり、(b) それ等の電極とリード線との接続部は、それぞれ前記電極保持部材に形成された凹所内に位置させられて電気的絶縁樹脂材料により埋設されていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】
このような給気通電連結ユニットによれば、単一の連結駆動手段によって給気通路と受気通路とが接続されるとともに給気側電極と受気側電極とが接続されるため、部品点数が少なくなって装置が簡単且つ安価に構成されるとともに、設置スペースも小さくなる。
【００１２】
また、連結駆動手段としてエアシリンダを用いているとともに、そのエアシリンダは、給気部材としてのピストンロッドが突き出されて受気部材に押圧され、給気通路と受気通路とが接続されると、エア圧の上昇に伴ってピストンが付勢手段の付勢力に抗して弁部材から自動的に離間させられ、圧力室に供給される駆動用の圧力エアを給気通路から受気通路へ供給するようになっているため、給気通路と受気通路とを接続した後に給気切換弁などを切り換えて駆動用圧力エアとは別経路で圧力エアを供給する場合に比較して、エア回路が簡略化され部品点数が少なくなるとともに、給気通路と受気通路との接続を確認して給気切換弁などを切り換えるといった制御が不要で、装置が全体として簡単且つ安価に構成される。
【００１３】
第２発明の給気通電連結ユニットは、給気部材としてのピストンロッドに軸心と直角な方向から取付ブロックが取り付けられるとともに、その取付ブロックに給気側電極保持部材がねじ締結により着脱可能に固定されるため、給気側電極保持部材はピストンロッドの軸方向の所定位置に高い精度で位置決めされる一方、ガイド部材および係合部材から成る位置決め手段によって軸心まわりの位置決めが行われるため、給気通路と受気通路との接続および給気側電極と受気側電極との接続が常に良好に行われる。また、このようにピストンロッドの軸方向および軸心まわりの位置決めが行われることから、取付ブロックが軸心と直角方向から取り付けられることと合わせて、給気側電極保持部材をピストンロッドに組み付けたり交換したりする作業が容易となる。
【００１４】
第３発明の給気通電連結ユニットは、給気側電極および受気側電極の一方が付勢手段の付勢力に従って前進端位置に保持される可動電極とされ、連結駆動手段による接近時に給気通路と受気通路との接続に先立って他方の電極に当接させられるとともに、当接後は付勢手段の付勢力に抗して前進端位置から相対的に後退させられて給気通路と受気通路との接続を許容するようになっているため、給気通路と受気通路との接続および給気側電極と受気側電極との接続が常に良好に行われる。また、電極とリード線との接続部は、それぞれ電極保持部材に形成された凹所内に位置させられて電気的絶縁樹脂材料により埋設されるようになっているため、他部材との接触による漏電などが良好に防止される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の給気通電連結ユニットは、例えば自動車ボディ等のワークを治具パレットにセットしたままその治具パレットを各作業ステーションへ順次移動させて溶接や組立などの所定の作業を行う治具循環方式の生産ラインにおいて、移動部材としての治具パレットにエアシリンダなどを動力源とするクランプ装置や電磁弁，コントローラなどが搭載されている場合に、連結位置である各作業ステーションで圧力エアや電力などを供給したり電気信号を授受したりする場合に好適に用いられるが、他の生産設備や産業機械等に用いることも可能である。
【００１６】
給気通路および受気通路は、移動部材に配設されたエアシリンダ或いはその他の装置に圧力エアを供給するように構成される。給気側電極および受気側電極は、移動部材に配設されたコントローラ等の電気エネルギーを動力源とする電気装置に電力を供給するためのものでも、そのコントローラやセンサ等との間で電気信号を授受するためのものでも良く、必要に応じて複数対の給気側電極および受気側電極を設けることが可能である。
【００１７】
ピストンを弁部材側へ付勢する付勢手段としては、圧縮コイルスプリングなどのばね部材が好適に用いられ、その付勢手段は、ピストンとシリンダ本体との間、或いはピストンとピストンロッドとの間に配設すれば良い。また、給気部材が受気部材に当接するまで突き出されたピストンロッドは、ピストンを挟んで圧力室と反対側、すなわちピストンロッドの突き出し側に形成される第２圧力室に圧力エアを供給して引き込み端、すなわち給気通路と受気通路との接続および給気側電極と受気側電極との接続が共に遮断される位置まで後退させるようにしても良いが、上記付勢手段をピストンとシリンダ本体との間に配設した場合には、圧力室への圧力エアの供給を停止するだけでその付勢手段により引き込み端まで後退させるようにすることもできる。
【００１９】
第２発明における環状の給気側電極保持部材は、給気部材であるピストンロッドの外周側に軸方向の移動可能に嵌合されるものであれば良く、外周形状は円形，正方形など適宜定められる。すなわち、環状は必ずしも円形環状を意味するものではない。位置決め手段は、位置固定に配設されるシリンダ本体に対して、その中心線であるピストンロッドの軸心まわりにおける給気部材の位置決めを行うもので、ピストンロッドと給気部材との相対回転を阻止することを意味するものではなく、ピストンロッド自体が軸心まわりに回転しても差し支えないが、ピストンロッドと取付ブロックや給気部材とを相対回転不能に係合させて、ピストンロッド自体の軸心まわりの位相を位置決めすることもできる。
【００２０】
第３発明においては、総ての電極とリード線との接続部をそれぞれ電気的絶縁樹脂材料によって埋設することが望ましいが、他部材と接触する恐れがない接続部については必ずしも埋設する必要はない。
【００２１】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１および図２は、本発明の一実施例である給気通電連結ユニット１０が配設された自動溶接などを行う生産ラインの一作業ステーション、すなわち移動部材である治具パレット１２が停止させられる予め定められた連結位置を示す概略図で、自動車ボディ等のワークを載置して複数の作業ステーションへ順次搬送する治具パレット１２がその作業ステーションで停止して位置決めされた状態である。治具パレット１２には複数の車輪１４が取り付けられ、図示しない移動装置によって一対のガイドレール１６に案内されつつ複数の作業ステーションへ順次移動させられる。また、治具パレット１２には、各作業ステーションでワークを位置決め固定するためのエアシリンダを動力源とするクランプ装置や、そのクランプ装置の作動を制御するために電磁弁などでエア回路を切り換えるコントローラなどの電気装置が搭載されており、その圧力エアや電力が給気通電連結ユニット１０を介して供給される。
【００２２】
上記給気通電連結ユニット１０は、治具パレット１２にブラケット１８を介して配設された受気側連結部材２０と、作業ステーションに位置固定に配設された連結駆動手段としてのエアシリンダ２２により受気側連結部材２０に押圧されて連結される給気側連結部材２４とを備えており、そのエアシリンダ２２および給気側連結部材２４は複数の作業ステーションにそれぞれ配設される。図１は平面図で図２は正面図であり、図３は正面図における給気通電連結ユニット１０部分の拡大図、図４は平面図における給気通電連結ユニット１０部分の拡大図、図５は給気側連結部材２４を上方から見た平面図、図６は給気側連結部材２４を図３の左側から見た側面図である。これ等の図から明らかなように、エアシリンダ２２のシリンダ本体２６は、ブラケット２８を介して固定側部材である本体フレーム３０に位置固定に配設されており、配管３２を介して図示しない圧力エア供給源に接続され、その圧力エア供給源から切換弁等を経て供給される圧力エアによって駆動されるとともに、その圧力エアは給気側連結部材２４から受気側連結部材２０，配管３４，連結具３６を経て治具パレット１２側のエア回路に供給される。すなわち、上記エアシリンダ２２を駆動するための圧力エアを供給する圧力エア供給源はガス供給源を兼ねている。また、給気側連結部材２４には２系統の給電側リード線３８，４０が接続され、受気側連結部材２０に接続された受電側リード線４２，４４を介して治具パレット１２に配設された電気装置へ電力を供給する。これ等のリード線３８，４０、４２，４４は、プラス・マイナスの２本１組で１系統を構成している。なお、前記ブラケット１８には円穴４６が形成された取付プレート４８が固設され、受気側連結部材２０はその取付プレート４８に固設されるようになっており、配管３４は円穴４６内において受気側連結部材２０に連結されている。
【００２３】
図７は、前記給気側連結部材２４のうち電力を供給するための給電連結部２４ａの断面図で、図８は平面図、図９は図７におけるIX−IX断面図、図１０は図７におけるＸ−Ｘ断面図、図１１は図８におけるＸＩ矢視図、図１２は図８におけるＸII−ＸII断面図である。この給電連結部２４ａは、給気側電極保持部材５０、取付ブロック５２、位置決めブロック５４などを備えて構成されており、給気側電極保持部材５０および取付ブロック５２は、前記エアシリンダ２２のシリンダ本体２６から上方へ突き出し駆動されるピストンロッド５８に配設され、位置決めブロック５４はシリンダ本体２６に配設されている。ピストンロッド５８は給気部材として機能するもので、給気側連結部材２４は、このピストンロッド５８および給電連結部２４ａによって構成されている。
【００２４】
上記給気側電極保持部材５０は電気的絶縁材料であるベークライト製で、円柱形状のピストンロッド５８の外径と略同じ内径の円穴が形成されるとともに外周形状が略正方形を成す矩形環状を成しており、ピストンロッド５８の先端側から同心に軸方向の移動可能に嵌合され、複数のボルト６０によって取付ブロック５２に着脱可能に固設される。取付ブロック５２には、図９から明らかなようにＵ字形状の切欠６２が設けられ、ピストンロッド５８の外周面に形成された円環状の係合溝６４（図１７参照）に軸心すなわち中心線Ｏ1 と直角な方向から嵌め込まれて軸方向の相対移動不能にそのピストンロッド５８に取り付けられるようになっており、上記給気側電極保持部材５０と一体的に固設されることによりピストンロッド５８からの離脱が阻止されるとともに、給気側電極保持部材５０をそのピストンロッド５８の軸方向の所定位置に位置決めする。給気側電極保持部材５０には取付ブロック５２の形状に対応する第１凹所６６が設けられており、取付ブロック５２がその第１凹所６６内に嵌め入れられることにより、中心線Ｏ1 まわりの相互の位相（姿勢）が位置決めされ、給気側電極保持部材５０側からボルト６０を差し込んで取付ブロック５２に形成されたねじ穴にねじ込むことができる。第１凹所６６は、中心線Ｏ1 まわりの相互の位相を位置決めする第１の位置決め係合部である。
【００２５】
位置決めブロック５４は、複数のねじ７０によって前記シリンダ本体２６に予め一体的に固設されるとともに、中心線Ｏ1 と平行に２本のガイドロッド７２がねじによって立設され、前記給気側電極保持部材５０に形成された挿通孔７４内を軸方向の移動可能に挿通させられることにより、給気側電極保持部材５０および取付ブロック５２の中心線Ｏ1 まわりの位相（姿勢）がシリンダ本体２６に対して位置決めされる。ガイドロッド７２はシリンダ本体２６に固設されたガイド部材に相当し、給気側電極保持部材５０のうち挿通孔７４が形成された部分は係合部材に相当し、それ等のガイドロッド７２および挿通孔７４によって位置決め手段が構成されている。なお、取付ブロック５２には、ガイドロッド７２が遊びをもって挿通させられる挿通孔７６が形成されている。
【００２６】
上記位置決めブロック５４にはまた、前記取付ブロック５２より僅かに大きめの形状の係合凸部７８が設けられている一方、給気側電極保持部材５０にはその係合凸部７８より少し大きめの形状の第２凹所８０が形成されており、係合凸部７８が第２凹所８０内に嵌め入れられることにより、その給気側電極保持部材５０および取付ブロック５２の中心線Ｏ1 まわりの位相（姿勢）が大雑把に位置決めされる。前記第１凹所６６はこの第２凹所８０の底部に形成されている。係合凸部７８および第２凹所８０は、給気側電極保持部材５０および取付ブロック５２の少なくとも一方の中心線Ｏ1 まわりの位相を略位置決めする第２の位置決め係合部である。
【００２７】
したがって、例えばピストンロッド５８の係合溝６４に取付ブロック５２を取り付けた後、ピストンロッド５８の先端側から給気側電極保持部材５０を嵌合し、その給気側電極保持部材５０の第１凹所６６内に位置決めブロック５４を嵌め入れるとともに、第２凹所８０内に係合凸部７８を嵌め入れれば、それ等の給気側電極保持部材５０，取付ブロック５２，および位置決めブロック５４の中心線Ｏ1 まわりにおける位相が略位置決めされ、その状態でボルト６０を給気側電極保持部材５０側から取付ブロック５２のねじ穴にねじ込むとともに、ガイドロッド７２を挿通孔７４，７６に挿通して位置決めブロック５４のねじ穴にねじ込むことにより、給気側電極保持部材５０がピストンロッド５８の所定位置に所定の姿勢で配設される。給気側電極保持部材５０，取付ブロック５２，および位置決めブロック５４は、前記第１凹所６６，第２凹所８０，係合凸部７８などにより相互に位置決めされるため、上記ボルト６０やガイドロッド７２のねじ込み作業を容易且つ迅速に行うことができる。なお、取付ブロック５２を取り付けた後に挿通孔７６にガイドロッド７２を挿通して位置決めブロック５４に立設し、その後に給気側電極保持部材５０を組み付けるようにすることも可能である。また、このような組付けや交換作業は、治具パレット１２が作業ステーションに存在しない状態、すなわちエアシリンダ２２の上方に受気側連結部材２０が存在しない状態で行えば良い。
【００２８】
上記給気側電極保持部材５０には、４つのコーナー部に対応して中心線Ｏ1 と平行、すなわちピストンロッド５８の突き出し方向と平行に４個の貫通孔８２が設けられ、それぞれ可動電極装置８４が取り付けられている。可動電極装置８４は、有底円筒形状を成して貫通孔８２に底部を下にして螺合されている本体ハウジング８６と、その本体ハウジング８６の上端開口部に螺合されたキャップ８８と、本体ハウジング８６内に軸方向の移動可能に配設されるとともに、常には付勢手段としての圧縮コイルスプリング９０の付勢力に従って上方へ付勢され、キャップ８８に当接させられるスライド部材９２と、そのスライド部材９２に一体的に設けられてキャップ８８の中央に形成された円穴から上方へ突き出す前進端位置に保持されるとともに、圧縮コイルスプリング９０の付勢力に抗してスライド部材９２と共に下方へ押し下げることが可能な可動電極９４とを備えている。可動電極９４が設けられたスライド部材９２および本体ハウジング８６は接触によって電気的に接続されているとともに、本体ハウジング８６の底部にはねじ９６によって前記給電側リード線３８，４０の端子が接続されるようになっている。また、２個ずつの貫通孔８２の下端部は連通溝９８によって接続され、給電側リード線３８，４０の各々のプラス・マイナス２本の線は、同じ側面に形成された２つの開口１００からそれぞれ纏めて外部へ引き出されるようになっている。上記可動電極９４は給気側電極に相当する。
【００２９】
図１３は、前記受気側連結部材２０の断面図で、図１４は下側から見た底面図、図１５は図１４におけるＸＶ−ＸＶ断面図であり、ベースブロック１１０、シールリング１１２、保持ブロック１１４、受気側電極保持部材１１６などを備えて構成されている。ベースブロック１１０および保持ブロック１１４は、２本の位置決めピン１１８により中心線Ｏ2 まわりの位相（姿勢）が位置決めされた状態で複数のボルト１２０によって前記取付プレート４８に一体的に固設されるようになっており、シールリング１１２は、保持ブロック１１４に一体に設けられた円筒状の保持爪１１５によりベースブロック１１０との間で挟まれて一体的に保持されている。シールリング１１２およびベースブロック１１０は受気部材に相当するもので、中心線Ｏ2 と同心に受気通路１２２，１２４が形成されているとともに、受気通路１２４の開口部には前記配管３４を連結するための接続ポート１２６が設けられている。受気通路１２２の径寸法は前記ピストンロッド５８の外径よりも十分に小さいとともに、受気側連結部材２０は前記作業ステーションで治具パレット１２が位置決めされることにより中心線Ｏ2 が前記給気側連結部材２４の中心線Ｏ1 と一致させられる位置に配置されており、エアシリンダ２２のピストンロッド５８が上方へ突き出されることにより、そのピストンロッド５８の先端面がシールリング１１２の下面に当接させられる。シールリング１１２は硬質ゴム製で、軸心に給気通路１２８（図１７参照）が設けられたピストンロッド５８が当接させられることにより、その給気通路１２８と受気通路１２２とが略気密にシールされた状態で接続される。
【００３０】
受気側電極保持部材１１６は電気的絶縁材料であるベークライト製で、円穴が形成されるとともに外周形状が略正方形を成す矩形環状を成しており、前記保持ブロック１１４の保持爪１１５の外周側に配設され、前記位置決めピン１１８により中心線Ｏ2 まわりの位相（姿勢）が位置決めされた状態で複数のボルト１３０によってその保持ブロック１１４に一体的に固設されている。この受気側電極保持部材１１６には４つのコーナー部に対応して、すなわち前記ボルト１２０と略一致する位置にそれぞれ段付貫通孔１３２が設けられ、受気側電極として固定電極１３４が配設されている。固定電極１３４にはねじ部が一体的に設けられているとともに、二面取りによって段付貫通孔１３２に回転不能に配置されている一方、段付貫通孔１３２の反対側から上記ねじ部にナット１３６が螺合されることにより、前記受電側リード線４２，４４の端子が固定電極１３４に接続される。
【００３１】
前記位置決めピン１１８は、前記作業ステーションで治具パレット１２が位置決めされた時に前記４つの可動電極９４の真上にそれぞれ上記４つの固定電極１３４が位置するように受気側電極保持部材１１６等の姿勢を位置決めするもので、エアシリンダ２２のピストンロッド５８が上方へ突き出されることにより、４つの可動電極９４がそれぞれ固定電極１３４に当接させられ、前記圧縮コイルスプリング９０の付勢力によって電気的に接続される。圧縮コイルスプリング９０の付勢力で前進端位置に保持されている可動電極９４は、図１８の(b) に示すように前記ピストンロッド５８がシールリング１１２に当接する前に固定電極１３４に当接させられ、当接後は圧縮コイルスプリング９０の付勢力に抗して前進端位置から相対的に後退させられることにより、同図の(c) に示すようにピストンロッド５８がシールリング１１２に当接して給気通路１２８と受気通路１２２，１２４とが接続されることを許容する。ピストンロッド５８の軸方向における給気側電極保持部材５０等の配設位置、すなわち前記取付ブロック５２によって位置決めされる軸方向位置は、このように可動電極９４が固定電極１３４に当接した後、可動電極９４の押込みストロークより小さいストローク、すなわち可動電極９４がキャップ８８内に完全に押し込まれる前にピストンロッド５８がシールリング１１２に当接させられるように設定される。なお、図１８の(a) は、エアシリンダ２２のピストンロッド５８が引き込み端に保持されている状態である。
【００３２】
図１６は、上記受電側リード線４２，４４の端子１３８と固定電極１３４との接続部、すなわち固定電極１３４のねじ部１４０にナット１３６が螺合された部分の拡大図で、その接続部は段付貫通孔１３２内であり、ナット１３６が螺合された後に電気的絶縁樹脂材料であるエポキシ樹脂１４２が段付貫通孔１３２内に充填されることにより、上記端子１３８と固定電極１３４との接続部が外部との接触不能に埋設されている。受気側電極保持部材１１６は、このようにナット１３６が螺合され且つエポキシ樹脂１４２が充填された後に、前記ボルト１３０によって保持ブロック１１４に取り付けられる。段付貫通孔１３２のうち、ナット１３６がねじ部１４０に螺合される大径の上側開口部分が請求項３に記載の凹所に相当する。また、受気側電極保持部材１１６の上面、すなわちナット１３６が螺合される側の面には、反対側に位置する２つの側面から段付貫通孔１３２に連通するように計４本の連通溝１４４が設けられ、受電側リード線４２，４４の各々のプラス・マイナス２本の線は、同じ側面から外部へ引き出されるようになっている。なお、前記可動電極装置８４と給電側リード線３８，４０との接続部であるねじ９６の螺合部も、貫通孔８２の下側開口部内にエポキシ樹脂等の電気的絶縁樹脂材料が充填されることにより、外部との接触不能に埋設されている。
【００３３】
一方、前記連結駆動手段としてのエアシリンダ２２は図１７に示すように構成されている。前記シリンダ本体２６は、円筒状のシリンダチューブ２６ａと、そのシリンダチューブ２６ａの上端部に一体的に固設されるとともに前記ピストンロッド５８が摺動可能に挿通させられる挿通孔が中心線Ｏ1 と同心に形成された上側キャップ部材２６ｂと、シリンダチューブ２６ａの下端部に一体的に固設されるとともにロッド１５０が摺動可能に挿通させられる挿通孔が中心線Ｏ1 と同心に形成された下側キャップ部材２６ｃとから構成されており、上側キャップ部材２６ｂの上面には前記給電連結部２４ａの位置決めブロック５４が前記ねじ７０により一体的に固設される。軸心に前記給気通路１２８が形成されたピストンロッド５８は給気部材に相当するもので、その給気通路１２８の上端開口部は出側開口部１２８ａであり、下端部に設けられた弁部材１５２の上側、すなわちピストンロッド５８の突き出し側には、給気通路１２８の入側開口部１２８ｂが設けられている。
【００３４】
上記弁部材１５２はねじ締結によりピストンロッド５８に一体的に固設されており、その弁部材１５２よりも上側、すなわちピストンロッド５８の突き出し側には、ピストンロッド５８とシリンダチューブ２６ａとの間の円環状空間内に軸方向の相対移動可能に円環状のピストン１５４が配設されている。ピストン１５４とピストンロッド５８、シリンダチューブ２６ａとの間は、それぞれシール部材によって気密にシールされており、このピストン１５４は、上側キャップ部材２６ｂとの間に配設された付勢手段としての圧縮コイルスプリング１５６の付勢力に従って常には弁部材１５２に着座させられるとともに、弁部材１５２が下側キャップ部材２６ｃに当接する引き込み端に位置させられる（図１８の(a) 参照）。この引き込み端においても、前記給電連結部２４ａが配設されるピストンロッド５８の上端部は、図７や図１８の(a) に示されているよう上側キャップ部材２６ｂから上方へ突き出しているが、給気側連結部材２４と受気側連結部材２０とが分離され、中心線Ｏ1 と略直角な略水平方向へ相対移動することが許容される。弁部材１５２には、ピストン１５４が当接させられる部分にゴム等の弾性体製のバルブシート１５８が配設されているとともに、下側キャップ部材２６ｃに当接させられる下端面にはクッションゴム１６０が配設されている。
【００３５】
上記のようにピストン１５４が弁部材１５２に着座させられることにより、ピストン１５４の下方すなわち弁部材１５２側に第１圧力室１６２が形成されるとともに、その第１圧力室１６２と前記給気通路１２８の入側開口部１２８ｂとの間が遮断される。第１圧力室１６２は請求項１に記載の圧力室に相当するもので、接続ポート１６４に前記配管３２の連結具が接続されることにより圧力エア供給源から切換弁等を経て圧力エアが供給されるようになっており、ピストン１５４はピストンロッド５８と一体的に圧縮コイルスプリング１５６の付勢力に抗して突き出し側すなわち上方へ移動させられる。これにより、ピストンロッド５８の先端面が前記受気側連結部材２０のシールリング１１２に当接させられ、給気通路１２８と受気通路１２２，１２４とが接続される。また、その当接状態において第１圧力室１６２内のエア圧が所定圧以上になると、図１７および図１８の(c) に示すようにピストン１５４は圧縮コイルスプリング１５４の付勢力に抗して弁部材１５２から離間させられ、第１圧力室１６２内へ供給された圧力エアが給気通路１２８の入側開口部１２８ｂ内に流入することを許容し、これによりガス供給源としての圧力エア供給源から供給された圧力エアが、給気通路１２８から受気通路１２２，１２４を経て治具パレット１２側へ供給される。
【００３６】
上記圧縮コイルスプリング１５６が配設された第２圧力室１６６は、接続ポート１６８を介して大気に連通させられており、第１圧力室１６２内への圧力エアの供給が切換弁等によって遮断されると、ピストン１５４は専ら圧縮コイルスプリング１５６の付勢力に従って下方すなわち引き込み側へ後退させられ、弁部材１５２に着座させられるとともにその弁部材１５２やピストンロッド５８と共に引き込み端である原位置まで戻される。接続ポート１６８にはエアフィルターが設けられ、粉塵等の異物が第２圧力室１６６内に侵入することを防止している。なお、第２圧力室１６６内へ圧力エアを供給してピストン１５４やピストンロッド５８を引き込み端へ戻すように構成することもできる。
【００３７】
前記ロッド１５０はピストンロッド５８の下端部にねじ締結により一体的に固設され、ピストンロッド５８と共に上下移動させられるようになっているとともに、下側キャップ部材２６ｃから下方へ突き出す下端部にはドグ１７０が取り付けられている。下側キャップ部材２６ｃには、ブラケットを介して近接スイッチ等から成る分離検出センサ１７２および連結検出センサ１７４が配設されており、ドグ１７０を感知することによって図１８の(a) に示す分離状態か、図１８の(c) に示す連結状態かを検出するようになっている。
【００３８】
このような本実施例の給気通電連結ユニット１０においては、単一のエアシリンダ２２によって給気通路１２８と受気通路１２２，１２４とが接続されるとともに４対の可動電極９４と固定電極１３４とが接続されるため、部品点数が少なくなって装置が簡単且つ安価に構成されるとともに、設置スペースも小さくなる。
【００３９】
また、連結駆動手段としてエアシリンダ２２を用いているとともに、そのエアシリンダ２２は、ピストンロッド５８が突き出されてシールリング１１２に押圧され、給気通路１２８と受気通路１２２，１２４とが接続されると、エア圧の上昇に伴ってピストン１５４が圧縮コイルスプリング１５６の付勢力に抗して弁部材１５２から自動的に離間させられ、第１圧力室１６２に供給される駆動用の圧力エアを給気通路１２８から受気通路１２２，１２４へ供給するようになっているため、給気通路１２８と受気通路１２２，１２４とを接続した後に給気切換弁などを切り換えて駆動用圧力エアとは別経路で圧力エアを供給する場合に比較して、エア回路が簡略化され部品点数が少なくなるとともに、給気通路と受気通路との接続を確認して給気切換弁などを切り換えるといった制御が不要で、装置が全体として簡単且つ安価に構成される。
【００４０】
また、連結駆動手段としてエアシリンダ２２が用いられ、給気部材としてのピストンロッド５８には軸心と直角な方向から取付ブロック５２が取り付けられるとともに、その取付ブロック５２に給気側電極保持部材５０がねじ締結により着脱可能に固定されるため、給気側電極保持部材５０はピストンロッド５８の軸方向の所定位置に高い精度で位置決めされる一方、位置決めブロック５４を介してシリンダ本体２６に固設されたガイドロッド７２と挿通孔７４との係合によって中心線Ｏ1 まわりの位置決めが行われるため、給気通路１２８と受気通路１２２，１２４との接続および可動電極９４と固定電極１３４との接続が常に良好に行われる。
【００４１】
また、このようにピストンロッド５８の軸心である中心線Ｏ1 方向および中心線Ｏ1 まわりの位置決めが行われることから、取付ブロック５２が中心線Ｏ1 と直角方向から取り付けられることと合わせて、給気側電極保持部材５０をピストンロッド５８に組み付けたり交換したりする作業が容易となる。特に、本実施例では給気側電極保持部材５０に第１凹所６６および第２凹所８０が設けられ、取付ブロック５２や係合凸部７８と係合させられることにより、給気側電極保持部材５０、取付ブロック５２、および位置決めブロック５４の相互の中心線Ｏ1 まわりにおける位相すなわち姿勢が位置決めされるため、組付作業や交換作業が一層容易となる。
【００４２】
また、給気側電極は圧縮コイルスプリング９０の付勢力に従って前進端位置に保持される可動電極９４によって構成され、エアシリンダ２２のピストンロッド５８がシールリング１１２に当接する前に固定電極１３４に当接させられるとともに、当接後は圧縮コイルスプリング９０の付勢力に抗して前進端位置から相対的に後退させられてピストンロッド５８がシールリング１１２に当接することを許容するようになっているため、給気通路１２８と受気通路１２２，１２４との接続および可動電極９４と固定電極１３４との接続が常に良好に行われる。また、固定電極１３４と受電側リード線４２，４４の端子１３８との接続部は段付貫通孔１３２内に位置させられ、電気的絶縁樹脂材料であるエポキシ樹脂１４２によって埋設されているとともに、可動電極９４と給電側リード線３８，４０との接続部も同様に埋設されているため、他部材との接触による漏電などが良好に防止される。
【００４３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一具体例であり、例えば給気通電連結ユニット１０の配設形態は適宜変更可能で、給気側連結部材２４を水平方向へ移動させて受気側連結部材２０と連結するようにしても差し支えないなど、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である給気通電連結ユニットが配設された生産ラインの一作業ステーションの概略平面図である。
【図２】図１の作業ステーションの概略正面図である。
【図３】図２における給気通電連結ユニット部分の拡大図である。
【図４】図１における給気通電連結ユニット部分の拡大図である。
【図５】図３における給気側連結部材を上方から見た平面図である。
【図６】図３における給気側連結部材を左側から見た側面図である。
【図７】図１の実施例における給気側連結部材の給電連結部を示す断面図である。
【図８】図７の給電連結部の平面図である。
【図９】図７におけるIX−IX断面図である。
【図１０】図７におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図８におけるＸＩ矢視図である。
【図１２】図８におけるＸII−ＸII断面図である。
【図１３】図１の実施例における受気側連結部材の断面図である。
【図１４】図１３の受気側連結部材の底面図である。
【図１５】図１４におけるＸＶ−ＸＶ断面図である。
【図１６】図１３における固定電極とリード線の端子との接続部分を拡大して示す断面図である。
【図１７】図１の実施例において給気側連結部材を駆動するエアシリンダを説明する部分断面図である。
【図１８】図１の実施例の作動を説明する図である。
【符号の説明】
１０：給気通電連結ユニット
１２：治具パレット（移動部材）
２２：エアシリンダ（連結駆動手段）
２６：シリンダ本体
３０：本体フレーム（固定側部材）
５０：給気側電極保持部材
５２：取付ブロック
５８：ピストンロッド（給気部材）
６４：係合溝
７２：ガイドロッド（ガイド部材）
７４：挿通孔（係合部材）
９０：圧縮コイルスプリング（付勢手段）
９４：可動電極（給気側電極）
１１０：ベースブロック（受気部材）
１１２：シールリング（受気部材）
１１６：受気側電極保持部材
１２２，１２４：受気通路
１２８：給気通路
１２８ａ：出側開口部
１２８ｂ：入側開口部
１３２：段付貫通孔（凹所）
１３４：固定電極（受気側電極）
１４２：エポキシ樹脂（電気的絶縁樹脂材料）
１５２：弁部材
１５４：ピストン
１５６：圧縮コイルスプリング（付勢手段）
１６２：第１圧力室（圧力室）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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