特開 2023-15814 圧縮空気供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023015814

(43)【公開日】2023-02-01

(54)【発明の名称】圧縮空気供給装置

(51)【国際特許分類】

   F17C 5/06 20060101AFI20230125BHJP

   F16L 25/00 20060101ALI20230125BHJP

   B65B 1/04 20060101ALI20230125BHJP

   F17C 13/04 20060101ALI20230125BHJP

   F16K 1/00 20060101ALI20230125BHJP

   F16K 31/44 20060101ALI20230125BHJP

【ＦＩ】

F17C5/06

F16L25/00 C

B65B1/04

F17C13/04 301C

F16K1/00 P

F16K31/44 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021119823

(22)【出願日】2021-07-20

(71)【出願人】

【識別番号】000145611

【氏名又は名称】株式会社コガネイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】堀川 昭芳

(72)【発明者】

【氏名】竹林 悠

(72)【発明者】

【氏名】藤井 陸太

【テーマコード（参考）】

3E118

3E172

3H016

3H052

3H063

【Ｆターム（参考）】

3E118AA01

3E118AB20

3E118BB15

3E118CA20

3E172AA02

3E172AA05

3E172AB20

3E172BA09

3E172DA90

3E172EB02

3E172EB13

3E172JA07

3H016EA04

3H052AA01

3H052BA25

3H052CA02

3H052CA04

3H052CA22

3H052CC03

3H052EA01

3H063AA01

3H063BB32

3H063DA19

3H063DB50

3H063GG03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】移動装置に組み込まれた空圧機器に対して外部から圧縮空気を供給することができる簡単な構造の圧縮空気供給装置を提供する。
【解決手段】圧縮空気供給装置は、接続面１３に対向する対向面２８が設けられた空気供給ヘッド２７ａと、突出面３３が対向面２８よりも突出する突出位置と突出面３３が突出位置よりも後退する後退位置との間を往復動可能に空気供給ヘッド２７ａに設けられた給気ロッド３２と、接続面１３が突出面３３に突き当てられたときに圧縮空気供給源４１と空気流入路１５とを空気案内路３７を介して連通させる開閉弁３６と、接続面１３に設けられる第１の磁石４７と、対向面２８に設けられる第２の磁石４８とを有し、両方の磁石４７、４８の磁気吸着により流出口３８と流入口１４が芯出しされる。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動装置に搭載された空圧機器に当該空圧機器に連通する空気流入路の流入口から圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置であって、
前記流入口が設けられた接続面に対向する対向面が設けられ、支持部材に装着される空気供給ヘッドと、
突出面が前記対向面よりも突出する突出位置と前記突出面が前記突出位置よりも後退する後退位置との間を往復動可能に前記空気供給ヘッドに配置される給気ロッドと、
前記給気ロッドに形成され、前記突出面に流出口が設けられた空気案内路と、
前記突出面が前記接続面から離れているときに圧縮空気供給源と前記空気案内路との連通を遮断し、前記接続面が前記突出面に突き当てられたときに前記圧縮空気供給源と空気流入路とを前記空気案内路を介して連通させる開閉弁と、
前記接続面に設けられる第１の磁石と、
前記対向面に設けられ、前記対向面を前記接続面に接近させたときに前記第１の磁石に磁気吸着されて前記流出口を前記流入口に芯出しする第２の磁石と、
を有する圧縮空気供給装置。

【請求項2】

請求項１に記載の圧縮空気供給装置において、
前記開閉弁を前記給気ロッドに設け、
前記開閉弁は、前記給気ロッドが前記突出位置のときに圧縮空気供給源と前記空気案内路との連通を遮断し、前記接続面が前記突出面に突き当てられて前記給気ロッドが前記後退位置となったときに前記圧縮空気供給源と前記空気流入路とを前記空気案内路を介して連通させる、圧縮空気供給装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の圧縮空気供給装置において、
前記第１の磁石と前記第２の磁石との吸着力に抗して前記空気供給ヘッドを前記接続面から離反させる離反ロッドを前記空気供給ヘッドに設けた、圧縮空気供給装置。

【請求項4】

請求項１または２に記載の圧縮空気供給装置において、
前記空気供給ヘッドに形成されたシリンダ孔に移動可能に装着される離反ピストンを有し、
前記給気ロッドが移動可能に組み込まれる中空の離反ロッドを前記離反ピストンに設け、
前記離反ピストンにより前記離反ロッドを駆動する、圧縮空気供給装置。

【請求項5】

請求項３に記載の圧縮空気供給装置において、
前記離反ロッドを駆動する離反シリンダを前記空気供給ヘッドに設けた、圧縮空気供給装置。

【請求項6】

請求項１に記載の圧縮空気供給装置において、
前記空気供給ヘッドに形成されたシリンダ孔に移動可能に装着され、前記給気ロッドが一体に設けられる給気ピストンを有し、
前記給気ロッドの前記空気案内路に接続される空気供給路に前記開閉弁を設け、
前記給気ピストンは前記突出面が前記接続面に接触する後退位置と、前記第１の磁石と前記第２の磁石との吸着力に抗して前記空気供給ヘッドを前記接続面から離反させる突出位置との間を移動する、圧縮空気供給装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の圧縮空気供給装置において、
前記第１の磁石の表面は前記接続面とほぼ同一面であり、前記第２の磁石の表面は前記対向面とほぼ同一面である、圧縮空気供給装置。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の圧縮空気供給装置において、
前記接続面と前記突出面の少なくともいずれか一方に突き当てシール部材を設けた、圧縮空気供給装置。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか１項に記載の圧縮空気供給装置において、
前記第１の磁石と前記第２の磁石のいずれか一方、もしくは両方は、電磁石である、圧縮空気供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動装置に組み込まれた空圧機器に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

工場内でのワークや被加工物を搬送するための自走式台車（ＡＧＶ）には、被加工物を把持するためのエアハンド等のアクチュエータや空気圧アクチュエータを制御する空気圧制御機器が設けられたタイプのものがある。また、被加工物を移動したり、溶接作業等の各種の作業を行ったりする作業用ロボットには、ロボットアーム、エアハンドを駆動するための空気圧アクチュエータや、空気圧アクチュエータを制御する空気圧制御機器が設けられたタイプのものがある。自走式台車の上で空気圧アクチュエータや空気圧制御機器を使用する場合、空気圧縮装置を設けるか、エアタンクを搭載し、外部から圧縮空気を供給しなければならない。空気圧アクチュエータや空気圧制御機器が組み込まれた自走式台車等の移動装置にエアタンクを設けると、空気圧アクチュエータや空気圧制御機器に対して圧縮空気を供給することができる。エアタンク内の圧縮空気の残量が低下した場合には、圧縮空気供給装置によりエアタンク内に圧縮空気が供給される。一方、エアタンクを備えていない移動装置には、空気圧アクチュエータや空気圧制御機器を作動させるときに、圧縮空気供給装置により圧縮空気が空気圧アクチュエータや空気圧制御機器に直接供給される。

【0003】

特許文献１は、自動車生産工場における無人搬送車に電気エネルギーと空気エネルギーとを供給するための供給装置を開示している。供給装置はガイドレールに案内されて無人搬送車に沿って移動自在であり、供給装置のコネクタには同期バーとガイド穴が設けられている。無人搬送車のコネクタには、同期バーが挿入される同期穴とガイド穴に挿入されるガイドバーが設けられている。さらに、無人搬送車のコネクタには供給装置の供給カプラからエアエネルギーを受給する受給カプラが設けられており、供給装置から無人搬送車にエアエネルギーを供給するときには、受給カプラが供給カプラに挿入される。受給カプラは、無人搬送車に搭載された空圧機器であるアキュムレータに接続されている。

【0004】

特許文献２は、作業ロボットが搭載された走行台車を、磁気テープの誘導により複数の作業ステーションに移動させるようにした作業システムを開示している。走行台車のアタッチメントにはエアが供給される雄カップリングと受電機器として磁気吸着型の端子コネクタとが設けられ、作業ステーションにガイドレールに沿って移動可能に設けられたスライドボックスには、エア供給用の雌カップリングと、給電機器として磁気吸着型の端子コネクタとが設けられている。スライドボックスを作業台車に向けて接近させることにより雄カップリングが雌カップリングに挿入され、作業台車に搭載された作業ロボットの空気圧アクチュエータに対して圧縮空気が供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】実開昭６３－９７７９１号公報

【特許文献2】特開２０１５－２１１９９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に記載される供給装置においては、供給カプラと受給カプラとの位置決めを行うために、同期バーを同期穴に挿入し、続いてガイドバーをガイド穴に挿入するようにしており、位置決め機構が複雑となる。さらに、供給装置のコネクタに同期バーとガイド穴とを設け、無人搬送車のコネクタに同期穴とガイドバーとを設けると、それぞれのコネクタの大型化が避けられない。

【0007】

特許文献２に記載される作業システムにおいては、走行ロボットがスライドボックスを自身のアタッチメントに引き寄せることにより雌カップリングと雄カップリングとを接続してエア供給と信号接続とを行うようにしている。また、雌カップリングと雄カップリングとを分離する場合にも、走行ロボットがスライドボックスをアタッチメントから離脱させるようにしている。この作業システムにおいては、雌雄のカップリングの接続と分離とを、磁気テープにより誘導されるロボット操作により行うようにしており、ロボットを備えていない自走式台車においては、アタッチメントとスライドボックスとの位置決めや、磁石を引き離してスライドボックスを離脱させることはできない。

【0008】

また、移動装置である自走式台車に空気圧縮装置を搭載することも考えられるが、空気圧縮装置の重量が増して、自走式台車の蓄電池が消耗される。

【0009】

本発明の目的は、移動装置に組み込まれた空圧機器に対して、移動装置の蓄圧エネルギーを使うことなく、外部から圧縮空気を供給することができる簡単な構造の圧縮空気供給装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の圧縮空気供給装置は、移動装置に搭載された空圧機器に当該空圧機器に連通する空気流入路の流入口から圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置であって、前記流入口が設けられた接続面に対向する対向面が設けられ、支持部材に装着される空気供給ヘッドと、突出面が前記対向面よりも突出する突出位置と前記突出面が前記突出位置よりも後退する後退位置との間を往復動可能に前記空気供給ヘッドに配置される給気ロッドと、前記給気ロッドに形成され、前記突出面に流出口が設けられた空気案内路と、前記突出面が前記接続面から離れているときに圧縮空気供給源と前記空気案内路との連通を遮断し、前記接続面が前記突出面に突き当てられたときに前記圧縮空気供給源と空気流入路とを前記空気案内路を介して連通させる開閉弁と、前記接続面に設けられる第１の磁石と、前記対向面に設けられ、前記対向面を前記接続面に接近させたときに前記第１の磁石に磁気吸着されて前記流出口を前記流入口に芯出しする第２の磁石と、を有する。

【発明の効果】

【0011】

移動装置に接続面から圧縮空気を供給する空気供給ヘッドは、給気ロッドが移動可能に設けられたシリンダ本体を有し、シリンダ本体には接続面に対向する対向面が設けられている。接続面には第１の磁石が設けられ、対向面には第２の磁石が設けられており、両方の磁石が吸着することにより、給気ロッドに形成された空気案内路の流出口は流入路の流入口に対して位置決めされる。移動装置の接続面に給気ロッドを突き当てて圧縮空気を移動装置に供給することができるので、簡単な構造の装置によって、移動装置に対して圧縮空気を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】移動装置である自走式台車とこれに設けられた空圧機器に対して圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置の一例を示す斜視図である。

【図2A】自走式台車が圧縮空気供給装置に接近した状態を示す正面図である。

【図2B】圧縮空気供給装置が自走式台車に接触した状態を示す正面図である。

【図3A】一実施の形態である圧縮空気供給装置の空気供給ヘッドが自走式台車に対向した状態を示す断面図である。

【図3B】圧縮空気供給装置の空気供給ヘッドが自走式台車に突き当てられた状態を示す断面図である。

【図4A】他の実施の形態である圧縮空気供給装置の空気供給ヘッドを示す断面図である。

【図4B】図４Ａに示した空気供給ヘッドが自走式台車に突き当てられた状態を示す断面図である。

【図4C】離反ロッドにより第１の磁石と第２の磁石との磁気吸着を解除した状態の空気供給ヘッドを示す断面図である。

【図5】他の実施の形態である圧縮空気供給装置の空気供給ヘッドを示す断面図である。

【図6】さらに他の実施の形態である圧縮空気供給装置の空気供給ヘッドを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図面に示されるそれぞれの実施の形態において、共通性を有する部材には同一の符号が付されている。

【0014】

図１に示されるように、圧縮空気供給装置２０は、移動装置つまり移動物体としての自走式台車（ＡＧＶ）１０に設けられた空圧機器に対して圧縮空気を供給するために適用される。無人搬送車とも言われる自走式台車１０は車輪１１を有し、車輪１１は自走式台車１０の内部に組み込まれたバッテリを動力源とする電動モータにより駆動される。図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、空圧機器としてのエアタンク１２が自走式台車１０内に設けられており、エアタンク１２に注入された圧縮空気を駆動源とする空気圧アクチュエータや、空気圧アクチュエータを制御する空気圧制御機器が、他の空圧機器として自走式台車１０に設けられる。空気圧アクチュエータとしては、被加工物を掴むチャックやハンドを駆動するためのシリンダや被加工物を吸着保持するバキュームカップ等である。空気圧制御機器としては、開閉弁や流路切換弁等である。ただし、空気圧アマチュエータや空気圧制御機器は図示省略されている。

【0015】

自走式台車１０の側面の接続面１３には流入口１４が設けられており、流入口１４は図２Ａ、図２Ｂに示されるように、自走式台車１０の内部に設けられた空気流入路１５を介して空圧機器としてのエアタンク１２に連通している。逆止弁１６が空気流入路１５に設けられており、逆止弁１６は流入口１４からエアタンク１２に向かう圧縮空気の流れを許容し、逆方向の流れを遮断する。

【0016】

圧縮空気供給装置２０は支持部材２１に取り付けられた空気圧シリンダ２２を有している。リニアガイド２３が空気圧シリンダ２２に移動可能に搭載されており、リニアガイド２３は空気圧シリンダ２２のロッド２４に連結されている。支持板２５がリニアガイド２３に取り付けられ、コイルばねやゴム棒材等からなる弾性部材２６が支持板２５に取り付けられている。弾性部材２６の下端部には空気供給ヘッド２７ａが装着されている。空気供給ヘッド２７ａは弾性部材２６を介して支持部材２１に吊り下げられた状態となって装着されているので、空気供給ヘッド２７ａは水平方向に移動可能である。

【0017】

空気供給ヘッド２７ａは空気圧シリンダにより形成されており、先端側の端面は自走式台車１０の接続面１３に対向される平坦な対向面２８である。圧縮空気供給装置２０の空気供給ヘッド２７ａから自走式台車１０に対して圧縮空気を供給するには、空気流入路１５の流入口１４に対して空気供給ヘッド２７ａに設けられた空気流出口を高い精度で対向させる必要がある。しかし、自走式台車１０の場合には、これを空気供給ヘッド２７ａに接近させても、流入口１４を空気供給ヘッド２７ａの所定の位置に高い精度で位置決めすることができず、位置ずれが発生することが避けられない。

【0018】

図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、空気供給ヘッド２７ａはシリンダ本体２９を有し、対向面２８に開口するガイド孔３１がシリンダ本体２９に形成され、ガイド孔３１に軸方向に往復動可能に給気ロッド３２が装着されている。給気ロッド３２は、図３Ａに示されるように、給気ロッド３２の先端面つまり突出面３３が対向面２８から突出する突出位置と、この突出位置よりも突出面３３が後退した後退位置との間を移動する。ガイド孔３１に径方向の段差面３４を介して連通するばね室３５がシリンダ本体２９に形成されており、ばね室３５の内径はガイド孔３１の内径よりも大径である。開閉弁３６が給気ロッド３２の後端部に設けられた大径部により形成されており、開閉弁３６はばね室３５内を開閉移動する。

【0019】

給気ロッド３２に軸方向に延びて空気案内路３７が形成されており、空気案内路３７の流出口３８が突出面３３に形成されている。ばね室３５は空気供給路３９により圧縮空気供給源４１に接続されており、ばね室３５には圧縮空気が供給される。給気ロッド３２の基端部とシリンダ本体２９との間で連通路４２が形成され、連通路４２によりばね室３５と空気案内路３７とが連通される。

【0020】

圧縮コイルばね４３がばね室３５に配置され、圧縮コイルばね４３の先端は開閉弁３６の端面つまり給気ロッド３２の後端面に当接し、圧縮コイルばね４３の後端はシリンダ本体２９の底壁に当接している。圧縮コイルばね４３により給気ロッド３２には突出面３３が対向面２８よりも突出する方向のばね力が加えられる。開閉弁シール部材４４が開閉弁３６と段差面３４との間に配置されており、圧縮コイルばね４３により開閉弁シール部材４４を介して開閉弁３６が段差面３４に押し付けられ、ばね室３５と空気案内路３７との連通が遮断される。このときには、図３Ａに示されるように、給気ロッド３２の突出面３３が対向面２８から突出する。一方、突出面３３が自走式台車１０の接続面１３により押し付けられると、図３Ｂに示されるように、開閉弁３６がばね力に抗して後退移動し、連通路４２を開放して連通路４２を介してばね室３５と空気案内路３７とが連通される。

【0021】

給気ロッド３２の外周面とガイド孔３１の内周面との間は、給気ロッド３２の外周部に設けられたシール部材４５によりシールされる。給気ロッド３２の突出面３３と接続面１３との間は、給気ロッド３２の先端部に設けられた突き当てシール部材４６によりシールされる。したがって、図３Ｂに示されるように、給気ロッド３２の突出面３３が接続面１３に突き当てられて後退移動すると、ばね室３５と空気案内路３７とが連通路４２を介して連通状態となるとともに、突出面３３と接続面１３との間がシールされて、圧縮空気供給源４１から供給される圧縮空気が空気流入路１５を介して空圧機器としてのエアタンク１２に供給される。

【0022】

このように、開閉弁３６は、給気ロッド３２が突出位置のときには圧縮空気供給源４１と空気案内路３７との連通を遮断し、接続面１３が突出面３３に突き当てられて給気ロッド３２が後退位置となったときには圧縮空気供給源４１と空気流入路１５とを空気案内路３７を介して連通させる。

【0023】

自走式台車１０には接続面１３に表面を露出させて第１の磁石４７が設けられており、移動装置側の磁石である第１の磁石４７に対向させて、空気供給ヘッド２７ａのシリンダ本体２９には対向面２８に表面を露出させて第２の磁石４８が設けられている。磁石４７、４８は環状の永久磁石であり、磁石４７の径方向の中心部に流入口１４が位置し、磁石４８の径方向の中心部に流出口３８が位置している。磁石４７の露出面の磁極と磁石４８の露出面の磁極は逆極性に設定されている。

【0024】

空気供給ヘッド２７ａは弾性部材２６により支持板２５に装着され、水平方向に移動可能となっており、自走式台車１０の接続面１３を空気供給ヘッド２７ａの突出面３３に接近させる。接近させたときに、流出口３８と流入口１４とがずれていても、空気供給ヘッド２７ａは、図２Ｂに示されるように、磁力により自走式台車１０に引き寄せられて、両方の磁石４７，４８が磁気吸着力により密着する。これにより、流出口３８と流入口１４とが同軸状となるように芯出しされた状態となって、突出面３３が接続面１３に突き当てられて、空気案内路３７が空気流入路１５と連通する。この状態のもとで、圧縮空気供給源４１から圧縮空気を吐出すると、自走式台車１０に設けられたエアタンク１２に圧縮空気が供給される。

【0025】

このように、圧縮空気供給装置２０は、給気ロッド３２を備えた空気圧シリンダからなるシリンダ本体２９を有する簡単な構造である。空気供給ヘッド２７ａの突出面３３を自走式台車１０の接続面１３に突き当てると、流出口３８が流入口１４と連通状態となり、シリンダ本体２９を圧縮空気の連通部材として自走式台車１０の空圧機器に圧縮空気を供給することができる。しかも、自走式台車１０の磁石４７と空気供給ヘッド２７ａの磁石４８とを磁気吸着力で密着させることにより、簡単な構造で流出口３８と流入口１４とを芯出しして連通させることができる。自走式台車１０と空気供給ヘッド２７ａが磁力で接合されるので、突出面３３と接続面１３との間のシール力が磁力により高められる。さらに、開閉弁３６が給気ロッド３２の基端部に設けられており、給気ロッド３２の突出面３３が接続面１３に突き当てられると、給気ロッド３２は連通路４２を開放する機能を有している。このように、給気ロッド３２は、簡単な構造であるが、空気流入路１５に圧縮空気を供給する機能と、連通路４２を開閉する機能とを有している。

【0026】

図３Ａおよび図３Ｂに示されるように、突き当てシール部材４６は給気ロッド３２の突出面３３に設けられているが、自走式台車１０の接続面１３に突き当てシール部材４６を設けるようにしてもよく、突出面３３と接続面１３との間をシールするためのシール部材は、接続面１３と突出面３３の少なくもといずれか一方に設ければよい。

【0027】

磁石４７の露出面は接続面１３と同一面となっており、磁石４８の露出面は対向面２８と同一面となっているので、突出面３３が接続面１３に突き当てられると、突出面３３は対向面２８と同一面となった後退位置となる。一方、磁石４７の露出面を接続面１３よりも突出させて接続面１３に設けてもよく、磁石４８の露出面を対向面２８よりも突出させて対向面２８に設けてもよい。このように、両方の磁石４７、４８の少なくとも一方を突出させた場合には、両方の磁石４７、４８が密着したときには、突出面３３は図３Ｂに示した位置よりも突出した位置が後退位置となる。

【0028】

図４Ａ～図４Ｃは、他の実施の形態である圧縮空気供給装置の空気供給ヘッド２７ｂを示す断面図であり、これらの図においては、上述した空気供給ヘッド２７ａを構成する部材と共通性を有する部材については同一の符号が付されている。

【0029】

シリンダ孔５１がシリンダ本体２９に形成され、シリンダ孔５１に連通する小径のガイド孔５２がシリンダ本体２９に形成されており、ガイド孔５２は対向面２８に開口している。離反ピストン５３がシリンダ孔５１に往復移動可能に装着されており、離反ピストン５３に設けられた中空の離反ロッド５４がガイド孔５２に摺動可能に挿入されている。図４Ａ、図４Ｂは、離反ピストン５３が後退限位置に移動した状態を示しており、このときには離反ロッド５４の先端面５５は対向面２８とほぼ同一面となっている。一方、図４Ｃは離反ピストン５３が前進限位置となった状態を示しており、このときには離反ロッド５４の先端面５５は対向面よりも突出している。

【0030】

シリンダ孔５１に接触するシール部材５６が離反ピストン５３に設けられている。シリンダ孔５１内に設けられた離反ピストン５３により前進用の空気圧室５７と後退用の空気圧室５８とが形成されており、前進用の空気圧室５７には前進用の空気供給路３９ａが接続され、後退用の空気圧室５８には後退用の空気供給路３９ｂが接続されている。両方の空気供給路３９ａ、３９ｂと圧縮空気供給源４１との間には流路切換弁５９が設けられている。流路切換弁５９を介して圧縮空気供給源４１の圧縮空気を後退用の空気圧室５８に供給すると、図４Ａ、図４Ｂに示されるように、離反ピストン５３は後退限位置になる。一方、圧縮空気供給源４１の圧縮空気を前進用の空気圧室５７に供給すると、図４Ｃに示されるように、離反ピストン５３は前進限位置になる。なお、シール部材４５ａがガイド孔５２の内周面に設けられ、離反ロッド５４の外周面とガイド孔５２の内周面との間はシールされる。

【0031】

ガイド孔３１とばね室３５が離反ロッド５４に形成されており、給気ロッド３２がガイド孔３１に同軸となって移動可能に組み込まれ、給気ロッド３２の基端部に設けられた開閉弁３６がばね室３５に配置されている。ばね室３５は離反ロッド５４に形成された連通孔６０により、後退用の空気圧室５８に連通し、ばね室３５は空気圧室５８を介して圧縮空気供給源４１に連通される。

【0032】

図４Ａに示されるように、離反ピストン５３が後退限位置に設定され、給気ロッド３２がばね力により駆動されて突出面３３が対向面２８より突出した状態のもとで、自走式台車１０が空気供給ヘッド２７ｂに接近すると、図４Ｂに示されるように、空気供給ヘッド２７ｂの磁石４８が自走式台車１０の磁石４７に磁力により密着する。これにより、流出口３８が流入口１４に合致するように芯出しされるとともに、給気ロッド３２がばね力に抗して後退移動し、開閉弁３６は連通路４２を開放する。したがって、圧縮空気供給源４１から吐出された圧縮空気が連通孔６０、連通路４２および空気案内路３７を介して空気流入路１５に供給される。

【0033】

空気流入路１５に供給された圧縮空気がエアタンク１２に充填され、エアタンク１２への充填が完了すると、図４Ｃに示されるように、流路切換弁５９が操作されて前進用の空気圧室５７に圧縮空気が供給される。これにより、離反ロッド５４は磁石４７、４８の吸着力に抗して前進限位置まで突出され、空気供給ヘッド２７ｂは自走式台車１０から離反される。空気供給ヘッド２７ｂが自走式台車１０から離反された状態のもとで、流路切換弁５９により後退用の空気圧室５８に圧縮空気が供給されると、図４Ａに示されるように、離反ピストン５３は後退限位置に戻される。

【0034】

上述した形態の空気供給ヘッド２７ｂは、給気ロッド３２を離反ロッド５４の内部に同軸に配置することによって、簡単な構造により、離反機構を備えた圧縮空気供給装置の小型化が達成され、圧縮空気供給源４１からの空気圧によって自走式台車１０内の空圧機器に圧縮空気を供給できるとともに、空気供給ヘッド２７ｂを自走式台車１０から離反させることができる。

【0035】

図５は、さらに他の実施の形態である圧縮空気供給装置２０の空気供給ヘッド２７ｃを示す断面図である。

【0036】

空気供給ヘッド２７ｃのシリンダ本体２９は両ロッド型であり、シリンダ孔６１がシリンダ本体２９に形成されている。シリンダ孔６１に連通する小径のガイド孔６２がシリンダ本体２９の前端壁部に形成され、シリンダ孔６１に連通する小径のガイド孔６３がシリンダ本体２９の後端壁部に形成されており、両方のガイド孔６２、６３とシリンダ孔６１は同軸である。給気ピストン６４がシリンダ孔６１に往復動可能に装着されており、ガイド孔６２に摺動可能に装着される給気ロッド３２ａが給気ピストン６４の前面側に設けられ、ガイド孔６３に摺動可能に装着される給気ロッド３２ｂが給気ピストン６４の後面側に設けられている。給気ピストン６４と給気ロッド３２ａ、３２ｂは一体に形成されている。シリンダ孔６１に接触するシール部材６５が給気ピストン６４に設けられ、給気ロッド３２ａに接触するシール部材６６がシリンダ本体２９に設けられ、給気ロッド３２ｂに接触するシール部材６７がシリンダ本体２９に設けられている。

【0037】

給気ロッド３２ａの端面は突出面３３であり、給気ロッド３２ｂの端面６８と突出面３３との間を空気案内路３７が貫通している。この空気供給ヘッド２７ｃにおいては、突出面３３を接続面１３に接触させるときには、突出面３３は対向面２８とほぼ同一面となっており、このときには給気ピストン６４は後退限位置となっている。したがって、空気供給ヘッド２７ｃを自走式台車１０に接近させると、空気供給ヘッド２７ｃの磁石４８が磁力により自走式台車１０の磁石４７に密着する。このときには、突出面３３は図５に示されるように、対向面２８とほぼ同一の後退位置となっている。

【0038】

圧縮空気供給源４１に接続される空気供給路６９が給気ロッド３２ｂに接続されており、開閉弁７１が空気供給路６９に設けられている。開閉弁７１は、空気供給路６９を開放して圧縮空気供給源４１から吐出される圧縮空気を空気案内路３７に供給する状態と、空気供給路６９を遮断する状態とに切り換える。したがって、この開閉弁７１は、突出面３３が接続面１３から離れているときに圧縮空気供給源４１と空気案内路３７との連通を遮断し、接続面１３が突出面３３に突き当てられたときに、自走式台車１０の空圧機器に対して圧縮空気を供給するために、圧縮空気供給源４１と空気流入路１５とを空気案内路３７を介して連通させる。

【0039】

圧縮空気供給前に、突出面３３が接続面１３から離れているときと、接続面１３が突出面３３に突き当てられたときのいずれにおいても、突出面３３は図５に示されるように、対向面２８とほぼ同一位置である。開閉弁７１は、接続面１３が突出面３３に突き当てられたことを検出する外部からの信号により、空気供給路６９を開放する。

【0040】

シリンダ孔６１内に設けられた給気ピストン６４により前進用の空気圧室７２と後退用の空気圧室７３が形成されており、前進用の空気圧室７２には前進用の空気供給路３９ａが接続され、後退用の空気圧室７３には後退用の空気供給路３９ｂが接続されている。両方の空気供給路３９ａ、３９ｂと圧縮空気供給源４１との間には流路切換弁５９が設けられている。流路切換弁５９を介して圧縮空気供給源４１の圧縮空気を後退用の空気圧室７３に供給すると、図５に示されるように、給気ピストン６４は後退限位置になる。一方、圧縮空気供給源４１の圧縮空気を前進用の空気圧室７２に供給すると、給気ピストン６４は前進限位置になり、給気ロッド３２ａの突出面３３は図５に示される位置よりも対向面２８の前方に突出する。

【0041】

突出面３３が突出すると、空気供給ヘッド２７ｃの磁石４８は自走式台車１０の磁石４７から分離される。このように、給気ロッド３２は自走式台車１０に吸着された空気供給ヘッドを自走式台車１０から離脱させるための離反ロッドとしても機能する。

【0042】

図６は、さらに他の実施の形態である圧縮空気供給装置２０の空気供給ヘッド２７ｄを示す断面図である。

【0043】

シリンダ本体２９は、図３Ａ、図３Ｂに示したシリンダ本体２９と基本構造がほぼ同様であり、シリンダ本体２９に形成されたガイド孔３１には給気ロッド３２が往復動可能に装着されている。給気ロッド３２の後端部に一体となった開閉弁３６はばね室３５内に配置され、圧縮コイルばね４３により開閉弁３６と給気ロッド３２には前進限位置に向かう方向のばね力が加えられている。給気ロッド３２に形成された空気案内路３７の流出口３８は突出面３３に開口しており、空気案内路３７は連通路４２を介してばね室３５に連通される。

【0044】

空気供給ヘッド２７ｄのシリンダ本体２９には、それぞれエアシリンダからなる２つの離反シリンダ７４，７５が取り付けられている。それぞれの離反シリンダ７４，７５は、前方に向けて突出する離反ロッド７４ａ、７５ａを有している。突出面３３を接続面１３に突き当てて空気案内路３７を空気流入路１５に連通させて、圧縮空気を自走式台車１０の空圧機器に圧縮空気を供給した後に、空気供給ヘッド２７ｄを接続面１３から離反させるときに、それぞれの離反シリンダ７４、７５の離反ロッド７４ａ、７５ａが突出される。空気供給ヘッド２７ｄに取り付けられる離反シリンダの数は２つに限られない。ただし、複数の離反シリンダを取り付けると、空気供給ヘッド２７ｄを傾けることなく、自走式台車１０から離反させることができる。

【0045】

接続面１３と突出面３３との間をシールする突き当てシール部材４６は、上述した形態と相違して、接続面１３に設けられている。つまり、接続面１３に形成された環状溝に突き当てシール部材４６が設けられている。上述したそれぞれの形態の空気供給ヘッド２７ａ～２７ｃにおいても、接続面１３に突き当てシール部材４６を設けるようにしてもよい。

【0046】

図６に示すように、接続面１３に設けられる磁石４７は接続面１３から僅かに突出している。同様に、対向面２８に設けられる磁石４８は対向面２８から僅かに突出している。この場合には、両方の磁石４７、４８が接触し、突出面３３が接続面１３に接触したときは、対向面２８は接続面１３には接触しない。上述したそれぞれの形態の空気供給ヘッド２７ａ～２７ｃにおいても、それぞれの磁石４７、４８を突出させるようにしてもよい。

【0047】

それぞれの磁石４７、４８は、環状に形成された一体型であるが、流入口１４の中心から同一半径位置に複数の磁石を取り付けることにより、複数の磁石片により接続面１３側の磁石４７を形成するようにしてもよい。同様に、流出口３８の中心から同一半径位置に複数の磁石を取り付けることにより、複数の磁石片により対向面２８側の磁石４８を形成するようにしてもよい。それぞれの磁石４７、４８の表面は外部に露出されているが、表面を薄い保護膜により被覆するようにしてもよい。また、それぞれの磁石４７，４８のいずれか一方、もしくは両方を電磁石にしてもよい。

【0048】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。この圧縮空気供給装置２０は、空気供給ヘッドの所定の位置に自走式台車１０を位置決めできない場合に好適であるが、自走式台車１０を空気供給ヘッドに高い精度で位置決めすることができる場合にも適用することができる。自走式台車１０が移動装置つまり移動物体として示されているが、自走式台車１０に限られず、空気圧により作動する機器が搭載された移動する物体に対して圧縮空気を供給する場合であれば、どのようなものに対しても本発明を適用することができる。また、圧縮空気が供給される空圧機器としては、空気圧アクチュエータや空気圧制御機器に対して圧縮空気を供給するためのエアタンクのみならず、空気圧アクチュエータや空気圧制御機器を空圧機器としてこれに直接圧縮空気を供給するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0049】

１０ 自走式台車
１１ 車輪
１２ エアタンク
１３ 接続面
１４ 流入口
１５ 空気流入路
２０ 圧縮空気供給装置
２１ 支持部材
２７ａ～２７ｄ 空気供給ヘッド
２８ 対向面
２９ シリンダ本体
３１ ガイド孔
３２ 給気ロッド
３３ 突出面
３６ 開閉弁
３７ 空気案内路
３８ 流出口
３９ 空気供給路
４１ 圧縮空気供給源
４７ 第１の磁石
４８ 第２の磁石
５３ 離反ピストン
５４ 離反ロッド
６４ 給気ピストン
６９ 空気供給路
７１ 開閉弁
７４、７５ 離反シリンダ
７４ａ、７５ａ 離反ロッド

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図5】

【図6】