JP2012140208A

JP2012140208A - 物品搬送装置

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Publication number: JP2012140208A
Application number: JP2010293320A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Takeguchi; 貴博竹口; Motoyasu Machino; 元康町野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-26

Abstract

【課題】簡単なクラッチ機構により、１つの駆動源からの動力を複数の搬送機構に伝達することができる物品搬送装置を提供する。
【解決手段】１つのモータ１５からの動力を、クラッチ機構４０を介して複数の第一コンベア１０および第二コンベア２０に伝達する物品搬送装置１であって、クラッチ機構４０は、突起部４４ａを有する雄側部材４４と、突起部４４ａと係合可能な凹部４３ａを有する雌側部材４３と、を具備し、雌側部材４３には、突起部４４ａを凹部４３ａへと案内するテーパ部４３ｂが形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、１つの駆動源からの動力を、クラッチ機構を介して複数の搬送機構に伝達する物品搬送装置の技術に関する。

従来、１つの駆動源からの動力を、クラッチ機構を介して複数の搬送機構に伝達する物品搬送装置の技術は公知となっている。例えば、特許文献１および特許文献２に記載の如くである。

特許文献１に記載の物品搬送装置においては、搬送する物品の重量を利用してクラッチ機構による動力の断接を切り換えている。

特許文献２に記載の物品搬送装置においては、シリンダー等のアクチュエータを用いてクラッチ機構による動力の断接を切り換えている。

特開平１１−２９２２３１号公報特開２０００−３３５７２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、搬送する物品の重量が異なる場合、当該重量に応じてクラッチ機構の微調整が必要となる点で不利であった。特許文献２に記載の技術では、クラッチ機構を切り換えるためのアクチュエータを独自に制御する必要がある点で不利であった。

また、特許文献１および特許文献２に記載の技術は、一方向に連続する搬送機構にのみ適用することができるものであり、トラバーサ、昇降コンベア、回転コンベア等の、搬送機構を切り離す必要がある物品搬送装置に適用することが困難であった。

さらに、搬送される物品の位置決めを行うには、近接等により検出する外部信号を用いる必要がある点で不利であった。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、簡単なクラッチ機構により、１つの駆動源からの動力を複数の搬送機構に伝達することができる物品搬送装置を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、１つの駆動源からの動力を、クラッチ機構を介して複数の搬送機構に伝達する物品搬送装置であって、前記クラッチ機構は、突起部を有する雄側部材と、前記突起部と係合可能な凹部を有する雌側部材と、を具備し、前記雌側部材には、前記突起部を前記凹部へと案内するテーパ部が形成されることを特徴とするものである。

本発明は、簡単なクラッチ機構により、１つの駆動源からの動力を複数の搬送機構に伝達することができる、という効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る物品搬送装置の全体的な構成を示した平面模式図。物品搬送装置において第二コンベアが左端へと移動した様子を示す平面模式図。雌側部材および雄側部材を示す図、（ａ）は係合していない状態を示す図、（ｂ）は係合している状態を示す図。雌側部材および雄側部材を示す図、（ａ）は雌側部材の図２におけるＡ−Ａ断面を示す図、（ｂ）は雄側部材の図２におけるＡ−Ａ断面を示す図、（ｃ）はスプリングが縮められた様子を示す図、（ｄ）は（ａ）におけるＢ矢視であって突起部が案内される様子を示す図、（ｅ）は（ａ）におけるＢ矢視であって突起部が案内される様子を示す図、（ｆ）は（ａ）におけるＢ矢視であって突起部が案内される様子を示す図、（ｇ）は（ａ）におけるＢ矢視であって突起部が案内される様子を示す図。物品搬送装置の制御構成を示したブロック図。基準ピンを示した側面模式図。第二実施形態に係る物品搬送装置を示した斜視図。第三実施形態に係る物品搬送装置を示した斜視図。第四実施形態に係る物品搬送装置を示した模式図、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図。

以下では、本発明の一実施形態に係る物品搬送装置１について説明する。

図１に示す物品搬送装置１は、ワーク等の物品（搬送物２）を所定の方向に搬送するものである。物品搬送装置１は、第一コンベア１０、第二コンベア２０、第三コンベア３０、およびクラッチ機構４０・４０等を具備する。

第一コンベア１０は、搬送機構の実施の一形態であり、搬送物２を所定の方向（本実施形態においては、図１における上方向）に搬送するものである。第一コンベア１０は、フレーム１１・１１、連結軸１２・１２、搬送プーリ１３・１３・・・、搬送ベルト１４・１４、モータ１５、駆動プーリ１６、従動プーリ１７、伝達ベルト１８、および制御装置１９（図５参照）等を具備する。

第一コンベア１０においては、長手方向を搬送方向に向けられた一対のフレーム１１・１１が配置され、各フレーム１１・１１の搬送方向上流側端部および下流側端部には連結軸１２・１２がそれぞれ横架される。連結軸１２・１２の両端部にはそれぞれ搬送プーリ１３・１３・・・が固設される。搬送方向上流側の搬送プーリ１３・１３と搬送方向下流側の搬送プーリ１３・１３との間には搬送ベルト１４・１４がそれぞれ巻回される。

一対のフレーム１１・１１間（本実施形態においては、搬送方向下流側端部近傍）には、駆動源としてのモータ１５が設けられる。モータ１５の出力軸には駆動プーリ１６が固設される。当該駆動プーリ１６と搬送方向下流側の連結軸１２に固設される従動プーリ１７との間には伝達ベルト１８が巻回される。

このように構成された第一コンベア１０において、モータ１５の動力は駆動プーリ１６、伝達ベルト１８、および従動プーリ１７を介して連結軸１２に伝達される。当該モータ１５からの動力により連結軸１２が回動されると、搬送ベルト１４・１４が搬送プーリ１３・１３の周りを回転駆動する。搬送ベルト１４・１４上に配置されたパレット３には搬送物２が載置されており、搬送ベルト１４・１４が回転駆動することによって当該搬送物２が図１における上方向に搬送されることになる。

なお、本実施形態においては、第一コンベア１０は搬送ベルト１４・１４により搬送物２を搬送するベルトコンベアとして説明したが、本発明はこれに限るものではなく、チェーンコンベア、ローラコンベア等であってもよい。以下で説明する第二コンベア２０、および第三コンベア３０についても同様である。

第二コンベア２０は、搬送機構の実施の一形態であり、搬送物２を所定の方向（本実施形態においては、図１における上下方向および左右方向）に搬送するものである。第二コンベア２０は、フレーム２１・２１、連結軸２２・２２、搬送プーリ２３・２３・・・、搬送ベルト２４・２４、トラバース機構２５、および制御装置２６（図５参照）等を具備する。

フレーム２１・２１、連結軸２２・２２、搬送プーリ２３・２３・・・、および搬送ベルト２４・２４の構成は、概ね第一コンベア１０のフレーム１１・１１、連結軸１２・１２、搬送プーリ１３・１３・・・、および搬送ベルト１４・１４の構成と同様であるため、説明を省略する。

第二コンベア２０の上部（フレーム２１・２１等）は、トラバース機構２５によって、図１における左右方向に移動可能とされている。トラバース機構２５には独自の駆動源としてのモータ２５ｂ（図５参照）が設けられている。当該モータ２５ｂを正転または逆転させることにより、第二コンベアのフレーム２１・２１等は図１における左方向または右方向に移動することができる。またこの際、図１に示すようなガイド２５ａによって、フレーム２１・２１等を平面視において１８０度回転させることが可能である。

トラバース機構２５によって第二コンベア２０のフレーム２１・２１等が図１における右端部に移動した場合、当該フレーム２１・２１等は図１における第一コンベア１０の上側に位置することになる（図１の状態）。また、トラバース機構２５によって第二コンベア２０のフレーム２１・２１等が図１における左端部に移動した場合、当該フレーム２１・２１等は図１における第三コンベア３０の上側に位置することになる（図２の状態）。

第三コンベア３０は、搬送機構の実施の一形態であり、搬送物２を所定の方向（本実施形態においては、図１における下方向）に搬送するものである。第三コンベア３０は、フレーム３１・３１、連結軸３２・３２、搬送プーリ３３・３３・・・、搬送ベルト３４・３４、モータ３５、駆動プーリ３６、従動プーリ３７、伝達ベルト３８、および制御装置３９（図５参照）等を具備する。

第三コンベア３０の構成は、概ね第一コンベア１０の構成と同様であるため、説明を省略する。

クラッチ機構４０・４０は、複数の搬送機構の間で動力を伝達させるものである。本実施形態においては、クラッチ機構４０・４０は、第一コンベア１０と第二コンベア２０との間、および第二コンベア２０と第三コンベア３０との間にそれぞれ設けられる。クラッチ機構４０は、クラッチ駆動プーリ４１、伝達ベルト４２、雌側部材４３、雄側部材４４、軸受４５（図３参照）、およびスプリング４６（図３参照）等を具備する。

以下ではまず、第一コンベア１０と第二コンベア２０との間に設けられるクラッチ機構４０（図１における右側のクラッチ機構４０）について説明する。

クラッチ駆動プーリ４１は、第一コンベア１０の連結軸１２（図１における上側の連結軸１２）の端部に連結される。クラッチ駆動プーリ４１は、伝達ベルト４２を介して雌側部材４３と連動連結される。雄側部材４４は、第二コンベア２０の連結軸２２（図１における下側の連結軸２２）の端部に連結される。
なお、図１においては、雌側部材４３と雄側部材４４とが係合している状態を示している。雌側部材４３および雄側部材４４については後に詳述する。

以上の如く構成されたクラッチ機構４０において、雌側部材４３と雄側部材４４とが係合している場合には、第一コンベア１０のモータ１５の動力は、クラッチ駆動プーリ４１、伝達ベルト４２、雌側部材４３、および雄側部材４４を介して第二コンベア２０の連結軸２２に伝達される。

第二コンベア２０の連結軸２２に伝達された動力によって、当該第二コンベア２０の搬送ベルト２４・２４が搬送プーリ２３・２３の周りを回転駆動する。これによって、当該搬送ベルト２４・２４上に配置されたパレット３（搬送物２）が図１における上方向に搬送されることになる。

第二コンベア２０と第三コンベア３０との間に設けられるクラッチ機構４０（図１における左側のクラッチ機構４０）の構成は、概ね第一コンベア１０と第二コンベア２０との間に設けられるクラッチ機構４０の構成と同様であるため、説明を省略する。

なお、第二コンベア２０の上部が図１における左方向に移動した場合、当該第二コンベア２０の上部（フレーム２１・２１等）は平面視において１８０度回転され、第二コンベア２０の図１における上側の連結軸２２の端部に連結された雄側部材４４と、第二コンベア２０と第三コンベア３０との間のクラッチ機構４０における雌側部材４３とが係合されることになる（図２の状態）。これによって、クラッチ機構４０を介して第三コンベア３０のモータ３５の動力が第二コンベア２０の連結軸２２に伝達される。

以下では、クラッチ機構４０の雌側部材４３および雄側部材４４について詳細に説明する。

図３（ａ）および図４（ａ）に示す雌側部材４３は、軸受４５によってフレーム等の支持部材に適宜回動可能に支持される。雌側部材４３の一端側（雄側部材４４と対向する側）には、円形の穴が形成され、当該穴の外周には放射線状に複数（本実施形態においては、等間隔に１２個）の凹部４３ａ・４３ａ・・・が形成される。雌側部材４３の凹部４３ａの一端側（雄側部材４４と対向する側）には、凹部４３ａの一端側へいくに従って当該雌側部材４３が回転する方向（図４（ｄ）から（ｇ）までの矢印方向）に向けて傾斜するテーパ部４３ｂが形成される。つまり、テーパ部４３ｂの回転方向の幅は、凹部４３ａの一端側へいくに従って大きくなっている。

図３（ａ）および図４（ｂ）に示すように、雄側部材４４は、略円筒形状の部材であり、その一端側（雌側部材４３と対向する側）の外周には放射線状に複数（本実施形態においては、等間隔に４個）の突起部４４ａ・４４ａ・・・が形成される。雄側部材４４は、第二コンベア２０の連結軸２２に対して、キー嵌合等により摺動可能かつ相対回転不能に支持される。雄側部材４４は、スプリング４６の付勢力によって、雌側部材４３と近接する方向に常時付勢されている。

このように構成された雌側部材４３および雄側部材４４において、図１に示す第二コンベア２０の上部（フレーム２１・２１等）がトラバース機構２５により右方に移動してくると、当該第二コンベア２０の連結軸２２に支持された雄側部材４４が雌側部材４３に押し付けられることになる。この際、雌側部材４３の凹部４３ａ・４３ａ・・・と雄側部材４４の突起部４４ａ・４４ａ・・・との位相が一致すれば、雄側部材４４の突起部４４ａ・４４ａ・・・が雌側部材４３の凹部４３ａ・４３ａ・・・に係合し、クラッチ機構４０は動力を伝達することができる状態となる（図３（ｂ）参照）。

雄側部材４４が雌側部材４３に押し付けられた際に、雌側部材４３の凹部４３ａ・４３ａ・・・と雄側部材４４の突起部４４ａ・４４ａ・・・との位相が一致していない場合、雄側部材４４は雌側部材４３に係合することはできないが、当該雄側部材４４はスプリング４６の付勢力に抗して雌側部材４３と離間する方向に摺動する（図４（ｃ）参照）。

また、雄側部材４４が雌側部材４３に押し付けられた際には、図４（ｄ）から（ｇ）までに順に示すように、雄側部材４４の突起部４４ａは雌側部材４３のテーパ部４３ｂによって凹部４３ａへと案内されることになる。

上述の如く、雌側部材４３と雄側部材４４との間に位相差が生じても、スプリング４６によりその位相差を吸収することができるため、トラバース機構２５による第二コンベア２０上部の移動距離を一定に保つことができる。また、テーパ部４３ｂにより雌側部材４３と雄側部材４４との係合を容易にすることで、クラッチ機構４０における伝達ロスを無くし、搬送物２の停止位置精度を保障することができる。

以下では、上述の如く構成された物品搬送装置１の動作態様および制御態様について説明する。

図１に示す第一コンベア１０上の搬送物２を第二コンベア２０へと搬出する場合、第二コンベア２０のトラバース機構２５により当該第二コンベア２０の上部が図１における右端まで移動され、クラッチ機構４０（図１における右側のクラッチ機構４０）の雄側部材４４が雌側部材４３に係合する。この場合、第二コンベア２０の搬送ベルト２４・２４を回転駆動させるための動力は、第一コンベア１０のモータ１５からクラッチ機構４０を介して伝達される。従って、第二コンベア２０自身は、搬送物２を搬入するためのアクチュエータを持つ必要がない。

第二コンベア２０は、搬送物２の搬入が完了すると、トラバース機構２５により図１における左方へと移動することでクラッチ機構４０の雄側部材４４と雌側部材４３との係合を解除する。この際、左方へと移動するための動力は、第二コンベア２０自身が有するトラバース機構２５のモータ２５ｂ（図５参照）より供給される。

第二コンベア２０上の搬送物２を第三コンベア３０へと搬出する場合、第二コンベア２０のトラバース機構２５により当該第二コンベア２０の上部が図１における左端まで移動され（図２参照）、クラッチ機構４０（図２における左側のクラッチ機構４０）の雄側部材４４が雌側部材４３に係合する。この場合、第二コンベア２０の搬送ベルト２４・２４を回転駆動させるための動力は、第三コンベア３０のモータ３５からクラッチ機構４０を介して伝達される。従って、第二コンベア２０自身は、搬送物２を搬出するためのアクチュエータを持つ必要がない。

このように、第二コンベア２０に搬送物２を搬入するための動力および第二コンベア２０から搬送物２を搬出するための動力を、第一コンベア１０または第三コンベア３０からクラッチ機構４０・４０を介して伝達することにより、各コンベア（第一コンベア１０、第二コンベア２０、および第三コンベア３０）は駆動源として有するモータ（モータ１５、モータ２５ｂ、およびモータ３５）をそれぞれ１個ずつに絞りこむことができる。これによって、図５に示すように、異なるコンベア（第一コンベア１０、第二コンベア２０、および第三コンベア３０）を、同一の制御回路を用いて制御することが可能となる。したがって、分散制御により制御する物品搬送装置１において、隣り合うコンベアの追加および削減を容易に行うことができる。なお、図５における制御信号Ｃｍは各モータへの正転または逆転の指示信号、制御信号Ｃｆは搬送物２が搬出可能である旨、および搬出中である旨の信号等、制御信号Ｃｂは搬送物２が搬入可能である旨、搬入中である旨、および搬入完了した旨の信号等である。

また、加工工程等では、搬送物２が搬送完了した後、図６に示す基準ピン４により位置決めを行う。具体的には、搬送物２が載置されたパレット３に形成された位置決め孔３ａに、下方から基準ピン４を押し上げて係合させる。

このとき、例えば基準ピン４の直径をｄ、テーパ角を１５°とすると、要求される停止位置精度ｘ≦１．１ｄｔａｎ１５°を満たす必要がある。本実施形態におけるクラッチ機構４０のように、雌側部材４３にテーパ部４３ｂを設け、当該雌側部材４３と雄側部材４４との係合性を向上させることにより、上記停止位置精度ｘを確保することができる。

以上の如く、本実施形態に係る物品搬送装置１は、１つの駆動源（モータ１５）からの動力を、クラッチ機構４０を介して複数の搬送機構（第一コンベア１０および第二コンベア２０）に伝達する物品搬送装置１であって、クラッチ機構４０は、突起部４４ａを有する雄側部材４４と、突起部４４ａと係合可能な凹部４３ａを有する雌側部材４３と、を具備し、雌側部材４３には、突起部４４ａを凹部４３ａへと案内するテーパ部４３ｂが形成されることを特徴とするものである。
このように構成することにより、簡単なクラッチ機構４０により、１つのモータ１５からの動力を第一コンベア１０および第二コンベア２０に伝達することができる

以下では、本発明の他の実施形態について説明する。

図７に示すように、本発明の第二実施形態に係る物品搬送装置１０１は、いわゆる昇降コンベア装置を構成している。

すなわち、物品搬送装置１０１は、床面近傍において搬送物を水平方向に搬送する第一コンベア１１０と、搬送物を上下方向に搬送する第二コンベア１２０と、第二コンベア１２０により上方に搬送された搬送物をさらに水平方向に搬送する第三コンベア１３０と、を具備する。各コンベア間にはクラッチ機構４０・４０が設けられ、第二コンベア１２０へと搬送物を搬入するための動力は第一コンベア１１０から、第二コンベア１２０から搬送物を搬出するための動力は第三コンベア１３０から、それぞれ伝達される構成とされる。

図８に示すように、本発明の第三実施形態に係る物品搬送装置２０１は、いわゆる回転コンベア装置を構成している。

すなわち、物品搬送装置２０１は、搬送物を水平方向に搬送する第一コンベア２１０と、垂直軸回りに回転可能な第二コンベア２２０と、搬送物をさらに水平方向に搬送する第三コンベア２３０と、を具備する。各コンベア間にはクラッチ機構４０・４０が設けられ、第二コンベア２２０へと搬送物を搬入するための動力は第一コンベア２１０から、第二コンベア２２０から搬送物を搬出するための動力は第三コンベア２３０から、それぞれ伝達される構成とされる。

図９に示すように、本発明の第四実施形態に係る物品搬送装置３０１は、搬送物２を引き出して運搬・搬出するものである。

すなわち、物品搬送装置３０１においては、上下方向に昇降可能な搬送機構３１０が設けられ、当該搬送機構３１０には、水平方向に移動可能な爪３１１が設けられる。

搬送台車５によって、パレット３に載置された搬送物２が搬送されてくると、搬送機構３１０の爪３１１が当該パレット３に向けて送り出される。この際、爪３１１とともに、搬送機構３１０に設けられたクラッチ機構４０の雄側部材４４がパレット３に向けて送り出される。当該雄側部材４４がパレット３側に設けられた雌側部材４３と係合すると、搬送機構３１０からの動力が、当該雌側部材４３に連結された図示せぬボールネジに伝達される。当該ボールネジが回転することで、パレット３が搬送機構３１０側へと引き出されることになり、爪３１１上にパレット３を載置することができる。

爪３１１上に載置されたパレット３は、搬送機構３１０により所定の方向へと搬送され、隣接するスライドテーブル６に載置される。

１物品搬送装置
２搬送物
１０第一コンベア（搬送機構）
１５モータ（駆動源）
２０第二コンベア（搬送機構）
２５トラバース機構
２５ｂモータ（駆動源）
３０第三コンベア（搬送機構）
３５モータ（駆動源）
４０クラッチ機構
４３雌側部材
４３ａ凹部
４３ｂテーパ部
４４雄側部材
４４ａ突起部

Claims

１つの駆動源からの動力を、クラッチ機構を介して複数の搬送機構に伝達する物品搬送装置であって、
前記クラッチ機構は、
突起部を有する雄側部材と、
前記突起部と係合可能な凹部を有する雌側部材と、
を具備し、
前記雌側部材には、
前記突起部を前記凹部へと案内するテーパ部が形成されることを特徴とする物品搬送装置。