JP5378167B2

JP5378167B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP5378167B2
Application number: JP2009260871A
Authority: JP
Inventors: 憲久大石; 龍成工藤
Original assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Current assignee: Toyota Motor East Japan Inc
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2029-11-16
Also published as: JP2011105427A

Description

本発明は、レールに沿って案内される台車を搬送するための搬送装置に関する。

特許文献１には、レール１１に案内される搬送器１２に対してウォーム溝２１を有するギア装置１８を固定取付し、ウォーム溝２１をウォームシャフト１７に嵌合させ、ウォームシャフト１７の回転によって搬送器１２をレール１１に沿って移動させることが開示されている。

特開２００１−２７８４３５号公報（段落００２１〜００２３、図１）

レールに沿って台車を長い距離搬送させる場合がある。この場合、特許文献１に記載の技術を適用してウォームシャフトを回転し台車を搬送することが考えられる。しかしながら、あまりに長尺なウォームシャフトは製造するのが難しいという実情がある。また、台車を異なるレールに移し変えるために、レールの一部をウォームシャフトとともに上下移動させることも考えられる。以上のような事情を考えると、台車を長い距離搬送させるためには、複数のウォームシャフトを直列に並べて配置することが適していると考えられる。

しかしながら、複数のウォームシャフトを直列に並べて配置すると、別の問題が生じる。一例として、図６に示すような仮想例を考える。この例では、いずれのウォームシャフト９０１も、軸回り方向に回転自在となるよう両端部がベアリング９０５に支持されている。二つのウォームシャフト９０１は、駆動力伝達部９０５ａ（プーリー９０５ｂとベルト９０５ｃとにより構成される）によって伝達されるモータ９０２の駆動力によって、それぞれ別個独立に回転する。そして、二つのウォームシャフト９０１はベアリング９０５によって離間している。また、台車９０３に設けられているウォームシャフト９０１への噛合部９０６は、ウォームシャフト９０１の溝に噛み合う形状をなしている。台車９０３は、載置物９０７を載置した状態で、回転するウォームシャフト９０１に押されることでレール９０４に沿って動く。

ここで、二つのウォームシャフト９０１が離間しており、かつ、別個独立に回転しているために、二つのウォームシャフト９０１の溝の位相が一致しないことが生じる。そして、一方のウォームシャフト９０１から他方のウォームシャフト９０１に台車９０３が移り渡ると、噛合部９０６と他方のウォームシャフト９０１の溝とが噛み合わず、台車９０３がウォームシャフト９０１の上に乗り上がってレール９０４から外れるおそれがある。

本発明の目的は、台車を、簡易な仕組みでレールに沿ってスムーズに長距離搬送することである。

本発明の搬送装置は、円柱形状で、台車を所定の移動経路に沿って案内するレールと平行に延び、軸回り方向に回転自在のシャフトと、スペース巻きで形成され前記シャフトの外周面の中腹に巻き付くよう配置され当該シャフトの長さ方向に摺動自在の円筒コイル部と、前記円筒コイル部の端から延出し前記シャフトの外周面に固定される固定部と、を有する円筒コイルスプリングと、前記台車から突出し、前記円筒コイル部のピッチ間に位置付けられる突部と、前記シャフトを軸回り方向に回転駆動し、前記突部に前記円筒コイル部を滑り接触させて前記台車を前記シャフトの長さ方向に動かす駆動部と、を備える。

本発明によれば、台車から突出する突部は、ピッチ間に位置付けられ、シャフトとともに回転する円筒コイル部に滑り接触してレールに沿って移動する。そして、円筒コイル部は、突部と接触し始めるときにこの突部に押されて変位し、突部をピッチ間に確実に位置付け、台車を動かす。したがって、台車を、簡易な仕組みでレールに沿ってスムーズに長距離搬送することができる。

搬送装置の正面図である。（ａ）は、シャフト及び円筒コイルスプリングの正面図である。（ｂ）は、円筒コイル部が動いた状態を示す、シャフト及び円筒コイルスプリングの正面図である。（ａ）は、固定部を示す正面図である。（ｂ）は、固定部を示す図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、二つのシャフトを渡り動く台車の動く様子を示す説明図である。搬送装置の変形例を示す正面図である。ウォームシャフトを直列に並べモータの駆動でウォームシャフトを回転し台車を搬送するという仮想例を示す模式図である。

実施の一形態を、図１ないし図５に基づいて説明する。図１は、搬送装置１０１の正面図である。本実施の形態の搬送装置１０１は、一例として、工場内に配置される。より詳細に述べると、工場内では、製造過程にある部品１０２（例えば、自動車のボデー）が、台車１０３に搭載されて搬送される。そして、工場内には、台車１０３の移動経路１０４が規定されていて、この移動経路１０４に沿って互いに平行で離間している二本のレール１０５が延びている。台車１０３は、車輪１０６を備える。車輪１０６は、レール１０５の上に載置される。そして、この台車１０３は、レール１０５に案内されて移動経路１０４に沿って移動自在となっている。

台車１０３には、移動経路１０４の方向に離間して並ぶ複数の突部１０７が設けられる。突部１０７は、いずれも、ローラ軸１０８とローラ１０９とを含んでいる。ローラ軸１０８は、二本のレール１０５の間に位置し、台車１０３の下面から下方に突出する。ローラ軸１０８の先端は、レール１０５よりも下方に位置する。ローラ１０９は、ローラ軸１０８の先端に設けられ、このローラ軸１０８の軸回り方向に回転自在となっている。

本実施の形態の搬送装置１０１は、シャフト１１０と、円筒コイルスプリング１１１と、前述した突部１０７と、駆動部１１２と、を備える。

シャフト１１０は、円柱形状で、レール１０５と平行に延びている。シャフト１１０の両端面からは、軸１１３が突出している。シャフト１１０は、軸１１３をベアリング１１４に支持させて、シャフト１１０の軸回り方向に回転自在となっている。

駆動部１１２は、プーリー１１４ａと、モータ１１５と、動力伝達ベルト１１６とを備える。プーリー１１４ａは、軸１１３に取り付けられている。モータ１１５は、動力伝達ベルト１１６を介して、プーリー１１４ａに動力を伝達し、シャフト１１０を回転駆動させる。

ところで、シャフト１１０は、レール１０５に沿って直列に複数本並べられる。そして、駆動部１１２は、各シャフト１１０に対して設けられている。このため、各シャフト１１０は、別個独立の駆動部１１２によって、それぞれ独立に回転することになる。

図２（ａ）は、シャフト１１０及び円筒コイルスプリング１１１の正面図である。円筒コイルスプリング１１１は、シャフト１１０の外周面に沿って、シャフト１１０に巻きつくように配置される。より詳細に述べると、円筒コイルスプリング１１１は、円筒コイル部１１７と固定部１１８とを有している。

円筒コイル部１１７は、円筒コイルスプリング１１１の中央部分に形成されている。円筒コイル部１１７の内径と、シャフト１１０の外径とは、等しい。円筒コイル部１１７は、スペース巻きで形成されている。この円筒コイル部１１７は、シャフト１１０の外周面の中腹に巻きつくように配置される。

固定部１１８は、円筒コイル部１１７の両端から延出していて、シャフト１１０の長さ方向に延びている。この固定部１１８の詳細については、図３（ａ）及び図３（ｂ）に基づいて後述する。

図２（ｂ）は、円筒コイル部１１７が動いた状態を示す、シャフト１１０及び円筒コイルスプリング１１１の正面図である。円筒コイルスプリング１１１の固定部１１８は、シャフト１１０の端部領域の外周面に溶接等で固定されている。一方、円筒コイルスプリング１１１の円筒コイル部１１７は、シャフト１１０に固定されておらず、シャフト１１０の長さ方向に摺動自在となっている。このため、円筒コイル部１１７では、シャフト１１０の長さ方向に力が加わると、スプリングのピッチ間距離が変化できる。そして、シャフト１１０の長さ方向の力が加わらなくなると、円筒コイル部１１７では、復元力によって、スプリングのピッチ間距離が元の状態に戻る。

図３（ａ）は、固定部１１８を示す正面図である。図３（ｂ）は、固定部１１８を示す図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、図３（ａ）には、シャフト１１０が図２に示す向きから回転して、固定部１１８がシャフト１１０の上面側に位置付けられた状態を示している。シャフト１１０の端部には、溝１１９が設けられている。溝１１９は、断面コ字形状で、シャフト１１０の端面にコ字形状にあらわれる。そして、固定部１１８は、溝１１９に入り込み、この溝１１９の内壁に溶接によって連結される。

図１、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照する。台車１０３から下方に突出する突部１０７は、円筒コイルスプリング１１１の円筒コイル部１１７のピッチ間に位置付けられる。より詳細には、突部１０７に含まれるローラ１０９が、円筒コイル部１１７のピッチ間に位置付けられる。このとき、図３（ａ）に示すように、ローラ１０９の下面とシャフト１１０の外周面とは離間しており、これらの間には隙間１２０が形成されている。

図４（ａ）〜（ｃ）は、二つのシャフト１１０を渡り動く台車１０３の動く様子を示す説明図である。以下、図１及び図４（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。ここで、説明のために、図１及び図４（ａ）〜（ｃ）に示される右側のシャフト１１０を第１シャフト１１０Ａと呼ぶ。また、第１シャフト１１０Ａに取り付けられている円筒コイルスプリング１１１を第１スプリング１１１Ａと呼ぶ。また、第１シャフト１１０Ａを回転駆動するためのモータ１１５を第１モータ１１５Ａと呼ぶ。また、図１及び図４（ａ）〜（ｃ）に示される左側のシャフト１１０を第２シャフト１１０Ｂと呼ぶ。また、第２シャフト１１０Ｂに取り付けられている円筒コイルスプリング１１１を第２スプリング１１１Ｂと呼ぶ。また、第２シャフト１１０Ｂを回転駆動するためのモータ１１５を第２モータ１１５Ｂと呼ぶ。そして、図１及び図４（ａ）〜（ｃ）に示される左側のローラ１０９を前方ローラ１０９Ｆ、右側のローラ１０９を後方ローラ１０９Ｒと呼ぶ。

まず、図１に示すように、台車１０３はレール１０５に乗っていて、台車１０３の荷重の多くがレール１０５にかかっている。また、前方ローラ１０９Ｆ及び後方ローラ１０９Ｒのいずれも、図１に示すように、円筒コイル部１１７のピッチ間に位置付けられている。ここで、搬送装置１０１では、第１モータ１１５Ａ及び第２モータ１１５Ｂのいずれもが駆動し、第１シャフト１１０Ａ及び第２シャフト１１０Ｂの両方が回転する。これにより、第１スプリング１１１Ａの円筒コイル部１１７はローラ１０９の外周面に滑り接触する。このとき、前方ローラ１０９Ｆ及び後方ローラ１０９Ｒは、いずれも、円筒コイル部１１７の動きによって回転しながら、第１シャフト１１０Ａの長さ方向に動く。その結果、台車１０３は、第１シャフト１１０Ａの長さ方向に動いてレール１０５に沿って案内され、部品１０２を移動経路１０４に沿って搬送する。

前方ローラ１０９Ｆが第１スプリング１１１Ａの円筒コイル部１１７から離脱した後、前方ローラ１０９Ｆは第２スプリング１１１Ｂの固定部１１８を経て、図４（ａ）に示すように第２スプリング１１１Ｂの円筒コイル部１１７の端部に接触する。第２スプリング１１１Ｂの円筒コイル部１１７は、前方ローラ１０９Ｆに押されて、第２シャフト１１０Ｂの長さ方向に縮む。その結果、第１スプリング１１１Ａと第２スプリング１１１Ｂとの配置間隔や位相が台車１０３の渡り移動に適していなくても、円筒コイル部１１７の変位によって間隔ズレや位相ズレが調整される。このため、台車１０３が円筒コイルスプリング１１１の上に乗り上がってレール１０５から外れてしまうようなことがない。

第１モータ１１５Ａ及び第２モータ１１５Ｂが駆動し続けると、後方ローラ１０９Ｒが第１スプリング１１１Ａから離脱し、図４（ｂ）に示すように第２スプリング１１１Ｂの円筒コイル部１１７の端部に外接する位置に位置付けられる。そして、さらに第１モータ１１５Ａ及び第２モータ１１５Ｂが駆動し続けると、前方ローラ１０９Ｆが第２スプリング１１１Ｂの円筒コイル部１１７に引っ張られ、これに伴って後方ローラ１０９Ｒが前方に移動する。そして、後方ローラ１０９Ｒは、第２スプリング１１１Ｂの固定部１１８を経て、第２スプリング１１１Ｂの円筒コイル部１１７の端部に接触し、図４（ｃ）に示すように、前方ローラ１０９Ｆ及び後方ローラ１０９Ｒのいずれもが、第２スプリング１１１Ｂの円筒コイル部１１７のピッチ間に位置付けられる。台車１０３は、第２スプリング１１１Ｂの円筒コイル部１１７に押されて、動き続ける。

このように、本実施の形態の搬送装置１０１によれば、複数のシャフト１１０をレール１０５に沿って直列に並べ、各シャフト１１０に対して円筒コイルスプリング１１１を取り付け、駆動部１１２によって回すという簡単な構成で、台車１０３をレール１０５に沿って動かすことができる。その結果、搬送装置１０１の構造が簡単になるために、メンテナンスも容易になる。また、長いウォームシャフトを用いないので、シャフト１１０が撓むことがすくなく、故障の頻度も減少する。また、台車１０３が複数のシャフト１１０を渡るときにも、円筒コイル部１１７がシャフト１１０の長さ方向に変位するため、ローラ１０９を円筒コイル部１１７のピッチ間に確実に位置付けることができる。さらに、ローラ１０９が円筒コイル部１１７に衝突するときの衝撃は、円筒コイル部１１７のバネ性によって吸収される。このように、台車１０３を、簡易な仕組みでレール１０５に沿ってスムーズに長距離搬送することが実現される。

また、本実施の形態の搬送装置１０１では、固定部１１８が円筒コイル部１１７の両端から延出していて、シャフト１１０の長さ方向に延び、シャフト１１０に埋め込まれている。このため、ローラ１０９が円筒コイルスプリング１１１の端部に衝突して固定部１１８とシャフト１１０との溶接が取れてしまうようなことがない。

さらに、本実施の形態の搬送装置１０１では、円筒コイル部１１７が、ローラ１０９の外周面に滑り接触する。このため、円筒コイル部１１７にかかる荷重が減少し、ローラ１０９や円筒コイル部１１７をはじめとする搬送装置１０１の各部の磨耗が少ない。

なお、本実施の形態の搬送装置１０１では、モータ１１５を逆回転することにより、台車１０３を反対方向に搬送することができる。また、シャフト１１０が複数に分かれているため、レール１０５の一部と一のシャフト１１０とを上下に動かすことも可能になる。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、搬送装置１０１の変形例を示す正面図である。本変形例での搬送装置１０１は、第２シャフト１１０Ｂを上下に動かすリフタ装置１２１を備える。そして、第２シャフト１１０Ｂの上方に位置するレール１０５も、リフタ装置１２１の駆動によって、第２シャフト１１０Ｂとの間隔を一定に保ちながら上下する。

本変形例での搬送装置１０１は、第１シャフト１１０Ａの下方には、第３シャフト１１０Ｃが配置されている。第３シャフト１１０Ｃには、円筒コイルスプリング１１１（第３スプリング１１１Ｃ）が取り付けられている、また、第３シャフト１１０Ｃの上方には、台車１０３が移動するためのレール１０５が設けられている。また、第３シャフト１１０Ｃは、駆動部１１２に含まれるモータ１１５の駆動によって、回転する。なお、第１シャフト１１０Ａを回転させるためのモータ１１５を、第１モータ１１５Ａと呼ぶ。また、第２シャフト１１０Ｂを回転させるためのモータ１１５を、第２モータ１１５Ｂと呼ぶ。また、第３シャフト１１０Ｃを回転させるためのモータ１１５を、第３モータ１１５Ｃと呼ぶ。

図５（ａ）を参照する。本実施例では、まず、リフタ装置１２１が駆動し、第２シャフト１１０Ｂが第１シャフト１１０Ａと同じ高さに位置付けられる。この状態で、第１モータ１１５Ａ及び第２モータ１１５Ｂが駆動して第１シャフト１１０Ａ及び第２シャフト１１０Ｂが回転し、台車１０３を第１シャフト１１０Ａから第２シャフト１１０Ｂに受け渡す。

図５（ｂ）を参照する。台車１０３に載置された部品１０２は、第２シャフト１１０Ｂの上方に台車１０３が位置付けられたときに取り除かれる。続いて、リフタ装置１２１が駆動し、第２シャフト１１０Ｂを第３シャフト１１０Ｃと同じ高さに位置付ける。続いて、第２モータ１１５Ｂが駆動して第２シャフト１１０Ｂを逆方向に回転させる。また、第３モータ１１５Ｃも駆動して、第２シャフト１１０Ｂと同じ方向に第３シャフト１１０Ｃを回転させる。これにより、台車１０３が第２シャフト１１０Ｂから第３シャフト１１０Ｃに受け渡される。

このように、搬送装置１０１では、シャフト１１０を動かすリフタ装置１２１を備えることにより、台車１０３を一本の移動経路１０４に沿って搬送するのみならず、台車１０３を別の経路に移し変えて搬送することも実現される。

１０１搬送装置
１０３台車
１０４移動経路
１０５レール
１０７突部
１０８ローラ軸
１０９ローラ
１１０シャフト
１１１円筒コイルスプリング
１１２駆動部
１１７円筒コイル部
１１８固定部

Claims

円柱形状で、台車を所定の移動経路に沿って案内するレールと平行に延び、軸回り方向に回転自在のシャフトと、
スペース巻きで形成され前記シャフトの外周面の中腹に巻き付くよう配置され当該シャフトの長さ方向に摺動自在の円筒コイル部と、前記円筒コイル部の端から延出し前記シャフトの外周面に固定される固定部と、を有する円筒コイルスプリングと、
前記台車から突出し、前記円筒コイル部のピッチ間に位置付けられる突部と、
前記シャフトを軸回り方向に回転駆動し、前記突部に前記円筒コイル部を滑り接触させて前記台車を前記シャフトの長さ方向に動かす駆動部と、
を備える搬送装置。
前記固定部は、前記円筒コイル部の端から前記シャフトの長さ方向に延びている、
請求項１記載の搬送装置。
前記突部は、
ローラ軸と、
前記ローラ軸の軸回り方向に回転自在のローラと、
を含み、
前記円筒コイル部は、前記ローラの外周面に滑り接触する、
請求項１又は２記載の搬送装置。