JPH08155777A - ワーク移動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動ストローク範囲の拡大および構成のコン
パクト化を図り、かつ、円滑なワークの移動性を得る。 【構成】 Ｙ軸に沿って配設した直線状のガイドレール
１と、ガイドレール１によって摺動可能に支持された可
動体５と、Ｚ軸に沿う軸部４を介して可動体５に基端部
を枢着したワーク移動用アーム２と、軸部４を含むＹ−
Ｚ平面内においてＺ軸に沿って配設した駆動軸１０と、
基端部を駆動軸１０に固着するとともに、先端部をワー
ク移動用アーム２の中間点に枢着した揺動アーム３と、
駆動軸１０に付設したピニオン１７と、ピニオン１７に
噛合するラック１９とを備え、揺動アーム３の揺動によ
ってワーク移動用アーム２の先端部をワークと共にＸ軸
方向に直線運動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークもしくはワーク
パレットをコンベアと加工機械間等で移動するワーク移
動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワークもしくはワークパレットを搬送す
るコンベアを有した加工ラインでは、ワークもしくはワ
ークパレットをコンベアから加工機械（洗浄機等の処理
機械の場合もある）まで移動すること、および、加工機
械に搬入されたワークもしくはワークパレットを再びコ
ンベアまで移動することが実施される。

【０００３】そこで、上記コンベアと加工機械間でのワ
ークもしくはワークパレットの移動を行うワーク移動装
置が、例えば特開平５−４２４３９号によって提案され
ている。

【０００４】このワーク移動装置は、図７に概念的に示
したように、Ｙ軸に沿って配設した直線状のガイドレー
ルａと、該ガイドレールａに沿って摺動する可動体ｂ
と、該可動体ｂに基端部を枢着したワーク移動用アーム
ｃと、該アームｃの枢軸ｄを含むＹ−Ｚ平面内において
Ｚ軸に沿って配設した駆動軸ｅと、上記ワーク移動用ア
ームの１／２の長さを有し、基端部を該駆動軸ｄに固着
するとともに、先端部をアームｃの中間点に枢着した揺
動アームｆと、駆動軸ｅに一端部を固着し、他端部をエ
アシリンダｇのピストンロッドに枢着した駆動アームｈ
とを備え、以下のように作用する。

【０００５】すなわち、エアシリンダｇを伸縮作動させ
ると、駆動アームｈによって該シリンダｇの直線運動が
回転運動に変換されるので、駆動軸ｅが回動される。し
たがって、揺動アームｆが駆動軸ｅを中心としてＸ−Ｙ
面内で揺動するとともに、その揺動力がワーク移動用ア
ームｃの中間部に作用する。

【０００６】上記可動体ｂは、ガイドレールａの長手方
向、つまりＹ軸方向にのみ摺動可能である。それ故、揺
動アームｆが揺動すれば、ワーク移動用アームｃの先端
部が該先端部に付設されたワークもしくはワークパレッ
トｉとともにＸ軸に沿って直線移動することになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のワーク移動
装置は、エアシリンダｇのロッドと駆動アームｈとから
なるクランク機構を介して駆動軸ｅを回動させている
が、この場合、動力の伝達効率上、エアシリンダｇのロ
ッドと駆動アームｈとのなす角度αはかなり狭い範囲に
制限される。

【０００８】角度αの制限は、駆動アームｈの揺動角範
囲β（＝揺動アームｆの揺動角）の制限を意味し、この
揺動角範囲βの制限は、ワーク移動用アームｃの先端部
のストローク長の制限、換言すれば、ワークパレットｉ
の移動ストローク長の制限を意味する。なぜなら、揺動
角範囲βが大きい程、大きな移動ストローク長が得られ
るからである 以上の説明から明らかなように、従来のワーク移動装置
は、クランク機構という動力伝達機構を採用して駆動軸
を回動させているために、ワーク移動用アームｃや揺動
アームｆの長さが十分に活用されず、その結果、形状が
大型である割りには大きな移動ストロークが得られない
という欠点がある。また、仮にシリンダｇを定出力、定
速度で作動させても、駆動軸ｅの角速度やトルクが一定
にならないので、移動ストローク全域での円滑なワーク
の移動性が得られない。

【０００９】なお、図８に示すように、ガイドレールの
両側に亘ってワークパレットｉを移動させるように構成
することも可能であるが、この場合でも、上記と同様の
問題を生じる。

【００１０】本発明の目的は、かかる状況に鑑み、移動
ストローク範囲の拡大および構成のコンパクト化を図
れ、かつ、円滑なワークの移動性が得られるワーク移動
装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明においては、Ｙ軸
に沿って配設した直線状のガイドレールと、前記ガイド
レールによって摺動可能に支持された可動体と、Ｚ軸に
沿う軸部を介して前記可動体に基端部を枢着したワーク
移動用アームと、前記軸部を含むＹ−Ｚ平面内において
Ｚ軸に沿って配設した駆動軸と、前記ワーク移動用アー
ムの１／２の長さを有し、基端部を前記駆動軸に固着す
るとともに、先端部を前記ワーク移動用アームの中間点
に枢着した揺動アームと、前記駆動軸を回動させる動力
伝達機構とを備え、前記揺動アームを揺動させて、前記
ワーク移動用アームの先端部をワークと共にＸ軸方向に
直線運動させるワーク移動装置において、前記動力伝達
機構をラックとピニオンとで構成とで構成している。

【００１２】

【作用】駆動軸を回動させるための動力伝達機構とし
て、ラックとピニオンを用いているので、駆動軸の回動
角範囲を広く取ることができ、これによって、ワーク移
動用アームや揺動アームの長さを短く設定しても、十分
な移動ストローク長が確保される。また、駆動軸を定角
速度、定トルクで回動することが容易であるから、円滑
なワークの移動性を得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図１は、本発明に係る移送装置の一実
施例を示す平面図であり、図２は実施例の縦断側面図で
ある。なお、図２では、図１に示すワーク移動用アーム
２がＹ軸に平行する位置まで変位されているので、該ア
ーム２およびこれに連動して変位する各要素の位置が図
１のそれと相違している。

【００１４】この実施例は、直線状のガイドレール１
と、ワーク移動用アーム２と、揺動アーム３とを備えて
いる。

【００１５】ガイドレール１は、Ｙ軸に沿って配設して
あり、Ｚ軸に沿う軸部４を有した可動体５を摺動可能に
支持している。ワーク移動アーム２は、基端部を可動体
５の軸部４に枢着するとともに、先端部に軸部６を介し
てセットプレート７を枢着してある。

【００１６】セットプレート７と上記可動体５との間に
は、ワーク移動アーム２に平行する態様で等長のリンク
桿８Ａ，８Ｂを介装してあり、リンク桿８Ａは上記各要
素は２，５および７と共に第１の平行リンク機構を、ま
た、リンク桿８Ｂは上記各要素は２，５および７と共に
第２の平行リンク機構をそれぞれ構成している。なお、
セットプレート７に対するリンク桿８Ａおよび８Ｂの枢
着位置と軸部６とのなす距離はそれぞれ等しく設定され
ている。

【００１７】揺動アーム８は、その先端部を軸部９を介
してワーク移動アーム２の中間部、詳細にはワーク移動
アーム２における軸部４，６間の中点に枢着するととも
に、その基端部を駆動軸１０の一端部に固着してある。
そして、この揺動アーム８における軸部９と駆動軸１０
間の長さは、ワーク移動アーム２における軸部４，６間
の長さの１／２に設定されている。

【００１８】駆動軸１０は、Ｚ軸に沿う態様で前記軸部
４を含むＹ−Ｚ平面内に位置し、軸受け部１１によって
回動可能に支承されている。上記軸受け部１１は、前記
ガイドレール１を支承するブラケット１２に固定してあ
る。そして、ブラケット１２は、その下端部１２ａを軸
受け部１１の下方に配設したガイドレール１３に摺動可
能に嵌合してある。

【００１９】なお、ガイドレール１３は、Ｚ軸に沿って
配設され、かつ、レール取付け板１４を介してベースプ
レート１５に支持されている。また、上記ブラケット１
２とベースプレート１５間には、エアシリンダ１６が介
在されている。

【００２０】上記駆動軸１０の他端部部には、ピニオン
１７を取り付けてあり、このピニオン１７はエアシリン
ダ１８によって駆動されるラック１９に噛合している。
なお、エアシリンダ１８は、軸受け部１１に連結された
ブラケット２０に取り付けてある。

【００２１】この実施例の移動装置を用いる際には、図
２に示すように、上記セットプレート７にワーク支持用
アタッチメント２１を固定する。なお、このワーク支持
用アタッチメント２１は、握り付きボルト２２によって
セットプレート７に着脱することができる。

【００２２】上記アタッチメント２１には、ワークを収
容もしくは載置したワークパレット２３が配置される
が、その際、アタッチメント２１に設けられた位置決め
ピン２４をワークパレット２３に設けられたピン孔２３
ａに嵌合して、アタッチメント２１に対する該パレット
２３の位置決めを行う。なお、上記アタッチメント２１
にワークを直接載置することも可能であり、その場合に
は、それに適した仕様のアタッチメント２１が用いられ
る。

【００２３】次ぎに、この実施例のワーク移動装置の作
用を説明する。前記エアシリンダ１８を伸縮作動させる
と、ラック１９およびピニオン１７からなる動力伝達機
構によって該シリンダ１８の直線運動が回転運動に変換
されるので、上記駆動軸１０が回動される。したがっ
て、上記揺動アームが駆動軸１０を中心としてＸ−Ｙ面
内で揺動するとともに、その揺動力が軸部９を介してワ
ーク移動用アーム２の中間部に作用する。なお、シリン
ダ１８の出力および作動速度が一定であれば、駆動軸１
０の回動トルクおよび角速度は一定となる。

【００２４】揺動アーム３が揺動すると、該アーム３の
先端部に位置された軸部９が図１に一点鎖線で示した円
周上を移動し、その結果、ワーク移動用アーム２が次ぎ
のように運動する。

【００２５】すなわち、前記可動体５は、ガイドレール
１によってその移動方向がＹ軸方向に規制されているの
で、この可動体５の軸部４もＹ軸に沿ったラインＬ１上
を移動する。一方、上記軸部４，９間の距離、軸部６，
９間の距離および軸部９，１０間の距離は互いに等しく
設定されている。

【００２６】それ故、揺動アーム３が揺動すれば、ワー
ク移動用アーム２の先端部に位置する軸部６がＸ軸に沿
ったラインＬ２上を移動することになる。なお、この場
合、ラインＬ１，Ｌ２の交点に駆動軸１０が位置され
る。

【００２７】軸部６がラインＬ２上を移動するに伴っ
て、ワーク移動用アーム２の傾きが変化するが、その
際、前記リンク桿８Ａ，８Ｂをそれぞれ含む前述の各平
行リンク機構はセットプレート７の姿勢を保持させるよ
うに機能する。したがって、上記ワークパレット２３
は、常に一定な姿勢を保持しながらラインＬ２に沿って
移動する。

【００２８】図３は、この実施例の作用を示した模式図
である。動力伝達手段としてラック１９とピニオン１３
を用いたこの実施例によれば、可動体５の移動範囲やシ
リンダのストローク長等の制約を排除した場合、原理的
に揺動アーム３を１８０°以上回動することが可能であ
る。したがって、揺動アーム３の揺動角の変化範囲を大
きくすることができ、例えば、該変化範囲を１８０°近
くに設定すれば、同図に示すように、ラインＬ２の両側
に亘る極めて大きな移動ストローク長を得ることができ
る。

【００２９】すなわち、アーム２，３の長さが図６に示
したアームｃ，ｆのそれと同一であるとすると、この実
施例のよれば、同図の従来装置に比して２倍以上の移動
ストローク長を得ることができる。これは、同一の移動
ストローク長を得るという条件下において、アーム２，
３の長さを従来装置のアームｃ，ｆのそれの１／２以下
にすることができること、つまり、小型、コンパクト化
を図ることができることを示唆している。

【００３０】いま、揺動アーム３の長さをｒ、ラインＬ
２に対する揺動アーム３の揺動角をθ、揺動アーム３の
角速度をω、駆動軸１０の駆動トルクをＴとすると、ワ
ークパレット２３の移動速度Ｖは Ｖ＝２ｒωｓｉｎθ … と表され、また、ワークパレット２３に作用する駆動力
Ｆは Ｆ＝Ｔ／２ｒｓｉｎθ … と表される。

【００３１】上記各式から明らかなように、上記移動ス
トローク範囲をラインＬ２の両側に展開した場合には、
ストロークの両端においてワークもしくはワークパレッ
ト２３が減速され、かつ、ストロークの両端におけるワ
ークもしくはワークパレット２３の起動力が大きくなる
ので、ワークを円滑に移動することができる。

【００３２】図１を矢印Ａ側から見た図４に示すよう
に、前記ラック１９には取り付け板２４を介して２個の
ドッグ２５，２６が固定されているが、これらのドッグ
２５，２６は前記ブラケット２０に設けられた２個のリ
ミットスイッチ２７，２８と共に上記移動ストローク範
囲のストローク端を検出する作用を成す。

【００３３】すなわち、ラック１９が上記移動ストロー
ク範囲の一方のストローク端に対応する位置まで移動さ
れた場合には、図示するようにドッグ２５によってリミ
ットスイッチ２７がオンされ、また、ラック１９が上記
移動ストローク範囲の他方のストローク端に対応する位
置まで移動された場合には、ドッグ２６によってリミッ
トスイッチ２８がオンされる。なお、リミットスイッチ
２７，２８の検出信号は、エアシリンダ１８を制御する
ために用いられる。

【００３４】ところで、図１に示したエアシリンダ１６
は、その可動ロッドをブラケット１２に連結させてあ
る。したがって、該シリンダ１６を伸張縮退動作させれ
ば、ブラケット１２が前記ガイドレール１３に沿って左
右方向に変位し、これに伴って前記セットプレート７も
同方向に一体変位することになる。そして、セットプレ
ート７の変位は、前記アタッチメント２１を昇降させ
る。

【００３５】上記実施例の装置は、例えば、図示してい
ないコンベアとその側方に配置された加工機械（浄機等
の処理機械の場合もある）との間でのワーク（例えば、
二輪車のクランクケース）もしくはワークパレット２３
の受け渡しに使用される。この場合、コンベア側および
加工機械側においては、アタッチメント２１に対しワー
クもしくはワークパレット２３（以下、被移動物とい
う）を着脱しなければならないが、上記エアシリンダ１
６によるアタッチメント２１の昇降はこの着脱のために
実施される。

【００３６】まず、コンベア側での着脱の態様を説明す
る。コンベアで搬送されてきた被移動物は、コンベアに
併設された図示していないトランスファシリンダによっ
て所定の搬出位置まで移動される。そこで、上記搬出位
置に待機しているアタッチメント２１を上昇（図２にお
ける左方向）させて、該アタッチメント２１に設けられ
た前記位置決めピン２４を被移動物のピン孔２３ａに挿
入して、アタッチメント２１に被移動物を移載する。

【００３７】一方、加工機械から上記搬出位置まで被移
動物が移動されてきた際には、アタッチメント２１を下
降（図２における右方向）させて被移動物のピン孔２３
ａからピン２４を抜き、上記搬出位置上に被移動物を載
置する。なお、搬出位置上に載置された被移動物は、上
記トランスファシリンダによってコンベア上に戻され
る。

【００３８】つぎに、加工機械側での着脱の態様を説明
する。加工機械の加工位置まで搬送されてきた被移動物
は、該機械のクランプ手段でクランプされるので、アタ
ッチメント２１を下降して上記ピン孔２３ａからピン２
４を抜き出す。そして、加工機械による加工が終了する
と、アタッチメント２１を上昇して、該アタッチメント
２１上に被移動物を載置させる。

【００３９】図４および図１を矢印Ｂ側から見た図５に
示すように、前記ブラケット２０には、取り付け板２９
を介して２個のドッグ３０，３１が固定され、また、前
記ベースプレート１５には、取り付け板３２を介して２
個のリミットスイッチ３３，３４が固定されているが、
これらは上記アタッチメント２１の昇降端を検出する作
用を成す。

【００４０】すなわち、ドッグ３０がアタッチメント２
１の上昇端に対応する位置まで移動された場合には、該
ドッグ２５によってリミットスイッチ３３がオンされ、
またドッグ３１がアタッチメント２１の下降端に対応す
る図示の位置まで移動された場合には、該ドッグ３１に
よってリミットスイッチ３４がオンされる。なお、リミ
ットスイッチ３３，３４の検出信号は、エアシリンダ１
６を制御するために用いられる。

【００４１】ところで、図１に示す実施例では、平行リ
ンク機構を構成するためにセットプレート７と可動体５
との間に２本のリンク桿８Ａ，８Ｂを設けているが、図
６に示すように、セットプレート７と可動体５との間に
１本のリンク桿８Ｃを設けるようにしても良い。

【００４２】リンク桿８Ｃは、ワーク移動用アーム２に
平行するように、かつセットプレート７に対する枢着点
が前記ラインｌ２上に位置されるように設けてあり、ア
ーム２、可動体５およびプレート７と共に平行リンク機
構を構成して、プレート７の姿勢を一定に保持する。

【００４３】

【発明の効果】本発明によれば、揺動アームの駆動軸を
回動させる動力伝達機構としてラックとピニオンを採用
しているので、円滑なワークの移動性を得ることができ
る。そして、従来装置と同じ長さのワーク移動アームお
よび揺動アームを用いた場合には、同装置に比して格段
に大きな移動ストローク長を得ることができ、また、同
装置と同一の移動ストローク長を得る場合には、同装置
に比して形状を大幅に小型化することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示した平面図。

【図２】実施例の縦断側面図。

【図３】実施例の作用を示す模式図。

【図４】実施例の部分図。

【図５】実施例の部分図。

【図６】平行リンク機構の他の構成例を示した図。

【図７】従来の装置の構成および作用を示した模式図。

【図８】従来の装置の他の構成例を示した模式図。

【符号の説明】

１ ガイドレール ２ ワーク移動用アーム ３ 揺動アーム ４，６，９ 軸部 ５ 可動体 ７ セットプレート ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ リンク桿 １０ 駆動軸 １２，２０ ブラケット １３ ガイドレール １６，１８ エアシリンダ １９ ラック ２１ ワーク支持用アタッチメント ２３ ワークパレット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｙ軸に沿って配設した直線状のガイドレ
   ールと、前記ガイドレールによって摺動可能に支持され
   た可動体と、Ｚ軸に沿う軸部を介して前記可動体に基端
   部を枢着したワーク移動用アームと、前記軸部を含むＹ
   −Ｚ平面内においてＺ軸に沿って配設した駆動軸と、前
   記ワーク移動用アームの１／２の長さを有し、基端部を
   前記駆動軸に固着するとともに、先端部を前記ワーク移
   動用アームの中間点に枢着した揺動アームと、前記駆動
   軸を回動させる動力伝達機構とを備え、 前記揺動アームを揺動させて、前記ワーク移動用アーム
   の先端部をワークと共にＸ軸方向に直線運動させるワー
   ク移動装置において、 前記動力伝達機構をラックとピニオンとで構成したこと
   を特徴とするワーク移動装置。