JP2002036164A - 落下防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇降フレーム等の可動部材の落下を防止して
安全性を高めた落下防止装置を提供する。 【解決手段】 駆動側プーリ（５６）及び受動側プーリ
（５８）にベルト（減速ベルト４２）を懸け回して駆動
側プーリの回転力を受動側プーリで受け、その回転を駆
動力変換手段（駆動機構３７）によって上下方向の駆動
力に変換して昇降部材（昇降フレーム２８、３２）を昇
降させ、前記ベルトに撓み又は破断が生じたとき、前記
受動側プーリの回転を阻止する回転阻止手段（回転阻止
機構６２）を備えることにより、昇降部材の落下を防止
し、安全性を高めている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルトの回動によ
って昇降する可動部材の落下を防止する落下防止装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、樹脂成形機には成形品を取り出す
製品取出装置（取出ロボット）が設置され、製品取出の
自動化及び省力化が図られている。この製品取出装置に
はプーリに懸け回されて回動する昇降ベルトの回転力を
上下方向の駆動力に変換し、製品を把持する把持アーム
が取り付けられた昇降フレームを昇降させる機構が用い
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
製品取出装置では、昇降フレーム側に駆動力を伝達する
昇降ベルトに撓みや破断が発生すると、昇降フレームが
落下するおそれがある。昇降フレームが落下すると、把
持アームや周辺機器等を損傷させ、作業者に危険性が及
ぶことになる。

【０００４】そこで、本発明は、昇降フレーム等の可動
部材の落下を防止して安全性を高めた落下防止装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の落下防止装置
は、駆動側プーリ（５６）及び受動側プーリ（５８）に
ベルト（減速ベルト４２）を懸け回して駆動側プーリの
回転力を受動側プーリで受け、その回転を駆動力変換手
段（駆動機構３７）によって上下方向の駆動力に変換し
て昇降部材（昇降フレーム２８、３２）を昇降させ、前
記ベルトに撓み又は破断が生じたとき、前記受動側プー
リの回転を阻止する回転阻止手段（回転阻止機構６２）
を備えることにより、昇降部材の落下を防止し、安全性
を高めている。

【０００６】請求項１に係る本発明の落下防止装置は、
駆動側プーリ（５６）と受動側プーリ（５８）とに懸け
回されて回動するベルト（減速ベルト４２）と、前記受
動側プーリの回転を上下方向の駆動力に変換する駆動力
変換手段（駆動機構３７）と、この駆動力変換手段より
前記駆動力を受けて昇降する昇降部材（昇降フレーム２
８、３２）と、前記ベルトに撓み又は破断が生じたと
き、前記受動側プーリの回転を阻止する回転阻止手段
（回転阻止機構６２）とを備えたことを特徴とする。即
ち、ベルトに撓みや破断が生じると、受動側プーリが駆
動側プーリとの結合関係から開放され、昇降部材が自重
によって下方に移動し、又は落下する危険性がある。そ
こで、ベルトに撓み又は破断が生じたとき、それを検出
して受動側プーリの回転を阻止することにより、昇降部
材の下方移動や落下を防止することができる。

【０００７】請求項２に係る本発明の落下防止装置は、
駆動側プーリ（５６）と受動側プーリ（５８）とに懸け
回されて回動するベルト（減速ベルト４２）と、このベ
ルトを通して前記受動側プーリで受けた回転力を上下方
向の駆動力に変換する駆動力変換手段（駆動機構３７）
と、この駆動力変換手段から前記駆動力を受けて昇降す
る昇降部材（昇降フレーム２８、３２）と、前記受動側
プーリと一体に設けられた回転盤（６４）と、前記ベル
トの撓み又は破断を検出し、前記回転盤に形成された係
止凹部（６６）に係合する係止爪（７２）とを備えたこ
とを特徴とする。即ち、受動側プーリに一体に回転盤を
取り付け、ベルトの撓みや破断を検出したとき、回転盤
の係止凹部に係止爪を係合させて受動側プーリの回転を
停止させることにより、昇降部材の下方移動や落下を防
止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１及び図２には、本発明の落下
防止装置の実施形態である製品取出装置の一部が示され
ている。

【０００９】樹脂成形機２には、固定ダイプレート４及
び可動ダイプレート６が設けられ、固定ダイプレート４
及び可動ダイプレート６には金型８、１０が取り付けら
れ、固定ダイプレート４の背面側には金型８、１０の接
合時、そのキャビティ内に溶融した樹脂を射出、注入す
る射出装置１２が設けられている。

【００１０】固定ダイプレート４の上部には取出ロボッ
ト１４の脚部１６が固定されており、この脚部１６によ
ってＸ軸フレーム１８が設置されるとともに、このＸ軸
フレーム１８上にＹ軸フレーム２０が設置されている。
Ｙ軸フレーム２０上には固定部２２を介して昇降可能な
Ｚ軸フレーム２４が支持されている。Ｚ軸フレーム２４
は、固定部２２に支持されたボールネジ２６によって昇
降する第１の昇降フレーム２８と、この昇降フレーム２
８の上下動により回動する昇降ベルト３０により昇降す
る第２の昇降フレーム３２とを備えている。昇降フレー
ム３２の先端部には製品を掴むチャック部３３が取り付
けられている。二点鎖線で示す部分Ａはチャック部３３
の移動可能範囲を示している。

【００１１】昇降フレーム２８には軸受３４、３６によ
ってボールネジ２６が取り付けられ、ボールネジ２６に
は駆動力変換手段としての駆動機構３７のボールネジナ
ット３８が取り付けられ、このボールネジナット３８は
固定部２２に回転可能に支持されている。このボールネ
ジナット３８にはサーボモータ４０の回転力が減速ベル
ト４２を介して付与され、ボールネジナット３８の回転
は上下方向の駆動力に変換されてボールネジ２６を上下
動させ、昇降フレーム２８を昇降させる。

【００１２】昇降フレーム２８にはプーリ４４、４６が
離間して回転可能に取り付けられ、各プーリ４４、４６
には昇降ベルト３０が懸け回されている。この実施形態
では、昇降ベルト３０に歯付きベルト、プーリ４４、４
６に歯付きプーリが使用されているが、歯付きの場合に
はタイミングを付与する上で有利であるが、必ずしも歯
付きである必要はない。

【００１３】昇降ベルト３０には取付部５０を介して昇
降フレーム３２が取り付けられているとともに、固定部
２２に設けられた固着部５２に固着されている。昇降ベ
ルト３０に対する固定部２２及び昇降フレーム３２の各
固定位置は、プーリ４４、４６を挟んで対向するととも
に、図２に示すように、例えば、昇降フレーム３２の固
定位置をプーリ４４の近傍に設定すれば、固定部２２は
プーリ４６側に設定することにより、昇降フレーム３２
及び固定部２２の固定位置が昇降フレーム２８に対し、
昇降フレーム３２の移動可能範囲を規定することにな
る。そして、この実施形態では、昇降フレーム２８、３
２が互いに上下方向に平行状態に設定されている。

【００１４】次に、図３は、本発明の落下防止装置の具
体的な構成例を示し、ボールネジ２６の駆動機構３７に
は、Ｙ軸フレーム２０側に支持板５４を介してサーボモ
ータ４０が取り付けられ、このサーボモータ４０の回転
軸５５には駆動側プーリ５６、ボールネジ２６側のボー
ルネジナット３８には受動側プーリ５８が設けられ、駆
動側プーリ５６の回転力が懸け回された減速ベルト４２
を介して受動側プーリ５８に伝達される。固定部２２に
設けられた固着部５２には、昇降ベルト３０が複数のボ
ルト６０等の固着手段によって強固に固着されている。

【００１５】そして、図４に示すように、減速ベルト４
２の撓みや破断時の回転阻止手段として回転阻止機構６
２が設けられている。即ち、受動側プーリ５８の下面側
にはボールネジナット３８と一体に回転盤６４が設けら
れ、この回転盤６４の周面部には所定の角度、例えば、
１２０度の間隔で反時計方向に開口させたＶ字状の係止
凹部６６がボールネジナット３８の接線方向に形成され
ている。係止凹部６６には緩やかな湾曲面からなる摺動
面６８が形成されている。

【００１６】また、固定部２２にボールネジ２６と平行
に突設された支持軸７０には、減速ベルト４２の撓み又
は破断時に回転盤６４の係止凹部６６に係合させて回転
を停止させる係止爪７２が回動可能に取り付けられ、こ
の係止爪７２は係止凹部６６に係合する楔形状である。
この係止爪７２には減速ベルト４２の撓み又は破断を検
出する検出アーム７４が設けられている。この検出アー
ム７４の先端部には減速ベルト４２に接触して自由回転
をするローラ７６が取り付けられており、減速ベルト４
２が正常な場合、この減速ベルト４２に接触しているロ
ーラ７６によって検出アーム７４が減速ベルト４２と平
行状態となり、係止爪７２は回転盤６４と間隔を以て離
間させるため、係止爪７２と検出アーム７４とは一定の
角度、例えば、４５度程度の角度が設定されている。

【００１７】また、支持軸７０には、正常に回転する減
速ベルト４２に検出アーム７４のローラ７６を接触さ
せ、減速ベルト４２に撓みや破断が生じたとき、図５及
び図６に示すように、係止爪７２を回転盤６４側に回動
させる加圧手段としてコイルスプリング７８が装着され
ている。このコイルスプリング７８は、支持軸７０と同
心円上に係止爪７２に設けられた立壁部８０と支持軸７
０との間に圧縮状態で挿入されており、その一端部が立
壁部８０の切欠部８２に挿入されて係止され、その他端
部が固定部２２に立設されたストッパピン８４に係止さ
れている。このため、係止爪７２には、コイルスプリン
グ７８の復元力が作用しており、図４の例では、検出ア
ーム７４には反時計方向の加圧力によってそのローラ７
６が減速ベルト４２の外表面に圧接されている。そし
て、図６に示すように、支持軸７０の上端にはストッパ
８６がボルト８８によって固定され、立壁部８０の飛び
出しの防止とともにコイルスプリング７８が所定位置に
維持されている。

【００１８】そして、図７は、製品取出装置の制御装置
の要部を示している。Ｘ軸フレーム、Ｙ軸フレーム及び
Ｚ軸フレームの各駆動部を制御する制御手段として制御
部９０が設置され、例えば、Ｚ軸フレーム２４に設置さ
れているサーボモータ４０には制御部９０からの制御出
力に応じてパワードライバ９２から駆動電流が流れる。
この駆動電流の検出は電流検出回路９４を以て検出さ
れ、その検出電流は電流／トルク変換器９６を以てトル
クに変換され、制御部９０の制御入力となる。また、サ
ーボモータ４０の回転は回転検出手段であるエンコーダ
９８によって検出され、その検出出力は位置検出器１０
０に加えられ、その回転位置を表す検出出力が制御部９
０に加えられている。そして、減速ベルト４２に撓み又
は破断が生じた際に、制御部９０が発生した表示制御出
力は表示装置１０２に加えられ、減速ベルト４２の撓み
や破断時の異常状態を告知する表示が行われる。

【００１９】次に、動作を説明する。サーボモータ４０
を回転させると、その回転力がボールネジナット３８に
加えられ、ボールネジ２６を摺動させる。この結果、昇
降フレーム２８を昇降させ、その昇降に応じて昇降ベル
ト３０が回転し、昇降フレーム３２を昇降させる。即
ち、初期状態では、図８に示すように、ボールネジ２６
が上方に移動しているとき、各昇降フレーム２８、３２
は上方に位置し、縮小状態にある。図９に示すように、
ボールネジ２６が最も下方に移動したとき、各昇降フレ
ーム２８、３２は下方に位置し、伸長状態となる。

【００２０】また、減速ベルト４２が緊張状態にあると
き、図４に示すように、コイルスプリング７８が圧縮さ
れて係止爪７２が回転盤６４から離間した状態を呈し、
サーボモータ４０の回転力が受動側プーリ５８に伝達さ
れ、この結果、ボールネジ２６の昇降に応じて昇降フレ
ーム２８が昇降し、これに応動して昇降フレーム３２を
昇降させることができる。

【００２１】そして、減速ベルト４２が伸びによって撓
み、又は、図１０に示すように、減速ベルト４２に破断
が生じると、検出アーム７４に作用していた張力が解除
されるとともに、受動側プーリ５８及び回転盤６４に対
する駆動力が解除され、自由回転が可能な状態となる。
この場合、昇降フレーム２８、３２の重量がボールネジ
２６に作用する結果、受動側プーリ５８及び回転盤６４
は矢印Ｂの方向に回転し、昇降フレーム２８、３２が下
降することになる。

【００２２】このとき、検出アーム７４に作用していた
張力が解除されると、正常時、圧縮状態にあったコイル
スプリング７８の復元力によって係止爪７２が矢印Ｃの
方向に回動し、係止爪７２が回転盤６４の周面を滑り、
摺動面６８から係止凹部６６に進入して係止爪７２と係
止凹部６６とが係合し、回転盤６４の回転が阻止され
る。このとき、昇降フレーム２８、３２は停止し、落下
が阻止される。

【００２３】この場合、サーボモータ４０は軽負荷ない
し無負荷となり、このような負荷変動は駆動電流の減少
を呈し、この駆動電流の減少が電流検出回路９４によっ
て検出され、電流／トルク変換器９６からその電流に応
じたトルクが制御部９０に加えられる。即ち、駆動電流
の異常はトルク異常を呈するので、減速ベルト４２の撓
みや破断の異常状態が検出され、表示装置１０２に表示
される。この表示は、視覚的又は聴覚的に行うことがで
き、作業者はその表示を確認して異常状態を認識するこ
とができる。

【００２４】なお、実施の形態では、製品取出装置を例
に取って説明したが、本発明の落下防止装置は、製品取
出装置以外における部材の落下防止に用いることができ
るものである。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プーリに懸け回されて回動するベルトが撓み又は破断す
ることにより昇降フレームが落下するのを確実に防止で
き、安全性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の落下防止装置の実施形態を示す図であ
る。

【図２】Ｚ軸フレームの摺動機構を示す図である。

【図３】落下防止装置の具体的な構成例におけるボール
ネジ及び駆動機構を示す図である。

【図４】ボールネジ及び駆動機構の要部横断面図であ
る。

【図５】係止爪の回動機構を示す横方向の部分断面図で
ある。

【図６】係止爪の回動機構を示す縦方向の部分断面図で
ある。

【図７】制御装置を示すブロック図である。

【図８】昇降フレームの縮小状態を示す図である。

【図９】昇降フレームの伸長状態を示す図である。

【図１０】異常時の回転停止動作を示す図である。

【符号の説明】

２８、３２ 昇降フレーム（昇降部材） ３７ 駆動機構（駆動力変換手段） ４２ 減速ベルト ５６ 駆動側プーリ ５８ 受動側プーリ ６２ 回転阻止機構（回転阻止手段） ６４ 回転盤 ６６ 係止凹部 ７２ 係止爪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 晋悟 静岡県富士市西柏原新田201番地 高木産 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3F060 AA00 AA01 GA05 GA13 GB02 GB31 GB33 GD07 HA13 HA32

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側プーリと受動側プーリとに懸け回
   されて回動するベルトと、 前記受動側プーリの回転を上下方向の駆動力に変換する
   駆動力変換手段と、 この駆動力変換手段より前記駆動力を受けて昇降する昇
   降部材と、 前記ベルトに撓み又は破断が生じたとき、前記受動側プ
   ーリの回転を阻止する回転阻止手段と、 を備えたことを特徴とする落下防止装置。
2. 【請求項２】 駆動側プーリと受動側プーリとに懸け回
   されて回動するベルトと、 このベルトを通して前記受動側プーリで受けた回転力を
   上下方向の駆動力に変換する駆動力変換手段と、 この駆動力変換手段から前記駆動力を受けて昇降する昇
   降部材と、 前記受動側プーリと一体に設けられた回転盤と、 前記ベルトの撓み又は破断を検出し、前記回転盤に形成
   された係止凹部に係合する係止爪と、 を備えたことを特徴とする落下防止装置。