JP2005297091A - ゴムベール移送設備及び移送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 充分な保持力を有すると共に、ゴムベールの積み重ね位置精度も要求されないようなゴムベール移送設備を提供すること。
【解決手段】第１の場所Ｐ１に置かれているゴムベールＧを第２の場所Ｐ２へと移送するためのゴムベール移送設備であって、ゴムベールＧを保持する２本のドリル７と、このドリル７をゴムベールＧ内にねじ込むための第１駆動機構と、この第１駆動機構を保持する治具保持部９と、この治具保持部９を第１の場所Ｐ１から第２の場所Ｐ２へと移送させる移送機構とを備え、第１の場所Ｐ１において、ドリル７を第１の方向に回転駆動することでゴムベールＧの保持を行い、第２の場所Ｐ２において、ドリル７を第２の方向に回転駆動することでゴムベールＧの保持を解除する。
【選択図】図３

Description

本発明は、第１の場所に置かれているゴムベールを第２の場所へと移送するためのゴムベール移送設備及び移送方法に関するものである。

ゴムベールとは、直方体に成型された塊状のゴムであり、その処理工程において第１の場所から第２の場所へと移送される。ゴムベールは、そのいくつかがパレット上に積まれており、その積み重ねられたゴムベールを１つずつ取り出して第２の場所へと場所を移動させる。第２の場所に移動されたゴムベールは、その後の工程において粉砕処理され、最終的には電気部品や自動車部品等の製造に使用される。

ここで、ゴムベールを移動させる手段としていくつかの手段が知られている。１つ目はエアーバキューム方式である。このエアーバキューム方式は、吸着パッドを用いて人手により移送させる方法である。しかし、ゴムベールは１つの重さが３０ｋｇもあるため、人手で移送させるのはかなりの労力を有する。また、ゴムベールの表面形状が湾曲していたり、ゴムベールのラッピングが破れていたりすると、吸着パッドでうまく吸着できないという問題が生じる。

２つ目としてクランプ（チャック方式）がある。例えば、下記特許文献１に開示される天然ゴム塊の把持整列装置では、開閉アームの先端内側の相対抗する位置に天然ゴム塊を着脱可能に把持する係止爪を設けており、この係止爪により天然ゴム塊を把持して移送する。かかる把持機構の場合、パレットの上に積み重ねるゴムベールの位置決め精度が要求されるという問題があり、人手で行っているゴムベールの積み重ね作業に神経を使わなければならない。また、下記特許文献２では、ゴムベールを四方からクランプするクランプ板を備えたクランプハンドを開示する。やはりこの場合もゴムベールの位置決め精度が要求される。

その他の手法として、爪や針状の治具をゴムベールに突き刺して移送する手法も考えられるが、把持強度の面で問題があり、移送途中で脱落してしまう可能性がある。従って、確実性、信頼性に欠ける手法である。
特開平８−５３２９９号公報 特開平８−８５５０４号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、充分な保持力を有すると共に、ゴムベールの積み重ね位置精度も要求されないようなゴムベール移送設備及び移送方法を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るゴムベール移送設備は、
第１の場所に置かれているゴムベールを第２の場所へと移送するためのゴムベール移送設備であって、
ゴムベールを保持する螺旋状治具と、
この螺旋状治具をゴムベール内にねじ込むための第１駆動機構と、
この第１駆動機構を保持する治具保持部と、
この治具保持部を第１の場所から第２の場所へと移送させる移送機構とを備え、
第１の場所において、螺旋状治具を第１の方向に回転駆動することでゴムベールの保持を行い、第２の場所において、螺旋状治具を第２の方向に回転駆動することでゴムベールの保持を解除するように構成したことを特徴とするものである。

かかるゴムベール移送設備による作用・効果は、次の通りである。ゴムベールを保持する保持手段として、螺旋状治具を使用する。この螺旋状治具をゴムベール内にねじ込むことでゴムベールを保持することができる。螺旋状治具の螺旋部分により確実にゴムベールを保持することができ、容易に脱落することがない。また、保持するときは、螺旋状治具を第１の方向に回転すれば、ゴムベール内部にねじ込まれていく。螺旋状治具をはずす時は、第１の方向とは逆の第２の方向に回転すれば、保持状態を解除することができる。さらに、螺旋状治具をねじ込む場合は、ゴムベールの表面であれば特に厳しい位置精度が要求されることはない。その結果、充分な保持力を有すると共に、ゴムベールの積み重ね位置精度も要求されないようなゴムベール移送設備を提供することができる。

本発明に係る螺旋状治具は、少なくとも２本設けられており、直方体形状を有するゴムベールの長辺方向に沿って配置されるように、前記治具保持部を所定の軸芯周りに旋回させるための第２駆動機構が設けられていることが好ましい。

この構成によると、少なくとも２本の螺旋状治具が設けられており、この２本がゴムベールの長辺方向に配置された状態で、ゴムベールを保持することができる。保持しようとするゴムベールの長辺方向に沿って２本の螺旋状治具が配置されていない状態の時には、治具保持部を旋回させることで、長辺方向に螺旋状治具の配置を沿わせることができる。これにより、安定した状態でゴムベールを保持することができる。

本発明に係る螺旋状治具はドリルであることが好ましい。ドリルを用いることで、ゴムベールへのねじ込みを容易に行うことができる。

本発明に係る螺旋状治具の表面には、耐摩耗性を有する表面処理が施されていることが好ましい。かかる表面処理を施すことで、長期間にわたってドリルを使用することができる。

本発明に係る前記移送機構は、
治具保持部を上下方向に駆動する第３駆動機構と、
治具保持部を水平第１方向に駆動する第４駆動機構と、
治具保持部を水平第１方向と直交する水平第２方向に駆動する第５駆動機構とを備えていることが好ましい。

この構成によると、治具保持部、すなわち、 螺旋状治具を３次元空間内で任意に移動させることができる。

本発明において、ゴムベールは所定個数がパレットに搭載されており、第１の場所においてすべてのゴムベールが取り出された空のパレットをパレット回収位置に移送するためのパレット移送機構が設けられていることが好ましい。

かかるパレット移送機構を設けることでパレットを確実に回収でき、次のパレットに搭載されているゴムベールの移送を引き続き行うことができる。

上記課題を解決するため本発明に係るゴムベール移送方法は、
第１の場所に置かれているゴムベールを第２の場所へと移送するためのゴムベール移送方法であって、
第１の場所において、螺旋状治具を第１の方向に回転してゴムベール内にねじ込む工程と、
この治具保持部により保持されたゴムベールを第１の場所から第２の場所へと移送させる工程と、
第２の場所において、螺旋状治具を第１の方向とは逆の第２の方向に回転駆動することでゴムベールの保持を解除する工程とを有することを特徴とするものである。

かかる構成による作用・効果は、既に述べた通りである。

本発明に係るゴムベール移送設備の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、ゴムベール移送設備の構成を示す正面図、図２は、ゴムベール移送設備の構成を示す平面図、図３は、ゴムベール移送設備の構成を示す要部正面図、図４は、同じく要部側面図である。

移送対象となるゴムベールＧは、直方体形状を有しており、図５のような形態（以下、「石垣積み」と称する）で積まれている。ゴムベールＧは前工程において直方体の形状に成型されたものが、運び込まれており、石垣積みされている。１段あたり６個のゴムベールＧが図５に図示するような配置規則に基づいて、６段積みされている。なお、ゴムベールＧの配置は、図５（ａ）（ｂ）の２通りがある。図５（ｃ）のＳ２，Ｓ４，Ｓ６は（ａ）の配置であり、Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５は（ｂ）の配置となっており、交互に異なる配置を繰り返している。なお、この６個×６段のゴムベールＧを１組として１つのパレット１の上に搭載されている。

なお、ゴムベールＧの積み重ね方法としては、図８に示すような方法もある。図８に示す積み重ね方法のほうが図５よりもシンプルであるが、一番上のゴムベールＧを引き上げようとする時、そのすぐ下にあるゴムベールＧもいっしょにひきづられて上がろうとする傾向がある。これは上下のゴムベールＧの裏面と表面がぴったりと密着しているためである。図５のような石垣積みの場合は、上下のゴムベールＧが密着している表面積が小さくなるので、確実に１番上のゴムベールＧのみを引き上げることができる。

図２に示すようにゴムベールＧを搭載したパレット１は、図２の矢印Ａ方向に移送される。図２では、５パレット分のゴムベールが図示されており、ローラコンベア２により移送される。図２において、パレット１の移送方向の最も下流側が第１の場所に相当し、第１の場所Ｐ１の右方向に第２の場所Ｐ２が設定されている。第２の場所Ｐ２に降ろされたゴムベールＧは、プッシャー（押出機構）３により第３の場所Ｐ３の方向に押出される。このゴムベールＧは、粉砕処理等の後工程へと更に移送されることになる。

第１の場所Ｐ１にあるパレット１上のゴムベールＧは、ゴムベール移送機構により１つずつ保持されて第２の場所Ｐ２へと移送されていき、すべてのゴムベールＧが移送されると、空のパレット１は、パレット移送機構４（図１参照）により回収される。パレット移送機構４は、吸着パッドによりパレット１を吸着して移送することができる。空のパレット１は、リフター５の上（パレット回収位置に相当）に積み重ねられる。

次にゴムベール移送機構６について、図３、図４により説明する。ゴムベールＧを保持するための治具として、２本のドリル７（螺旋状治具に相当）が使用される。ドリル７を回転させてゴムベールＧ内にねじ込んでいくことにより、ゴムベールＧを保持することができる。２本のドリル７は、ねじ込み用のギヤードモータ８（第１駆動機構に相当）により回転駆動される。ギヤードモータ８とドリル７とは、ベルトにより連結される。ギヤードモータ８とドリル７は、治具保持部９に取り付けられ、保持されている。

治具保持部９は、旋回用ギヤードモータ１０により方向を９０゜変換できるようにしている。図５の石垣積みで説明したように、ゴムベールＧの配置方向は長手方向がＹ方向（水平第２方向・・・図２参照）に沿う方向と、長手方向がＸ方向（水平第１方向）の２通りが存在する。そこで、２本のドリル７でゴムベールＧを保持する場合は、２本のドリル７が長手方向に配列した状態で保持できるように旋回可能な機構（第２駆動機構に相当）が設けられている。ギヤードモータ１０に連結されたギヤ１１により、治具保持部９が回転軸９ａ回りに旋回駆動される。旋回前と旋回後の状態が図６に示される。旋回用のギヤードモータ１０は、更に別の保持部１２により取り付け保持されている。

保持部１２を上下方向（Ｚ方向）に駆動できるように昇降用サーボモータ１４が設けられている。サーボモータ１４と、ラック＆ピニオン機構１５により、保持部１２、すなわち、２本のドリル７に把持されたゴムベールＧが上下方向に駆動される。サーボモータ１４は、フレーム１３の上下部分１３ａに取り付けられている。サーボモータ１４とラック&ピニオン１５は、第３駆動機構に相当する。

フレーム１３の水平部分１３ｂは、別の水平本体部１６に沿って（Ｙ方向に相当）移動できるように構成される。水平部分１３ｂには、Ｙ軸走行用サーボモータ１７が取り付けられており、ラック＆ピニオン１８によりフレーム１３をＹ軸方向に移動させる。ラック＆ピニオンのうち、ピニオンはサーボモータ１７に連結され、ラックが水平本体部１６に取り付けられる。サーボモータ１７とラック＆ピニオン１８は、第４駆動機構に相当する。

水平本体部１６をＸ軸方向に沿って移動させるためのＸ軸走行用サーボモータ１９（第５駆動機構に相当）が設けられており、敷地内に設置された固定フレーム２１に対して水平本体部１６を移動させる。サーボモータ１９の駆動力は、駆動伝達部２０により伝達される。以上のような移送機構を設けることにより、パレット１の上にあるゴムベールＧを保持して、第２の場所まで移送させることができる。図５に示すように、ゴムベールＧは常に同じ場所に位置しているわけではないので、夫々の位置に対してドリル７を移動させる必要がある。本発明のように、水平面内のＸ，Ｙ方向に移動させる機構を備えているので、どの位置にあるゴムベールＧも確実に保持することができる。

＜制御ブロック図＞
次に、ゴムベール移送設備の制御ブロック図を図７により説明する。制御装置３０は、設備の各部の制御を行う中核部である。制御プログラム３１に基づいて、各部の動作制御を行う。例えば、石垣積みされたゴムベールＧを取り出していく順序は、予めプログラムされている。旋回用ギヤードモータ１０は、旋回駆動部３２（駆動回路）により駆動される。ねじ込み用ギヤードモータ８は、ドリル駆動部３３により駆動される。昇降用サーボモータ１４、Ｘ軸走行用サーボモータ１９、Ｙ軸走行用サーボモータ１７は、ＸＹＺ駆動部３４により駆動される。また、各駆動部に指令を与えるために必要に応じて各種センサー３５が設けられる。例えば、ドリル７の先端がゴムベールＧの表面に接触したことを検出するセンサー等が設けられる。また、ドリル７が現在どの位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ座標）にあるのかを検出するセンサーを設けておくことが好ましい。

＜ゴムベールの取り出し動作＞
次に、ゴムベールＧを第１の場所から第２の場所へ移送する場合の動作を説明する。図２に示すように、ゴムベールＧを搭載したペレット１が順番に移送されてくる。ペレット１に搭載されているゴムベールＧの一番上の段の配置は、図５（ａ）に示すとおりであり、図示された順番にゴムベールＧを取り出していく。まず１番目のゴムベールＧを保持すべく、保持対象のゴムベールＧの位置にドリル７が位置するように、Ｘ，Ｙ座標の位置調整を行う。また、ゴムベールＧの方向に応じて、旋回用ギヤードモータ１０を駆動させる。ドリル７の位置設定が終了すると、ドリル７を回転させながら降下させていく。ドリル７の先端がゴムベールＧの表面に接触してから、所定長さだけドリル７がねじ込まれる。

所定長さのドリル７のねじ込みが行われた後、ドリル７の回転駆動は停止する。その後、昇降用サーボモータ１４を駆動させて、ゴムベールＧを上昇させ、第１の場所Ｐ１から第２の場所Ｐ２へと移送する。この時の移動は、Ｘ・Ｙ走行用サーボモータ１７，１９により行われる。第２の場所Ｐ２に移送された後、昇降用サーボモータ１７によりゴムベールＧを所定高さまで降下させ、ドリル７をねじ込む時とは逆回転させる。これにより、保持状態が解除され、ゴムベールＧは第２の場所Ｐ２に設置される。

第２の場所Ｐ２に置かれたゴムベールＧは、プッシャー３により第３の場所へと押し込まれる。この第３の場所において、粉砕処理が行われる。一方、ゴムベールＧの保持を解除した後、ドリル７は第２の場所Ｐ２から第１の場所Ｐ１へと戻り、次のゴムベールＧの保持を行う。以下、パレット１の上のゴムベールＧがすべて第２の場所Ｐ２へ移送されるまで繰り返す。パレット１上のゴムベールＧをすべて移送すると、空になったパレット１はパレット移送機構４により図１に示すようなリフター５の上に置かれる。空のパレット１が移送された後、次のパレット１を第１の場所Ｐ１に位置させるべく、ローラコンベア２を駆動する。以下、同じような動作を繰り返す。

＜実施例＞
次に、実際に保持テストを行った。ゴムベールＧの素材としてＥＰＤＭゴムを使用した。ねじ込み長さを５０ｍｍと１００ｍｍの２種類でテストした。螺旋状治具としてのドリルとしては、図示するように標準規格品、ねじ山を高くしたもの、ねじ山を低くしたものの３通りを使用した。ドリルの材質は、鉄製のものを使用した。ゴムベール１つの重さは２８ｋｇであり、この上に更に別のウェイト（５ｋｇ、１０ｋｇ）を載せた状態のものと、ウェイトを載せない状態のものとでテストした。

ねじ込み長さ５０ｍｍの場合のテスト結果は図９に、１００ｍｍの場合のテスト結果は図１０に示される。これらの図から分かるように、ねじ込み長さ５０ｍｍの場合は、同じ外径とすれば、ねじ山の高いものほど保持時間が長くなる。ねじ込み長さが１００ｍｍとなると、標準品とねじ山を高くしたドリルとでは、大きな差は見られなかった。ドリルによりゴムベールＧを第１の場所から第２の場所へと移送する時間は、数十秒程度であるから十分に実用に耐えうるレベルである。

テストでは鉄製のドリルを使用したが、ねじ込み動作を繰り返しても、金属紛のゴムベールへの混入は確認されなかった。ただし、より安全性を高めるために、鋼製のドリルを使用したり、硬質Ｃｒメッキ（耐摩耗性を有する表面処理の一例）を施すことが好ましい。また、ねじ込み動作を１０回繰り返したが、治具温度の上昇についてもほとんど見られなかった。実稼動状態では、５分に１度程度のねじ込み動作であるため、温度上昇の問題もほとんどない。

＜別実施形態＞
本実施形態で開示する機構は一例を示すものであり、これに限定されるものではない。例えば、螺旋状治具としては、ドリル以外のネジ形状を有するものを使用してもよい。また、螺旋状治具としてコイルバネ状の形状をした治具を使用してもよい。螺旋状治具の個数は２個ではなく、３個以上としてもよい。

２本ドリル（螺旋状治具）の回転方向であるが、次のような構成が考えられる。１つ目は、保持動作のときは２本とも右回転（第１の方向）、保持解除のときは２本とも左回転（第２の方向）とすることである。２つ目は、保持動作のときは２本とも左回転（第１の方向）、保持解除のときは２本とも右回転（第２の方向）とすることである。当然１つ目と２つ目の例では形成されるネジの方向は逆になる。３つ目は、保持動作のとき１本は右回転、１本は左回転とし（これらが第１の方向となる）、保持解除のときは１本は左回転、１本は右回転（これらが第２の方向となる）としてもよい。３本以上の時も同様に考えることができる。

ＸＹＺ方向に移送する機構をパレット側に設けてもよい。すなわち、 パレットがＸＹＺ方向に移動できるような機構を採用してもよい。

石垣積みの形態については図５のものに限定されるものではない。例えば、１段あたりの個数や何段にするかは、適宜変更可能である。また、図５ではゴムベールの配置パターンは２通りであるが、３通り以上としてもよい。

ゴムベール移送設備の構成を示す正面図 ゴムベール移送設備の構成を示す平面図 ゴムベール移送設備の構成を示す要部正面図 ゴムベール移送設備の構成を示す要部側面図 ゴムベールの積み上げ構造を示す図 ドリルの旋回状態を示す図 ゴムベール移送設備の制御ブロック図 別実施形態に係るゴムベールの積み上げ構造を示す図 ねじ込み長さ５０ｍｍの場合の実験結果を示す図 ねじ込み長さ１００ｍｍの場合の実験結果を示す図

符号の説明

１ パレット
２ ローラコンベア
３ プッシャー
４ パレット移送機構
５ リフター
６ ゴムベール移送機構
７ ドリル
８ ねじ込み用ギヤードモータ
９ 治具保持部
１０ 旋回用ギヤードモータ
１４ 昇降用サーボモータ
１５ ラック&ピニオン機構
１７ Ｙ軸走行用サーボモータ
１８ ラック&ピニオン
１９ Ｘ軸走行用サーボモータ
２０ 駆動伝達部
Ｇ ゴムベール
Ｐ１ 第１の場所
Ｐ２ 第２の場所
Ｐ３ 第３の場所

Claims (7)

1. 第１の場所に置かれているゴムベールを第２の場所へと移送するためのゴムベール移送設備であって、
   ゴムベールを保持する螺旋状治具と、
   この螺旋状治具をゴムベール内にねじ込むための第１駆動機構と、
   この第１駆動機構を保持する治具保持部と、
   この治具保持部を第１の場所から第２の場所へと移送させる移送機構とを備え、
   第１の場所において、螺旋状治具を第１の方向に回転駆動することでゴムベールの保持を行い、第２の場所において、螺旋状治具を第２の方向に回転駆動することでゴムベールの保持を解除するように構成したことを特徴とするゴムベール移送設備。
2. 螺旋状治具は、少なくとも２本設けられており、直方体形状を有するゴムベールの長辺方向に沿って配置されるように、前記治具保持部を所定の軸芯周りに旋回させるための第２駆動機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のゴムベール移送設備。
3. 螺旋状治具はドリルであることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴムベール移送設備。
4. 螺旋状治具の表面には、耐摩耗性を有する表面処理が施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴムベール移送設備。
5. 前記移送機構は、
   治具保持部を上下方向に駆動する第３駆動機構と、
   治具保持部を水平第１方向に駆動する第４駆動機構と、
   治具保持部を水平第１方向と直交する水平第２方向に駆動する第５駆動機構とを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴムベール移送設備。
6. ゴムベールは所定個数がパレットに搭載されており、第１の場所においてすべてのゴムベールが取り出された空のパレットをパレット回収位置に移送するためのパレット移送機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のゴムベール移送設備。
7. 第１の場所に置かれているゴムベールを第２の場所へと移送するためのゴムベール移送方法であって、
   第１の場所において、螺旋状治具を第１の方向に回転してゴムベール内にねじ込む工程と、
   この治具保持部により保持されたゴムベールを第１の場所から第２の場所へと移送させる工程と、
   第２の場所において、螺旋状治具を第１の方向とは逆の第２の方向に回転駆動することでゴムベールの保持を解除する工程とを有することを特徴とするゴムベール移送方法。

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