JP2009154202A - クロスバーとこれを備えたワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来と同じ制約内で曲げ剛性及びねじり剛性を高めることで、振動・変形を低減することができるクロスバー及びこれを備えたワーク搬送装置を提供する
【解決手段】本発明のクロスバー４２は、クロスバー４２のうち少なくとも搬送フレーム３１に対向する部分の断面における上辺壁４２ａが、チルト動作時における直上に位置する搬送フレーム３１との干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成されている。また本発明のワーク搬送装置１０は、上記構成のクロスバー４２を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、ワーク搬送装置においてワーク把持具が取り付けられるクロスバーとこれを備えたワーク搬送装置に関する。

例えば、自動車用パネルは複雑な形状をしているため、成形工程を複数段に分け、直線状に並べられたプレスによって成形される。このような複数のプレスを用いるトランスファプレスやタンデムプレスでは、ワーク搬送装置により、あるプレスで成形されたワーク（被加工材）を次のプレスに順次搬送する。

ワーク搬送装置において生産性向上のためにワークの搬送速度を向上させることは重要な課題であり、搬送速度を向上させるためには、可動部の上下方向の通過スペースを小さくし前後に配置されたプレス装置との干渉を緩和することが有効である。このような、可動部の搬送方向の通過スペースを小さくしたワーク搬送装置は、例えば下記特許文献１に開示されている。

特許文献１のワーク搬送装置１００は、図７に示すように、プレスステージ間適所に配置される基体に支持され、それぞれが複数のアームを相互に回動可能に結合してなる一対のアームユニット１０１，１０１と、各アームユニット１０１，１０１先端間に搭載されるワーク把持機構１０２と、基体に対して一対のアームユニット１０１，１０１を昇降させる昇降機構１０３とを有する。アームユニット１０１，１０１の先端間には伸縮自在のスライドアーム１０４が結合され、スライドアーム１０４はアタッチメント１０５を介してワーク保持手段１０６が設けられたハンドバー１０７を吊下支持している。このハンドバー１０７は、一般的なワーク搬送装置におけるクロスバーに相当する部材であるため、以下、「クロスバー」と呼ぶ。クロスバー１０７は、図示しないチルト機構により傾動するようになっており、クロスバー１０７が傾動することにより、クロスバー１０７と一体となって動作するワーク把持手段１０６で保持するワークＷに所望の姿勢を取らせることができる。

図７に示すように、上記のワーク搬送装置１００において、その搬送フレームであるアームユニット１０１とクロスバー１０７とは上下に立体交差している。
また、特許文献１のワーク搬送装置１００におけるクロスバー１０７もそうであるように、従来のクロスバーは、一般的に断面形状が四角形の角筒で形成されている。

特開２００７−２１６２５４号公報

ワーク搬送装置において搬送速度を速くすると、クロスバーの撓みや捻りによる変形や振動が大きくなる。このような変形・振動を抑えるためには、クロスバーの高さ寸法を大きくすることによって曲げ剛性及びねじり剛性を高めることが有効である。

ところが、特許文献１のワーク搬送装置１００のように、クロスバー１０７とその上方に位置する搬送フレーム（アームユニット１０１）とが上下に立体交差するタイプのワーク搬送装置においては、クロスバーがチルト動作してもその上部に位置する搬送手段と干渉しないこと、及びクロスバーと搬送フレームがプレス機の金型と干渉しないこと、が必要とされる。このため、クロスバーの高さ寸法が制限されることから、搬送速度に見合った十分な曲げ剛性及びねじり剛性を確保することが困難であり、この結果、クロスバーに大きな変形・振動が発生し、ワークを高速で安定して搬送することが困難であった。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、ワーク搬送装置における搬送フレームと上下に立体交差する形態のクロスバーにおいて、従来と同じ制約内で曲げ剛性及びねじり剛性を高めることで、振動・変形を低減することができるクロスバーを提供することを課題とする。また、当該クロスバーを備えたワーク搬送装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、以下の技術的手段を採用する。
（１）本発明は、ワーク把持具が取り付けられ搬送ラインの左右方向に延びるクロスバーと、該クロスバーを搬送フレームで吊下支持して搬送ライン方向に移動させること及びクロスバーをチルト動作させることが可能な送り機構とを備え前記搬送フレームと前記クロスバーとが上下に立体交差しているワーク搬送装置における前記クロスバーであって、前記クロスバーのうち少なくとも搬送フレームに対向する部分の断面における上辺壁が、チルト動作時における直上に位置する搬送フレームとの干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成されている、ことを特徴とするクロスバーである。

本発明によれば、クロスバーの上辺壁が、搬送フレームとの干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成される。これにより、従来の断面四角形のクロスバーでは利用されていなかった非干渉領域を有効利用することで、従来と同一条件の高さ制約内で、断面四角筒形の従来のクロスバーと比較して、高さ寸法を大きく取ることが可能となる。そして、高さ寸法を大きくすることで曲げ剛性及びねじり剛性を高めることができるので、クロスバーの変形や振動を抑制する効果が得られる。したがって、ワーク搬送装置において本発明のクロスバーを適用することにより、ワークの高速安定搬送が可能となる。

（２）上記（１）のクロスバーにおいて、チルト回転軸心が前記搬送フレームの下面より上方に位置し、前記クロスバーのうち搬送フレームに対向する部分の断面における上辺壁が、逆Ｖ字形状に形成されている。

（３）上記（１）又は（２）のクロスバーにおいて、前記ワーク搬送装置は、前記クロスバーより搬送ライン方向の寸法が短く搬送フレームより低い位置で且つ前記クロスバーの上面に対向する位置で前記クロスバーとの搬送ライン方向の相対位置を変化させることなく搬送ライン方向に移動する追従部材を備え、前記クロスバーのうち前記追従部材に対向する部分の断面における上辺壁が、搬送ライン方向の前側及び後側の各位置で、チルト動作時における上方の搬送フレーム及び追従部材との干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成されている。

（４）上記（１）のクロスバーにおいて、チルト回転軸心が前記搬送フレームより下方の位置にあり、前記クロスバーのうち少なくとも前記搬送フレームに対向する部分の断面における上辺壁は、（ａ）前記チルト回転軸心を中心とする円弧形状の頂部を有する山形状、（ｂ）該山形状の頂部を平坦にした形状または、（ｃ）前記チルト回転軸心を中心とする円弧形状である。

（５）上記（１）又は（４）のクロスバーにおいて、前記ワーク搬送装置は、前記クロスバーより搬送ライン方向の寸法が短く搬送フレームより低い位置で且つ前記クロスバーの上面に対向する位置で前記クロスバーとの搬送ライン方向の相対位置を変化させることなく搬送ライン方向に移動する追従部材を備え、チルト回転軸心が前記追従部材より下方の位置にあり、前記クロスバーのうち前記追従部材に対向する部分の断面における上辺壁は、（ａ）前記チルト回転軸心を中心とする円弧形状の頂部を有する山形状、（ｂ）該山形状の頂部を平坦にした形状または、（ｃ）前記チルト回転軸心を中心とする円弧形状である。

上記（２）〜（５）の構成によれば、クロスバーの上辺壁を、チルト回転軸心の位置やクロスバーの上方に位置する構造体（搬送フレーム又は追従部材）の形態に応じて適切な凸形状に形成できるので、曲げ剛性及びねじり剛性を効果的に高めることができる。

（６）また、上記（１）〜（５）のいずれかのクロスバーにおいて、前記クロスバーの断面における上辺壁は、長手方向の各位置において、その直上に位置する構造体との干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成され、これにより長手方向に異なる断面形状を有する。

上記の構成によれば、クロスバーの長手方向の各位置に応じて、適切な形状の上辺壁を形成することで、クロスバー全体として効率的に高さ寸法を大きくし、曲げ剛性及びねじり剛性を高めることができる。

（７）また、本発明は、ワーク把持具が取り付けられ搬送ラインの左右方向に延びる筒状体であるクロスバーと、該クロスバーを搬送フレームで吊下支持して搬送ライン方向に移動させること及びクロスバーを傾動させることが可能な送り機構とを備え、前記搬送フレームと前記クロスバーとが上下に立体交差しているワーク搬送装置であって、前記クロスバーが上記（１）〜（６）のいずれかのクロスバーである、ことを特徴とする。

上記のワーク搬送装置によれば、曲げ剛性及びねじり剛性を高めたクロスバーを備えることで、搬送速度の高速化に伴うクロスバーの変形や振動が大幅に低減されるので、ワークの安定した高速搬送が可能となる。

本発明のクロスバーによれば、従来と同じ制約内で、曲げ剛性及びねじり剛性を高めることで、振動・変形を低減することができる。
本発明のワーク搬送装置によれば、ワークを安定して高速搬送できる。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態にかかるクロスバー４２を備えたワーク搬送装置１０の全体斜視図である。
図１において、ワーク搬送装置１０は、昇降機構１２と、送り機構３０と、クロスバー４２と、ケーブル支持装置５０とを備える。

昇降機構１２は、送り機構３０を上下方向に移動させるものである。図１において、昇降機構１２は、ベースフレーム１４に対して昇降するリフトフレーム１６と、昇降機構１２の駆動源であるリフト用モータ２６と、リフト用モータ２６の動力をリフトフレーム１６に伝達するリフト用動力伝達手段とを備える。

図１に示す構成例において、ベースフレーム１４は、水平且つ互いに平行に配置された２本のＨ型鋼であり、ワーク搬送装置１０の周囲の適宜の部位（天井など）に固定されている。

リフトフレーム１６は、フレーム本体２１と、フレーム本体２１から上方に延びるリフトビーム２２を有する。図１に示す構成例において、リフトビーム２２は４本設けられており、それぞれベースフレーム１４に立設されたリフトガイド１５によって昇降自在に支持及び案内されている。このため、リフトフレーム１６はベースフレーム１４に対して安定かつスムーズに昇降することができる。

各リフトビーム２２には、上下方向に延びるラック部２２ａが形成されており、各ラック部２２ａはそれぞれ対応して設けられたピニオン２５と噛合している。上記のリフト用動力伝達手段は、リフト用モータ２６とリフトビーム２２の間の動力伝達経路上にある動力伝達部品からなり、図１の構成例では、ラック部２２ａ、ピニオン２５のほか、参照符号を付していないが、ベベルギヤや動力伝達シャフトなどからなる。

上記構成を備えた昇降機構１２において、リフト用モータ２６が回転すると、その駆動力がピニオン２５に伝達され、ピニオン２５が回転することにより、ピニオン２５と噛み合うラック部２２ａが形成されたリフトビーム２２を含むリフトフレーム１６が昇降する。この昇降駆動は、図示しない制御装置によって制御される。

なお、昇降機構１２において、リフトフレーム１６を昇降させる機構は、上述したようなラック・ピニオン機構を用いた構成に限られず、ベルト機構やチェーン機構を用いたものであってもよい。また、昇降機構１２は、リニアモータ、液圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置などの直動アクチュエータを用いてリフトフレーム１６を昇降させるものであってもよい。

送り機構３０は、リフトフレーム１６の下部に接続され、リフトフレーム１６と一体となって昇降する。図１において、送り機構３０は、リフトフレーム１６に吊下支持され、リフトフレーム１６に対して搬送ライン方向の前後方向に水平移動する搬送フレーム３１を有する。

本実施形態において、搬送フレーム３１は、第１フレーム３２、第２フレーム３３およびサブキャリア２０からなる。第１フレーム３２はリフトフレーム１６の下部に連結されている。リフトフレーム１６の下部において、搬送ラインの左右方向（図１中のＹ方向）の両側には、搬送ライン方向に延びる長尺のガイドレール１６ａが設けられており、このガイドレール１６ａに、第１フレーム３２に設けられた一対の短尺のガイド部材３２ｂが支持及び案内されている。この構成により、第１フレーム３２は、リフトフレーム１６に対して搬送ライン方向に安定かつスムーズに摺動することができる。

第１フレーム３２には、第１フレーム３２を搬送ライン方向に直線駆動させるための駆動源である第１駆動モータ２３Ａが搭載されており、この第１駆動モータ２３Ａの駆動力が図示しない第１動力伝達手段を介して、第１フレーム３２に伝達され、第１フレーム３２が搬送ライン方向に直線駆動される。この直線駆動は、図示しない上記の制御装置によって制御される。なお、第１駆動モータ２３Ａは、リフトフレーム１６に搭載されてもよい。

第２フレーム３３は、第１フレーム３２の下部に連結されている。図１に示す構成例において、第２フレーム３３は、搬送ラインの左右方向（Ｙ方向）に間隔を置いて平行に一対設けられている。第１フレーム３２の下部において、左右のそれぞれの側には、第２フレーム３３の左右両側で搬送ライン方向に延びるガイドフレーム３２ａが設けられており、このガイドフレーム３２ａにより第２フレーム３３が支持及び案内されている。この構成により、第２フレーム３３は、第１フレーム３２に対して搬送ライン方向に安定かつスムーズに摺動することができる。

第１フレーム３２には、第２フレーム３３を搬送ライン方向に直線駆動させるための駆動源である第２駆動モータ２３Ｂが搭載されており、この第２駆動モータ２３Ｂの駆動力が図示しない第２動力伝達手段を介して、第２フレーム３３に伝達され、第２フレーム３３が送り方向に直線駆動される。この直線駆動は、図示しない上記の制御装置によって制御される。

なお、第１駆動モータ２３Ａの駆動力を第１フレーム３２に伝達するための第１動力伝達手段、および第２駆動モータ２３Ｂの駆動力を第２フレーム３３に伝達するための第２動力伝達手段は、ラック・ピニオン機構、ベルト機構、チェーン機構などを用いて構成することができる。また、第１フレーム３２及び第２フレーム３３を直線駆動させる他の手段として、リニアモータ、液圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置などを用いてもよい。

図１において、サブキャリア２０は、第２フレーム３３の内部で支持及び案内されて搬送ライン方向に水平移動可能に設けられている。図１の構成例において、サブキャリア２０は、第２フレーム３３のほぼ先端からほぼ後端までの範囲を移動する。

サブキャリア２０を移動させる手段としては、例えば、特開２００３−２０５３３０号公報に開示されたワーク搬送装置のように、リニアモータによってサブキャリア２０を送り方向に直線駆動させる構成を採用できる。
また、サブキャリア２０を移動させる他の手段として、例えば、特開２００３−１３６１６３号に開示されたワーク搬送装置のように、第２フレーム３３の移動に機械的に連動してサブキャリア２０を送り方向に直線駆動させる構成を採用することもできる。

搬送フレーム３１は、サブキャリア２０でクロスバー４２を吊下支持しており、搬送フレーム３１とクロスバー４２とが上下に立体交差している。
図１に示すようにクロスバー４２は、搬送ラインの左右方向（Ｙ方向）に延びる部材である。クロスバー４２には、ワークを把持するためのワーク把持機構４４がクロスバー４２の長手方向に間隔をおいて複数取り付けられている。ワーク把持機構４４は、例えば、ワークを吸着及び解放することが可能なバキュームカップである。また、クロスバー４２は後述するチルト機構３５により軸心ａ（以下、「チルト回転軸心」ともいう）を中心に傾動可能に構成されている。図１において、チルト回転軸心ａは搬送ライン方向に対して水平直角方向（Ｙ方向）と一致する。なお、クロスバー４２の詳細については後述する。

ケーブル支持装置５０は、第１要素（本実施形態では第１フレーム３２）と、第１要素に対して搬送ライン方向に水平移動可能な第２要素（本実施形態では接続バー５３）との間に配設されたケーブル（図示せず）を支持する装置である。ここで、前記「ケーブル」には、ワーク把持機構４４や後述するチルト機構３５を駆動するための電力、信号、作動油、エアー等を供給、伝送するための電力線、信号線、油圧配管、エアー配管等が含まれる。

図１において、ケーブル支持装置５０は、第１アーム５１と第２アーム５２を有している。第１アーム５１の一端は第１フレーム３２に鉛直軸心のみを中心に回動可能に連結されている。第１アーム５１の他端と第２アーム５２の一端は、鉛直軸心のみを中心に互いに回動可能に連結されている。第２アーム５２の他端は、サブキャリア２０に接続された接続バー５３に鉛直軸心のみを中心に回動可能に連結されている。

上記の図示しないケーブルは、第１アーム５１と第２アーム５２に沿って支持されている。図１に示す構成例において、第１アーム５１と第２アーム５２は、断面が水平方向に扁平な中空筒状に形成されており、その内部にケーブルが敷設されている。なお、ケーブルの他の支持形態として、第１アーム５１と第２アーム５２の外部に沿ってケーブルが支持されてもよい。また、ケーブルの大部分が第１アーム５１と第２アーム５２の内部に敷設され、一部が第１アーム５１と第２アーム５２の外部に露出するように、ケーブルが支持されもよい。

上記の構成を備えたケーブル支持装置５０は、クロスバー４２の移動に追従して、第１アーム５１と第２アーム５２の屈曲角度を変化させながら旋回することによって、ケーブルを適切に保持することが可能である。また、第１要素と第１アーム５１、第１アーム５１と第２アーム５２、及び第２アーム５２と第２要素は、それぞれ鉛直軸心のみを中心として回転可能に連結されるので、第１アーム５１と第２アーム５２により水平面内で屈曲する高剛性のリンク機構が構成される。また、第１アーム５１と第２アーム５２は扁平形状であり且つ水平方向に屈曲するので、動作時の通過領域の高さが低く、プレス装置と干渉しにくい。

接続バー５３は、クロスバー４２の上辺に沿って左右方向（Ｙ方向）に延び、その両端部において、左右のサブキャリア２０の下部に連結固定されている。したがって、接続バー５３は、サブキャリア２０と一体となって搬送ライン方向に移動するとともに、クロスバー４２との搬送ライン方向の相対位置を変化させることなく搬送ライン方向に移動する。接続バー５３は中空筒状の部材であり、ケーブルは、第２アーム５２の他端から接続バー５３の内部を経由してサブキャリア２０まで引き込まれている。

ここで、本発明における追従部材とは、クロスバー４２より搬送ライン方向の寸法が短く搬送フレーム３１より低い位置で且つクロスバー４２の上面に対向する位置でクロスバー４２との搬送ライン方向の相対位置を変化させることなく搬送ライン方向に移動する部材をいい、本実施形態においては接続バー５３がこれに該当する。

次に、上記のように構成されたワーク搬送装置１０の基本動作を、図２の模式図を参照して説明する。図２において、左右が搬送ライン方向で左側が上流側、右側が下流側とする。

図２（Ａ）の状態から、上流側のプレス装置５に向って、リフトフレーム１６に対して第１フレーム３２を水平移動させ、第１フレーム３２に対して第２フレーム３３を水平移動させ、第２フレーム３３に対してサブキャリア２０を水平移動させると、図２（Ｂ）に示すように、サブキャリア２０は上流側のプレス装置５のワーク把持位置まで移動する。サブキャリア２０をワーク把持位置まで移動させたら、昇降機構１２によりリフトフレーム１６を下降させてワーク把持機構４４によりワークを把持する。

ワークを把持したら、昇降機構１２によりリフトフレーム１６を上昇させて、下流側のプレス装置５に向って、リフトフレーム１６に対して第１フレーム３２を水平移動させ、第１フレーム３２に対して第２フレーム３３を水平移動させ、第２フレーム３３に対してサブキャリア２０を水平移動させる。すると、図２（Ｃ）に示すように、サブキャリア２０はワーク解放位置まで移動する。その位置で、昇降機構１２によりリフトフレーム１６を下降させてワーク把持機構４４によりワークを解放する。ワークを解放したら、下流側のプレス装置５のスライド６が下降する前に、第１フレーム３２、第２フレーム３３およびサブキャリア２０を上流側へ移動させ、中立位置に戻す。

上記のように構成されたワーク搬送装置１０は、水平方向に直進運動する第１フレーム３２、第２フレーム３３およびサブキャリア２０の通過スペースが小さいので、送り方向の前後に配置されたスライド６などの干渉物との干渉を緩和できる。

次に、クロスバー４２の構成についてより詳細に説明する。図３は、上記のワーク搬送装置１０におけるクロスバー４２周辺の正面図である。
図３において、サブキャリア２には、チルト回転軸心ａを中心にクロスバー４２を傾動させるチルト機構３５が設けられている。

図３に示すように、接続バー５３は、第１フレーム３２（ガイドフレーム３２ａ）及び第２フレーム３３との干渉を避けるために、ケーブル支持装置５０の第２アーム５２が接続された部分よりも高さが低くなった干渉回避部５３ａを両端部に有し、この干渉回避部５３ａにおいてサブキャリア２０と連結している。

本発明のクロスバー４２は、クロスバー４２のうち少なくとも搬送フレーム３１に対向する部分の断面における上辺壁４２ａが、チルト動作時における直上に位置する搬送フレーム３１との干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成されていることを特徴とする。また、本発明のクロスバー４２は、クロスバー４２の断面における上辺壁４２ａが、長手方向の各位置において、その直上に位置する構造体との干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成され、これにより長手方向に異なる断面形状を有する、以下、クロスバー４２の断面形状について具体的に説明する。

図４（Ａ）は、図３におけるＡ−Ａ線断面図であり、クロスバー４２のうち搬送フレーム３１に対向する部分の断面形状を示している。本実施形態においてクロスバー４２は筒状体の部材であるが、中実構造の部材であってもよい。図４（Ａ）に示すように、チルト回転軸心ａは搬送フレーム３１の下面より上方に位置し、クロスバー４２の搬送フレーム３１に対向する部分の断面における上辺壁４２ａは、逆Ｖ字形状に形成されている。

図４（Ｂ）は、図３におけるＢ−Ｂ線断面であり、クロスバー４２のうち接続バー５３に対向する部分の断面形状を示している。図４（Ｂ）に示すように、チルト回転軸心ａは追従部材である接続バー５３の下面より上方に位置し、クロスバー４２のうち追従部材に対向する部分の断面における上辺壁４２ａは、搬送ライン方向の前側及び後側の各位置で、チルト動作時における上方の搬送フレーム３１及び追従部材との干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成されている。

図４に示したクロスバー４２の断面形状の設定方法について、図５を参照して説明する。図５において、（Ａ）は図４（Ａ）に示した断面形状の設定方法を、（Ｂ）は図４（Ｂ）に示した断面形状の設定方法を説明する模式図である。

図５（Ａ）において、符号Ｌｉで示した線は、搬送フレーム３１の下方に位置する物体を、中立姿勢（水平姿勢）に対して所望の角度θだけ傾けるために軸心ａを中心に回転させた場合において、その物体が搬送フレーム３１と干渉しないための、中立姿勢における物体の限界輪郭形状を示す線である（以下、この線を「干渉ライン」という）。すなわち、図５（Ａ）において、搬送フレーム３１の下方に位置する物体の中立姿勢における輪郭形状の少なくとも一部が干渉ラインＬｉより上側の領域（干渉領域）にあると、物体を所望の角度θに傾けるために必要な角度でもって軸心ａを中心に回転させたときに搬送フレーム３１と干渉するが、当該物体の中立姿勢における輪郭形状の全部が干渉ラインＬｉより下側の領域（非干渉領域）にあれば物体を所望の角度θに傾けるために必要な角度でもって軸心ａを中心に回転させても搬送フレーム３１と干渉することはない。

図５（Ａ）の左側の図に示すように、断面四角形の従来のクロスバー５５の場合、干渉ラインＬｉとクロスバー５５の間に未利用の三角形の非干渉領域が存在する。これに対し、図５（Ａ）の右側に示すように、本発明では、干渉ラインＬｉの下側の領域内でクロスバー４２の上辺壁４２ａを逆Ｖ字形状に形成することによって、従来の四角形状の断面に対して高さを増大させている。本実施形態では安全余裕をもたせるため、干渉ラインＬｉと上辺壁４２ａとの間には若干のクリアランスｃを設けている。この点は、後述する図５（Ｂ）及び図６（Ａ）〜（Ｃ）においても同様である。図５（Ａ）において、従来の四角形状の断面に対して高さを増大させた部分にはハッチングが施されている。

図５（Ｂ）において、追従部材である接続バー５３の下に位置する物体を、中立姿勢に対して所望の角度θだけ傾けるために軸心ａを中心に回転させた場合において、その物体が搬送フレーム３１及び追従部材と干渉しないための、中立姿勢における物体の限界輪郭形状は、干渉ラインＬｉに一致した形状となる。すなわち、すなわち、図５（Ｂ）において、追従部材である接続バー５３の下に位置する物体の中立姿勢における輪郭形状の少なくとも一部が干渉ラインＬｉより上側の領域（干渉領域）にあると、物体を所望の角度θに傾けるために必要な角度でもって軸心ａを中心に回転させたときに搬送フレーム３１と干渉するが、当該物体の中立姿勢における輪郭形状の全部が干渉ラインＬｉより下側の領域（非干渉領域）にあれば、物体を所望の角度θに傾けるために必要な角度でもって軸心ａを中心に回転させても搬送フレーム３１と干渉することはない。

図５（Ｂ）の左側の図に示すように、断面四角形の従来のクロスバー５５の場合、干渉ラインＬｉとクロスバー５５の間に未利用の山脈状の非干渉領域が存在する。これに対し、図５（Ｂ）の右側に示すように、本発明では、クロスバー４２の上辺壁４２ａを、干渉ラインＬｉの下側の領域内で、搬送ライン方向の前側及び後側の各位置で上方に凸状に形成することによって、従来の四角形状の断面に対して高さを増大させている。図５（Ｂ）において、従来の四角形状の断面に対して高さを増大させた部分にはハッチングが施されている。なお、図５（Ｂ）に示すクロスバー４２の上辺壁４２ａの形状は、前側及び後側のみならずその中間部分も上方に凸状に形成されているが、図４（Ｂ）に示す実施形態では製作を容易にするために中間部分を平坦化した形状を採用している。

図３のＣ−Ｃ線断面及びＤ−Ｄ線断面におけるクロスバー４２の断面形状は、図４（Ａ）に示したクロスバー４２の断面形状と同じである。クロスバー４２のうち搬送フレーム３１よりも外側に位置する部分（図３のＣ−Ｃ線断面が属する部分）は、上方に干渉物がないため、図４（Ａ）に示した断面形状と同じにする必要はなく、制約の範囲内で高さ寸法をより大きくとる断面形状を採用してもよいが、製作を容易にする観点から、本実施形態ではこの部分についても図４（Ａ）と同じ断面形状を採用している。なお、この点は、後述する図６に示す構成例を採用する場合も同様である。

また、本実施形態において、接続バー５３の下面の高さは搬送フレーム３１の下面の高さとほぼ同じであるので、クロスバー４２のうち接続バー５３に対向する部分（Ｄ−Ｄ線断面が属する部分）については、図４（Ａ）と同じ断面形状を採用している。ただし、他の形態のケーブル支持装置５０を採用する場合等の理由で接続バー５３が設けられない場合は、上方に干渉物がなくなるため、制約の範囲内で高さ寸法をより大きくとる断面形状を採用してもよい。あるいは、この場合でも、製作を容易にする観点から、図４（Ａ）と同じ断面形状を採用してもよい。なお、この点は、後述する図６に示す構成例を採用する場合も同様である。

次に、図６を参照して、クロスバー４２の断面形状の他の構成例について説明する。図４及び図５に示した構成例では、チルト回転軸心ａが搬送フレーム３１の下面より上側に位置していたが、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す構成例では、チルト回転軸心ａが搬送フレーム３１の下面より下側に位置している。

図６（Ａ）及び（Ｂ）は、クロスバー４２のうち搬送フレーム３１に対向する部分の断面形状を示している。チルト回転軸心ａが搬送フレーム３１の下面より下側にある場合、干渉ラインＬｉは、チルト回転軸心ａを中心とする円弧を少なくとも一部に有する形状となる。図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、干渉ラインＬｉの円弧部分の曲率半径は、搬送フレーム３１の下面とチルト回転軸心ａとの距離が長くなるほど大きくなる。

チルト回転軸心ａが図６（Ａ）に示す位置にある場合、干渉ラインＬｉは、チルト回転軸心ａを中心とする円弧とその円弧の両端から延びる直線からなる形状となる。この場合の干渉ラインＬｉは、頂点を除いて、図５（Ａ）の場合の干渉ラインＬｉよりも全体的に上方にシフトしている。そしてこの場合に、干渉ラインＬｉに沿って上辺壁４２ａを形成すると、上辺壁４２ａは、チルト回転軸心ａを中心とする円弧形状の頂部を有する山形状となる。なお、クロスバー４２の製作を容易にするために、図６（Ａ）の点線で示すように、山形状の頂部を平坦にした形状を採用してもよい。

チルト回転軸心ａが図６（Ｂ）に示す位置にある場合、干渉ラインＬｉは、チルト回転軸心ａを中心とする円弧のみからなる。この場合の干渉ラインＬｉは、頂点を除いて、図５（Ａ）の場合のみならず図６（Ａ）の場合の干渉ラインＬｉよりも全体的に上方にシフトしている。この場合、干渉ラインＬｉに沿って上辺壁４２ａを形成すると、上辺壁４２ａは、チルト回転軸心ａを中心とする円弧形状となる。

図６（Ｃ）は、クロスバー４２のうち追従部材である接続バー５３に対向する部分の断面形状を示している。この構成例におけるチルト回転軸心ａの位置は図６（Ｂ）と同じであり、上辺壁４２ａはチルト回転軸心ａを中心とする円弧形状に形成されている。なお、チルト回転軸心ａの位置によっては、クロスバー４２の上辺壁４２ａは、図６（Ａ）と同様に、チルト回転軸心ａを中心とする円弧形状の頂部を有する山形状又はこの山形状の頂部を平坦にした形状であってもよい。

上述した図６（Ｂ）及び（Ｃ）の構成を採用する場合において、チルト機構の構成としては、例えば、上辺壁を円弧状ガイドで支持及び案内し、上辺壁の外表面に円弧状に延びるラック部を形成し、このラック部と噛み合うピニオンギヤを設け、軸心ａを中心に回転駆動させる構成を採用することができる。またチルト機構の他の構成として、チェーン機構、ベルト機構などを用いた構成を採用してもよい。

なお、図６（Ａ）又は（Ｂ）の形状を採用する場合、クロスバー４２のうち搬送フレーム３１よりも外側に位置する部分（図３のＣ−Ｃ線断面が属する部分）及び接続バー５３に対向する部分（図３のＤ−Ｄ線断面が属する部分）は、これらの形状に合わせて同一の断面形状としてもよい。

上述したように本発明によれば、クロスバー４２の上辺壁４２ａが、搬送フレーム３１との干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成される。これにより、従来の断面四角形のクロスバーでは利用されていなかった非干渉領域を有効利用することで、従来と同一条件の高さ制約内で、断面四角筒形の従来のクロスバーと比較して、高さ寸法を大きく取ることが可能となる。そして、高さ寸法を大きくすることで曲げ剛性及びねじり剛性を高めることができるので、クロスバー４２の変形や振動を抑制する効果が得られる。

本発明のワーク搬送装置１０によれば、曲げ剛性及びねじり剛性を高めたクロスバー４２を備えることで、搬送速度の高速化に伴うクロスバー４２の変形や振動が大幅に低減されるので、ワークの安定した高速搬送が可能となる。

図５及び図６に示したように、クロスバー４２の上辺壁４２ａを、チルト回転軸心ａの位置やクロスバー４２の上方に位置する構造体（搬送フレーム３１又は追従部材）の形態に応じて適切な凸形状に形成することで、曲げ剛性及びねじり剛性を効果的に高めることができる。

また、本発明によれば、クロスバー４２の断面における上辺壁４２ａが、長手方向の各位置において、その直上に位置する構造体（搬送フレーム３１又は追従部材）との干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成され、これにより長手方向に異なる断面形状を有する。これにより、クロスバー４２の長手方向の各位置に応じて、適切な形状の上辺壁４２ａを形成することで、クロスバー４２全体として効率的に高さ寸法を大きくし、曲げ剛性及びねじり剛性を高めることができる。

なお、上述したワーク搬送装置１０において、例えば以下のような改変を、単独であるいは組み合わせて加えてもよい。

クロスバー４２の上辺壁の凸形状は、上述した構成例に限定されず、クロスバー４２の上方に位置する構造体の形態（形状、大きさ等）に応じて適切な形状を採用することができる。

ケーブル支持装置５０は、第１要素と第２要素の間のケーブルを適切に支持できるものであれば、上述した構成に限定されず、例えばケーブルベア（登録商標）を用いたものであってもよい。

上述した送り機構３０の搬送フレーム３１では、２本の第２フレーム３３でサブキャリア２０を介してクロスバー４２を吊下支持する構成であったが、この構成に代えて、１本の第２フレーム３３でサブキャリア２０を介してクロスバー４２を吊下支持する構成であってもよい。

上述した送り機構３０の搬送フレーム３１は、第１フレーム３２と第２フレーム３３とでリフトフレーム１６に対して２段階にスライドする構成であったが、この構成に代えて、第１フレーム３２と第２フレーム３３とを一体化して１段階にスライドする構成であってもよい。

送り機構３０は、搬送フレーム３１とクロスバー４２とが上下に立体交差しており、クロスバー４２の上方において搬送フレーム３１が干渉物となるような構成を備えたものであれば、上述した直線駆動タイプの送り機構３０に限定されず、例えば、特許文献１（特開２００７−２１６２５４号公報）に開示されたワーク搬送装置のように、屈曲する一対のアームユニットによってクロスバーを移動させるものであってもよい。

上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

本発明の実施形態にかかるクロスバーを備えたワーク搬送装置の全体斜視図である。 本発明の実施形態にかかるワーク搬送装置の基本動作を説明する図である。 本発明の実施形態にかかるワーク搬送装置におけるクロスバー周辺の正面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図及びＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の実施形態にかかるクロスバーの断面形状の設定方法を説明する図である。 本発明にかかるクロスバーの断面形状の他の構成例を示す図である。 特許文献１のワーク搬送装置の構成図である。

符号の説明

１０ ワーク搬送装置
１２ 昇降機構
１４ ベースフレーム
１６ リフトフレーム
２０ サブキャリア
３０ 送り機構
３１ 搬送フレーム
３２ 第１フレーム
３３ 第２フレーム
３５ チルト機構
４２ クロスバー
４２ａ 上辺壁
４４ ワーク把持機構
５０ ケーブル支持装置
５１ 第１アーム
５２ 第２アーム
５３ 接続バー

Claims (7)

1. ワーク把持具が取り付けられ搬送ラインの左右方向に延びるクロスバーと、該クロスバーを搬送フレームで吊下支持して搬送ライン方向に移動させること及びクロスバーをチルト動作させることが可能な送り機構とを備え前記搬送フレームと前記クロスバーとが上下に立体交差しているワーク搬送装置における前記クロスバーであって、
   前記クロスバーのうち少なくとも搬送フレームに対向する部分の断面における上辺壁が、チルト動作時における直上に位置する搬送フレームとの干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成されている、ことを特徴とするクロスバー。
2. チルト回転軸心が前記搬送フレームの下面より上方に位置し、前記クロスバーのうち搬送フレームに対向する部分の断面における上辺壁が、逆Ｖ字形状に形成されている請求項１記載のクロスバー。
3. 前記ワーク搬送装置は、前記クロスバーより搬送ライン方向の寸法が短く搬送フレームより低い位置で且つ前記クロスバーの上面に対向する位置で前記クロスバーとの搬送ライン方向の相対位置を変化させることなく搬送ライン方向に移動する追従部材を備え、
   前記クロスバーのうち前記追従部材に対向する部分の断面における上辺壁が、搬送ライン方向の前側及び後側の各位置で、チルト動作時における上方の搬送フレーム及び追従部材との干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成されている、ことを特徴とする請求項１又は２記載のクロスバー。
4. チルト回転軸心が前記搬送フレームより下方の位置にあり、
   前記クロスバーのうち少なくとも前記搬送フレームに対向する部分の断面における上辺壁は、
   （ａ）前記チルト回転軸心を中心とする円弧形状の頂部を有する山形状、
   （ｂ）該山形状の頂部を平坦にした形状または、
   （ｃ）前記チルト回転軸心を中心とする円弧形状である、請求項１記載のクロスバー。
5. 前記ワーク搬送装置は、前記クロスバーより搬送ライン方向の寸法が短く搬送フレームより低い位置で且つ前記クロスバーの上面に対向する位置で前記クロスバーとの搬送ライン方向の相対位置を変化させることなく搬送ライン方向に移動する追従部材を備え、
   チルト回転軸心が前記追従部材より下方の位置にあり、
   前記クロスバーのうち前記追従部材に対向する部分の断面における上辺壁は、
   （ａ）前記チルト回転軸心を中心とする円弧形状の頂部を有する山形状、
   （ｂ）該山形状の頂部を平坦にした形状または、
   （ｃ）前記チルト回転軸心を中心とする円弧形状である、請求項１又は４記載のクロスバー。
6. 前記クロスバーの断面における上辺壁は、長手方向の各位置において、その直上に位置する構造体との干渉を回避可能な範囲内で上方に凸状となるように形成され、これにより長手方向に異なる断面形状を有する、請求項１乃至５のいずれか記載のクロスバー。
7. ワーク把持具が取り付けられ搬送ラインの左右方向に延びる筒状体であるクロスバーと、該クロスバーを搬送フレームで吊下支持して搬送ライン方向に移動させること及びクロスバーを傾動させることが可能な送り機構とを備え、前記搬送フレームと前記クロスバーとが上下に立体交差しているワーク搬送装置であって、
   前記クロスバーが請求項１乃至６のいずれか記載のクロスバーである、ことを特徴とするワーク搬送装置。

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