JP2009214244A - ワーク反転移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造の簡素化による小型化が可能であり、かつ、設備投資費用の低減化も可能なワーク反転移送装置を提供する。
【解決手段】ワークＷを収容する空間を内部に有し、この収容空間に対してワークＷが出入り可能な開口部２を一方の側に有し、かつ、水平な支軸１３まわりに回転可能な収容体３と、収容体３に回転可能に設けられたローラ４と、正逆両方向の回転動力を供給可能なモータと、モータから供給される回転動力を収容体３およびローラ４のうち一方に択一的に伝達可能なクラッチ機構とを備え、モータからの回転動力がクラッチ機構を介して収容体３に伝達されることにより、収容体３が、ワークを開口部２を介して収容空間に搬入可能な第１位置と、ワークを開口部２を介して収容空間から搬出可能な第２位置との間で回転する様構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、ワークの反転および移送を行う装置に関する。

例えば同一のワークに対して表裏面にそれぞれ異なる加工を施す場合など、ワークを反転する必要が生じる場合がある。各工程における加工設備がワークの反転機構を備えていれば問題なく上記加工が可能であるが、そうでない場合には、例えば工程間での搬送途中においてワークを反転させる必要が生じる。

例えば、下記特許文献１には、２個のローダを備え、相互に離間した２台の加工機間でワークの表裏を１８０°反転して移載するに際し、第１の位置にあるワークを第１ローダの第１チャック機構に把持して受け渡し位置に移動させた後、ワークを把持した第１チャック機構を９０°回転させ、然る後、ワークを第１チャック機構から受け渡し位置に待機する第２ローダの第２チャック機構に空中で受け渡し、第２チャック機構を第１チャック機構の回転方向と同方向に９０°回転させた後、第２ローダを第２の位置に移動させて第２チャック機構に把持したワークを解放することで、ワークを反転して第１の位置から第２の位置へ移載する方法、および、この方法を実施するためのワーク移載装置が開示されている。
特開平５−３８６５２号公報

上記移載装置においては、ワークの反転に、一方のローダが有するチャック機構の回転動作と、相対する他方のローダのチャック機構との間での受け渡し動作、および、受け渡し後の他方のローダのチャック機構の回転動作が必要となるため、反転に要する機構が複雑化・大型化する。また、上記一連の動作に使用する駆動機構の分だけ駆動源が必要となることからも装置が複雑化・大型化する。さらに、これら装置の複雑化ないし大型化により設備投資費用の増大も懸念される。

以上の事情に鑑み、本発明では、構造の簡素化による小型化が可能であり、かつ、設備投資費用の低減化も可能なワーク反転移送装置を提供することを技術的課題とする。

前記課題の解決は、本発明の一の側面に係るワーク反転移送装置により達成される。すなわち、このワーク反転移送装置は、搬送ラインの上流側から搬入したワークを反転して前記搬送ラインの下流側へ搬出するワーク反転移送装置であって、ワークを収容するための空間を内部に有すると共に、収容空間に対してワークが出入り可能な開口部を一方の側に有し、かつ、水平な軸まわりに回転可能な収容体と、収容体に回転可能に設けられたローラと、正逆両方向の回転動力を供給可能な駆動源と、駆動源から供給される回転動力を収容体およびローラのうち一方に択一的に伝達可能なクラッチ機構とを備え、駆動源からの回転動力がクラッチ機構を介して収容体に伝達されることにより、収容体が、ワークを開口部を介して収容空間に搬入可能な第１位置と、ワークを開口部を介して収容空間から搬出可能な第２位置との間で回転し、駆動源からの回転動力がクラッチ機構を介してローラに伝達されることにより、ワークが、ローラの回転に伴い、開口部を介して、収容空間に搬入され又は収容空間から搬出される点をもって特徴付けられる。なお、ここでいう「水平な軸まわりに」とは、搬送ライン上におけるワークの載置面を基準とした場合、当該載置面に平行な軸を回転中心として、との意である。

上記構成に係るワーク反転移送装置によれば、開口部を介してワークを収容空間に搬入可能な位置まで収容体が回転することで、駆動源からの回転動力の伝達対象がクラッチ機構によりローラに切替わることになる。そのため、収容体が停止した状態でローラが回転し、収容体の内部へワークが搬入される。そして、搬入完了後、クラッチ機構を介して駆動源から搬入時とは逆方向の回転動力を収容体に伝達することにより、収容体のみが逆向きに回転する。そのため、収容体に収容されたワークも収容体と共に水平な軸まわりに回転し、収容体を、開口部を介してワークを収容空間から搬出可能な位置まで回転させることでワークが反転する。また、ワークを搬出可能な位置まで収容体を回転させることで、駆動源からの回転動力の伝達対象が収容体からローラへと切替わることになる。これにより、収容体が停止した状態でローラが回転し、収容空間に収容された状態のワークが搬送ラインの下流側へと搬出される。

以上の作用から分かるように、ワークの反転に要する動作と、ワークの搬入および搬出に要する動作とが重複することなく別々のタイミングで行われるため、反転動作に必要な動力と、搬入出に必要な動力とを１つの動力源（駆動源）で賄うことができる。また、駆動源のみの制御（正回転と逆回転との切替え）でワークの移送および反転とを行うことができるので、当該動作に要する機構を簡素化ならびに小型化することができ、設備投資を抑制することができる。また、収容体の最小限の回転動作のみでその収容空間に収容されるワークを反転させることができるので、反転移送に要するスペースも小さくて済む。さらには、設置スペースや作業スペースが小さくて済むことから、搬送ラインを含む加工ラインのレイアウト変更にも容易に対応することができる。

また、反転移送の機能性の面から見ると、収容体の回転時にはローラは必ず停止しており、また、ローラの回転時には収容体は必ず停止しているので、例えば収容体が搬出可能位置に至る前にローラが回転を開始し、収容体内部に収容されたワークを誤って外部に排出する事態を確実に回避することができる。

ここで、クラッチ機構としては種々の構成を採用することが可能であり、例えば、収容体の回転軸に摺動可能に取り付けられると共に、駆動源の回転軸とローラの回転軸とにそれぞれ動力伝達手段を介して連結された摺動部材と、摺動部材を回転軸に所定の附勢力で附勢して連結する附勢連結手段と、第１位置と第２位置で収容体と係合してその回転を規制する規制部とを有するようにクラッチ機構を構成することが可能である。この構成において、収容体が何らの規制を受けず回転可能な状態では、摺動部材は収容体に附勢されて連結されているので、摺動部材は収容体と一体に回転し、駆動源からの回転動力は動力伝達手段および摺動部材を介して収容体に伝達される。そして、回転中の収容体が規制部によりその回転を規制される状態では、附勢により摺動部材と収容体との間に生じる摩擦力に抗して摺動部材が収容体に対して相対回転する。これにより、駆動源からの回転動力が摺動部材、さらには摺動部材との間に連結された動力伝達手段を介してローラに伝達される。このようにして、クラッチ機構による収容体からローラへの動力伝達の切替えが行われる。また、規制部によりその回転を規制された状態の収容体に対して、駆動源から逆向きの回転動力が伝達される場合、収容体の回転規制状態が解除されるので、収容体に摺動部材が附勢連結された状態となる。従い、駆動源からの回転動力が摺動部材を介して収容体に伝達され、収容体が逆回転を開始すると共に、その直前まで回転状態にあったローラが停止する。このようにして、クラッチ機構によるローラから収容体への動力伝達の切替えが行われる。

以上の説明から分かるように、附勢連結手段や規制部などの機械要素でクラッチ機構を構成することで、収容体と摺動部材との一体回転と相対回転とを確実かつ自動的に切替えることができる。また、角度検知センサ等を用いた制御機構と比べて構造が簡易なもので済むため、故障の確率を減じてメンテナンスの頻度を少なくすることができる。

また、収容体の回転方向の切替えに関し、例えば収容体にセンサを取り付けると共に、ワークの搬入又は搬出が完了したことをセンサで検知することで、駆動源から供給される回転動力の向きを切替えるように構成することもできる。このようにすれば、ワークの搬入出が完了した後に収容体の反転を確実かつ自動的に行うことができる。

以上のように、本発明によれば、構造の簡素化による小型化が可能であり、かつ、設備投資費用の低減化も可能なワーク反転移送装置を提供することができる。

以下、本発明に係るワーク反転移送装置の一実施形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るワーク反転移送装置１の正面図、図２は、ワーク反転移送装置１の側面図をそれぞれ示している。このワーク反転移送装置１は、搬送ラインの上流側から搬入したワークを反転して搬送ラインの下流側へ搬出するものであり、以下の構成要素、すなわち、ワークＷを収容するための空間を内部に有し、この収容空間に対してワークＷが出入り可能な開口部２を一方の側に有し、かつ、水平な軸まわりに回転する収容体３と、収容体３に設けられ、開口部２を介してワークＷの搬入および搬出を行うローラ４と、正逆両方向の回転動力を供給する駆動源としてのモータ５と、モータ５と収容体３との間に配設され、モータ５から供給された回転動力を収容体３とローラ４との何れか一方に択一的に伝達するクラッチ機構６とを主に備える。以下、各構成要素の詳細を説明する。

収容体３は、上述した開口部２の他、複数の回転軸８と、各回転軸８の両端を支持するベアリング９とを有する。回転軸８は、この実施形態では、上下２列に４本ずつ平行に並んで配設されており、収容体３の両側部に位置する基板１０，１１に取り付けたベアリング９によりそれぞれ回転自在に支持されている。この場合、各回転軸８にローラ４が取り付けられると共に、上下に４本ずつ配置されたローラ４が相互に対峙する空間がワークＷの収容空間となる。なお、上記複数のローラ４には、後述する動力伝達軸１５ａ，１５ｂに取り付けられるローラ４ａ，４ｂが含まれる。ここで、ベアリング９を含む各回転軸８の両端部はそれぞれカバー（図１および図２中、２点鎖線で表示する部分）で覆われており、故にワークＷは、収容体３の一端側（図２でいえば右側面の側）に設けた開口部２を介してのみワーク反転移送装置１の内外を出入り可能となっている。収容体３の他端側（図２でいえば左側面の側）には、例えば側壁部などワークＷと係合することでワークＷの他端側からの脱落等を回避するための手段が講じられている。

収容体３の両側部には支軸１２，１３が互いに同軸に設けられており、これら支軸１２，１３を地面より立設された基台１４で回転自在に支持することにより、収容体３がこれら支軸１２，１３を中心として回転することができるようになっている。また、回転軸８は、図２に示すように、後述するモータ５からの動力伝達がなされる１又は複数の動力伝達軸、ここでは２本の動力伝達軸１５ａ，１５ｂを含んでおり、各動力伝達軸１５ａ，１５ｂのクラッチ機構６側の端部には、後述する摺動部材７を介してモータ５からの回転動力を伝達するためのスプロケット１６ａ，１６ｂが固定されている。また、この実施形態では、全ての回転軸８における摺動部材７と反対側の端部にはスプロケット１７がそれぞれ固定されており、これらスプロケット１７同士を上列および下列ごとにローラーチェーン１８で連結することで、上下２列に平行に配置される８本の回転軸８が、各列４本ずつ協働して回転するようになっている。

モータ５は正逆両方向に回転可能に構成されており、既述の基台１４に固定されている。また、モータ５の回転軸には摺動部材７に対して回転動力を供給するためのスプロケット１９が取り付けられる。このスプロケット１９には環状のローラーチェーン２０が巻き掛けられており、同じくこのローラーチェーン２０が巻き掛けられた摺動部材７の１次伝達側のスプロケット２１との間で動力伝達が行われるようになっている。これらローラーチェーン２０やスプロケット１９，２１で構成される巻き掛け伝動機構は、この図示例では適当なカバー（図１および図２中、２点鎖線で表示する部分）で覆われる。なお、駆動源はモータ５に限る必要はなく、他の回転動力付与手段を用いることもでき、あるいは、クランク機構等を介在させることで、往復直線運動を行う直動型アクチュエータを用いることもできる。

クラッチ機構６は、収容体３の支軸１３に摺動可能に取り付けられる摺動部材７と、支軸１３に配設される附勢連結手段２５と、規制部としてのストッパボルト２７，２８、および、係合部２９とで構成される。

このうち、摺動部材７は、図１に示すように、２個のスプロケット２１，２２を有しており、かつ、モータ５側の支軸１３に相対回転自在に嵌合装着されている。ここで、収容体３中央寄りのスプロケット（２次伝達側のスプロケット）２２には、図２に示すように、環状のローラーチェーン２３が巻き掛けられている。また、このローラーチェーン２３は、上下で対峙する２本の動力伝達軸１５ａ，１５ｂに取り付けたスプロケット１６ａ，１６ｂにもそれぞれ巻き掛けられており、これにより摺動部材７と動力伝達軸１５ａ，１５ｂとが動力伝達可能に連結される。さらに、この実施形態では、摺動部材７の側の基板１１に回転方向変換用のスプロケット２４が設けられており、例えば上側の動力伝達軸１５ａに取付けたスプロケット１６ａ、上記スプロケット２４、下側の動力伝達軸１５ｂに取付けたスプロケット１６ｂの順にローラーチェーン２３を巻き掛けられている。このように巻き掛けることで、上下の動力伝達軸１５ａ，１５ｂの回転方向を相互に異ならせることができ、同一の向きにワークＷを移送することが可能となる。

附勢連結手段２５は、摺動部材７を支軸１３の大径部２６に向けて軸方向に附勢し連結するように配設されている。これにより、後述する規制部により収容体３の回転が規制される場合を除き、摺動部材７は収容体３に附勢連結され、収容体３の支軸１３と一体に回転する。

また、図２に示すように、基台１４には規制部としての２本のストッパボルト２７，２８が立設されると共に、支軸１３の軸方向端部には、支軸１３の回転に伴いストッパボルト２７，２８の何れか一方と係合可能な係合部２９が設けられる。ここで、一方のストッパボルト２７の設置位置は、ワークＷを収容体３内部に搬入可能な位置まで収容体３が回転した場合、支軸１３に設けた係合部２９と当該ストッパボルト２７とが係合する位置に設定される。同様に、他方のストッパボルト２８の設置位置は、ワークＷを収容体３内部から搬送ラインＬの下流側に搬出可能な位置まで収容体３が回転した場合、支軸１３に設けた係合部２９と当該ストッパボルト２８とが係合する位置に設定される。この構成によれば、支軸１３の回転時、摺動部材７は支軸１３の大径部２６に附勢連結された状態であることから、支軸１３を有する収容体３と一体に回転する。この際、１次伝達側のローラーチェーン２０のみが巻き掛け伝動を行う。また、支軸１３が、例えば図２に示すように、支軸１３に設けた係合部２９と一方のストッパボルト２７とが係合する位置まで回転した場合、支軸１３の回転がこのストッパボルト２７により規制される。ここで、モータ５からの回転動力が摺動部材７と大径部２６との摩擦力を上回る場合、摺動部材７が支軸１３に対して相対回転し、２次伝達側のローラーチェーン２３のみが巻き掛け伝動を行う。これにより、モータ５からの動力が回転力として摺動部材７と連結される上側の動力伝達軸１５ａ、さらには下側の動力伝達軸１５ｂへと伝達される。

以下、ワーク反転移送装置１の使用態様の一例を説明する。

まず、搬送ラインＬの上流側からワークＷが搬送されて来ると、モータ５の駆動により摺動部材７を介して支軸１３を回転させる。そして、図３に示すように、収容体３の開口部２を介して搬送ラインＬ上流側のワークＷを収容体３内部に搬入可能な位置まで、ここでは、支軸１３に設けた係合部２９が一方のストッパボルト２７と係合する位置まで収容体３が回転すると、支軸１３の回転が一方のストッパボルト２７により規制され、摺動部材７のみが回転する。この結果、モータ５からの動力がローラーチェーン２３を介して摺動部材７と連結される動力伝達軸１５ａ，１５ｂへと伝達される。この際、回転方向変換用スプロケット２４の介在により、各動力伝達軸１５ａ，１５ｂの回転方向は互いに相違するため、例えば図３に示すように、上記ローラ４ａ，４ｂは共にワークＷを収容体３の内部に搬入する向きに回転する。よって、上下のローラ４ａ，４ｂによりワークＷの収容体３内部への搬入が行われる。なお、この実施形態では、上記した通り、上列の４個のローラ４（ローラ４ａを含む）と下列の４個のローラ４（ローラ４ｂを含む）とがそれぞれ協働して同じ方向に回転するように構成されているので、８個全てのローラ４がワークＷを搬入する向きに回転する。後述する搬出時も同様に８個全てのローラ４がワークＷを搬出する向きに回転する。

上述のようにしてワークＷ全体が収容体３内に搬入されると、次に、モータ５の回転方向を逆転させ、支軸１３にワーク搬入時とは反対向き（図４では反時計回り）の回転力を付与する。この場合、支軸１３は一方のストッパボルト２７と係合する向き（図２でいえば時計回り）のみ回転を規制され、ストッパボルト２７から離隔する向きへの回転はなんら制限を受けない。よって、図４に示すように、支軸１３は搬入時のローラ４ａの回転方向と逆方向に回転し、支軸１３の大径部２６に附勢連結されている摺動部材７も支軸１３と同方向に一体に回転する。従い、動力伝達軸１５ａ，１５ｂに取り付けたローラ４ａ，４ｂは回転（自転）せず支軸１３および収容体３のみが図４中反時計回りに回転する。これにより、収容体３内部に保持されるワークＷも反時計回りに回転する。この際、収容体３は開口部２を上方に向けて回転しているため、当該回転中にワークＷが収容体３の外部に落下する恐れはない。なお、モータ５の回転方向の切替えは、例えば作業者がワークＷの位置を目視で確認した上で操作により行うようにしてもよいし、例えば図示は省略するが、適当なセンサを開口部２付近に配置し、このセンサでワークＷの所定位置の通過を検知することで自動的に行うようにしてもよい。搬出時も同様にして回転方向の切替えが可能である。

このようにして、ワークＷを回転させ、図５に示す位置、すなわち、開口部２を介してワークＷを搬出可能な位置まで回転させることで、ワークＷが反転する。また、この位置では、支軸１３に設けた係合部２９が他方のストッパボルト２８（図２中左側のストッパボルト）と係合するので、支軸１３の回転がストッパボルト２８により規制され、摺動部材７が支軸１３に対して相対回転する。この結果、モータ５からの動力がローラーチェーン２３を介して摺動部材７と連結される動力伝達軸１５ａ，１５ｂへと伝達される。この場合も、各動力伝達軸１５ａ，１５ｂに取り付けられたローラ４ａ，４ｂの回転方向は互いに相違するため、例えば図５に示すように、上記ローラ４ａ，４ｂは共にワークＷを収容体３の外に搬出する向きに回転する。よって、上下のローラ４ａ，４ｂによりワークＷの収容体３外への搬出が行われる。以上の動作を経ることで、ワークＷの反転および搬送ラインＬの上流側から下流側への移送が行われる。

なお、図６に示すように、ワークＷの搬出が完了した後、モータ５の回転方向を再度逆転させ、支軸１３にワーク搬入時とは反対向き（図６では時計計回り）の回転力を付与する。この場合、支軸１３は他方のストッパボルト２８から離隔する向きに回転することになり、ストッパボルト２８から何らの制限も受けない。よって、支軸１３の大径部２６に附勢されている摺動部材７は支軸１３と同方向に一体に回転し、図６に示すように、動力伝達軸１５ａ，１５ｂに取り付けたローラ４ａ，４ｂは回転せず支軸１３および収容体３のみが同図中時計回りに回転する。これにより、後続のワークＷを収容体３内に搬入可能な位置まで収容体３を回転させることができる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明に係るワーク反転移送装置は、本発明の範囲内において任意に変更が可能である。

例えばクラッチ機構６に関し、収容体３からローラ４への動力伝達の切換えは、上記以外の構成でもって実施することも可能である。例えば、支軸１３の回転角度位置をポテンショメータなどで検出可能にしておくと共に、摺動部材７を適宜の電磁的手段で係合脱着可能に取り付けておき、上記検出値がワークＷを搬入出可能な位置に対応する値と一致した場合、電磁的手段により摺動部材７の係合・脱着を自動的に切換えるようにすることも可能である。

本発明の一実施形態に係るワーク反転移送装置の正面図である。 ワーク反転移送装置の右側面図である。 ワーク反転移送装置の使用態様の一例を概念的に示す図である。 ワーク反転移送装置の使用態様の一例を概念的に示す図である。 ワーク反転移送装置の使用態様の一例を概念的に示す図である。 ワーク反転移送装置の使用態様の一例を概念的に示す図である。

符号の説明

１ ワーク反転移送装置
２ 開口部
３ 収容体
４，４ａ，４ｂ ローラ
５ モータ
６ クラッチ機構
７ 摺動部材
１５ａ，１５ｂ 動力伝達軸
１６ａ，１６ｂ，１７，１９，２１，２２，２４ スプロケット
１８，２０，２３ ローラーチェーン
２５ 附勢連結手段
２７，２８ ストッパボルト
２９ 係合部
Ｌ 搬送ライン
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. 搬送ラインの上流側から搬入したワークを反転して前記搬送ラインの下流側へ搬出するワーク反転移送装置であって、
   前記ワークを収容するための空間を内部に有すると共に、該収容空間に対して前記ワークが出入り可能な開口部を一方の側に有し、かつ、水平な軸まわりに回転可能な収容体と、
   前記収容体に回転可能に設けられたローラと、
   正逆両方向の回転動力を供給可能な駆動源と、
   前記駆動源から供給される前記回転動力を前記収容体および前記ローラのうち一方に択一的に伝達可能なクラッチ機構とを備え、
   前記駆動源からの前記回転動力が前記クラッチ機構を介して前記収容体に伝達されることにより、前記収容体が、前記ワークを前記開口部を介して前記収容空間に搬入可能な第１位置と、前記ワークを前記開口部を介して前記収容空間から搬出可能な第２位置との間で回転し、
   前記駆動源からの前記回転動力が前記クラッチ機構を介して前記ローラに伝達されることにより、前記ワークが、前記ローラの回転に伴い、前記開口部を介して、前記収容空間に搬入され又は前記収容空間から搬出されることを特徴とするワーク反転移送装置。
2. 前記クラッチ機構は、
   前記収容体の回転軸に摺動可能に取り付けられると共に、前記駆動源の回転軸と前記ローラの回転軸とにそれぞれ動力伝達手段を介して連結された摺動部材と、
   該摺動部材を前記回転軸に所定の附勢力で附勢して連結する附勢連結手段と、
   前記第１位置と前記第２位置で前記収容体と係合してその回転を規制する規制部とを有する請求項１に記載のワーク反転移送装置。
3. 前記収容体にセンサが取り付けられ、前記ワークの搬入又は搬出が完了したことを前記センサで検知することで、前記駆動源から供給される回転動力の向きを切替えるように構成されている請求項１又は２に記載のワーク反転移送装置。

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