JP2010029887A - プレス間搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リフト台車に上向きのカウンタバランス力を作用させるカウンタバランス機構を備えたプレス間搬送装置であって、フィード台車が搬送方向に移動しリフト移動体の重心位置が変化しても、カウンタバランス力の過不足が少なく、かつ急激な加速・減速による往復運動を繰り返してもエネルギー効率が高いプレス間搬送装置を提供する。
【解決手段】ワーク１を上流側から下流側に搬送するプレス間搬送装置１０。リフト台車１２、フィード台車１４、搬送物把持機構１６、カウンタバランス機構１８、および圧力調整装置２０を備える。圧力調整装置２０は、フィード台車１２の移動により、移動側（フィード台車の進行方向）のリザーブタンク１８ｂの圧力を上げ、反対側のリザーブタンク１８ｂの圧力を下げる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のカウンタバランスシリンダを備えるプレス間搬送装置に関する。

本出願において、プレス間搬送装置とは、上流側プレス装置と下流側プレス装置の間に位置し、プレス成形するワークを上流側プレス装置から下流側プレス装置に搬送する装置をいう。
かかるプレス間搬送装置は、例えば、特許文献１に開示されている。

特許文献１の「トランスファフィーダ」は、設置面積の小さなトランスファプレスを製造しうるトランスファプレス用トランスファフィーダを目的とする。
そのため、この装置は、図３に示すように、ワーク５０を保持可能な複数のワーク保持機構５２と、そのワーク保持機構を前後方向に移動させうる複数対のフィード駆動機構５３と、そのワーク保持機構を上下方向に移動させうる複数対のリフト駆動機構５４とを備え、複数対のリフト駆動機構が左右を一対としてトランスファプレス内の前後方向に所定の間隔で配置され、一つのリフト駆動機構５４が移動させるワーク保持機構５２とそのリフト駆動機構の直前または直後に配置されたリフト駆動機構が移動させるワーク保持機構とが特定位置にあるワーク５０を交互に把持または開放可能になっており、フィード駆動機構５３とリフト駆動機構５４とが同期して所定の軌跡を描くようにワーク保持機構を移動させるものである。

特開２００４−１３０３１７号明細書、「トランスファフィーダ」

図４は、従来のプレス間搬送装置の全体構成図である。この図において、右側が上流側プレス装置（図示せず）、左側が下流側プレス装置（図示せず）であり、紙面の上下が高さ方向の上下に対応する。

このプレス間搬送装置６０は、垂直（上下方向）と水平（搬送方向：図で左右）の２次元動作をする搬送装置であり、固定フレーム６１に対して垂直方向に移動可能に取り付けられたリフト台車６２と、リフト台車６２に対して水平方向（搬送方向）に移動可能に取り付けられたフィード台車６３と、フィード台車６３に固定された搬送物把持機構６４を備える。
リフト台車６２とフィード台車６３は、それぞれに駆動装置６２ａ，６３ａと駆動源６２ｂ，６３ｂ（サーボモータなど）を備える。リフト駆動装置６２ａは、この例ではリフトラック６５ａとリフトピニオン６５ｂからなり、フィード駆動装置６３ａは、この例ではフィードラック６６ａとフィードピニオン６６ｂからなる。
このプレス間搬送装置６０は、さらに、エアシリンダ６７（以下、「カウンタバランスシリンダ」という）とリザーブタンク６８と圧力調整弁６９からなるカウンタバランス機構７０を備える。

すなわち、従来のプレス間搬送装置６０では、リフト台車６２と固定フレーム６１にエアシリンダ（カウンタバランスシリンダ６７）のロッドとヘッドをそれぞれ取り付け、リフト台車６２に常に重力をキャンセルする方向にエア力（カウンタバランス力）を作用させるカウンタバランス機構７０を備え、リザーブタンク６８と圧力調整弁６９によって、エア力を一定に保つようになっている。なおカウンタバランスシリンダ６７は２箇所以上設けるのが一般的である。

上述した従来のプレス間搬送装置６０には、以下の問題点があった。

（問題点１）
リフト台車６２上にフィード台車６３があり、これが水平方向に移動すると、リフト移動体（リフト台車６２＋フィード台車６３）の重心位置が変化し、カウンタバランス力に過不足が生じる。この過不足分はリフト駆動機構の負荷となるため、駆動機構の大型化、コストアップ、エネルギー消費アップを招く。
また、エア力の過剰と不足が切り替わることでガタ殺し機能が失われ、振動・騒音・寿命低下・制御精度低下をまねく。

すなわち、フィード台車６３が搬送方向に移動すると、リフト台車６２とフィード台車６３の全体の重心位置が移動し、これにより、リフト駆動装置６２ａとカウンタバランス機構７０への負荷が変動し、結果としてリフト駆動装置６２ａの負荷を増大させる。

図４のように、２台のリフト駆動装置６２ａと２台のカウンタバランスシリンダ６７がリフト台車６２の上流端と下流端に配置され、各カウンタバランスシリンダ６７に独立にリザーブタンク６８がついている場合について、以下に説明する。
フィード台車６３が中央に位置するときに、ちょうど重力がキャンセルされるような空気圧に圧力調整弁６９が調整されている。この場合、フィード台車６３が上流に移動すると、上流側の負荷が増え、下流側の負荷が減る。下流に移動すれば逆である。
この負荷の増減分は駆動源６２ｂ（リフトモータ）の負荷となり、重力による負荷の分、電力消費が増える問題点がある。
また重力を支えつつリフトラック６５ａを駆動する能力が必要なことからリフト駆動機構６２ａが大型化し、装置のコストアップと、機構重量の増加によりさらに負荷が増加するという問題点がある。

またもし負荷の増減をカウンタバランス機構７０の圧力調整で補おうとすると、急速な圧力調整のために圧縮空気の供給能力を引き上げねばならないため、バルブ（圧力調整弁６９）が大型化し、かつフィード台車６３が移動するたびにタンクの圧力を上げ下げするために圧縮空気をムダにするといった問題点が生じる。

仮に、リフトラック６５ａが１本の場合、モータ負荷は増えないが、リフト台車６２の全体を傾斜させるモーメントが働き、振動や騒音、位置決め精度の低下、ガイドの損傷といった問題が生じる。

また、カウンタバランスシリンダ６７が１本の場合、負荷のアンバランスをリフトラック６５ａで受ける問題点は変わらない。

さらに、リフトラック６５ａやカウンタバランスシリンダ６７が３本以上ある場合でも、リフトラック６５ａの負荷が増える問題点は変わらない。

また、駆動機構６２ａがラックピニオンでない場合、駆動源６２ｂがサーボモータでない場合も問題点は同様である

（問題点２）
フィード駆動装置６３ａは急激な加速・減速による往復運動を繰り返すため、エネルギー効率が悪い。
サーボモータを用いた駆動機構では、減速時に電力回生して効率を高める技術があるが、電力変換損失は避けられない。
また、急激な加速を行うためにフィード駆動装置６３ａが大型化し、コストアップと電力消費増加を招いている

本発明は上述した従来の問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、リフト台車に上向きのカウンタバランス力を作用させるカウンタバランス機構を備えたプレス間搬送装置であって、フィード台車が搬送方向に移動しリフト移動体の重心位置が変化しても、カウンタバランス力の過不足が少なく、かつ急激な加速・減速による往復運動を繰り返してもエネルギー効率が高いプレス間搬送装置を提供することにある。

本発明によれば、ワークを上流側から下流側に搬送するプレス間搬送装置であって、
搬送方向に水平に延び、鉛直方向に移動可能に取り付けられたリフト台車と、
リフト台車に沿って、搬送方向に水平に移動可能に取り付けられたフィード台車と、
フィード台車に固定されワークを着脱可能に把持する搬送物把持機構と、
リフト台車に上向きのカウンタバランス力を作用させるカウンタバランス機構とを備え、
前記カウンタバランス機構は、搬送方向に間隔を隔ててリフト台車にそのロッド先端部が取り付けられた上流側と下流側のカウンタバランスシリンダと、
各カウンタバランスシリンダのロッド側と連通し加圧空気を内部に保有する上流側と下流側のリザーブタンクと、
各リザーブタンクに所定圧の加圧空気を供給する上流側と下流側の圧力調整弁とからなり、
さらに、フィード台車の移動により、フィード台車の進行方向のリザーブタンクの圧力を上げ、反対側のリザーブタンクの圧力を下げる圧力調整装置を備える、ことを特徴とするプレス間搬送装置が提供される。

本発明の好ましい実施形態によれば、前記圧力調整装置は、上流側と下流側の空気室を有し、フィード台車の移動によりフィード台車の進行方向の空気室の内圧が上昇する空圧装置と、
該空圧装置の上流側空気室を上流側リザーブタンクに、その下流側空気室を下流側リザーブタンクにそれぞれ接続する上流側と下流側の接続管路と、
各接続管路の途中に設けられ、制御装置からの信号によって排気可能な上流側と下流側の排気弁とを備え、
フィード台車が中央に位置するときにカウンタバランス力が適正になるよう、前記所定圧が設定されている。

本発明の第１実施形態によれば、前記空圧装置は、リフト台車に沿って固定され、そのピストンがリフト台車に固定されたロッドレスシリンダであり、
前記上流側と下流側の接続管路により、ロッドレスシリンダの上流側が上流側リザーブタンクに、その下流側が下流側リザーブタンクに、それぞれ接続されている。

本発明の第１実施形態によれば、前記空圧装置は、それぞれリフト台車に沿って固定され、それぞれのロッドがフィード台車に向けて水平に位置する上流側と下流側の空圧シリンダであり、
前記上流側と下流側の接続管路により、上流側空圧シリンダのピストン側が上流側リザーブタンクに、下流側の空圧シリンダのピストン側が下流側リザーブタンクに、それぞれ接続されている。

上記本発明の構成によれば、カウンタバランス機構が、それぞれ上流側と下流側に設けられたカウンタバランスシリンダ、リザーブタンク、および圧力調整弁からなり、さらに、圧力調整装置を備えるので、フィード台車が上流側に移動すると、上流側空気圧が高く、下流側は低くなって、カウンタバランスシリンダの発生する力が変動する。
従って、フィード台車が搬送方向に移動しリフト移動体の重心位置が変化しても、圧力調整装置により移動側（フィード台車の進行方向）のリザーブタンクの圧力を上げ、反対側のリザーブタンクの圧力を下げるので、カウンタバランス力の過不足を少なくできる。
また、急激な加速・減速による往復運動を繰り返しても、圧力調整装置により移動側（フィード台車の進行方向）のリザーブタンクの圧力を上げ、反対側のリザーブタンクの圧力を下げるので、フィード方向の負荷が軽減され、運動エネルギー効率を高めることができる。

以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。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、本発明によるプレス間搬送装置の第１実施形態を示す構成図である。
本発明のプレス間搬送装置１０は、ワーク１を上流側から下流側に搬送する搬送装置であり、リフト台車１２、フィード台車１４、搬送物把持機構１６、およびカウンタバランス機構１８を備える。

リフト台車１２は、搬送方向（図で左右）に水平に延び、リフト駆動装置１３により、鉛直方向に移動可能に取り付けられている。
この例において、リフト駆動装置１３は、それぞれ１対のリフトラック１３ａ、リフトピニオン１３ｂ、およびリフトモータ１３ｃからなり、リフトモータ１３ｃでリフトピニオン１３ｂを回転駆動し、これと歯合したリフトラック１３ａを鉛直方向に昇降させるようになっている。
なお、リフト駆動装置１３はこの構成に限定されず、その他の周知の構成であってもよい。

フィード台車１４は、リフト台車１２に沿って、フィード駆動装置１５により、搬送方向（フィード方向、図で左右）に水平に移動可能に取り付けられている。
この例において、フィード駆動装置１５は、フィードラック１５ａ、フィードピニオン１５ｂ、およびフィードモータ１５ｃを有し、フィードモータ１５ｃでフィードピニオン１５ｂを回転駆動し、これと歯合したフィードラック１５ａに沿ってフィード台車１４を搬送方向に移動させるようになっている。
なお、フィード駆動装置１５はこの構成に限定されず、その他の周知の構成であってもよい。

搬送物把持機構１６は、フィード台車１４の下方に固定され、ワーク１を着脱可能に把持する。この搬送物把持機構１６は、この例では下端に吸着パットを有するが、本発明はこの構成に限定されず、その他の周知の構成であってもよい。

カウンタバランス機構１８は、リフト台車１２に上向きのカウンタバランス力を作用させる装置であり、それぞれ上流側と下流側に、カウンタバランスシリンダ１８ａ、リザーブタンク１８ｂ、および圧力調整弁１８ｃを有する。

上流側と下流側のカウンタバランスシリンダ１８ａは、搬送方向（図で左右）に間隔を隔て鉛直に位置し、リフト台車１２にそのロッド先端部が取り付けられ、シリンダ側が固定フレーム２に固定されている。
上流側と下流側のリザーブタンク１８ｂは、各カウンタバランスシリンダ１８ａのロッド側と連通し、加圧空気を内部に保有する中空タンクである。
上流側と下流側の圧力調整弁１８ｃは、各リザーブタンク１８ｂに空圧源から所定圧の加圧空気を供給するようになっている。
なお、図１では、圧力調整弁１８ｃを機械的レギュレータとしているが、圧力センサと電磁弁によって、リザーブタンク１８ｂを任意圧力に調整する機能をもたせてもよい。

本発明のプレス間搬送装置１０は、さらに、圧力調整装置２０を備える。
圧力調整装置２０は、フィード台車１４の水平移動により、移動側（フィード台車の進行方向）のリザーブタンク１８ｂの圧力を上げ、反対側のリザーブタンク１８ｂの圧力を下げる機能を有する。

この図において、圧力調整装置２０は、空圧装置２２とそれぞれ上流側と下流側に設けられた接続管路２４と排気弁２６を備える。
空圧装置２２は、上流側と下流側の空気室２２ａ，２２ｂを有し、フィード台車１４の移動により移動側（フィード台車の進行方向）の空気室の内圧が上昇するようになっている。
この例において、空圧装置２２は、ロッドレスシリンダ２３であり、リフト台車１２に沿ってリフト台車１２に固定され、そのピストン２３ａがリフト台車に固定されている。なおこの図では、図面の明瞭化のために、ロッドレスシリンダ２３をリフト台車１２から離して示している。

上流側と下流側の接続管路２４は、空圧装置２２の上流側空気室２２ａを上流側リザーブタンク１８ｂに、その下流側空気室２２ｂを下流側リザーブタンク１８ｂにそれぞれ接続する。
すなわち、この例では、上流側と下流側の接続管路２４により、ロッドレスシリンダ２３の上流側が上流側リザーブタンク１８ｂに、その下流側が下流側リザーブタンク１８ｂに、それぞれ接続されている、

上流側と下流側の排気弁２６は、この例では電磁３方弁であり、上流側と下流側の各接続管路の途中に設けられ、制御装置（図示せず）からの信号によって排気可能に構成されている。

上流側と下流側の圧力調整弁１８ｃは、フィード台車１４が中央に位置するときにカウンタバランス機構１８のカウンタバランス力が適正になるよう、前記所定圧が設定されている。
なお、「適正なカウンタバランス力」とは、一般には重力とちょうど釣り合う状態であるが、ガタつきを抑えるために、故意に重力と釣り合わせない場合もある。

上述した本発明の構成によれば、カウンタバランス機構１８が、それぞれ上流側と下流側に設けられたカウンタバランスシリンダ１８ａ、リザーブタンク１８ｂ、および圧力調整弁１８ｃからなり、さらに、圧力調整装置２０を備えるので、フィード台車１４が上流側に移動すると、上流側空気圧が高く、下流側は低くなって、カウンタバランスシリンダ１８ａの発生する力が変動する。
従って、フィード台車１４が搬送方向に移動しリフト移動体の重心位置が変化しても、圧力調整装置２０により移動側（フィード台車の進行方向）のリザーブタンク１８ｂの圧力を上げ、反対側のリザーブタンク１８ｂの圧力を下げるので、カウンタバランス力の過不足を少なくできる。

従って、カウンタバランス力が常に適正なので、リフト駆動機構の負荷が小さくなる。
また、空気圧が搬送（フィード）の加減速を補助するので、フィード駆動装置１５の負荷が小さくなり、省エネルギー、小型軽量化、低コスト化ができる。
さらに、フィードモータ１５ｃが故障した際、空気圧でフィード台車１４を駆動し、干渉回避ができ、安全性が向上する。

フィード台車１４が上流側に移動すると、上流側カウンタバランスシリンダ１８ａは昇圧され、下流側カウンタバランスシリンダ１８ａは減圧される。これによりカウンタバランス力が常に最適に保たれ、リフト駆動機構は重力による負荷を受けずに済む。

空気圧の比率によって、フィード台車１４には常にストローク中央に向かう力が作用している。
フィード台車１４の運動は一般に、上流端から加速しながら中央に達し、そこから減速しながら下流端に達する動きと、逆に下流端から加速しながら中央に達し、そこから減速しながら上流端に達する動きからなる。
すなわち、ロッドレスシリンダ２３の空気圧は常にフィード台車１４の運動を補助する方向に作用する。これによって、フィード駆動装置１５の消費エネルギーを大幅に削減することができる。

また、これとあわせて、フィード駆動機構の必要能力を低減することも可能となる。
この場合、フィード駆動機構の軽量化によって、フィード軸・リフト軸双方の負荷が軽減されるので、より一層の省エネルギー効果が得られる。

なお、調整運転などでは中央から上流に向かう加速など、通常の運転と異なる動作もあるが、そのような場合は低速度・低加速度であるので、フィード駆動機構の能力が小さくても問題は生じない。

装置故障時などには、フィード台車１４が上流端／下流端付近で長時間停止する場合がありうる。
このような場合にロッドレスシリンダ２３によってフィード台車１４が動かされないように、排気弁２６を操作してフィード方向の空圧を無くすことができる。

フィード駆動機構が故障して、上流側のダイエリア内で停止してしまった場合、下流側の排気弁２６を開放すれば、空気圧によってフィード台車１４が下流側に動き、ダイエリアから払い出される。
これによって、フィード台車１４とプレス金型が干渉して損傷することを防ぐことができる。
下流側のダイエリアで停止してしまった場合は、同様に上流側を排気すればよい。

図２は、本発明によるプレス間搬送装置の第２実施形態を示す構成図である。
この例において、空圧装置２０は、水平に配置された上流側と下流側の空圧シリンダ２４であり、それぞれリフト台車１２に沿ってリフト台車１２に固定され、それぞれのロッド２４ａがフィード台車１２に向けて水平に位置する。
各ロッド２４ａは、フィード台車１４の一部１４ａに当接してその動きに追従するようになっている。なおこの図では、図面の明瞭化のために、空圧シリンダ２４をリフト台車１２から離して示している。

また、この例において、上流側と下流側の接続管路２４により、上流側空圧シリンダ２４のピストン側が上流側リザーブタンク１８ｂに、下流側の空圧シリンダ２４のピストン側が下流側リザーブタンク１８ｂに、それぞれ接続されている。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。

上述した第２実施形態の構成では、フィード方向のエアシリンダ２４のストロークを、フィード全ストロークではなく、上流端／下流端近くの一部だけにする。
第２実施形態の構成は、以下の場合に有効である。
（１）フィードストロークが長く、全ストロークをカバーするシリンダが作り難い場合、
（２）ストローク中央付近での速度が速く、シリンダが追従できない場合、
（３）サイクル毎に、ストローク中央付近で停止させる場合、
（４）ストロークの両端で急加速・急減速させ、中央部は等速運動させる場合。

なおフィード方向のエアシリンダを２本以上にしてもよい。その場合、エアシリンダをフィードラックに対して対称に配置することが好ましい。この場合、シリンダ力によってフィードガイドにモーメントが作用して精度が低下したり損傷するのを防ぐことができる。

上述した第２実施形態の構成によっても、フィード台車が上流側に移動すると、上流側空気圧が高く、下流側は低くなって、カウンタバランスシリンダの発生する力が変動する。
従って、フィード台車が搬送方向に移動しリフト移動体の重心位置が変化しても、圧力調整装置により移動側（フィード台車の進行方向）のリザーブタンクの圧力を上げ、反対側のリザーブタンクの圧力を下げるので、カウンタバランス力の過不足を少なくできる。
また、急激な加速・減速による往復運動を繰り返しても、圧力調整装置により移動側（フィード台車の進行方向）のリザーブタンクの圧力を上げ、反対側のリザーブタンクの圧力を下げるので、フィード方向の負荷が軽減され、運動エネルギー効率を高めることができる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

本発明によるプレス間搬送装置の第１実施形態を示す構成図である。 本発明によるプレス間搬送装置の第２実施形態を示す構成図である。 特許文献１の「トランスファフィーダ」の構成図である。 従来のプレス間搬送装置の全体構成図である。

符号の説明

１ ワーク、１０ プレス間搬送装置、
１２ リフト台車、１３ リフト駆動装置、１３ａ リフトラック、
１３ｂ リフトピニオン、１３ｃ リフトモータ、
１４ フィード台車、１４ａ 一部、１５ フィード駆動装置、
１５ａ フィードラック、１５ｂ フィードピニオン、
１５ｃ フィードモータ、１６ 搬送物把持機構、
１８ カウンタバランス機構、１８ａ カウンタバランスシリンダ、
１８ｂ リザーブタンク、１８ｃ 圧力調整弁、
２０ 圧力調整装置、２２ 空圧装置、２２ａ，２２ｂ 空気室、
２３ ロッドレスシリンダ、２３ａ ピストン、
２４ 接続管路、２４ａ ロッド、２６ 排気弁（電磁３方弁）

Claims (4)

1. ワークを上流側から下流側に搬送するプレス間搬送装置であって、
   搬送方向に水平に延び、鉛直方向に移動可能に取り付けられたリフト台車と、
   リフト台車に沿って、搬送方向に水平に移動可能に取り付けられたフィード台車と、
   フィード台車に固定されワークを着脱可能に把持する搬送物把持機構と、
   リフト台車に上向きのカウンタバランス力を作用させるカウンタバランス機構とを備え、
   前記カウンタバランス機構は、搬送方向に間隔を隔ててリフト台車にそのロッド先端部が取り付けられた上流側と下流側のカウンタバランスシリンダと、
   各カウンタバランスシリンダのロッド側と連通し加圧空気を内部に保有する上流側と下流側のリザーブタンクと、
   各リザーブタンクに所定圧の加圧空気を供給する上流側と下流側の圧力調整弁とからなり、
   さらに、フィード台車の移動により、フィード台車の進行方向のリザーブタンクの圧力を上げ、反対側のリザーブタンクの圧力を下げる圧力調整装置を備える、ことを特徴とするプレス間搬送装置。
2. 前記圧力調整装置は、上流側と下流側の空気室を有し、フィード台車の移動によりフィード台車の進行方向の空気室の内圧が上昇する空圧装置と、
   該空圧装置の上流側空気室を上流側リザーブタンクに、その下流側空気室を下流側リザーブタンクにそれぞれ接続する上流側と下流側の接続管路と、
   各接続管路の途中に設けられ、制御装置からの信号によって排気可能な上流側と下流側の排気弁とを備え、
   フィード台車が中央に位置するときにカウンタバランス力が適正になるよう、前記所定圧が設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載のプレス間搬送装置。
3. 前記空圧装置は、リフト台車に沿って固定され、そのピストンがリフト台車に固定されたロッドレスシリンダであり、
   前記上流側と下流側の接続管路により、ロッドレスシリンダの上流側が上流側リザーブタンクに、その下流側が下流側リザーブタンクに、それぞれ接続されている、ことを特徴とする請求項２に記載のプレス間搬送装置。
4. 前記空圧装置は、それぞれリフト台車に沿って固定され、それぞれのロッドがフィード台車に向けて水平に位置する上流側と下流側の空圧シリンダであり、
   前記上流側と下流側の接続管路により、上流側空圧シリンダのピストン側が上流側リザーブタンクに、下流側の空圧シリンダのピストン側が下流側リザーブタンクに、それぞれ接続されている、ことを特徴とする請求項２に記載のプレス間搬送装置。

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