JP2013043228A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークのアンクランプ時にワークをワーク受けに確実に供給することが可能で且つそのために把持爪とワーク受けとの位置調整が容易なワーク搬送装置を提供する。
【解決手段】鉛直線に対して傾斜した中心線２０の両側に２つの下把持爪３２、上把持爪３３が対向するように配置され、これらの下把持爪３２と上把持爪３３とを近接させることで円柱状のワーク１１を把持しつつ所定のワーク受け２５へ搬送するワーク搬送装置１０において、下把持爪３２は、中心線２０の下方に配置され、この下把持爪３２にワーク１１を把持するために設けられた平坦把持面３２ａは、平坦面に形成され、上把持爪３３は、ワーク１１を把持するＶ字溝３３ａが形成され、平坦把持面３２ａとＶ字溝３３ａとによってワーク１１は３点支持される。
【選択図】図３

Description

本発明は、円柱状ワークを把持しつつ所定のワーク受けに搬送するワーク搬送装置に関する。

生産ラインの一加工工程とその次の加工行程との間で、円柱状のワークを一対の爪で把持し搬送するワーク搬送装置として、特許文献１には、ワークとしてドライブシャフトユニットをチャックで把持して搬送する移送装置が記載されている。

特許文献１の図２及び図５によれば、移送装置３２ａ，３２ｂは、ドライブシャフトユニット２０を把持する把持爪５８ａ，５８ｂを有する第１チャック６０ａ、第２チャック６０ｂを備える。
把持爪５８ａ，５８ｂにおいて、ドライブシャフトユニット２０の円柱部分を把持する把持面は側面視Ｖ字状に形成され、把持爪５８ａ，５８ｂの一対の把持面によってドライブシャフトユニット２０の円柱部分は周方向に４点で支持される。

また、特許文献２には、円柱状の部品を３点で支持する支持構造として、光導波路部品に接続される光ファイバアレイが記載されている。
この特許文献２の図１０（ａ）によれば、光ファイバアレイは、複数のＶ字状の溝９が形成された光ファイバ整列部材８と、これらの溝９にそれぞれ配置された光ファイバ２と、各光ファイバ２を押し付けるように光ファイバ整列部材８に取付けられたカバー１０とからなる。各光ファイバ２は、溝９に２点で支持され、平坦なカバー１０の内面に１点で支持され、合計３点で支持されている。

特開２００７−７５９７６号公報 特開２００９−１９８６４９号公報

特許文献１の把持爪５８ａ，５８ｂの作用を、同様な構造を有するチャックを用いて図７（ａ），（ｂ）で説明する。
図７（ａ）に示すように、チャック１００は、鉛直に延びる鉛直線に対して傾斜した中心線１０１の両側に配置された一対の把持爪１０２，１０３からなり、把持爪１０２は中心線１０１の下方に配置され、把持爪１０３は中心線１０１の上方に配置されている。

把持爪１０２，１０３は、円柱状のワーク１０４を把持するＶ字溝１０６がそれぞれ形成され、これらのＶ字溝１０６でワーク１０４が把持（クランプ）される。図中の符号１１１〜１１４は、ワーク１０４を支持するＶ字溝１０６側の支持点（即ち、Ｖ字溝１０６とワーク１０４との接触点）である。

図７（ｂ）に示すように、把持爪１０２，１０３によるワーク１０４の把持を解除（アンクランプ）すると、ワーク１０４は、実線の矢印Ａで示すように、始めは下側の把持爪１０２のＶ字溝１０６に沿って下降し、やがて把持爪１０２から離れて落下し、チャック１００の下方に配置されたワーク受け１１６（詳しくはワーク受け１１６の上面に形成されたＶ形溝１１７）に供給される。

ところが、上記チャック１００を長期に亘って使用すると、把持爪１０２とワーク１０４との接触によって、Ｖ字溝１０６の摩耗量が大きくなり、特にＶ字溝１０６の下端部１０６ｅが摩耗すると、ワーク１０４の落下位置が図の左方に移動するようになり、場合によっては、破線の矢印Ｂで示すように、ワーク１０４がワーク受け１１６のＶ形溝１１７の端部１１７ａに当たり、Ｖ形溝１１７に収まらずにワーク受け１１６から飛び出すおそれがある。

更に、把持爪１０２とワーク受け１１６との位置関係を、ワーク１０４がワーク受け１１６に精度良く供給されるように調整する場合、把持爪１０２のＶ字溝１０６における２つの斜面１０６ｂ，１０６ｃのうちの下側の斜面１０６ｃがチャック１００の中心線１０１（図７（ａ）参照）に対して傾斜しているので、ワーク１０４の落下軌跡を推測するのが難しく、把持爪１０２とワーク受け１１６との位置関係調整に手間取る。

特許文献２では、光ファイバ整列部材８にカバー１０が接着剤等で固定されるため、光ファイバ２はＶ字状の溝９と平坦な面とで挟まれて３点支持された状態が維持されるだけであり、Ｖ字状の溝９及び平坦な面から離れることはないから、この構造によって光ファイバ２だけが別の場所に搬送されることはなく、搬送による効果も発揮されない。

本発明の目的は、ワークのアンクランプ時にワークをワーク受けに確実に供給することが可能で且つそのために把持爪とワーク受けとの位置調整が容易なワーク搬送装置を提供することにある。

本発明は、かかる目的を達成するため、鉛直線に対して傾斜した中心線の両側に２つの把持爪が対向するように配置され、これらの把持爪を近接させることで円柱状のワークを把持しつつ所定の搬送先へ搬送するワーク搬送装置において、前記把持爪の一方は、前記中心線の下方に配置され、この一方の把持爪に前記ワークを把持するために設けられた把持面は、平坦面に形成され、前記把持爪の他方は、前記ワークを把持するＶ字溝が形成され、前記平坦面と前記Ｖ字溝とによって前記ワークは３点支持されることを特徴とする。

本発明によれば、一方の把持爪の把持面を平坦面とすることで、一方の把持爪における把持面の延長線を所定の搬送先にほぼ向けて一方の把持爪を配置することができるため、ワークアンクランプ時のワーク移動軌跡を推測しやすくなり、ワークを所定の搬送先に搬送するために、一方の把持爪と所定の供給先との位置関係を容易に調整することができる。

また、従来のような４点支持するための把持爪の把持面に比較して、平坦面とされた把持面の鉛直線に対する傾斜角度が小さくなるため、把持面にワークから加えられる荷重がより小さくなり、ワークとの接触によって発生する把持面下端の摩耗を小さくすることができ、ワークをアンクランプした時に、ワーク供給先への移動軌跡の変化を小さくすることができる。

以上から、ワークアンクランプ時に所定の供給先にワークを確実に供給することができる。従って、ワーク加工の流れをスムーズにすることができ、生産性を向上させることができる。

また、本発明において、前記一方の把持爪は基部に固定され、前記他方の把持爪は、前記一方の把持爪に対して接近又は離間するように前記基部に移動自在に設けられていることが望ましい。
このように構成することによって、中心線の下方に配置される一方の把持爪は基部に固定されているため、ワークアンクランプ時に、ワークは一方の把持爪の平坦な把持面に沿って移動し、ワーク移動軌跡を一定にすることが可能になる。

また、本発明において、前記一方の把持爪の把持面は、前記中心線に平行に配置されていることが望ましい。
このように構成することによって、一方の把持爪の把持面延長線を所定の供給先に一層向けやすくすることができ、一方の把持爪と所定の供給先との位置関係を容易に且つ短時間に調節することができる。

また、本発明において、前記一方の把持爪の把持面は、ワークアンプランプ時に前記所定の搬送先に設けられたＶ形溝の前記一方の把持爪側の面と略同一直線上に配置されるのが望ましい。
一方の把持爪の把持面とＶ形溝の面とがほぼ連続面として形成されるため、円柱状のワークの外径の変化に対応して芯ずれを生じにくくすることができる。

以上記載のごとく本発明によれば、一方の把持爪の把持面を平坦面とすることで、一方の把持爪における把持面の延長線を所定の供給先にほぼ向けて配置することができ、ワークアンクランプ時のワーク移動軌跡を推測しやすくなり、ワークが所定の供給先に供給されるように、一方の把持爪と所定の供給先との位置関係を容易に調整することができる。

また、従来のような４点支持するための把持爪の把持面に比較して、平坦面とされた把持面の鉛直線に対する傾斜角度が小さくなるため、把持面にワークから加えられる荷重がより小さくなり、ワークによって発生する把持面下端の摩耗を小さくすることができ、ワークアンクランプ時のワーク移動軌跡の変化を小さくすることができる。

以上より、ワークアンクランプ時に所定の供給先にワークを確実に供給することができる。従って、ワーク加工の流れをスムーズにすることができ、生産性を向上させることができる。

本発明に係るワーク搬送装置の説明図であり、（ａ）はワーク搬送装置、ワーク及びワーク受けの側面図、（ｂ）は（ａ）のｂ矢視図である。 本発明に係る下把持爪、上把持爪の側面図である。 本発明に係るワーク搬送装置の作用を示す説明図であり、図３（ａ）はワークのクランプ状態を示し、（ｂ）はワークのアンクランプ状態を示す。 把持爪の作用を示す説明図であり、（ａ）は本実施形態の下把持爪の説明図、（ｂ）は比較例の説明図である。 把持爪の把持面下端部に作用する荷重を説明する説明図であり、（ａ）は本実施形態の下把持爪の説明図、（ｂ）は比較例の説明図である。 本発明に係る把持爪の把持面とワーク受けとの位置関係を説明する説明図である。 従来のワーク搬送装置の作用を示す説明図であり、（ａ）はワークのクランプ状態を示し、（ｂ）はワークのアンクランプ状態を示す。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

図１に示すように、ワーク搬送装置１０は、製造ラインの一加工工程とその次の加工工程との間で円柱状のワーク１１を搬送する装置である。
ワーク搬送装置１０は、ワーク１１を把持するために下端部に設けられた平行チャック１２と、この平行チャック１２を駆動するチャック駆動部（不図示）と、これらの平行チャック１２及びチャック駆動部を一括して昇降させる昇降シリンダ１６とを備える。

ワーク搬送装置１０の中心線２０は、鉛直に延びる鉛直線２１に対して角度θだけ傾斜している。例えば、θ＝３０°傾斜している。この傾斜角度θは、次の加工工程の加工装置や、ワーク搬送装置（ローダ）の動きと干渉しない角度にように適宜設定される角度である。
図中の符号２５はワーク１１を受け取るために次の加工工程ラインに設けられたＶブロック状のワーク受けであり、上面にワーク１１を受けるＶ形溝２５ａが形成されている。

平行チャック１２は、基部３１と、この基部３１に固定された下把持爪３２と、基部３１に移動自在に取付けられるとともに下把持爪３２に対して接近又は離間自在に設けられた上把持爪３３とからなる。
下把持爪３２及び上把持爪３３は、中心線２０を挟むように中心線２０の下方及び上方に配置され、基部３１に対して取付け、取外し可能に設けられている。

図１（ｂ）は図１（ａ）のｂ矢視図（ワーク受け２５は省略）であり、平行チャック１２で把持されるワーク１１は、例えば、円柱部１１ａと、この円柱部１１ａの端部に形成されたベベルギヤ１１ｂとからなる差動装置のドライブピニオンシャフトであり、円柱部１１ａが平行チャック１２で把持される。
ワーク１１としては、他に車両用トランスミッションを構成するインプットギヤ、アウトプットギヤ、カウンターシャフトなどの円柱部分を有する部品が把持可能である。

図２に示すように、下把持爪３２は、平坦で且つ中心線２０に平行に形成されたワーク把持面としての平坦把持面３２ａを備え、上把持爪３３は、Ｖ字形状に形成されてワークを把持するＶ字溝３３ａを備える。
Ｖ字溝３３ａは、２つの斜面３３ｄ，３３ｅからなる。
図中の符号３２ｂは平坦把持面３２ａの下端部、３３ｂは斜面３３ｅの下端部である。

以上に述べたワーク搬送装置１０の作用を次に説明する。
図３（ａ）に示すように、平行チャック１２では、図２の状態から白抜き矢印で示すように下把持爪３２に対して上把持爪３３を近接させることでワーク１１を把持状態とする、即ちクランプ状態とすることができる。

この時、下把持爪３２の平坦把持面３２ａではワーク１１を支持点３６で１点支持し、上把持爪３３のＶ字溝３３ａではワーク１１を支持点３７，３８で２点支持し、合計３点支持している。

また、図３（ｂ）に示すように、平行チャック１２では、図３（ａ）の状態から白抜き矢印で示すように下把持爪３２に対して上把持爪３３を離間させることでワーク１１を把持解除状態とする、即ちアンクランプ状態とすることができる。
この結果、矢印Ｃで示すように、ワーク１１は、下把持爪３２の平坦把持面３２ａに沿って下方へ移動した後、下把持爪３２から離れて落下し、ワーク受け２５のＶ形溝２５ａに供給される。

図４（ａ）に示す本実施形態では、生産ラインの稼動前に下把持爪３２とワーク受け２５との位置関係を調整する際に、下把持爪３２の平坦把持面３２ａの延長線４０がワーク受け２５のＶ形溝２５ａに向くように目視で容易に調整することができる。
また、ワーク１１（図３（ｂ）参照）をアンクランプした時に、ワーク１１の移動軌跡を容易に且つ直感的に推測することができる。

従って、ワークアンクランプ時にワーク受け２５にワーク１１を確実に供給することができ、次の加工工程でのワーク加工にスムーズに移行させることができるので、生産性を向上させることができる。

図４（ｂ）に示す比較例（図７（ａ），（ｂ）に示した従来技術である。）では、生産ラインの稼動前に下側の把持爪１０２とワーク受け１１６との位置関係を調整する際に、把持爪１０２のＶ字溝１０６の延長線１２０は、ワーク受け１１６のＶ形溝１１７に対してかけ離れた方向を向くため、ワーク１０４（図７（ｂ）参照）をアンクランプした時に、ワーク１０４の供給地点がＶ形溝１１７となるように、Ｖ字溝１０６の延長線１２０を利用してワーク１０４の移動軌跡を推測することは難しい。

また、Ｖ字溝１０６の２つの斜面１０６ｂ，１０６ｃのうちの下側の斜面１０６ｃは鉛直方向に対して大きく傾斜しているため、この斜面１０６ｃに沿ってワーク１０４が下降した後に落下するときの水平方向の移動距離は大きくなる。

これに対して図４（ａ）に示した本実施形態では、平坦把持面３２ａは、鉛直方向に対して比較例の斜面１０６ｃ（図４（ｂ）参照）より傾斜角度が小さいため、平坦把持面３２ａに沿ってワーク１１が下降した後に落下するときの水平方向の移動距離は、比較例の斜面１０６ｃ（図４（ｂ）参照）の場合よりも小さくなる。
このことからも、本実施形態の方が、比較例よりもワークの移動軌跡を推測しやすくなり、更に、下把持爪３２とワーク受け２５との位置調整時間も短縮することができる。

図５（ａ）の本実施形態に示すように、下把持爪３２の平坦把持面３２ａは、鉛直方向に対して角度θだけ傾いている。ここで、ワーク１１から平坦把持面３２ａの下端部３２ｂが鉛直方向に受ける荷重をＷとすると、荷重Ｗの分力、即ち、平坦把持面３２ａに垂直に作用する分力はＷ１となる。

また、図５（ｂ）の比較例（図７（ａ），（ｂ）に示した従来技術である。）に示すように、下側の把持爪１０２のＶ字溝１０６、詳しくはＶ字溝１０６の下側の斜面１０６ｃは、鉛直方向に対して角度αだけ傾いている。角度αは角度θよりも大きい（α＞θ）。
ここで、ワーク１０４から斜面１０６ｃの下端部１０６ｅが鉛直方向に受ける荷重を本実施形態と同じＷとすると、斜面１０６ｃに垂直に作用する分力はＷ２となる。分力Ｗ２は分力Ｗ１よりも大きい（Ｗ２＞Ｗ１）。

以上の図５（ａ），（ｂ）から、平坦把持面３２ａの下端部３２ｂは、斜面１０６ｃの下端部１０６ｅよりもワークから繰り返して受ける荷重が小さいので、摩耗量が少なくなり、下把持爪３２を長期に亘って使用してもワークアンクランプ時のワーク１１の供給軌跡の変化を小さくすることができるから、ワーク１１をワーク受け２５に確実に供給することができる。従って、ワーク加工の流れをスムーズにすることができ、生産性を向上させることができる。

また、図３（ａ）に示したように、本実施形態では、ワーククランプ時のワーク１１と上把持爪３３との中心線２０に直交する方向の重なり分の距離ｅを少なくとも越えるようにワークアンクランプ時に上把持爪３３を移動すれば、ワーク１１をアンクランプすることができる。

これに対して、図７（ａ）に示したように、比較例では、ワーククランプ時のワーク１０４と上側の把持爪１０３との中心線１０１に直交する方向の重なり分は距離ｅであり、また同様に、ワーク１０４と下側の把持爪１０２との重なり分は距離ｅであり、これらの合計距離２ｅを少なくとも越えるように上把持爪３３を移動しなければ、ワーク１０４をアンクランプすることができない。

このことから、図３（ａ），（ｂ）に示したように、本実施形態では、一方の下把持爪３２に平坦把持面３２ａを設けることで、ワークアンクランプ時の下把持爪３２、上把持爪３３間の相対移動量をより小さくすることができ、２つの下把持爪３２及び上把持爪３３の占有空間を小さくすることができて平行チャック１２のレイアウト自由度を増すことができるとともに、上把持爪３３、下把持爪３２間の相対移動量が小さくなることでワーク１１の着脱時間を短縮することができ、ワークの着脱性を向上させることができる。ひいては、ワークの生産性を向上させることができる。

図６に示すように、円柱部の外径が大きなワーク４１を把持する場合には、側面視で下把持爪３２（実線で示されている。）の平坦把持面３２ａの延長線４０Ａ（図４（ａ）に示した延長線４０と同一であるが、説明の都合上、別の符号を付けた。）は、ワーク受け２５のＶ形溝２５ａ、詳しくはＶ形溝２５ａの下把持爪３２側の面２５ｂ上に略重なる。
即ち、下把持爪３２の平坦把持面３２ａは、ワークアンプランプ時にワーク受け２５の面２５ｂと略同一直線上に配置される。

また、円柱部の外径が小さなワーク４２を把持する場合には、側面視で下把持爪３２（一点鎖線で示されている。）の平坦把持面３２ａの延長線４０Ｂ（図４（ａ）に示した延長線４０と同一であるが、説明の都合上、別の符号を付けた。）は、ワーク受け２５の面２５ｂとほぼ平行に配置されるとともに、延長線４０Ｂとワーク受け２５のＶ形溝２５ａ、詳しくはＶ形溝２５ａの下把持爪３２から遠い側の面２５ｃとが交差するように配置される。

このように、ワーク４１，４２の外径に応じて、下把持爪３２の平坦把持面３２ａとＶ形溝２５ａとの位置関係をＶ形溝２５ａの下把持爪３２側の面２５ｂを基準にして調整することで、ワーク４１，４２のワーク受け２５に対する芯ずれを容易に修正することができ、ワークアンクランプ時に、ワーク４１，４２を確実にワーク受け２５に供給することができる。

尚、本実施形態では、図３（ｂ）に示したように、上把持爪３３の移動だけでワーク１１をアンクランプしたが、これに限らず、ワークアンクランプ時に、下把持爪３２及び上把持爪３３を同時に移動させて、下把持爪３２が図３（ｂ）の位置になるようにしてもよいことは勿論である。

また、図５（ａ）に示したように、下把持爪３２の平坦把持面３２ａの傾斜角度θを小さくすることで、平坦把持面３２ａの下端部３２ｂの摩耗量を少なくしたが、これに加えて、平坦把持面３２ａの熱処理や表面処理で平坦把持面３２ａの表面硬度を増すようにしてもよい。この結果として、下端部３２ｂの摩耗量をより一層少なくすることができる。

本発明のワーク搬送装置は、円柱状のワークの搬送に好適である。

１０ ワーク搬送装置
１１，４１，４２ ワーク
２０ 中心線
２１ 鉛直線
２５ 搬送先（ワーク受け）
２５ａ Ｖ形溝
２５ｂ Ｖ形溝の面
３１ 基部
３２ 把持爪（下把持爪）
３３ 把持爪（上把持爪）
３２ａ 把持面（平坦把持面）
３３ａ Ｖ字溝
４０Ａ，４０Ｂ 直線（延長線）

Claims (4)

1. 鉛直線に対して傾斜した中心線の両側に２つの把持爪が対向するように配置され、これらの把持爪を近接させることで円柱状のワークを把持しつつ所定の搬送先へ搬送するワーク搬送装置において、
   前記把持爪の一方は、前記中心線の下方に配置され、この一方の把持爪に前記ワークを把持するために設けられた把持面は、平坦面に形成され、
   前記把持爪の他方は、前記ワークを把持するＶ字溝が形成され、
   前記平坦面と前記Ｖ字溝とによって前記ワークは３点支持されることを特徴とするワーク搬送装置。
2. 前記一方の把持爪は基部に固定され、前記他方の把持爪は、前記一方の把持爪に対して接近又は離間するように前記基部に移動自在に設けられていることを特徴とする請求項１記載のワーク搬送装置。
3. 前記一方の把持爪の把持面は、前記中心線に平行に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載のワーク搬送装置。
4. 前記一方の把持爪の把持面は、ワークアンプランプ時に前記所定の搬送先に設けられたＶ形溝の前記一方の把持爪側の面と略同一直線上に配置されることを特徴とする請求項３記載のワーク搬送装置。

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