JP2015006718A - ピックアンドプレイスユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアンドプレイス動作の高速化とピック位置及びプレイス位置における姿勢及び位置の高精度化を図る。
【解決手段】軸線Ｘの周りに往復回動し、先端側に駆動フォロア１３ａを備えた駆動部材１３と、軸線Ｙに沿った方向に移動可能に構成され、軸線Ｚに沿って案内する長孔１４ａを有する第１の可動部材１４と、第１の可動部材１４を軸線Ｙに沿って案内する第１の案内手段１５と、第１の可動部材に対して軸線Ｙに沿った方向に移動可能に構成され、駆動フォロア１３ａに接続された連結構造１６ａを有する第２の可動部材１６と、第２の可動部材１６を第１の可動部材１４に対して軸線Ｚに沿って案内する第２の案内手段１７とを具備し、第２の可動部材１６は従動フォロア１６ｄを有し、駆動部材１３が９０度を越える領域に回動したときに従動フォロア１６ｄを軸線Ｙに沿った方向の両側から規制する規制部材１９が設けられる。
【選択図】図４

Description

本発明はピックアンドプレイスユニットに係り、特に、高速動作を要求されるピックアンドプレイス機構の改良に関する。

一般に、或る場所から部品を取り上げて別の場所へ供給するピックアンドプレイスユニットが種々の製造現場において使用されている。このようなピックアンドプレイスユニットは、通常、モータ等によって生ずる回動動作をカムなどによって変換し、ワークの吸着ヘッドが取り上げ動作と供給動作を繰り返し行うように構成される。このようなピックアンドプレイスユニットとしては、例えば、以下の特許文献１及び２に記載されたものがある。

特開２００１−３４７４２７号公報 特開２０１１−１７７８３２号公報

しかしながら、上記従来のピックアンドプレイスユニットにおいては、Ｘ軸方向に移動可能に案内されるＸ軸スライド部材に、円盤状の送りホイールと係合する複数の位置決めフォロアを搭載する必要があるため、可動部分の質量が増加することから、機構の動作の高速化が難しいという問題点がある。

また、取り上げ動作及び供給動作時においては、上記Ｘ軸スライド部材が送りホイールと位置決めフォロアとの係合によってＸ軸方向にロックされるが、このとき、Ｚ軸スライド部材は、Ｘ軸スライド部材に搭載されたリニアガイドなどの案内部材によってのみ案内されるため、Ｚ軸スライド部材のＺ軸に沿った姿勢の精度やＸ軸に沿った方向の位置の精度を高めることができず、その結果、Ｚ軸スライド部材の下端に設けられた吸着ヘッド等のワーク保持ヘッドのピック位置及びプレイス位置における姿勢及びＸ軸方向の位置の高精度化が難しいという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、ピックアンドプレイスユニットにおいて、従来よりも、動作の高速化と、ピック位置及びプレイス位置における姿勢及び位置の高精度化とを容易に図ることのできる機構を実現することにある。

斯かる実情に鑑み、第１の発明のピックアンドプレイスユニットは、原点位置を中心に両側に９０度を越える角度範囲において駆動軸線の周りに往復回動し、先端側に駆動フォロアを備えた駆動部材と、前記駆動軸線と直交する第１の軸線に沿った方向に移動可能に構成される第１の可動部材であって、前記駆動フォロアを受け入れて前記駆動軸線と前記第１の軸線の双方と直交する第２の軸線に沿って案内する長孔を有し、前記長孔における前記第２の軸線に沿った方向の一方側には、前記第１の軸線に沿った方向の両側に拡幅した形状とされるとともに、前記駆動部材が前記角度範囲の９０度を越える領域に回動したときに前記駆動フォロアが配置される拡幅開口部が形成されてなる、前記第１の可動部材と、前記第１の可動部材を前記第１の軸線に沿って案内する第１の案内手段と、前記第１の可動部材に対して前記第２の軸線に沿った方向に移動可能に構成される第２の可動部材であって、前記第２の軸線に沿った方向には係合して連動するように、また、前記第１の軸線に沿った方向には移動可能となるように、前記駆動フォロアに接続された連結構造を有し、前記駆動部材の往復回動に従って前記第１の可動部材を介して前記第２の軸線に沿った方向の一方側に開いたＵ字状の動作軌跡を描くように動作する、前記第２の可動部材と、前記第２の可動部材を前記第１の可動部材に対して前記第２の軸線に沿って案内する第２の案内手段と、を具備し、前記第２の可動部材は従動フォロアを有し、前記駆動部材が前記角度範囲の９０度を越える領域に回動したときに前記従動フォロアを前記第１の軸線に沿った方向の両側から規制する規制部材がさらに設けられることを特徴とする。

本発明によれば、前記駆動フォロアが前記長孔の拡幅開口部内に配置されるときに第２の可動部材に設けた従動フォロアを第１の軸線に沿った方向の両側から規制する規制部材を設けたことにより、駆動部材の回動角が９０度を越えている領域では規制部材により第２の可動部材が第１の軸線に沿った方向の両側に直接に規制される。したがって、第１の可動部材を第１の軸線に沿った方向にロックするための構造を必要としないため、ロック機構に必要とされる構造部分を省略して可動部分の慣性質量を軽減することができ、その結果、機構動作の高速化を容易に図ることができる。また、第１の可動部材を第１の軸線に沿った方向にロックする必要がないため、従来方法ほどには第１の案内手段や第２の案内手段の案内精度に依存せずに済むので、第２の可動部材のピック位置及びプレイス位置の姿勢及び位置を容易かつ確実に高精度化することができる。

ここで、前記従動フォロアは、前記第２の軸線に沿った方向の前記第２の案内手段の案内位置とは異なる位置において前記規制部材により規制されることが好ましい。これによれば、第２の可動部材は、第２の軸線に沿った方向の異なる２箇所においてそれぞれ規制部材と第２の案内手段とにより位置決めされることとなるので、第２の可動部材の第２の軸線に沿った方向を基準とする姿勢変化を抑制できるため、ピック位置及びプレイス位置をさらに高精度化できる。特に、第２の案内部材に対して、第２の可動部材のワーク保持ヘッドが取り付けられる側とは第２の軸線に沿った方向の反対側に、規制部材による従動フォロアの規制位置が設けられることが望ましい。

また、第２の発明のピックアンドプレイスユニットは、原点位置を中心に両側に９０度を越える角度範囲において駆動軸線の周りに往復回動し、先端側に駆動フォロアを備えた駆動部材と、前記駆動軸線と直交する第１の軸線に沿った方向に移動可能に構成される第１の可動部材であって、前記駆動フォロアを受け入れて前記駆動軸線と前記第１の軸線の双方と直交する第２の軸線に沿って案内する長孔を有し、前記長孔における前記第２の軸線に沿った方向の一方側には、前記第１の軸線に沿った方向の両側に拡幅した形状とされるとともに、前記駆動部材が前記角度範囲の９０度を越える領域に回動したときに前記駆動フォロアが摺接する開口縁であって前記駆動フォロアの回動軌跡に沿った円弧状の前記開口縁を備える拡幅開口部が形成されてなる、前記第１の可動部材と、前記第１の可動部材を前記第１の軸線に沿って案内する第１の案内手段と、前記第１の可動部材に対して前記第２の軸線に沿った方向に移動可能に構成される第２の可動部材であって、前記第２の軸線に沿った方向には係合して連動するように、また、前記第１の軸線に沿った方向には移動可能となるように、前記駆動フォロアに接続された連結構造を有し、前記駆動部材の往復回動に従って前記第１の可動部材を介して前記第２の軸線に沿った方向の一方側に開いたＵ字状の動作軌跡を描くように動作する、前記第２の可動部材と、前記第２の可動部材を前記第１の可動部材に対して前記第２の軸線に沿って案内する第２の案内手段と、を具備し、前記第２の可動部材は従動フォロアを有し、前記駆動部材が前記角度範囲の９０度を越える領域に回動したときに前記従動フォロアを前記第１の軸線に沿った方向の少なくとも前記駆動軸線の側から規制する規制部材がさらに設けられることを特徴とする。

本発明によれば、第１の可動部材の長孔に設けた拡幅開口部に、前記駆動部材が前記角度範囲の９０度を越える領域に回動したときに前記駆動フォロアがその回動軌跡に沿って摺接する円弧状の開口縁を形成することにより、第１の可動部材が第１の軸線に沿った方向の駆動軸線とは反対側から駆動フォロアにより規制されることで、第２の可動部材は第２の案内手段を介して第１の軸線に沿った方向の駆動軸線とは反対側から規制される。一方、第２の可動部材に設けた従動フォロアを第１の軸線に沿った方向の少なくとも駆動軸線の側から規制する規制部材を設けたことにより、回動角が９０度を越える領域で駆動フォロアが上記開口縁に摺接する第２の可動部材は規制部材により第１の軸線に沿った方向の駆動軸線の側から直接に規制される。その結果、第２の可動部材は第１の軸線方向に沿った方向の両側に規制されることになる。したがって、第２の可動部材のＵ字状の動作軌跡の両端部の案内機能は駆動フォロアと第１の可動部材の間の規制作用及び従動フォロアと規制部材の間の規制作用とによって実現されることにより、第１の可動部材を第１の軸線に沿った方向にロックする必要がないため、ロック機構に必要な構造部分を省略して可動部分の慣性質量を軽減することができ、その結果、機構動作の高速化を容易に図ることができる。また第２の可動部材は、規制部材によって第１の軸線に沿った方向の少なくとも駆動軸線の側から直接に規制され、また、上記第２の案内手段によって第１の軸線に沿った方向の駆動軸線とは反対側から規制されるため、それぞれ規制部材と第２の案内手段とにより相互に反対の側から位置決めされることとなるので、従来の第２の案内手段のみを介した位置決め態様に比べて、ピック位置及びプレイス位置における第２の可動部材の姿勢及び位置を容易かつ確実に高精度化することができる。

本発明において、前記従動フォロアは、前記駆動部材の前記原点位置Ｐを基準とする回動角が９０度以下のときに前記駆動軸線に沿った方向に前記駆動フォロアと重なる位置に設けられていることが好ましい。これによれば、駆動部材の回動角が９０度以下のときに駆動フォロアと重なる位置に従動フォロアを設けることにより、駆動部材の回動角が９０度を越えた場合に駆動フォロアから連結構造が受ける第１の軸線に沿った方向の力を、従動フォロアが規制部材により規制された際に、その場で受け止めることができるため、第２の可動部材の姿勢変化や変形を防止することができ、第１の案内部材や第２の案内部材への負担も回避することができるから、第２の可動部材のピック位置及びプレイス位置の精度を確保することができ、各部の耐久性も向上させることができる。また、規制部材の規制位置を駆動フォロアの駆動軌跡と整合するように設定できるため、規制位置の調整作業を容易に行うことができる。特に、従動フォロアは、駆動部材の回動角が９０度以下のときに駆動フォロアと同軸に配置される位置に設けられることが望ましい。

本発明において、前記駆動部材は、前記駆動軸線から前記駆動フォロアに向けて伸びるアーム状に構成された駆動アームであることが好ましい。これによれば、駆動部材の慣性質量を軽減することができるため、さらなる動作の高速化を図ることができる。

本発明において、前記規制部材の前記従動フォロアを規制する規制構造としては種々のものが考えられるが、特に、前記規制部材は、前記従動フォロアを受け入れて規制する溝構造を有することが好ましい。これにより、従動フォロアを容易かつ確実に第１の軸線に沿った方向に規制することができる。

本発明によれば、ピックアンドプレイスユニットにおいて、従来よりも、動作の高速化と、ピック位置及びプレイス位置における姿勢及び位置の高精度化とを容易に図ることのできる機構を実現することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明に係るピックアンドプレイスユニットの実施形態の正面図である。 同実施形態の側面図である。 同実施形態の平面図である。 同実施形態の斜視図である。 同実施形態の部分縦断面図である。 同実施形態の駆動アームをその回動角度範囲と共に示す正面図である。 同実施形態の第１の可動部材を駆動フォロアの動作態様とともに示す正面図である。 同実施形態の動作時の各部の様子を説明するための説明図である。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。最初に、全体構成を示す図１〜図５と、各部の構成を示す図６〜図８を参照して、本発明に係るピックアンドプレイスユニットの実施形態の構成について説明する。

本実施形態のピックアンドプレイスユニット１０は、板状のユニット基盤１１と、このユニット基盤１１の背面側に取り付けられたモータ（ステッピングモータ）１２と、ユニット基盤１１の正面側に配置され、モータ１２の出力軸１２ａに接続されたアーム状の駆動アーム１３とを有する。駆動アーム１３は、出力軸１２ａの軸線である駆動軸線（以下、単に「軸線Ｘ」という。）を中心に、図６に示すように、軸線Ｘから垂直上方に向けて伸びる姿勢にある原点位置Ｐ０から左右両側にそれぞれ９０度を角度βだけ越える角度範囲αを往復回動するように、モータ１２によって駆動される。駆動アーム１３の先端部の正面側には上記軸線Ｘに沿って突出するように駆動フォロア１３ａが取り付けられている。この駆動フォロア１３ａは、図示例では軸線Ｘに沿った軸線を有する円筒状のローラであり、好ましくは駆動アーム１３の本体に対して回転自在に取り付けられる。駆動フォロア１３ａは、モータ１２の駆動により、図６の上記角度範囲αに対応する円弧状の駆動軌跡Ｄを往復移動する。この駆動軌跡Ｄは、上記原点位置Ｐ０から左右それぞれに上記駆動アーム１３の回動角が９０度のときの位置Ｐ１，Ｐ１を越えてさらに９０度を角度βだけ越えた折り返し位置Ｐ２，Ｐ２まで伸びる。

また、駆動アーム１３の先端には、アーム形状に沿って突出するように構成された、駆動アーム１３の回動角を検出するための薄板状の検出用ドグ（検出体）１３ｂが取り付けられている。この検出用ドグ１３ｂは、図示例では駆動アーム１３におけるユニット基盤１１側にある背面上に取り付けられている。一方、ユニット基盤１１の正面側の面上には軸線Ｘの両側に検出器１３ｘ１、１３ｘ２が設置され、上記検出用ドグ１３ｂが駆動アーム１３の回動に伴って通過した状態を検出するようになっている。検出器１３ｘ１，１３ｘ２の検出信号はモータ１２の制御回路にフィードバックされる。なお、ユニット基盤１１の上記面には凹部１１ａ１，１１ａ２が形成され、上記検出器１３ｘ１、１３ｘ２は凹部１１ａ１，１１ａ２の内部に取り付けられることにより、検出用ドグ１３ｂと検出器１３ｘ１，１３ｘ２からなる駆動アーム１３の回動角検出系をユニット基盤１１に近接して配置できるようにしている。これにより、回動角検出系の占有厚みを低減でき装置全体をコンパクト化できるとともに、駆動アーム１３の回動角を直接に検出することができるため、機構のガタによる制御系への影響を低減でき、安定した制御状態を得ることができる。

上記駆動アーム１３の正面側には第１の可動部材１４が配置される。この第１の可動部材１４は、ユニット基盤１１上に設置された第１のリニアガイド機構１５によって上記軸線Ｘと直交する図示水平方向の第１の軸線（以下、単に「軸線Ｙ」という。）に沿って移動自在に案内される。この第１のリニアガイド機構１５は、上述の第１の案内手段を構成する。図７に示すように、第１の可動部材１４には、上記軸線Ｘと軸線Ｙのいずれにも直交する第２の軸線（以下、単に「軸線Ｚ」という。）に沿った方向に伸びる長孔１４ａが設けられている。この長孔１４ａの上部側にある部分は、上記駆動フォロア１３ａが挿通されたときに駆動フォロア１３ａによって第１の可動部材１４の軸線Ｙに沿った方向の位置が規制されるように、駆動フォロア１３ａがちょうど嵌合するとともに軸線Ｚに沿った方向に摺動自在となるように構成された一定の幅を有する軸線Ｚに沿った直線状に構成される。一方、長孔１４ａの下部には、上記一定の幅を有する直線状部分の開口縁領域から上記軸線Ｙに沿った方向（幅方向）の両側に向けて円弧状に拡がるように構成された開口縁１４ｂを両側にそれぞれ備えた拡幅開口部１４ｃが形成されている。

この円弧状の開口縁１４ｂは、図７の一点鎖線で示すように、駆動アーム１３の回動角が９０度を越えることによって駆動フォロア１３ａが上記長孔１４ａの軸線Ｚに沿った軸線から外れていくとき、当該駆動フォロア１３ａの外周面が開口縁１４ｂに摺接したまま移動するように、軸線Ｘ１、Ｘ２を中心とする円弧状に構成される。ここで、図示の軸線Ｘ１は、第１の可動部材１４が軸線Ｙに沿った方向の図示左側の最大移動位置に達したときの駆動アーム１３の回動軸線（軸線Ｘ）の相対位置を示し、図示の軸線Ｘ２は、第１の可動部材が軸線Ｙに沿った方向の図示右側の最大移動位置に達したときの駆動アーム１３の回動軸線（軸線Ｘ）の相対位置を示す。なお、図７中の上記軸線Ｘは、駆動アーム１３が原点位置Ｐ０にあって第１の可動部材１４が軸線Ｙに沿った方向の中心位置に配置されているときの駆動アーム１３の回動軸線の位置を示す。上記長孔１４ａの一定の幅を有する直線状部分の開口縁と、上記開口縁１４ｂとは、打音や衝撃を抑制するために、駆動アーム１３の回動角が９０度のときに上記位置Ｐ１にある駆動フォロア１３ａが接する点において滑らかに接続されている。

第１の可動部材１４の正面側の表面には、上記長孔１４ａの開口範囲に対して軸線Ｙに沿った方向（幅方向）の両側と軸線Ｚに沿った方向の一方側（上側）において、第１の可動部材１４の厚みの一部分をカットした形の凹溝１４ｄが構成されている。この凹溝１４ｄは、第１の可動部材１４の正面側の周囲表面から一段下がった段差を形成している。この凹溝１４ｄは、第１の可動部材１４の上端では同じ幅で延在してそのまま上方へ開放され、第１の可動部材１４の下方に向けても同じ幅で延在して上記拡幅開口部１４ｃ内に開放されている。ここで、凹溝１４ｄによって長孔１４ａの直線状部分の幅方向の両側に形成された上記段差は、第１の可動部材１１の下方へ向けて伸びて円弧状の開口縁１４ｂの途中で消失し、当該途中から下側において上記凹溝１４ｄの厚み部分は上記拡幅開口部１４ｃの開口縁の一部となっている。

第１の可動部材１４は全体として軸線Ｘに沿った方向を厚み方向とする板状に構成される。また、第１の可動部材１４の上部は、上方に向けてテーパ状となるように、軸線Ｙに沿った方向（幅方向）の両側から斜めに傾斜した外縁形状を有する。このため、第１の可動部材１４の上端部は、上記凹溝１４ｄの軸線Ｙに沿った方向（幅方向）の両側に僅かな厚肉部分を残すのみとなっている。凹溝１４ｄは、後述する第２の可動部材１６の連結構造１６ａの先端を収容し、これによって本実施形態の軸線Ｘに沿った方向の厚みを低減することができる。また、凹溝１４ｄは、第１の可動部材１４の他の部分の厚みを変える必要性をなくすことができるという観点で、第１の可動部材１４の剛性を確保する効果をもたらすものと考えることができる。

第１の可動部材１４の正面側には第２の可動部材１６が配置される。この第２の可動部材１６は、上記第１の可動部材１４の下部に搭載された第２のリニアガイド機構１７によって上記軸線Ｚに沿った方向に案内されている。この第２のリニアガイド機構１７は第２の案内手段を構成する。第２のリニアガイド機構１７は、ＹＺ平面上において上記第１のリニアガイド機構１５と交差する（軸線Ｘに沿った方向に重なる）ように、上記第１のリニアガイド機構１５と同じ位置（軸線Ｙ及びＺに沿った平面上の同じ位置）に設置されている。

第２の可動部材１６の上端部には、上記駆動フォロア１３ａのうち、上記第１の可動部材１４の長孔１４ａを通過して正面側へ突出した部分に嵌合する連結構造１６ａが設けられる。図５に示すように、この連結構造１６ａには、上記駆動フォロア１３ａの上端に係合する上顎部１６ｂと、上記駆動フォロア１３ａの下端に係合する下顎部１６ｃとが設けられ、これらの上顎部１６ｂと下顎部１６ｃの先端は第１の可動部材１４の上記長孔１４ａの周囲に形成された凹溝１４ｄ内に配置される。この連結構造１６ａは、第２の可動部材１６を駆動フォロア１３ａに対して軸線Ｚに沿った方向には固定するが、軸線Ｙに沿った方向には移動可能に構成する。すなわち、第２の可動部材１６は、上記連結構造１６ａにより、駆動フォロア１３ａとともに軸線Ｚに沿った方向に連動するが、駆動フォロア１３ａの軸線Ｙに沿った方向の相対移動を許容するように構成される。

第２の可動部材１６の上端部の正面側には従動フォロア１６ｄが取り付けられる。この従動フォロア１６ｄは、連結構造１６ａが設けられた上端部の正面から軸線Ｘに沿った方向に突出するように取り付けられる。従動フォロア１６ｄは軸線Ｘに沿った軸線を有するローラであり、好ましくは当該軸線の周りに回転自在に取り付けられる。また、この従動フォロア１６ｄは、図示例では、駆動アーム１３の原点位置Ｐ０を基準とする回動角が９０度以下であるときに、駆動フォロア１３ａと同軸となる位置に取り付けられている。図示例では、第２の可動部材１６の上端部に形成された軸線Ｘに沿った貫通孔に従動フォロア１６ｄの取付軸部が挿入され、第２の可動部材１６の上端縁から挿入された止めねじ１６ｅによって保持固定されている。

第２の可動部材１６の下部には、適宜の接続構造を介して吸着ヘッドなどといったワークを保持するためのワーク保持ヘッド２０が取り付けられる。図示例では、複数（３つ）のワーク保持ヘッド２０が上記第２の可動部材１６の下部に横梁状の部材を介して取り付けられている。

ユニット基盤１１には、ユニット基盤１１の軸線Ｙに沿った方向の両端部上において軸線Ｘに沿って伸びる支柱１８ａ，１８ｂと、これらの支柱１８ａと１８ｂの先端部間に架設されるように取り付けられた支持梁１８ｃとからなる支持体１８が固定される。この支持体１８の支持梁１８ｃの背面側には規制板１９が固定される。この規制板１９には、上方へ開放された形の一対の規制溝１９ａ，１９ｂが軸線Ｙに沿った方向に相互に離間して形成される。規制溝１９ａ，１９ｂは、それぞれ軸線Ｚに沿って直線状に伸びる溝（切り欠き状の溝）である。駆動アーム１３が原点位置Ｐ０より９０度以上となる角度位置にあるとき、すなわち、上記位置Ｐ１とＰ２の間に配置される際に、上記従動フォロア１６ｄが上記規制溝１９ａ，１９ｂに挿入され、その嵌合状態により、従動フォロア１６ｄが軸線Ｙに沿った方向の両側に規制される。これによって、第２の可動部材１６は軸線Ｙに沿った方向に直接に位置決めされる。なお、上記規制溝１９ａ，１９ｂは上記従動フォロア１６ｄを軸線Ｙに沿った方向に規制することができるのであれば特に限定されず、例えば凹溝であってもよい。また、規制板１９も同様に特に限定されるものではなく、上記規制溝１９ａ，１９ｂの上記従動フォロア１６ｄに対する規制箇所である外側規制縁１９ａｏ，１９ｂｏ及び内側規制縁１９ａｉ，１９ｂｉに相当する構造部分を有するものであれば、複数の規制板や規制ブロックなどによって構成されていてもよい。

次に、以上のように構成された本実施形態のピックアンドプレイスユニットの作用効果について主として図８を参照して説明する。本実施形態では、図８に示すように、駆動フォロア１３ａが上記駆動軌跡Ｄに沿って往復回動すると、駆動フォロア１３ａの軸線Ｙに沿った方向の位置に応じて第１の可動部材１４が軸線Ｙに沿った方向の往復移動範囲Ｌ内において往復移動する。ここで、駆動アーム１３の回動角が原点位置Ｐ０を中心として両側に９０度以内である期間において、第１の可動部材１４は駆動フォロア１３ａにより軸線Ｙに沿った方向に駆動されるが、上記回動角が９０度を越えた領域では、駆動フォロア１３ａは上記拡幅開口部１４ｃ内に配置されることにより、上記回動角が変化しても第１の可動部材１４は移動しない。特に、本実施形態では、拡幅開口部１４ｃの入口部分に駆動フォロア１３ａの駆動軌跡Ｄと整合した円弧状の開口縁１４ｂ（図７参照）が設けられているため、駆動フォロア１３ａは上記開口縁１４ｂ上を摺接して、第１の可動部材１４の軸線Ｙに沿った方向の位置を上記往復移動範囲Ｌの外側から規制するものの、第１の可動部材１４を軸線Ｙに沿った方向に駆動することはない。

上記の回動角が９０度を越えた領域では、駆動フォロア１３ａが第１の可動部材１４の長孔１４ａの軸線（軸線Ｚに沿った軸線）から軸線Ｙに沿った方向（上記往復移動範囲Ｌの内側）に外れていくが、連結構造１６ａにより第２の可動部材１６と駆動フォロア１３ａの間の軸線Ｙに沿った方向の位置ずれが吸収されるため、第２の可動部材１６は駆動フォロア１３ａの軸線Ｙに沿った方向の位置に拘束されず、第２のリニアガイド構造１７に案内されて軸線Ｚに沿って移動する。一方、駆動アーム１３の回動角がちょうど９０度に達したときに、従動フォロア１６ｄが規制板１９の規制溝１９ａ，１９ｂに嵌入されることにより、第２の可動部材１６は軸線Ｙに沿った方向に規制される。したがって、上記の回動角が９０度を越えた領域では、第２の可動部材１６は、軸線Ｚに沿った方向には連結構造１６ａの係合によって駆動フォロア１３ａの位置に応じて駆動されるが、軸線Ｙに沿った方向には、従動フォロア１６ｄが規制板１９から規制を受けることによって直接に位置決めされ、静止した状態とされる。

上記の動作により、第２の可動部材１６は、駆動アーム１３の原点位置Ｐ０に対応する原点位置Ｑ０の両側に９０度ずつ、駆動フォロア１３ａの回動半径に対応する半径Ｒで描いた半円部分Ｓ１と、この半円部分Ｓ１の両端から軸線Ｚに沿った方向に直線状に伸びる両端部Ｓ２ａ，Ｓ２ｂとを有するＵ字状の動作軌跡Ｓに沿って移動する。なお、上記両端部Ｓ２ａ，Ｓ２ｂは、上記駆動軌跡Ｄ上の位置Ｐ１に対応する位置Ｑ１と、上記駆動軌跡Ｄ上の位置Ｐ２に対応する折り返し位置Ｑ２との間の軌跡部分である。

本実施形態では、上記回動角が９０度以上の領域では、図７に示すように、第１の可動部材１４の上記開口縁１４ｂが駆動フォロア１３ａから第１の可動部材１４の往復移動範囲Ｌの外側から内側へ向けて規制力Ｆｏを受けるため、第２の可動部材１６は、第１の可動部材１４から第２のリニアガイド構造１７を介して間接的に規制力Ｆｏを受けることになる。また、図８に示すように、従動フォロア１６ｄが規制溝１９ａ，１９ｂの内側規制縁１９ａｉ，１９ｂｉから上記往復移動範囲Ｌの内側から外側へ向けた規制力Ｇｉを受け、外側規制縁１９ａｏ，１９ｂｏから上記往復移動範囲Ｌの外側から内側へ向けた規制力Ｇｏを受けるため、従動フォロア１６ｄにおいて直接に受ける規制力ＧｉとＧｏとによって軸線Ｙに沿った方向の両側に規制される。なお、本実施形態では、第２の可動部材１６は、上記のように、軸線Ｙに沿った方向の上記往復移動範囲Ｌの内側から受ける規制力Ｇｉと、上記往復移動範囲Ｌの外側から受ける規制力Ｆｏ及びＧｏとによって、軸線Ｙに沿った方向の両側に規制され、その結果、軸線Ｙに沿った方向に位置決めされる。

本実施形態の場合には、上記のように軸線Ｙに沿った方向の上記往復移動範囲Ｌの外側から受ける規制力がＦｏとＧｏの二つであるため、これらのうちいずれか一方の規制力が生じないように構成しても構わない。すなわち、規制板１９の規制溝１９ａ，１９ｂの外側規制縁１９ａｏ，１９ｂｏを、図８に破線で示す外側規制縁１９ａｏ′，１９ｂｏ′のように、従動フォロア１６ｄに規制力Ｇｏを与えない態様に構成し、規制板１９が実質的に内側規制縁１９ａｉ，１９ｂｉのみを有する構成としてもよい。この場合には、第２の可動部材１６に与えられる軸線Ｙに沿った方向の第１の可動部材１４の往復移動範囲Ｌの外側からの規制力は、上記規制力Ｆｏのみとなる。

また、上記の代わりに、図７に破線で示すように、駆動アーム１３の回動角が９０度を越えて増大していく過程で上記開口縁１４ｂが徐々に駆動フォロア１３ａから離反していくように構成した開口縁１４ｂ′を備えた拡幅開口部１４ｃ′を形成してもよい。このようにすると、駆動アーム１３の回動角が９０度を越えたときに駆動フォロア１３ａが開口縁１４ｂ′から離れるため、第１の可動部材１４に上記規制力Ｆｏを与えることはない。したがって、この場合には、第２の可動部材１６に与えられる軸線Ｙに沿った方向の第１の可動部材１４の往復移動範囲Ｌの外側からの規制力は、上記規制力Ｇｏのみとなる。なお、上述のように駆動フォロア１３ａから離反するように開口縁１４ｂ′を形成する場合であっても、長孔１４ａのうち一定の幅を有する直線状部分の開口縁と上記開口縁１４ｂ′との間を、駆動アーム１３の回動角が９０度のときに上記位置Ｐ１にある駆動フォロア１３ａが接する点で滑らかに繋ぐことが打音や衝撃を抑制する上で好ましい。また、上記開口縁１４ｂ′も滑らかな凸曲線状の輪郭を有し、上記回動角が増大していく過程で駆動フォロア１３ａの外周面から徐々に逃げるように形成することが好ましい。

本実施形態では、上述の構成により、第１の可動部材１４に４個又は２個の位置決めフォロアを設ける必要もないため、駆動系（可動部分）の慣性質量を軽減できることから、動作の高速化を容易に図ることができる。また、第２の可動部材１６を軸線Ｙに沿った方向に規制する手段として従動フォロア１６ｄと規制板１９を設けるが、規制板１９は動作部分として機能するのではないため、第２の可動部材１６の慣性質量の増大も抑制できる。さらに、本実施形態では、駆動アーム１３を軸線Ｘから駆動フォロア１３ａに向けて伸びるアーム状に構成することにより、駆動アームの慣性質量も軽減できるため、さらに高速化が容易になる。

本実施形態では、第２の可動部材１６は、従来のように第１の可動部材１４の軸線Ｙに沿った方向のロックによる第２のリニアガイド構造１７を介した間接的な規制態様ではなく、従動フォロア１６ｄによって規制板１９から軸線Ｙに沿った方向の両側に直接に規制力Ｇｉ，Ｇｏを受ける構造となっているため、ピック位置及びプレイス位置の姿勢及び位置を容易かつ確実に高精度化できる。また、このときに、第１の可動部材１４は駆動フォロア１３ａからも軸線Ｙに沿った方向の一方側からの規制力Ｆｏを受けることにより、第２のリニアガイド構造１７が軸線Ｙに沿った方向に移動可能となるように完全に解放されているわけではない。したがって、第２の可動部材１６は規制板１９と第２のリニアガイド構造１７の双方により（さらに間接的には第１のリニアガイド構造１５によっても）規制されていることになるため、第２の可動部材１６の支持状態をさらに安定させることができる。

また、本実施形態では、従動フォロア１６ｄが規制溝１９ａ，１９ｂから規制力Ｇｉ，Ｇｏを受ける位置が第２のリニアガイド構造１７により案内される位置よりも上方にずれており、これによって、第２の可動部材１６は軸線Ｚに沿った方向の異なる２箇所で支持されることになる。したがって、第２の可動部材１６の下端に取り付けられるワーク保持ヘッド２０のピック位置及びプレイス位置は、上方にある軸線Ｚに沿った２箇所で支持されることにより規定されるため、容易かつ確実に高精度化される。特に、規制板１９による規制位置は、第２のリニアガイド構造１７に対してワーク保持ヘッド２０の反対側に設定されているため、この反対側の位置で第２の可動部材１６が直接に規制されることになるから、第２の可動部材１６の軸線Ｚに沿った姿勢を高精度に規定することができる。したがって、その軸線Ｚに沿った方向の反対側にあるワーク保持ヘッド２０のピック位置及びプレイス位置は従来よりも大幅に高精度化される。

本実施形態では、駆動アーム１３の回動角が９０度を越えているときに駆動フォロア１３ａが連結構造１６ａから軸線Ｙに沿った方向にずれると、第２の可動部材１６は僅かではあるが上記連結構造１６の摺動抵抗によって軸線Ｙに沿った方向に力Ｆｓ（図６参照）を受ける。但し、この力Ｆｓの向きや大きさは駆動フォロア１３ａの位置によって変化する。特に、上記折り返し位置Ｐ２においては、駆動フォロア１３ａと連結構造１６ａとの間に生ずる力Ｆｓは極端に大きくなる。この力Ｆｓは、第２のリニアガイド構造１７を挟んでワーク保持ヘッド２０とは反対側の第２の可動部材１６の上部に与えられるため、第２のリニアガイド構造１７の案内方向と交差する方向に負荷を与え、これによって第１の可動部材１４や第２の可動部材１６の軸線Ｚに沿った姿勢が僅かでも変化することでワーク保持ヘッド２０のピック位置及びプレイス位置の精度に影響を及ぼす。しかし、本実施形態において、従動フォロア１６ｄは、駆動アーム１３の回動角が９０度以下であるときに駆動フォロア１３ａと同軸に配置される位置に設けられることから、従動フォロア１６ｄが規制板１９により軸線Ｙに沿った方向に規制された状態では、駆動フォロア１３ａから連結構造１６ａに与えられる上記力Ｆｓをその発生箇所の軸線Ｘに沿った方向に重なる位置にある従動フォロア１６ｄにおいて直接に受け止めることができるので、第２の可動部材１６の姿勢変化を抑制し、ピック位置及びプレイス位置の精度を確保することができる。また、第１のリニアガイド構造１５及び第２のリニアガイド構造１７へ与える負荷も軽減されるため、駆動構造の耐久性を高めることも可能になる。

さらに、駆動アーム１３の駆動フォロア１３ａと、第２の可動部材１６の従動フォロア１６ｄとが９０度以下の回動角領域において同軸に構成されるため、駆動アーム１３、第１の可動部材１４、第２の可動部材１６及び規制板１９の規制溝１９ａ，１９ｂの位置関係を相互に容易に設定することができ、各部の調整作業を容易に行うことが可能になる。なお、９０度以下の回動角領域における駆動フォロア１３ａと従動フォロア１６ｄの同軸性は厳密なものである必要はなく、上述の作用効果を奏する範囲で、駆動フォロア１３ａと従動フォロア１６ｄのＹＺ平面上の位置がほぼ合致していればよい。すなわち、従動フォロア１６ｄは、９０度以下の回動角領域において軸線Ｘに沿った方向に駆動フォロア１３ａと重なる位置に設けられていればよい。

尚、本発明のピックアンドプレイスユニットは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記駆動部材（駆動アーム１３）、上記第１の可動部材１４、上記第１の案内手段（第１のリニアガイド構造１５）、上記第２の可動部材１６、上記第２の案内手段（第２のリニアガイド構造１７）のそれぞれの形状や構造、或いは、これらの相互間の相対的な配置態様は特に上記実施形態には限定されず、実質的に同様の作用効果を奏するものであれば、適宜に構成できる。

１０…ピックアンドプレイスユニット、１１…ユニット基盤、１２…モータ、１２ａ…出力軸、１３…駆動アーム、１３ａ…駆動フォロア、１３ｂ…回動角検出用ドグ、１４…第１の可動部材、１４ａ…長孔、１４ｂ…開口縁、１４ｃ…拡幅開口部、１４ｄ…凹溝、１５…第１のリニアガイド機構、１６…第２の可動部材、１６ａ…連結構造、１６ｂ…上顎部、１６ｃ…下顎部、１７…第２のリニアガイド機構、１８…支持体、１８ａ，１８ｂ…支柱、１８ｃ…支持梁、１９…規制板、１９ａ，１９ｂ…規制溝、２０…ワーク保持ヘッド、Ｄ…駆動フォロアの駆動軌跡、Ｐ０…駆動アーム又は駆動フォロアの原点位置、Ｑ０…第２の可動部材の原点位置、Ｒ…駆動フォロア又は第２の可動部材の回動半径、Ｓ…第２の可動部材の動作軌跡、Ｘ…出力軸の軸線（駆動軸線）、Ｙ…軸線Ｘと直交する軸線（第１の軸線）、Ｚ…軸線Ｘ及びＹと直交する軸線（第２の軸線）、α…駆動アームの回動角度範囲、β…駆動アームの原点位置Ｐ０を基準とした回動角が９０度を越える角度範囲

Claims (6)

1. 原点位置を中心に両側に９０度を越える角度範囲において駆動軸線の周りに往復回動し、先端側に駆動フォロアを備えた駆動部材と、
   前記駆動軸線と直交する第１の軸線に沿った方向に移動可能に構成される第１の可動部材であって、前記駆動フォロアを受け入れて前記駆動軸線と前記第１の軸線の双方と直交する第２の軸線に沿って案内する長孔を有し、前記長孔における前記第２の軸線に沿った方向の一方側には、前記第１の軸線に沿った方向の両側に拡幅した形状とされるとともに、前記駆動部材が前記角度範囲の９０度を越える領域に回動したときに前記駆動フォロアが配置される拡幅開口部が形成されてなる、前記第１の可動部材と、
   前記第１の可動部材を前記第１の軸線に沿って案内する第１の案内手段と、
   前記第１の可動部材に対して前記第２の軸線に沿った方向に移動可能に構成される第２の可動部材であって、前記第２の軸線に沿った方向には係合して連動するように、また、前記第１の軸線に沿った方向には移動可能となるように、前記駆動フォロアに接続された連結構造を有し、前記駆動部材の往復回動に従って前記第１の可動部材を介して前記第２の軸線に沿った方向の一方側に開いたＵ字状の動作軌跡を描くように動作する、前記第２の可動部材と、
   前記第２の可動部材を前記第１の可動部材に対して前記第２の軸線に沿って案内する第２の案内手段と、
   を具備し、
   前記第２の可動部材は従動フォロアを有し、
   前記駆動部材が前記角度範囲の９０度を越える領域に回動したときに前記従動フォロアを前記第１の軸線に沿った方向の両側から規制する規制部材がさらに設けられる
   ことを特徴とするピックアンドプレイスユニット。
2. 前記従動フォロアは、前記第２の軸線に沿った方向の前記第２の案内手段の案内位置とは異なる位置において前記規制部材により規制されることを特徴とする請求項１に記載のピックアンドプレイスユニット。
3. 原点位置を中心に両側に９０度を越える角度範囲において駆動軸線の周りに往復回動し、先端側に駆動フォロアを備えた駆動部材と、
   前記駆動軸線と直交する第１の軸線に沿った方向に移動可能に構成される第１の可動部材であって、前記駆動フォロアを受け入れて前記駆動軸線と前記第１の軸線の双方と直交する第２の軸線に沿って案内する長孔を有し、前記長孔における前記第２の軸線に沿った方向の一方側には、前記第１の軸線に沿った方向の両側に拡幅した形状とされるとともに、前記駆動部材が前記角度範囲の９０度を越える領域に回動したときに前記駆動フォロアが摺接する開口縁であって前記駆動フォロアの回動軌跡に沿った円弧状の前記開口縁を備える拡幅開口部が形成されてなる、前記第１の可動部材と、
   前記第１の可動部材を前記第１の軸線に沿って案内する第１の案内手段と、
   前記第１の可動部材に対して前記第２の軸線に沿った方向に移動可能に構成される第２の可動部材であって、前記第２の軸線に沿った方向には係合して連動するように、また、前記第１の軸線に沿った方向には移動可能となるように、前記駆動フォロアに接続された連結構造を有し、前記駆動部材の往復回動に従って前記第１の可動部材を介して前記第２の軸線に沿った方向の一方側に開いたＵ字状の動作軌跡を描くように動作する、前記第２の可動部材と、
   前記第２の可動部材を前記第１の可動部材に対して前記第２の軸線に沿って案内する第２の案内手段と、
   を具備し、
   前記第２の可動部材は従動フォロアを有し、
   前記駆動部材が前記角度範囲の９０度を越える領域に回動したときに前記従動フォロアを前記第１の軸線に沿った方向の少なくとも前記駆動軸線の側から規制する規制部材がさらに設けられる
   ことを特徴とするピックアンドプレイスユニット。
4. 前記従動フォロアは、前記駆動部材の前記原点位置Ｐを基準とする回動角が９０度以下のときに前記駆動軸線に沿った方向に前記駆動フォロアと重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のピックアンドプレイスユニット。
5. 前記駆動部材は、前記駆動軸線から前記駆動フォロアに向けて伸びるアーム状に構成された駆動アームであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のピックアンドプレイスユニット。
6. 前記規制部材は、前記従動フォロアを受け入れて規制する溝構造を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のピックアンドプレイスユニット。

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