JP2016064906A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送対象物の搬送作業に作業者が一定時間以上に拘束されず、周辺の設備にトラブルが発生したときでも作業者が迅速に対応でき、生産ロスの発生を低減することができる搬送装置を提供する。【解決手段】搬送対象物を吊り下げて上下方向に昇降させる昇降機構と、昇降機構により吊り下げられた搬送対象物を任意の位置に水平移動させる水平移動機構と、昇降機構を鉛直な回転軸を中心として水平方向に回転させることにより、搬送対象物の水平方向の向きを調整する回転機構とを備えている搬送装置。昇降機構が、回転軸に取付けられている搬送装置。【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤの生産工場などにおいて使用される搬送装置に関する。

タイヤの生産工場などにおいては、従来より、製品などの搬送対象物の搬送にホイストクレーンが使用されており、このホイストクレーンを作業者が操作して搬送対象物を吊り下げ、他の設備に搬送している。

図１はホイストクレーンを備えた搬送装置の基本的な動作を模式的に示す平面図である。図１に示すように、搬送装置のホイストクレーンは、２本の固定レール１と、固定レール１上を往復移動する第１可動フレーム２と、第１可動フレーム２上を往復移動する第２可動フレームを有するホイスト１０とを備えている（例えば、特許文献１〜３）。

図１においては、設備Ｉと設備ＩＩが併設されており、それぞれが搬送対象物Ｗを払い出す構造、即ち、設備ＩからＡ位置に、または、設備ＩＩからＢ位置に搬送対象物Ｗを払い出すような構造を有している。ホイストクレーンは、Ａ位置やＢ位置に払い出された搬送対象物Ｗをホイスト１０が吊り下げた後にＣ位置へ搬送する。その後、Ｃ位置において、作業者が搬送対象物Ｗを水平方向に回転させて向きを調整し、ホイスト１０から降ろして保管用の設備ＩＩＩに搬入する。

特開平９―１９２９４０号公報 特開平１０―８７２７７号公報 特開２００８―３６７７７号公報

しかしながら、上記の搬送装置を用いた場合、搬送対象物Ｗを回転させて向きを調整するホイストクレーンの操作のために、作業者が拘束される時間が多くなる。

そして、一般に、このようなホイストクレーンの操作と設備Ｉ〜ＩＩＩの操作は同じ作業者が行っているため、ホイストクレーンの操作中に設備Ｉ〜ＩＩＩのいずれかに停止トラブル等が発生した場合、このトラブルに即座に対応することができず、生産ロスの発生が避けられなかった。

そこで、本発明は、搬送対象物の搬送作業に作業者が一定時間以上に拘束されず、周辺の設備にトラブルが発生したときでも作業者が迅速に対応でき、生産ロスの発生を低減することができる搬送装置を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
搬送対象物を吊り下げて上下方向に昇降させる昇降機構と、
前記昇降機構により吊り下げられた前記搬送対象物を任意の位置に水平移動させる水平移動機構と、
前記昇降機構を、鉛直な回転軸を中心として水平方向に回転させることにより、前記搬送対象物の水平方向の向きを調整する回転機構と
を備えていることを特徴とする搬送装置である。

請求項２に記載の発明は、
前記昇降機構が、前記回転軸に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置である。

請求項３に記載の発明は、
前記回転機構は、
前記回転軸の外周に取付けられたピニオンギアと、
前記ピニオンギアと噛合するラックギアと、
前記ラックギアを水平方向に往復動させるラックギア駆動装置と
を備えており、
前記ラックギアを水平方向に往復動させることにより、前記ピニオンギアを介して、前記昇降機構に吊り下げられた前記搬送対象物を、前記回転軸を中心として水平方向に回転させるように構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の搬送装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記ラックギア駆動装置が、ロッドの先端に取付けられた前記ラックギアを水平方向に伸縮させるシリンダーであり、
前記ラックギアの全長および前記ロッドが伸縮する長さが、前記ピニオンギアの外周長よりも長くなるように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の搬送装置である。

請求項５に記載の発明は、
前記シリンダーが、エアシリンダー、油圧シリンダー、電動シリンダーの何れかであることを特徴とする請求項４に記載の搬送装置である。

請求項６に記載の発明は、
前記回転機構が、前記搬送対象物の回転を所定の位置で停止させるストッパーを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の搬送装置である。

請求項７に記載の発明は、
前記昇降機構が、棒状の搬送対象物を横向きにした状態で吊り下げる機構であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の搬送装置である。

請求項８に記載の発明は、
前記昇降機構、前記水平移動機構、および前記回転機構の動作の一部または全部を検出する検出装置が取付けられており、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記昇降機構、前記水平移動機構、および前記回転機構の動作を制御して、
前記搬送対象物の自動搬送を行うように構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の搬送装置である。

本発明によれば、搬送対象物の搬送作業に作業者が一定時間以上に拘束されず、周辺の設備にトラブルが発生したときでも作業者が迅速に対応でき、生産ロスの発生を低減することができる搬送装置を提供することができる。

ホイストクレーンを備えた搬送装置の基本的な動作を模式的に示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る搬送装置の昇降機構を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 図２の搬送装置の回転機構の周辺を示す拡大図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。 本発明の一実施の形態に係る搬送装置における回転機構を説明する図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

１．本実施の形態に係る搬送装置の概要
本実施の形態に係る搬送装置は、基本的には従来の搬送装置と同様に、搬送対象物を吊り下げて上下方向に昇降させる昇降機構と、昇降機構により吊り下げられた搬送対象物を任意の位置に水平移動させる水平移動機構とを備えており、図１に示すように、吊り下げた搬送対象物ＷをＡ位置からＣ位置（若しくは、Ｂ位置からＣ位置）に搬送する。

しかし、本実施の形態に係る搬送装置は、昇降機構を鉛直な回転軸を中心として水平方向に回転させることにより、水平移動された搬送対象物の水平方向の向きを調整する回転機構を備えている点において従来の搬送装置と異なる。

このような回転機構を設けることにより、搬送対象物Ｗを作業者の手を借りず、機械的に回転させることができる。この結果、搬送対象物Ｗの搬送作業に作業者が拘束されることがなくなり、周辺の設備（例えば、図１中の設備Ｉ〜ＩＩＩ）にトラブルが発生した場合であっても、作業者が迅速に対応できるようになり、生産ロスの発生を低減させることができる。

２．本実施の形態に係る搬送装置の詳細な構造
次に、本実施の形態に係る搬送装置の詳細な構造について説明する。

（１）水平移動機構
本実施の形態に係る搬送装置は、図１に示すように、上記した水平移動機構として、一対の固定レール１と、固定レール１上を往復移動する第１可動フレーム２と、第１可動フレーム２上を往復移動する第２可動フレーム３（図２参照）とを備えている。

本実施の形態においては、ホイスト１０が第２可動フレーム３に取付けられており、第１可動フレーム２と第２可動フレーム３により平面上を互いに直交する方向に、ホイスト１０を移動させることができるため、搬送対象物Ｗを水平方向の任意の位置に移動させることができる。

（２）昇降機構
図２は本実施の形態に係る搬送装置の昇降機構を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。なお、図２中の符号Ｍ１は、第１可動フレーム２を固定レール１上で走行させる第１モーターであり、Ｍ２は第２可動フレーム３を第１可動フレーム２上で走行させる第２モーターである。

図２に示すように、本実施の形態においては、ホイスト１０に昇降機構が設けられており、この昇降機構は、上記した第２可動フレーム３に取付けられており、搬送対象物Ｗを吊り下げて上下方向に昇降させる。

具体的には、第２可動フレーム３に、伸縮可能なスライドユニット７を介して下部フレーム６が取付けられている。そして、この下部フレーム６とワイヤー巻上げ装置４とはワイヤー５により接続されている。また、下部フレーム６には、回転機構９を介して吊り下げフレーム８が取付けられている。吊り下げフレーム８には、棒状の搬送対象物Ｗを引っ掛けて横向きにした状態で吊り下げるフック８ａが設けられている。

この昇降機構は、ワイヤー巻上げ装置４がワイヤー５を巻上げることにより、スライドユニット７が縮んで下部フレーム６が上昇するように構成されている。この下部フレーム６の上昇に伴い、吊り下げフレーム８のフック８ａに引っ掛けられた搬送対象物Ｗが吊り下げられる。

（３）回転機構
上記したように、本実施の形態に係る搬送装置では、下部フレーム６と吊り下げフレーム８との間に回転機構９が設けられており、この点が従来の搬送装置と異なる。

図３は図２の搬送装置の回転機構の周辺を示す拡大図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。なお、理解の便宜のために、図３（ａ）の一部の部品について断面構造を示した。

図３に示すように、本実施の形態の回転機構９は、軸心が鉛直方向に向けられた回転軸９ａと、回転軸９ａの外周に取付けられたピニオンギア９ｂと、ラックギア９ｃと、ラックギア駆動装置としてのエアシリンダー９ｄとを備えている。

回転軸９ａは、上端が昇降機構の下部フレーム６に回転自在に取付けられていると共に、下端が吊り下げフレーム８に固定されている。ピニオンギア９ｂは、筒状のギアであり、回転軸９ａが挿入されていると共に、下端が吊り下げフレーム８に固定されている。そして、ラックギア９ｃは、棒状のギアであり、ピニオンギア９ｂの外周に噛合していると共に、エアシリンダー９ｄのロッド先端に取付けられている。

この回転機構９においては、エアシリンダー９ｄのロッドが伸縮することによって、ロッド先端のラックギア９ｃが往復駆動して、ラックギア９ｃの直線運動がピニオンギア９ｂによって回転運動に変換される。

このとき、ピニオンギア９ｂに固定された吊り下げフレーム８が鉛直な回転軸９ａを中心として水平方向に回転する。その際、エアシリンダー９ｄのロッドの伸縮の程度を調整することにより、搬送対象物Ｗの水平方向の向きを任意に調整することができる。

なお、回転機構９におけるラックギア９ｃの全長と、エアシリンダー９ｄのロッドが伸縮する長さ（ストローク）は、ピニオンギア９ｂの外周長よりも長くなるように設定されている。このような構成にすることにより、搬送対象物Ｗを１周（３６０°）を超えて回転させることができ、搬送対象物Ｗをあらゆる方向に余裕を持って回転させることができる。

なお、上記においては、ラックギア駆動装置としてエアシリンダーを用いているが、これに限定されず、油圧シリンダー、電動シリンダーなどのシリンダーを用いることができる。特に、エンコーダーなどの技術を用いて詳細な位置制御をすることができるロボシリンダーを用いることにより、搬送対象物の向きを調整する際に、正確な調整を行うことができる。

また、本実施の形態に係る搬送装置には、横向きに吊り下げることができる棒状体の搬送対象物を搬送する場合に特に好ましく用いられる。

３．本実施の形態に係る搬送装置の動作
次に、本実施の形態に係る搬送装置による搬送対象物の搬送について説明する。なお、以下では、図１中の設備ＩからＡ位置に払い出された棒状の搬送対象物ＷをＣ位置に搬送する場合について説明するが、設備ＩＩからＢ位置に搬送対象物Ｗが払い出された場合でも同様の手順で搬送をすることができる。

先ず、設備ＩからＡ位置に搬送対象物Ｗが払い出されると、水平移動機構の第１可動フレーム２と第２可動フレーム３により、Ａ位置の搬送対象物Ｗの上方にホイスト１０を移動させる。

次に、昇降手段のワイヤー巻上げ装置４がワイヤー５を巻出して、下部フレーム６と共に吊り下げフレーム８を降下させた後、フック８ａに搬送対象物Ｗを引っ掛ける（図２参照）。次に、ワイヤー５を巻上げて、下部フレーム６と共に吊り下げフレーム８を上昇させることにより搬送対象物Ｗを吊り下げる。

次に、水平移動機構により搬送対象物ＷをＡ位置からＣ位置まで移動させて、Ｃ位置の上方で停止させる。その後、図３に示す回転機構９のエアシリンダー９ｄによりラックギア９ｃを駆動させて、ラックギア９ｃに噛合したピニオンギア９ｂを回転させ、ピニオンギア９ｂに固定された吊り下げフレーム８を回転させる。これにより、吊り下げフレーム８のフック８ａに引っ掛けられた搬送対象物Ｗが鉛直な回転軸９ａを中心として水平方向に回転して搬送対象物Ｗの向きが調整される。

その後、ワイヤー巻上げ装置４がワイヤー５を巻出して吊り下げフレーム８を降下させた後、フック８ａから搬送対象物Ｗを取り外す。これにより、搬送対象物Ｗを適切な向きに調整した状態でＣ位置に降ろすことができる。

このように、本実施の形態においては、搬送対象物Ｗの向きを調整する作業を、人力によるのではなく、回転機構によって搬送対象物Ｗを水平方向に回転させて機械的に行うことができるため、作業者が拘束されることがない。また、上記した各動作を検出する検出装置を取付けて、予め、一連の作業が制御できるように構成した場合には、上記した搬送作業の自動化を図ることができる。

この結果、周辺設備にトラブルが発生した場合に作業者が迅速な対応をすることができ、生産ロスを低減することができる。

４．その他の構造
上記の搬送装置の回転機構９には、搬送対象物Ｗを複数の回転角度位置で停止させるストッパーが設けられていることが好ましい。このストッパーを用いることにより、任意の位置で搬送対象物の回転を停止させて、搬送対象物の向きをより正確に調整することができる。

例えば、搬送対象物Ｗの停止位置を、０°、９０°、１８０°の３つの位置に設定する場合、図３（ｂ）に示すように、上記した各停止位置のそれぞれに対応したストッパー１３、１４、１６と、吊り下げフレーム８にショックアブソーバー１１、１２を設ける。そして、ショックアブソーバー１１、１２を、ストッパー１３、１４、１６の何れかに接触させることにより任意の位置で吊り下げフレーム８の回転を停止させることができる。

即ち、本実施の形態においては、０°の位置に対応したストッパー１３と、１８０°の位置に対応したストッパー１４とが設けられている。そして、搬送対象物Ｗを０°の位置に停止させる場合、ショックアブソーバー１２が０°の位置に対応したストッパー１３に接触するまで吊り下げフレーム８を回転させる。

一方、１８０°の位置に停止させる場合、ショックアブソーバー１１が１８０°の位置に対応したストッパー１４に接触するまで吊り下げフレーム８を回転させる。

また、本実施の形態においては、搬送対象物Ｗを９０°の位置に停止させるために、図３（ｂ）および図４に示すように、９０°の位置に対応したストッパー１６が、シリンダー１５を介して下部フレーム６に設けられている。

この９０°の位置に対応したストッパー１６は、搬送対象物Ｗを０°、１８０°の位置に停止させる際にはシリンダー１５が縮むことによりショックアブソーバー１１、１２の回転軌道よりも上方に配置されており、９０°の位置に停止させる際には下方に伸ばされて、回転するショックアブソーバー１１、１２が接触するように構成されている。

このように、吊り下げフレーム８の回転に伴って回転するショックアブソーバー１１、１２が、いずれかのストッパー１３、１４、１６に接触することにより、吊り下げフレーム８の回転を任意の位置で停止させることができ、より正確に搬送対象物Ｗの向きを調整することができる。

また、上記のように、ストッパーに接触させる部材として、ショックアブソーバーを用いることにより、ストッパーとの接触の衝撃が和らげられてストッパーの破損を防止することができ好ましい。

また、上記した実施の形態に係る搬送装置では、回転機構として、ピニオンギアとラックギアとシリンダーにより構成された回転機構を用いているが、他の構成の回転機構を用いてもよい。

例えば、上記したピニオンギアに代えて、スプロケットやプーリーなどを設けた場合でも、吊り下げられた搬送対象物を適切に回転させることができる。また、回転機構としては、上記したシリンダーの代わりに、モーター等により直接回転運動を与えるような機構を用いてもよい。この場合にも、搬送対象物Ｗを１周（３６０°）以上回転させることができる。

また、昇降機構、水平移動機構、および回転機構の動作の一部または全部を検出する検出装置を取付けてもよい。これにより、昇降機構、水平移動機構、および回転機構の動作を制御して、搬送対象物の搬送を適切に自動化することができる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１ 固定レール
２ 第１可動フレーム
３ 第２可動フレーム
４ ワイヤー巻上げ装置
５ ワイヤー
６ 下部フレーム
７ スライドユニット
８ 吊り下げフレーム
８ａ フック
９ 回転機構
９ａ 回転軸
９ｂ ピニオンギア
９ｃ ラックギア
９ｄ エアシリンダー
１０ ホイスト
１１、１２ ショックアブソーバー
１３、１４、１６ ストッパー
１５ シリンダー
Ｍ１、Ｍ２ モーター

Claims (8)

1. 搬送対象物を吊り下げて上下方向に昇降させる昇降機構と、
   前記昇降機構により吊り下げられた前記搬送対象物を任意の位置に水平移動させる水平移動機構と、
   前記昇降機構を、鉛直な回転軸を中心として水平方向に回転させることにより、前記搬送対象物の水平方向の向きを調整する回転機構と
   を備えていることを特徴とする搬送装置。
2. 前記昇降機構が、前記回転軸に取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記回転機構は、
   前記回転軸の外周に取付けられたピニオンギアと、
   前記ピニオンギアと噛合するラックギアと、
   前記ラックギアを水平方向に往復動させるラックギア駆動装置と
   を備えており、
   前記ラックギアを水平方向に往復動させることにより、前記ピニオンギアを介して、前記昇降機構に吊り下げられた前記搬送対象物を、前記回転軸を中心として水平方向に回転させるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の搬送装置。
4. 前記ラックギア駆動装置が、ロッドの先端に取付けられた前記ラックギアを水平方向に伸縮させるシリンダーであり、
   前記ラックギアの全長および前記ロッドが伸縮する長さが、前記ピニオンギアの外周長よりも長くなるように構成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の搬送装置。
5. 前記シリンダーが、エアシリンダー、油圧シリンダー、電動シリンダーの何れかであることを特徴とする請求項４に記載の搬送装置。
6. 前記回転機構が、前記搬送対象物の回転を所定の位置で停止させるストッパーを備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の搬送装置。
7. 前記昇降機構が、棒状の搬送対象物を横向きにした状態で吊り下げる機構であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の搬送装置。
8. 前記昇降機構、前記水平移動機構、および前記回転機構の動作の一部または全部を検出する検出装置が取付けられており、
   前記検出装置の検出結果に基づいて、前記昇降機構、前記水平移動機構、および前記回転機構の動作を制御して、
   前記搬送対象物の自動搬送を行うように構成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の搬送装置。

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