JP2020138284A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送精度の低下を抑制することが可能な搬送装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る搬送装置１は、処理品Ｗを保持するフォーク１０と、フォーク１０の両側に対向して設けられ、フォーク１０を支持する一対の第１支持プレート１１ａと、一対の第１支持プレート１１ａの両側に対向して設けられ、第１支持プレート１１ａに対して相対移動する一対の第２支持プレート１１ｂと、第１支持プレート１１ａに、その進退方向に沿って間隔を空けて複数設けられる第１ローラ１３ａと、第２支持プレート１１ｂに設けられ、第１ローラ１３ａを支持する第１レール１２ａとを備える。第１ローラ１３ａと第１レール１２ａとの当接面の少なくとも一方は曲面で形成されて点接触する。【選択図】図４

Description

本発明は、搬送装置に関する。

特許文献１には、前室、加熱室、浸炭室、冷却室の間に、搬送室をそれぞれ設置した連続真空浸炭炉において、前段側の処理室から後段側の処理室へ処理品を搬送する搬送装置が開示されている。この搬送装置は、昇降駆動される基材部上に前後両方向に伸縮駆動されるテレスコピック型のアームを備えている。

特開２００９−１３２９８０号公報

特許文献１の搬送装置に用いられるテレスコピックアームでは、ベースアームに中間アームが長手方向に移動自在に支持され、この中間アームに上部アームが長手方向に移動自在に支持されている。中間アームのベースアームへの支持構造及び上部アームの中間アームへの支持構造は、相対移動する一方のアームにアーム長手方向に並設したローラにより、他方のアームを水平方向に移動自在に支持する構造である。

処理品は上部アーム上に保持され、上部アームが水平方向にスライド移動することで処理品が搬送される。このため、処理品の重量によっては、処理品を保持する上部アームの撓みが大きくなり、搬送精度の確保が困難となる。

特許文献１では、各処理室と搬送室との間には仕切り扉が設けられており、搬送装置の真空浸炭に起因する劣化や動作不良の発生を防止している。しかし、各処理室間に搬送室を設けるため、設備長が長くなる。

搬送室を設けない場合、熱膨張の影響を考慮して、ローラとレールとのクリアランスを大きくとる必要があり、搬送精度をよくすることが難しい。一方、クリアランスを小さくすると、搬送装置内で部品同士が接触し、故障の原因につながる。また、炉内や処理品の熱の影響により、搬送装置の耐久性が低くなるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、搬送精度の低下を抑制することが可能な搬送装置を提供することである。

本発明の一態様に係る搬送装置は、処理品を保持する保持部と、前記保持部の両側に対向して設けられ、前記保持部を支持する一対の第１支持プレートと、一対の前記第１支持プレートの両側に対向して設けられ、一対の前記第１支持プレートに対して相対移動する一対の第２支持プレートと、前記第１支持プレート及び前記第２支持プレートの一方に、その進退方向に間隔を空けて複数設けられるローラと、前記第１支持プレート及び前記第２支持プレートの他方に設けられ、前記ローラを支持するレールとを備え、前記ローラと前記レールとの当接面の少なくとも一方は曲面で形成されて点接触するものである。

本発明によれば、搬送精度の低下を抑制することが可能な搬送装置を提供することができる。

実施の形態１に係る搬送装置の上面図である。 図１の搬送装置をＡ側から見た図である。 図１の搬送装置をＢ側から見た図である。 図１の搬送装置の伸長状態を示す上面図である。 ローラとレールを拡大した図である。 図１の搬送装置の短縮状態を示す斜視図である。 図１の搬送装置を短縮状態から伸長状態へと移行する途中の状態を示す斜視図である。 図１の搬送装置の伸長状態を示す斜視図である。 実施の形態２に係る搬送装置の上面図である。 図８搬送装置の斜視図である。 ローラカバーが設けられた部位を拡大した図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図における同等の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

実施の形態に係る搬送装置は、例えば、バッチ式真空浸炭装置等の加熱処理を含む装置における処理品の搬送に好適に用いられる。実施の形態に係る搬送装置は、処理品を保持する保持部と、保持部の両側に対向して設けられ、保持部を支持する一対の第１支持プレートと、一対の第１支持プレートの両側に対向して設けられ、一対の第１支持プレートに対して相対移動する一対の第２支持プレートと、第１支持プレート及び第２支持プレートの一方に、その進退方向に間隔を空けて複数設けられるローラと、第１支持プレート及び第２支持プレートの他方に設けられ、ローラを支持するレールとを備え、ローラとレールとの当接面の少なくとも一方は曲面で形成されて点接触する。

このように、保持部は一対の第１支持プレートにより支持されるため、処理品を保持して伸長した場合であっても撓みの発生が小さく、搬送精度を確保することができる。また、ローラとレールとの当接面の少なくとも一方は曲面で形成されて点接触するため、熱の影響による搬送装置の劣化を抑制することができる。
以下、実施の形態に係る搬送装置の具体的な例について説明する。

実施の形態１．
実施の形態に係る搬送装置１の構成について、図面を参照して説明する。図１は、実施の形態１に係る搬送装置の上面図であり、図２、３は、図１の搬送装置をそれぞれＡ側、Ｂ側から見た図である。図４は、図１の搬送装置の伸長状態を示す上面図である。なお、図３においては、説明のため、他の部材により隠れて見えない部材についても図示している。

図１に示すように、搬送装置１は、４対の支持プレート（第１支持プレート１１ａ、第２支持プレート１１ｂ、第３支持プレート１１ｃ、第４支持プレート１１ｄ）による三段のテレスコピック構造を有する。搬送装置１は、処理品Ｗを保持する保持部であるフォーク１０を備える。フォーク１０の両側には、一対の第１支持プレート１１ａが対向して設けられている。フォーク１０と第１支持プレート１１ａとはボルトにより締結されている。従って、フォーク１０は第１支持プレート１１ａに支持され、一体的に移動可能である。

一対の第１支持プレート１１ａの両外側には、一対の第２支持プレート１１ｂが対向して設けられている。第２支持プレート１１ｂは、第１支持プレート１１ａに対して相対移動可能である。一対の第２支持プレート１１ｂの両外側には、一対の第３支持プレート１１ｃが対向して設けられている。また、一対の第３支持プレート１１ｃの両外側には、一対の第４支持プレート１１ｄが対向して設けられている。

第４支持プレート１１ｄは、駆動機構１５及び昇降ガイドロッド１６に接続されており、固定されている。第４支持プレート１１ｄは、第３支持プレート１１ｃを長手方向に移動自在に支持している。また、第３支持プレート１１ｃは、第２支持プレート１１ｂを長手方向に移動自在に支持している。さらに、第２支持プレート１１ｂは、第１支持プレート１１ａを長手方向に移動自在に支持している。

駆動機構１５により第１支持プレート１１ａ〜第３支持プレート１１ｃが連動して、図１に示す短縮状態から前方（図１中矢印Ｆ方向）に向かって水平移動することで、図４に示す伸長状態となる。搬送装置１が真空浸炭装置に用いられた場合、フォーク１０が処理品Ｗの底面を支承した状態で搬送装置１が伸長状態となることで、処理品Ｗが所定の位置に搬送される。また、第１支持プレート１１ａ〜第３支持プレート１１ｃが、伸長状態から後方（図１中矢印Ｂ方向）に引き戻されることで短縮状態に戻る。

図２、３に示すように、各第２支持プレート１１ｂには、各第１支持プレート１１ａに対向する面に上下２本の第１レール１２ａが水平方向に設けられている。各第１支持プレート１１ａには、上下２本の第１レール１２ａにそれぞれ対応する位置に、その進退方向に間隔を空けて第１ローラ１３ａが２つずつ設けられている。これらの第１ローラ１３ａは、第１レール１２ａに転触する。第１ローラ１３ａが正回転／逆回転することで、第１支持プレート１１ａは、第１レール１２ａに案内されて移動する。

また、各第２支持プレート１１ｂには、各第３支持プレート１１ｃに対向する面に、上下２本の第２レール１２ｂが配設されている。各第３支持プレート１１ｃには、上下２本の第２レール１２ｂにそれぞれ対応する位置に、その進退方向に間隔を空けて第２ローラ１３ｂが２つずつ設けられている。さらに、各第３支持プレート１１ｃには、各第４支持プレート１１ｄに対向する面に、上下２本の第３レール１２ｃが配設されている。各第４支持プレート１１ｄには、上下２本の第３レール１２ｃにそれぞれ対応する位置に、その進退方向に間隔を空けて第３ローラ１３ｃが２つずつ設けられている。なお、図１のＢ側から見ると、図３に示すように、第２ローラ１３ｂの位置と第３ローラ１３ｃの位置が一致している。

このように第４支持プレート１１ｄによる第３支持プレート１１ｃの支持構造、第３支持プレート１１ｃによる第２支持プレート１１ｂの支持構造、第２支持プレート１１ｂによる第１支持プレート１１ａの支持構造は、一方の支持プレートにレールを、他方の支持プレートにローラを設けて、長手方向に移動自在に支持する構造である。従って、例えば、上記の例とは逆に、第１支持プレート１１ａ側にレールを配設し、第２支持プレート１１ｂ側にローラを設けてもよい。

図２に示すように、第１支持プレート１１ａと第２支持プレート１１ｂとの間、第２支持プレート１１ｂと第３支持プレート１１ｃとの間、第３支持プレート１１ｃと第４支持プレート１１ｄとの間にはそれぞれ、第１ラックアンドピニオン１４ａ〜第３ラックアンドピニオン１４ｃが設けられている。駆動機構１５は駆動軸にギヤを有するモータを備えている。第３ラックアンドピニオン１４ｃは、モータの歯に噛合するピニオンと、ピニオンに噛合するラックとを含む。

モータにより第３ラックアンドピニオン１４ｃのピニオンを回転駆動することで、第３支持プレート１１ｃを前方に移動させることができる。なお、第２ラックアンドピニオン１４ｂ、第３ラックアンドピニオン１４ｃは、第３支持プレート１１ｃの移動に連動して第１支持プレート１１ａ、第２支持プレート１１ｂを移動させる構成を有する。各第４支持プレート１１ｄの後方及び中央部近傍には、それぞれ昇降ガイドロッド１６が設けられている。昇降ガイドロッド１６は図示しない昇降機構に連結されている。４対の支持プレートによるテレスコピック構造は、昇降機構により昇降駆動され、昇降ガイドロッド１６に沿って上下に案内される。

ここで、図４を参照して、搬送装置１におけるローラとレールの構成について説明する。図４は、代表して、第１レール１２ａと第１ローラ１３ａが接触する部位を拡大した図である。なお、他のレールとローラが接触する部位についても同様の構成である。図４に示すように、第１ローラ１３ａの第１レール１２ａとの当接面には、Ｖ字状の溝が形成されている。また、第１レール１２ａの第１ローラ１３ａとの当接面は曲面となっている。ここでは、第１レール１２ａの第１ローラ１３ａとの当接面は球面状に加工されている。従って、第１レール１２ａは、第１ローラ１３ａのＶ字状の溝を形成する２つの面にそれぞれ点接触する。すなわち、第１レール１２ａと第１ローラ１３ａとは２点で点接触する。

上記のローラ及びレールによるテレスコピック構造では、使用頻度が増すと高温化し、ローラ及び／又はレールが熱膨張して動かなくなる。また、搬送装置１が加熱室内に処理品Ｗを搬送する場合には、炉内の温度の影響による炉内や処理品の熱の影響により、搬送装置の耐久性が低くなる。これに対し、実施の形態１のように、ローラ又はレールの少なくとも一方の当接面を曲面として点接触させることで、安定したスライド動作を行うことができ、搬送装置１の耐久性を向上させることが可能となる。

ここで、図６〜８を参照して、処理品Ｗを搬送する際の搬送装置１の動作について説明する。図６は搬送装置の短縮状態を示し、図７は短縮状態から伸長状態へと移行する途中の状態を示し、図８は伸長状態を示している。処理品Ｗを受け取る際には、まず、駆動機構１５により、第１ラックアンドピニオン１４ａ〜第３ラックアンドピニオン１４ｃを用いてテレスコピック構造を伸長させる。すなわち、フォーク１０が処理品Ｗの下側に達するように、図６に示す状態から図８に示す状態へと各第１支持プレート１１ａ〜第３支持プレート１１ｃを移動させる。そして、昇降機構によりフォーク１０を含むテレスコピック構造全体を上昇させることで、フォーク１０上に処理品Ｗを保持する。その後、図８に示す状態から図６に示す状態へとテレスコピック構造を収縮させた後、フォーク１０を下降させる。

処理品Ｗを受け渡す際には、まず、昇降機構によりフォーク１０を含むテレスコピック構造全体を上昇させ、フォーク１０が所定の移載位置まで達するように、テレスコピック構造を伸長させる。そして、フォーク１０を下降させることで、所定の位置へと処理品Ｗを受け渡すことができる。処理品Ｗを受け渡した後には、テレスコピック構造を収縮させて図６に示す短縮状態へと戻すことで、処理品Ｗの搬送が完了する。

以上説明したように、実施の形態１によれば、フォーク１０は、両側に垂直に配置された一対の第１支持プレート１１ａにより支持されている。このため、処理品Ｗの重量によるフォーク１０の撓みを抑制でき、搬送精度を向上させることができる。また、ローラとレールとを点接触させることで、安定したスライド動作を行うことができる。また、ラックアンドピニオンの連結を解除し、伸縮するフォーク１０及びテレスコピック構造の全体を引き出すことができ、メンテナンス性を向上することも可能である。

実施の形態２．
例えば、搬送装置１が真空浸炭装置に用いられた場合、フォークを支持する支持プレートに設けられたローラの一部は加熱室内に進入するため、ローラが熱の影響を受ける。そこで、実施の形態２では、実施の形態の構成に加えて、ローラを覆うように、輻射熱を遮蔽するためのカバーを設ける。図９は実施の形態２に係る搬送装置１の上面図であり、図１０はその斜視図である。図１１は、ローラカバーが設けられた部位を拡大した図である。図１０においては、ローラカバー１７が設けられる部位を円で囲んでいる。

図９、１０に示すように、前方側（図中、Ｆ方向側）に配置される第１ローラ１３ａ及び第２ローラ１３ｂの一部はローラカバー１７で覆われている。ここでは、８つの第１ローラ１３ａと、前方側の４つの第２ローラ１３ｂがローラカバー１７で覆われている。図１１に示すように、ローラカバー１７は、第１ローラ１３ａと第１レール１２ａとが当接する面を除いた三方をコの字型に囲むように設けられている。ローラカバー１７としては、例えば、ＳＰＨＣやＳＳ４００などからなる金属プレートを用いることができる。なお、ローラカバー１７は、所定の耐熱性、機械的強度を有する材料であれば前述の材料に限定されない。

このように、実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加えて、輻射熱がローラに直接照射されるのを防止することができ、搬送精度を向上させるとともに、搬送装置１の耐久性を向上させることが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、ローラを球面形状とし、レールにＶ溝を形成することも可能である。また、ローラとレールの両方を球面に加工してもよい。

１ 搬送装置
１０ フォーク
１１ａ 第１支持プレート
１１ｂ 第２支持プレート
１１ｃ 第３支持プレート
１１ｄ 第４支持プレート
１２ａ 第１レール
１２ｂ 第２レール
１２ｃ 第３レール
１３ａ 第１ローラ
１３ｂ 第２ローラ
１３ｃ 第３ローラ
１４ａ 第１ラックアンドピニオン
１４ｂ 第２ラックアンドピニオン
１４ｃ 第３ラックアンドピニオン
１５ 駆動機構
１６ 昇降ガイドロッド
１７ ローラカバー
Ｗ 処理品

Claims (1)

1. 処理品を保持する保持部と、
   前記保持部の両側に対向して設けられ、前記保持部を支持する一対の第１支持プレートと、
   一対の前記第１支持プレートの両側に対向して設けられ、一対の前記第１支持プレートに対して相対移動する一対の第２支持プレートと、
   前記第１支持プレート及び前記第２支持プレートの一方に、その進退方向に間隔を空けて複数設けられるローラと、
   前記第１支持プレート及び前記第２支持プレートの他方に設けられ、前記ローラを支持するレールと、
   を備え、
   前記ローラと前記レールとの当接面の少なくとも一方は曲面で形成されて点接触する、
   搬送装置。

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