JP3225829B2 - 物品搬送装置 - Google Patents

物品搬送装置

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JP3225829B2 JP03935996A JP3935996A JP3225829B2 JP 3225829 B2 JP3225829 B2 JP 3225829B2 JP 03935996 A JP03935996 A JP 03935996A JP 3935996 A JP3935996 A JP 3935996A JP 3225829 B2 JP3225829 B2 JP 3225829B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スペース効率が向
上された、物品搬送装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の物品搬送装置には、つぎのタイプ
のものがある。 たとえば特開平6−183551号
公報に開示されているように、1つのアクチュエータに
より円弧運動にて搬送を実行する機構。そこでは、物品
の受取ポイントと渡しポイントの中心線上に回転中心を
設定し、その中心からアームを出し、アーム先端で物品
を搬送する。 ピックアンドプレイス方式と一般に呼
ばれる方法で、2つのアクチュエータにより搬送を実行
する機構。そこでは、物品をいったん持ち上げ、ついで
前方に搬送し、そして下方にセットする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の回転
方式では、広い占有スペースが必要になる。すなわち、
最低でも受取ポイントと渡しポイントの距離を直径とす
る円の領域が必要となる。これより円軌道で搬送しよう
とすれば、複数回数の円弧運動が必要となり、搬送のア
クチュエータが増えるとともに、搬送時間が長くなって
しまう。また、上記のピックアンドプレイス方式は信
頼性に劣る。アクチュエータが増えればそれにつれて故
障率、不具合も増える。また、上昇、前進、下降と3つ
の動作が必要なため、搬送時間が長い。本発明の主目的
は、占有スペースが小さい物品搬送装置を提供すること
にある。また、本発明の副目的は、故障、不具合の発生
を少なくできる物品搬送装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 (1) サンギアと、該サンギアの中心を回転中心とし
て該サンギアに対して回転可能に支持されたアームと、
該アームに回転可能に支持され前記サンギアにかみ合わ
されたアイドルギアと、前記アームに回転可能に支持さ
れ前記アイドルギアにかみ合わされた遊星ギアと、を含
む、互いに併設された少なくとも2つのユニットと、
れぞれのユニットの前記遊星ギアに該遊星ギアの回転中
心からオフセットされた点で回転可能に連結され、前記
それぞれのユニットの前記遊星ギアを連結し、前記それ
ぞれのユニットの前記アームが互いに平行を保って回転
する時に姿勢 を維持したまま楕円軌跡を描いて移動する
トランスファアームと、 前記それぞれのユニットのアー
ムを同期させて回転駆動する1つのアーム駆動手段と、
を有している物品搬送装置。 (2) 前記サンギアが固定されており、かつ前記サン
ギアと前記遊星ギアのギア比が2:1である(1)記載
の物品搬送装置。 (3) 前記サンギアと前記遊星ギアのギア比が1:1
で、かつ前記アームの回転に同期して前記サンギアを前
記アームの回転方向と逆方向に回転させるサンギア駆動
手段をさらに有する(1)記載の物品搬送装置。
【0005】上記(1)の装置では、アーム駆動手段に
よってアームを回転させると、トランスファアームの遊
星ギアとの連結点は楕円軌跡を描く。したがって、トラ
ンスファアームの動く領域、したがって物品搬送に必要
な領域は、連結点が円形規制を描く場合にくらべて小と
なり、物品搬送装置の占有スペースが小で済む。また、
それぞれのユニットのアームを平行にして回転させるの
でトランスファアームは同じ姿勢、たとえば水平姿勢、
を維持したまま楕円軌道をえがく。したがって、物品搬
送装置の占有スペースが小で済み、しかも搬送時に物品
の落下などがない。複数のユニットを設けても、アーム
駆動手段は1つであり、故障、不具合の発生の増加が防
止される。上記(2)の装置では、サンギアを固定し、
かつサンギアと遊星ギアのギア比を2:1としたので、
トランスファアームの遊星ギアとの連結点の軌跡は、物
品搬送方向を長径としそれと直角方向につぶれた楕円と
なり、物品搬送方向と直角の方向に占有スペースが小と
なる。上記(3)の装置では、サンギアと遊星ギアのギ
ア比を1:1とし、かつアームの回転に同期してサンギ
アをアームの回転方向と逆方向に回転させても、上記
(2)の装置におけると同じ連結点の軌跡が得られる。
ただし、サンギアの回転駆動手段分、駆動手段が増え
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の望ましい実施例に係る物
品搬送装置を、図1〜図8を参照して、説明する。ま
ず、装置の構成を説明する。図1および図2に示すよう
に、サンギア1がシャフト2を介してハウジング3に支
持されている。ハウジング3は、ベース4に組み付けら
れ、このベース4が設備(図示せず)に組み付けられ
る。また、コラム5が、シャフト2まわりに回転可能
に、ベアリングを介して組み付けられており、このコラ
ム5にアーム6が、コラム5と一体的にシャフト2まわ
りに回転するように、取り付けられている。また、コラ
ム5には、ウォームホイール13がコラム5と一体的に
回転するように固定されており、ウォームホイール13
は、図3に示すように、ウォーム14とかみ合う。ウォ
ーム14はシャフト15を介してモータM(アーム駆動
手段)と連結され、モータMによって回転駆動され、ウ
ォーム14が回転されるとアーム6が回転される。
【0007】アーム6には、シャフト7を介してアイド
ルギア8が、シャフト7まわりに回転可能に、組み付け
られており、シャフト9を介して遊星ギア10が、シャ
フト9まわりに、回転可能に組み付けられている。遊星
ギア10には、シャフト11を介してトランスファアー
12が、シャフト11まわりに回転可能に、組み付け
られている。トランスファアーム12は、それ自体が、
あるいは、図示例のようにブラケット17、ブラケット
19およびジグ18を介して、物品Wを載せあるいは支
持して、物品Wを物品受け取りポイントから渡しポイン
トまで搬送する。
【0008】図示例では、サンギア1、コラム5、アー
ム6、アイドルギア8、遊星ギア10、トランスファ
ーム12、を含むユニットが少なくとも2組(図示例は
2組の場合を示す)設けられている。また、シャフト1
6を介して両ウォーム14が連結され、トランスファ
ーム12を介して両シャフト11が連結されて、平行リ
ンクとしての機能を果たしており、その結果、両ユニッ
トのアーム6は平行である。ユニットが複数設けられて
も、アーム6を回転させるモータM(アーム駆動手段)
は1つである。図示例では、サンギア1、コラム5、ア
ーム6、アイドルギア8、遊星ギア10、トランスファ
アーム12、を含むユニットが2組設けられた場合を示
しているが、1組で搬送を実施することも可能である。
また、モータMの駆動力の伝達手段はウォーム14を用
いた場合を示したが、ギア、ベルトなどの他の手段を用
いてもよい。
【0009】図1、図2の例では、サンギア1は回転不
能に、シャフト2を介してハウジング3に固定されてお
り、かつ、サンギア1と遊星ギアのギア比(サンギア1
と遊星ギアのピッチ円の半径の比と同じ)は、2:1と
してある。この場合は、サンギア1が固定されているた
め、アイドルギア8と遊星ギア10が回転する。
【0010】図4〜図6に示すように、アーム6が時計
まわりに回転すると、アイドルギア8も時計まわりに回
転し、遊星ギア10は反時計まわりに回転する。そし
て、サンギア1と遊星ギア10の半径の比が2:1であ
るため、アーム6が1回転すると、遊星ギア10も1回
転する。ここで、サンギア1の半径を2r,したがって
遊星ギア10の半径をr,サンギア1と遊星ギア10の
中心間距離を3r+a、遊星ギア10とシャフト11の
オフセット距離をbとすれば、シャフト11の中心は長
径が8r+2a+2b、短径が4r+2a−2bの楕円
軌道K(図4、図5に破線で示す)を描く。トランスフ
アーム12はシャフト11と共に動くので、トランス
ファアーム12およびジグ18も同じ楕円軌道K1、K
2(図1に示す)を描く。
【0011】r、a、bといったパラメータは、搬送距
離(遠地点A1から遠地点A2に搬送するならば8r+
2a+2b)を一定値にする範囲内で自由に選択でき、
これにより楕円の偏平率(短径/長径)を任意の値に設
定することができる。すなわち、ワークW、ジグ18、
ブラケット17、19などが通過する物理的スペースを
任意に設定することができる。
【0012】図8(図1〜図6の実施例とは別の実施
例)に示すように、サンギア1を回転可能とし、サンギ
ア1と遊星ギア10のギア比(サンギア1と遊星ギア1
0の半径比に同じ)を1:1とし、サンギア1を回転さ
せるとともに、アイドルギア8と遊星ギア10を反対方
向に同じ角度だけ回転させても、楕円軌道Kは得られ
る。ただし、アーム6とサンギア1を逆方向に同じ量だ
け回転させる機構が必要になるので、図1〜図6に示し
た機構に比べて機構が若干複雑になる。
【0013】つぎに、作用を説明する。搬送距離(遠地
点A1から遠地点A2に搬送するならば8r+2a+2
b)を一定値の条件の下で、楕円軌道Kの偏平率{(4
r+2a−2b)/(8r+2a+2b)}を所望の値
に設定する。これによって、装置の部材の動きも考慮し
た占有スペースが、従来の円弧方式や、ピックアンドプ
レイス方式(上昇、前進、下降方式)にくらべて、物品
搬送方向(A1からA2に向かう方向)と直角方向に縮
小される。また、この装置で使用するアクチュエータ
(モータM)は、ユニットが複数であっても、1つでよ
い。従来のピックアンドプレイス方式では、上昇、前進
に対して各々アクチュエータが必要であるが、本発明実
施例では1つのアクチュエータで済む。これによって、
アクチュエータの数が減少した分、故障や不具合の発生
も少なくなり、装置の機構的な信頼性が向上する。ま
た、アクチュエータの1回の回転動作だけで搬送ができ
るため、ピックアンドプレイス方式におけるような余分
な待ち時間がなく、搬送時間が短縮されている。
【0014】また、特別な制御を加えることなく、ワー
クWの受け取り、および渡し時に減速されるため、高速
で稼働させてもワークWの受け取り不良、セッティング
不良、落下といった不具合が起こりにくい。トランスフ
ァアーム12、ジグ18が、遠地点(楕円の中心から離
れた点の意味)で低速で動き、近地点で高速で動く理由
は、サンギア1と遊星ギア10が互いに反対向きに回転
するためである。さらに詳しく説明すると、図6(本発
明実施例の場合)に、本発明装置による楕円軌道Kとア
ーム6を10°ごとに停止させたときのシャフト11中
心の軌跡T(黒丸で示す)を示す。また、図7(比較
例)には、図6と同じ楕円と中心軸を10°ごとに回転
させたときの交点の軌跡E(黒丸で示す)を示す。図6
と図7の比較から明らかなように、図6では、遠地点付
近が密に、また近地点付近が疎になっているが、図7で
は逆に、遠地点付近が疎に、また近地点付近が密になっ
ている。すなわち、本発明実施例装置では、トランスフ
ァアーム12、ジグ18が、遠地点で低速で動き、近地
点で高速に動く。また、遠地点での速度は鉛直成分のみ
をもち、水平成分をもたないので、ワークWの受け渡し
も、信頼性が高くなる。
【0015】
【発明の効果】請求項1、請求項2、請求項3のいずれ
か1つによれば、サンギア、アイドルギア、遊星ギアを
もつ機構で、トランスファアームを動かすので、トラン
スファアームは楕円軌跡を描き、物品搬送装置の占有ス
ペースが小で済む。請求項によれば、上記の効果に加
えて、それぞれのユニットのアームを平行にして回転さ
せるのでトランスファアームは同じ姿勢、たとえば水平
姿勢、を維持したまま楕円軌道をえがく。したがって、
物品搬送時に物品の落下などがない。複数のユニットを
設けても、アーム駆動手段は1つであり、故障、不具合
の発生の増加が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の物品搬送装置の正面図である。
【図2】図1の装置の側面図である。
【図3】図1のベ装置のウォームとその近傍の正面図で
ある。
【図4】図1の装置で、シャフト11が楕円軌道(とく
に短径)を描く原理を示す、各ギアの位置関係を示す正
面図である。
【図5】図1の装置で、シャフト11が楕円軌道(とく
に長径)を描く原理を示す、各ギアの位置関係を示す正
面図である。
【図6】図1装置で、楕円軌道の遠地点で速度が減速さ
れる原理を示す、楕円軌道の正面図である。
【図7】図6に対する比較例で、遠地点で速度が増速さ
れる原理を示す、楕円軌道の正面図である。
【図8】本発明の、図1とは別の実施例に係る、楕円軌
道を描く原理を示す、各ギアの位置関係を示す正面図で
ある。
【符号の説明】
1 サンギア 2、7、9、11、15、16 シャフト 3 ハウジング 4 ベース 5 コラム 6 アーム 8 アイドルギア 10 遊星ギア 12 トランスファアーム 13 ウォームホイール 14 ウォーム 17 ブラケット 18 ジグ 19 ブラケット M モータ W ワーク(物品) K、K1,K2 楕円軌道 A1、A2 遠地点

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンギアと、該サンギアの中心を回転中
    心として該サンギアに対して回転可能に支持されたアー
    ムと、該アームに回転可能に支持され前記サンギアにか
    み合わされたアイドルギアと、前記アームに回転可能に
    支持され前記アイドルギアにかみ合わされた遊星ギア
    と、を含む、互いに併設された少なくとも2つのユニッ
    トと、 それぞれのユニットの前記遊星ギアに該遊星ギアの回転
    中心からオフセットされた点で回転可能に連結され、前
    記それぞれのユニットの前記遊星ギアを連結し、前記そ
    れぞれのユニットの前記アームが互いに平行を保って回
    転する時に姿勢を維持したまま楕円軌跡を描いて移動す
    るトランスファアームと、 前記それぞれのユニットのアームを同期させて回転駆動
    する1つのアーム駆動手段と、 を有している 物品搬送装置。
  2. 【請求項2】 前記サンギアが固定されており、かつ前
    記サンギアと前記遊星ギアのギア比が2:1である請求
    項1記載の物品搬送装置。
  3. 【請求項3】 前記サンギアと前記遊星ギアのギア比が
    1:1で、かつ前記アームの回転に同期して前記サンギ
    アを前記アームの回転方向と逆方向に回転させるサンギ
    ア駆動手段をさらに有する請求項1記載の物品搬送装
    置。
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