JP4330862B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送物を一定方向に搬送するための搬送装置に関するもので、特にシャフトドライブ式と呼ばれる搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シャフトドライブ式の搬送装置は、回転する回転軸の外周に走行ローラを傾斜状態で摺接させ、その際の摩擦分力で走行ローラに回転軸の軸心方向への推進力を作用させるものである。この搬送装置としては、例えば実公昭63-15086号公報に記載されたものが公知である（特許文献１）。これは、搬送台車に被動ローラを回転自在に設け、この被動ローラを駆動用回転軸の左右両側方に圧接させたもので、被動ローラを傾けて回転軸と斜交させることにより、被動ローラに推進力を与えて搬送台車を回転軸方向に走行させるものである。
【０００３】
【特許文献１】
実公昭６３−１５０８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報記載の構造では、回転軸の半径方向と平行の揺動軸を中心として被動ローラを揺動させる構造が開示されている。このように被動ローラを揺動させて回転軸との間の斜交角度を変更することにより、推進力が変化するために搬送台車の走行速度を変更することが可能となる。
【０００５】
しかしながら、当該公報記載の装置では、その第８図に図示されるように、揺動軸は、被動ローラと回転軸外周との接触部よりも上方に配置されている。この場合、図８に示すように、被動ローラＡ１、Ａ２が回転軸Ｒから受ける摩擦力Ｆ１、Ｆ２は、揺動軸Ｏに対して上下左右にずれた位置に作用する。従って、搬送台車の走行中、被動ローラＡ１、Ａ２の揺動軸Ｏ回りにはモーメント荷重が作用し、しかも接触部Ｃ１、Ｃ２の位置（被動ローラ上の回転軸との接触位置）が被動ローラＡ１、Ａ２の揺動運動によって変化するため、このモーメント荷重の大きさも速度変更に伴って変化することになる。そのため、上記構造では、搬送台車の走行安定性が低下すると考えられる。
【０００６】
また、上記公報記載の装置では、回転軸Ｒの左右両側（軸心を挟んだ両側）に被動ローラＡ１、Ａ２を配置しているが、この場合、図８に示す手前側の被動ローラＡ１（実線で示す）に作用する摩擦力Ｆ１と、奥側の被動ローラＡ２（破線で示す）に作用する摩擦力Ｆ２は逆向きとなる。従って、搬送台車の走行中は、一方の被動ローラ（図示例では手前側のローラＡ１）が図示の状態から斜交角を減じる方向（増速方向）に揺動しようとするのに対し、他方の被動ローラＡ２は斜交角が増す方向（減速方向）に揺動しようとする（逆揺動）。この点も走行ローラの走行安定性を害する要因となる。
【０００７】
さらには、上記公報記載装置では、被動ローラを回転軸の側方に配置している関係上、十分なフリクションを得るべく、ばねの弾性力で被動ローラを回転軸外周に押し当てているが、当該公報の第３図からも明らかなように、この弾性力は揺動軸と同軸上、すなわち接触部に対して上下にずれた位置に作用している。従って、この弾性力により生じるフリクションも被動ローラＡ１、Ａ２の揺動による接触部Ｃ１、Ｃ２の位置変動に伴って変化することとなり、この点も走行ローラ３５の走行安定性を害する要因となる。
【０００８】
以上の点に鑑み、本発明は、高い走行安定性を備え、かつスムーズで確実な速度調節を可能としたシャフトドライブ式の搬送装置の提供を目的とする。
【０００９】
上記目的の達成のため、本発明にかかる搬送装置は、回転駆動される回転軸と、回転軸の軸心方向に走行可能に支持されたキャリアと、回転軸の外周との摺接で自転可能に配置され、回転軸の半径方向に延びる水平方向の揺動軸を中心として揺動可能であり、かつ揺動軸の延長線上に回転軸外周との接触部を有する走行ローラとを具備し、キャリアに、回転軸の軸方向に離隔した複数の走行ローラと、各走行ローラの揺動軸を中心として各走行ローラと共に揺動可能の複数の回動部材とを設け、各走行ローラを回転軸の一側方のみに配置し、かつ各走行ローラを、回転軸の軸心方向に延びた水平リンクと、一端を水平リンクに枢着し、他端を回動部材に枢着した揺動リンクとからなるリンク機構で連結して同期揺動可能とし、水平リンクの先端をストッパと係合可能にしたことを特徴とするものである。
【００１０】
このように走行ローラを回転軸の側方に配置することで、従来から存在する、回転軸の上方に走行ローラを配置した構成のようにキャリアの荷重が直接的に回転軸に作用することはなく、回転軸と走行ローラとの接触部におけるフリクションが、被搬送物の重量とは無関係にほぼ一定となる。そのため、一つのキャリアに複数の走行ローラを設置する場合において、アンバランス荷重により各走行ローラの荷重に差が生じた場合でも、フリクションのばらつきを抑えてキャリアを安定して走行させることができる。
【００１１】
特に本発明では、揺動軸の延長線上に走行ローラと回転軸外周との接触部を設けているので、接触部の摩擦力が走行ローラに対してモーメント荷重として作用することはない。また、走行ローラの揺動軸を中心とする揺動運動（姿勢変更）によっても走行ローラ上における回転軸との接触部の位置が変動することはなく、常時揺動軸の延長線上に位置する。従って、接触部におけるフリクションを安定させることができ、走行安定性の向上や速度調整の円滑化を図ることができる。また、モーメント荷重が作用しないのであるから、回転軸の両側方に走行ローラを配置した場合でも、逆向きの摩擦力Ｆ１、Ｆ２による逆揺動の問題を回避することができ、走行安定性の向上を図ることができる。
【００１２】
キャリアに設けた複数の走行ローラは、回転軸の一側方のみに配置する。複数の走行ローラを回転軸の両側方に配置した場合、両走行ローラを同期揺動させる機構が必要となり、構造が複雑化する他、荷重による回転軸の歪等に起因して両走行ローラに作用するフリクションが不均一になる等の懸念があるが、一側方のみに配置するのであれば、この種の問題を回避することができる。
【００１３】
走行ローラを、回転軸に向けて（軸心側に向けて）弾性的に押圧すれば、走行ローラと回転軸との間に確実にフリクションを作用させることができ、走行ローラ、さらにはキャリアに安定した推進力を作用させることができる。この場合、フリクションの値は、走行ローラを弾性的に押圧する部材（弾性部材）の押圧力によって定まり、キャリア上の荷重の大きさとは無関係となる。また、上述のように走行ローラを揺動させても、走行ローラ上での回転軸外周に対する接触部の位置が不動であるので、走行ローラの姿勢を問わず、弾性力によるフリクションを一定値に保持することができる。以上から、より高い走行安定性を得ることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる搬送装置の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、上記搬送装置１を含む搬送ラインの全体構成を示す斜視図である。図示のように、この実施形態では、一例として上下二段に同じ構成の搬送装置１を配設した搬送ラインを例示している。
【００１６】
この搬送装置１は、被搬送物を搬送するキャリアとしてのパレット３と、パレット３の走行を案内するガイド機構５と、パレット３を搬送方向に駆動する駆動機構７とを主要な構成要素とするものである。この実施形態の搬送装置１では、パレット３は図１の図面右側から左側に向けて順次搬送される。
【００１７】
図２および図３に示すように、ガイド機構５は、水平面上で搬送方向（紙面鉛直方向）と直交する方向に離隔形成された水平ガイド面９と、垂直面上に形成された垂直ガイド面１１とを有する。水平ガイド面９および垂直ガイド面１１は、それぞれパレット３の搬送方向に沿って連続形成されている。本実施形態では、水平ガイド面９をパレット３の両側部の直下に平行配置した一対のレール部材１３，１３の内側対向面に形成し、垂直ガイド面１１を一方のレール部材１３の近傍に設けられた帯板状の案内部材１５の表裏に形成した場合を例示している。
【００１８】
パレット３の下面両側部には、水平方向に回転軸を有する転動ローラ１７が回転自在に取付けられている。この転動ローラ１７が水平ガイド面９上を転動することにより、パレット３が搬送方向に走行可能となる。また、パレット３の下部には、垂直方向の回転軸を有する二つの転動ローラ１９が回転自在に取付けられており、この転動ローラ１９が案内部材１５の垂直ガイド面１１を転動することにより、パレット３が搬送方向に案内される。これら水平ガイド面９、垂直ガイド面１１、および転動ローラ１７，１９によってパレット３を搬送方向に案内するガイド機構５が構成される。
【００１９】
図４に示すように、駆動機構７は、パレット３側に設けられた被動部２１と、静止側の部材、例えば一方のレール部材１３に回転自在に支持された回転軸２３とで構成される。回転軸２３は、搬送方向と平行の軸心Ｏ１を有するローラ状をなし、適当なジョイントを用いて複数本を直列に結合することにより、搬送行程の全長にわたって配設されている。この回転軸２３は、モータ等の回転駆動源２５によって回転駆動される（図１および図２参照）。
【００２０】
被動部２１は、一つのパレット毎に、搬送方向に離隔させて二つ設けられ、これら二つの被動部２１，２１は後述するようにリンク機構２７を介して連結されている。二つの被動部２１は、共通の構成を有する。すなわち、図５（ａ）（ｂ）および図６に示すように、被動部２１は、パレット３に取付けられる基部２９と、水平方向でかつ回転軸２３の半径方向に延びる揺動軸Ｏ２を中心として基部２９に回転可能に支持された回動部材３１と、回動部材３１と共に回転可能の走行ローラ３５と、走行ローラ３５を回転軸２３の外周面に押し付けるための弾性部材３７とを具備する。
【００２１】
走行ローラ３５は、回転軸２３の外周面上で転動可能の要素で、例えば転がり軸受で構成される。走行ローラ３５の支軸３９は、回動部材３１の内周に固定された円筒部材３３に取付けられ、これにより走行ローラ３５は回動部材３１の揺動軸Ｏ２を中心として回転（揺動）可能となる。この回転に伴い、走行ローラ３５の軸心Ｏ３は、回転軸２３の側方に位置する仮想垂直面上で揺動する。走行ローラ３５は、回転軸２３の側方に配置され、図７の実線で示すように、走行ローラ３５の軸心Ｏ３が回転軸２３の軸心Ｏ３と平行となった時（図６に示す状態）、両軸心Ｏ１，Ｏ３および揺動軸Ｏ２は同一水平面上にある。
【００２２】
図６に示す状態では、走行ローラ３５は回転軸外周に対して線接触し、その接触部は上記水平面上にある。後述のように走行ローラ３５を図６の状態から揺動させてその姿勢を変化させた場合、両者の接触状態は点接触に移行するが、この時の接触部は常時揺動軸Ｏ２の延長線上にある。従って、走行ローラ３５と回転軸２３の接触部は、走行ローラ３５の姿勢を問わず揺動軸Ｏ２の延長線上に存在する。
【００２３】
ばね等からなる弾性部材３７は、圧縮状態でかつ揺動軸Ｏ２と同軸状態で円筒部材３３の内周に収容されており、一端が回転部材３１で支持され、他端が鋼球３８、ボルト４０、およびコ字型の連結部材４１を介して基部２９で支持されている。これより弾性部材３７がパレット３と走行ローラ３５との間に圧縮状態で介装された状態となり、走行ローラ３５が回転軸２３の外周面に所定の加圧力で押し付けられる。この加圧力の大きさは、パレット３上に載せられた被搬送物の重量とは無関係であり、弾性部材３７の弾性力に応じたほぼ一定の値となる。
【００２４】
この構成において、回動部材３１を揺動軸Ｏ２を中心として正方向あるいは逆方向に回転させると、走行ローラ３５の軸心Ｏ３が垂直面上で回転（揺動）し、図７に二点鎖線で示すように走行ローラ３５の軸心Ｏ３が、回転軸２３の軸心Ｏ１に対して傾斜した状態となる。このように両軸心Ｏ１，Ｏ３が傾斜状態にあるときは、走行ローラ３５が回転軸２３との摺接による摩擦力で回転駆動されると共に、走行ローラ３５が回転軸２３の軸心Ｏ１方向の分力（推進力）を受け、この推進力によってパレット３はガイド機構５に案内されながら回転軸２３の軸心Ｏ１方向に直線的に走行する。
【００２５】
この時、図７に示すように、軸心Ｏ１に対する走行ローラ３５の軸心Ｏ３の角度α（斜交角）が４５°である時、走行ローラ３５に作用する推進力が最大となり、パレット３が最高速度で走行（前進）する。一方、αがこれよりも小さいと、推進力が低下し、特に実線で示すα＝０°の時には、走行ローラ３５が回転軸２３の外周を空回りするだけとなり、推進力も０となってパレット３が静止する。この場合、回転軸２３を停止させる必要はなく、回転軸２３を回転させたままでもパレット３を静止させることができる。従って、複数のパレット３が設置されている場合でも、個々のパレット３ごとに走行状態と停止状態とを独立して切換えることができる。また、走行ローラ３５の傾斜方向を逆向きにすれば、走行ローラ３５に逆向きの推進力が付与されるので、回転軸２３を逆回転させなくてもパレット３を反対方向に走行（後退）させることができる。
【００２６】
本発明では、上述のように走行ローラ３５が回転軸２３の側方に配置されているため、回転軸２３の上方に走行ローラを配置した構成のように、パレット３の荷重が走行ローラ３５と回転軸２３との接触部に直接作用することはない。従って、接触部でのフリクションを弾性部材３７の弾性力に応じた一定値とすることができ、パレット３を安定して搬送することが可能となる。特に、前後の被動部２１でパレット３から加わる荷重の大きさにばらつきがある場合でも接触部でのフリクションが一定値に保たれるため、より安定してパレット３を走行させることが可能となる。
【００２７】
二つの被動部２１は、上述の通りリンク機構２７を介して連結される。リンク機構２７は、回転軸２３の軸心Ｏ１方向にスライド可能に支持された水平リンク４３と、一端を回動部材３１に、他端を水平リンク４３にそれぞれ回転可能に枢着した二つの揺動リンク４５とで構成される。水平リンク４３は、図示しない弾性部材によって搬送方向下流側（図４において図面左側）に付勢されている。パレット３の走行中は、水平リンク４３に作用する弾圧力によって回動部材３１が図５に示す垂直姿勢に保持され、走行ローラ３５は図７に二点鎖線で示す傾斜状態に保持される。
【００２８】
パレット３の停止は、例えば搬送路上に突出させたストッパをパレット３に係合させることにより行うことができるが、ストッパとパレット３との係合中は、走行ローラ３５が推進力を受けた状態に保持されるから、ストッパにストレスが作用し、かつ走行ローラ３５と回転軸２３との接触部で摩耗が進行する点が問題となる。この時、水平リンクの先端４７をストッパに係合させ、これに伴う押圧力で水平リンク４３を搬送方向上流側（図面右方）にスライドさせて回動部材３１を回転させ、走行ローラ３５を回転軸２３と平行に姿勢変化させるようにすれば、ストッパとの係合と同時に推進力を自動的に消滅させることができ、上記不具合を解消することができる。
【００２９】
本発明装置では、上記のように走行ローラ３５と回転軸２３との接触部が走行ローラ３５の揺動姿勢を問わず、揺動軸Ｏ２の延長線上に存在する。従って、従来装置のように接触部の摩擦力が走行ローラ３５に対してモーメント荷重として作用することはなく、接触部におけるフリクションを安定させることができ、走行安定性の向上や速度調整の円滑化を図ることができる。また、弾性部材３７の弾性力は揺動軸Ｏ２と同軸状態で定位置の接触部に作用するので、弾性力により生じるフリクションも走行ローラ３５の姿勢を問わず一定値となり、これより高い走行安定性が得られる。
【００３０】
なお、以上の説明では、一つのパレット３の前後二箇所に走行ローラ３５を配置した場合を例示したが、走行ローラ３５の設置位置は任意であり、例えば各パレットの三箇所以上に設置してフリクションの増大を図ることも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、走行ローラと回転軸との間のフリクションを一定の値にすることができ、このフリクションの大きさは、被搬送物の重量バランスや走行ローラの姿勢とは無関係となる。従って、キャリアを安定して走行させることが可能となり、また、速度調整もスムーズかつ確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる搬送装置を含む搬送ラインの全体構成を示す斜視図である。
【図２】上記搬送ラインの正面図である。
【図３】図2中の要部の拡大図である。
【図４】駆動機構の斜視図である。
【図５】被動部を正逆両方向から見た斜視図である。
【図６】被動部の断面図である。
【図７】回転軸と走行ローラの位置関係を示す側面図である。
【図８】従来装置における摩擦力の作用状態を説明する側面図である。
【符号の説明】
１ 搬送装置
３ パレット（キャリア）
５ ガイド機構
７ 駆動機構
９ 水平ガイド面
１１ 垂直ガイド面
１３ レール部材
１５ 案内部材
１７ 転動ローラ
１９ 転動ローラ
２１ 被動部
２３ 回転軸
２５ 回転駆動源
２７ リンク機構
２９ 基部
３１ 回動部材
３３ 円筒部材
３５ 走行ローラ
Ｏ１ 軸心（回転軸）
Ｏ２ 揺動軸
Ｏ３ 軸心（走行ローラ）

Claims (2)

1. 回転駆動される回転軸と、
   回転軸の軸心方向に走行可能に支持されたキャリアと、
   回転軸の外周との摺接で自転可能に配置され、回転軸の半径方向に延びる水平方向の揺動軸を中心として揺動可能であり、かつ揺動軸の延長線上に回転軸外周との接触部を有する走行ローラとを具備し、
   キャリアに、回転軸の軸方向に離隔した複数の走行ローラと、各走行ローラの揺動軸を中心として各走行ローラと共に揺動可能の複数の回動部材とを設け、各走行ローラを回転軸の一側方のみに配置し、かつ各走行ローラを、回転軸の軸心方向に延びた水平リンクと、一端を水平リンクに枢着し、他端を回動部材に枢着した揺動リンクとからなるリンク機構で連結して同期揺動可能とし、水平リンクの先端をストッパと係合可能にしたことを特徴とする搬送装置。
2. 走行ローラを、回転軸に向けて弾圧的に押圧した請求項１記載の搬送装置。

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