JP4835331B2

JP4835331B2 - 開閉扉を備える加工装置

Info

Publication number: JP4835331B2
Application number: JP2006238995A
Authority: JP
Inventors: 芳明近藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-09-04
Also published as: JP2008055588A

Description

本発明は、ワークを加工するための加工領域と該加工領域へのワークの搬入出口を開閉する扉とを備える加工装置に関するものである。

加工装置は、ワークに加工を施す加工領域を他の領域から遮蔽することを、例えば安全上の理由等の様々な理由から求められている。そして遮蔽された加工領域にワークを搬入しまたそこから搬出するための搬入出口が必要であるが、そのような搬入出口は、開閉可能な扉によって加工中は通常閉じられる。このような扉を有する加工装置の従来技術による例を図４に示す。この加工装置１００は、装置のケース１０１によって区画形成された加工領域１０２と、ワーク１０３を保持して搬送する搬送器１０４と、該搬送器１０４を往復直線移動させる図示しない直線駆動手段と、ワークの搬入出口１０５と、前記搬入出口１０５に設けられた扉１０６とを具備している。扉１０６は、その上端部に設けられた枢軸１０７を中心にして搬送器１０４の移動方向に揺動する構造となっており、移動する搬送器１０４が扉１０６に当接することによって上方へ回転せしめられ、搬送器１０４と扉１０６の当接がなくなると自重で元の位置に戻って搬入出口１０５を閉じるように構成されている。

図４の加工装置１００では、搬送器１０４の移動経路に沿って扉１０６が回転するので、ワーク１０３を加工する加工位置は、扉１０６の可動領域外に設けなければならずこのため進入口からかなり奥に設けられていた。ところで、搬送器の移動量を短縮することはワークの加工工程におけるサイクルタイムの短縮に直接的に繋がるが、図４の加工装置１００では搬送器１０４の移動量が大きくこれがサイクルタイムの短縮の障害になっていた。また加工装置の大型化を招くことにもなっていた。

一方、特許文献１にも開閉する扉を有する加工装置が記載されており、この装置は、ワークを焼入れするための焼入装置であり、加熱炉への搬入出口には上下にスライド移動する扉が設けられている。このような扉の場合は、扉の可動範囲とワークの移動経路とは重なることがないのでワークの加工位置は扉の可動範囲からの制約を受けることなく設定することが可能である。ところで、特許文献１の装置の扉を開閉するための扉開閉手段はシリンダ装置、スプロケット、及びチェーン等から構成されており、つまり扉専用の駆動手段（シリンダ装置）を必要とするものであるので、図４の従来例の装置のように搬送器１０４の移動運動を利用して扉を開閉するものと比較すると、設備コストを高めることとなる。

特開平９−２１７１１４号公報

本発明は、前述した従来技術の課題に鑑みてなされたもので、ワーク搬送器の移動量が短く、扉の開閉に専用のシリンダ等の駆動手段を必要としない、開閉扉付きの加工装置を提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、加工装置は、ワーク（２）を加工するための加工領域（１０）及び該加工領域（１０）へのワークの搬入出口（１１）を開閉する扉（３０）を備えるものであって、ワーク（２）を保持して搬送する搬送器（２０）と、ワーク（２）を加工領域（１０）に搬入及びそこから搬出するために、搬送器（２０）を所定のストロークの第１の直線運動で往復移動させる直線駆動手段（４０）と、扉（３０）を閉じるように扉（３０）に付勢力を作用させる付勢手段（５０）と、カム板（２４）とカムフォロア（６１）とからなるカム機構（６０）にして、直線駆動手段（４０）によって引き起こされる第１の直線運動を、該第１の直線運動の方向にほぼ直交する方向の第２の直線運動に変換するカム機構（６０）と、をさらに備え、扉（３０）が、第２の直線運動をするようにカム機構（６０）のカムフォロア（６１）に連結されていることを特徴としている。

これによれば、揺動式の従来技術の扉の場合のように扉の可動範囲が搬送器の移動経路に平行に重なることがないので、加工位置を扉に比較的近く設定することができ、その結果搬送器の移動ストロークを短縮できることから工程のサイクルタイムを短縮すること及び加工装置の小型化が可能になる。また、扉の開閉は、搬送器を直線移動させる直線駆動手段の発生する動力を利用するので、扉を開閉するための専用のシリンダ等の駆動源を必要としない。

請求項２に記載の発明では、カム板（２４）は、搬送器（２０）に備えられ、搬送器（２０）が所定のストロークを移動する間に、閉じていた扉（３０）が開いた後再び閉じるように形作られていることを特徴としている。これにより、搬送器の片道の移動運動の間に扉の開け閉めが行えるようになる。

請求項３に記載の発明では、扉（３０）が一対の扉（３０_R，３０_L）から構成され、該一対の扉（３０_R，３０_L）が互いに反対の向きに移動し、カム機構（６０）が、第１の直線運動を第２の直線運動と、該第２の直線運動に平行であるが反対向きの第３の直線運動とに変換するために、カム板（２４）がその移動方向に沿う縦軸線（Ａｘ）に関して概ね対称に形作られ、及びカムフォロア（６１）がカム板（２４）の縦軸線（Ａｘ）に関して概ね対称に配設された一対のカムフォロア（６１）から構成され、一対の扉（３０_R，３０_L）の一方の扉（３０_R）が第２の直線運動をするように一対のカムフォロア（６１）の一方のカムフォロア（６１）に連結され、一対の扉（３０_R，３０_L）の他方の扉（３０_L）が第３の直線運動をするように一対のカムフォロア（６１）の他方のカムフォロア（６１）に連結されることを特徴としている。

これにより、扉が開いたときの開口の幅を一枚扉の場合に比較して増やすことができ、またカム板にカムローラから作用する横方向の力が釣り合うこととなるのでカム板の支持が容易になる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

次に、本発明による加工装置の主要部の模式的な平面断面図である図１〜３を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。本実施例の加工装置１は、ワーク２を加工する加工領域１０と、ワーク２を保持して搬送する搬送器２０と、前記加工領域１０へワーク２を搬入しそこから搬出するための搬入出口１１を開閉する扉３０と、搬送器２０を所定のストロークの直線運動で往復移動させる直線駆動手段４０と、前記扉３０が閉じるようにそれに付勢力を作用させる付勢手段５０と、搬送器２０の直線運動をそれに直交する方向の直線運動に変換するカム板部２４及びカムフォロア６１からなるカム機構６０とを備え、それら構成要素は図１に示すように中心軸線Ａｘに対称に配設されている。

加工領域１０は装置ケース１２によって区画形成され、この加工領域内でワーク２の加工（本実施例ではカシメ加工）が行われる。なお、前記カシメ加工を行うためのカシメ加工ユニットが加工領域１０に配設されるが、図１〜３では図示していない。装置ケース１２の一つ（図１の下方）の側面には前記搬入出口１１が開口しており、この搬入出口１１は、図１に示すように扉３０によって通常は閉じられている。

本実施例では、扉３０は一対の扉即ち右扉３０_R及び左扉３０_Lから構成されており、前記右及び左扉３０_R，３０_Lは中心軸線Ａｘに直交する方向で互いに反対向きにスライド移動をして開閉するようにそれぞれの上端部及び下端部が図示しないガイド部材によって案内される構造となっている。前記右及び左扉３０_R，３０_Lにはそれぞれカムフォロア６１の後述する腕部材６２の一端が結合されている。また右及び左扉３０_R，３０_Lは、付勢手段５０から付勢力を受けて閉じている。前記付勢手段５０は本実施例では圧縮コイルスプリング５０であり、右及び左扉３０_R，３０_Lのそれぞれの外側の端部に力を与えるように配設されている。なお、付勢手段の付勢力を作用させる部位は前述の右及び左扉３０_R，３０_Lの外側の端部に限定されるものではなく例えばカムフォロア６１の腕部材６２でもよく、さらに付勢手段を圧縮コイルスプリング５０ではなく例えば引張コイルスプリング等から構成することも可能である。

本実施例では、ワーク２は六角柱状の部材で、加工装置の搬送器２０によって保持される。搬送器２０は、中心軸線Ａｘに対して対称であって、ワーク２を保持する部分であるコの字状のワーク保持部２１と基板２２とから形成され、（図１の下方の）基端側でワーク保持部２１と基板２２とが結合されている。基板２２は、ワーク保持部２１と結合する側の幅の狭い矩形部２３と、前記矩形部２３よりも幅が広く４つの斜辺２４ａ，ｂ及び幅を規定する対向する二つの側辺２４ｃを有する８角形のカム板部２４とを有している。なお、カム板部２４の前記各斜辺２４ａ，ｂはほぼ４５度に傾斜しているが、傾斜の角度はもちろん４５度に限定されるわけではなく、さらに直線ではなく湾曲していてもよい。

直線駆動手段４０は、本実施例では空気圧を利用するエアシリンダ４０であり、このエアシリンダのロッド４１が搬送器の基板２２に固定されている。したがって直線駆動手段４０は、搬送器２０を直線運動で往復移動させることができる。なお、直線駆動手段４０に例えば油圧シリンダ或いはモータ駆動式の直線移動ユニットを用いてもよい。

本実施例の加工装置のカム機構６０は、直線駆動手段４０により引き起こされる搬送器２０の直線運動を、それに直交する方向の直線運動に変換するもので、搬送器の基板２２のカム板部２４と、一対のカムフォロア６１とから構成される。一対のカムフォロア６１は、Ｌ字形の腕部材６２と、その腕部材６２の先端側にシャフト６３を介して連結されたカムローラ６４をそれぞれ具備しており、本実施例では中心軸線Ａｘに対して対称に配置されている。なお、カムローラ６４は前記シャフト６３を中心に回転することができる。一対の腕部材６２は、その下方の基端部がそれぞれ右扉３０_R及び左扉３０_Lに固定されていて、カム板部２４からカムローラ６４を介して斜め方向の力を受けても、各扉と共に横方向即ち中心軸線Ａｘに直交する方向で並進運動するように構成されている。

次に本実施例の加工装置１の作動の様態について説明する。まず、図１は、搬送器のワーク保持部２１が加工領域１０の外の投入位置にあってワーク２がワーク保持部２１に載置された状態を示している。このとき、右及び左扉３０_R，３０_Lは圧縮コイルスプリング５０の付勢力によって閉じられており、一対のカムローラ６４はカム板部２４の先端側の二つの斜辺２４ａにそれぞれ接している。

次に、直線駆動手段４０が搬送器２０を図の上方へ引くと、一対のカムローラ６４が前記斜辺２４ａに対して相対的に下方へ移動する間に、一対のカムフォロア６１の腕部材６２及び従って右及び左扉３０_R，３０_Lが互いに離間するように横方向に移動する。換言すると、搬送器（２０）の直線運動が、それに直交する右向き及び左向きの二つの直線運動に変換されることにより、右及び左扉３０_R，３０_Lが前述のとおり移動することとなる。図２は、ワーク２及びワーク保持部２１がちょうど右扉３０_Rと左扉３０_Lとの間を通過する状態を示しており、このとき一対のカムローラ６４はカム板部の側辺２４ｃにそれぞれ接し、右及び左扉３０_R，３０_Lは左右に最大限開いている。

次に、直線駆動手段４０が搬送器２０を更に図の上方へ引く間に、カム板部の側辺２４ｃに接していた一対のカムローラ６４がカム板部２４の基端側の斜辺２４ｂに接するようになると、右及び左扉３０_R，３０_Lは圧縮コイルスプリング５０からの付勢力を受けて閉じ始める。図３は、搬送器２０が最も上方の位置まで移動した状態を示しており、このときワーク２は加工位置に配置されると共に、一対のカムローラ６４の横方向の位置は図１のときのそれと同一であり従って右及び左扉３０_R，３０_Lも図１の場合と同様に閉じられている。このように、本実施例の加工装置１では、搬送器２０が所定のストロークを移動する間に、閉じていた扉３０が開いた後再び閉じるようにカム板部２４が形作られている。

ワーク２は、図３に示す加工位置に配置されると、図示しないカシメ加工ユニットによってカシメ加工が行われる。そして、カシメ加工が終わり、直線駆動手段４０が搬送器２０を図の下方に向けて移動させると、一対のカムローラ６４及び右及び左扉３０_R，３０_Lは前述の運動とは逆に運動して図３の状態から図２の状態を経て図１の状態にもどる。そしてワーク保持部２１からワーク２を取り出して１サイクルの加工が完了する。

本実施例の加工装置の扉３０は一対の右扉３０_R及び左扉３０_Lから構成されていたが、扉を１枚の扉とすることも容易に可能であり、さらには、扉の移動方向を本実施例のように横（水平）方向ではなく上下（鉛直）方向にすることもカム板部を鉛直に立てることで可能になる。

本発明による加工装置の主要部の模式的な平面断面図であって、ワークが加工領域の外にある状態を示している。図１と同様の平面断面図であるが、開いた扉をワークが通過している状態を示している。図１及び２と同様の平面断面図であるが、ワークが加工領域内に搬入された状態を示している。従来技術の加工装置の主要部の模式的な側面図である。

符号の説明

２ワーク
１０加工領域
１１搬入出口
２０搬送器
２１ワーク保持部
２４カム板部
３０扉
４０直線駆動手段
５０圧縮コイルスプリング
６１カムフォロア
６４カムローラ

Claims

ワーク（２）を加工するための加工領域（１０）及び該加工領域（１０）へのワークの搬入出口（１１）を開閉する扉（３０）を備える加工装置であって、
前記ワーク（２）を保持して搬送する搬送器（２０）と、
前記ワーク（２）を前記加工領域（１０）に搬入及びそこから搬出するために、前記搬送器（２０）を所定のストロークの第１の直線運動で往復移動させる直線駆動手段（４０）と、
前記扉（３０）を閉じるように扉（３０）に付勢力を作用させる付勢手段（５０）と、
カム板（２４）とカムフォロア（６１）とからなるカム機構（６０）にして、前記直線駆動手段（４０）によって引き起こされる第１の直線運動を、該第１の直線運動の方向にほぼ直交する方向の第２の直線運動に変換するカム機構（６０）と、をさらに備え、
前記扉（３０）が、前記第２の直線運動をするように前記カム機構（６０）のカムフォロア（６１）に連結されていることを特徴とする、扉を備える加工装置。
前記カム板（２４）は、前記搬送器（２０）に備えられ、前記搬送器（２０）が前記所定のストロークを移動する間に、閉じていた前記扉（３０）が開いた後再び閉じるように形作られていることを特徴とする請求項１に記載の、扉を備える加工装置。
前記扉（３０）が一対の扉（３０_R，３０_L）から構成され、該一対の扉（３０_R，３０_L）が互いに反対の向きに移動する請求項２に記載の、扉を備える加工装置であって、
前記カム機構（６０）が、前記第１の直線運動を前記第２の直線運動と、該第２の直線運動に平行であるが反対向きの第３の直線運動とに変換するために、
前記カム板（２４）がその移動方向に沿う縦軸線（Ａｘ）に関して概ね対称に形作られ、及び前記カムフォロア（６１）が前記カム板（２４）の縦軸線（Ａｘ）に関して概ね対称に配設された一対のカムフォロア（６１）から構成され、
前記一対の扉（３０_R，３０_L）の一方の扉（３０_R）が前記第２の直線運動をするように前記一対のカムフォロア（６１）の一方のカムフォロア（６１）に連結され、前記一対の扉（３０_R，３０_L）の他方の扉（３０_L）が前記第３の直線運動をするように前記一対のカムフォロア（６１）の他方のカムフォロア（６１）に連結されることを特徴とする、扉を備える加工装置。