JP4837386B2 - プレス装置用ローダ及びプレス装置システム - Google Patents

Description

本発明は、プレス装置に被加工物を送る及び／またはプレス装置から被加工物を取り出すプレス装置用ローダおよび、プレス装置システムに関する。

従来より、一回のプレスで複数枚の被加工材（樹脂フィルム等。加工後の成形品と併せて、以下「製品」という。）をプレス加工する、多段プレス装置が利用されている。この多段プレス装置は、上部プレス盤、少なくとも一枚の中間プレス盤、および下部プレス盤を有する。上部及び下部プレス盤は、それぞれ下面又は上面に１面のプレス面を有し、中間プレス盤は上下２面のプレス面を有する。各プレス盤は、プレス面を互いに並行かつ略水平にして、上下に積み重ねて配置されている。このプレス装置は次のように動作する。まず、プレス盤が積層方向に互いに間隔をあけて配置され、製品は下部プレス盤および中間プレス盤のプレス面上に載置される。次いで、プレス盤同士が近づく方向にプレス盤を駆動すると、やがて製品の上下両面が隣接するプレス盤の対向するプレス面に当接する（すなわち製品の上下にあるプレス盤に製品が挟まれる）。さらにプレス盤が駆動すると、製品に圧縮荷重が加わり、製品のプレス加工が行われる。次いで、プレス加工が完了した後、プレス盤同士が互いに離れる方向にプレス盤を駆動して、製品を多段プレス装置から取り出すことができるようにする。

また、この多段プレス装置と、後述のスタッカ及びローダによってプレス装置システムが構成される。スタッカはプレス加工前／後の製品を一時的に格納するものであり、ローダはスタッカと多段プレス装置との間の製品の搬送を担うものである。なお、このプレス装置システムによる一連の工程の間、製品は常に送り板（キャリアプレート）の上に載置されたままとなる。すなわち、製品は送り板上に載置された状態でスタッカに格納され、ローダにより搬送され、多段プレス機でプレス加工される。加工後も製品は送り板の上に載置されたまま、ローダにより搬送され、スタッカに再び格納される。

スタッカには、１回のプレスで加工される複数の製品が、多段プレス装置内に配置されるときと同じ相対的な位置関係をもって格納されるようになっている。スタッカは、略直方体形状の筐体と、筐体の内壁から内側に突出する支持アームとを有する。また、支持アームは、その先端から上方へ突出した爪部を備えている。送り板は、それぞれ複数の支持アーム（直接的には爪部）によって下方から支持された状態で、スタッカ内に格納されるようになっている。

更に、スタッカはベルトコンベア機構等の運搬機構と接続されている。プレス加工前の製品は、送り板の上に載置された状態で、このベルトコンベア機構を介して前工程よりスタッカに運搬され、次いで既知の機構によってスタッカ内に格納される。また、スタッカ内に格納されているプレス加工済の製品は、やはり送り板の上に載置された状態で、ベルトコンベア機構を介して後工程に運搬される。

次にローダの具体的な機能を説明する。ローダは、（１）まずスタッカの前に移動して、（２）格納時の位置関係を保ったままスタッカから製品を取り出し、（３）次いで、その位置関係を保って製品を積載した状態で多段プレス装置の前まで移動し、（４）次いで、その位置関係を保ったまま、製品を多段プレス装置の下部プレス盤および中間プレス盤の上に移す。かくして、多段プレス装置が製品をプレス加工可能な状態となる。また、多段プレス装置からプレス加工済の製品を取り出してスタッカに収納する際には、上記の工程と逆の手順をもって実施される。すなわち、ローダは、多段プレス装置の前に移動し、多段プレス装置からプレス加工済の製品を取り出し、製品を積載したままスタッカの前に移動し、最後に製品をスタッカ内に格納する。この間も、ローダが製品を取り出す際の製品の相対的な位置関係は維持されるようになっている。

このようなローダの従来例として、特許文献１のものが開示されている。特許文献１に開示されている構成においては、ローダは複数対のローダアームを備えており、一対のローダアーム（ローダアーム対）の上に一枚の送り板が載るようになっている。
特公平７−１１５２４０

ローダアームの各々は、連動して上下方向に駆動できるようになっており、ローダアームを上方に移動させることによって、ローダアームの上方にある送り板をすくい上げることができる。また、ローダアームの上に送り板が載置された状態で、ローダアームがスタッカ又はプレス装置の中に入るようにローダを移動させ、次いでローダアームを降下させることによって、送り板の下に位置するスタッカの支持アーム又はプレス装置のプレス盤の上に送り板を移しかえることができる。

複数対のローダアームは鉛直方向に並べて配置されており、複数対のローダアームを同時に降下させることによって、各ローダアームに載置された複数の送り板を、同時にプレス盤又はスタッカの支持アーム上に載置することができる。また、複数対のローダアームを同時に上昇させることによって、プレス盤又はスタッカの支持アーム上に載置された複数の送り板を同時にすくい上げることができる。

特許文献１のような構成においては、送り板の積み下ろしの際に、このローダアームをスタッカおよびプレス装置内に送り込む必要がある。多段プレス装置においては、通常プレス盤を駆動する油圧シリンダは下部プレス盤の下に配置される。このため、ローダアームの先端側（スタッカやプレス装置に対して近位となる側の端部）にローダアームを支持するための支持機構を設けた場合、この支持機構自身がプレス装置の油圧シリンダと干渉してしまい、ローダアームをプレス装置内に送り込むことができない。従って、ローダアームを支持するための支持機構はローダアームの基端側（スタッカやプレス装置に対して遠位となる側の端部）のみに設けられている。すなわち、ローダアームは片持ちばり構造で支持されることになる。

また、このローダアームで製品および送り板を支持するためには、ローダアームの長さは、その長さ方向の最大製品寸法と同程度である必要がある。このような長寸法のローダアームで製品を支持する場合、ローダアームの基端には曲げモーメントが集中的に掛かる。さらに、前述のようにローダアームは上昇および降下する必要がある。このため、従来のローダは、ローダアームの基端側にローダアームを上下方向に駆動する駆動機構（シリンダ機構、ボールねじ機構、ラック−ピニオン機構など）を備えている。このため、この駆動機構、特にそのかみ合わせの部分に、前述の曲げモーメントが集中的に掛かることになる。このため、従来の構成では、特に重量が比較的大きく、及び／又は最大製品長さが比較的長い製品を運搬する場合は、この曲げモーメントに充分に耐えられるよう、かみ合わせ面積を大きく取る必要があった。この結果、ローダアームを上下方向に駆動するための駆動機構が大型化し、ローダおよびプレス装置システムが大型化するという問題があった。

上記の問題を解決するため、本発明は、比較的重量や寸法の大きい製品を、駆動機構等を大型化することなく運搬可能な小型のプレス装置用ローダおよび、このローダとプレス装置、スタッカを備えたプレス装置システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明のプレス装置用ローダは、そのローダアーム対と、このローダアーム対を片持ちばり状に支持する支持手段と、ローダアーム対及び支持手段を該プレス装置と該スタッカとの間で移動させる移動手段と、ローダアーム対に設けられ被加工物（製品）が載置されているキャリアプレートをその上に載置することが可能な被加工物受けと、被加工物受けを前記ローダアーム対に対して上下方向に駆動するリフト機構と、を有する。

本発明のプレス装置用ローダは上記のように、ローダアーム対そのものが支持手段に対して移動するのではなく、ローダアーム対に設けられたリフト機構及び被加工物受けを介して被加工物が上下動するようになっている。ローダアーム対の固定端には、特に製品がローダアーム対に設けられている時には、大きな曲げモーメントが加わるが、本発明の構成においては、この固定端にローダアーム対を駆動する機構を設ける必要はない。よって、この固定端にリブ入れ等の補強を行うことによって、小型のプレス装置用ローダであっても大寸法・大重量の寸法を運搬可能となる。

また、リフト機構は、例えばシリンダ機構によって被加工物受けを駆動する。

また、プレス装置やスタッカが、プレス装置用ローダのローダアーム対がプレス装置／スタッカに入った時にローダアーム対を下から支持するアーム支持部材を有する構成としてもよい。このような構成とするとローダアーム対がプレス装置／スタッカに入っている時のローダアーム対のたわみ量を低く保つことが可能となり、多段プレス装置において、熱盤同士の間隔を小さくすることが可能となる。換言すれば本発明のプレス装置システムによれば、小型且つより多数の製品を一度にプレス可能なプレス装置システムが実現される。

アーム支持部材は、例えばプレス装置やスタッカのフレームに軸支された支持ローラ部材であり、ローダアーム対がプレス装置／スタッカに対して進退する際、ローダアーム対の移動に伴って支持ローラ部材が回転するよう構成されている。

以上のように、本発明によれば、製品が大重量及び／又は大寸法であっても、ローダの寸法を大きくすることなく、製品を充分に保持することが出来る。

以下、本発明の実施の形態による、プレス装置システムの構成を、図面を参照して説明する。なお、説明の中で、図中の方向を示す上下左右という表現を使用するが、これは引用符号が正しく読める紙面の向きを基準とした表現である。図１〜４は、本実施形態による、プレス装置システム全体を示す上面図である。プレス装置システム１は、加工前の製品が載置されるスタッカ１００と、製品をプレス加工するプレス装置２００と、スタッカ１００からプレス装置２００へ製品を搬送するローダ３００とを有する。

スタッカ１００とプレス装置２００は、図中上下方向に並んで配置されている。また、ローダ３００はスタッカ１００及びプレス装置２００の図中右側に隣接し、その場所で製品の受け渡しを行うようになっている。このため、ローダ３００はスタッカ１００と隣接する第１の位置（図中右下、図１）と、プレス装置２００と隣接する第２の位置（図中右上、図２）との間で移動可能となっている（図中上下方向）。

図１、２に示されているように、ローダ３００は図中左右方向に延びるローダアーム３１０、３２０を備えており、略同一高さのローダアーム３１０、３２０で一対のローダアーム対３０１を構成するようになっている。ローダ３００が第１の位置にある時（図１）にローダアーム対３０１をスタッカ１００に向かって移動させることが可能である。ローダアーム対３０１を移動させると（図３）、ローダアーム対３０１はスタッカ１００の中に入る。ここで、ローダアーム対３０１を構成するローダアーム３１０、３２０のそれぞれには、製品を下方から支持する製品受け３１３、３２３（特許請求の範囲における「被加工物受け」に相当）が設けられており、スタッカ内に配置されている製品を製品受け３１３、３２３に移しかえたり、或いは製品受け３１３、３２３によって支持されている製品をスタッカ１００に移しかえたりすることが可能となる。

また、ローダ３００が第２の位置にある時（図２）に、ローダアーム対３０１をプレス装置２００に向かって移動させることが可能である。ローダアーム対３０１を移動させると（図４）、ローダアーム対３０１はプレス装置２００の中に入り、製品受け３１３、３２３に支持されている製品をプレス装置２００の熱盤上に移しかえたり、或いはプレス装置２００の熱盤上に載置されている製品を製品受け３１３、３２３に移しかえたりすることが可能となる。

本実施形態における一連の工程では、製品は長方形の金属板であるキャリアプレートに載置されたまま搬送およびプレス加工されるようになっている。スタッカ１００には、樹脂プレート製品Ｐが複数枚、鉛直方向に載置されている。各製品Ｐはそれぞれ金属製のキャリアプレートＭ上に載置されている。図１に示されるように、キャリアプレートＭのそれぞれはその四隅で製品切換用ラック１１０の支持アーム１１１〜１１４によって支持されている。支持アーム１１１、１１２は、図中上側から延びてキャリアプレートＭを支持しており、また、支持アーム１１３、１１４は、図中下側から延びてキャリアプレートＭを支持している。支持アーム１１１と１１３は図中上下方向に並んで配置されている。同様に、支持アーム１１２と１１４は図中上下方向に並んで配置されている。

図５は、スタッカ１００の側面図（図１のＡ−Ａ線図）である。図５に示されているように、支持アーム１１１〜１１４のそれぞれは、鉛直方向に複数組（図中では３組）あり、水平方向に配置された一組の支持アーム１１１〜１１４上に、１枚のキャリアプレートＭが載置されるようになっている。

支持アーム１１１〜１１４は、スタッカ１００の装置フレームに固定されている。製品Ｐが載置されているキャリアプレートＭは、図１中左側からスタッカ１００に搬入される。製品Ｐのスタッカ１００への搬入には、図１中左右方向（以下「搬送方向」と称す）にキャリアプレートＭを搬送するリフティングコンベア１２０が用いられる。リフティングコンベア１２０は、鉛直方向（図１において、紙面に対して垂直な方向）に移動可能である。また、リフティングコンベア１２０は、その上に載置されたプレートを図１中左から右へ搬送可能に駆動される。リフティングコンベア１２０のこれらの駆動は、図示しない駆動機構により実施される。

図１、３、５に示されるように、リフティングコンベア１２０の図１中上下方向（以下、「幅方向」と称す）の寸法は、支持アーム１１１と１１３の幅方向間隔、支持アーム１１２と１１４の幅方向間隔よりも狭く形成されている。従って、リフティングコンベア１２０の各支持アーム１１１〜１１４の間にある部分（領域１２１）上にキャリアプレートＭが無い時は、支持アーム１１１〜１１４と干渉することなく自在に上下動することが出来る。

スタッカ１００の支持アーム１１１〜１１４上にキャリアプレートＭおよび製品Ｐを載置する手順につき、以下説明する。図６（ａ）〜（ｄ）のそれぞれは、図１のＡ−Ａ断面図である。なお、図中に示されているように、支持アーム１１２、１１４のそれぞれは、鉛直上方に延びる爪部１１２ｈ、１１４ｈを有している。支持アーム１１１、１１３もまた、同様の形状の爪部１１１ｈ、１１３ｈを有している（図１参照）。

図６（ａ）はスタッカ１００内にキャリアプレートＭが搬送される前の状態を示したものである。図６（ａ）に示されているように、リフティングコンベア１２０の上面１２２は、最上端の支持アーム１１１〜１１４の爪部の上端によって定義される水平面ＴＳ１よりも高い位置にある。

次いで、リフティングコンベア１２０の上面１２２が前進（図１中で左から右に向かう方向）するようにリフティングコンベア１２０が駆動され、製品Ｐを載せたキャリアプレートＭがリフティングコンベア１２０の各支持アーム１１１〜１１４の間にある部分（領域１２１：図１、図３）上に移動する。この状態を示したものが図６（ｂ）である。この状態では、キャリアプレートＭの底面は最上端の支持アーム１１１〜１１４の爪部の上端によって定義される水平面ＴＳ１よりも高い位置にある。従って、キャリアプレートＭと支持アームの爪部１１１ｈ〜１１４ｈとが干渉することなく、キャリアプレートＭおよび製品Ｐはスタッカ１００内に搬送される。

次いで、リフティングコンベア１２０は図６（ｃ）に示される位置に降下する。この結果、キャリアプレートＭは最上端の支持アームの爪部上に載置される。

次いで、リフティングコンベア１２０の上面１２２が前進（すなわち図１中左から右へ移動）するようにリフティングコンベア１２０が駆動され、製品Ｐを載せたキャリアプレートＭがリフティングコンベア１２０の各支持アーム１１１〜１１４の間にある部分（領域１２１：図１）上に移動する。この状態を示したものが図６（ｄ）である。この状態では、キャリアプレートＭの底面は上から２番目の支持アーム１１１〜１１４の爪部の上端によって定義される水平面ＴＳ２よりも高い位置にあり、且つキャリアプレートの上端は最上端の支持アーム１１１〜１１４の下端によって定義される水平面ＢＳ１よりも低い位置にある。さらに、製品Ｐの幅方向の寸法は支持アーム１１１と１１３との間の間隙の幅方向寸法および支持アーム１１２と１１４との間の間隙の幅方向寸法よりも短く、また製品Ｐの最上端の高さは最上端の支持アーム１１１〜１１４の爪部の上端によって定義される水平面ＴＳ１（すなわち、上段のキャリアプレートＭの底面の位置）よりも低い位置にある。従って、キャリアプレートＭと支持アームの爪部１１１ｈ〜１１４ｈおよび上段のキャリアプレートとが干渉することなく、キャリアプレートＭおよび製品Ｐはスタッカ１００内に搬送される。

以下、図６（ｃ）と図６（ｄ）の工程を全ての支持アーム１１１〜１１４の組（図２参照）に対して実施することにより、支持アーム１１１〜１１４の各組にそれぞれキャリアプレートＭおよび製品Ｐが載置される。

本実施形態においては、スタッカ１００又はプレス装置２００とローダ３００との間で製品Ｐの載ったキャリアプレートＭの受け渡しを行うようになっているが、この受け渡しを行う為に、ローダアーム３１０、３２０の各々には、製品受け３１３、３２３をローダアーム３１０、３２０に対して浮上／降下させるリフト機構３１４、３２４が備えられている。以下、リフト機構３１４、３２４の構成に付き、図面を用いて説明する。

図７は、ローダアーム対３０１を幅方向に切断した断面図（図１におけるＢ−Ｂ線図）であり、図８は、ローダアーム対３０１のローダアーム３１０をローダ３００の幅方向内側から外側に向かって投影した側面図（図１におけるＣ−Ｃ線図）である。なお、ローダアーム対の構造を明確に説明する為、図７、８においては、キャリアプレートＭ上の製品Ｐは省略されている。図面に示されているように、製品受け３１３、３２３はコの字状の断面形状を有する長尺状の部材であり、それぞれ、リフト機構３１４、３２４を介してローダアーム３１０、３２０の幅方向内側側面に取り付けられている。また、コの字部の空洞部の底面である当接面３１３ａ、３２３ａの上にキャリアプレートＭが載置された状態で、キャリアプレートＭおよびその上に載置された製品Ｐは、製品受け３１３、３２３によって下方から支持される。

リフト機構３１４、３２４は、ローダアーム３１０、３２０の幅方向内側側面にボルトによって固定されたシリンダ状の部材であり、そのシリンダ内部にはピストン３１４ａ、３２４ａが摺動可能に設けられている。ピストン３２４ａは、シリンダ内周と摺動しつつ上下方向に移動可能となっている。また、リフト機構３１４、３２４には図示しない駆動機構が備えられており、ピストン３１４ａ、３２４ａを上下方向に駆動可能である。この駆動機構としては、油圧、空圧モータを用いたものやソレノイドを利用したもの等が利用可能である。ピストン３１４ａ、３２４ａの下端は、製品受け３１３、３２３の上面に固定されており、ピストン３１４ａ、３２４ａを駆動することによって、製品受け３１３、３２３を上下方向に移動させることができる。

また、図８に示されているように、ローダアーム３１０の幅方向内側側面には一対のガイド機構３１５がボルトによって固定されている。ガイド機構は上下方向に貫通する貫通孔３１５ｂを有しており、その中にはガイドバー３１５ａが摺動可能に挿通されている。また、ガイドバー３１５ａの下端は製品受け３１３の上面に固定されている。製品受け３１３と一体となった一対のガイドバー３１５ａが貫通孔によってガイドされることによって、製品受け３１３の移動方向は上下方向のみに制限される。なお、ガイド機構３１５と同等の機能を有するガイド機構３２５がローダアーム３２０に設けられており（図１等参照）、製品受け３２３の移動方向はガイド機構３２５によって上下方向のみに制限されるようになっている。

以上説明したリフト機構３１４、３２４を用いてスタッカ１００内に配置されたキャリアプレートＭおよび製品Ｐをローダ３００によって取り出す手順を、図３及び図９を参照して以下説明する。

前述のように、ローダ３００は、リフティングコンベア１２０によるキャリアプレートＭの搬送方向に平行な方向に延びるローダアーム３１０、３２０を備えている。また、図中にはローダアーム対３０１はそれぞれ１対のみが示されているが、実際には、ローダアーム対３０１は支持アーム１１１〜１１４の各組に対応する高さのそれぞれに一対ずつ配置されている。

図示されているように、ローダアーム３１０、３２０は鉛直方向に延びるアームガイド３１１、３２１によって支持される一種の片持ちばりである。ローダ３００は、ローダアーム３１０、３２０の自由端３１２、３２２を先頭としてローダアーム３１０、３２０がスタッカ１００内に入るように駆動されるので、アームガイド３１１、３２１がスタッカ１００と干渉することはない。以下、スタッカから製品を移しかえるのに最適なローダ３００の位置を製品取り出し位置と定義する（図３におけるローダ３００の位置）。

以下、ローダ３００を用いてスタッカ１００からキャリアプレートＭおよびその上に載置された製品Ｐを取り出す具体的な手順につき説明する。図９（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、図３のＡ−Ａ断面図である。また、図９（ｄ）は、図１のＢ−Ｂ断面図である。

図９（ａ）はローダアーム３１０、３２０がスタッカ１００に挿入される前の状態を示したものである。この時、ローダ３００は第１の位置にある。

次いで、ローダ３００を製品取り出し位置に移動させる。図９（ｂ）は、ローダ３００の製品取り出し位置への移動が完了した状態を示したものである。図９（ｂ）に示されているように、製品受け３１３、３２３は、当接面３１３ａ、３２３ａがキャリアプレートＭの幅方向両端（図中左右端）よりやや低くなるような第２の高さとなっている。本実施形態においては、キャリアプレートＭの幅方向両端をクランク状に折り曲げて、キャリアプレートＭの幅方向両端の底面と、支持アームとの間の間隙部の高さ方向寸法を大きく取り、製品受け３１３、３２３をキャリアプレートＭと支持アームとの間に送る際に製品受けがキャリアプレートＭや支持アームに当たらないようになっている。

この時、ローダアーム３１０、３２０は、支持ローラ１１５に下方から支持されている。支持ローラ１１５は、スタッカ１００の装置フレームから幅方向内側に伸びる軸に軸支され、その軸回りに自由回転するようになっている円筒形状のローラである。支持ローラ１１５の上端の高さは、ローダアーム３１０、３２０の下端の高さと略等しく、ローダアーム３１０、３２０が搬送方向に進退すると、その動きに伴って支持ローラ１１５は回転し、ローダアームが撓まないように支持すると共に、抵抗なくローダアーム３１０、３２０を進退させるようになっている。

次いで、リフト機構３１４、３２４を駆動して、製品受け３１３、３２３を第１の高さまで浮上させる。製品受け３１３、３２３が第１の高さにあるときは、当接面３１３ａ、３２３ａが支持アーム１１１〜１１４の上端よりもやや高い位置にあり、この結果、図９（ｃ）のように、キャリアプレートＭは支持アーム１１１〜１１４から浮上する。

次いで、ローダ３００を第１の位置まで移動させる。図９（ｄ）は、ローダ３００の第１の位置への移動が完了した時の、ローダ３００の幅方向断面を示したものである。図９（ｃ）の状態で、キャリアプレートＭがローダアーム３１０、３２０のみによって支持された状態となるので、図９（ｃ）の状態からローダ３００を移動させると、図９（ｄ）のごとく、ローダアーム３１０、３２０上にキャリアプレートＭ（およびその上の製品Ｐ）が載置されたまま、キャリアプレートＭおよび製品Ｐはスタッカ１００から取り出される。

以上のように、本実施形態においては、スタッカ１００から製品Ｐを取り出す際に鉛直方向に駆動されるローダアーム３１０、３２０に取り付けられた製品受け３１３、３２３であり、ローダ３００のローダアーム３１０および３２０自身は鉛直方向には駆動されない。すなわち、その固定端（アームガイド３１１、３２１側の端部）に大きな曲げモーメントが加わるローダアーム３１０、３２０は直接アームガイド３１１、３２１に固定されるため、強固に支持することが可能である。従って、ローダアーム３１０、３２０は、製品Ｐが大重量であっても、製品を充分に保持することが出来る。

次いで、ローダ３００によって保持されたキャリアプレートＭおよび製品Ｐをプレス装置２００の熱盤（後述）上に載置する。図１〜４に示されているように、本実施形態においては、スタッカ１００とプレス装置２００は幅方向（図中上下方向）に並んで設置されている。ローダアーム３１０、３２０の上にキャリアプレートＭが載った状態で、ローダ３００を第１の位置（図１）から第２の位置（図２）に移動させる。この結果、ローダ３００がプレス装置２００の図中右に隣接する。この第２の位置からローダ３００をプレス装置２００に向かう方向（図２中右から左に向かう方向）に移動すると、ローダアーム３１０、３２０、およびその上に載置されたキャリアプレートＭおよび製品Ｐは、プレス装置２００内に入る（図４）。この時のローダ３００の位置を、製品配置位置（図４におけるローダ３００の位置）と定義する。

プレス装置の構成に付き、以下説明する。図１０は、プレス装置２００の正面図である。図１及び図８に図示されているように、中間熱盤ガイド機構２１０は、熱盤２２０の幅方向両端近傍に設けられた２対の鉛直方向（紙面垂直）に伸びる角柱状のガイドバー２１１と、搬送方向に並べられた２つのガイドバー２１１を連結して中間熱盤ガイド機構２１０の剛性を確保するための一対のガイドプレート２１２とを有する。また、各ガイドバー２１１の中途には、中間熱盤２２３のそれぞれに対応した熱盤受ブロック２１４が固定されている。中間熱盤の幅方向両端には熱盤ガイド２２３ａが幅方向に突出して形成されており、この熱盤受ブロック２１４の上に熱盤ガイド２２３ａが載ることによって、中間熱盤２２３は中間熱盤ガイド機構２１０に下方から支持される。

また、バー２１１の一側面であって、熱盤から最も遠位にある側面は、プレス装置２００の側方フレーム２７１の内面に固定されている。

プレス装置のテーブル定盤２５１は油圧シリンダ２６０によって上下方向に駆動されるようになっている。テーブル定盤２５１の上面には、下部熱盤２２２が固定されている。ここで、油圧シリンダ２６０を駆動してテーブル定盤２５１および下部熱盤２２２を上昇させ、下部熱盤２２２がその上の中間熱盤２２３に（製品Ｐを介して）当接すると、その中間熱盤２２３は下部熱盤２２２に支えられる。この状態からさらにテーブル定盤２５１を上昇させると、熱盤受ブロック２１４から熱盤ガイド２２３ａが離れ、下部熱盤２２２とその上の中間熱盤２２３とは一体となって上方に移動する。ここで、この下部熱盤２２２と中間熱盤２２３が一段上の中間熱盤に（製品Ｐを介して）当接すると、同様に、その中間熱盤２２３は下部熱盤２２２と一体となって上方に移動する。この工程を繰り返し、全ての中間熱盤２２３が下部熱盤２２２と一体となった状態で、最上段の中間熱盤２２３を上部熱盤２２１に当接させる。この状態から下部熱盤２２２を介して製品Ｐに圧力を加えることによって、製品Ｐのプレス加工が行われる。なお、熱盤ガイド２２３ａおよび熱盤受ブロック２１４の搬送方向の寸法及び取り付け位置は、中間熱盤２２３の熱盤ガイド２２３ａと、その上方にある熱盤受ブロック２１４とが干渉しないように構成されている。より具体的には、図１０において、ある段の中間熱盤２２３の図中左側の熱盤ガイド２２３ａの図中右側の端面は、それより上段の中間熱盤２２３に対応する熱盤受ブロック２１４の図中左側の端面より図中左側に形成されている。同様に、ある段の中間熱盤２２３の図中右側の熱盤ガイド２２３ａの図中左側の端面は、それより上段の中間熱盤２２３に対応する熱盤受ブロック２１４の図中右側の端面より図中右側に形成されている。

以下、ローダ３００によって保持されたキャリアプレートＭおよび製品Ｐをプレス装置２００に設置する手順につき詳説する。図１１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれプレス装置２００の図４中Ｃ−Ｃ断面図である。なお、図１１（ａ）〜（ｃ）には、キャリアプレートＭおよび製品Ｐがそれぞれ１つのみ記載されているが、以下説明する本実施形態の設置処理においては、ローダ３００が保持している全てのキャリアプレートＭおよび製品Ｐについて、同様の設置処理が同時に行われる。

本実施形態においては、ローダ３００の製品受け３１３、３２３に支持されたキャリアプレートＭは、第１の高さにある製品受け３１３、３２３を第２の高さに降下させることによって、その熱盤に移される。

図１１（ａ）は、ローダ３００を製品配置位置に移動させ、ローダアーム３１０、３２０、キャリアプレートＭおよび製品Ｐをプレス装置２００内に搬入した状態を示したものである。この時、キャリアプレートＭの底面は、対応する中間熱盤２２３、下部熱盤２２２の上面より高い位置に配置されている。

この時、ローダアーム３１０、３２０の底面は支持ローラ２１５に下方から支持されている。支持ローラ２１５は、プレス装置２００の装置フレームから幅方向内側に伸びる軸に軸支され、その軸回りに自由回転するようになっている円筒形状のローラである。支持ローラ２１５の上端の高さは、ローダアーム３１０、３２０の下端の高さと略等しく、ローダアーム３１０、３２０が搬送方向に進退すると、その動きに伴って支持ローラ２１５は回転し、ローダアームが撓まないように支持すると共に、抵抗なくローダアーム３１０、３２０を進退させるようになっている。

次いで、リフト機構を駆動して、製品受け３１３、３２３を第２の高さに降下させる。第２の高さにおいては、当接面３１３ａ、３２３ａが熱盤の上面よりも低くなり、その結果、キャリアプレートＭが熱盤に当接し、さらに当接面３１３ａ、３２３ａがキャリアプレートＭから離れる。図１１（ｂ）は、この状態を示したものである。この結果、キャリアプレートＭおよび製品Ｐは熱盤２２２、２２３のみによって保持されるようになる。

次いで、ローダ３００を製品配置位置から第２の位置へ移動させる。図１１（ｃ）は、この移動が完了した時の状態を示したものである。この結果、製品Ｐが載置されたキャリアプレートＭは中間熱盤２２３および下部熱盤２２３上に載置される。この状態からテーブル定盤２５１を駆動することによって、前述のように、製品Ｐのプレス加工が可能となる。

上記のように、本実施形態においては、プレス装置２００に製品Ｐを設置する際に鉛直方向に駆動されるのは製品受け３１３、３２３であり、ローダ３００のローダアーム３１０および３２０自身は鉛直方向には駆動されない。従って、その固定端（アームガイド３１１、３２１側の端部）に大きな曲げモーメントが加わるローダアーム３１０、３２０は、直接アームガイド３１１、３２１に固定されるため、強固に支持することが可能である。従って、ローダアーム３１０、３２０は、製品Ｐが大重量であっても、製品を充分に保持することが出来る。

キャリアプレートＭおよび製品Ｐを中間熱盤２２０上に載置した後、製品Ｐの真空プレス加工が行われる。以下、その手順に付き説明する。図１２は、キャリアプレートＭおよび製品Ｐが中間熱盤２２０上に載置された後のプレス装置２００の側面図である。また、図１１は、プレス装置２００を図１中右側から見た正面図である。

前述のように、下部熱盤２２２は、テーブル定盤２５１上に載置されている。また、最上段の中間熱盤２２３上に載置された製品Ｐの上側には、クラウン定盤２５２の底面に固定された上部熱盤２２１が配置されている。クラウン定盤２５２は、プレス装置２００の装置フレームの天井部から下方に延びるクラウン定盤固定用フレーム２５３の下端に固定されている。

テーブル定盤２５１は、油圧または空圧駆動されるシリンダ２６０によって上下方向に駆動される。また、前述のように、中間熱盤２２３のそれぞれは、下部熱盤２２２の上昇によって製品Ｐを介して下部熱盤２２２と一体化し、下部熱盤と共に上昇するよう構成されている。従って、下部熱盤２２２、中間熱盤２２３、及び上部熱盤２２１との間に隙間無く製品ＰおよびキャリアプレートＭが挟まれるまでテーブル定盤２５１を上昇させ、この状態からさらにテーブル定盤２５１を上昇させることによって、熱盤間で製品Ｐがプレス加工される。

下部熱盤２２２、中間熱盤２２３および上部熱盤２２１は、図示しない加熱手段（例えば熱盤内に形成された管路内に加熱された熱媒を循環させるもの）によって温度調整されている。熱盤の温度は、製品Ｐの特性に応じて制御される。

テーブル定盤２５１、クラウン定盤２５２、中間熱盤２２０、上部熱盤２２１、中間熱盤ガイド機構２１０、およびこれらを支持する装置フレームは、真空チャンバ２８０内に配置されている。

真空チャンバ２８０は、四方および上下を囲む壁面によって密封された空間（図１２中斜線部）を形成する。また、図１２に示されるように、真空チャンバ２８０の一側面を形成する壁面（図１２中右側）には開口２８２が設けられており、製品Ｐの出し入れはこの開口２８２を通じて行われる。また、開口２８２が形成されている壁面にはスライドドア２８４が設けられており、製品Ｐの設置又は取り出しの時はこのスライドドア２８４を下方にスライドさせて、ローダアーム３１０、３２０および製品受け３１３、３２３に載置された製品Ｐが開口を通過できるようにする。また、製品Ｐをプレスする際には、スライドドア２８４は上方に移動し、開口２８２をふさぎ、真空チャンバ２８０内の空間は密閉される。

以上の構成のプレス装置２００による、製品Ｐのプレス加工は以下のように行われる。スライドドア２８４を下方にスライドさせた状態で前述の手順によって製品Ｐを中間熱盤２２０上に載置した後、スライドドア２８４を上昇させ、真空チャンバ２８０によってテーブル定盤２５１、クラウン定盤２５２、中間熱盤２２０、中間熱盤ガイド機構２１０、およびこれらを支持する装置フレームを外部から密封する。次いで、図示しない真空ポンプによって真空チャンバ内の気圧を降下させる。

次いで、テーブル定盤２５１を上昇させて、製品Ｐをプレスする。プレス加工が完了したら、図示しない昇圧弁によって、チャンバ内の気圧を大気圧に戻し、テーブル定盤２５１を降下させ、スライドドア２８４を降下させる。テーブル定盤２５１を降下させると、この降下中に中間熱盤２２３の熱盤ガイド２２３ａが上のものから順番に熱盤ブロック２１４に引っ掛かり、隣接していた中間熱盤２２３同士、或いは最下段の中間熱盤２２３と下部熱盤２２２は順次分離する。この状態で製品Ｐをプレス装置２００から取り出し可能となる。

次いで、ローダ３００を用いて製品Ｐをプレス装置２００から取り出す。製品Ｐの取り出しは、図１１に示される製品Ｐの搬送手順とは逆の手順、すなわち図１１（ｃ）、図１１（ｂ）、図１１（ａ）に示す処理をこの順番で実行することによってなされる。取り出された製品は、ローダ３００によってスタッカ１００に搬送される。ローダ３００が製品取り出し位置に移動した後の製品のスタッカ１００への搬送は、図９に示される製品Ｐの取り出し手順とは逆の手順、すなわち図９（ｄ）、図９（ｃ）、図９（ｂ）、図９（ａ）に示す処理をこの順番で実行することによってなされる。

ローダ３００の移動機構につき、以下図面を用いて説明する。図１３は、第２の位置にあるローダ３００を幅方向（図２中下から上向きの方向）に透視した側面図である。ローダ３００は、第１の位置（図１）又は第２の位置（図２）と製品取り出し位置（図３）又は製品配置位置（図４）との間を搬送方向に移動するための第１移動機構３４０と、第１の位置と第２の位置との間を幅方向に移動するための第２移動機構３３０とを備えている。

第１移動機構３４０は、搬送方向かつ水平方向に渡された一対のボールねじ３４１、３４２と、このボールねじ３４１、３４２にそれぞれ係合するナット３４３、３４４と、ボールねじ３４１、３４２をそれぞれ回転駆動する第１モータ３４５とを有する。ナット３４３、３４４にはそれぞれアームガイド３１１、３１２が吊り下げられている。従って、第１モータ３４５によってボールねじ３４１を回転駆動すると、ナット３４３、３４４と共にアームガイド３１１、３１２、およびローダアーム３１０、３２０が搬送方向（図中左右方向）に移動する。ボールねじ３４１、３４２はローダ３００の天井板３５０からつり下げられており、またモータ３４５は天井板３５０の上面に固定されている。第１モータ３４５の回転軸のトルクは、モータ３４５の回転軸に取り付けられた駆動プーリ３４６と、ボールねじ３４１、３４２の末端（図中右側）に設けられた従動プーリ３４１ａ、３４２ａに渡された無端ベルト３４７を介して、ボールねじ３４１、３４２に伝達される。

以上のように、本実施形態においては、ボールねじ機構によってローダアーム３１０、３２０が第１の位置又は第２の位置と製品取り出し位置又は製品配置位置との間を移動可能となっている。なお、本実施形態では、第１移動機構はボールねじ機構によってローダアームを移動させるものであるが、ボールねじ機構の代わりに（油圧または空圧駆動の）シリンダ機構や、ラック−ピニオン機構等を使用してもよい。

ローダアーム３１０、３２０およびアームガイド３１１、３１２は上記のごとく天井板３５０から吊り下げられた状態で、以下説明する第２移動機構によって天井板ごと第１の位置と第２の位置との間を移動するようになっている。

第２移動機構３３０は、幅方向かつ水平に渡された一対のリニアレール３３１、３３２と、リニアレール３３１、３３２にそれぞれ係合してレール上を幅方向に移動可能なレール係合ブロック３３３、３３４とを有する。レール係合ブロック３３３、３３４は共に天井板３５０上に固定されており、またリニアレール３３１、３３２は天井２から吊り下げられている。天井板３５０、ローダアーム３１０、３２０およびアームガイド３１１、３２１はこのリニアレール３３１、３３２に沿って（すなわち、第１の位置と第２の位置との間を）移動可能となっている。

また、天井２からは、幅方向水平に延びるラック３３５が吊り下げられている。また、天井板３５０の上には、第２モータ３３６が固定されている。第２モータ３３６の回転軸には、ラック３３５と係合するピニオン３３７が取り付けられている。従って、第２モータ３３６を駆動することによって天井板３５０、ローダアーム３１０、３２０をリニアレール３３１、３３２に沿って幅方向に駆動することが出来る。

なお、本実施形態では、第２移動機構はラック−ピニオン機構によってローダアームを移動させるものであるが、ラック−ピニオン機構の代わりに（油圧または空圧駆動の）シリンダ機構や、ボールねじ機構等を使用してもよい。

本発明の実施の形態による、プレス装置システム全体を示す上面図であって、ローダが第１の位置にある時の状態を示したものである。 本発明の実施の形態による、プレス装置システム全体を示す上面図であって、ローダが第２の位置にある時の状態を示したものである。 本発明の実施の形態による、プレス装置システム全体を示す上面図であって、ローダが製品取り出し位置にある時の状態を示したものである。 本発明の実施の形態による、プレス装置システム全体を示す上面図であって、ローダが製品配置位置にある時の状態を示したものである。 本発明の実施の形態による、スタッカの側面図である。 本発明の実施の形態による、スタッカの支持アーム上にキャリアプレートおよび製品を載置する手順を示したものである。 本発明の実施の形態において、ローダアーム対を幅方向に切断した断面図（図１におけるＢ−Ｂ線図）である。 本発明の実施の形態において、ローダアーム対のローダアームをローダの幅方向内側から外側に向かって投影した側面図（図１におけるＣ−Ｃ線図）である。 本発明の実施の形態による、ローダを用いてスタッカからキャリアプレートおよびその上に載置された製品を取り出す手順を示したものである。 本発明の実施の形態による、プレス装置の正面図である。 本発明の実施の形態による、ローダによって保持されたキャリアプレートおよび製品をプレス装置に設置する手順を示したものである。 本発明の実施の形態による、プレス装置の正面図である。 本発明の実施の形態による、ローダの側面図である。

符号の説明

１ プレス装置システム
１００ スタッカ
１１１、１１２、１１３、１１４ 支持アーム
１１５ 支持ローラ
１３０ シリンダ機構
２００ プレス装置
２１０ 中間熱盤ガイド機構
２１１ バー
２１４ 熱盤受ブロック
２１５ 支持ローラ
２２１ 上部熱盤
２２２ 下部熱盤
２２３ 中間熱盤
２２３ａ 熱盤ガイド
２５１ テーブル定盤
３００ ローダ
３１０、３２０ ローダアーム
３１１、３２１ アームガイド
３１３、３２３ 製品受け
３１４、３２４ リフト機構
３１５、３２５ ガイド機構
３３０ 第２移動機構
３４０ 第１移動機構
Ｍ キャリアプレート
Ｐ 製品

Claims (12)

1. 被加工物をプレス加工するプレス装置とプレス加工前及び／または加工後の被加工物を格納するスタッカとの間で該被加工物を移動させるプレス装置用ローダであって、
   少なくとも一対のローダアーム対と、
   前記ローダアーム対を片持ちばり状に支持する支持手段と、
   前記ローダアーム対及び前記支持手段を該プレス装置と該スタッカとの間で移動させる移動手段と、
   前記ローダアーム対に設けられ、該被加工物が載置されているキャリアプレートをその上に載置することが可能な被加工物受けと、
   前記被加工物受けを前記ローダアーム対に対して上下方向に駆動するリフト機構と、
   を有するプレス装置用ローダ。
2. 前記プレス装置用ローダは、複数対のローダアーム対を有し、前記複数対のローダアーム対は互いに鉛直方向に配列された状態で前記支持手段によって片持ちばり状に支持されていること、を特徴とする請求項１に記載のプレス装置用ローダ。
3. 前記被加工物受けは、該キャリアプレートの下面と当接する当接面を有し、
   前記リフト機構は、前記当接面が該キャリアプレートが載置されるプレス装置の熱盤の上面より高い第１の高さと該キャリアプレートが載置されるプレス装置の熱盤の上面より低い第２の高さとの間で移動するように、前記被加工物受けを駆動すること、を特徴とする請求項１又は２に記載のプレス装置用ローダ。
4. 前記被加工物受けは、該キャリアプレートの下面と当接する当接面を有し、
   前記リフト機構は、前記当接面が該スタッカにおいてキャリアプレートが載置される位置よりも高い第１の高さと該スタッカにおいて該キャリアプレートが載置される位置より低い第２の高さとの間で移動するように、前記被加工物受けを駆動すること、を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプレス装置用ローダ。
5. 前記ローダアーム対を構成するアームの各々には、前記被加工物受けの移動方向を上下方向のみに制限するガイド機構が設けられていること、を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のプレス装置用ローダ。
6. 前記リフト機構は、シリンダ機構によって前記被加工物受けを駆動すること、を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のプレス装置用ローダ。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のプレス装置用ローダと、
   前記プレス装置用ローダによって移動する被加工物をプレスするプレス装置と、
   を有する、プレス装置システム。
8. 前記プレス装置が、前記プレス装置用ローダのローダアーム対が前記プレス装置に入った時に該ローダアーム対を下から支持するアーム支持部材を有すること、を特徴とする請求項７に記載のプレス装置システム。
9. 前記プレス装置のアーム支持部材は、前記プレス装置の装置フレームに軸支された支持ローラ部材であり、該ローダアーム対が前記プレス装置に対して進退する際、該ローダアーム対の移動に伴って該支持ローラ部材が回転するよう構成されていること、を特徴とする請求項８に記載のプレス装置システム。
10. 請求項１から６のいずれかに記載のプレス装置用ローダと、
    前記プレス装置用ローダによって移動する被加工物をプレスするプレス装置と、
    前記プレス装置によってプレス加工される前及び／または後の被加工物が格納されるスタッカと、
    を有する、プレス装置システム。
11. 前記スタッカが、前記プレス装置用ローダのローダアーム対が前記スタッカに入った時に該ローダアーム対を下から支持するアーム支持部材を有すること、を特徴とする請求項１０に記載のプレス装置システム。
12. 前記スタッカのアーム支持部材は、前記スタッカの装置フレームに軸支された支持ローラ部材であり、該ローダアーム対が前記スタッカに対して進退する際、該ローダアーム対の移動に伴って該支持ローラ部材が回転するよう構成されていること、を特徴とする請求項１１に記載のプレス装置システム。

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