JP4898178B2

JP4898178B2 - 複軸移動可能な搬送装置

Info

Publication number: JP4898178B2
Application number: JP2005286510A
Authority: JP
Inventors: 圭二中村
Original assignee: Ｎｋｅ株式会社
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: JP2007091447A

Description

本発明は、少なくとも２軸の移動・停止を可能にした複軸移動可能な搬送装置に関する。

従来より、１つの駆動モータで２軸の動作・停止を可能にした装置が提案されている（たとえば、特許文献１、２参照）
特開平９−２５０６８７公報（第２−３頁，図１）特開平４−８４０１号公報（第２−３頁，図１）

しかし、前記従来の装置では、互いに直交する２軸方向への搬送を行うことができない。

したがって、本発明の主目的は、１つの駆動モータの駆動により互いに直交する２軸を含む複軸の移動・停止が可能な搬送装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本出願人は、搬送装置の発明をし出願している（特願２００４−１０５５７９）。しかし、この先願の発明は歯付ベルトを利用しているため、搬送距離が長くなるとコストアップする。

したがって、本発明の別の目的はコストダウンを図ることである。

前記主目的を達成するために、本第１発明は、１つの駆動モータにより互いに概ね直交する第１および第２方向の２軸を含む複軸の移動・停止を可能にした複軸移動可能な搬送装置であって、一対の巻回部を有し駆動モータにより回転駆動する第１駆動ドラムと、一対の巻回部を有し前記駆動モータにより回転駆動する第２駆動ドラムと、前記第１駆動ドラムの一対の前記巻回部および第１従動プーリに巻回され、前記第１駆動ドラムの回転により当該第１駆動ドラムの一方の巻回部に巻き取られると共に他方の巻回部から巻き出される第１ワイヤと、前記第２駆動ドラムの一対の巻回部および第２従動プーリに巻回され、前記第２駆動ドラムの回転により当該第２駆動ドラムの一方の巻回部に巻き取られると共に他方の巻回部から巻き出される第２ワイヤと、前記第１ワイヤとの連結・解除を選択する第１クラッチを介して前記第１ワイヤに取り付けられた第１取付部と、前記第２ワイヤとの連結・解除を選択する第２クラッチを介して前記第２ワイヤに取り付けられた第２取付部と、前記第１取付部を第１方向に案内する第１リニアガイドと、前記第２取付部を第２方向に案内する第２リニアガイドとを備え、前記第１または第２クラッチの一方を連結状態とし、かつ、他方を解除状態とすることで、前記第１駆動ドラムの回転に伴う前記第１ワイヤの巻取・巻出による前記第１取付部の第１方向に沿った移動と、前記第２駆動ドラムの回転に伴う前記第２ワイヤの巻取・巻出による前記第２取付部の第２方向に沿った移動とを１つの駆動モータの駆動により選択可能としたことを特徴とする。

一方、本第２発明は、１つの駆動モータにより互いに概ね直交する第１および第２方向の２軸を含む複軸の移動・停止を可能にした複軸移動可能な搬送装置であって、ワイヤと、前記ワイヤの一端が巻回された第１巻回部、ならびに、前記ワイヤの他端が巻回された第２巻回部とを有する駆動ドラムと、前記駆動ドラムを正逆回転させる駆動モータと、前記第１巻回部から前記第２巻回部の間において、前記第１方向に沿った第１経路および前記第２方向に沿った第２経路を前記ワイヤが通るように、当該ワイヤを張設する複数のプーリと、前記ワイヤの第１経路に取り付けられた第１取付部と、前記ワイヤの第２経路に取り付けられた第２取付部と、前記第１取付部と前記ワイヤとの連結解除を選択する第１クラッチと、前記第２取付部と前記ワイヤとの連結解除を選択する第２クラッチと、前記第１取付部を第１方向に案内する第１リニアガイドと、前記第２取付部を第２方向に案内する第２リニアガイドとを備え、前記第１または第２クラッチの一方を連結状態とし、かつ、他方を解除状態とすることで、前記駆動ドラムの回転に伴う前記ワイヤの巻取・巻出による前記第１取付部の第１方向に沿った移動と、前記駆動ドラムの回転に伴う前記ワイヤの巻取・巻出による前記第２取付部の第２方向に沿った移動とを１つの駆動モータの駆動により選択可能としたことを特徴とする。

これらの発明によれば、１つの駆動モータの駆動により互いに直交する２つの方向への移動、すなわち、２軸移動が可能となる。

本発明の実施例の説明に先立って、本発明を適用可能な搬送装置の一例を図１を用いて説明する。
全体構成：
図１に示すように、搬送装置は、２軸の移動・停止が可能な搬送装置であり、第１方向Ｄ１に移動可能なツール取付部（第１取付部）１０と、前記第１方向Ｄ１に概ね直交する第２方向Ｄ２に移動可能な第２取付部２０とを備えている。ツール取付部１０は、第２取付部２０の上方に設けられている。

たとえば、第２取付部２０に電子基板等の被加工部材を固定し、ツール取付部１０に半田ごてや電動ドライバ等の加工器具を取り付けて、ツール取付部１０を第１方向Ｄ１に、第２取付部２０を第２方向Ｄ２に移動させることにより、電子基板等に任意の位置で半田付けやネジ締めなどの加工作業を自動で行うことが可能である。

搬送装置は、下固定ベース５、柱６，７および桁８を備えている。柱６，７は、第１方向Ｄ１に離間して下固定ベース５の両端部に略鉛直方向に立設されている。桁８は、前記柱６，７に架け渡されており、柱６，７および桁８は、下固定ベース５上に、たとえば門型に形成されている。なお、桁８は片持ち等で支持されていてもよい。

実施例１：
つぎに、本発明の実施例１について説明する。
図２は、本搬送装置の要部を示す概略斜視図である。
下固定ベース５の鉛直方向に設けられた柱６，７（図１）のうち、一方の柱６の上端には駆動モータＭが設けられており、駆動モータＭの下方には、当該モータＭにより回転駆動される第１および第２駆動ドラム１１，２１が形成された軸ユニット４が設けられている。

前記桁８（図１）内には、上固定ベース９が設けられている。上固定ベース９には、ツール取付部１０を移動させるための第１スライダユニット１が設けられており、下固定ベース５には、第２取付部２０を移動させるための第２スライダユニット２が設けられている。

第１スライダユニット１：
上固定ベース９には、第１従動プーリ１２が設けられている。第１駆動ドラム１１および第１従動プーリ１２は、第１方向Ｄ１に離間して設けられており、該第１駆動ドラム１１、第１従動プーリ１２間には有端状の第１ワイヤ１３が巻回されている。第１駆動ドラム１１は、第１ワイヤ１３の一端が巻回された巻回部１１ａと、他端が巻回された巻回部１１ｂとを備えている。

第１ワイヤ１３の片側には、第１クラッチ１５が固定されており、該クラッチ１５には、種々の加工器具等を取り付けるためのツール取付部（第１取付部）１０が固定されている。前記第１クラッチ１５は、図示しないエアシリンダの作動により、前記第１ワイヤ１３を挟持（把持）して、前記第１ワイヤ１３とツール取付部１０とを連結（ＯＮ）したり、その連結を解除（ＯＦＦ）したりする。

ツール取付部１０の下部には第１スライダ１７が固定されている。上固定ベース９上には、第１スライダ１７を第１方向Ｄ１に案内する第１リニアガイド１６が設けられている。ツール取付部１０は、第１スライダ１７を介して第１リニアガイド１６に案内され、第１方向Ｄ１にスライド移動可能である。

したがって、駆動モータＭにより第１駆動ドラム１１が回転駆動されると、第１ワイヤ１３が第１駆動ドラム１１と第１従動プーリ１２との間を移動し、第１クラッチ１５がＯＮの場合、該第１ワイヤ１３に取り付けたツール取付部１０が、第１リニアガイド１６に案内されて第１方向Ｄ１に往復動される。

第１ワイヤ１３には、第１ワイヤ１３を挟持することにより、第１ワイヤ１３の移動を禁止（ＯＮ状態）するための第１ブレーキ１８が設けられている。この第１ブレーキ１８は、ツール取付部１０の停止精度を保証する。第１ブレーキ１８または第１クラッチ１５のうち、少なくともいずれか一方がＯＮしていることで、ワイヤ１３とツール取付部１０との間にすべりが生じないように制御される。

第２スライダユニット２：
下固定ベース５には、一対の第２従動プーリ２２，２２が設けられている。

第２従動プーリ２２，２２は、第２方向Ｄ２に互いに離間して設けられており、第２駆動ドラム２１は、第１駆動ドラム１１の直下に同軸上に設けられている。第２駆動ドラム２１および第２従動プーリ２２，２２には、有端状の第２ワイヤ２３が架け渡されている。第２駆動ドラム２１は、第２ワイヤ２３の一端が巻回された巻回部２１ａと、他端が巻回された巻回部２１ｂとを備えている。

第２ワイヤ２３には、第２クラッチ２５が固定されている。第２クラッチ２５は、第２ワイヤ２３の第２従動プーリ２２，２２間における直線部分に固定されている。第２クラッチ２５には、電子基板等の被加工部材等を取り付けるための第２取付部２０が固定されている。第２取付部２０の下部には第２スライダ２７が固定されている。前記第２クラッチ２５は、図示しないエアシリンダの作動により、前記第２ワイヤ２３を挟持（把持）して前記第２ワイヤ２３と第２取付部２０とを連結（ＯＮ）したり、その連結を解除（ＯＦＦ）したりする。

下固定ベース５には、第２スライダ２７を第２方向Ｄ２に案内する第２リニアガイド２６が設けられている。第２リニアガイド２６は、第２従動プーリ２２，２２間を結ぶ直線と概ね平行に設けられている。第２取付部２０は、第２スライダ２７を介して第２リニアガイド２６に案内され、第２方向Ｄ２にスライド移動可能である。

したがって、駆動モータＭにより第２駆動ドラム２１が回転駆動されると、第２ワイヤ２３が移動され、第２クラッチ２５がＯＮの場合、該第２ワイヤ２３に取り付けた第２取付部２０が第２リニアガイド２６に案内されて第２方向Ｄ２に往復動される。

第２ワイヤ２３には、第２ワイヤ２３を挟持して、第２ワイヤ２３の移動を禁止するための第２ブレーキ２８が設けられている。第２ブレーキ２８は第２取付部２０の停止精度を保証する。

駆動ドラム１１，２１
図３に示すように、前記軸ユニット４は、下固定ベース５に対して略鉛直方向Ｚに立設された駆動軸４１を備えている。駆動軸４１は、前記駆動モータＭによって回転駆動される。駆動軸４１の上部には、前記第１駆動ドラム１１が形成されていると共に、該駆動軸４１の下部には、第２駆動ドラム２１が形成されている。

前記第１駆動ドラム１１は、第１ワイヤ１３の一端が固定され、かつ、巻回された第１巻回部１１ａと、該第１ワイヤ１３の他端が固定され、かつ、巻回された第２巻回部１１ｂとを有している。
同様に、第２駆動ドラム２１は、第２ワイヤ２３の一端が固定され、かつ、巻回された第１巻回部２１ａと、該第２ワイヤ２３の他端が固定され、かつ、巻回された第２巻回部２１ｂとを有している。

駆動軸４１は、前記柱６に固定されたドラム台５０によって回転支持されている。ドラム台５０には、雌ネジ５３が形成されており、軸ユニット４の外周に形成された雄ネジ５２に螺合している。そのため、駆動モータＭにより、軸ユニット４が回転されると、雌ネジ５３および雄ネジ５２からなるネジ手段５１により、軸ユニット４が軸方向Ｚに移動される。

駆動モータＭにより軸ユニット４が回転されて、駆動ドラム１１，２１が正転方向に回転した場合には、前記ネジ手段５１により、該駆動ドラム１１，２１が軸方向Ｚの正方向Ｚ１に所定量移動するように規制される。
一方、駆動モータＭを逆回転させることで、駆動ドラム１１，２１が前記正転方向とは逆の逆転方向に回転した場合には、前記ネジ手段５１により、駆動ドラム１１，２１が軸方向Ｚの前記正方向Ｚ１とは逆の逆方向Ｚ２に所定量移動するように規制される。

ネジ手段５１のネジ山のピッチは、第１ワイヤ１３および第２ワイヤ２３の巻取位置および巻出位置が概ね一定となるピッチに設定されている。そのため、駆動モータＭにより軸ユニット４が回転されると、該軸ユニット４が軸方向Ｚに移動し、両ワイヤ１３，２３の巻取位置および巻出位置がそれぞれ一定となるように制御される。
したがって、ワイヤ１３，２３が斜めにならないので、各取付部１０，２０の停止精度が向上する。

搬送動作：
つぎに、本搬送装置の搬送動作について説明する。
第１方向Ｄ１への移動；
図２の第１クラッチ１５をＯＮ、第２クラッチ２５をＯＦＦ、第１ブレーキ１８をＯＦＦ、第２ブレーキ２８をＯＦＦに設定した後、駆動モータＭにより駆動軸４１を回転させると、第１および第２駆動ドラム１１，２１が同一方向に回転する。図２の第１駆動ドラム１１の回転によって第１ワイヤ１３が移動され、第１ワイヤ１３に取り付けたツール取付部１０が第１リニアガイド１６に案内されて第１方向Ｄ１に移動される。駆動モータＭの回転方向を変更し、ツール取付部１０の移動方向を逆転させることで、ツール取付部１０を第１方向Ｄ１に往復動させることができる。なお、ツール取付部１０の停止時には、第１ブレーキ１８をＯＮした後に第１クラッチ１５をＯＦＦにすることにより、停止精度を高める。

第２方向Ｄ２への移動；
一方、図２の第１クラッチ１５をＯＦＦ、第２クラッチ２５をＯＮ、第１ブレーキ１８をＯＦＦ、第２ブレーキ２８をＯＦＦに設定した後、駆動モータＭにより駆動軸４１を回転させると、同ドラム１１，２１が同一方向に回転する。図２の第２駆動ドラム２１の回転によって第２ワイヤ２３が移動され、第２ワイヤ２３に取り付けた第２取付部２０が第２リニアガイド２６に案内されて第２方向Ｄ２に移動される。駆動モータＭの回転方向を変更し、第２取付部２０の移動方向を逆転させることで、第２取付部２０を第２方向Ｄ２に往復動させることができる。なお、第２取付部２０の停止時には、第２ブレーキ２８をＯＮした後に第２クラッチ２５をＯＦＦにすることにより、停止精度を高める。

〔実施例２〕
つぎに、実施例２にかかる搬送装置の一実施例を図４を用いて説明する。
図４に示すように、本搬送装置は、前述の実施例１とは異なり、１個の駆動ドラム１１および１本のワイヤ１３を備えている。なお、前記駆動ドラム１１は、前述の実施例１で説明した駆動ドラムを用いている。

前記駆動ドラム１１および駆動モータＭは、ドラム台５０Ａ上に載置されている。
ドラム台５０Ａは、第３スライダ５２上に固定されており、第３スライダ５２は、第３リニアガイド５６に案内されて、駆動ドラム１１の形成された軸ユニット４の軸方向Ｚに沿って摺動自在に設定されている。
したがって、駆動モータＭにより駆動ドラム１１が回転された場合には、軸ユニット４が軸方向Ｚに移動することにより、ワイヤ１３の巻出位置および巻取位置が概ね一定となる。

本装置は、第１方向Ｄ１に沿った第１経路および第２方向Ｄ２に沿った第２経路をワイヤ１３が通るように、当該ワイヤ１３を張設する複数のプーリ１２，２２，２４を備えている。なお、ワイヤ１３の停止を保証する図示しないブレーキが設けられている。

前記ワイヤ１３は、駆動ドラム１１の一方の第１巻回部１１ａから、一方の第１従動プーリ１２を介して柱７内を通り、一対の第２従動プーリ２２，２２間に掛け渡された後、再び柱７内を通って、他方の第１従動プーリ１２を介して駆動ドラム１１の他方の第２巻回部１１ｂに巻回されている。ワイヤ１３の方向転換を行う各箇所には、補助プーリ２４がそれぞれ設けられている。
その他の構成は、実施例１と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明および図示を省略する。

つぎに、本搬送装置の搬送動作について説明する。
第１方向Ｄ１への移動；
第１クラッチ１５をＯＮ、第２クラッチ２５をＯＦＦに設定、図示しないブレーキを解除（ＯＦＦ）した後、駆動モータＭにより駆動軸４１が回転され、駆動ドラム１１が回転される。前記駆動ドラム１１の回転によってワイヤ１３が移動され、該ワイヤ１３に取り付けたツール取付部１０が第１リニアガイド１６に案内されて第１方向Ｄ１に移動される。駆動モータＭの回転方向を変更し、ツール取付部１０の移動方向を逆転させることで、ツール取付部１０を第１方向Ｄ１に往復動させることができる。なお、停止時にはブレーキをＯＮにする。

第２方向Ｄ２への移動；
一方、第１クラッチ１５をＯＦＦ、第２クラッチ２５をＯＮに設定した後、駆動モータＭにより駆動軸４１を回転され、駆動ドラム１１が回転される。前記駆動ドラム１１の回転によってワイヤ１３が移動され、前記ワイヤ１３に取り付けた第２取付部２０が第２リニアガイド２６に案内されて第２方向Ｄ２に移動される。駆動モータＭの回転方向を変更し、第２取付部２０の移動方向を逆転させることで、第２取付部２０を第２方向Ｄ２に往復動させることができる。なお、停止時にはブレーキをＯＮにする。

本発明を適用可能な搬送装置の一例を示す概略斜視図である。第１発明にかかる搬送装置の実施例を示す概略斜視図である。軸ユニットおよびその近傍を示す概略断面図である。第２発明にかかる搬送装置の実施例を示す概略斜視図である。

符号の説明

１０：ツール取付部
１１：第１駆動ドラム
１１ａ：第１巻回部
１１ｂ：第２巻回部
１２：第１従動プーリ
１３：第１ワイヤ
１５：第１クラッチ
１６：第１リニアガイド
２０：第２取付部
２１：第２駆動ドラム
２２：第２従動プーリ
２３：第２ワイヤ
２４：補助プーリ
２５：第２クラッチ
２６：第２リニアガイド
５０，５０ａ：ドラム台
５１：ネジ手段
Ｄ１：第１方向
Ｄ２：第２方向
Ｚ：軸方向
Ｚ１：正方向
Ｚ２：逆方向

Claims

１つの駆動モータにより互いに概ね直交する第１および第２方向の２軸を含む複軸の移動・停止を可能にした複軸移動可能な搬送装置であって、
一対の巻回部を有し駆動モータにより回転駆動する第１駆動ドラムと、
別の一対の巻回部を有し前記駆動モータにより回転駆動する第２駆動ドラムと、
前記第１駆動ドラムの一対の前記巻回部および第１従動プーリに巻回され、前記第１駆動ドラムの回転により当該第１駆動ドラムの一方の巻回部に巻き取られると共に他方の巻回部から巻き出される第１ワイヤと、
前記第２駆動ドラムの一対の前記巻回部および第２従動プーリに巻回され、前記第２駆動ドラムの回転により当該第２駆動ドラムの一方の巻回部に巻き取られると共に他方の巻回部から巻き出される第２ワイヤと、
前記第１ワイヤとの連結・解除を選択する第１クラッチを介して前記第１ワイヤに取り付けられた第１取付部と、
前記第２ワイヤとの連結・解除を選択する第２クラッチを介して前記第２ワイヤに取り付けられた第２取付部と、
前記第１取付部を第１方向に案内する第１リニアガイドと、
前記第２取付部を第２方向に案内する第２リニアガイドとを備え、
前記第１または第２クラッチの一方を連結状態とし、かつ、他方を解除状態とすることで、前記第１駆動ドラムの回転に伴う前記第１ワイヤの巻取・巻出による前記第１取付部の第１方向に沿った移動と、前記第２駆動ドラムの回転に伴う前記第２ワイヤの巻取・巻出による前記第２取付部の第２方向に沿った移動とを１つの駆動モータの駆動により選択可能とした複軸移動可能な搬送装置。
請求項１において、第１および第２駆動ドラムの軸線方向が同一方向に設定され、
前記第１および第２駆動ドラムおよび駆動モータを前記駆動ドラムの軸方向に移動自在に支持するドラム台と、
前記第１および第２駆動ドラムが正転方向に回転した場合に前記第１および第２駆動ドラムが前記ドラム台に対して前記軸方向の正方向に所定量移動するように規制すると共に、前記第１および第２駆動ドラムが前記正転方向とは逆の逆転方向に回転した場合に前記第１および第２駆動ドラムが前記ドラム台に対して前記正方向とは逆の逆方向に所定量移動するように規制して、前記第１および第２ワイヤの巻取位置および巻出位置が一定となるように制御するネジ手段とを更に備えた複軸移動可能な搬送装置。
１つの駆動モータにより互いに概ね直交する第１および第２方向の２軸を含む複軸の移動・停止を可能にした複軸移動可能な搬送装置であって、
ワイヤと、
前記ワイヤの一端が巻回された第１巻回部、ならびに、前記ワイヤの他端が巻回された第２巻回部とを有する駆動ドラムと、
前記駆動ドラムを正逆回転させる駆動モータと、
前記第１巻回部から前記第２巻回部の間において、前記第１方向に沿った第１経路および前記第２方向に沿った第２経路を前記ワイヤが通るように、当該ワイヤを張設する複数のプーリと、
前記ワイヤの第１経路に取り付けられた第１取付部と、
前記ワイヤの第２経路に取り付けられた第２取付部と、
前記第１取付部と前記ワイヤとの連結解除を選択する第１クラッチと、
前記第２取付部と前記ワイヤとの連結解除を選択する第２クラッチと、
前記第１取付部を第１方向に案内する第１リニアガイドと、
前記第２取付部を第２方向に案内する第２リニアガイドとを備え、
前記第１または第２クラッチの一方を連結状態とし、かつ、他方を解除状態とすることで、前記駆動ドラムの回転に伴う前記ワイヤの巻取・巻出による前記第１取付部の第１方向に沿った移動と、前記駆動ドラムの回転に伴う前記ワイヤの巻取・巻出による前記第２取付部の第２方向に沿った移動とを１つの駆動モータの駆動により選択可能とした複軸移動可能な搬送装置。
請求項３において、前記駆動ドラムおよび駆動モータを前記駆動ドラムの軸方向に移動自在に支持するドラム台と、
前記駆動ドラムが正転方向に回転した場合に前記駆動ドラムが前記ドラム台に対して前記軸方向の正方向に所定量移動するように規制すると共に、前記駆動ドラムが前記正転方向とは逆の逆転方向に回転した場合に前記駆動ドラムが前記ドラム台に対して前記正方向とは逆の逆方向に所定量移動するように規制して、前記ワイヤの巻取位置および巻出位置が一定となるように制御するネジ手段とを更に備えた複軸移動可能な搬送装置。