JP5605250B2 - パレット装置 - Google Patents

Description

本発明は、載置された物品を搬送することができるとともに、当該物品を回転させたり移動させたりすることができるパレット装置に関する。

従来、パレット装置に載置された物品をコンベアラインに沿って搬送する搬送機構が知られている。このような搬送機構は、製品製造用のコンベアライン（作業ライン）として利用されることがある。このような搬送機構が製品製造に利用される場合、搬送対象となる製品の損傷等を回避するために、当該製品をパレットに載置した状態でコンベアライン上を搬送することがある。また、コンベアライン上の製品には、種々の作業が施される。搬送機構は、これらの作業を効率よく行うために、パレットに載置された製品を回転させる機構を備えることがある。例えば、所定作業位置に、上面に複数のボールが上部を露出させて回転自在に埋め込まれ、パレットが載置される受台を備えた搬送機構が知られている（例えば、特許文献１）。上記搬送機構は、パレットの中心に設けられた係合孔に係合するストッパを備えている。このストッパは、受台の中心に設けられた溝孔に埋め込まれ、弾性部材によって上方に付勢されている。ストッパは、係合孔と溝孔とが対向したときに、係合孔に嵌入する。そして、移動手段によって係合孔から抜去される。このようなストッパを備えた搬送機構であれば、受台上でパレットを回転させることができるので、パレット上に載置された製品に対する作業を行い易い。

特開平３−１８０２８号公報

しかしながら、上記搬送機構は、パレットに設けられた係合孔に嵌入されたストッパを抜去するための移動機構を備えなければならない。また、製品製造工程にコンベアライン上では行うことが困難な作業が含まれる場合、コンベアラインから製品が抜き取られることがある。例えば、製品の動作試験等が行われる場合である。コンベアラインから製品が抜き取られる場合も、製品は、パレット上に載置された状態であることが望ましい。上記特許文献１における搬送機構を用いた場合、製品を載置した状態のパレットを試験等が行われる作業台に移動させることは困難であると考えられる。一旦抜き取ったパレットは、再びコンベアライン上に戻されるが、この場合も、パレットをコンベアライン上に戻すことは容易ではない。

そこで、本明細書開示のパレット装置は、物品が載置されるパレットを容易に位置決めすることができ、また、回転させることができるとともに、パレットの高い移動の自由度を確保することを課題とする。

本明細書開示のパレット装置は、コンベアライン上を移動する搬送パレットと、当該搬送パレットの上側に前記搬送パレットと対向配置され、搬送対象物となる物品が載置される作業パレットと、前記搬送パレットに設けられ、前記作業パレットと対向する面に、球体を備えた第１の球体支持装置と、前記搬送パレットに設けられ、上方から押圧されることによって沈下する球体を備えた第２の球体支持装置と、前記搬送パレットと対向する前記作業パレットの面に設けられ、前記第１の球体支持装置が備える球体が係合し、前記作業パレットを前記搬送パレットに対し位置決めする第１の凹部と、前記搬送パレットと対向する前記作業パレットの面に設けられ、前記第２の球体支持装置が備える球体が係合し、前記作業パレットの回転軸を形成する第２の凹部を備えたことを特徴としている。

第１の球体支持装置が備える球体が第１の凹部に係合し、第２の球体支持装置が備える球体が第２の凹部に係合すると、搬送パレットに対し作業パレットを位置決めした状態とすることができる。例えば、物品をコンベアラインに沿って搬送するときは、このような位置決め状態とすることができる。

このような位置決め状態から、作業パレットに対しこの作業パレットを回転させるような力を加える。すると、作業パレットは、第２の球体支持装置が備える球体が第２の凹部に係合することによって形成される作業パレットの回転軸により回転することができる。作業パレットは、第１の球体支持装置が備える球体に乗り上げ、浮き上がるような状態となり、第１の球体支持装置が備える球体と第１の凹部との係合が解除される。一方、第２の球体支持装置が備える球体は、前記のように浮き上がったような状態となる作業パレットに追従して浮上し、第２の凹部との係合状態を維持する。第２の球体支持装置が備える球体と第２の凹部とが係合しているときは、作業パレットの回転軸が形成された状態となるため、作業パレットは安定して回転することができる。

さらに、前記のような位置決め状態から、作業パレットに対しこの作業パレットを移動させるような力を加える。すると、作業パレットは、第１の球体支持装置が備える球体及び第２の球体支持装置が備える球体に乗り上げる。このようにして第１の球体支持装置が備える球体と第１の凹部との係合が解除され、第２の球体支持装置が備える球体と第２の凹部との係合が解除される。この結果、作業パレットは、搬送パレットに対し、自由に移動することができるようになる。すなわち、作業パレットの高い移動の自由度を確保することができる。

本明細書開示のパレット装置によれば、物品が載置されるパレット（作業パレット）を容易に位置決めし、回転させることができるとともに、パレット（作業パレット）の高い移動の自由度を確保することができる。

図１は、第１の比較例のパレット装置を示す説明図である。 図２は、第２の比較例のパレット装置を示す説明図である。 図３は、第１の球体支持装置の断面図である。 図４は、実施例のパレット装置を示す説明図である。 図５は、実施例における第２の球体支持装置の断面図である。 図６は、第１の球体支持装置が備える支持球体の頂部と第２の球体支持装置が備える球体の頂部の関係を示す説明図である。 図７は、実施例のパレット装置における支持球体と作業パレットとの関係を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。

まず、本実施例のパレット装置１を説明する前に、図１を参照して第１の比較例を説明し、図２を参照して第２の比較例を説明する。図１（Ａ）は、第１の比較例のパレット装置１００の平面図であり、図１（Ｂ）は、パレット装置１００の側面図である。図２（Ａ）は、第２の比較例のパレット装置１５０の平面図であり、図２（Ｂ）は、パレット装置１５０の側面図である。

第１の比較例のパレット装置１００は、搬送対象物となる製品２をコンベアラインに沿って移動させることができる。パレット装置１００は、コンベアライン上を移動する搬送パレット１０３を備えている。また、搬送パレット１０３の上側に搬送パレット１０３と対向配置される作業パレット１０４を備えている。すなわち、搬送パレット１０３と作業パレット１０４とは、重ね合わせた状態となることができる。作業パレット１０４上には製品２が載置される。

搬送パレット１０３は、図１（Ｂ）に示すように、作業パレット１０４と対向する面１０３ａに球体支持装置１０５を備えている。球体支持装置１０５は、図１（Ａ）に示すように、矩形の四隅に配置されるとともに、この矩形の中心部に配置されている。

図３は、球体支持装置１０５の断面図である。球体支持装置１０５は、保持台座１０５ａを備えている。保持台座１０５ａは、半球形の穴を備えており、この穴に複数の小球１０５ｂが敷きつめられている。そして、この小球１０５ｂの上側に支持球体１０５ｃが配置されている。そして、カバー部材１０５ｄが保持台座１０５ａに装着されることにより、支持球体１０５ｃが回転可能な状態となっている。この支持球体１０５ｃは回転可能な球体の一例である。なお、この球体支持装置１０５は、後述するように第２の比較例２おける球体支持装置１０５と同一であり、さらに、本実施例の第１の球体支持装置５とも同一である。

一方、作業パレット１０４は、図１（Ｂ）に示すように、搬送パレット１０３と対向する面１０４ａに球体支持装置１０５が備える支持球体１０５ｃが係合する凹部１０４ｂを備えている。凹部１０４ｂは、球体支持装置１０５の配置に対応させて配置されている。凹部１０４ｂの内周面は、支持球体１０５ｃの表面形状に対応した曲面を備えている。すべての凹部１０４ｂに支持球体１０５ｃが係合することにより、作業パレット１０４は、搬送パレット１０３に対し位置決めされる。

このようなパレット装置１００は、作業者が作業パレット１０４に側方から力を加えることにより、支持球体１０５ｃが回転して、容易に支持球体１０５ｃと凹部１０４ｂとの係合が解除される。これにより、図１（Ａ）において、矢示１０７で示すように作業パレット１０４は、搬送パレット１０３に対し自由に移動することができる。作業者の作業パレット１０４への力の加え方によって、作業パレット１０４を回転させることも可能である。

しかしながら、パレット装置１００は、作業者が作業パレット１０４を回転させるときの回転軸を備えていない。このため、作業パレット１０４の回転動作が不安定となるおそれがある。

つぎに、第２の比較例のパレット装置１５０について説明する。パレット装置１５０は、パレット装置１００と同様に、搬送パレット１５３、この搬送パレット１５３に対向配置された作業パレット１５４を備えている。

さらに、図２（Ｂ）に示すように、作業パレット１５４と対向する面１５３ａに球体支持装置１５５を備えている点も同様である。球状支持装置１５５は上述のように球状支持装置１０５と同一のものが採用されている。すなわち、保持台座１５５ａ、小球１５５ｂ、支持球体１５５ｃを備えている。

作業パレット１５４が、搬送パレット１５３と対向する面１５４ａに球状支持装置１５５が備える支持球体１５５ｃが係合する凹部１５４ｂを備えている点においても、パレット装置１５０は、パレット装置１００と共通する。

ただし、パレット装置１５０は、パレット装置１００において、中心部に配置された球状支持装置１０５に代えて、回転軸部材１５６を備えている。この点において、パレット装置１００とパレット装置１５０とは相違している。また、パレット装置１５０の作業パレット１５４は、回転軸部材１５６が挿入される軸部材挿入孔１５４ｃを備えている。回転軸部材１５６は、搬送パレット１５３を貫通することができ、軸部材挿入孔１５４ｃに挿入されることにより、作業パレット１５４が回転するための回転軸ＡＸを作り出す。

パレット装置１５０において、回転軸部材１５６を軸部材挿入孔１５４ｃから抜き取れば、作業パレット１５４を搬送パレット１５３に対して移動させることができる。また、作業パレット１５４を回転させるときは、回転軸部材１５６を突出させて軸部材挿入孔１５４ｃに挿入し、回転軸ＡＸを作り出す。これにより、作業パレット１５４を安定した状態で回転させることができる。

しかし、パレット装置１５０は、回転軸部材１５６を挿抜する機構の設置を必要とする。このため、装置全体のコストが上昇する。また、製品がコンベアライン上を搬送される途中において、回転軸部材１５６を出没させる工程が組み込まれることになるため、搬送時間が長期化するおそれがある。

つぎに、本実施例のパレット装置１について図面を参照しつつ説明する。図４は、実施例のパレット装置１を示す説明図である。図５は、実施例における第２の球体支持装置６の断面図である。図６は、第１の球体支持装置５が備える支持球体５ｃの頂部５ｃ１と第２の球体支持装置６が備える支持球体６ｃの頂部６ｃ１の関係を示す説明図である。図７は、実施例のパレット装置１における球体と作業パレットとの関係を示す説明図である。

パレット装置１は、搬送対象物となる製品２をコンベアライン５０に沿って移動させることができる。コンベアライン５０は、ローラ５１を備えており、パレット装置１は、このローラ５１上に搭載されることによって移動する。パレット装置１は、コンベアライン５０上を移動する搬送パレット３を備えている。また、搬送パレット３の上側に搬送パレット３と対向配置される作業パレット４を備えている。すなわち、搬送パレット３と作業パレット４とは、重ね合わせた状態となることができる。

搬送パレット３は、図４（Ａ−２）等に示すように、作業パレット４と対向する面３ａに第１の球体支持装置５と第２の球体支持装置６とを備えている。第１の球体支持装置５は、図４（Ａ−１）等に示すように、矩形の四隅にそれぞれ配置されている。また、第２の球体支持装置６は、その矩形の中心部に配置されている。なお、第１の球体支持装置５の数は、４個に限定されるものではなく、作業パレット４を安定した状態で支持することができる数であればよい。また、第２の球体支持部６が配置される位置も中心部に限定されない。第２の球体支持部６は、後に詳述するように、作業パレット４の回転軸ＡＸを創出するものである。このため、第２の球体支持装置６は回転軸ＡＸを形成したい箇所に設けられる。

第１の球体支持装置５は、図３を参照しつつ説明した球体支持装置１０５と同一である。すなわち、第１の球体支持装置５は、保持台座５ａ、小球５ｂ、支持球体５ｃ及びカバー部材５ｄを備えている。

図５は、第２の球体支持装置６の断面図である。第２の球体支持装置６は、保持台座６ａを備えている。保持台座６ａの内部は空洞となっている。そして、その空洞内にバネ部材６ｂが設置されている。さらに、このバネ部材６ｂの上側に支持球体５ｃが載置されている。そして、カバー部材５ｄが保持台座５ａに装着されることにより、支持球体５ｃが、回転可能な状態となっている。バネ部材６ｂ上に載置された支持球体５ｃは、上方から押圧されることにより沈下することができる球体の一例である。すなわち、支持球体１０５ｃは、上方から押圧されることにより、バネ部材５ｂを圧縮し、保持台座５ａ内へ沈下することができる。支持球体５ｃは、上方からの力が除かれると元の位置に復帰することができる。この支持球体５ｃの中心を通過し、鉛直方向に延びる軸が回転軸ＡＸと一致する。

一方、作業パレット４は、図４（Ａ−２）等に示すように、搬送パレット３と対向する面４ａに第１の凹部４ｂと第２の凹部４ｃとを備えている。第１の凹部４ｂには、第１の球体支持装置５が備える支持球体５ｃが係合する。第１の凹部４ｂは、支持球体５ｃが係合することができる凹部となっていればよく、本実施例では、貫通孔となっている。第２の凹部４ｃには、第２の球体支持装置６が備える支持球体６ｃが係合する。第２の凹部４ｃは、支持球体６ｃが係合することができる凹部となっていればよく、本実施例では、貫通孔となっている。第２の凹部４ｃは、支持球体６ｃが係合したときに、作業パレット４の回転軸ＡＸを形成する。

ここで、第２の球体支持装置６が備える支持球体６ｃの頂部６ｃ１の位置と第１の球体支持装置５が備える支持球体５ｃの頂部５ｃ１との位置関係について図６を参照しつつ説明する。支持球体６ｃの頂部６ｃ１は、押圧されていない状態、すなわち、沈下していない状態で、支持球体５ｃの頂部５ｃ１よりも、作業パレット４側に突出している。本実施例では、頂部６ｃ１は、頂部５ｃ１よりも、高さｔだけ、作業パレット４側へ突出した状態とされている。このような関係を創出するために、第２の球体支持装置６は、嵩上げ用のプレート７上に設置されている。頂部６ｃ１が頂部５ｃ１よりも作業パレット４側に突出していることにより、支持球体５ｃと第１の凹部４ｂとの係合が解除された状態であっても支持球体６ｃと第２の凹部４ｃとの係合が維持され易くなる。すなわち、回転軸ＡＸが維持され易くなる。

なお、プレート７を用いずに上記の関係を創出することもできる。例えば、支持球体６ｃの直径を変更することによって支持球体６ｃを突出させるようにしてもよい。なお、頂部５ｃ１は、回転可能な支持球体５ｃにおいて、その時々で最も高い位置に存在する部分を指すものとする。同様に頂部６ｃ１は、回転可能な支持球体６ｃにおいて、その時々で最も高い位置に存在する部分を指すものとする。

ここで、パレット装置１の各部の寸法等の諸元を、図７を参照しつつ説明する。図７（Ａ）は、支持球体５ｃが第１の凹部４ｂに係合し、支持球体６ｃが第２の凹部４ｃに係合した、位置決め状態を示している。図７（Ｂ）は、支持球体５ｃと第１の凹部４ｂとの係合が解除され、支持球体６ｃと第２の凹部４ｃとの係合が維持された、いわゆる回転状態を示している。図７（Ｃ）は、支持球体５ｃと第１の凹部４ｂとの係合、支持球体６ｃと第２の凹部４ｃとの係合が、いずれも解除された、移動状態を示している。

作業パレット４の板厚はＴである。図７（Ａ）に示す位置決め状態において、高さ方向の基準面となる搬送パレット３の作業パレット４と対向する面３ａから作業パレット４（面４ａ）までの高さはＨ１である。図７（Ｂ）に示す回転状態、図７（Ｃ）に示す移動状態において、面３ａから面４ａまでの高さはＨ２である。作業パレット４の重量はＷである。面３ａから支持球体５ｃの頂部５ｃ１までの高さはｈ１である。支持球体５ｃの半径はｒ１である。第１の凹部４ｂの直径はＲ１である。支持球体５ｃの第１の凹部４ｂへの係合深さはｔ１である。支持球体５ｃの数ｎはｎ＝４である。バネ部材６ｂのストローク量はＳＴである。第２の球体支持装置６の嵩上げ高さ（＝プレート７の板厚）はＰｔである。図７（Ｂ）に示す回転状態におけるプレート７の上面７ａから支持球体６ｃの頂部６ｃ１までの高さはｈ２である。支持球体６ｃの半径はｒ２である。第２の凹部４ｃの直径はＲ２である。図７（Ａ）に示す位置決め状態や図７（Ｂ）に示す回転状態において、支持球体６ｃの第２の凹部４ｃへの係合深さはｔ２である。バネ部材６のバネ荷重はｗである。なお、本実施例において、ｒ１＝ｒ２である。

第１の凹部４ｂと支持球体５ｃとの間には、Ｒ１＜２×ｒ１の関係がある。これにより、支持球体５ｃが第１の凹部４ｂに係合される。同様に第２の凹部４ｄｔ支持球体６ｃとの間にもＲ２＜２×ｒ２の関係がある。

作業パレット４の板厚と支持球体５ｃの係合深さとの間には、Ｔ＞ｔ１の関係がある。これにより、製品２が載置される作業パレット４の上面から支持球体５ｃの頂部５ｃ１が露出することが回避される。同様に作業パレット４の板厚と支持球体６ｃの係合深さとの間には、Ｔ＞ｔ２の関係がある。

図７（Ａ）に示す位置決め状態において、面３ａから面４ａまでの高さＨ１は、Ｈ１＝ｈ１−ｔ１の関係を有する。また、図７（Ｂ）に示す回転状態、図７（Ｃ）に示す移動状態では、作業パレット４が支持球体５ｃに乗り上げる。このため、面３ａから面４ａまでの高さＨ２は、Ｈ２＝ｈ１となる。ｈ１とｈ２とは、ｈ１≦ｈ２の関係となっている。嵩上げ量（プレート７の板厚）ＰｔはＰｔ＝ｔ１とされている。バネ部材６ｂのストローク量ＳＴは、ＳＴ≧Ｐｔとされている。ッバネ部材６のバネ荷重ｗは、ｗ＝Ｗ／（ｎ＋１）すなわち、ｗ＝Ｗ／（４＋１）となるように設定されている。これは、作業パレット４が載置されることにより、バネ部材６が縮み、支持球体６ｃが沈下することができるようにするための条件となっている。

以上のようなパレット装置１の動作につき、説明する。
≪位置決め状態≫
まず、位置決め状態について説明する。位置決め状態のとき、図４（Ａ−１）、図４（Ａ−２）に示すように第１の凹部４ｂに支持球体５ｃが係合し、第２の凹部４ｃに支持球体６ｃが係合する。搬送パレット３がコンベアライン５０上を搬送されるとき等は、この位置決め状態とされる。支持球体５ｃが第１の凹部４ｂに係合し、支持球体６ｃが第２の凹部４ｃに係合することにより搬送パレット４上の作業パレット４が安定し、この状態で製品２を搬送することができる。このとき、支持球体６ｃは押圧され、バネ部材６ｂを圧縮して沈下した状態となっている。圧縮されたバネ部材６ｂは、支持球体６ｃを第２の凹部４ｃ側へ押し付けている。

≪回転状態≫
つぎに、回転状態について説明する。回転状態のとき、図４（Ｂ−１）、図（Ｂ−２）に示すように第１の凹部４ｂと支持球体５ｃとの係合が解除される。支持球体５ｃは回転することができる。このため、作業パレット４がＦ１のような力を受けると、第１の凹部４ｂの周囲は、容易に支持球体５ｃに乗り上げることができ、第１の凹部４ｂと支持球体５ｃとの係合は容易に解除される。支持球体５ｃに作業パレット４の第１の凹部４ｂ以外の箇所が乗り上げることにより、作業パレット４は、図７（Ｂ）に示すようにｔ１だけ持ち上げられた状態となる。一方、支持球体６ｃは、作業パレット４がｔ１だけ持ち上げられた状態となっても、バネ部材６ｂによって第２の凹部４ｃに追従するように押し付けられる。すなわち、ストローク量Ｓｔだけ伸張し、両者の係合状態が維持されている。このように第２の凹部４ｃと支持球体６ｃとが係合された状態となっているとき、回転軸ＡＸが形成されている。このため、作業パレット４は、この回転軸ＡＸを軸として矢示８で示すように回転することができる。作業パレット４が搬送パレット３に対して回転することにより、搬送途中の製品２に対する作業が容易となる。作業パレット４は、矢示８とは逆方向に回転することもできる。

≪移動状態≫
つぎに、移動状態について説明する。移動状態のとき、図４（Ｃ−１）、図（Ｃ−２）に示すように、第１の凹部４ｂと支持球体５ｃとの係合、第２の凹部４ｃと支持球体６ｃとの係合がいずれも解除される。支持球体５ｃは、回転することができる。支持球体６ｃも回転することができる。このため、作業パレット４がＦ２の様な力を受けると、第１の凹部４ｂの周囲は、容易に支持球体５ｃに乗り上げることができ、第１の凹部４ｂと支持球体５ｃとの係合は容易に解除される。また、第２の凹部４ｃの周囲は、容易に支持球体６ｃに乗り上げることができ、第２の凹部４ｃと支持球体６ｃとの係合は容易に解除される。これにより、作業パレット４は、第１の凹部４ｂや、第２の凹部４ｃ以外の箇所を４個の支持球体５ｃと１個の支持球体６ｃによって支持される。支持球体６ｃは、バネ部材６ｂを押圧して沈下することができる。この結果、作業パレット４を水平状態に維持することができる。支持球体５ｃ、支持球体６ｃはいずれも回転することができるので、作業パレット４は、矢示９で示すように水平方向に自在に移動することができるようになる。これにより、作業パレット４は、矢示５３で示すように作業台５２へ横滑りして移動することができる。作業パレット４が作業台５２上に移動することにより、製品２に対する試験、検査等の作業を容易に行うことができるようになる。試験、検査後の製品２も作業パレット４ごと搬送パレット４上へ戻すことができる。作業パレット４が支持球体６ｃに乗り上げるとき、支持球体６ｃは、回転しつつ、バネ部材６ｂを圧縮して沈下する。このため、作業パレット４は、支持球体６ｃに乗り上げることができる。支持球体５ｃ、支持球体６ｃに乗り上げた作業パレット４は、再び矢示９で示すように自在に移動できるようになるため、位置決め状態へと移行することができる。

以上説明したように本実施例のパレット装置１によれば、製品が載置される作業パレット３を容易に位置決めし、回転させることができる。また、作業パレット４の高い移動の自由度を確保することができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１、１００、１５０…パレット装置
２…製品（物品）
３、１０３、１５３…搬送パレット
４、１０４、１５４…作業パレット
４ａ…対向面
４ｂ…第１の凹部
４ｃ…第２の凹部
５…第１の球体支持装置
５ｃ…支持球体（球体）
６…第２の球体支持装置
６ｃ…支持球体（球体）
７…プレート
ＡＸ…回転軸

Claims (2)

1. コンベアライン上を移動する搬送パレットと、
   当該搬送パレットの上側に前記搬送パレットと対向配置され、搬送対象物となる物品が載置される作業パレットと、
   前記搬送パレットに設けられ、前記作業パレットと対向する面に、球体を備えた第１の球体支持装置と、
   前記搬送パレットに設けられ、上方から押圧されることによって沈下する球体を備えた第２の球体支持装置と、
   前記搬送パレットと対向する前記作業パレットの面に設けられ、前記第１の球体支持装置が備える球体が係合し、前記作業パレットを前記搬送パレットに対し位置決めする第１の凹部と、
   前記搬送パレットと対向する前記作業パレットの面に設けられ、前記第２の球体支持装置が備える球体が係合し、前記作業パレットの回転軸を形成する第２の凹部を備えたことを特徴とするパレット装置。
2. 前記第２の球体支持装置が備える球体の頂部の位置は、押圧されていない状態において、前記第１の球体支持装置が備える球体の頂部よりも、前記作業パレット側に突出していることを特徴とする請求項１記載のパレット装置。

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