JP6363461B2 - 可動体移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、進退移動可能な噛合チェーンを用いて可動体を移動させる可動体移動装置に関する。

従来から、進退移動可能な複数対のチェーン部材が進行方向への移動に伴い相互に噛み合って一体化する一方で退行方向への移動に伴い相互に噛み外れて分岐する噛合チェーンを駆動させることにより、進退動ユニット（可動体）を移動させる噛合チェーン式搬送装置（可動体移動装置）が知られている（例えば特許文献１）。

こうした装置では、進退移動可能な噛合チェーンの進行方向側の端部が進退動ユニットに連結されている。そのため、チェーン部材が進行方向へ移動すると、噛み合わされた噛合チェーンと共に進退動ユニットが進行方向へ移動する。一方、チェーン部材が退行方向へ移動すると、進退動ユニットは退行方向へ移動すると共に、噛み外れたチェーン部材は渦巻き状に形成されたレールに沿って収容される。

特開２０１３−１４７３０３号公報

ところで、噛み外れたチェーン部材は、直線移動する場合に比べて曲線移動する場合の方が抵抗が大きく、さらに曲率半径が小さくて曲がりがきつい場合ほど抵抗が大きく進みづらい。

したがって、噛み外れたチェーン部材を渦巻き状に収容する場合には、チェーン部材の移動が阻害されてしまう。そのため、噛合チェーンを進退移動方向へ移動させる駆動源として、駆動力の大きな駆動モータを採用する必要があった。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、チェーン部材の移動を円滑に行うことができる可動体移動装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する可動体移動装置は、進退移動可能な少なくとも一対のチェーン部材を有し、対をなすチェーン部材同士が進行方向に移動することで相互に噛み合って一体化する一方、その一体化した噛合状態から前記チェーン部材同士が退行方向に移動することで相互に噛み外れて分岐する噛合チェーンと、該噛合チェーンを進退移動方向へ移動させる駆動機構と、該駆動機構の駆動に伴い前記噛合チェーンと共に進退移動する可動体と、該可動体と前記チェーン部材とにより少なくとも一部が構成されたループ機構とを備え、前記ループ機構は、前記チェーン部材において他のチェーン部材と噛み合った噛合状態の噛合部と他のチェーン部材から噛み外れた分岐状態の分岐部とが少なくとも前記可動体を介して接続されて環状をなす。

この構成によれば、少なくとも１つのチェーン部材は、他のチェーン部材と噛み合った噛合部側と他のチェーン部材から噛み外れた分岐部側とが少なくとも可動体を介して接続される。そして、このチェーン部材が進行方向に向けてループ状に移動する場合、可動体は、チェーン部材の噛合部により押されつつ分岐部側に引っ張られるようにチェーン部材と共に移動する。一方、このチェーン部材が退行方向に向けてループ状に移動する場合、可動体は、チェーン部材の噛合部を押しつつ分岐部側を引っ張るようにチェーン部材と共に移動する。すなわち、収容形態が渦巻き状であるため進退移動させる際に大きな駆動力が必要とされた従来のチェーン部材とは異なり、可動体と共にループ機構の少なくとも一部を構成するチェーン部材の場合は、小さな駆動力でも可動体と共に進退移動方向へループ状に移動する。したがって、チェーン部材の移動を円滑に行うことができる。

上記可動体移動装置において、前記各チェーン部材は、それぞれのチェーン部材において前記噛合部と前記分岐部とが少なくとも前記可動体を介して接続された環状をなし、それぞれ異なるループ機構の一部を構成するのが好ましい。

この構成によれば、対をなすチェーン部材がそれぞれ異なるループ機構を構成するため、１つのチェーン部材における噛合部と分岐部とが可動体を介して環状に接続されることで１つのループ機構を構成する場合に比べて、より円滑にチェーン部材を移動させることができる。

上記可動体移動装置において、前記可動体は、前記進退移動方向と交差する方向において、前記噛合部側が接続される前記可動体における接続位置と前記各チェーン部材が噛み合う噛合位置とを結ぶ線を中心として線対称となる位置に、前記分岐部側がそれぞれ接続されるのが好ましい。

この構成によれば、一対のチェーン部材の分岐部側が接続される位置は、噛合部が接続される位置を中心として線対称である。そのため、可動体を移動させる場合に、該可動体の安定した姿勢を維持しやすくすることができる。

上記可動体移動装置において、前記ループ機構は、前記分岐部と前記可動体とを接続する接続部材をさらに備えるのが好ましい。
この構成によれば、接続部材を介してチェーン部材の分岐部と可動体とを接続することにより、チェーン部材を直接可動体に接続する場合に比べてチェーン部材の長さを短くすることができる。

上記可動体移動装置において、前記ループ機構は、前記噛合部とは異なる位置に接続されたカウンタウェイトをさらに備えるのが好ましい。
この構成によれば、つり合いを取るための重りであるカウンタウェイトを噛合部とは異なる位置に接続することにより、可動体の移動を安定させることができる。したがって、可動体の移動に要するエネルギーを小さくすることができる。

本発明によれば、チェーン部材の移動を円滑に行うことができる可動体移動装置を提供することができる。

実施形態の可動体移動装置の正面側斜視図。 可動体移動装置の背面側斜視図。 駆動機構と噛合チェーンの模式背面図。 可動体が下方位置に位置する可動体移動装置の正面図。 可動体が上方位置に位置する可動体移動装置の正面図。 変形例の可動体移動装置の斜視図。

以下、噛合チェーンを用いて可動体を移動させる可動体移動装置の一実施形態について、図を参照して説明する。
図１，図２に示すように、可動体移動装置１１は、互いに略平行に設けられた一対の支柱１２と、支柱１２の上端に架設された梁部１３とを備える。

各支柱１２は、長手方向と直交する断面の形状がＨ形のＨ形鋼であって、各々の長手方向を鉛直方向である縦方向Ｘに沿わせると共に、その縦方向Ｘと直交（交差）する横方向Ｙに互いに間隔を有して設けられている。

図２に示すように、梁部１３には、一対の上部スプロケット１４ａ，１４ｂが横方向Ｙに間隔を有して回転自在に設けられている。また、一対の支柱１２の下端の間には、一対の下部スプロケット１５ａ，１５ｂが横方向Ｙに間隔を有して回転自在に設けられている。

また、可動体移動装置１１は、長手方向の一端が可動体１７に接続された噛合チェーン１８と、噛合チェーン１８の他端に接続された接続部材１９ａ，１９ｂとを備える。なお、本実施形態の接続部材１９ａ，１９ｂは、ローラチェーンであって、長手方向の両端が噛合チェーン１８と可動体１７とにそれぞれ接続されている。そして、噛合チェーン１８及び接続部材１９ａ，１９ｂは、上部スプロケット１４ａ,１４ｂと下部スプロケット１５ａ，１５ｂに歯合するように巻き掛けられている。

図１に示すように、噛合チェーン１８は、少なくとも一対（本実施形態では一対）のチェーン部材２１，２２により構成されている。
また、図２に示すように、可動体移動装置１１は、噛合チェーン１８を進退移動方向へ移動させる駆動機構２３を備える。

図１、図２に示すように、可動体１７の背面側には、噛合チェーン１８が接続される接続位置の一例としての第１接続部２５と、各接続部材１９ａ，１９ｂがそれぞれ接続される第２接続部２６、第３接続部２７が突出して形成されている。

また、可動体１７は、縦方向Ｘ及び横方向Ｙに沿うように設けられた壁部２８と、壁部２８に対して略垂直な台部２９とにより構成されている。すなわち、台部２９は、縦方向Ｘ及び横方向Ｙと交差する奥行方向Ｚに沿って壁部２８の正面側から突出するように形成されている。また、壁部２８は、横方向Ｙの両端が図示しないローラを介して支柱１２に支持されている。したがって、駆動機構２３が噛合チェーン１８を移動させると、噛合チェーン１８が接続された可動体１７は、進退移動方向の一例としての縦方向Ｘに沿って噛合チェーン１８と共に進退移動する。

図３に示すように、各チェーン部材２１，２２は、プレート３１に鉤状の歯部３２が形成された歯付チェーンである。一方、接続部材１９ａ，１９ｂのプレート３３には歯部が形成されておらず、プレート３３は楕円形状をしている。

そして、各チェーン部材２１，２２は、進行方向Ｘ１への移動に伴って歯部３２同士を相互に噛み合わせることで、直棒状に一体化した噛合状態となる。その一方、チェーン部材２１，２２は、噛合状態から各チェーン部材２１，２２が退行方向Ｘ２への移動に伴って歯部３２同士が相互に噛み外れることにより分岐状態となる。したがって、噛合チェーン１８は、対をなすチェーン部材２１，２２同士が進行方向Ｘ１に移動することで相互に噛み合って一体化する一方、その一体化した噛合状態からチェーン部材２１，２２同士が退行方向Ｘ２に移動することで相互に噛み外れて分岐する。

なお、第１チェーン部材２１と第２チェーン部材２２同士が相互に噛み合って一体化し、噛合状態となった剛直の部分を噛合部３４とする。一方、第１チェーン部材２１と第２チェーン部材２２同士が相互に噛み外れて分岐し、分岐状態となった部分を分岐部３５とする。

そして、図２に示すように、噛合部３４は、第１接続部２５に接続されている。また、各分岐部３５は、対応する接続部材１９ａ，１９ｂの一端に接続されている。さらに、第１接続部材１９ａの他端は、可動体１７の第２接続部２６に接続されていると共に、第２接続部材１９ｂの他端は、第３接続部２７に接続されている。

なお、接続部２５〜２７は横方向Ｙに並んで設けられていると共に、横方向Ｙにおいて第１接続部２５は可動体１７の略中央位置に設けられている。そして、第２接続部２６と第３接続部２７は、第１接続部２５との間隔が横方向Ｙにおいてそれぞれ略同じになるように設けられている。すなわち、可動体１７は、横方向Ｙにおいて第１接続部２５と各チェーン部材２１，２２が噛み合う噛合位置とを結ぶ線を中心として線対称となる位置に接続部材１９ａ，１９ｂが接続される。

図１，図２に示すように、可動体１７、チェーン部材２１，２２、及び接続部材１９ａ，１９ｂは、ループ機構３６ａ，３６ｂを構成している。すなわち、このループ機構３６ａ，３６ｂは、チェーン部材２１，２２において噛合部３４と分岐部３５とが少なくとも可動体１７を介して接続されて環状をなす。換言すると、各チェーン部材２１，２２は、それぞれの噛合部３４と分岐部３５とが少なくとも可動体１７を介して接続された環状をなし、それぞれ異なるループ機構３６ａ，３６ｂの一部を構成する。

すなわち、第１ループ機構３６ａは、第１接続部材１９ａ、第１チェーン部材２１、可動体１７により構成されている。そして、第１接続部材１９ａは第１上部スプロケット１４ａに巻き掛けられるとともに、第１チェーン部材２１は第１下部スプロケット１５ａに巻き掛けられている。また、第２ループ機構３６ｂは、第２接続部材１９ｂ、第２チェーン部材２２、可動体１７により構成されている。そして、第２接続部材１９ｂは第２上部スプロケット１４ｂに巻き掛けられるとともに、第２チェーン部材２２は第２下部スプロケット１５ｂに巻き掛けられている。

図２，図３に示すように、駆動機構２３は、正転と逆転の両方向の回転が可能なモータなどの駆動源３８と、駆動源３８の駆動力を駆動軸３９に伝達する伝達機構４０とを備えている。なお、駆動軸３９は、該駆動軸３９と略平行に設けられた従動軸４１と共に支持部４２に軸支されている。

図３に示すように、駆動軸３９には、駆動歯車４４と駆動スプロケット４５が駆動軸３９と一体回転するように設けられている。また、従動軸４１には、従動歯車４６と従動スプロケット４７が従動軸４１と一体回転するように設けられている。そのため、駆動軸３９が回転すると該駆動軸３９と共に駆動スプロケット４５と駆動歯車４４が回転し、駆動歯車４４と歯合する従動歯車４６を介して回転が伝達された従動軸４１と従動スプロケット４７も回転する。そして、こうした駆動源３８、駆動軸３９、伝達機構４０、従動軸４１、駆動歯車４４、駆動スプロケット４５、従動歯車４６、及び従動スプロケット４７により、駆動機構２３が構成されている。

なお、本実施形態では、可動体１７を上昇させる際に各チェーン部材２１，２２が移動する方向を進行方向Ｘ１とすると共に、可動体１７を下降させる際に各チェーン部材２１，２２が移動する方向を退行方向Ｘ２とする。さらに、駆動スプロケット４５及び従動スプロケット４７が回転する方向として、各チェーン部材２１，２２を進行方向Ｘ１に移動させる際に回転する方向を進行方向Ｘ１とすると共に、各チェーン部材２１，２２を退行方向Ｘ２に移動させる際に回転する方向を退行方向Ｘ２とする。

次に、可動体移動装置１１において、噛合チェーン１８を進退移動させて、可動体１７を進退移動方向に移動させる場合の作用について説明する。
さて、図４に示すように、下方位置に位置する可動体１７を上昇させる場合には、駆動源３８を正転駆動する。

すると、図３の状態において、駆動スプロケット４５及び従動スプロケット４７が進行方向Ｘ１に回転する。このとき噛合部３４の基端側（同図では下端側）では、第１チェーン部材２１と第２チェーン部材２２の歯部３２が相互に噛み合い、噛合部３４が上昇する。また、このとき噛合チェーン１８の移動に伴って接続部材１９ａ，１９ｂと噛合チェーン１８の接続部分が下部スプロケット１５ａ，１５ｂ側へ移動する。

したがって、図５に示すように、可動体１７は、噛合部３４によって押し上げられると共に、接続部材１９ａ，１９ｂに引き上げられるように上昇して上方位置まで移動する。
また、上方位置に位置する可動体１７を下降させる場合には、駆動源３８を逆転駆動する。

すると、図３の状態において、駆動スプロケット４５及び従動スプロケット４７が退行方向Ｘ２に回転する。このとき噛合部３４の基端側では、噛合状態だったチェーン部材２１，２２が互いに噛み外れて分岐部３５となる。

したがって、図４に示すように、可動体１７は、噛合部３４が退行方向Ｘ２へ移動するのに伴って下降し、下方位置まで移動する。さらに、可動体１７が移動すると、可動体１７に接続された接続部材１９ａ，１９ｂが可動体１７に引かれるように移動する。したがって、接続部材１９ａ，１９ｂに接続された分岐部３５は、接続部材１９ａ，１９ｂに引き上げられるように移動する。また、このように可動体１７は、縦方向Ｘにおいて上部スプロケット１４ａ，１４ｂと下部スプロケット１５ａ，１５ｂの間で進退移動する。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１チェーン部材２１は、第２チェーン部材２２と噛み合った噛合部３４側と、第２チェーン部材２２から噛み外れた分岐部３５側とが少なくとも可動体１７を介して接続される。そして、この第１チェーン部材２１が進行方向Ｘ１に向けてループ状に移動する場合、可動体１７は、第１チェーン部材２１の噛合部３４により押されつつ分岐部３５側に引っ張られるように第１チェーン部材２１と共に移動する。一方、この第１チェーン部材２１が退行方向Ｘ２に向けてループ状に移動する場合、可動体１７は、第１チェーン部材２１の噛合部３４を押しつつ分岐部３５側を引っ張るように第１チェーン部材２１と共に移動する。すなわち、収容形態が渦巻き状であるため進退移動させる際に大きな駆動力が必要とされた従来のチェーン部材とは異なり、可動体１７と共にループ機構３６ａの少なくとも一部を構成する第１チェーン部材２１の場合は、小さな駆動力でも可動体１７と共に進退移動方向へループ状に移動する。したがって、第１チェーン部材２１の移動を円滑に行うことができる。

（２）対をなすチェーン部材２１，２２がそれぞれ異なるループ機構３６ａ，３６ｂを構成するため、１つのチェーン部材における噛合部３４と分岐部３５とが可動体１７を介して環状に接続されることで１つのループ機構を構成する場合に比べて、より円滑にチェーン部材２１，２２を移動させることができる。

（３）一対のチェーン部材２１，２２の分岐部３５側が接続される位置は、噛合部３４が接続される位置を中心として線対称である。そのため、可動体１７を移動させる場合に、可動体１７の安定した姿勢を維持しやすくすることができる。

（４）接続部材１９ａ，１９ｂを介してチェーン部材２１，２２の分岐部３５と可動体１７とを接続することにより、チェーン部材２１，２２を直接可動体１７に接続する場合に比べてチェーン部材２１，２２の長さを短くすることができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・図６に示すように、チェーン部材２１，２２と接続部材１９ａ，１９ｂとの間にカウンタウェイト５０を設けてもよい（変形例）。すなわちカウンタウェイト５０は、縦方向Ｘにおいて上部スプロケット１４ａ，１４ｂと下部スプロケット１５ａ，１５ｂとの間に位置するように設けられる。

この変形例によれば、つり合いを取るための重りであるカウンタウェイト５０を噛合部３４とは異なる位置に接続することにより、可動体１７の移動を安定させることができる。したがって、可動体１７の昇降移動に要するエネルギーを小さくすることができる。

また、上記変形例において、カウンタウェイト５０を設ける位置はチェーン部材２１，２２の分岐部３５もしくは接続部材１９ａ，１９ｂの長手方向の途中位置に設けてもよい。さらに、１つのループ機構３６ａ，３６ｂにカウンタウェイト５０を複数設けてもよい。

・図６に示すように、縦方向Ｘに沿って噛合部３４を支持する支持部材５１を設けてもよい。なお、この支持部材５１は、横方向Ｙの両側から噛合部３４を支持し、噛合部３４の座屈を抑制する。そして、支持部材５１の縦方向Ｘの長さは任意に変更することができる。例えば、支持部材５１の長さを可動体１７が上方位置に位置する際に噛合部３４の全体を支持可能な長さとしてもよい。

・上記実施形態において、接続部材１９ａ，１９ｂを備えず、チェーン部材２１，２２の分岐部３５側の端もしくは途中部分を可動体１７に直接接続してもよい。また、接続部材１９ａ，１９ｂは、綱、縄、索、環状の複数の部材を繋げた鎖、テープやリボンなどの帯状の部材、針金や紐など、分岐部３５と可動体１７とを接続可能であれば任意に選択することができる。さらに、上部スプロケット１４ａ，１４ｂ及び下部スプロケット１５ａ，１５ｂは、回転自在なローラや回転不能の固定部材としてもよい。なお、固定部材は例えば円筒形状をなし、曲面で接続部材１９ａ，１９ｂやチェーン部材２１，２２と摺接するのが望ましい。

・上記実施形態において、第２接続部２６と第３接続部２７は、第１接続部２５との間隔が異なっていてもよい。また、各接続部２５〜２７は、奥行方向Ｚにおいて位置が異なっていてもよい。また、接続部材１９ａ，１９ｂを第１接続部２５に接続してもよい。

・上記実施形態において、一対のチェーン部材２１，２２のうち、一方のチェーン部材の分岐部３５側の端のみを可動体１７に接続してもよい。すなわち、可動体移動装置１１のループ機構を１つとしてもよい。

１１…可動体移動装置、１７…可動体、１８…噛合チェーン、１９ａ，１９ｂ…接続部材、２１，２２…チェーン部材、２３…駆動機構、２５…第１接続部（接続位置の一例）、３４…噛合部、３５…分岐部、３６ａ，３６ｂ…ループ機構、３８…駆動機構、５０…カウンタウェイト、Ｘ…縦方向（進退移動方向の一例）、Ｘ１…進行方向、Ｘ２…退行方向。

Claims (5)

1. 進退移動可能な少なくとも一対のチェーン部材を有し、対をなすチェーン部材同士が進行方向に移動することで相互に噛み合って一体化する一方、その一体化した噛合状態から前記チェーン部材同士が退行方向に移動することで相互に噛み外れて分岐する噛合チェーンと、
   該噛合チェーンを進退移動方向へ移動させる駆動機構と、
   該駆動機構の駆動に伴い前記噛合チェーンと共に進退移動する可動体と、
   該可動体と前記チェーン部材とにより少なくとも一部が構成されたループ機構と
   を備え、
   前記ループ機構は、前記チェーン部材において他のチェーン部材と噛み合った噛合状態の噛合部と他のチェーン部材から噛み外れた分岐状態の分岐部とが少なくとも前記可動体を介して接続されて環状をなす可動体移動装置。
2. 前記各チェーン部材は、それぞれのチェーン部材において前記噛合部と前記分岐部とが少なくとも前記可動体を介して接続された環状をなし、それぞれ異なるループ機構の一部を構成する請求項１に記載の可動体移動装置。
3. 前記可動体は、前記進退移動方向と交差する方向において、前記噛合部側が接続される前記可動体における接続位置と前記各チェーン部材が噛み合う噛合位置とを結ぶ線を中心として線対称となる位置に、前記分岐部側がそれぞれ接続される請求項２に記載の可動体移動装置。
4. 前記ループ機構は、
   前記分岐部と前記可動体とを接続する接続部材をさらに備える請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載の可動体移動装置。
5. 前記ループ機構は、前記噛合部とは異なる位置に接続されたカウンタウェイトをさらに備える請求項１〜請求項４のうち何れか一項に記載の可動体移動装置。