JP6454147B2 - Work 3D rotating device - Google Patents
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Description
本発明は、主として洗浄機に用いられるワーク三次元回転装置に関するものである。 The present invention relates to a workpiece three-dimensional rotating device mainly used in a washing machine.
自動車のエンジン・ミッションに代表される基幹部品は、いずれも機械加工されたワーク部品を組み合わせて各基幹ブロックが構成される。これら機械加工されたワーク部品には、切削切粉屑・加工油などの異物(コンタミ)が付着残留しており、初期の設計上のワーク部品の機能(=清浄度)仕様を得るには、機械加工された後にこれら付着残留異物を除去する目的での洗浄は必須である。
そのため、そのような目的での洗浄において、洗浄精度・処理タクト時間・ワーク部品の大きさに見合ったいろいろな洗浄法のワーク部品洗浄装置が用いられている。
Each basic block is composed of a combination of machined work parts, which are representative of automobile engine missions. Foreign matter (contamination) such as cutting swarf and processing oil remains on these machined work parts, and in order to obtain the initial design function (= cleanliness) specifications of the work parts, Cleaning for the purpose of removing these adhered residual foreign matters after being machined is essential.
Therefore, in the cleaning for such a purpose, work part cleaning apparatuses of various cleaning methods corresponding to the cleaning accuracy, the processing tact time, and the size of the work part are used.
ところで、そのような洗浄装置の一つとして、ワークの形態によっては、洗浄及び乾燥の効率を高める上で、各ステーションにおいてワークの姿勢を横向き等に転換して処理を行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 By the way, as one of such cleaning apparatuses, depending on the form of the workpiece, it is proposed to perform the processing by changing the posture of the workpiece to the horizontal direction or the like at each station in order to increase the efficiency of cleaning and drying. (For example, refer to Patent Document 1).
すなわち、回転支軸に一体化し前記回転支軸回りに回転する支持枠にワーク保持台が垂直面内で回転可能に支持され、洗浄の際にアクチュエータにより前記ワーク保持台を垂直面内で回転変位させるように構成されてなる。 In other words, the work holding base is rotatably supported in a vertical plane by a support frame that is integrated with the rotary spindle and rotates around the rotary spindle, and the workpiece holding base is rotated and displaced in the vertical plane by an actuator during cleaning. It is comprised so that it may be made.
しかし、洗浄を行う上で、洗浄の効率(洗浄機構の単純化、短いサイクルタイム…等)・省エネを考える中で、前記特許文献1記載の技術では、前記ワーク保持台が垂直面内で回転変位するだけで、十分ではない。
However, in consideration of cleaning efficiency (simplification of cleaning mechanism, short cycle time, etc.) and energy saving in performing cleaning, in the technique described in
そこで、発明者は、「地球ゴマ」の動きに着目して、これをイメージした洗浄対象ワーク部品の動きをメカ機構で実現すること、即ち、地球ゴマの動きは自在で、水平回転も行いながら同時に縦回転も行うことに着眼し、自由自在にワークを回転させる本発明を開発するに至ったものである。 Therefore, the inventor pays attention to the movement of the “Earth Sesame” and realizes the movement of the workpiece part to be cleaned with an image of the mechanism, that is, the movement of the Earth Sesame can be freely performed while performing horizontal rotation. At the same time, focusing on performing vertical rotation, the present invention has been developed to freely rotate a workpiece.
本発明は、ワーク受け部を水平軸線回りだけでなく、鉛直軸線回りにも回転できる洗浄機におけるワーク三次元回転装置を提供する。 The present invention provides a workpiece three-dimensional rotating device in a washing machine that can rotate a workpiece receiving portion not only around a horizontal axis but also around a vertical axis.
請求項1の発明は、ワークを支持するワーク受け部上の前記ワークをシャワー洗浄する洗浄機におけるワーク三次元回転装置であって、前記ワーク受け部に互いに反対側に突出するように設けられ水平軸線を有する円柱状の第1及び第2支持軸部と、前記ワーク受け部を、前記第1及び第2支持軸部を介して、前記水平軸線回り及び鉛直軸線回りに回転可能に支持する支持手段と、前記支持手段に対し、前記ワーク受け部を前記水平軸線回りに回転させる一方前記ワーク受け部を前記鉛直軸線回りに回転させる駆動手段と、前記駆動手段に連係され、前記駆動手段を駆動して、前記ワーク受け部を前記水平軸線回りに若しくは前記鉛直軸線回りに回転させ、又は前記ワーク受け部を前記水平軸線回りに回転させながら前記鉛直軸線回りにも回転させる回転制御手段とを備えるものであり、前記第1支持軸部は前記ワーク受け部に固定されている一方、前記第2支持軸部は前記ワーク受け部にアイドラー回転軸受けを介して結合され、前記支持手段は、前記第1及び第2支持軸部を挟持し、互いに平行に配置され回転可能に支持される第1及び第2環状盤を備え、前記駆動手段は、前記第1及び第2環状盤をそれぞれ正逆回転可能であるモータを含むことを特徴とする。なお、「ワーク受け部」は、洗浄時においてワークを支持できるものであれば、形状は特に制限されない。
The invention of
このようにすれば、被洗浄対象部品であるワークをワーク受け部に載せて、水平回転のシャワー洗浄に加えて、鉛直回転のシャワー洗浄もすることができ、自由自在にワークを三次元的に回転させてのシャワー洗浄が可能となる。よって、
1)少ない本数の洗浄ノズルでの洗浄、
2)ワークの洗い残りのない全ての外表面(全面)洗浄、
3)被洗浄対象品であるワークの大きさに対応したワーク回転速度の制御
を実現することができる。
In this way, the workpiece that is the part to be cleaned can be placed on the workpiece receiving part, and in addition to horizontal rotation shower cleaning, vertical rotation shower cleaning can also be performed. It is possible to perform shower cleaning while rotating. Therefore,
1) Cleaning with a small number of cleaning nozzles,
2) Cleaning all outer surfaces (entire surface) without any remaining washing
3) Control of workpiece rotation speed corresponding to the size of the workpiece to be cleaned can be realized.
請求項2に記載のように、前記第1及び第2環状盤は、それぞれの対向面側に円周方向に連続して延びる環状のラック部が設けられ、前記第1及び第2支持部はそれぞれ、前記第1及び第2環状盤それぞれのラック部に回転可能に噛み合うピニオン部が形成されている、構成とすることができる。 According to a second aspect of the present invention, each of the first and second annular discs is provided with an annular rack portion extending continuously in the circumferential direction on each facing surface side, and the first and second support portions are Each of the first and second annular discs may have a pinion portion that is rotatably engaged with the rack portion.
請求項3に記載のように、前記駆動手段は、前記第1及び第2環状盤の外周部に設けられた第1及び第2チェーン部材と、前記第1及び第2チェーン部材に噛み合う第1及び第2スプロケット部材と、前記第1及び第2スプロケット部材を回転駆動する、正逆回転可能な減速機付モータとを備える、構成とすることができる。 According to a third aspect of the present invention, the driving means includes first and second chain members provided on outer peripheral portions of the first and second annular discs, and a first meshing with the first and second chain members. And a second sprocket member, and a motor with a speed reducer capable of rotating forward and reverse, which rotationally drives the first and second sprocket members.
請求項4に記載のように、さらに、前記第1及び第2環状盤の間隔を規制する間隔規制手段を備える、ことが望ましい。 According to a fourth aspect of the present invention, it is desirable to further include an interval regulating means for regulating an interval between the first and second annular discs.
請求項5に記載のように、さらに、前記第1及び第2支持軸部の軸線方向の移動を規制する軸部規制手段を備える、ことが望ましい。
As described in
本発明は、被洗浄対象部品であるワークをワーク受け部に載せて、水平回転のシャワー洗浄に加えて、鉛直回転のシャワー洗浄もすることができ、自由自在にワークを三次元的に回転させてのシャワー洗浄が可能となるので、
1)少ない本数の洗浄ノズルでの洗浄、
2)ワークの洗い残りのない全ての外表面(全面)洗浄、
3)被洗浄ワークの大きさに対応したワーク回転速度の制御
を実現できる。
In the present invention, a workpiece to be cleaned can be placed on a workpiece receiving portion, and in addition to horizontal rotation shower cleaning, vertical rotation shower cleaning can be performed, and the workpiece can be freely rotated three-dimensionally. All shower cleaning is possible,
1) Cleaning with a small number of cleaning nozzles,
2) Cleaning all outer surfaces (entire surface) without any remaining washing
3) Control of workpiece rotation speed corresponding to the size of the workpiece to be cleaned can be realized.
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係る洗浄機におけるワーク三次元回転装置の概略構成図、図2は前記装置の各要素を分解して示す概略分解斜視図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a workpiece three-dimensional rotating device in a cleaning machine according to the present invention, and FIG.
図1および図2に示すように、洗浄機におけるワーク三次元回転装置1は、ワークを支持するワーク受け部11の上の洗浄対象部品であるワークWをシャワー洗浄する洗浄機において用いられるもので、ワークが支持(保持)されるワーク受け部11を三次元回転させるものである。ここで、三次元回転とは、ワーク受け部11の水平軸線回りの回転及び鉛直軸線回りの回転に加えて、水平軸線回りの回転と鉛直軸線回りの回転とを組み合わせた回転も含んでいることを意味する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the workpiece three-
ワーク受け部11は、ワークが支持(保持)される枠形状の本体部12と、円柱状の第1及び第2支持軸部13,14とを有する。第1及び第2支持軸部13,14は、本体部12の対向する側壁部12a,12bの外側に設けられ、互いに反対方向に突出している。そして、第1及び第2支持軸部13,14は共に水平軸線となる中心軸線を有する。
The workpiece receiving portion 11 includes a frame-shaped main body portion 12 that supports (holds) the workpiece, and columnar first and second
第1支持軸部13は、一端部が、本体部12の側壁部12aに固定され、本体部12に対して回転不能に一体化されている。一方、第2支持軸部14は、一端部が、本体部12の側壁部12bにアイドラー回転軸受け15を介して取り付けられ、本体部12に対して回転可能に一体化されている。ここで、第1及び第2支持軸部13,14はお互いが逆回転となるため、第2支持軸部14はワーク受け部11と直結するのではなく、アイドラー回転軸受け15を介して結合して、ワーク受け部11とは回転の縁を切っている。つまり、第2支持軸部14は、アイドラーのガイド軸の役割となっている。
One end portion of the first support shaft portion 13 is fixed to the side wall portion 12 a of the main body portion 12 and is integrated with the main body portion 12 so as not to rotate. On the other hand, one end portion of the second
第1及び第2支持軸部13,14は、他端部が、互いに平行に配置される第1及び第2環状盤21,22に挟持され、前記水平軸線回りだけでなく、前記水平軸線に直交する方向の鉛直軸線回りにも回転可能なるように支持されている。そして、本体部12は、両環状盤21,22の中央開口内に回転可能に位置している。
The other ends of the first and
そして、第1及び第2環状盤21,22は、鉛直軸線(両環状盤21,22の中心軸線)回りに、図示しない支持機構によって回転可能に支持されている。
The first and second
このようにして、ワーク受け部11を、支持軸部13,14を介して水平軸線回り及び鉛直軸線回りに回転可能に支持する支持手段が構成される。
In this way, support means for supporting the work receiving portion 11 through the
第1及び第2環状盤21,22は、それぞれの内側面(対向面)側に円周方向に連続して延びる環状のラック部23,24が設けられ、第1及び第2支持軸部13,14はそれぞれ、第1及び第2環状盤21,22それぞれのラック部23,24に対応する位置に、ラック部23,24に回転可能に噛み合うピニオン部16,17が形成されている。
The first and second
ここで、ラック部23,24とピニオン部16,17とが噛み合う機構を採用しているのは、第1及び第2環状盤21,22と第1及び第2支持軸部13,14との間で、スリップ(空スベリ)が起こらないようにするためである。本発明は、スリップが発生すると、成立しないからであるが、スリップが発生しない機構であればよく、ラック部23,24とピニオン部16,17とが噛み合う機構に制限されない。
Here, the mechanism in which the
これにより、第1及び第2環状盤21,22をそれらの中心軸線(鉛直軸線)回りに同一方向に同じ速度で回転させると、第1及び第2支持軸部13,14は水平軸線回りに回転しない。よって、ワーク受け部11は水平軸線回りに回転することなく、第1及び第2環状盤21,22と一緒に、鉛直軸線回りを回転する。
As a result, when the first and second
また、第1及び第2環状盤21,22を鉛直軸線回りに逆方向に回転させると、第1及び第2支持軸部13,14が反対方向に回転し、ワーク受け部11が水平軸線回りに回転することになる。
Further, when the first and second
なお、第1及び第2支持軸部13,14を挟む第1及び第2環状盤21,22に対してはそれらの間隔が広がらないように、外側面に対し間隔規制手段が設けられている。この間隔規制手段によって、第1及び第2環状盤21,22の間隔が維持され、その状態で回転は許容されるようになっている。
In addition, with respect to the first and second
また、第1及び第2環状盤21,22に挟まれた第1及び第2支持軸部13,14は、コロのように回転しながら第1及び第2環状盤21,22に対し相対移動するが、このときに第1及び第2支持軸部13,14が軸線方向に移動しないように、第1及び第2環状盤21,22に、支持軸13,14の端部に接し、それらの軸13,14が軸線方向において移動するが規制されるようになっている。これによって第1及び第2支持軸部13,14に結合されるワーク受け部11の中心は常に回転板21,22の回転中心に維持されるようになっている。
The first and
また、第1及び第2環状盤21,22の外周部には第1及び第2チェーン部材25,26が設けられている。これら第1及び第2チェーン部材25,26には、第1及び第2スプロケット部材27,28が回転可能に噛み合っている。第1及び第2スプロケット部材27,28は、正逆回転可能な減速機付モータ29,30によって回転駆動される構成となっている。また、モータ29,30は水平軸線回りの回転速度と鉛直軸線回りの回転速度を任意に調節できるように可変速モータである。
Further, first and
このようにして、第1及び第2環状盤21,22を鉛直軸線回りに同一方向に水平回転させることでワーク受け部11を鉛直軸線回りに回転させる一方、第1及び第2環状盤21,22を逆方向に回転させることでワーク受け部11を水平軸線回り回転させる駆動手段が構成される。
In this way, the first and second
両モータ29,30は、回転制御手段41に連係され、回転制御手段41によって回転方向や回転速度などが制御されるようになっている。
Both
よって、モータ29,30の回転方向を制御して、ワーク受け部11を水平軸線若しくは鉛直軸線のいずれか一方の軸線回りに回転させたり、ワーク受け部11を水平軸線回りに回転させながら鉛直軸線回りにも回転させたりすることができる。この場合、モータ29,30の回転速度を制御して、ワーク受け部11の回転速度を制御することもできる。
Therefore, the rotation direction of the
第1及び第2環状盤21,22で第1及び第2支持軸部13,14を挟んで、同一速度でもって同一方向に鉛直軸線回りに回転させると、第1及び第2支持軸部13,14は回転しないで、第1及び第2環状盤21,22の回転に合わせて回転する。両環状盤21,22の回転速度を変えると、第1及び第2支持軸部13,14は回転し、ワーク受け部11は水平軸線回りに回転しながら、第1及び第2環状盤21,22の回転に合わせて回転する。
When the first and
環状盤21,22の回転速度の速度差が小さいと、ワーク受け部11(第1及び第2支持軸部13,14)の回転速度は小さく、逆に速度差が大きいと、ワーク受け部11(第1及び第2支持軸部13,14)の回転速度は大きくなり、第1及び第2環状盤21,22の回転に合わせてワーク受け部11は回転する。
When the speed difference between the rotation speeds of the
ここで、ワーク受け部11(第1及び第2支持軸部13,14)が鉛直軸線回りに回転する回転速度Vfは、環状盤21,22の回転速度V1,V2の平均になる。つまり、
Vf=(V1+V2)/2
となる。
Here, the rotational speed Vf at which the workpiece receiving portion 11 (the first and second support shaft portions 13 and 14) rotates around the vertical axis is an average of the rotational speeds V1 and V2 of the
Vf = (V1 + V2) / 2
It becomes.
また、△V/(D x π)が、第1支持軸部13の回転数になるので、同じ速度差△Vであっても支持軸部13,14の直径が小さければ、回転数が大きくなり、逆に直径が大きいと回転数は小さくなる。なお、いずれの場合も、支持軸部13,14の進行速度は同一である。
Further, since ΔV / (D x π) is the rotational speed of the first support shaft portion 13, if the diameter of the
一方、ワーク受け部11(第1及び第2支持軸部13,14)が水平軸線回りに回転する回転速度(回転数)は、第1及び第2支持軸部13,14の直径と環状盤21,22の回転速度の速度差で計算できる。
On the other hand, the rotational speed (number of rotations) at which the work receiving part 11 (first and second support shaft parts 13 and 14) rotates around the horizontal axis is determined by the diameter of the first and second
このように、環状盤21,22の回転速度(回転数)を変えると、第1支持軸部13に結合されるワーク受け部11は、鉛直軸線回りに回転しながら水平軸線回りにも回転を行うことになる。
As described above, when the rotational speeds (rotations) of the
よって、ワーク受け部11上に載せた被洗浄ワークは、従来と同様な回転テーブルでの水平回転だけでなく、同時に鉛直回転も行いながら洗浄が行え、洗浄の効率化が図れる。 Therefore, the workpiece to be cleaned placed on the workpiece receiving portion 11 can be cleaned while performing not only horizontal rotation on the rotary table similar to the conventional one but also vertical rotation at the same time, thereby improving the efficiency of cleaning.
つまり、図6に示すように、従来は、回転駆動されるスプロケット101と、回転テーブル102の外周チェーン103とのかみ合いでの回転テーブル102に載った被洗浄ワークWの全面(6面)を洗浄するためには、基本的に側面ノズル、上面ノズル、下面ノズルの3方向のノズルブロック104,105,106を必要とするが、第1及び第2環状盤21,22とワーク受け部11の支持軸部13,17を利用した、前述の回転装置は、水平回転方向と縦回転方向の2組のノズルをワークに向かわすことで、ワークの全面洗浄が可能となり、洗浄の効率化を実現できる。
That is, as shown in FIG. 6, conventionally, the entire surface (six surfaces) of the workpiece W to be cleaned placed on the rotary table 102 in mesh with the sprocket 101 that is rotationally driven and the outer peripheral chain 103 of the rotary table 102 is cleaned. In order to do this, the nozzle blocks 104, 105, and 106 in three directions of the side nozzle, the upper surface nozzle, and the lower surface nozzle are basically required, but the first and second
また、第1及び第2環状盤21,22の速度を変えることにより、ワーク受け部11上に載ったワークWの性状(大きさ、形状・・等)に応じて、水平軸線回りの回転速度(縦回転速度)と鉛直軸線回りの回転速度(水平回転速度)を任意に調節することができ、被洗浄対象部品であるワークWに応じて洗浄態様を柔軟に対応させることが可能となる。
Further, by changing the speeds of the first and second
1 ワーク三次元回転装置
11 ワーク受け部
12 本体部
12a,12b 側壁部
13,14 支持軸部
15 アイドラー回転軸受け
16,17 ピニオン部
21,22 環状盤
23,24 ラック部
25,26 チェーン部材
27,28 スプロケット部材
29,30 モータ
41 回転制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ワーク受け部に互いに反対側に突出するように設けられ水平軸線を有する円柱状の第1及び第2支持軸部と、
前記ワーク受け部を、前記第1及び第2支持軸部を介して、前記水平軸線回り及び鉛直軸線回りに回転可能に支持する支持手段と、
前記支持手段に対し、前記ワーク受け部を前記水平軸線回りに回転させる一方前記ワーク受け部を前記鉛直軸線回りに回転させる駆動手段と、
前記駆動手段に連係され、前記駆動手段を駆動して、前記ワーク受け部を前記水平軸線回りに若しくは前記鉛直軸線回りに回転させ、又は前記ワーク受け部を前記水平軸線回りに回転させながら前記鉛直軸線回りにも回転させる回転制御手段とを備えるものであり、
前記第1支持軸部は前記ワーク受け部に固定されている一方、前記第2支持軸部は前記ワーク受け部にアイドラー回転軸受けを介して結合され、
前記支持手段は、前記第1及び第2支持軸部を挟持し、互いに平行に配置され回転可能に支持される第1及び第2環状盤を備え、
前記駆動手段は、前記第1及び第2環状盤をそれぞれ正逆回転可能であるモータを含む、ことを特徴とする洗浄機におけるワーク三次元回転装置。 A work three-dimensional rotation device in a washing machine for shower-washing the work on a work receiving part that supports the work,
Columnar first and second support shafts provided on the work receiving part so as to protrude opposite to each other and having a horizontal axis;
Support means for supporting the work receiving portion rotatably around the horizontal axis and the vertical axis via the first and second support shaft portions,
Driving means for rotating the work receiving portion around the horizontal axis while rotating the work receiving portion around the vertical axis with respect to the support means;
Linked to the driving means and driving the driving means to rotate the work receiving portion around the horizontal axis or around the vertical axis, or while rotating the work receiving portion around the horizontal axis, Rotation control means for rotating around the axis ,
The first support shaft portion is fixed to the work receiving portion, while the second support shaft portion is coupled to the work receiving portion via an idler rotation bearing,
The support means includes first and second annular discs sandwiching the first and second support shaft portions and arranged in parallel to each other and rotatably supported.
The work three-dimensional rotation device in a cleaning machine , wherein the driving means includes a motor capable of rotating the first and second annular discs forward and backward .
前記第1及び第2支持部はそれぞれ、前記第1及び第2環状盤それぞれのラック部に回転可能に噛み合うピニオン部が形成されている、請求項1記載の洗浄機におけるワーク三次元回転装置。 The first and second annular discs are each provided with an annular rack portion extending continuously in the circumferential direction on the opposite surface side,
Wherein each of the first and second supporting portions, said first and pinion portion rotatably mesh with the second annular plate each rack portion is formed, the work three-dimensional rotating device in the washing machine according to claim 1, wherein.
前記第1及び第2環状盤の外周部に設けられた第1及び第2チェーン部材と、
前記第1及び第2チェーン部材に噛み合う第1及び第2スプロケット部材とを含み、
前記モータは、前記第1及び第2スプロケット部材を回転駆動する、正逆回転可能な減速機付モータである、請求項1または2記載の洗浄機におけるワーク三次元回転装置。 The drive means includes the motor,
First and second chain members provided on outer peripheries of the first and second annular discs;
First and second sprocket members meshing with the first and second chain members,
3. The work three-dimensional rotation device for a washing machine according to claim 1, wherein the motor is a motor with a speed reducer capable of rotating forward and reverse, which rotationally drives the first and second sprocket members.
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