JP6608774B2 - 送り台装置 - Google Patents

Description

本発明は、送り台装置に関する。

本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１には、「カバー装置で遮蔽された作業領域に臨むようにカバー装置を貫通して移動自在に配設され、対象物を把持し、第１の軸回りに回転自在な第１の回転サドルと、第１の回転サドルに配設され第１の軸に直交する第２の軸回りに回転自在な第２の回転サドルと、対象物を保持する把持装置と、作業領域に対して前記カバー装置よりも外側に配設され第１の回転サドルを回転させる第１の駆動装置と、作業領域に対してカバー装置よりも外側に配設され前記第２の回転サドルを回転させる第２の駆動装置と、を備えた送り台装置」が記載されている（要約参照）。

特開２０１６−２２４６２号公報

しかしながら、特許文献１では、送り台装置を例えば水平方向に設置した場合において、対象物を水平に把持した状態（特許文献１の図４の状態）から、当該対象物を送り台装置の先端側から見て水平横軸の回りに所定角度（例えば９０°）回転させた状態である第１姿勢、および当該対象物を第１の姿勢からさらに垂直軸の回りに所定角度（例えば１８０°）回転させた状態である第２の姿勢に保持できないという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、特許文献１に記載の従来技術では実現できなかった上記第１の姿勢および上記第２の姿勢に対象物を保持できる送り台装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、代表的な本発明は、把持した対象物の姿勢を制御する送り台装置であって、水平に設置された中空構造の送り台と、前記送り台の基端部に設けられる第１の駆動源および第２の駆動源と、前記送り台の先端部に設けられ、前記送り台の先端部と対面する側から見て垂直方向に沿う第１軸のまわりに回転する第１のサドルと、前記第１のサドルに設けられ、前記送り台の先端部と対面する側から見て水平横方向に沿う第２軸のまわりに回転する第２のサドルと、前記送り台の内部に、前記送り台の長手方向に沿って設けられ、前記第１の駆動源のトルクを伝達する第１のプロペラシャフトと、前記送り台の内部に、前記送り台の長手方向に沿って設けられ、前記第２の駆動源のトルクを伝達する第２のプロペラシャフトと、前記第１のプロペラシャフトと前記第１のサドルとの間に設けられ、前記第１のプロペラシャフトの回転を前記第１のサドルに伝達する第１の伝達装置と、前記第２のプロペラシャフトと前記第２のサドルとの間に設けられ、前記第２のプロペラシャフトの回転を前記第２のサドルに伝達する第２の伝達装置と、前記第２のサドルに設けられ、対象物を把持する把持装置とを備える。
前記第１の伝達装置は、前記第１のプロペラシャフトの回転による動力を前記第１軸のまわりに回転するように転換して伝達する第１の動力転換機構と、前記第１の動力転換機構と連結されて回転する第１の中間シャフトと、前記第１の中間シャフトの回転を減速すると共に、前記第１の動力転換機構から前記第１の中間シャフトを介して伝達された動力を出力する中空の第１の出力軸を有する第１の減速機構とを含み、前記第１のサドルは、前記第１の出力軸と連結されて前記第１軸のまわりに回転する。
前記第２の伝達装置は、前記第２のプロペラシャフトの回転による動力を前記第１軸のまわりに回転するように転換して伝達する第２の動力転換機構と、前記第２の動力転換機構と連結されて回転すると共に、前記第１の出力軸の内部を貫通して設けられる第２の中間シャフトと、前記第２の中間シャフトの回転による動力を前記第２軸のまわりに回転するように転換して伝達する第３の動力転換機構と、前記第３の動力転換機構と連結され、前記第２の中間シャフトの回転を減速すると共に、前記第３の動力転換機構から伝達された動力を出力する第２の出力軸を有する第２の減速機構とを含み、前記第３の動力転換機構および前記第２の減速機構は、前記第１のサドルの内部に取り付けられ、前記第２のサドルは、前記第２の出力軸と連結されて前記第２軸のまわりに回転する。
前記第１の伝達装置は、前記第１のプロペラシャフトと前記第１の動力転換機構とに連結されて回転する第１のオフセットシャフトをさらに含み、前記第２の伝達装置は、前記第２のプロペラシャフトと前記第２の動力転換機構とに連結されて回転する第２のオフセットシャフトをさらに含み、前記第２のオフセットシャフトは、前記送り台の先端部における、前記送り台の長手方向から見て前記第２のプロペラシャフトの位置から前記第１軸に沿って前記第１のサドルが設けられた側と反対側の位置に、前記送り台の長手方向に平行に設けられ、前記第１のオフセットシャフトは、前記送り台の先端部に、前記送り台の長手方向に平行かつ前記第２のオフセットシャフトと並んで設けられる。

本発明によれば、送り台装置を例えば水平方向に設置した場合において、対象物を水平に把持した状態から、当該対象物を送り台装置の先端側から見て水平横軸の回りに所定角度回転させた状態である第１姿勢、および当該対象物を第１の姿勢からさらに垂直軸の回りに所定角度回転させた状態である第２の姿勢に保持できる。なお、上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態によって明らかにされる。

本発明の実施形態に係る送り台装置の斜視図である。 本発明の実施形態に係る送り台装置の縦断面図である。 本発明の実施形態に係る送り台装置の正面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図２のＶ−Ｖ線断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 本発明の実施形態に係る送り台装置の動力伝達および送り台装置に供給される流体の通路を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る送り台装置を洗浄装置に適用した具体例を示す図である。 本発明の実施形態に係る送り台装置を洗浄装置に適用した具体例を示す図である。

以下、図に従って、本発明に係る送り台装置の実施形態を説明する。図１は本実施形態に係る送り台装置１０の斜視図、図２は本実施形態に係る送り台装置１０の縦断面図、図３は本実施形態に係る送り台装置１０の正面図である。また、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図２のＶ−Ｖ線断面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線断面図、図７は本発明の実施形態に係る送り台装置の動力伝達および送り台装置に供給される流体の通路を示す模式図である。

ここで、各図において、送り台装置１０が適用される洗浄装置の正面側（送り台９の頭部９ａと対面する側）から見て左右方向（水平横方向）をＸ軸、前後方向（水平奥行き方向）をＹ軸、上下方向（垂直方向）をＺ軸と定め、Ｚ軸方向に沿う第１軸７まわりの回転方向をＣ１−Ｃ２方向、Ｘ軸方向に沿う第２軸８まわりの回転方向をＡ１−Ａ２方向と定める。そして、この定めに従い、本明細書では、適宜、Ｘ軸の正方向を「右」、Ｘ軸の負方向を「左」、Ｙ軸の正方向を「後」又は「基端」、Ｙ軸の負方向を「前」又は「先端」、Ｚ軸の正方向を「上」、Ｚ軸の負方向を「下」と言うことにする。なお、第２軸８は初期状態においてＸ軸方向（水平横方向）に向いているが、説明の便宜上、図１〜４では、第２軸８をＹ軸方向に向けるように、第１のサドル２５を初期状態から第１軸７のまわりに９０°回転した状態を示している。

送り台装置１０は、例えば洗浄装置の直交型３軸移動装置に、洗浄装置の前後方向に水平な状態で横たわるように設けられる。図１等に示すように、送り台装置１０の先端部（前端部）には、Ｚ軸方向（垂直方向）に沿う第１軸７のまわりに回転する第１のサドル２５が設けられている。第１のサドル２５には、Ｘ軸方向（水平横方向）に沿う第２軸８のまわりに回転する第２のサドル５１が設けられている。第２のサドル５１には、ハンド５３（把持装置）が着脱自在に設けられる。

中空の円柱状の送り台９は、Ｙ軸方向に延びて設けられている。送り台９の手前側の先端部には、略方形の頭部９ａが設けられている。送り台９の奥側の基端部（後端部）には、第１の駆動装置（第１の駆動源）１１および第２の駆動装置（第２の駆動源）３１が設けられる。第１の駆動装置１１および第２の駆動装置３１は、サーボモータの他、カム装置、油圧シリンダ等が利用される。洗浄装置に適用するときには、送り台９は、テレスコカバー、ジャバラ、巻き取り式カバーその他の伸縮カバーを貫通して頭部９ａが洗浄領域７１に、第１の駆動装置１１および第２の駆動装置３１が伸縮カバーの後方に位置する。なお、送り台９は中空構造の柱状であれば良く、その横断面（ＺＸ平面に平行な断面、以下同じ）は、円形に限らず矩形断面、菱形など、自由な形状を取り得る。

送り台９の内部には、中空軸である第２のプロペラシャフト３５がベアリング３６によって、送り台９の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って回転可能に設けられている。そして、第２のプロペラシャフト３５のさらに内部に、第１のプロペラシャフト１３がベアリング１４によって回転可能に設けられている。第１のプロペラシャフト１３は、第２のプロペラシャフト３５を貫通している。送り台９、第２のプロペラシャフト３５、および第１のプロペラシャフト１３は、それらの中心軸６がいずれも同軸になるように設けられている。よって、第１のプロペラシャフト１３および第２のプロペラシャフト３５は、中心軸６のまわりに回転する。そして、第１のプロペラシャフト１３は第１の駆動装置１１のトルク、回転速度および回転量を、第２のプロペラシャフト３５は、第２の駆動装置３１のトルク、回転速度および回転量を、頭部９ａの内部に設けられた動力転換機構および減速機構（いずれも後述）にそれぞれ伝達する。

２本のプロペラシャフトが同軸上に設けられているため、コンパクトに構成できる。そして安価に製造できる。また、それぞれのプロペラシャフトを精度よく組立できる。そのため、動力伝達系のバックラッシ・振動を制御しやすい。なお、第１のプロペラシャフト１３および第１の駆動装置１１と、第２のプロペラシャフト３５および第２の駆動装置３１の位置関係は互いに入れ換えても良い。すなわち、第１のプロペラシャフト１３と第２のプロペラシャフト３５の一方が他方に貫通して、かつ、両者が中心軸６上に設けられていれば良い。

続いて主に図４〜図６を参照して、送り台９の内部構造について説明する。図６に示すように、第１のプロペラシャフト１３と第１の駆動装置１１の出力軸はカップリング１２で連結される。カップリング１２は第１の駆動装置１１の種類に応じて選択される。第１の駆動装置１１がサーボモータの場合、カップリング１２はサーボカップリングが利用される。第１のプロペラシャフト１３の先端部には、第１の歯付プーリ１５が設けられている。

図５に示すように、頭部９ａの内部の上方左寄りの位置には、第１のオフセットシャフト１８が設けられている。図６に示すように、第１のオフセットシャフト１８は、第１のプロペラシャフト１３および第２のプロペラシャフト３５と平行、かつ、送り台９とも平行に設けられている。第１のオフセットシャフト１８は、ベアリング１９によって回転可能に設けられている。第１のオフセットシャフト１８の後方には、第２の歯付プーリ１７が設けられている。第１の歯付プーリ１５と第２の歯付プーリ１７との間に第１の無端歯付ベルト１６が張られている。

第１の無端歯付ベルト１６および後述の第２の無端歯付ベルト３８は、例えばポリアミド系繊維、カーボン繊維などのピアノ線よりも伸張性の低い繊維を芯線としたベルトを利用できる。このとき、第１の無端歯付ベルト１６および第２の無端歯付ベルト３８の円周方向の伸びが小さいため、テンションプーリを設けず、軸間距離を固定した状態で必要なテンションを加えられる。なお、上述の構成に替えて、テンションプーリを設けても良い。第１の歯付プーリ１５、第２の歯付プーリ１７、および第１の無端歯付ベルト１６に替えて、平歯車、やまば歯車、はすば歯車またはスプロケットおよび無端チェインを利用できる。歯車機構を用いる場合、軸間距離を調整してバックラッシを調整できる。

頭部９ａは、送り台９の長手方向に送り台９から分離可能に設けられる。そして、第１のオフセットシャフト１８は、軸部材である後方側シャフト１８ａと、前方側シャフト１８ｂとに分割可能に構成され、後方側シャフト１８ａと前方側シャフト１８ｂとは、スプライン１８ｃで結合されている。後方側シャフト１８ａには、スプライン軸が設けられている。後方側シャフト１８ａは、送り台９側に回転可能に設けられている。前方側シャフト１８ｂは、頭部９ａ側に回転可能に設けられている。そして、頭部９ａが送り台９に結合されるときに、後方側シャフト１８ａのスプライン軸が前方側シャフト１８ｂのスプライン穴に挿入されて、後方側シャフト１８ａと前方側シャフト１８ｂとが結合される。このように構成されることで、送り台９と頭部９ａとの分割ができ、組立・分解を行いやすくできる。そして、第１のオフセットシャフトの長さをスプライン１８ｃによって調整できる。このため、傘歯車２０ａ、２０ｂ間のバックラッシを調整できる。

なお、トルク等の設計条件に応じて、スプライン１８ｃに替えてセレーションを用いても良い。また、組立・分解を考慮する必要がなければ、第１のオフセットシャフト１８を分離しない１本の軸部材で構成しても良い。

第１のオフセットシャフト１８の先端には、第１の動力転換機構２０が設けられている。第１の動力転換機構２０は、第１のオフセットシャフト１８のＹ軸まわりの回転を第１軸７と平行なＺ軸まわりの回転に転換して、第１のオフセットシャフト１８の駆動力を第１の動力転換機構２０に連結された第１の中間シャフト２２に伝達する。なお、第１軸７と送り台９の長手方向とは垂直を成している。第１の動力転換機構２０は、互いに噛合う１組の傘歯車２０ａ、２０ｂで構成されている。第１の動力転換機構２０の動力は、第１の中間シャフト２２を介して第１の減速機構２４に伝達される。よって、本実施形態では、広義な意味において、第１の動力転換機構２０と、第１の中間シャフト２２と、第１の減速機構２４とで第１の減速装置が構成されている。

頭部９ａの内部の中央先端部には、第１の減速機構２４が設けられている。第１の減速機構２４の重心Ｇ１は、送り台９の中心部に設けられる（図３参照）。ここで、中心部とは、送り台９の柱状部の横断面の重心Ｇ２付近をいう。図４に示すように、第１の減速機構２４は、第１段減速機である入力歯車機構２４ａと、第２段減速機である低バックラッシ減速機２４ｂとを有している。

入力歯車機構２４ａは、第１の中間シャフト２２の下端部に設けられた小歯車２４ａ１と、この小歯車２４ａ１と噛合い、低バックラッシ減速機２４ｂの入力軸２４ｂ１に設けられた大歯車２４ａ２とからなる。入力歯車機構２４ａの小歯車２４ａ１、大歯車２４ａ２は、平歯車、はすば歯車、やまば歯車を用いられる。

なお、入力歯車機構２４ａは、小歯車２４ａ１と大歯車２４ａ２との組合せに加えて、遊星歯車機構を用いても良い。このとき、入力軸をサンギヤに、出力軸をプラネタリギヤに設定できる。また、内歯車を取り除いても良い。

低バックラッシ減速機２４ｂは、中空の第１の出力軸２４ｂ２を備えている。低バックラッシ減速機２４ｂは、バックラッシが非常に小さいか、０である減速機を含む。低バックラッシ減速機２４ｂとしては、波動歯車機構、ローラギヤカム減速機構、遊星歯車機構、ピン歯車機構等が用いられる。第２段減速機として低バックラッシ減速機２４ｂを用いることにより、第１の駆動装置１１から低バックラッシ減速機２４ｂまでの接続の間に蓄積されたバックラッシを低バックラッシ減速機２４ｂの減速比で除した量までバックラッシを縮小できる。そのため、第１の出力軸２４ｂ２の遊びを小さくできる。

なお、第１の動力転換機構２０と、第１の中間シャフト２２と、第１の減速機構２４とを設けるのに替えて、中空出力軸を持ち、入力軸と出力軸が９０°ねじれの関係にある低バックラッシ減速機１台を用いても良い。

また、減速機構としては、上述の構成に替えて、ねじ歯車機構、ウォーム歯車機構その他の入力軸と出力軸がねじれ位置にある減速機構を利用できる。入力軸と出力軸がねじれ位置にある減速機構を利用すれば、回転方向の方向転換と、減速を同時に行うことができる。この場合においても、減速機構は低バックラッシ減速機であることが望ましい。

第１の出力軸２４ｂ２の先端部には、第１のサドル２５が設けられている。図１を参照して、半円筒状の第１のサドル２５は、その外周に円筒面２５ａを持つ。円筒面２５ａは、第２軸８をその中心軸としている。第１のサドル２５の外周面の一部は、送り台９の下端よりも上側、つまり送り台９の中心側に寄せて設けられている。第１のサドル２５は、Ｃ１−Ｃ２方向に自由に回転できる。第１のサドル２５の回転角度は物理的に制限されない。また、第１のサドル２５は、その回転角度を第１の駆動装置１１によって割り出せる。なお、第１のサドル２５の回転幅（回転可能な範囲）をメカニカルストッパまたは電子的手段によって制限しても良い。第１のサドル２５の内部構造については後述する。

図２を参照して、第２の駆動装置３１は、第１の駆動装置１１と並んで送り台９の後方端部に設けられている。第２の駆動装置３１の出力軸には、カップリング３２により、歯車３３が連結されている。第２の駆動装置３１は、例えばサーボモータが利用される。このとき、カップリング３２はサーボカップリングを利用できる。第２のプロペラシャフト３５の基端部には、歯車３３と噛合う歯車３４が設けられている。そして、第２のプロペラシャフト３５の先端部には、第３の歯付プーリ３７が設けられている。

図５を併せて参照して、頭部９ａの上方中央部には、第１のオフセットシャフト１８と並ぶように第２のオフセットシャフト４０がベアリング４１によって回転可能に設けられている。第２のオフセットシャフト４０は、送り台９と平行に設けられている。第２のオフセットシャフト４０の基端部には第４の歯付プーリ３９が設けられている。第３の歯付プーリ３７と第４の歯付プーリ３９との間には、第２の無端歯付ベルト３８が張られている。なお、第３の歯付プーリ３７、第４の歯付プーリ３９、および第２の無端歯付ベルト３８に替えて、平歯車、やまば歯車、はすば歯車またはスプロケットおよび無端チェインを利用できる。

なお、図２と図６を比較して明らかなように、第１のオフセットシャフト１８の基端部に設けられた第２の歯付プーリ１７より、第２のオフセットシャフト４０の基端部に設けられた第４の歯付プーリ３９の方が、Ｙ軸方向において基端側に位置する。

ここで、第２のオフセットシャフト４０は、軸部材である後方側シャフト４０ａと前方側シャフト４０ｂとに分割可能に設けられても良い。このとき、後方側シャフト４０ａと前方側シャフト４０ｂとは、スプライン４０ｃで結合されている。また、スプライン４０ｃに替えてセレーションを用いても良い。勿論、第２のオフセットシャフト４０を一つの軸部材で構成することもできる。なお、第２のオフセットシャフト４０の詳細な構造については第１のオフセットシャフト１８と同様であるため、説明を省略する。

なお、頭部９ａ、第１のオフセットシャフト１８、および第２のオフセットシャフト４０を送り台９の長手方向（前後方向）に分割することに替えて、頭部９ａを第１のオフセットシャフト１８および第２のオフセットシャフト４０の中心軸を通るようにＺ軸方向（上下方向）に分割してもよい。このとき、第１のオフセットシャフト１８、第２のオフセットシャフト４０を組みつけるときに、第１の無端歯付ベルト１６、第２の無端歯付ベルト３８を張ればよい。この構成によっても、簡潔な方法で頭部９ａを組立できる。

また、頭部９ａを、第１のオフセットシャフト１８、第２のオフセットシャフト４０と第１のプロペラシャフト１３、第２のプロペラシャフト３５との間の位置でＺ軸方向に分割してもよい。このとき、頭部９ａを分割した２つのブロック間の距離をシムによって調整して、第１の無端歯付ベルト１６、第２の無端歯付ベルト３８のテンションを調整できる。このときにおいて、第１の無端歯付ベルト１６、第２の無端歯付ベルト３８に替えて歯車機構を採用した場合には、ブロック間の距離によってバックラッシを調整できる。

第２のオフセットシャフト４０の先端部には、第２の動力転換機構４４が設けられている。第２の動力転換機構４４も、第１の動力転換機構２０と並んで設けられている。第２の動力転換機構４４は、互いに噛合う１組の傘歯車４４ａ、４４ｂで構成されている。第２の動力転換機構４４は、第２のプロペラシャフト３５の駆動力を、第１軸７まわりの回転に転換する。傘歯車４４ａは第２のオフセットシャフト４０の前方端に設けられている。傘歯車４４ｂは、第２の中間シャフト４５の上端に設けられている。

図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図４を参照して、第２の中間シャフト４５は、第１の中間シャフト２２と平行に並んで、頭部９ａの内部に設けられている。第２の中間シャフト４５は、その回転軸が第１軸７上に配置されるように第１の出力軸２４ｂ２の中心を貫通して設けられ、両端のベアリング４６によって回転可能に支持されている。上端側のベアリング４６は頭部９ａに、下端側のベアリング４６は第１のサドル２５にそれぞれ設けられている。第２の動力転換機構４４によって垂直方向（Ｚ軸方向）に転換された回転は、第２の中間シャフト４５によって次に述べる第３の動力転換機構４９ａに伝達される。

図２を参照して、第２の中間シャフト４５の下端部には、第３の動力転換機構４９ａが設けられている。第３の動力転換機構４９ａは、互いに噛合う１組の傘歯車４９ａ１、４９ａ２で構成される。第３の動力転換機構４９ａは、第１軸７まわりに回転する第２の中間シャフト４５の駆動力を、第２軸８まわりの回転に転換する。具体的には、第２の中間シャフト４５の下端部に傘歯車４９ａ１が設けられている。傘歯車４９ａ１と噛合う傘歯車４９ａ２によって、第２の中間シャフト４５の回転が第２軸８を中心とする方向へ転換される。

傘歯車４９ａ１、４９ａ２は、第１のサドル２５の内部に設けられている。傘歯車４９ａ２は、同じく第１のサドル２５の内部に設けられた第２の減速機構４９ｂの入力軸４９ｂ１に固定されている。よって、本実施形態では、広義な意味において、第２の動力転換機構４４と、第２の中間シャフト４５と、第３の動力転換機構４９ａと、第２の減速機構４９ｂとで第２の減速装置が構成されている。

第２の減速機構４９ｂは、前述した低バックラッシ減速機が利用できる。第２の減速機構４９ｂの減速比は、例えば１／２０ないし１／７０と大きく設計される。第２の減速機構４９ｂの減速比が大きいため、搬送対象物５４およびハンド５３のイナーシャを大きくできる。第２の減速機構４９ｂに低バックラッシ減速機を用いることで、第２の駆動装置３１から第２の減速機構４９ｂの入力軸４９ｂ１までに蓄積したバックラッシが第２の減速機構４９ｂの減速比で縮小される。そのため、第２のサドル５１の遊びを小さく設定できる。第２の減速機構４９ｂの第２の出力軸４９ｂ２には、後述の第２のサドル５１が設けられている。第２のサドル５１には、自動ハンド着脱装置（把持装置）５２が設けられている。

なお、第３の動力転換機構４９ａおよび第２の減速機構４９ｂを設けることに替えて、入力軸と出力軸が９０°ねじれの関係にある減速機１台を用いても良い。

また、第２の中間シャフト４５を、Ｚ軸方向に２分割して設けても良い。このとき、第２の中間シャフト４５の頭部９ａ側のシャフトと、第１のサドル２５側とのシャフトとをスプラインによって結合できる。このように構成すれば、第１のサドル２５を、第１の出力軸２４ｂ２から容易に分離できる。そして、第１のサドル２５を容易に組立できる。さらに、スプライン結合によって分割した両シャフトを結合すれば、第３の動力転換機構４９ａのバックラッシを調整できる。

図１および図２を参照して、第２のサドル５１について説明する。第２のサドル５１は、第２の出力軸４９ｂ２に設けられ、第２軸８を中心とした半径方向に延びる（別言すると、第２軸８に略直交する面内に設けられた）板状の第１の回転部材５１ａと、回転継手６５の回転体６５ｂに設けられ、第１の回転部材５１ａと第２軸８の方向で対面する板状の第２の回転部材５１ｂと、第１の回転部材５１ａおよび第２の回転部材５１ｂを接続する板状の連結体５１ｃとで構成されている。そして、第２のサドル５１は、全体としてＵ字状またはコ字状に形成されている。

第２のサドル５１は、その両端部がそれぞれ第２の出力軸４９ｂ２と回転体６５ｂとに支えられて、回転可能に支持されている。第２のサドル５１は、第１のサドル２５の円筒面２５ａに沿って回転する。そのため第２のサドル５１の回転範囲は、第１のサドル２５の外面によって規制されている。つまり、第２のサドルは、Ｚ軸方向に延びる位置からＡ１方向およびＡ２方向に９０°まで回転できる。なお、第１のサドル２５および第２のサドル５１の形状を工夫することにより、その回転範囲は変更できる。

第２のサドル５１の連結体５１ｃの半径方向外側（下面）に自動ハンド着脱装置５２が設けられている。自動ハンド着脱装置５２は、圧縮空気等の流体を利用して、ハンド５３を着脱する。そして、自動ハンド着脱装置５２がハンド５３へ流体を送ることで、ハンド５３が搬送対象物（対象物）５４を把持または開放できる。

図２および図７を参照して、送り台装置１０に供給される流体の通路について説明する。流体供給源６１と接続された配管６２は、送り台９の内部を通り、頭部９ａへ接続される。第１の出力軸２４ｂ２の内部には、通路を少なくとも一つ有する回転継手６３が内蔵されている。本実施形態では、通路は６つ設けられている。第１の出力軸２４ｂ２が回転継手６３の回転部となっている。そして、第１の出力軸２４ｂ２の内部に、回転継手６３の固定部６３ａが設けられている。固定部６３ａは、中空円筒状をなす。固定部６３ａは、頭部９ａの内部に固定されて、第１軸７を中心として回転不能である。第１の出力軸２４ｂ２は、固定部６３ａの外周面と円周方向に摺動するように設けられている。固定部６３ａの内部にさらに、第２の中間シャフト４５が貫通して設けられている。

固定部６３ａと第１の出力軸２４ｂ２との間には、第１の円環通路６３ｂが設けられている。第１の円環通路６３ｂは、円周を１周するように設けられている。具体的には、第１の円環通路６３ｂは、固定部６３ａと第１の出力軸２４ｂ２のいずれか一方、または両方に円周溝が形成されて設けられている。そして、固定部６３ａの内部には、配管６２と第１の円環通路６３ｂとを連通する第１の流体通路６３ａ１が設けられている。第１の出力軸２４ｂ２の内部に、第１の円環通路６３ｂと連通し、第１の出力軸２４ｂ２の下面に開口する第２の流体通路６３ｃが設けられている。第１の円環通路６３ｂを挟むように、固定部６３ａと第１の出力軸２４ｂ２との間の隙間を封止するようにパッキン６３ｄが設けられる。

第１のサドル２５の内部には、第２の流体通路６３ｃと回転継手６５の通路とを接続するように、第３の流体通路６４が設けられている。回転継手６５は、第２軸８を中心に回転するように、第１軸７を挟んで、第２の減速機構４９ｂと反対側に設けられている。回転継手６５の固定体６５ａは、中空円筒状をなし、第１のサドル２５の第２軸８上に固定されている。固定体６５ａの内面は、平滑に仕上げられた円筒穴６５ａ２となっている。円筒穴６５ａ２は、第２軸８と同軸に設けられている。回転継手６５の回転体６５ｂは、中実円筒状をなし、円筒穴６５ａ２に円周方向に摺動可能に設けられている。

固定体６５ａと回転体６５ｂとの間には、第２の円環通路６５ｃが設けられている。第２の円環通路６５ｃは、上述の第１の円環通路６３ｂと同様である。固定体６５ａには、第２の円環通路６５ｃと第３の流体通路６４とを連通するように、流体通路６５ａ１が設けられている。そして回転体６５ｂには、第２の円環通路６５ｃと連通する流体通路６５ｂ１が設けられている。流体通路６５ｂ１は、回転体６５ｂの外寄りの端面側に開口している。それぞれの第２の円環通路６５ｃを挟むように、固定体６５ａと回転体６５ｂとの間の隙間を封止するようにパッキン６５ｄが設けられる。

第２のサドル５１には、流体通路６５ｂ１と、自動ハンド着脱装置５２とを連通する第４の流体通路６６が設けられている。第４の流体通路６６は、第２の回転部材５１ｂと連結体５１ｃの内部に設けられている。第４の流体通路６６には、平弁６７が設けられている。平弁６７は、ハンド５３が自動ハンド着脱装置５２に接続されるときに開弁する。平弁６７が開弁すると、流体は、流体供給源６１から自動ハンド着脱装置５２を介して、ハンドへ供給される。ハンド５３は、供給された流体を用いて搬送対象物５４を把持する。平弁６７は、自動ハンド着脱装置５２がハンド５３を切り離すときに、閉弁する。

次に、本実施形態に係る送り台装置１０の作用効果について説明する。本実施形態に係る送り台装置１０は、第１の駆動装置１１および第２の駆動装置３１と、第１のサドル２５および第２のサドル５１が設けられた送り台９の頭部９ａ（先端部）とが、送り台９によって離隔される。そして、長手方向（Ｙ軸方向）と異なる方向（Ｚ軸方向）である第１軸７のまわりに回転する第１のサドル２５に、第１軸７と異なる方向（Ｙ軸方向）である第２軸８のまわりに回転する第２のサドル５１が設けられる。

第１の駆動装置１１のトルクが、第１のプロペラシャフト１３、第１のオフセットシャフト１８、第１の動力転換機構２０、第１の中間シャフト２２、および第１の減速機構２４を介して第１のサドル２５に伝達され、第１のサドル２５は第１軸７のまわりにＣ１−Ｃ２方向に回転する。一方、第２の駆動装置３１のトルクが、第２のプロペラシャフト３５、第２のオフセットシャフト４０、第２の動力転換機構４４、第２の中間シャフト４５、第３の動力転換機構４９ａ、および第２の減速機構４９ｂを介して第２のサドル５１に伝達され、第２のサドル５１は第２軸８のまわりにＡ１−Ａ２方向に回転する。

第１の減速機構２４および第２の減速機構４９ｂで第１の駆動装置１１および第２の駆動装置３１の回転（駆動力）を減速するため、第１の駆動装置１１および第２の駆動装置３１は、それぞれの許容イナーシャよりも大きいイナーシャのハンド５３および搬送対象物５４を回転できる。

また、第１のプロペラシャフト１３、第２のプロペラシャフト３５、第１の動力転換機構２０、第２の動力転換機構４４、第１の中間シャフト２２、第２の中間シャフト４５等の伝達機構は、送り台９に内蔵される。このため、送り台装置１０を、前述したように洗浄機の搬送装置として利用する際には、駆動装置および伝達機構を送り台装置１０の外形によって隔離できる。そのため、本実施形態によれば非常に堅牢な送り台装置１０を提供できる。

第１の駆動装置１１の回転方向と、第２の駆動装置３１の回転方向とを、それぞれ別の動力転換機構である第１の動力転換機構２０と、第２の動力転換機構４４および第３の動力転換機構４９ａとにより異なる方向へ転換するため、送り台装置１０の動力転換機構の構造を簡潔に構成できる。

第２の中間シャフト４５を、第１の減速機構２４の第１の出力軸２４ｂ２の内部を貫通するように設け、第１のサドル２５の内部に第３の動力転換機構４９ａおよび第２の減速機構４９ｂを設けたことにより、簡便な構造で第１のサドル２５を第１軸７のまわりに回転させ、かつ、第２のサドル５１を第２軸８のまわりに回転させることができる。そして、この構成により、自動ハンド着脱装置５２にて水平な姿勢で把持された搬送対象物（対象物）５４を、水平横軸である第２軸８のまわりにＡ１方向またはＡ２方向に所定角度（最大で９０°）回転させた状態である第１姿勢に保持できる。さらに、この第１姿勢から搬送対象物５４を第１軸７のまわりにＣ１方向またはＣ２方向に所定角度（角度制限なし）回転させた状態である第２姿勢に保持できる。本実施形態に係る送り台装置１０を洗浄装置に適用した場合、搬送対象物５４を洗浄領域内で好適な姿勢に変更できるため、洗浄時間を短縮でき、洗浄作業の効率化を図れる。

搬送対象物の洗浄方法について具体的に説明する。図８を参照して、搬送対象物の一例である自動車エンジン用のオイルポンプボディ１５４を洗浄する方法を説明する。図８に示すように、洗浄領域７１内には、噴流７３が飛び散らないように、通常、水平方向にノズル７２を設ける。ノズル７２は、洗浄液の噴流７３を噴出する。送り台装置１０は、オイルポンプボディ１５４を洗浄領域７１内に搬入する。送り台装置１０は、オイルポンプボディ１５４を把持した状態で、オイルポンプボディ１５４をノズル７２に対向させる。送り台装置１０は、オイルポンプボディ１５４の姿勢および位置を変えながら、噴流７３を、オイルポンプボディ１５４の洗浄箇所（例えば円環溝１５４ｂ）へ衝突させる。

ハンド５３は、オイルポンプボディ１５４の中心軸１５４ａがＺ軸方向（上下方向）に向くように、オイルポンプボディ１５４を把持する。送り台装置１０の頭部９ａは、中心軸１５４ａを中心として、回転速度ｎで円を描きながら、第１のサドル２５を同じ回転速度ｎで第１軸７のまわりに回転させる。すると、オイルポンプボディ１５４は、回転速度ｎで中心軸１５４ａを中心に回転する。この状態で噴流７３を円環溝１５４ｂに衝突させると、円環溝１５４ｂの全周を洗浄できる。このように、送り台装置１０は、オイルポンプボディ１５４のような円環溝を有する回転体を洗浄する洗浄装置に特に好適である。

次に図９を参照して、搬送対象物の一例であるエンジンのシリンダヘッド２５４を洗浄する方法を説明する。ハンド５３は、シリンダヘッド２５４の長手方向がＹ軸方向（前後方向）に延びた状態で把持する（図９（ａ））。第２のサドル５１を第２軸８のまわりに９０°回転させる。すると、シリンダヘッド２５４は、長手方向がＺ軸方向に沿うように姿勢を変える。送り台装置１０は、この姿勢でシリンダヘッド２５４を洗浄領域７１に搬入する（図９（ｂ））。シリンダヘッド２５４は、シリンダブロック合わせ面、カムハウジング合わせ面、インテーク面、イグゾースト面に多くのめねじ、油穴、水穴を有している。送り台装置１０は、シリンダヘッド２５４を洗浄領域７１に搬入したまま、第１軸７のまわりに回転できる（図９（ｃ））。

排気マニホールド取り付け面はシリンダブロック合わせ面に対して傾斜している場合が多い。送り台装置１０は長手方向（Ｚ軸）のまわりにシリンダヘッド２５４を回転できるため、インテーク面をノズル７２に対して垂直に角度を割り出しできる。このように、送り台装置１０は、クランクシャフト、カムシャフト、ヘッドシリンダなど一方向に長く伸びる搬送対象物を洗浄する洗浄装置にも好適である。

以上、送り台装置１０を洗浄装置に適用した場合について説明したが、走行ロボット又は塗装機械、ウォータージェットピーニング装置その他の噴流作業機械に適用した際にも同様の利点があるのは言うまでもない。

また、第２のオフセットシャフト４０は、送り台９の頭部９ａにおいて、第１のプロペラシャフト１３および第２のプロペラシャフト３５より上方（Ｚ軸の正方向）の位置に配置されているため、第２の中間シャフト４５を送り台９の頭部９ａの中心部を通過させることができる。さらに、第１のオフセットシャフト１８を第２のオフセットシャフト４０と並んで設けている。そのため、送り台装置１０を前方側から見たときに、送り台９の中央部に第１の減速機構２４を配置することができ、送り台９の頭部９ａをコンパクトかつ、簡潔に構成できる。

第１のプロペラシャフト１３と第１のオフセットシャフト１８が第１の無端歯付ベルト１６で接続されているため、第１のプロペラシャフト１３と第１のオフセットシャフト１８との間の動力伝達においてバックラッシが発生しない。第２のプロペラシャフト３５と第２のオフセットシャフト４０とが第２の無端歯付ベルト３８で接続しているため、第２のプロペラシャフト３５と第２のオフセットシャフト４０との間の動力伝達においても同様に、バックラッシが発生しない。

本実施形態では、複数の歯車機構を介して動力を伝達しているため、バックラッシが蓄積されやすいが、第１の無端歯付ベルト１６、第２の無端歯付ベルト３８を介すことでバックラッシを少なくして、搬送対象物５４の角度割り出しが正確になる。

送り台９の長手方向と、第１軸７および第２軸８が互いに垂直に構成されているため、送り台９が搬送する搬送対象物５４の姿勢を制御しやすい。

回転継手６３が第１の出力軸２４ｂ２の内部に組み込まれているため、非常にコンパクトに送り台装置１０を構成できる。さらに、回転継手６３を通る第１の流体通路６３ａ１、第２の流体通路６３ｃを第１の出力軸２４ｂ２の内側に配置できるため、流体の通路を頭部９ａの内部構造として組み込みできる。そのため、頭部９ａが過酷な外部環境に晒されても、流体の通路が破損されにくい。

第１のサドル２５の下部には円筒面２５ａが形成されており、第２のサドル５１はコ字状あるいはＵ字状に形成されているため、第１のサドル２５に対して第２のサドル５１を第２軸８のまわりに回転する際、第２のサドル５１は第１のサドル２５と干渉することなくスムースに回転できる。また、第１のサドル２５の下部を円筒面としたことで、第１のサドル２５の内部空間に各部品を設置するためのスペースを十分に確保できる。

第２のサドル５１は、第２の減速機構４９ｂの第２の出力軸４９ｂ２と、回転継手６５の回転体６５ｂとによって両軸を固定されているため、第２のサドル５１は、第２軸８に沿って正確に回転できる。そのため、送り台装置１０は、ハンド５３の位置を正確に割り出せる。

頭部９ａの内部の中央先端部には、第１の減速機構２４が設けられている。第１の減速機構２４の重心Ｇ１は、送り台９の中心部に設けられる。第１のサドル２５の外周面の一部は、送り台９の下端よりも上側、つまり送り台９の中心側に寄せて設けられている。第１のサドル２５の後方、把持装置の上方はデッドスペースとなる。送り台装置１０は、上述の構成をとるため、デッドスペースが小さい。送り台装置１０は、送り台９の下方のデッドスペースが小さいため、送り台装置１０を搬送装置、洗浄装置その他の装置に組込んだときに、コンパクトな装置を提供できる。

本発明の「第１の伝達装置」は、上記した実施形態において、第１の歯付プーリ１５と、第１の無端歯付ベルト１６と、第２の歯付プーリ１７と、第１のオフセットシャフト１８と、第１の動力転換機構２０と、第１の中間シャフト２２と、第１の減速機構２４とにより構成されている。また、本発明の「第２の伝達装置」は、上記した実施形態において、第３の歯付プーリ３７と、第２の無端歯付ベルト３８と、第４の歯付プーリ３９と、第２のオフセットシャフト４０と、第２の動力転換機構４４と、第２の中間シャフト４５と、第３の動力転換機構４９ａと、第２の減速機構４９ｂとにより構成されている。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。たとえば、第１のオフセットシャフト１８、第２のオフセットシャフト４０を設けずに、２本のプロペラシャフトを送り台９の内部に平行に並べ、２本のプロペラシャフトの先端部に、２つの動力転換機構を設けてもよい。前述の実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

７ 第１軸
８ 第２軸
９ 送り台
９ａ 頭部（先端部）
１０ 送り台装置
１１ 第１の駆動装置（駆動源）
１３ 第１のプロペラシャフト
１５ 第１の歯付プーリ
１６ 第１の無端歯付ベルト
１７ 第２の歯付プーリ
１８ 第１のオフセットシャフト
１８ａ 後方側シャフト（軸部材）
１８ｂ 前方側シャフト（軸部材）
２０ 第１の動力転換機構
２２ 第１の中間シャフト
２４ 第１の減速機構
２４ａ 入力歯車機構
２４ｂ 低バックラッシ減速機
２４ｂ２ 第１の出力軸
２５ 第１のサドル
３１ 第２の駆動装置（駆動源）
３５ 第２のプロペラシャフト
３７ 第３の歯付プーリ
３８ 第２の無端歯付ベルト
３９ 第４の歯付プーリ
４０ 第２のオフセットシャフト
４０ａ 後方側シャフト
４０ｂ 前方側シャフト
４４ 第２の動力転換機構
４５ 第２の中間シャフト
４９ａ 第３の動力転換機構
４９ｂ 第２の減速機構
４９ｂ２ 第２の出力軸
５１ 第２のサドル
５１ａ 第１の回転部材
５１ｂ 第２の回転部材
５１ｃ 連結体
５２ 自動ハンド着脱装置（把持装置）
５３ ハンド（把持装置）
５４ 搬送対象物（対象物）
６１ 流体供給源
６３ａ 固定部
６３ａ１ 第１の流体通路
６３ｂ 第１の円環通路
６３ｃ 第２の流体通路
６４ 第３の流体通路
６５ 回転継手
６５ａ 固定体
６５ａ２ 円筒穴
６５ｂ 回転体
６５ｃ 第２の円環通路
６６ 第４の流体通路

Claims (6)

1. 把持した対象物の姿勢を制御する送り台装置であって、
   水平に設置された中空構造の送り台と、
   前記送り台の基端部に設けられる第１の駆動源および第２の駆動源と、
   前記送り台の先端部に設けられ、前記送り台の先端部と対面する側から見て垂直方向に沿う第１軸のまわりに回転する第１のサドルと、
   前記第１のサドルに設けられ、前記送り台の先端部と対面する側から見て水平横方向に沿う第２軸のまわりに回転する第２のサドルと、
   前記送り台の内部に、前記送り台の長手方向に沿って設けられ、前記第１の駆動源のトルクを伝達する第１のプロペラシャフトと、
   前記送り台の内部に、前記送り台の長手方向に沿って設けられ、前記第２の駆動源のトルクを伝達する第２のプロペラシャフトと、
   前記第１のプロペラシャフトと前記第１のサドルとの間に設けられ、前記第１のプロペラシャフトの回転を前記第１のサドルに伝達する第１の伝達装置と、
   前記第２のプロペラシャフトと前記第２のサドルとの間に設けられ、前記第２のプロペラシャフトの回転を前記第２のサドルに伝達する第２の伝達装置と、
   前記第２のサドルに設けられ、対象物を把持する把持装置とを備え、
   前記第１の伝達装置は、
   前記第１のプロペラシャフトの回転による動力を前記第１軸のまわりに回転するように転換して伝達する第１の動力転換機構と、
   前記第１の動力転換機構と連結されて回転する第１の中間シャフトと、
   前記第１の中間シャフトの回転を減速すると共に、前記第１の動力転換機構から前記第１の中間シャフトを介して伝達された動力を出力する中空の第１の出力軸を有する第１の減速機構とを含み、
   前記第１のサドルは、前記第１の出力軸と連結されて前記第１軸のまわりに回転し、
   前記第２の伝達装置は、
   前記第２のプロペラシャフトの回転による動力を前記第１軸のまわりに回転するように転換して伝達する第２の動力転換機構と、
   前記第２の動力転換機構と連結されて回転すると共に、前記第１の出力軸の内部を貫通して設けられる第２の中間シャフトと、
   前記第２の中間シャフトの回転による動力を前記第２軸のまわりに回転するように転換して伝達する第３の動力転換機構と、
   前記第３の動力転換機構と連結され、前記第２の中間シャフトの回転を減速すると共に、前記第３の動力転換機構から伝達された動力を出力する第２の出力軸を有する第２の減速機構とを含み、
   前記第３の動力転換機構および前記第２の減速機構は、前記第１のサドルの内部に取り付けられ、
   前記第２のサドルは、前記第２の出力軸と連結されて前記第２軸のまわりに回転し、
   前記第１の伝達装置は、
   前記第１のプロペラシャフトと前記第１の動力転換機構とに連結されて回転する第１のオフセットシャフトをさらに含み、
   前記第２の伝達装置は、
   前記第２のプロペラシャフトと前記第２の動力転換機構とに連結されて回転する第２のオフセットシャフトをさらに含み、
   前記第２のオフセットシャフトは、前記送り台の先端部における、前記送り台の長手方向から見て前記第２のプロペラシャフトの位置から前記第１軸に沿って前記第１のサドルが設けられた側と反対側の位置に、前記送り台の長手方向に平行に設けられ、
   前記第１のオフセットシャフトは、前記送り台の先端部に、前記送り台の長手方向に平行かつ前記第２のオフセットシャフトと並んで設けられる、送り台装置。
2. 請求項１に記載の送り台装置であって、
   前記第１のオフセットシャフトおよび前記第２のオフセットシャフトは、それぞれ軸方向に分割された２つの軸部材で構成される、送り台装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の送り台装置であって、
   前記第１のプロペラシャフト又は前記第２のプロペラシャフトの一方は中空のシャフトであり、
   前記第１のプロペラシャフト又は前記第２のプロペラシャフトの他方は、前記一方のプロペラシャフトと同軸上に、前記一方のプロペラシャフトを貫通して設けられる、送り台装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の送り台装置であって、
   前記第１のプロペラシャフトの先端部に設けられる第１の歯付プーリと、
   前記第１のオフセットシャフトの基端部に設けられる第２の歯付プーリと、
   前記第１の歯付プーリと前記第２の歯付プーリとに掛けられた第１の無端歯付ベルトと、
   前記第２のプロペラシャフトの先端部に設けられる第３の歯付プーリと、
   前記第２のオフセットシャフトの基端部に設けられる第４の歯付プーリと、
   前記第３の歯付プーリと前記第４の歯付プーリとに掛けられた第２の無端歯付ベルトとをさらに備える、送り台装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の送り台装置であって、
   前記第１の出力軸の内部に前記第１軸を中心として回転不能に設けられた中空円筒状の固定部と、
   前記第１の出力軸と前記固定部との間に前記固定部の円周方向に一周するように設けられた第１の円環通路と、
   前記固定部に設けられ、前記把持装置に流体を供給する流体供給源と、前記第１の円環通路とを連通する第１の流体通路と、
   前記第１の出力軸の内部に設けられ、前記第１の円環通路と、前記第１の出力軸の外面に設けられた出口とを連通する第２の流体通路とをさらに備え、
   前記第１の出力軸は、前記固定部の外周面と円周方向に摺動する、送り台装置。
6. 請求項５に記載の送り台装置であって、
   前記第１のサドルの前記第１軸を挟んで前記第２の減速機構と反対側の位置に設けられ、
   前記第２軸と同軸に設けられる円筒穴を有する固定体と、
   前記円筒穴の内部に装着されて前記第２軸のまわりに回転する回転体と、
   前記円筒穴と前記回転体との間に前記回転体の円周方向に一周するように設けられた第２の円環通路とを有する回転継手をさらに備え、
   前記第１のサドルは、前記第２の円環通路と前記第２の流体通路とを連通する第３の流体通路を有し、
   前記第２のサドルは、前記第２の円環通路と前記第２のサドルの外面に設けられた流体出口とを連通する第４の流体通路を有し、
   前記第２のサドルは、前記第１軸の方向に延びて前記第２の出力軸に設けられる第１の回転部材と、前記第１の回転部材と平行に前記回転継手の前記回転体に設けられる第２の回転部材と、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とを接続する連結体とを有する、送り台装置。