JP6865562B2 - 物品移載装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の物品の間隔を拡縮しながら第１の箇所から第２の箇所に移載する物品移載装置に関するものである。

従来、複数の物品を第１の箇所から第２の箇所に同時に移載する一軸の物品移載装置が知られている。例えば、特許文献１には、一端部を中心として移載方向の前方および後方に揺動するアーム部と、物品を保持する複数の保持部とを備え、保持部が第１の箇所で物品を保持したあと、アーム部が移載方向の前方また後方に揺動することにより物品を移送し、保持部が第２の箇所で物品の保持を解除して載置する装置が開示されている。

このように複数の物品を第１の箇所から第２の箇所に同時に移載する際、物品を包装箱に収容するために隣り合う物品の間隔を縮小したり、あるいは何らかの目的のために隣り合う物品の間隔を拡大したりすることが行われる場合がある。このような物品の間隔を拡縮するためには拡縮機構が必要となるが、従来の拡縮機構はアーム部の揺動とは別の駆動モータにより作動するものであった。

特開２００４−２６６４２号公報

しかしながら、このように拡縮機構がアーム部の揺動とは別の駆動モータにより作動するものだと、余分な拡縮用のアクチュエータ等が必要となって装置の機構が複雑化する上に、当該機構や駆動モータにより装置が大型化および重量化し、ひいては製造コストが増大するという問題があった。
特に物品を保持する保持部の周辺に拡縮用のアクチュエータを設けた場合、該アクチュエータに電源やエア源を接続するためにエンコーダケーブルや位置検出スイッチの取り付けが必要となる。このため装置の可動部に多くの配線・配管が必要となり、配線・配管によるトルク増で駆動モータに大きな負荷がかかったり、配線・配管の断線・破断などのトラブルが生じるという問題があった。
さらに、複数の物品を第１の箇所から第２の箇所で高速で移載する場合には、それに応じて物品の間隔の拡縮も所定のタイミングで高速で行う必要があり、物品の間隔の拡縮の制御が難しくなるという問題があった。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、物品の間隔を簡単かつ確実に拡縮しながら物品を移載することができる物品移載装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、第１の箇所から第２の箇所に物品を移載する物品移載装置であって、一端部を中心として移載方向の前方および後方に交互に回転して揺動するアーム部と、物品を保持する複数の保持部と、前記アーム部に設けられ、前記保持部を支持する支持機構と、隣り合う前記保持部の間隔を拡縮する拡縮機構とを備える。前記保持部が第１の箇所で物品を保持したあと、前記拡縮機構が隣り合う前記保持部の間隔を拡大または縮小させながら、前記アーム部が移載方向の前方に回転することにより物品を移送し、前記保持部が第２の箇所で物品の保持を解除して載置する一方、前記拡縮機構が隣り合う前記保持部の間隔を縮小または拡大させながら、前記アーム部が移載方向の後方に回転する。そして、前記拡縮機構は、前記アーム部の他端部に固定され、周面に所定のカム曲線からなるカム溝が形成されたドラムカムと、一端部に前記ドラムカムのカム溝に係合するカムフォロアが設けられ、かつ他端部が前記保持部の少なくとも一つに接続された接続部材とを備える。前記アーム部が移載方向の前方または後方に回転する際、前記ドラムカムのカム溝と前記接続部材のカムフォロアとの相対位置が変化するのに伴って、前記接続部材のカムフォロアが前記ドラムカムのカム溝に沿って案内されることにより、前記接続部材が移載方向と交差する幅方向に移動して、隣り合う前記保持部が間隔を拡縮する。

これによれば、物品を第１の箇所から第２の箇所に移載する際、アーム部と保持部の間に設けられた拡縮機構によって、アーム部の移載方向の前方および後方の揺動に連動して保持部の間隔が拡縮するため、物品の間隔を簡単かつ確実に拡縮しながら物品を移載することができる。

また、前記支持機構は、幅方向に延びる一ないし複数の支軸が設けられ、前記支軸は、少なくとも前記接続部材に接続された前記保持部を幅方向に移動可能に支持してもよい。これによれば、アーム部の移載方向の前方および後方の揺動に連動して保持部の間隔を簡単に拡縮することができる。

また、前記支持機構は、幅方向に拡縮可能なパンタグラフが設けられ、前記パンタグラフは、複数の前記保持部を幅方向に沿って支持してもよい。これによれば、アーム部の移載方向の前方および後方の揺動に連動してパンタグラフが幅方向に拡縮するため、多くの保持部の間隔を簡単かつ確実に拡縮することができる。

また、前記支持機構は、アーム部の一端部側に固定状態に設けられた第１のプーリと、アーム部の他端部側に回転可能に設けられた第２のプーリと、第１のプーリと第２のプーリの間を無端状態に巻架されたベルト部材と、一端部が第２のプーリに接続され、前記ドラムカムの内部において軸回転可能に設けられたシャフトと、前記シャフトの他端部に接続され、前記保持部を支持する支持部材とを備えてもよい。これによれば、アーム部が移載方向の前方および後方に揺動した際、保持部の姿勢を同じ方向に維持することができる。

また、前記カム溝は、ドラムカムの周面において、ドラムカムの軸方向の位置を変化させながら周方向に延びるカム曲線に形成されてもよい。これによれば、アーム部の移載方向の前方および後方の揺動に連動して保持部の間隔を確実に拡縮することができる。

また、前記カム溝は、始端部および／または終端部がドラムカムの周方向に平行に延びるカム曲線に形成されてもよい。これによれば、保持部が物品を保持および／または保持解除する際、保持部の間隔が一定となるため、第１の箇所や第２の箇所において物品が載置されるバケット等に干渉することなく物品を移載することができる。

本発明によれば、物品を第１の箇所から第２の箇所に移載する際、アーム部と保持部の間に設けられた拡縮機構によって、アーム部の移載方向の前方および後方の揺動に連動して保持部の間隔が拡縮するため、物品の間隔を簡単かつ確実に拡縮しながら物品を移載することができる。

このように従来の拡縮機構のようにアーム部の揺動とは別に駆動モータを設ける必要がないため、機構が簡素化して、装置の小型化および軽量化が図られ、ひいては製造コストを低減することが可能となる。

また、物品を第１の箇所から第２の箇所で高速で移載する場合には、それに連動して物品の間隔の拡縮も所定のタイミングで高速で行われるため、物品の間隔の拡縮の制御が容易となる。

第１の実施形態に係る物品移載装置の全体構成図である。 図１の物品移載装置の拡大構成図である。 アーム部の側面図である。 ドラムカムの斜視図である。 ドラムカムの展開図である。 アーム部の揺動の過程を示す側面図である。 保持部の拡縮の過程を示す正面図である。 支持機構の第１のプーリ、第２のプーリおよびベルト部材を示す側面図である。 第２の実施形態に係る物品移載装置の拡大構成図である。

＜第１の実施形態＞
次に、本発明に係る物品Ｗ移載装置（以下、本装置という）の第１の実施形態について図１〜図８を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、図１の手前方向を物品Ｗの移載方向とし、該移載方向に直交する図１の左右方向を幅方向として説明する。

本装置は、第１の箇所（Ｘ)から第２の箇所（Ｙ)に物品Ｗを移載する装置であって、所定箇所に設置される基台１と、該基台１に揺動可能に設けられたアーム部２と、物品Ｗを保持する保持部３と、保持部３を支持する支持機構４と、隣り合う保持部３の間隔を拡縮する拡縮機構５とを備える。

前記基台１は、工場等の所定箇所において立設され、内部にはアーム部２を揺動させるための駆動モータ１１および減速機１２が設けられている。

前記アーム部２は、金属製のカバー２２内にアーム部本体２１が設けられ、アーム部本体２１の一端部２１ａが基台１内に設けられた駆動モータ１１および減速機１２に接続されており、他端部２１ｂが基台１と反対側に延びる円筒状に形成されている。

また、前記アーム部は、駆動モータ１１により一端部２１ａを中心にして２１０度の円弧を描きながら揺動する。具体的には、アーム部２は、物品Ｗを保持して移送する際、図３に示すように、鉛直方向に対して移載方向の後方に１０５度回転した後倒状態の第１の姿勢、鉛直方向に沿った起立状態の第２の姿勢、鉛直方向に対して移載方向の前方に１０５度回転した前倒状態の第３の姿勢の間において、第１の姿勢から移載方向の前方に１０５度回転して第２の姿勢に移行し、さらに移載方向の前方に１０５度回転して第３の姿勢に移行する。また、アーム部２は、物品Ｗの保持を解除して戻る際、図３に示すように、第３の姿勢から移載方向の後方に１０５度回転して第２の姿勢に移行し、さらに移載方向の後方に１０５度回転して第１の姿勢に移行して戻る。

前記保持部３は、図２に示すように、鉛直方向に延びる保持軸３ａと、該保持軸３ａの下端部に設けられた保持ヘッド３ｂとからなり、該保持ヘッド３ｂにより物品Ｗを吸着して保持するものとなされている。また、本実施形態では、保持部３は、第１の保持部３１および第２の保持部３２からなり、互いに所定の間隔を空けながら幅方向に並んで配置されている。

前記支持機構４は、アーム部２の他端部２１ｂ側に支持部材４５を備え、該支持部材４５に保持部３を支持する２本の支軸４６が設けられている。これら支軸４６は、支持機構４の支持部材４５において幅方向に延びる態様に形成され、上下方向に互いに所定の間隔を空けながら配置されている。また、これら支軸４６は、第１の保持部３１を幅方向に移動可能な状態で支持するとともに、第２の保持部３２を固定状態で支持している。このため、後述するように第１の保持部３１が幅方向に移動することにより、第１の保持部３１と第２の保持部３２の間隔を拡縮することができる。

また、前記支持機構４は、アーム部２の一端部側に基台１に固定状態に設けられた第１のプーリ４１と、アーム部２の他端部側に回転可能に設けられた第２のプーリ４２と、第１のプーリ４１と第２のプーリ４２の間を無端状態に巻架されたベルト部材４３と、一端部が第２のプーリ４２に接続され、後述のドラムカム５１の内部において軸回転可能に設けられたシャフト４４と、前記シャフト４４の他端部に接続され、保持部３を支持する支持部材４５とを備える。

これにより、アーム部２が一端部２１ａを中心として移載方向の前方または後方に回転した際、図８に示すように、第１のプーリ４１が基台１に固定状態に設けられていることにより絶対的な方向を維持するのに伴って、ベルト部材４３が所定の方向に回転して、第２のプーリ４２がアーム部２の他端部２１ｂに対して相対的に回転することにより絶対的な方向を維持する。このため、アーム部２が一端部２１ａを中心として移載方向の前方または後方に回転しても、シャフト４４がドラムカム５１の内部においてアーム部２に対して軸回転することにより、保持部３が支持部材４５を介して鉛直方向の姿勢を維持する。また、保持部３が鉛直方向の姿勢を維持することにより、保持部３に接続された接続部材５２もドラムカム５１の下方の位置を維持する。なお、図８中の三角印は、説明の便宜上、第１のプーリ４１と第２のプーリ４２の絶対的な方向を示すために図示したものである。

前記拡縮機構５は、アーム部２の他端部２１ｂの外周面に固定された円筒状のドラムカム５１と、ドラムカム５１と保持部３の間に幅方向に延びる態様で設けられた接続部材５２とを備える。

前記ドラムカム５１は、周面に所定のカム曲線からなるカム溝５１ａが形成されている。このカム溝５１ａは、図４および図５に示すように、ドラムカム５１の周面において、ドラムカム５１の軸方向の位置を変化させながら周方向に延びるカム曲線に形成されている。

前記接続部材５２は、一端部に前記ドラムカム５１のカム溝５１ａに係合するカムフォロア５２ａが設けられ、他端部が第１の保持部３１に接続されている。

而して、図３に示すように、アーム部２が移載方向の前方または後方に回転すると、アーム部２の他端部２１ｂに固定されたドラムカム５１が２１０度回転することによりドラムカム５１のカム溝５１ａの方向が変化する一方、保持部３に接続された接続部材５２のカムフォロア５２ａはドラムカム５１の下方位置を維持している。このため、図６および図７に示すように、ドラムカム５１のカム溝５１ａと接続部材５２のカムフォロア５２ａとの相対位置が変化するのに伴って、前記接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１のカム溝５１ａに沿って案内されることにより、第１の保持部３１が前記接続部材５２を介して幅方向に移動して、第１の保持部３１および第２の保持部３２が間隔を拡縮する。

なお、本実施形態では、カム溝５１ａは、始端部および終端部がドラムカム５１の周方向の平行に延びる態様に形成されている。このため、保持部３が物品Ｗを保持および保持解除する際、第１の保持部３１と第２の保持部３２の間隔が一定となるため、第１の箇所（Ｘ）や第２の箇所（Ｙ）において物品Ｗが載置されるバケット等に干渉することなく物品Ｗを移載することができる。

次に本装置の動作について図６〜図７を参照しつつ説明する。

まず、物品Ｗを第１の箇所（Ｘ)から第２の箇所（Ｙ)に移載するためにアーム部２が移載方向の前方に回転するときの本装置の動作について説明する。

図６（ａ）に示すように、アーム部２が鉛直方向に対して移載方向の後方に１０５度回転した後倒状態の第１の姿勢にあるとき、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１のカム溝５１ａの始端部（Ａ）に位置している。このとき、図７（ａ）に示すように、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１において基台１側の周縁部に位置しているため、第１の保持部３１も接続部材５２を介して支持部材４５の基台１側の端部に位置する。このため、第１の保持部３１と第２の保持部３２は、間隔を拡大した状態となっており、第１の箇所（Ｘ)に搬送されてきた物品Ｗを保持する。

また、図６（ｂ）に示すように、アーム部２が移載方向の前方に１０５度回転して、鉛直方向に沿った起立状態の第２の姿勢に移行したとき、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１のカム溝５１ａに沿って案内され、カム溝５１ａにおける周方向の中央部（Ｂ）に位置している。このとき、図７（ｂ）に示すように、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１において軸方向の中央部（Ｂ）に位置しているため、第１の保持部３１も接続部材５２を介して支持部材４５の幅方向の中央部に位置する。このため、第１の保持部３１と第２の保持部３２が、間隔を縮小しながら、物品Ｗを前方の斜め上方向に移送する。

また、図６（ｃ）に示すように、アーム部２が鉛直方向に対して移載方向の前方に１０５度回転した前倒状態の第３の姿勢に移行したとき、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１のカム溝５１ａに沿って案内され、カム溝５１ａの終端部（Ｃ）に位置している。このとき、図７（ｃ）に示すように、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１において基台１と反対側の周縁部に位置しているため、第１の保持部３１も接続部材５２を介して支持部材４５の基台１と反対側の端部に位置する。このため、第１の保持部３１と第２の保持部３２は、さらに間隔を縮小しながら、物品Ｗを前方の斜め下方向に移送して、第２の箇所（Ｙ)において物品Ｗの保持を解除して載置する。

次に、物品Ｗの移送が完了して第２の箇所（Ｙ)から第１の箇所（Ｘ)に戻るためにアーム部２が移載方向の後方に回転するときの本装置の動作について説明する。

図６（ｃ）に示すように、アーム部２が鉛直方向に対して移載方向の前方に１０５度回転した前倒状態の第３の姿勢にあるとき、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１のカム溝５１ａの終端部（Ｃ）に位置している。このとき、図７（ｃ）に示すように、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１において基台１と反対側の周縁部に位置しているため、第１の保持部３１も接続部材５２を介して支持部材４５の基台１と反対側の端部に位置する。このため、第１の保持部３１と第２の保持部３２は、間隔を縮小した状態となっている。

また、図６（ｂ）に示すように、アーム部２が移載方向の後方に１０５度回転して、鉛直方向に沿った起立状態の第２の姿勢に移行したとき、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１のカム溝５１ａに沿って案内され、カム溝５１ａの周方向の中央部（Ｂ）に位置している。このとき、図７（ｂ）に示すように、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１において軸方向の中央部（Ｂ）に位置しているため、第１の保持部３１も接続部材５２を介して支持部材４５の幅方向の中央部に位置する。このため、第１の保持部３１と第２の保持部３２は、間隔を拡大した状態となっている。なお、このときの第１の保持部３１と第２の保持部３２は、物品Ｗの保持を解除したあとなので、物品Ｗを保持していない。

また、図６（ａ）に示すように、アーム部２が鉛直方向に対して移載方向の後方に１０５度回転した後倒状態の第１の姿勢に移行したとき、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１のカム溝５１ａに沿って案内され、カム溝５１ａの始端部（Ａ）に位置している。このとき、図７（ａ）に示すように、接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１において基台１側の周縁部に位置しているため、第１の保持部３１も接続部材５２を介して支持部材４５の基台１側の端部に位置する。このため、第１の保持部３１と第２の保持部３２は、間隔をさらに拡大した状態となっており、第１の箇所（Ｘ)に搬送されてきた物品Ｗを保持する。

なお、このようにアーム部２が移載方向の前方および後方に交互に回転して揺動する際、図８に示すように、支持機構４の作動により第１の保持部３１および第２の保持部３２は常に下方に向いた姿勢を維持している。

＜第２の実施形態＞
次に、本装置の第２の実施形態について図９を参照しつつ説明する。なお、以下では上記の実施形態と異なる構成についてのみ説明することとし、同一の構成については説明を省略して同一の符号を付すこととする。

本実施形態では、支持機構４は、支持部材４７、４８を介して幅方向に拡縮可能なパンタグラフ４９が設けられている。このパンタグラフ４９は、複数の保持部３を幅方向に沿って支持しており、基台１と反対側の最端部の保持部３Ａが支持部材４８に固定されるとともに、基台１側から３番目の保持部３Ｂが接続部材５２の他端部に接続されている。なお、本実施形態の保持部３は、保持ヘッド３ｂが物品Ｗを挟みながら保持する方式となされている。

而して、ドラムカム５１のカム溝５１ａと接続部材５２のカムフォロア５２ａの相対位置が変化するのに伴って、前記接続部材５２のカムフォロア５２ａがドラムカム５１のカム溝５１ａに沿って案内されることにより、基台１側から３番目の保持部３Ｂが前記接続部材５２を介して幅方向に移動すると、パンタグラフ５４が幅方向に拡縮するため、各保持部３が最端部の保持部３Ａを基点として間隔を拡縮する。

なお、以上の実施形態では、支持機構４として第１のプーリ４１、第２のプーリ４２、ベルト部材４３、シャフト４４、支持部材４５（あるいは支持部材４６、４７）、支軸４６（あるいはパンタグラフ４９）を用いるものとしたが、その他の支持機構４であってもよい。

また、カム溝５１ａは、ドラムカム５１の周面において、ドラムカム５１の軸方向の位置を変化させながら周方向に延びるカム曲線に形成するものとしたが、その他のカム曲線であってもよい。

また、接続部材５２は、保持部３に直接に接続されるものとしたが、その他の部材を介して間接的に接続されてもよい。

また、アーム部２は、前方および後方に１０５度の角度で前後対称に揺動するものとしたが、その他の角度で揺動してもよいし、前後非対称に揺動してもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、本発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１…基台
１１…駆動モータ
１２…減速機
２…アーム部
２１…アーム部本体
２２…カバー
３…保持部
３ａ…保持軸
３ｂ…保持ヘッド
３１…第１の保持部
３２…第２の保持部
４…支持機構
４１…第１のプーリ
４２…第２のプーリ
４３…ベルト部材
４４…シャフト
４５…支持部材
４６…支軸
５…拡縮機構
５１…ドラムカム
５１ａ…カム溝
５２…接続部材
５２ａ…カムフォロア

Claims (6)

1. 第１の箇所から第２の箇所に物品を移載する物品移載装置であって、
   一端部を中心として移載方向の前方および後方に交互に回転して揺動するアーム部と、
   物品を保持する複数の保持部と、
   前記アーム部に設けられ、前記保持部を支持する支持機構と、
   隣り合う前記保持部の間隔を拡縮する拡縮機構とを備え、
   前記保持部が第１の箇所で物品を保持したあと、前記拡縮機構が隣り合う前記保持部の間隔を拡大または縮小させながら、前記アーム部が移載方向の前方に回転することにより物品を移送し、前記保持部が第２の箇所で物品の保持を解除して載置する一方、前記拡縮機構が隣り合う前記保持部の間隔を縮小または拡大させながら、前記アーム部が移載方向の後方に回転するものとなされ、
   前記拡縮機構は、
   前記アーム部の他端部に固定され、周面に所定のカム曲線からなるカム溝が形成されたドラムカムと、
   一端部に前記ドラムカムのカム溝に係合するカムフォロアが設けられ、かつ他端部が前記保持部の少なくとも一つに接続された接続部材とを備え、
   前記アーム部が移載方向の前方または後方に回転する際、前記ドラムカムのカム溝と前記接続部材のカムフォロアとの相対位置が変化するのに伴って、前記接続部材のカムフォロアが前記ドラムカムのカム溝に沿って案内されることにより、前記接続部材が移載方向と交差する幅方向に移動して、隣り合う前記保持部が間隔を拡縮することを特徴とする物品移載装置。
2. 前記支持機構は、幅方向に延びる一ないし複数の支軸が設けられ、
   前記支軸は、少なくとも前記接続部材に接続された前記保持部を幅方向に移動可能に支持する請求項１に記載の物品移載装置。
3. 前記支持機構は、幅方向に拡縮可能なパンタグラフが設けられ、
   前記パンタグラフは、複数の前記保持部を幅方向に沿って支持する請求項１に記載の物品移載装置。
4. 前記支持機構は、アーム部の一端部側に固定状態に設けられた第１のプーリと、アーム部の他端部側に回転可能に設けられた第２のプーリと、第１のプーリと第２のプーリの間を無端状態に巻架されたベルト部材と、一端部が第２のプーリに接続され、前記ドラムカムの内部において軸回転可能に設けられたシャフトと、前記シャフトの他端部に接続され、前記保持部を支持する支持部材とを備える請求項１から請求項３のいずれかに記載の物品移載装置。
5. 前記カム溝は、ドラムカムの周面において、ドラムカムの軸方向の位置を変化させながら周方向に延びるカム曲線に形成されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の物品移載装置。
6. 前記カム溝は、始端部および／または終端部がドラムカムの周方向に平行に延びるカム曲線に形成されている請求項５に記載の物品移載装置。
   

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