JP6950266B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置に関する。

従来、特定位置に配置されたワークを把持し、目的位置まで搬送し、そこでワークを解放するという一連の作業を行う搬送装置が知られている。このような搬送装置は、ピックアンドプレース方式と呼ばれ、ワークの横方向及び縦方向の移動を可能にする２軸制御が一般的である。ただし、２軸制御の搬送装置には、構成が複雑化すること、搬送作業場への配置が困難であること、及び、ワーク搬送の速度が遅いこと等の問題がある。
特許文献１では、ワークを把持するチャック部が取り付けられたアームが、モータ軸を中心に回転することによってワークを搬送する１軸制御の搬送装置が開示されている。

特開２０１５−１２８８０６号公報

特許文献１では、従動プーリが伸縮アームの回転角度と同じ角度だけ連れ回ることで、チャック部が伸縮アームに対して相対的に同じ姿勢を保つようにしている。しかしながら、特許文献１では、例えばワークが長尺物である場合、ワークとアームとが接触する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ワークとアームとの接触を防止可能である搬送装置を提供することにある。

本発明の搬送装置は、モータ（１１）によりワーク（８０）を搬送するものであって、ベース（１３）と、第１歯車（２２）と、第１回転軸（３１）と、アーム（３２、３３）と、第２回転軸（４１）と、第２歯車（４２）と、第１回転輪（４３）と、第３回転軸（５１）と、第２回転輪（５３）と、伝動部材（５８）と、チャック（６１、６２）と、を備える。

第１歯車は、ベースに回転不能に固定される。第１回転軸は、モータの回転軸と一体に回転する。アームは、基端側が第１回転軸に固定され、モータの回転に伴って旋回する。第２回転軸は、アームに回転可能に支持される。第２歯車は、第２回転軸に固定され、第１歯車に噛み合う。第１回転輪は、第２回転軸に固定される。第３回転軸は、アームの先端側に回転可能に支持される。第２回転輪は、第３回転軸に固定される。伝動部材は、第１回転輪および第２回転輪に巻きかけられる。チャックは、ワークを保持可能である。チャックは、第３回転軸に固定され、第２回転輪の回転に伴い、アームに対して相対回転可能である。第１歯車は、クリアランスをもってモータの回転軸と同軸に配置され回転止め（２３）によりベースに回転不能に固定される固定軸（２１）の径方向外側に回転不能に固定される。

本発明では、モータの回転によりアームが旋回する。また、第１歯車、第２歯車、第１回転輪、第２回転輪および伝動部材により、モータの回転が第３回転軸に伝達され、第３回転軸はアームと同方向に、アームに対して相対回転する。第３回転軸に固定されるチャックは、アームの旋回に伴い、アームの外側を旋回する。これにより、アームとワークとの接触を防ぐことができる。

一実施形態による搬送装置を示す斜視図である。 一実施形態による搬送装置の平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 一実施形態による搬送装置の動作を説明する模式図である。

以下、本発明による搬送装置を図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
一実施形態による搬送装置を図１〜図４に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、搬送装置１は、固定部１０と、アーム部３０と、チャック部６０と、を備え、モータ１１による一軸搬送により、チャック部６０に把持されるワーク８０をピックアンドプレース方式にて搬送するものである。図４に示すように、搬送装置１は、アーム部３０が１８０°回転することで、ワーク８０を第１設備Ｓ１から第２設備Ｓ２に搬送する。図１〜図３は、チャック部６０が第１設備Ｓ１側に向かう第１位置Ｒ１にあるときの搬送装置１を示している。

図１〜図３に示すように、アーム部３０は、固定部１０に回転可能に設けられている。また、チャック部６０は、アーム部３０が固定部１０に固定される側とは反対側に設けられる。以下適宜、アーム部３０において、固定部１０側を基端側、チャック部６０側を先端側とする。

固定部１０は、モータ１１、ベース１３、固定軸２１、第１歯車２２、および、回転止め２３等を有する。
ベース１３には、軸受１６を保持する軸受保持部材１７がボルト等で固定される。軸受１６は、モータ軸１２の径方向外側に嵌合する第１回転軸３１を回転可能に支持する。

固定軸２１は、モータ軸１２と同軸に配置され、モータ軸１２と反対側の端部が、回転止め２３に回転不能に固定される。回転止め２３は、断面視略Ｔ字状に形成され、ねじ等にてベース１３に固定される。これにより、固定軸２１は、ベース１３に回転不能に設けられる。

第１歯車２２は、固定軸２１の径方向外側に回転不能に固定される。
固定軸２１とモータ軸１２との間には、クリアランスが設けられている。すなわち、固定軸２１とモータ軸１２とは離間して対向しており、モータ１１の回転は、固定軸２１には伝達されない。したがって、第１歯車２２は、モータ１１が回転しても、回転しない。

固定軸２１の径方向外側であって、モータ１１側の端部には軸受２５が設けられ、回転止め２３側の端部には軸受２６が設けられる。軸受２５は、固定軸２１と第１回転軸３１との間に設けられる。軸受２６は、第２旋回板３３にねじ等で固定される軸受保持部材２７と固定軸２１との間に設けられる。第１回転軸３１および第２旋回板３３は、軸受２５、２６により、固定軸２１に対して回転可能に設けられる。これにより、アーム部３０は、固定軸２１の径方向外側にて、回転可能である。

アーム部３０は、第１回転軸３１、旋回板３２、３３、第２回転軸４１、第２歯車４２、第１プーリ４３、第３回転軸５１、第２プーリ５３、および、ベルト５８等を有する。
第１回転軸３１は、略筒状に形成され、モータ軸１２の径方向外側に嵌合し、モータ軸１２と一体に回転する。第１回転軸３１の軸方向におけるモータ１１と反対側の端面には、ねじ等により、第１旋回板３２が固定される。

旋回板３２、３３は、平板状に形成され、歯車２２、４２、プーリ４３、５３およびベルト５８を挟んで両側に設けられている。
第１旋回板３２は、歯車２２、４２、プーリ４３、５３およびベルト５８の下側に配置され、基端側が第１回転軸３１に固定される。
第２旋回板３３は、歯車２２、４２、プーリ４３、５３およびベルト５８の上側に配置され、支柱３４に挿通されるスルーボルト３５により第１旋回板３２に固定される。これにより、旋回板３２、３３は、第１回転軸３１と一体に回転する。本実施形態では、旋回板３２、３３は、第１設備Ｓ１側の第１位置Ｒ１から、第２設備Ｓ２側の第５位置Ｒ５に至るまでの、１８０°回転する（図４参照）。
旋回板３２、３３の間には、歯車２２、４２、プーリ４３、５３およびベルト５８等を覆うカバー５９が設けられる。

第２回転軸４１は、第１歯車２２および第１回転軸３１よりも、チャック部６０側に設けられる。第２回転軸４１は、第１旋回板３２にねじ等で固定される軸受保持部材に保持される軸受４５、および、第２旋回板３３にねじ等で固定される軸受保持部材に保持される軸受４６により、旋回板３２、３３に対して相対回転可能に支持される。

第２回転軸４１の径方向外側には、第２歯車４２、および、第１プーリ４３が固定される。第２歯車４２および第１プーリ４３は、第２回転軸４１と一体に回転する。本実施形態では、第２歯車４２が第２旋回板３３側に設けられ、第１プーリ４３が第１旋回板３２側に設けられる。第２歯車４２は、第１歯車２２と噛み合っている。本実施形態では、第１歯車２２と第２歯車４２との歯車比は、１：１である。

第３回転軸５１は、旋回板３２、３３の先端側に設けられる。第３回転軸５１は、第１旋回板３２にねじ等で固定される軸受保持部材に保持される軸受５５、および、第２旋回板３３にねじ等で固定される軸受保持部材に保持される軸受５６にて、旋回板３２、３３に対して回転可能に支持される。本実施形態では、アーム部３０において、基端側から、第１回転軸３１、第２回転軸４１、第３回転軸５１の順に配列されている。

第３回転軸５１の径方向外側には、第２プーリ５３が固定される。第１プーリ４３および第２プーリ５３には、ベルト５８が巻きかけられる。これにより、第３回転軸５１および第２プーリ５３は、第１プーリ４３の回転に伴って回転する。本実施形態では、第１プーリ４３と第２プーリ５３とのプーリ比は、１：１である。
第３回転軸５１には、チャック部６０が固定される。

チャック部６０は、第１チャック６１、第２チャック６２、および、ジョイント６３、６４を有する。
第１チャック６１は、ジョイント６３を介して、第３回転軸５１の第１旋回板３２側に固定される。第２チャック６２は、ジョイント６４を介して、第３回転軸５１の第２旋回板３３側に固定される。これにより、チャック部６０は、第３回転軸５１の回転に伴い、アーム部３０に対して回転可能に、アーム部３０の先端側に設けられる。
第１チャック６１および第２チャック６２は、ワーク８０を把持可能である。第１チャック６１が第３回転軸５１の下側に設けられ、第２チャック６２が第３回転軸５１の上側に設けられているので、筒状の長尺物であるワーク８０を把持可能である。

ここで、ワーク８０を第１設備Ｓ１から第２設備Ｓ２へ搬送する際の搬送装置１の動作を図４に基づいて説明する。図４では、煩雑になることを避けるため、符番を適宜省略する。また、後述する回転角θａ、θｃは、第１位置Ｒ１から第２位置Ｒ２まで回転した場合についてを図示した。

図４に示すように、アーム部３０が第１位置Ｒ１にあるとき、チャック部６０は、アーム部３０が延びる方向に対して直交し、第１設備Ｓ１の方を向くように設けられる。
モータ１１が回転すると、アーム部３０は、全体として矢印Ａ１の方向に旋回する。アーム部３０が旋回すると、固定歯車である第１歯車２２に噛み合う第２歯車４２は、矢印Ａ１と同方向である矢印Ａ２の方向に回転する。これにより、第２回転軸４１、第２歯車４２および第１プーリ４３は、矢印Ａ２の方向に回転する。

第１プーリ４３の回転は、矢印Ａ３で示すように、ベルト５８により、第２プーリ５３に伝達される。これにより、第３回転軸５１、第２プーリ５３およびチャック部６０は、矢印Ａ１、Ａ２と同方向である矢印Ａ４の方向に回転する。すなわち、チャック部６０は、アーム部３０の回転方向と同一方向に、アーム部３０に対して相対回転する。したがって、チャック部６０は、アーム部３０の回転に伴い、アーム部３０の外側を向くように回転するので、ワーク８０とアーム部３０との接触を回避可能である。

本実施形態では、第１歯車２２および第２歯車４２の歯車比が１：１であり、第１プーリ４３と第２プーリ５３のプーリ比が１：１であるので、アーム部３０の回転角θａと、チャック部６０の回転角θｃが等しい。
そのため、第１位置Ｒ１から第２位置Ｒ２までアーム部３０が４５°回転すると、搬送装置１全体としてみたとき、チャック部６０の向きは、９０°回転する。
第１位置Ｒ１から第３位置Ｒ３までアーム部３０が９０°回転すると、搬送装置１全体としてみたとき、チャック部６０の向きは、１８０°回転する。このとき、アーム部３０とチャック部６０とが同一直線上に配列される。
第１位置Ｒ１から第４位置Ｒ４までアーム部３０が１３５°回転すると、搬送装置１全体としてみたとき、チャック部６０の向きは、２７０°回転する。

第１位置Ｒ１から第５位置Ｒ５までアーム部３０が１８０°回転すると、搬送装置１全体としてみたとき、チャック部６０の向きは、３６０°回転する。第１設備Ｓ１と第２設備Ｓ２とは、横並びに配置されており、ワーク８０の受け渡し位置である第１位置Ｒ１および第５位置Ｒ５では、チャック部６０は、設備Ｓ１、Ｓ２側を向いている。これにより、搬送装置１は、第１設備Ｓ１から第２設備Ｓ２にワーク８０を適切に搬送することができる。

以上説明したように、本実施形態の搬送装置１は、モータ１１によりワーク８０を搬送するものであって、ベース１３と、第１歯車２２と、第１回転軸３１と、旋回板３２、３３と、第２回転軸４１と、第２歯車４２と、第１プーリ４３と、第３回転軸５１と、第２プーリ５３と、ベルト５８と、チャック６１、６２と、を備える。

第１歯車２２は、ベース１３に回転不能に固定される。第１回転軸３１は、モータ１１のモータ軸１２と一体に回転する。旋回板３２、３３は、基端側が第１回転軸３１に固定され、モータ１１の回転に伴って旋回する。第２回転軸４１は、旋回板３２、３３に回転可能に支持される。第２歯車４２は、第２回転軸４１に固定され、第１歯車２２に噛み合う。第１プーリ４３は、第２回転軸４１に固定される。第３回転軸５１は、旋回板３２、３３の先端側に回転可能に支持される。第２プーリ５３は、第３回転軸５１に固定される。ベルト５８は、第１プーリ４３および第２プーリ５３に巻きかけられる。チャック６１、６２は、ワーク８０を保持可能であって、第３回転軸５１に固定されて第２プーリ５３の回転に伴い、旋回板３２、３３に対して相対回転可能である。

搬送装置１は、１軸搬送であるので、２軸搬送の装置と比較し、構成を簡素化可能であると共に、搬送速度を速くすることができる。
本実施形態では、モータ１１の回転により、旋回板３２、３３が旋回する。また、第１歯車２２、第２歯車４２、第１プーリ４３、第２プーリ５３およびベルト５８により、モータ１１の回転が第３回転軸５１に伝達され、第３回転軸５１は、旋回板３２、３３の旋回方向と同方向に、旋回板３２、３３に対して相対回転する。これにより、第３回転軸５１に固定されるチャック６１、６２は、旋回板３２、３３の旋回に伴い、旋回板３２、３３の外側を旋回するので、旋回板３２、３３とワーク８０との接触を防ぐことができる。

第１歯車２２と第２歯車４２の歯車比は、１：１である。また、第１プーリ４３と第２プーリ５３とのプーリ比は、１：１である。これにより、旋回板３２、３３が１８０°回転したとき、チャック６１、６２が同方向を向くので、横並びに配列される第１設備Ｓ１から第２設備Ｓ２にワーク８０を適切に搬送することができる。

アーム部３０は、第１旋回板３２および第２旋回板３３を有する。第１旋回板３２は、第２回転軸４１および第３回転軸５１の一方の側に設けられ、第１回転軸３１に固定される。第２旋回板３３は、第２回転軸４１および第３回転軸５１の他方の側に設けられ、スルーボルト３５により第１旋回板３２に固定される。第１旋回板３２および第２旋回板３３は、モータ１１の回転により、一体に回転する。

チャック部６０は、第３回転軸５１の第１旋回板３２側に固定される第１チャック６１、および、第３回転軸５１の第２旋回板３３側に固定される。
これにより、２つのチャック６１、６２により、長尺物であるワーク８０を保持することができる。また、チャック部６０は、旋回板３１、３２の外側を旋回するので、ワーク８０が長尺物であっても、アーム部３０と接触することなく、ワーク８０を適切に搬送することができる。

本実施形態では、旋回板３２、３３が「アーム」、第１旋回板３２が「第１アーム」、第２旋回板３３が「第２アーム」に対応する。また、第１プーリ４３が「第１回転輪」、第２プーリ５３が「第２回転輪」、ベルト５８が「伝動部材」、スルーボルト３５が「固定部材」に対応する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、旋回板は２枚であって、第２回転軸および第３回転軸の両側に配置される。他の実施形態では、旋回板は１枚であってもよいし、３枚以上であってもよい。上記実施形態では、アームは板状に形成される旋回板である。他の実施形態では、アームは、板状に限らず、どのような形状であってもよい。また、上記実施形態では、第２旋回板は、スルーボルトにより第１旋回板に固定される。他の実施形態では、第２旋回板の固定に用いられる固定部材は、スルーボルトに限らず、どのようなものを用いてもよい。
上記実施形態では、ワークは筒状の長尺物である。他の実施形態では、ワークは、筒状の長尺物に限らず、どのような形状のものであってもよい。また、チャックは、ワークの形状に応じて、適宜設計可能である。

上記実施形態では、第１歯車と第２歯車との歯車比が１：１であり、第１プーリと第２プーリとのプーリ比が１：１である。他の実施形態では、歯車比およびプーリ比は、１：１に限らず、どのような比率であってもよく、搬送元の設備および搬送先の設備の設置箇所に応じ、適宜設定されることが望ましい。

上記実施形態では、第１回転輪および第２回転輪がプーリであり、伝動部材がベルトである。他の実施形態では、第１回転輪および第２回転輪がスプロケットであり、伝動部材がチェーンであってもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１・・・搬送装置
１１・・・モータ １２・・・モータ軸
２２・・・第１歯車
３１・・・第１回転軸 ３２、３３・・・旋回板（アーム）
４１・・・第２回転軸 ４２・・・第２歯車
４３・・・第１プーリ（第１回転輪）
５１・・・第３回転軸 ５３・・・第２プーリ（第２回転輪）
５８・・・ベルト（伝動部材）
６１、６２・・・チャック
８０・・・ワーク

Claims (3)

1. モータ（１１）によりワーク（８０）を搬送する搬送装置であって、
   ベース（１３）と、
   前記ベースに回転不能に固定される第１歯車（２２）と、
   前記モータの回転軸（１２）と一体に回転する第１回転軸（３１）と、
   基端側が前記第１回転軸に固定され、前記モータの回転に伴って旋回するアーム（３２、３３）と、
   前記アームに回転可能に支持される第２回転軸（４１）と、
   前記第２回転軸に固定され、前記第１歯車に噛み合う第２歯車（４２）と、
   前記第２回転軸に固定される第１回転輪（４３）と、
   前記アームの先端側に回転可能に支持される第３回転軸（５１）と、
   前記第３回転軸に固定される第２回転輪（５３）と、
   前記第１回転輪および前記第２回転輪に巻きかけられる伝動部材（５８）と、
   前記ワークを保持可能であって、前記第３回転軸に固定されて前記第２回転輪の回転に伴い、前記アームに対して相対回転可能であるチャック（６１、６２）と、
   を備え、
   前記第１歯車は、クリアランスをもって前記モータの回転軸と同軸に配置され回転止め（２３）により前記ベースに回転不能に固定される固定軸（２１）の径方向外側に回転不能に固定される搬送装置。
2. 前記第１回転輪および前記第２回転輪は、プーリであって、
   前記第１歯車と第２歯車との歯車比は、１：１であり、
   前記第１回転輪と前記第２回転輪とのプーリ比は、１：１である請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記アームは、前記第２回転軸および前記第３回転軸の軸方向の一方の側に設けられ前記第１回転軸に固定される第１旋回板（３２）、ならびに、前記第２回転軸および前記第３回転軸の軸方向の他方の側に設けられ固定部材（３５）により前記第１旋回板に固定される第２旋回板（３２）を有し、
   前記チャックは、前記第３回転軸の前記第１旋回板側に固定される第１チャック（６１）、および、前記第３回転軸の前記第２旋回板側に固定される第２チャック（６２）を有する請求項１または２に記載の搬送装置。

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