JPH0839460A - ワーク反転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転中におけるアームの増速を抑制して反転
停止時にワークにかかる衝撃を小さくする。 【構成】 先端にワークＷを載置する載置部１１を有す
るアーム１０の基端にピニオン３を一体に設け、このピ
ニオン３を中間ピニオン４を介してラック７に作動連結
し、ラック７は２つのシリンダ２１、２２を直列に接続
したタンデム型のシリンダ装置２０に作動連結し、アー
ム１０の６０度回転までは、２つのシリンダ２１、２２
の推力をアーム１０に加えて高トルクに打ち勝つ回転力
を発揮し、トルクが小さくなる６０度以上の回転範囲で
は、前側のシリンダ２１の推力のみをアーム１０に加え
て、アーム１０の回転が高速になるのを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークを姿勢変換する
ためのワーク反転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダ装置のピストンロッドの伸縮運
動を、ラック・ピニオン機構等の運動変換手段を介して
アームの回転運動に変換し、該アームに支持したワーク
を水平状態から垂直状態まで９０度姿勢変換するワーク
反転装置は、従来より良く知られており、例えば製品の
組立等に多用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のワーク反転装置によれば、アームの回転角度によっ
てアームにかかるトルクが変化する（水平時のトルクを
１とすると６０度回転時のトルクは１／２となる）にも
かかわらず、シリンダ装置の推力が一定であるため、シ
リンダ装置のストローク途中からアームの回転速度が非
常に速くなり、例えば９０度で反転停止した場合にワー
クに大きな衝撃力が加わって、ワークの位置ずれ、落下
等が生じる、という問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その課題とするところは、回転中
におけるアームの増速を抑制して反転停止時にワークに
かかる衝撃を小さくし、もってワークの姿勢変換を安定
して行うことができるワーク反転装置を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、シリンダ装置のピストンロッドの伸縮運動
を運動変換手段を介してアームの回転運動に変換し、該
アームに支持したワークを反転させるワーク反転装置に
おいて、前記シリンダ装置を、前記アームの回転に応じ
たトルク変化に対応してその推力が変更されるように構
成したことを特徴とする。

【０００６】本発明において、上記シリンダ装置は、複
数のシリンダを直列に接続したタンデム型に構成し、後
側のシリンダのピストンロッドを前側のシリンダ内に延
出させるようにすることができる。

【０００７】

【作用】上記のように構成したシリンダ装置において
は、アームの回転角度に応じて、すなわちアームにかか
るトルク変化に対応してシリンダ装置の推力が変更され
ることにより、アームの増速を抑えることができる。ま
た、シリンダ装置をタンデム型として構成した場合は、
各シリンダのストローク長を調整することで、機械的に
推力を変更できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基いて説
明する。図１は、本発明の第１実施例であるワーク反転
装置の全体構造を示したものである。同図において、１
はベースで、ベース１上の一側部には一対の支持板２が
立設されている。一対の支持板２には、その上下方向に
配置して二つのピニオン３、４が軸５、６を用いてそれ
ぞれ回動自在に取付けられ、また、一対の支持板２の下
部には、適宜のガイド手段（図示略）を用いてラック７
が水平方向へ移動可能に取付けられている。上側ピニオ
ン（以下、これを駆動ピニオンという）３と下側ピニオ
ン（以下、これを中間ピニオンという）４は相互に噛み
合わされ、また、ラック５は中間ピニオン４に噛み合わ
されており、したがって、ラック５の移動は中間ピニオ
ン４を介して駆動ピニオン３に伝達されるようになる。
すなわち、これらラック５、二つのピニオン３、４は直
線運動を回転運動に変換する運動変換機構を構成してい
る。

【０００９】しかして、駆動ピニオン３には、先端にワ
ーク載置部１１を有するアーム１０の基端が連結され、
また、ラック７にはベース１上に配置したシリンダ装置
２０が作動連結されている。アーム１０のワーク載置部
１１は、ワークＷをパレットＰごと支持できる構造とな
っており、こゝにはアクチュエータ１２により進退出し
てパレットＰを位置決めする位置決めピン１３が設けら
れている。アーム１０は、駆動ピニオン３の回転に応じ
て軸５を中心に回転し、ワークＷを水平姿勢から直立姿
勢に、または直立姿勢から水平姿勢に変換する。

【００１０】一方、シリンダ装置２０は、２つのシリン
ダ２１と２２を直列に接続したタンデム型として構成さ
れている。各シリンダ２１、２２は仕切り壁２３を共通
にして一体に形成され、それぞれにはピストン２４、２
５が摺動自在に内装されている。前側（図の左側）のシ
リンダ２１内のピストン２４からは、シリンダ２１の前
壁を気密に挿通して前方へピストンロッド２６が延ばさ
れ、これには上記ラック７が連結されている。また後側
のシリンダ２２内のピストン２５からは、前記仕切り壁
２３を気密に挿通して前側のシリンダ２１内へピストン
ロッド２７が延ばされて、これにはシリンダ２１内のピ
ストン２４が当接可能となっている。

【００１１】両シリンダ２１、２２の反ロッド側室に
は、流体圧源３０およびタンク３１に結ぶ切換弁３２か
ら延ばした配管２８が、それらのロッド側室には同じ切
換弁３２から延ばした配管２９がそれぞれ接続されてい
る。切換弁３２は、流体圧源３０とタンク３１とに対し
て両シリンダ２１、２２の反ロッド側室とロッド側室を
選択的に接続する役割をなすもので、その作動により両
シリンダ２１、２２内のピストンロッド２６、２７は同
期して伸縮動するようになる。なお、この切換弁３２の
作動は、コントローラ（プログラマブルコントローラ）
３３により制御されるようになっている。

【００１２】かゝるシリンダ装置２０においては、前側
のシリンダ２１のピストンロッド２６が伸縮動すると、
その運動がラック７および中間ピニオン４を介して駆動
ピニオン３に伝達され、アーム１０が軸５を中心に回転
し、この時、後側のシリンダ２２のピストンロッド２７
が同期して伸縮動するので、倍加された推力がアーム１
０に伝達されるようになる。こゝで、前側のシリンダ２
１は、アーム１０を９０度分だけ回転させるようにその
ストロークＳ₁ が設定され、また、後側のシリンダ２２
は、アーム１０を６０度分だけ回転させるようにそのス
トロークＳ₂ が設定されている。したがって、こゝでは
アーム１０が０度から６０度に立ち上がるまで（図に２
点鎖線で示す）は前・後シリンダ２１、２２の推力がア
ーム１０に共同して加えられ、一方、アーム１０が６０
度を越えて回転する場合は、前側のシリンダ２１の推力
のみがアーム１０に加えられることになる。すなわち、
シリンダ装置２０の推力は、そのストロークの途中で高
推力から低推力へ自動的に変更されるようになる。

【００１３】以下、上記のように構成したワーク反転装
置の作用を図２も参照して説明する。

【００１４】ワークＷの反転に際しては、図２のに示
すように、予め切換弁３２の作動によりシリンダ装置２
０の各シリンダ２１、２２のロッド側室に配管２９を通
じて圧力流体を供給し、各ピストンロッド２６，２７を
短縮端に移動させて、アーム１０を水平状態に位置決め
しておく。そして、この状態のもと、アーム１０のワー
ク載置部１１にワークＷをパレットＰごと搬入し、これ
を位置決め固定する。次に、切換弁３２の作動により前
記配管２９をタンク３１に切換えると共に、配管２８を
流体圧源３０側に切換える。この切換えにより両シリン
ダ２１、２２の反ロッド側室には圧力流体が供給され、
これにより両シリンダ２１、２２内のピストン２４、２
５が前進し、対応するピストンロッド２６、２７が一体
的に伸長する。すると、ラック７が前進して、その移動
が中間ピニオン４を介して駆動ピニオン３に伝達され、
アーム１０が軸５を中心に回転する。この時、アーム１
０には前・後シリンダ２１、２２の推力が加えられるの
で、アーム１０にワークＷおよびパレットＰの重量が加
わって大きなトルクがかかっても、アーム１０は円滑に
回転する。

【００１５】そして、アーム１０が６０度に立ち上がる
と、図２のに示すように、後側のシリンダ２２のピス
トン２５が前進端に達して、そのピストンロッド２７が
伸長端に停止し、その後は、前側のピストンロッド２６
だけが伸長して、シリンダ２１の推力のみがアーム１０
に加えられる。前述のようにアーム１０が６０度回転し
た時のトルクは水平時の１／２となるので、同じシリン
ダ推力でアーム１０を回転させれば、アーム１０は６０
度を越すと著しく回転速度を増すようになる。しかし、
本実施例では、前記したようにこの範囲では前側のシリ
ンダ２１の推力のみがアーム１０に加えられるので、ア
ーム１０は大きく増速することなく直立状態（９０度）
まで回転し、したがって、図２のに示すようにアーム
１０を９０度回転させて停止しても、ワークＷに対する
衝撃は著しく緩和され、ワークＷの位置ずれ、落下等は
未然に防止される。

【００１６】図３は、本発明の第２実施例を示したもの
である。なお、全体的は構成は上記第１実施例と同じで
あるので、前出図１に示したものと同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略することとする。本第２実施
例の特徴とするところは、シリンダ装置３５を一つのシ
リンダ３６を備えた構成とし、上記切換弁３２と流体圧
源３０との間に第２の切換弁３７を介装すると共に、こ
の第２の切換弁３７と前記切換弁（第１の切換弁）３２
との間に逆止弁３８を含む並列回路を設け、さらにこの
並列回路の一方に減圧弁３９を介装した点にある。こゝ
で、シリンダ３６は、上記第１実施例における前・後シ
リンダ２１、２２を合せた分の推力を発生するように大
型に形成されると共に、その全ストロークは、上記第１
実施例における前側のシリンダ２１のストロークＳ₁ と
同一に設定されている。また、このシリンダ３６には、
上記第１実施例における後側のシリンダ２２に相当する
ストロークＳ₂ を検出するストロークセンサ（図示略）
が付設され、該ストロークセンサの信号がコントローラ
３３に送出されるようになっている。

【００１７】本第２実施例においては、アーム１０が６
０度まで立ち上がるまでは、図示のように減圧弁３８を
含まない回路を通じてシリンダ３６の反ローク側室に流
体圧が供給され、シリンダ３６のピストン３６ａが前進
してピストンロッド３６ｂが伸長し、大きなシリンダ推
力でアーム１０が回転する。しかして、アーム１０が６
０度に立ち上がると、図示を略すストロークセンサから
の信号に基いてコントローラ３３から第２の切換弁３７
に切換え指令が送出され、第２の切換弁３７は、減圧弁
３８を含む側に並列回路を切換える。これにより減圧弁
３８で減圧された流体圧がシリンダ３６の反ローク側室
に供給され、この結果、上記第１実施例と同様に小さな
シリンダ推力でアーム１０が回転し、その増速が抑えら
れる。本第２実施例においては、シリンダ推力の切換え
を第２の切換弁３７の作動により任意に行うことができ
るので、適用範囲は拡大する。

【００１８】なお、上記二つの実施例において、シリン
ダ装置２０、３５のピストンロッドの伸縮動をアーム１
０の回転運動に変換する運動変換手段として、ラック・
ピニオン機構３，４，７を用いたが、この運動変換手段
の形式は任意であり、例えばリンク機構を用いることが
できる。

【００１９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かゝるワーク反転装置によれば、アームの回転角度に応
じてシリンダ装置の推力を変更し、アームの著しい増速
を抑えることができるので、反転停止時にワークにかか
る衝撃が緩和され、ワークの姿勢変換を安定して行うこ
とができる。また、ワークの姿勢変換が安定することか
ら、ワークを支持するアームを始め、各構成要素を高剛
性または高強度に形成する必要がなくなり、構造は簡単
かつ小型となって、コスト的にも有利となる。さらに、
シリンダ装置をタンデム型として構成した場合は、各シ
リンダのストローク長を調整することで、機械的に推力
を変更することができ、その利用価値は大なるものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝるワーク反転装置の第１実施例を
示す側面図である。

【図２】第１実施例の使用態様を順を追って示す模式図
である。

【図３】本発明にかゝるワーク反転装置の第２実施例を
示す側面図である。

【符号の説明】

３ ピニオン ４ ピニオン ７ ラック １０ アーム １１ ワーク載置部 ２０ シリンダ装置 ２１ シリンダ ２２ シリンダ ２６ ピストンロッド ２７ ピストンロッド ３２ 切換弁 ３３ コントローラ ３６ シリンダ ３７ 第２の切換弁 ３９ 減圧弁 Ｗ ワーク Ｐ パレット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ装置のピストンロッドの伸縮運
   動を運動変換手段を介してアームの回転運動に変換し、
   該アームに支持したワークを反転させるワーク反転装置
   において、前記シリンダ装置を、前記アームの回転に応
   じたトルク変化に対応してその推力が変更されるように
   構成したことを特徴とするワーク反転装置。
2. 【請求項２】 シリンダ装置を、複数のシリンダを直列
   に接続したタンデム型として構成し、後側のシリンダの
   ピストンロッドを前側のシリンダ内に延出させたことを
   特徴とする請求項１に記載のワーク反転装置。