JPH09290343A - 横転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの供給、排出を円滑に行なえるように
リンク機構を応用して単一の駆動源により横転の動作を
実現するとともに、さらに種々の形状のワークにも対応
できる横転装置を提供する。 【解決手段】 移動体２１上で回動自在に支持された１
対の第１従動リンク２５ａ、２５ｂと、第２従動リンク
２６ａ、２６ｂと、回転リンク２７からなる５節リンク
機構と、回転駆動源２２と連結され前記移動体を直進運
動させる送り機構部２３と、回転駆動源２２の回転力を
回転リンク２７の駆動軸２８に減速して伝達する減速装
置３１、３２とを備え、第１従動リンク２５ａ、２５
ｂ、第２従動リンク２６ａ、２６ｂ、回転リンク２７の
リンク長に一定の関係を持たせるとともに移動体２１の
送り量に対して、回転リンク２７の回転角を所定の比で
回転させるように減速装置を介して回転駆動源の回転力
を伝達することにより、第２従動リンク２５ａ、２５ｂ
を一定の角度なしたまま横転運動の中心軸回りに回動す
るように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械加工、溶接、
塗装等の工程において、ワークの向きを変えるために、
リンク機構を応用してワークを横転させる横転装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークを横転または反転させる装
置では、駆動源を２つ以上用いることによって、横転ま
たは反転動作を実現するものが多い。例えば、電磁石や
ハンドを利用してワークを保持したまま、別の駆動源の
作用によりワークを横転、反転させる方式である。ワー
クの横転の場合、重力を利用できない反転と異なって、
重力を利用することによって駆動源１つで横転動作を行
なう装置も利用されている。

【０００３】図９、図１０は、従来のこの種の重力を利
用した横転装置を示す。符号１はワークである。この横
転装置では、角柱状のワーク１を水平軸回りに９０゜回
転させることができるようになっている。２は横転装置
のフレームで、３はワーク１を支持する横転フレームで
あり、直交する２面でワーク１を受けるようになってい
る。

【０００４】ワーク１は、横転装置に供給されると、別
に設けられた図示されない位置出し装置によって、横転
開始位置にセットされる。ワーク１が横転フレーム３上
で所定の位置に置かれると、駆動源であるアクチュエー
タ４が作動して、これに連結されている移動ブロック５
が図において左行する。横転フレーム３は、シャフト６
ａによって揺動可能に支持されており、また、このシャ
フト６ａがロッド７を介して移動ブロック５と連結され
ている。このため、図１０（ａ）、図１０（ｂ）にその
動作を示すように、横転フレーム３は、移動ブロック５
の移動によって、シャフト６ａを回転中心として回転す
るので、この上に乗っているワーク１を横転させること
ができる。

【０００５】この横転装置では、図１１、図１２に示す
ように、横転フレーム３が正確に９０゜だけ回転すべく
案内されるように、フレーム２には円弧状のガイド溝２
ｂが設けられている。このガイド溝２ｂには、横転フレ
ーム３に設けられたシャフト６ｂが滑動できるようにな
っている。移動ブロック５が図８の位置にあるときのシ
ャフト６ｂの位置は一端のＰ1 であり、移動ブロック５
が図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように移動してい
くと、最終的に末端のＰ2 まで案内され、ここまで到達
した時点でワーク１の横転が終了するようになってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような横転装置では、駆動源をアクチュエータ１つにし
て重力を利用して横転を実現しているので、反転動作は
実現することができない。

【０００７】また、ワーク１の設置レベル１０よりも上
側に装置の一部が出っ張っている形になっているため、
ワーク１を横転装置に供給あるいは排出するときに、こ
の出っ張った部分がワーク１に干渉しないようにする必
要があり、その部分供給、排出方向に制限があり、自動
供給する場合に大きな制約となる問題がある。

【０００８】さらに、ワークは、横転フレーム上で固定
されていないために、横転後のワーク１には、図１０に
示すように、位置ずれｘが横転時の反動などによって少
なからず生じることが多い。その場合、後工程でワーク
の正確な位置が必要な工程であれば、改めて、ワークの
位置出しが必要となる。

【０００９】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、ワークの供給、排出を円滑に行
なえるようにリンク機構を応用して単一の駆動源により
横転の動作を実現するとともに、さらに種々の形状のワ
ークにも対応できる横転装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明の横転装置は、単一の回転駆動源と、ワー
クの横転運動の中心軸と直交する方向に直進運動する移
動体と、前記横転運動の中心軸と平行な回転軸によって
前記移動体上で回動自在に支持された１対の第１従動リ
ンクと、一端部が前記第１従動リンクにそれぞれ連結さ
れ一定角度をなしてワークの載置される受台をなす１対
の第２従動リンクと、一端部が第２従動リンクの他端部
に連結されるとともに、他端部が前記回転軸と平行な駆
動軸に連結された回転リンクからなる５節リンク機構
と、前記回転駆動源と連結され前記移動体を直進運動さ
せる送り機構部と、前記前記回転駆動源の回転力を前記
回転リンクの駆動軸に減速して伝達する減速装置とを備
え、前記前記第１従動リンク、第２従動リンク、回転リ
ンクのリンク長に一定の関係を持たせるとともに移動体
の送り量に対して、回転リンクの回転角を所定の比で回
転させるように前記減速装置を介して回転駆動源の回転
力を伝達することにより、第２従動リンクを一定の角度
なしたまま前記横転運動の中心軸回りに回動するように
したことを特徴とするものである。

【００１１】この横転装置では、移動体を直線運動させ
ながら回転リンクに回転運動を与えることで、５節リン
ク機構が受台としてワークを支持した状態で横転動作を
実現する。ワークの横転前、横転後は、５節リンク機構
は伸びた状態にあって、ワークの置かれている位置より
も引っ込んだ位置にある。

【００１２】また、５節リンク機構の第２従動リンク
に、ワークを固定して挟持する挟持手段を設けることに
より、断面円形形状のワークにも対応できるほか、本発
明の横転装置にワーク反転の機能をもたせることもでき
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による横転装置の一
実施形態について添付の図面を参照して説明する。図１
は、横転装置の構成を示す斜視図で、図２は横転装置の
側面図である。この横転装置は、１組の５節リンク機構
２０、２０により、角材状のワーク１を載せてこれを横
転させるようになっている。このリンク機構２０、２０
は、ボールネジ機構を利用した送り機構により、ワーク
１の横転運動の中心軸に直交する方向に直線移動する移
動ブロック２１に取り付けられている。２２は、回転力
を発生するモータである。このモータ２２は、ボールネ
ジ２３に連結されており、モータ２２により駆動される
ボールネジ２３の回転力は、移動ブロック２１に組み込
まれたボールナットにより移動ブロック２１の直進力に
変換される。

【００１４】５節リンク機構２０は、横転運動の軸と平
行な回転軸２４を介して揺動自在に移動ブロック２１に
取り付けられた第１の従動リンク２５ａ、２５ｂと、こ
の第１従動リンク２５ａ、２５ｂの先端部にその一端部
が連結される第２従動リンク２６ａ、２６ｂと、回転リ
ンク２７とから構成されている。この場合、第２従動リ
ンク２６ａ、２６ｂの先端は、回転リンク２７とピン連
結されており、回転リンク２７の回転によって、リンク
機構２０の全体が回転軸２４を回転運動の中心として回
動できるように構成されている。

【００１５】回転リンク２７の基端部は、シャフト２８
に固定されており、このシャフト２８には、チェーン３
０、変速機３１、３２によって、モータ２２の回転力が
所定の速度に減速されて伝達されるようになっている。

【００１６】このような横転装置では、移動ブロック２
１の移動量と、回転リンク２７の回転角度が一定の関係
にあり、また、第１従動リンク２５ａ、２５ｂのリンク
長ｌa と、第２従動リンク２６ａ、２６ｂのリンク長ｌ
b と、回転リンク２７のリンク長ｒとの間には、一定の
関係があり、これによって、回転リンク２７が所定の回
転位置にくると、第１従動リンク２５ａ、２５ｂのなす
角、ワーク１が直接に載置される受台をなす第２従動リ
ンク２６ａ、２６ｂとのなす角が一定のまま、回転軸２
４を中心に横転するように構成されている。

【００１７】ここで、各リンク長さの関係は、次式で示
される。

【００１８】

【数１】 また、互いに同調して運動する回転リンク２７の回転角
度と、移動ブロック２１の移動量との関係は、 ［回転リンク２７の回転角度＝４５゜］／［移動ブロック２１の移動量＝ｌb …（２） である。すなわち、回転リンク２７が４５゜だけ回転す
る間に、移動ブロック２１は、第２従動リンク２６ａ、
２６ｂのリンク長分だけ直進するように、モータ２２の
回転速度は、減速機３１、３２によって減速して回転リ
ンク２７に伝達され、また、ボールネジ２３によって所
定の直進速度に変換されるようになっている。

【００１９】次に、以上のように構成される横転装置の
作用について、図３を参照しながら説明する。

【００２０】まず、図３（ａ）は、ワークの受台をなす
リンク機構２０が待機位置にある状態を示す。この待機
位置では、回転リンク２７は、水平面から下側にあって
４５゜の角度をなすような回転位置にあり、第１従動リ
ンク２５ａ、２５ｂ、第２従動リンク２６ａ、２６ｂは
伸び切った状態にあり、従って、横転装置全体は、この
とき、ワーク１の置かれているレベル１０よりも下側に
引っ込んだ状態にある。

【００２１】そこで、モータ２２が回転を始めると、回
転リンク２７は、図において反時計回りに回動するとと
もに、移動ブロック２１が左行する。このときの前述し
た（２）式の関係を保って回転リンク２７、移動ブロッ
ク２１が運動するので、回転リンク２７が４５゜づつ回
転すると、図３（ｂ）乃至図３（ｅ）に示すようにリン
ク２０全体が回動する。 図３（ｂ）は、回転リンク２
７と移動ブロック２１の運動とともに、次第に第１従動
リンク２５ａ、２５ｂ、第２従動リンク２６ａ、２６ｂ
が開き始める動作を示す。

【００２２】図３（ｃ）は、さらに、回転リンク２７が
回動して、第１従動リンク２５ａ、２５ｂ、第２従動リ
ンク２６ａ、２６ｂがほぼ一定の角度を形成した位置を
示す。このとき、第２従動リンク２６ａ、２６ｂのなす
角θは、ワーク１の角に倣うように略直角で、従動リン
ク２６ｂはワーク設置レベル１０と同じ平面上に位置す
るようになっている。この位置になったときが、横転開
始位置であり、第２従動リンク２６ａ、２６ｂはθの角
度を保ちワーク１が着座したまま横転動作を始める。

【００２３】図３（ｄ）は、さらに、回転リンク２７が
４５゜回動した位置を示す。ワーク１も同じく４５゜回
転している。図３（ｅ）は、さらに、回転リンク２７が
４５゜回動した横転終了位置で、ワークはちょうど９０
゜横転した状態にある。なお、この後、さらに、回転リ
ンク２７と移動ブロック２１を動かすと、退避位置にリ
ンク機構２０が退避し、この退避位置では、図３（ａ）
の勝手違いの位置にきて、横転動作終了となる。動作終
了した横転装置全体は、ワークの置かれているレベル１
０よりも下側に引っ込んだ状態にあるため、ワークの供
給排出を円滑に行なうことができる。

【００２４】次に、図４乃至図７を参照して、本発明の
他の実施形態について説明する。

【００２５】以上の横転装置は、ワークの断面形状が矩
形のワーク１について適用した実施の形態であるが、図
４は、断面形状が円形の円柱状ないし円筒状のワーク１
ａに適用できるようした横転装置のリンク機構２０ａを
示す。

【００２６】このリンク機構２０ａでは、第２従動リン
ク４０ａ、４０ｂには、断面形状が円形のワーク１ａを
挟持できるようにする手段として、ワーク１ａの曲率に
対応する凹曲面４１ａ、４１ｂが形成されている。この
場合、図３の各動作との対応では、図３（ｂ）から図
（ｃ）まで動作する間に、ワーク１ａは第２従動リンク
４０ａ、４０ｂによって挟持される。挟持した後は、リ
ンクのなす角θは一定のまま横転動作をするので、この
ような断面形状のワーク１ａを横転させることができ、
また、挟持によってワーク１ａを固定したまま横転させ
るので、重心位置のずれによる横転後のワーク１ａの転
がりを防ぐこともできる。

【００２７】次に、図５の実施形態は、断面矩形状のワ
ーク１について、横転させるときに挟持する手段として
第２従動リンク２６ａ、２６ｂにいんろうを設けた例で
ある。この場合、ピン式のいんろうとして構成され、そ
れぞれ第２従動リンク２６ａ、２６ｂのワーク当接面に
は、位置決めピン４２ａ、４２ｂが固着されており、ワ
ーク１にはこれに対応する凹部４３ａ、４３ｂが形成さ
れている。このようないんろう式にワーク１を挟持して
反転すれば、横転後にワーク１を排出のための位置出し
をする必要がなくなる利点がある。

【００２８】さらに、以上の図４、図５のようなワーク
をリンクによって挟持できる横転装置では、９０゜横転
させるだけでなく、図６に示すように、水平なｘ軸回り
にワーク１を１８０゜反転させたり、図７に示すよう
に、鉛直なｚ軸回りに１８０゜反転させることのできる
反転装置としても利用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、回転運動、直線運動を組み合わせた５節リン
ク機構の動作により、ワークの横転動作を円滑に実現す
ることができ、駆動源も単一の簡素な構成のため、大き
なワークから小さなワークまで広範囲に対応することが
でき、しかも、ワークの供給、排出が円滑化し、横転工
程の自動化に寄与する。

【００３０】また、ワークを挟持する手段によりワーク
を挟み込むようにすれば、断面が円形などのワークにも
対応できるとともに、さらに反転装置としても利用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による横転装置の一実施形態を示す斜視
図。

【図２】同実施形態による横転装置の側面図。

【図３】図１の実施形態による横転装置の動作を説明す
る図。

【図４】他の実施形態による挟持手段を備える従動リン
クを示す側面図。

【図５】さらに他の実施形態による挟持手段を備える従
動リンクを示す側面図。

【図６】本発明による横転装置を水平軸回りの反転装置
として利用する場合の説明図。

【図７】本発明による横転装置を鉛直軸回りの反転装置
として利用する場合の説明図。

【図８】従来の横転装置の一例を示す側面図。

【図９】図８の横転装置の正面図。

【図１０】従来の横転装置の動作を示す説明図。

【図１１】横転動作のガイドを示す正面図。

【図１２】図１１のガイドの側面図。

【符号の説明】

１ ワーク ２０ ５節リンク機構 ２１ 移動ブロック ２２ モータ（回転駆動源） ２３ ボールネジ ２４ 回転軸 ２５ａ、ｂ 第１従動リンク ２６ａ、ｂ 第２従動リンク ２７ 回転リンク ２８ シャフト ３０ チェーン ３１ 変速機 ３２ 変速機

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単一の回転駆動源と、 ワークの横転運動の中心軸と直交する方向に直進運動す
   る移動体と、 前記横転運動の中心軸と平行な回転軸によって前記移動
   体上で回動自在に支持された１対の第１従動リンクと、
   一端部が前記第１従動リンクにそれぞれ連結され一定角
   度をなしてワークの載置される受台をなす１対の第２従
   動リンクと、一端部が第２従動リンクの他端部に連結さ
   れるとともに、他端部が前記回転軸と平行な駆動軸に連
   結された回転リンクからなる５節リンク機構と、 前記回転駆動源と連結され前記移動体を直進運動させる
   送り機構部と、 前記回転駆動源の回転力を前記回転リンクの駆動軸に減
   速して伝達する減速装置とを備え、 前記第１従動リンク、第２従動リンク、回転リンクのリ
   ンク長に一定の関係を持たせるとともに移動体の送り量
   に対して、回転リンクの回転角を所定の比で回転させる
   ように前記減速装置を介して回転駆動源の回転力を伝達
   することにより、第２従動リンクを一定の角度なしたま
   ま前記横転運動の中心軸回りに回動するようにしたこと
   を特徴とする横転装置。
2. 【請求項２】前記第２従動リンクは、ワークを固定して
   挟持する挟持手段を有することを特徴とする請求項１に
   記載の横転装置。