JPH10122321A

JPH10122321A - 運動機構および搬送装置

Info

Publication number: JPH10122321A
Application number: JP22339197A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Toyama; 茂喜遠山; Mitsuharu Ariga; 光治有賀
Original assignee: KARUCHIA MACH KK
Current assignee: KARUCHIA MACH KK
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1997-08-20
Publication date: 1998-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】平行四節リンクを利用し、好適な運動性能を
得ることが可能であると共に、構成が複雑にならず、製
造コストを低減できること。【解決手段】４本のリンク１４、１６、１８、２０に
よって平行四辺形が形成されるよう、対向するリンク同
士が平行に配されて軸着された平行四節リンク１０と、
平行四節リンク１０が矩形に支持された状態から対向す
るリンク同士の間隔が狭まる両方向に、平行四節リンク
１０の一つのリンク１４を基準にして、他のリンク１
６、１８、２０を揺動させるシリンダ装置３０と、対向
するリンク１８、２０間に配され、対向するリンク同士
の間隔が広がる方向に弾発力を発生する緩衝用シリンダ
装置４０とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は運動機構および搬送
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】背景技術として、図８に示すような平行
四節リンクを利用した運動機構が考えられる。平行四節
リンク１０は、４本のリンクによって平行四辺形が形成
されるよう、対向するリンク同士が平行に配されて軸着
されている。基体１２に固定された基準リンク１４と、
その基準リンク１４に平行に配された作動リンク１６
と、他の２辺のリンクを構成する第１回動リンク１８お
よび第２回動リンク２０とが、第１回動軸２１、第２回
動軸２２、第３回動軸２３および第４回動軸２４によっ
て軸着されている。平行四節リンク１０によれば、基準
リンク１４に対して、種々の仕事をさせる作動リンク１
６が、平行状態を維持して移動する点に利点があり、搬
送装置等に好適に利用できる。また、平行四節リンク１
０は、枠状に形成されるので、軽量であっても高い剛性
を備えることができ、高荷重を支持できると共に製造コ
ストを低減できる利点がある。

【０００３】３３０はシリンダ装置であり、一端（シリ
ンダの後端３３１）が基体１２に軸着され、他端（ロッ
ドの先端３３２）が第２回動リンク２０に軸着されてお
り、平行四節リンク１０を揺動駆動させる駆動装置とし
て作動する。また、９０は圧力流体源（例えば、コンプ
レッサ、または油圧ポンプ）であり、シリンダ装置３３
０に圧力流体を供給する供給源になっている。また、９
１は第１制御バルブであり、開いた際には圧力流体がシ
リンダ装置３３０のシリンダ後端側に供給され、それに
より、シリンダ装置３３０を伸長させ、作動リンク１
６、第１回動リンク１６および第２回動リンク２０から
成る揺動アームリンク１５を左方に回動できる。また、
９２は第２制御バルブであり、開いた際には圧力流体が
シリンダ装置３３０のシリンダ先端側に供給され、それ
により、シリンダ装置３３０を収縮させ、揺動アームリ
ンク１５を右方へ回動できる。また、第１制御バルブ９
１および第２制御バルブ９２の開閉を好適に制御するこ
とで、揺動アームリンク１５の動作を自在に制御でき
る。例えば、始動時にはバルブを全開にして静止状態か
ら素早い動作を発生させ、停止時にはバルブを絞って急
激に停止することを回避する制御を行うことが可能であ
る。なお、空圧によるシリンダ装置の場合には、圧力流
体である圧空を大気に排気することができ、油圧装置の
ようなタンクおよび配管を要せず、その構成を簡略化で
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
運動機構では、揺動アームリンク１５を好適に作動させ
るには、シリンダ装置３３０の制御を複雑に行う必要が
あり、制御装置を要し、製造コストが高くなってしまう
という課題がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、平行四節リンク
を利用し、好適な運動性能を得ることが可能であると共
に、構成が複雑にならず、製造コストを低減できる運動
機構を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために次の構成を備える。すなわち、本発明は、
４本のリンクによって平行四辺形が形成されるよう、対
向するリンク同士が平行に配されて軸着された平行四節
リンクと、平行四節リンクが矩形に支持された状態から
対向するリンク同士の間隔が狭まる両方向に、前記平行
四節リンクの一つのリンクを基準にして、他のリンクを
揺動させる駆動装置と、対向するリンク間に配され、該
対向するリンク同士の間隔が広がる方向に弾発力を発生
する付勢手段とを具備する。

【０００７】また、前記駆動装置が空圧シリンダ装置で
あること、および／または、前記付勢手段が空圧シリン
ダ装置であることで、簡単な構成で運動性能の良好な運
動機構を好適に得ることが可能である。

【０００８】また、前記の構成から成る運動機構を備
え、前記基準とした一つのリンクと対向するリンクにワ
ークを保持する保持装置を設けたことによって、簡単な
構成で軽量化でき、運動性能の良好な搬送装置を得るこ
とができる。さらに、前記保持装置を上下動させる昇降
装置を備えたことで、汎用性の高い搬送装置とすること
が可能である。また、前記保持装置は前記リンクに吊り
部材を介して吊り下げられていることで、積み上げたコ
ンテナ等の位置精度の悪いワークについても高い自由度
で対応でき、ワークを好適に吊り上げて搬送できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる好適な実施
例を添付図面と共に詳細に説明する。（第１実施例）図１は本発明による運動機構の第１実施
例を示す平面図である。１０は平行四節リンクであり、
基体１２に固定された基準リンク１４と、その基準リン
ク１４に平行に配された作動リンク１６と、他の２辺の
リンクを構成する第１回動リンク１８および第２回動リ
ンク２０とが、第１回動軸２１、第２回動軸２２、第３
回動軸２３および第４回動軸２４によって軸着されてい
る。すなわち、４本のリンクによって平行四辺形が形成
されるよう、対向するリンク同士が平行に配されて軸着
されている。なお、基準リンク１４は基体１２と一体に
構成されていてもよい。

【００１０】３０はシリンダ装置であり、平行四節リン
ク１０の対角線に配設されている。第１実施例では、一
端（シリンダ端３０ａ）が基体１２側の第１回動軸２１
に軸着され、他端（ロッドの先端３０ｂ）が第２回動軸
２２に軸着されており、平行四節リンク１０を揺動駆動
させる駆動装置として作動する。シリンダ装置３０は、
そのストロークを適宜設定することで、平行四節リンク
１０の揺動範囲を、例えば、実線で示した中立位置Ａか
ら、左右の揺動位置Ｂ、Ｃの間とすることができる。す
なわち、シリンダ装置３０は、平行四節リンク１０を、
平行四節リンク１０が矩形に支持された状態（中立位置
Ａ）から対向するリンク１４、１６および１８、２０同
士の間隔が狭まる両方向に、平行四節リンク１０の一つ
のリンク（基体１２に固定された基準リンク１４）を基
準にして、他のリンク（作動リンク１６、第１回動リン
ク１８および第２回動リンク２０から成る揺動アームリ
ンク１５）を揺動させる。なお、このシリンダ装置３０
の圧力流体源は、図示しないが、例えば、コンプレッ
サ、或いは油圧ポンプを利用できる。また、シリンダ装
置３０が空圧シリンダ装置であれば、圧空を大気に排気
しても差し支えなく、その構成を簡略化できる。

【００１１】また、４０は緩衝用シリンダ装置であり、
対向する第１回動リンク１８と第２回動リンクとの間に
配され、その対向する第１回動リンク１８と第２回動リ
ンク同士の間隔が広がる方向に弾発力を発生する付勢手
段として作用する。緩衝用シリンダ装置４０は、シリン
ダの後端４０ａで第１回動リンク１８の中途部に固定さ
れており、ロッド４０ｂの先端には、ローラ４２が回転
可能に装着されている。そのローラ４２は第２回動リン
ク２０の側面に当接しており、第２回動リンク２０の側
面上を転動できる。なお、この緩衝用シリンダ装置４０
の圧力流体源は、図示しないが、例えば、コンプレッ
サ、或いは油圧ポンプを利用できる。また、緩衝用シリ
ンダ装置４０が空圧シリンダ装置であれば、圧空を大気
に排気しても差し支えなく、その構成を簡略化できる。
また、５０は作業装置であり、作動リンク１６に装着さ
れている。作業装置５０としては、例えば、ワークの保
持装置、ワークの加工装置、或いは多関節ロボットがあ
る。

【００１２】次に、シリンダ装置３０と緩衝用シリンダ
装置４０とを備えることによる平行四節リンク１０の作
動状態について説明する。図１において、位置Ｂと位置
Ｃとの間を往復動させる繰り返し運動について説明す
る。先ず、シリンダ装置３０が伸長して位置Ｂに停止し
た状態から、シリンダ装置３０を収縮すると揺動アーム
リンク１５が右方へ移動を開始する。このとき、緩衝用
シリンダ装置４０は収縮した状態にあり、伸長しようと
する弾発力を発生している。従って、シリンダ装置３０
が伸長する力と、緩衝用シリンダ装置４０が伸長する力
とが加算された状態となり、静止慣性力に打ち勝って始
動がスムースになされる。すなわち、始動時に充分な力
を得ることができ、例えば、重量物であっても好適に移
送を開始できる。揺動アームリンク１５が、位置Ａを通
過する付近では、その回動速度が大きくなり、スムース
に回動する。

【００１３】また、揺動アームリンク１５が位置Ａを過
ぎると、緩衝用シリンダ装置４０が収縮されるため、揺
動アームリンク１５の回動にブレーキがかかるように作
用する。すなわち、緩衝用シリンダ装置４０が、伸長し
ようと弾発力を発生して緩衝装置（ダンパ）として作用
し、揺動アームリンク１５が位置Ｃへ回動する際に、位
置Ｃへ近接するにつれて、その回動速度を徐々に低下さ
せる。これにより、衝撃的な停止動作となることを防止
でき、スムースな回動運動を得ることができる。なお、
シリンダ装置３０を作動させる圧力流体のほうが、緩衝
用シリンダ装置４０を作動させる圧力流体よりも高い圧
力に設定しておけばよく、また、両者に供給される圧力
流体の圧力を調整することで、使用条件に対応して所望
の運動を得ることが可能である。

【００１４】そして、位置Ｃから位置Ｂに回動する際
は、シリンダ装置３０が伸長するように作動する点が位
置Ｂから位置Ｃに回動する場合と相違するのみであり、
同様の原理で好適に揺動アームリンク１５を回動するこ
とができる。始動の際には始動方向にシリンダ装置３０
と緩衝用シリンダ装置４０との作動力が加算された状態
で作用してスムースに始動でき、停止の際には緩衝用シ
リンダ装置４０が緩衝装置として作動して衝撃的な停止
動作を防止できるのである。このように、上記の構成に
よる運動機構によれば、好適な回動往復運動を得ること
ができる。

【００１５】（第２実施例）次に、図２に基づいて第２
実施例について説明する。第１実施例と同一の構成部材
については、第１実施例と同一の符号を付し、詳細な説
明を省略する。図２は本発明による運動機構の第２実施
例を示す平面図である。第２実施例は、第１実施例と
は、緩衝用シリンダ装置４００の第２回動リンク２０と
の連繋関係が異なるのみである。４４は直動ガイドであ
り、第２回動リンク２０上に固定されている。この直動
ガイド４４上をスライダ４６が往復動可能に設けられて
いる。スライダ４６に、緩衝用シリンダ装置４００のロ
ッド４０１の先端が固定されている。これによって、第
１回動リンク１８に固定された緩衝用シリンダ装置４０
０が第２回動リンク２０に対してその長手方向にスライ
ドできる。第２実施例によっても、第１実施例と同様な
効果を得ることができる共に、緩衝用シリンダ装置４０
０に対する第２回動リンク２０のスライドを安定的なも
のにすることができ、運動機構の信頼性を向上できる。

【００１６】（第３実施例）次に、図３に基づいて第３
実施例について説明する。第１および第２実施例と同一
の構成部材については、第１および第２実施例と同一の
符号を付し、詳細な説明を省略する。図３は本発明によ
る運動機構の第３実施例を示す平面図である。第３実施
例は、第２実施例とは、駆動装置としてのシリンダ装置
３００の取付位置関係が異なるのみである。第２実施例
と同様に、直動ガイド４４上をスライダ４６が往復動可
能に設けられている。スライダ４６に、緩衝用シリンダ
装置４００のロッド４０１の先端が固定されている共
に、第２回動リンク２０に固定されたシリンダ装置３０
０のロッド３０１の先端が固定されている。これによっ
て、第１回動リンク１８に固定された緩衝用シリンダ装
置４００に対して、第２回動リンク２０がスライドでき
る共に、シリンダ装置３００の駆動力をスライダ４６に
直接的に作用させることによって、緩衝用シリンダ装置
４００を介して、揺動アームリンク１５を回動させるこ
とができる。この第３実施例によっても、第１実施例と
同様な効果を得ることができる。

【００１７】（第４実施例）次に、図４に基づいて第４
実施例について説明する。第１実施例と同一の構成部材
については、第１実施例と同一の符号を付し、詳細な説
明を省略する。図４は本発明による運動機構の第４実施
例を示す平面図である。第４実施例は、第２実施例と
は、駆動装置としてのシリンダ装置３１０の取付位置関
係が異なるのみである。第２実施例と同様に、直動ガイ
ド４４上をスライダ４６が往復動可能に設けられてお
り、そのスライダ４６に、緩衝用シリンダ装置４００の
ロッド４０１の先端が固定されている。そして、シリン
ダ装置３１０は、シリンダの後端３１１が基体１２に軸
着され、ロッド３１２の先端が第２回動リンク２０に軸
着されている。シリンダ装置３１０が伸縮することによ
って、揺動アームリンク１５を回動させることができ
る。この第４実施例によっても、第１実施例と同様な効
果を得ることができる。

【００１８】（第５実施例）次に、図５および図６に基
づいて第５実施例について説明する。第１〜４実施例と
同一の構成部材については、第１実施例と同一の符号を
付し、詳細な説明を省略する。図５は本発明による搬送
装置の正面図であり、図６は図５の側面図である。第５
実施例は、第１〜４実施例の運動機構を搬送装置に適用
した具体例であり、きのこ栽培用瓶が収納されたコンテ
ナ５０を台車５２上からコンベア装置５４上へ載せ換え
る作業を行う搬送装置である。６０は昇降装置であり、
前記平行四節リンク１０を含む運動機構を上下動させ
る。６２は上下スライダであり、上下方向に配設された
上下ガイド６４に沿って上下方向に移動できる。上下ス
ライダ６２を駆動する駆動装置としては、例えば、スプ
ロケットに掛け回されたチェーンをモータによって駆動
するもの、ラックとピニオンによるもの、または、タイ
ミングプーリに掛け回されたタイミングベルトをモータ
で駆動するもの、或いはプーリに掛け回されたワイヤを
駆動するものを用いることができる。

【００１９】７０は保持装置であり、作動リンク１６の
下側に固定されている。保持装置７０は、作動リンク１
６の下側に固定された板状の本体部７２と、本体部７２
の両端部７２ａ、７２ｂのそれぞれに中途部で回動可能
に設けられた挟持片７３、７４と、本体部７２の上面側
に設けられた突起部７５と挟持片７３、７４の上側部と
の間に連結されたシリンダ装置７７、７８とを具備す
る。このシリンダ装置７７、７８を伸長させた際には、
対向する挟持片７３、７３のパイプが横設された下端部
７３ａ、７４ａ間で、上縁の外周に鍔部５０ａが設けら
れたコンテナ５０を、鍔部５０ａに下から当接して支持
するように挟持して保持できる。なお、本実施例では、
図６に示すように三個のコンテナ５０、５０、５０を同
時に吊り上げることができるようにパイプが延設されて
前記下端部７３ａ、７４ａが形成されている。そして、
シリンダ装置７７、７８を収縮させることで、コンテナ
５０、５０、５０を保持している状態を解除することが
できる。

【００２０】このように昇降装置６０と保持装置７０と
を備えることによって、コンテナ５０を、ある位置から
他の位置へ移動する好適な搬送装置を提供できる。平行
四節リンク１０を用いているため、構成が簡単であっ
て、軽量化が可能であり、運動性能の良好な搬送装置を
得ることができる。

【００２１】（第６実施例）次に、図７に基づいて第６
実施例について説明する。第６実施例は第５実施例とは
保持装置７０の作動リンク１６への装着状態のみが異な
る。図７は第６実施例の要部の側面図である。この第６
実施例では、保持装置７０が作動リンク１６へ吊り部材
８０を介して吊り下げられている。さらに詳細には、作
動リンク１６の下面には逆Ｔ字形に連結部１６ａが固定
・形成されており、その下面に吊り部材８０が、固定部
材１７によって両端が垂れ下がる状態に固定されてい
る。そして、本実施例の吊り部材８０は、ループ帯状に
形成されており、具体的には閉ループ状の布ベルト（平
ベルト）を用いている。この布ベルトによれば、強度、
可撓性および柔軟性が適度であるため、保持装置７０を
好適に吊り下げることができる。

【００２２】このように保持装置７０を吊り下げること
で、保持装置７０は、所定の位置にないワーク等の他の
物と干渉した場合にも、吊り部材８０の作用によって好
適に逃げることができる。従って、例えば、きのこ栽培
用瓶が収納されたコンテナ５０（第５実施例を参照）を
吊り上げて搬送する場合、コンテナ５０を載せた台車５
２が所定の位置から多少ずれていたり、コンテナ５０が
若干傾いて積み上げられていても好適に対応できる。す
なわち、積み上げられたコンテナ等の位置精度の悪いワ
ークについても、吊り下げられた保持装置７０によれ
ば、その高い自由度で柔軟に対応して保持することがで
き、ワークを好適に吊り上げて搬送できる。ワークがコ
ンテナ５０の場合、前記挟持片７３、７４が、前記鍔部
５０ａに好適に嵌まり合うよう、保持装置７０は適当に
揺れ動くことができる。

【００２３】これに対して、作動リンク１６に保持装置
７０が固着されている場合は、例えば、コンテナ５０が
所定の位置にないと、多少の位置ずれであっても対応で
きない。保持装置７０は揺れ動くことができないため、
駆動機構による動作を直接的にコンテナ５０に与えるこ
とになり、コンテナ５０が載置されている台車を動かし
てしまったり、積み上げられたコンテナ５０を押し倒し
てしまうのである。なお、第６実施例の吊り部材８０
は、閉ループの両端部で、保持装置７０に固定されたロ
ッド７１に掛け回した状態に、保持装置７０の上面に連
繋・装着されている。これによって、作動リンク１６へ
保持装置７０を簡単な構成で容易に装着できると共に、
保持装置７０の逃げ自由度を向上させている。

【００２４】以上の実施例では、駆動機構として、シリ
ンダ装置を利用したが、本発明はこれに限定されること
なく、例えば、ワイヤ、タイミングベルト、またはチェ
ーンとモータを用いた引張装置や、巻取装置を適用する
ことも可能である。さらに、付勢手段として緩衝用シリ
ンダ装置を利用したが、コイルスプリング或いは板バネ
等のバネによる付勢力、または、ゴム等の弾性部材の引
張力、圧縮力または捩じり力を利用しても、前記実施例
による効果と同等の効果を得ることが可能である。以
上、本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明してき
たが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、
発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得る
のは勿論のことである。

【００２５】

【発明の効果】本発明にかかる運動機構によれば、平行
四節リンクが矩形に支持された状態から対向するリンク
同士の間隔が狭まる両方向に、前記平行四節リンクの一
つのリンクを基準にして、他のリンクを揺動させる駆動
装置と、対向するリンク間に配され、該対向するリンク
同士の間隔が広がる方向に弾発力を発生する付勢手段と
いう簡単な構成を具備することで、始動の際には始動方
向に駆動装置と付勢手段との作動力が加算された状態で
作用してスムースに始動でき、停止の際には付勢手段が
緩衝装置として作動して衝撃的な停止動作を防止でき
る。従って、本発明にかかる運動機構によれば、平行四
節リンクを利用し、好適な回動往復運動性能を得ること
が可能であると共に、構成が簡単であるため製造コスト
を低減できるという著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる運動機構の第１実施例を示す平
面図である。

【図２】本発明にかかる運動機構の第２実施例を示す平
面図である。

【図３】本発明にかかる運動機構の第３実施例を示す平
面図である。

【図４】本発明にかかる運動機構の第４実施例を示す平
面図である。

【図５】本発明にかかる運動機構を用いた搬送装置の実
施例（第５実施例）を示す平面図である。

【図６】第５実施例の側面図である。

【図７】第６実施例の要部を示す側面図である。

【図８】背景技術を示す平面図である。

【符号の説明】

１０平行四節リンク１２基体１４基準リンク１６作動リンク１８第１回動リンク２０第２回動リンク２１第１回動軸２２第２回動軸２３第３回動軸２４第４回動軸３０シリンダ装置４０緩衝用シリンダ装置４２ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】４本のリンクによって平行四辺形が形成
されるよう、対向するリンク同士が平行に配されて軸着
された平行四節リンクと、平行四節リンクが矩形に支持された状態から対向するリ
ンク同士の間隔が狭まる両方向に、前記平行四節リンク
の一つのリンクを基準にして、他のリンクを揺動させる
駆動装置と、対向するリンク間に配され、該対向するリンク同士の間
隔が広がる方向に弾発力を発生する付勢手段とを具備す
ることを特徴とする運動機構。
【請求項２】前記駆動装置が空圧シリンダ装置である
ことを特徴とする請求項１記載の運動機構。
【請求項３】前記付勢手段が空圧シリンダ装置である
ことを特徴とする請求項１または２記載の運動機構。
【請求項４】前記請求項１、２または３記載の運動機
構を備え、前記基準とした一つのリンクと対向するリン
クにワークを保持する保持装置を設けたことを特徴とす
る搬送装置。
【請求項５】前記保持装置を上下動させる昇降装置を
備えたことを特徴とする請求項４記載の搬送装置。
【請求項６】前記保持装置は前記リンクに吊り部材を
介して吊り下げられていることを特徴とする請求項５記
載の搬送装置。