WO2014034558A1

WO2014034558A1 - ワーク搬送装置

Info

Publication number: WO2014034558A1
Application number: PCT/JP2013/072549
Authority: WO
Inventors: 淳二薄出; 光一増尾
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2013-08-23
Publication date: 2014-03-06
Also published as: CN104703753A; JP6217014B2; JP2014042958A; CN104703753B

Abstract

基板（２）には第一及び第二ワーク支持部（３、４）の搬送をガイドする第一カム溝（５）と第二カム溝（６）を設けた。第一カム溝（５）は前部第一カム溝（５ａ）と後部第一カム溝（５ｂ）から構成され、第二カム溝（６）は前部第二カム溝（６ａ）と後部第二カム溝（６ｂ）から構成されている。第一カム溝（５）と第二カム溝（６）の中間にピニオン（１４）を設けた。第一ワーク支持部（３）が油圧シリンダ（３２）によって揺動しつつ往復動することで、第一及び第二ワーク支持部（３、４）の各ラック（１１ａ、１１ｂ）がピニオン（１４）を介して交換位置と加工位置との間を逆方向に走行する。後部第一及び第二カム溝（５ｂ、６ｂ）に外側に湾曲する湾曲部を設けたので、両受け部（９Ａ，９Ｂ）がすれ違う際に互いに干渉しない。

Description

ワーク搬送装置

　本発明は、各種のワークを加工位置と交換位置との間ですれ違って搬送させることができるようにしたワーク搬送装置に関する。本願は、２０１２年８月２７日に、日本に出願された特願２０１２－１８６４２６号に基づいて優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　従来、ワークを加工位置と交換位置との間で交互に搬送することのできるワーク搬送装置として、例えば特許文献１に開示されたワーク搬送装置が知られている。
　特許文献１に開示されたワーク搬送装置は、２個のワークを支持部材でそれぞれ吊り下げた状態で、一方がワークの加工位置に位置し他方がワークの交換位置に位置すると共に、各ワークの支持部材が加工位置と交換位置との間を相互に搬送されるように、昇降移動と水平搬送を行うものである。

　しかも、支持部材で支持された２個のワークは加工位置と交換位置とで同じ位置に保持させることで、交換位置では加工済みのワークを未加工のワークに交換可能であり、加工位置では未加工のワークを加工可能である。
　そして、２個のワークを水平搬送させる際、各支持部材が案内溝に案内されてレール板上に乗るときに、互いに干渉しないように板カムによって軸を支点にして各支持部材を外方向に傾かせることで、互いに離間させて接触することなくすれ違いできるように構成している。

特公昭６２－５７４５８号公報

　しかしながら、上述したワーク搬送装置では、個々のワークを支持部材で吊り下げて昇降移動と水平搬送とを行うため、ワークを昇降させるための昇降用シリンダと水平搬送するための水平搬送用シリンダとが配設され、更に昇降機構と水平搬送機構とが配設される。このため、２種類の駆動機構が必要である上にワークの搬送経路が長くなるという課題があった。しかも２つのワークを支持する支持部材が接触することなくすれ違うために、水平搬送機構に加えて一対の板カムで外側に傾斜させてすれ違いを行う等、搬送機構の構成とワークの支持部材の動作が複雑であるという課題があった。

　本発明は、簡単な構成で単一の駆動機構によってワークのすれ違い搬送を行えるようにしたワーク搬送装置を提供する。

　本発明の一態様に係るワーク搬送装置は、ワークを支持していて加工位置と交換位置との間をそれぞれ走行可能な第一ワーク支持部及び第二ワーク支持部と、第一ワーク支持部の走行をガイドする第一ガイド部材と、第二ワーク支持部の走行をガイドする第二ガイド部材と、一方のワーク支持部が加工位置にあるときに他方のワーク支持部が交換位置にあるように第一ワーク支持部と第二ワーク支持部を走行させる駆動機構とを備える。そして、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部がすれ違う際に互いに干渉しないように、第一ガイド部材と第二ガイド部材に互いに離間する方向に湾曲させた湾曲部を形成したことを特徴とする。
　本発明の一態様に係るワーク搬送装置によれば、交換位置と加工位置にある第一ワーク支持部と第二ワーク支持部を、駆動機構によって第一ガイド部材と第二ガイド部材に沿って摺動させ、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部がすれ違う際、第一ガイド部材と第二ガイド部材の湾曲部で外側に広がるため、互いに接触することなく並んだ状態ですれ違うことができて、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部はそれぞれ加工位置と交換位置に到達する。
　さらに、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部は加工位置と交換位置で同一位置に至るから、それぞれワークの加工と交換を行える。

　また、本発明の一態様に係るワーク搬送装置においては、第一ガイド部材と第二ガイド部材はカム溝であり、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部にはカム溝に摺動可能に挿入されたカムフォロワがそれぞれ設けられていてもよい。
　第一ワーク支持部と第二ワーク支持部は、それぞれカムフォロワが第一ガイド部材のカム溝と第二ガイド部材のカム溝に嵌挿されて摺動することで互いに干渉することなくすれ違って、加工位置と交換位置との間を互いに搬送される。

　また、本発明の一態様に係るワーク搬送装置においては、第一ガイド部材と第二ガイド部材はそれぞれ分割されたカム溝であってもよい。
　第一ガイド部材と第二ガイド部材を構成する各カム溝が長手方向に分割されていることで、分割された各第一及び第二カム溝にカムフォロワがそれぞれ嵌挿されて搬送をガイドする。したがって、各カムフォロワで受ける荷重が小さく加速度が緩やかであり、搬送時のカムフォロワの振れも小さくなり、各カム溝の湾曲が緩やかになる。
　なお、第一ガイド部材と第二ガイド部材は、それぞれ第一カム溝と第二カム溝に分割されていてもよい。

　また、本発明の一態様に係るワーク搬送装置において、駆動機構は第一ワーク支持部に設けられた第一ラック部材と、第二ワーク支持部に設けられた第二ラック部材と、第一及び第二ラック部材が互いに噛合する状態で第一及び第二ワーク支持部を逆方向に走行させるピニオンと、第一ワーク支持部及び第二ワーク支持部を走行させる駆動源とを備えていてもよい。
　駆動機構の駆動源によって、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部の一方をガイド部材に沿って走行させると、ピニオンを介して他方のワーク支持部も他方のガイド部材に沿って逆方向に同期して走行させることができる。そのため、第一及び第二ワーク支持部の一方が交換位置に到達すると他方は加工位置に到達する。或いは、第一及び第二ワーク支持部がピニオンを介して同時に逆方向に走行するように構成されていてもよい。

　また、本発明の一態様に係るワーク搬送装置において、駆動源は第一ワーク支持部と第二ワーク支持部の一方に設けた油圧シリンダまたは電動シリンダであってもよい。
　油圧シリンダまたは電動シリンダによって、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部の一方をガイド部材に沿って往復走行させると、他方のワーク支持部もピニオンを介して他方のガイド部材に沿って逆方向に走行する。そのため、単一の駆動源で第一ワーク支持部と第二ワーク支持部を逆方向の加工位置と交換位置とに搬送させることができる。

　また、本発明の一態様に係るワーク搬送装置において、駆動源はピニオンを正逆回転させるモータであってもよい。
　モータによってピニオンを正逆回転させることで、ピニオンを介して噛合する第一ラック部材を備えた第一ワーク支持部と第二ラック部材を備えた第二ワーク支持部とを逆方向に走行させることができる。

　本発明の一態様に係るワーク搬送装置における歯合わせ機構は、外周面に加工するための歯が配列されたワークを回動可能に保持する第一及び第二支持部の受け部と、ワークの歯と噛合可能な切刃を配列させた回転可能なカッタと、受け部を弾性部材によって揺動可能に支持すると共に回動可能に支持する軸部とを備えている。そして、上述の歯合わせ機構は、前記ワークをカッタに押し付けることでワークの歯とカッタの切刃を歯合わせできるようにしたことを特徴とする。
　第一支持部または第二支持部のワークを保持する受け部が加工位置に搬送されると、ワークがカッタに押し付けられる。次に、ワークが回転して、ワークの歯とカッタの切刃とが歯合わせされる。また、ワークの歯とカッタの切刃との山部同士が当接して歯合わせされない場合、荷重によってワークを保持する受け部が軸部を中心に弾性部材によって揺動する。したがって、ワークの歯の位置がずれて歯合わせ可能である。
　そして、カッタを回転させることでワークの歯を切削加工することができる。

　また、本発明の一態様に係るワーク搬送装置における歯合わせ機構は、上述したカッタと歯合わせされたワークに対して、テーパ部を有する取付軸を備えた取付具を有し、取付軸をワークの中央孔に挿入してテーパ部で中央孔の上側エッジを押すことで受け部からワークを持ち上げて支持するようにしたことを特徴とする。
　取付具の取付軸でワークを受け部から持ち上げて離間させた状態でカッタを回転させることで、ワークの歯を切削加工できる。また、切削加工の際、ワークは受け部から離間しているのでワークと受け部が接触して損傷する可能性がない。

　また、油圧シリンダまたは電動シリンダは、第一ワーク支持部または第二ワーク支持部の揺動に従って支承軸で揺動可能に支持されていてもよい。
　第一ワーク支持部または第二ワーク支持部を油圧シリンダまたは電動シリンダによって第一ガイド部材または第二ガイド部材に沿って搬送させると、第一ワーク支持部または第二ワーク支持部は揺動する。したがって、油圧シリンダまたは電動シリンダも支承軸を中心に揺動して追従する。
　なお、支承軸は、揺動する第一ワーク支持部または第二ワーク支持部に対して、油圧シリンダまたは電動シリンダを揺動可能な第一支承軸と、第一ワーク支持部または第二ワーク支持部に対してロッドを揺動可能な第二支承軸とを備えていてもよい。
　この場合には、第一ワーク支持部または第二ワーク支持部の揺動範囲と、油圧シリンダまたは電動シリンダの揺動範囲が相違していても、油圧シリンダまたは電動シリンダを追従させて揺動させつつ第一ワーク支持部または第二ワーク支持部を往復動させることができる。

　上述したワーク搬送装置によれば、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部がすれ違う際に、走行をガイドする第一ガイド部材と第二ガイド部材に形成した湾曲部によって互いに干渉しないように離間して搬送される。したがって、単一の駆動機構によって第一及び第二ワーク支持部のすれ違い搬送と、交換位置と加工位置との間の搬送を行うことができる。しかも、ワーク搬送装置の構成が簡単であるため、製造コストを低減できる。

本発明の実施形態によるワーク搬送装置の要部斜視図である。本発明の実施形態によるワーク搬送装置の要部側面図である。本発明の実施形態によるワーク搬送装置の要部平面図である。油圧シリンダと第一ワーク支持部との関係を示す要部斜視図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の実施形態によるワーク搬送装置において、第一及び第二ワーク支持部が加工位置と交換位置との間で搬送される工程を示す図である。（ａ）、（ｂ）は図５に続いて第一及び第二ワーク支持部が加工位置と交換位置との間で搬送される工程を示す図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は加工位置に搬送されたワークをカッタと噛合させて位置決めして歯合わせする工程を示す図であり、（ｄ）は歯合わせの際に受け部が弾性変形した状態の図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の実施形態によるワーク搬送装置において、歯合わせ状態のワークをカッタで切削加工するために取付具を装着する工程を示す図である。

　以下、本発明の実施形態によるワーク搬送装置について添付図面により説明する。
　図１は、本発明の実施形態によるワーク搬送装置１を示す。ワーク搬送装置１は、交換位置Ａで加工済みのワークＷを未加工のワークＷに交換して加工位置Ｂまで搬送する。そして一方で、加工位置にある未加工のワークＷをカッタで加工した後、交換位置Ａへ戻してワークＷを交換する。
　図１乃至図３に示すワーク搬送装置１は、基板２上に、ワークＷを支持して搬送と加工をするための第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４とを並列に備えている。更に、ワーク搬送装置１は、各ワーク支持部３，４を交換位置Ａと加工位置Ｂとの間で走行をガイドする第一ガイド部材及び第二ガイド部材として第一カム溝５と第二カム溝６を備えている。
　なお、本実施形態において、第一ワーク支持部３や第二ワーク支持部４が交換位置Ａから加工位置Ｂへ移動する方向を前方、前進、前部、先端部等といい、加工位置Ｂから交換位置Ａへ移動する方向を後方、後退、後部、後端部等というものとする。　

　第一ワーク支持部３は、図１乃至図３に示すように、基部８Ａに凹曲部形状の受け面９ａを備えた受け部９Ａが設けられ、受け面９ａ上に例えば加工途中の略歯車形状のワークＷが載置されているが、図では略リング状に省略して表示されている。受け面９ａはワークＷの下側半円弧状部分を受ける凹曲面形状を有していてワークＷの略下半分が載置される。図３に示すように、基部８Ａ上に固定する受け部９Ａは、基部８Ａの内側（第二ワーク支持部４側）に偏って位置している。
　基部８Ａには連結部１８Ａを介して棒状の支持部材１０Ａが連結されており、その長手方向の先端側の内側領域にはラック１１ａが形成されたラック部材１１Ａが固定されている。そして、ラック部材１１Ａの先端位置と後端位置には、先端側カムフォロワ１２ａと後端側カムフォロワ１２ｂとが取り付けられているが、各カムフォロワ１２ａ、１２ｂは支持部材１０Ａに直接取り付けられていてもよい。

　第二ワーク支持部４も第一ワーク支持部３と線対称な構成を有しており、対称的に配設された各部材として、基部８Ｂ、ワークＷを保持する受け部９Ｂ，連結部１８Ｂ、支持部材１０Ｂ、ラック１１ｂを形成したラック部材１１Ｂが設けられている。第二ワーク支持部４のラック部材１１Ｂの先端位置と後端位置には、先端側カムフォロワ１３ａと後端側カムフォロワ１３ｂとが取り付けられている。
　そして、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４はいずれか一方が交換位置Ａにあり、他方が加工位置Ｂにある場合、各受け部９Ａ，９Ｂ上のワークＷは互いに同一直線上にあるものとする。また、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４のラック部材１１Ａ、１１Ｂはラック１１ａ、１１ｂが内側を向いて互いに対向する位置にある。

　また、第一カム溝５はその長手方向に複数分割、例えば二分割されており、前方を前部第一カム溝５ａ、後方を後部第一カム溝５ｂとする。そして、第一ワーク支持部３の先端側カムフォロワ１２ａが前部第一カム溝５ａに摺動可能に嵌挿され、後端側カムフォロワ１２ｂが後部第一カム溝５ｂに摺動可能に嵌挿されている。
　同様に、第二カム溝６もその長手方向に例えば二分割されており、前方を前部第二カム溝６ａ、後方を後部第二カム溝６ｂとする。そして第二ワーク支持部４の先端側カムフォロワ１３ａが前部第二カム溝６ａに摺動可能に嵌挿され、後端側カムフォロワ１３ｂが後部第二カム溝６ｂに摺動可能に嵌挿されている。

　基板２上の第一カム溝５と第二カム溝６の間には、その長手方向の中間位置に、ピニオン１４が回転可能に支持されている。図３に示す例では、前部第一カム溝５ａと前部第二カム溝６ａの後端付近にピニオン１４が設けられている。そして、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４の各ラック部材１１Ａ，１１Ｂのラック１１ａ、１１ｂがピニオン１４に両側から噛合されている。
　しかも、第一カム溝５と第二カム溝６は、第一ワーク支持部３の受け部９Ａに支持されたワークＷと第二ワーク支持部４の受け部９Ｂに支持されたワークＷとが、交換位置Ａと加工位置Ｂとでそれぞれ同一位置にあるように湾曲して形成されている。

　第一カム溝５と第二カム溝６は、少なくとも交換位置Ａと加工位置Ｂの間、好ましくは各ラック部材１１Ａ，１１Ｂの長手方向の全長において、各ラック１１ａ、１１ｂが同時にピニオン１４に噛合するように、全体に線対称に湾曲して形成されている。
　具体的には、図３に示す後部第一カム溝５ｂと後部第二カム溝６ｂとにおいて、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４の各受け部９Ａ，９Ｂが干渉することなくすれ違うように、先端側から中央部に向かうに従って次第に離間し、中央部から後端側に向かうに従って次第に近接するように形成された湾曲部５ｃ、６ｃが形成されている。

　そして、前部第一カム溝５ａと前部第二カム溝６ａは、先端部が外側に開いていることで、前方に移送された各ラック部材１１Ａ、１１Ｂのラック１１ａ、１１ｂがピニオン１４と歯合状態を維持する。また、後部第一カム溝５ｂと後部第二カム溝６ｂは、湾曲部５ｃ、６ｃに続く後端部が内側に近づいていることで、後方に搬送される各ラック部材１１Ａ、１１Ｂのラック１１ａ、１１ｂがピニオン１４と歯合状態を維持する。しかも、第一カム溝５と第二カム溝６の両端がこのように形成されることで、加工位置Ｂと交換位置Ａにある各受け部９Ａ，９ＢのワークＷが同一位置になる。

　また、図１及び図４において、基板２に対向して第一及び第二カム溝５、６の上側には天板３０が配設されており、この天板３０の一方の側部には切り欠き部３０ａが形成されている。この切り欠き部３０ａの前方側には略Ｃ字状の支持板３１が固定されている。この支持板３１の上下方向の２つの板材の間に第一支承軸３３が支持され、この第一支承軸３３に油圧シリンダ３２の筒状の本体３２ａが回動可能に支持されている。
　油圧シリンダ３２には本体３２ａから進退可能なロッド３４が設けられ、ロッド３４の延在方向の先端部３４ａは支持部材１０Ａに連結された第二支承軸３５に回動可能に支持されている。

　そのため、油圧シリンダ３２のロッド３４を収縮させると第一ワーク支持部３が交換位置Ａから前進して、ラック部材１１Ａのラック１１ａが噛合するピニオン１４を回転させる。このピニオン１４が回転すると、ピニオン１４に噛合する第二ワーク支持部４のラック部材１１Ｂのラック１１ｂが後退する方向に移動する。これにより、第二ワーク支持部４が加工位置Ｂから交換位置Ａに向けて後退させる。また、油圧シリンダ３２は、第一ワーク支持部３が第一カム溝５に沿って摺動しながら揺動するに従って第一支承軸３３を中心に揺動する。更に、揺動する支持部材１０Ａに対して、ロッド３４の先端部３４ａが第二支承軸３５を中心に揺動可能とされている。

　本実施形態によるワーク搬送装置１は上述の構成を備えている。次に、ワークＷの搬送方法及び加工方法を図５及び図６を中心に説明する。
　図５（ａ）において、ワーク搬送装置１は、未加工のワークＷを受け部９Ａに保持した第一ワーク支持部３が交換位置Ａにあり、加工済みのワークＷを受け部９Ｂに保持した第二ワーク支持部４が加工位置Ｂにあるものとする。この状態から未加工のワークＷを加工位置Ｂに搬送すると共に、加工済みのワークＷを交換位置Ａに搬送する動作を説明する。

　まず、油圧シリンダ３２を作動させてロッド３４を収縮させると、図５（ｂ）に示すように、ロッド３４に連結された支持部材１０Ａを介して第一ワーク支持部３が交換位置Ａから前進移動する。すると、ラック部材１１Ａに固定された先端側カムフォロワ１２ａは第一カム溝５の前部第一カム溝５ａに沿って前方へ摺動する。同時に、後端側カムフォロワ１２ｂは後部第一カム溝５ｂの湾曲部５ｃを超える。したがって、第一ワーク支持部３の後部を次第に外側に開いて前方へ摺動する。
　このとき、第一ワーク支持部３が第一カム溝５に沿って摺動しながら第一カム溝５の長手方向に直交する方向に揺動するに従って、油圧シリンダ３２の本体３２ａは第一支承軸３３回りに揺動されて第一ワーク支持部３の方向を向く。この場合、図５（ｂ）に示すように、油圧シリンダ３２の揺動範囲に対して第一支持部３の支持部材１０Ａの揺動範囲の方が大きいが、ロッド３４の先端部３４ａは、支持部材１０Ａに固定した第二支承軸３５を中心に揺動するため、第一支持部材１０Ａの揺動角度に対して油圧シリンダ３２は比較的小さい角度に揺動させられる。

　第一ワーク支持部３の摺動によって、ラック部材１１Ａのラック１１ａが噛合するピニオン１４を回転させるため、このピニオン１４に噛合するラック部材１１Ｂのラック１１ｂによって第二ワーク支持部４が後退移動する。そのため、ラック部材１１Ｂに固定された先端側カムフォロワ１３ａは、第二カム溝６の前部第二カム溝６ａにガイドされて後方へ摺動する。また、後端側カムフォロワ１３ｂは、後部第二カム溝６ｂの湾曲部６ｃに向けて第二ワーク支持部４の後部を次第に外側に開いて後方へ摺動する。

　図５（ｃ）において、第一ワーク支持部３の受け部９Ａと第二ワーク支持部４の受け部９Ｂがすれ違う際、後端側カムフォロワ１２ｂ、１３ｂは後部第一カム溝５ｂと後部第二カム溝６ａの外側に湾曲する湾曲部５ｃ、６ｃの前方側近傍の傾斜部分に位置する。即ち、第一ワーク支持部３の後端側カムフォロワ１２ｂが、後部第一カム溝５ｂの湾曲部５ｃを乗り越え，第二ワーク支持部４の後端側カムフォロワ１３ｂが、後部第二カム溝６ｂの湾曲部６ｃに近づくことで、各受け部９Ａ、９Ｂは並列する位置で互いに外側に傾斜して非接触ですれ違うことができる。

　その後、図６（ａ）に示すように、油圧シリンダ３２のロッド３４を更に収縮させることで、第一ワーク支持部３の受け部９Ａが更に前方に移動し、第二ワーク支持部４の受け部９Ｂが更に後方に移動して、互いに前後方向に離れていく。しかも、油圧シリンダ３２のロッド３４の収縮に従って、支持部材１０Ａの揺動角度と油圧シリンダ３２の揺動角度との差は次第に小さくなる。

　そして、図６（ｂ）に示すように、第一ワーク支持部３の受け部９Ａは後端側カムフォロワ１２ｂが、後部第一カム溝５ｂの湾曲部５ｃの傾斜部を乗り越えて、第一カム溝５ｂの前端部に到達する。同時に、前端側カムフォロワ１２ａが前部第一カム溝５ａの外側に開く先端付近に到達することで、受け部９Ａは第二ワーク支持部４側に近づく。
　また、第二ワーク支持部４の受け部９Ｂは、後端側カムフォロワ１３ｂが後部第二カム溝６ｂの湾曲部６ｃを乗り越えて第二カム溝６ｂの後端部に近づいて内側にガイドされると共に前端側カムフォロワ１３ａが前部第二カム溝５ａの後端部に近づいて外側にガイドされることで、第一ワーク支持部３側に移動する。

　そして、図６（ｂ）において、油圧シリンダ３２のロッド３４が収縮した停止位置で、第一ワーク支持部３の受け部９Ａの未加工ワークＷは加工位置Ｂに到達する。また、第二ワーク支持部４の受け部９Ｂの加工済みワークＷは交換位置Ａに到達する。さらに、油圧シリンダ３２のロッド３４の最も収縮した位置で、支持部材１０Ａと油圧シリンダ３２は同一直線状に位置する。
　上述の動作により、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４は互いに長手方向にずれた状態で平行になり、第一ワーク支持部３の未加工ワークＷと第二ワーク支持部４の加工済みワークＷが同一直線上に並ぶ。さらに、加工位置Ｂと交換位置Ａにおいて、第一ワーク支持部３のワークＷと第二ワーク支持部４のワークＷは互いに、搬送前の交換位置Ａと加工位置Ｂと同一位置に停止する。そのため、交換位置Ａにある第二ワーク支持部４の加工済みワークＷは新たな未加工ワークＷに交換され、加工位置Ｂにある第一ワーク支持部３の未加工ワークＷは加工に供される。

　その後、収縮状態にある油圧シリンダ３２のロッド３４を伸張させることで、上述した動作と逆の動作によって、第一ワーク支持部３は押されて第一カム溝５に沿って加工位置Ｂから交換位置Ａに搬送され、第二ワーク支持部４はピニオン１４によって第二カム溝６に沿って交換位置Ａから加工位置Ｂに搬送されることになる。

　上述の本実施形態によるワーク搬送装置１によれば、それぞれワークＷを支持する第一ワーク支持部３及び第二ワーク支持部４と、湾曲部５ｃ、６ｃを形成した第一カム溝５及び第二カム溝６と、油圧シリンダ３２によって、ワークＷを交換位置Ａと加工位置Ｂとの間で互いに干渉することなくすれ違い搬送することができる。さらに、構成が簡単であることから、製造コストが低廉である。また、シンプルな動作ですれ違い搬送することができるので作業効率が良い。
　しかも、単一の駆動源である油圧シリンダ３２によって第一ワーク支持部３を第一及び第二支承軸３３、３５で揺動させながら往復動させると共に油圧シリンダ３２自体も揺動可能であるので、湾曲された第一カム溝５に沿って、第一及び第二ワーク支持部３、４が連動して往復動できる。また、第一ワーク支持部３と油圧シリンダ３２の揺動範囲が相違していても、第一ワーク支持部３に油圧シリンダ３２を追従させて揺動させながら往復動させることができる。

　また、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４のすれ違い搬送に際し、互いに湾曲部５ｃ、６ｃを有して線対称に配設された第一カム溝５と第二カム溝６に沿って各カムフォロワが摺動するだけで、第一ワーク支持部３と第二ワーク支持部４が互いに干渉することなくすれ違うことができる。
　また、第一カム溝５と第二カム溝６はそれぞれ前方側と後方側とで二分割されていて、前部第一カム溝５ａ，後部第一カム溝５ｂ、前部第二カム溝６ａ，後部第二カム溝６ｂを構成している。上述の各カム溝に、それぞれ先端側及び後端側のカムフォロワ１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを摺動させてすれ違い搬送できるから、各カムフォロワで受ける荷重を分散させることができて、搬送時に各カムフォロワにかかる加速度が緩やかになる。

　また、第一ワーク支持部３を往復動させる油圧シリンダ３２を設けて、ピニオン１４を介して第二ワーク支持部４を連動させるように構成されている。したがって、単一の駆動源によって二つのワーク支持部３，４を逆方向に搬送させることができる。また、それぞれ二分割した第一カム溝５と第二カム溝６の中間付近にピニオン１４を設け、少なくとも一方のカムフォロワ１２ａまたは１２ｂ、１３ａまたは１３ｂがピニオン１４に近い位置を摺動し、他方のカムフォロワ１２ｂまたは１２ａ、１３ｂまたは１３ａがピニオン１４から遠い位置を摺動する。このため、第一ワーク支持部３及び第二ワーク支持部４が摺動するための第一カム溝５と第二カム溝６の湾曲部５ｃ、６ｃの湾曲が緩やかになり、小さい変位で必要な角度が得られる。

　次に、ワーク搬送装置１で加工位置Ｂに搬送されたワークＷを切削加工する歯合わせ機構１９について図７及び図８により説明する。
　図７（ａ）～（ｃ）に示す歯合わせ機構１９は、例えば加工位置Ｂに停止された第一ワーク支持部３の受け部９Ａ（または第二ワーク支持部４の受け部９Ｂ）に保持されたワークＷを切削加工して歯車を製作するものである。加工位置Ｂに待機するカッタ２０はワークＷに形成すべき歯と略同一形状で同一ピッチの歯形状を成す切刃２０ａを有しており、その外径はワークＷの外径より大きいものとする。

　ワークＷを保持する受け部９Ａと基板２との間には、バネ部材２１が連結されている。バネ部材２１は、受け部９Ａを支持する軸部２２を中心に、受け部９Ａを上下方向に揺動可能に支持している。受け部９Ａの受け面９ａはその内径がワークＷの外径より若干大きい（例えば１ｍｍ程度の差）ものとし、ワークＷは凹曲面形状の受け面９ａに載置されているだけである。したがって、カッタ２０にワークＷの歯が噛み合うと、歯と切刃２０ａが互いに擦られることでワークＷは受け面９ａ内で滑ってわずかに回転可能となる。

　上述の構成を備えた歯合わせ機構１９において、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、ワークＷを支持する第一ワーク支持部３の受け部９Ａが加工位置Ｂに搬送されると、ワークＷは待ち構えていたカッタ２０の切刃２０ａに当接する。そして、図７（ｃ）に示すように、受け部９Ａで保持されたワークＷが回転して、ワークＷの歯の山部がカッタ２０の切刃２０ａの谷に噛み合うことで歯合わせが行われる。
　なお、ワークＷとカッタ２０との歯合わせの完了は、ワークＷが加工位置Ｂに正確に配置されたことを図示しないセンサーが検知することで判断される。これにより、カッタ２０を回転可能とする。

　また、搬送されるワークＷの歯の山部とカッタ２０の切刃２０ａの山部が当接すると歯合わせができない。しかし、カッタ２０の切刃２０ａの山部にワークＷの山部が当接することで、カッタ２０がワークＷ及び受け部９Ａを下方に押し込む。これによって、図７（ｄ）に示すように、受け部９を支持するバネ部材２１が弾性変形して、受け部９Ａが軸部２２を中心に揺動する。その後、ワークＷが回転することでワークＷの歯がずれて、ワークＷの歯とカッタ２０の切刃２０ａが噛み合う。これにより、歯合わせが行われる。なお、１回で歯合わせできなくても、受け部９Ａを加工位置Ｂから一度移動させた後、再度加工位置Ｂまで搬送させる動作を１～数回行うことでワークＷの歯とカッタ２０の切刃２０ａが歯合わせされる。

　さらに、バネ部材２１と軸部２２による揺動を経てもなおワークＷの歯の山とカッタ２０の切刃２０ａの山が当接して歯合わせできない場合がある。この場合は、加工位置Ｂへ搬送された受け部９Ａを加工位置Ｂから変換位置Ａ方向に若干戻し、再度加工位置Ｂへ搬送する動作を１～数回繰り返すことで、ワークＷの歯がずれて転がり、ワークＷの歯とカッタ２０の切刃２０ａが噛み合う。これにより、歯合わせが行える。

　上述の動作により、ワークＷとカッタ２０の歯合わせが完了する。次に、図８（ａ）に示すように、ワークＷの片側に孔部２４ａを有するホルダ２４の当接面を当接させ、これに対向する側から取付具２６の取付軸２７をワークＷの中央孔２５内に挿入する。取付軸２７の軸方向中間部には、テーパ部２８が形成される。そして、取付軸２７の先端側には、取付軸の基部より小径の先端部２７ａが形成されることで、段が形成されている。
　図８（ｂ）に示すように、ワークＷの中央孔２５に取付軸２７の先端部２７ａが挿入されると、テーパ部２８が中央孔２５の上側エッジに当接しながらワークＷを押すことでテーパ部２８にガイドされたワークＷを受け面９ａからわずかに持ち上げることができる。

　これによって、図８（ｃ）に示すように、ワークＷは受け部９Ａの受け面９ａに対してわずかな間隙を持って離間する。この状態で、ワークＷの歯と切刃２０ａが噛み合ったカッタ２０を回転させることで、ワークＷの歯を所望の形状に切削加工することができる。そして、ワークＷの加工終了後に取付軸２７を中央孔２５から引き抜くと、ワークＷは受け部９の受け面９ａに落下するので、交換位置Ａに搬送可能となる。

　上述した本実施形態によるワーク搬送装置１の歯合わせ機構１９によれば、加工位置Ｂに移動するワークＷに対してカッタ２０を待ち構えさせることで、ワークの歯とカッタ２０の切刃２０ａを自動的に噛み合わせることができる。そして、ワークＷに取付具２６の取付軸２７を挿入することでテーパ部２８によってワークＷを自動的に受け部９の受け面９ａから持ち上げて離間できるので、カッタ２０を回転させてワークＷの歯をカッタ２０の切刃２０ａで切削加工することができる。
　そのため、本実施形態による歯合わせ機構１９によって、簡単且つ自動的にワークＷとカッタ２０との歯合わせを行うと共にカッタ２０を回転させてワークＷの切削加工を行える。

　なお、本発明によるワーク搬送装置１は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置き換え等が可能である。
　例えば、上述した実施形態によるワーク搬送装置１では、第一カム溝５と第二カム溝６がそれぞれ２つに分割されているが、３つ以上に分割されていてもよい。或いは、第一カム溝５と第二カム溝６が分割されることなく、それぞれ1本のカム溝によって形成されてもよい。また、第一カム溝５と第二カム溝６に嵌挿するカムフォロワ１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの数は任意である。

　また、上述の実施形態では、ワーク搬送装置１における第一及び第二ワーク支持部３，４の駆動源として、第一ワーク支持部３を往復動させるための油圧シリンダ３２は、天板３０に支持され、第一及び第二支承軸３３，３５で揺動可能に支承されている。しかし、上記構成に代えて、油圧シリンダ３２によって第二ワーク支持部４を同様な構成で往復動可能に支持させてもよい。また、油圧シリンダ３２に代えて電動シリンダが設置されていてもよい。
　また、第一及び第二ワーク支持部３，４の駆動源として、油圧シリンダ３２や電動シリンダに代えて、ピニオン１４を正逆回転させるモータを基板２または天板３０等に設置してもよい。モータの回転によってラック部材１１Ａ、１１Ｂを介して第一及び第二ワーク支持部３，４を逆方向に同期搬送できる。

　また、上述の実施形態では、ワーク搬送装置１の第一カム溝５と第二カム溝６を形成した基板２は下側にのみ設けられて、第一ワーク支持部３及び第二ワーク支持部４に設けたカムフォロワ１２ａ、１２ｂ及びカムフォロワ１３ａ、１３ｂが嵌挿されて摺動する。しかし、基板２の第一カム溝５及び第二カム溝６を形成した部分の上側にも同一形状の第一カム溝５と第二カム溝６を形成した天板３０を設けてもよい。これによって、カムフォロワ１２ａ、１２ｂ及びカムフォロワ１３ａ、１３ｂが上下の第一カム溝５及び第二カム溝６に嵌挿して摺動することができる。したがって、第一ワーク支持部３及び第二ワーク支持部４の走行の安定性が一層向上する。

　なお、ワーク搬送装置１の歯合わせ機構１９において、カッタ２０は静止状態に保持され、ワークＷを保持する受け部９Ａが加工位置Ｂに搬送されることでカッタ２０にワークが当接して、ワークＷとカッタ２０が噛み合うようにした。しかし、カッタ２０が加工位置ＢにあるワークＷに対して降下することでワークＷとカッタ２０が噛み合うように構成されていてもよい。

　本発明は、各種のワークを加工位置と交換位置との間ですれ違って搬送させることができるようにしたワーク搬送装置に関する。本発明によれば、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部がすれ違う際に、走行をガイドする第一ガイド部材と第二ガイド部材に形成された湾曲部によって互いに干渉しないように離間して搬送される。したがって、単一の駆動機構によって第一及び第二ワーク支持部のすれ違い搬送と、交換位置と加工位置との間の搬送を行うことができる。しかも、ワーク搬送装置の構成が簡単で製造コストを低減できる。

１　ワーク搬送装置
３　第一ワーク支持部
４　第二ワーク支持部
５　第一カム溝
５ａ　前部第一カム溝
５ｂ　後部第一カム溝
６　第二カム溝
６ａ　前部第二カム溝
６ｂ　後部第二カム溝
８　基部
９　受け部
１０Ａ，１０Ｂ　支持部材
１１Ａ，１１Ｂ　ラック部材
１１ａ、１１ｂ　ラック
１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ　カムフォロワ
１４　ピニオン
１９　歯合わせ機構
２０　カッタ
２１　バネ部材
２２　軸部材
２５　中央孔
２６　取付具
２７　取付軸
２８　テーパ部
３０　天板
３２　油圧シリンダ
３３　第一支承軸
３４　ロッド
３５　第二支承軸
Ｗ　ワーク
Ａ　交換位置
Ｂ　加工位置

Claims

　ワークを支持していて加工位置と交換位置との間をそれぞれ走行可能な第一ワーク支持部及び第二ワーク支持部と、
　前記第一ワーク支持部の走行をガイドする第一ガイド部材と、
　前記第二ワーク支持部の走行をガイドする第二ガイド部材と、
　前記ワーク支持部の一方が加工位置にあるときに他方のワーク支持部が交換位置にあるように前記第一ワーク支持部と第二ワーク支持部を走行させる駆動機構とを備え、
　前記第一ワーク支持部と第二ワーク支持部がすれ違う際に互いに干渉しないように、前記第一ガイド部材と第二ガイド部材に互いに離間する方向に湾曲させた湾曲部が形成されているワーク搬送装置。
　前記第一ガイド部材と第二ガイド部材はカム溝であり、前記第一ワーク支持部と第二ワーク支持部には前記カム溝に摺動可能に挿入されたカムフォロワがそれぞれ設けられている請求項１に記載されたワーク搬送装置。
　前記第一ガイド部材と第二ガイド部材はそれぞれ分割されたカム溝である請求項１または２に記載されたワーク搬送装置。
　前記第一ガイド部材と第二ガイド部材はそれぞれ第一カム溝と第二カム溝に分割されている請求項３に記載されたワーク搬送装置。
　前記駆動機構は、第一ワーク支持部に設けられた第一ラック部材と、第二ワーク支持部に設けられた第二ラック部材と、前記第一及び第二ラック部材が互いに噛合する状態で前記第一及び第二ワーク支持部を走行させるピニオンと、前記第一ワーク支持部及び第二ワーク支持部を走行させる駆動源とを備えている請求項１から４のいずれか１項に記載されたワーク搬送装置。
　前記駆動源は、第一ワーク支持部と第二ワーク支持部の一方を往復動させる油圧シリンダまたは電動シリンダである請求項５に記載されたワーク搬送装置。
　前記駆動源は、ピニオンを正逆回転させるモータである請求項５に記載されたワーク搬送装置。
　前記油圧シリンダまたは電動シリンダは、前記第一ワーク支持部または第二ワーク支持部の揺動に従って揺動するように支承軸に支持されている請求項６に記載されたワーク搬送装置。
　前記支承軸は、揺動する前記第一ワーク支持部または第二ワーク支持部に対して、前記油圧シリンダまたは電動シリンダを揺動可能な第一支承軸と、第一ワーク支持部または第二ワーク支持部に対してロッドを揺動可能な第二支承軸とを備えている請求項８に記載されたワーク搬送装置。