特開 2022-94707 ワーク搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022094707

(43)【公開日】2022-06-27

(54)【発明の名称】ワーク搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/90 20060101AFI20220620BHJP

   F16H 37/12 20060101ALI20220620BHJP

【ＦＩ】

B65G47/90 Z

F16H37/12 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020207746

(22)【出願日】2020-12-15

(71)【出願人】

【識別番号】515086908

【氏名又は名称】株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100114306

【弁理士】

【氏名又は名称】中辻 史郎

(74)【代理人】

【識別番号】100148655

【弁理士】

【氏名又は名称】諏訪 淳一

(72)【発明者】

【氏名】中里 義人

【テーマコード（参考）】

3F072

3J062

【Ｆターム（参考）】

3F072AA09

3F072HA06

3J062AA22

3J062AB05

3J062AB27

3J062AB31

3J062AC07

3J062AC09

3J062BA11

3J062CA16

3J062CA17

3J062CB02

3J062CB15

3J062CB18

3J062CB32

3J062CC13

3J062CC33

(57)【要約】

【課題】１つの動力源を用いてワークの搬送動作とチルト機構によるワークの排出動作とを行うことができるワーク搬送装置を提供すること。
【解決手段】ワークを保持するフォーク２と、等速回転する動力源６と、動力源６による等速回転により回転する三角カム３と、三角カム３の回転動作により、ワークの搬送方向にスライドする搬送方向スライド機構５と、三角カム３の回転動作により、搬送方向に直交する直交方向にスライドする直交方向スライド機構４と、フォーク２の搬送方向ストロークを搬送方向スライド機構５の搬送方向ストロークの複数倍に変換する増速ギア７と、増速ギア７に噛み合って、フォーク２を搬送方向にスライドさせるフォークスライド機構８と、フォーク２、フォークスライド機構８、及び、直交方向スライド機構４の動作をもとに、搬送方向に並行する軸９３を中心に回動してワークを傾動させて掃き出すチルト機構９とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークを搬送するワーク搬送装置であって、
前記ワークを保持するフォークと、
等速回転する動力源と、
前記動力源による等速回転により三角カムが回転する三角カム機構と、
前記三角カム機構の回転動作により、前記ワークの搬送方向にスライドする搬送方向スライド機構と、
前記三角カム機構の回転動作により、前記搬送方向に直交する直交方向にスライドする直交方向スライド機構と、
前記搬送方向スライド機構に噛み合って、前記フォークの搬送方向ストロークを前記搬送方向スライド機構の搬送方向ストロークの複数倍に変換する増速ギアと、
前記直交方向スライド機構に案内されて前記フォークを前記直交方向にスライドさせるとともに、前記増速ギアに噛み合って、前記フォークを前記搬送方向にスライドさせるフォークスライド機構と、
前記フォーク、前記フォークスライド機構、及び、前記直交方向スライド機構の動作をもとに、前記搬送方向に並行する軸を中心に回動して前記ワークを傾動させて掃き出すチルト機構と
を備えたことを特徴とするワーク搬送装置。

【請求項2】

前記直交方向スライド機構は、前記三角カムに内接する矩形部材であり、前記搬送方向及び前記直交方向にスライドし、
前記搬送方向スライド機構は、前記直交方向スライド機構の搬送方向のスライドに同期して前記搬送方向にスライドすることを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。

【請求項3】

前記ワークはケース内に挿入配置され、
前記フォークは、前記ケースを介して前記ワークを保持することを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク搬送装置。

【請求項4】

前記チルト機構は、一端が前記フォークに係合する係合部材を有し、
前記係合部材は、前記フォークの搬送方向のスライドを許容し、直交方向のみのスライドが前記フォークに規制され、前記フォークの直交方向のスライドに同期して直交方向にスライドし、前記搬送方向に並行する軸を中心に回動して前記ワークを傾動させて掃き出すことを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載のワーク搬送装置。

【請求項5】

前記搬送方向スライド機構は、前記搬送方向の反対方向に延びる基準ラックを有し、
前記フォークスライド機構は、前記搬送方向の反対方向に延びる増速ラックを有し、
前記増速ギアは、前記基準ラックに噛み合う基準ピニオンと前記増速ラックに噛み合う増速ピニオンとが共通回転軸に結合されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のワーク搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、１つの動力源を用いてワークの搬送動作とチルト機構によるワークの排出動作とを行うことができるワーク搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、製造ライン等では、搬送対象のワークを所定位置まで搬送し、所定位置まで搬送されたワークをチルト機構による傾動動作により掃き出すワーク搬送装置が用いられる場合がある。

【0003】

特許文献１では、フォークが一体的に取り付けられたスライドの開口部に設けられた三角カムにより、ワークを保持したフォークがＹ方向に移動された後、Ｘ方向に移動されてフォークがワークから離れる搬送機構が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５９－１１５１７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、チルト機構を用いて所定位置に搬送されたワークを排出する場合、チルト機構は搬送されたワークの保持と、傾動による排出とを繰り返す動作を行うことになる。この場合、フォークによるワークの搬送機構と、ワークを排出するチルト機構とに対してそれぞれを駆動する複数の動力源が必要になるとともに、各動力源の駆動を同期制御する必要があり、ワーク搬送装置の構成が複雑になるという課題があった。

【0006】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、１つの動力源を用いてワークの搬送動作とチルト機構によるワークの排出動作とを行うことができるワーク搬送装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、ワークを搬送するワーク搬送装置であって、前記ワークを保持するフォークと、等速回転する動力源と、前記動力源による等速回転により三角カムが回転する三角カム機構と、前記三角カム機構の回転動作により、前記ワークの搬送方向にスライドする搬送方向スライド機構と、前記三角カム機構の回転動作により、前記搬送方向に直交する直交方向にスライドする直交方向スライド機構と、前記搬送方向スライド機構に噛み合って、前記フォークの搬送方向ストロークを前記搬送方向スライド機構の搬送方向ストロークの複数倍に変換する増速ギアと、前記直交方向スライド機構に案内されて前記フォークを前記直交方向にスライドさせるとともに、前記増速ギアに噛み合って、前記フォークを前記搬送方向にスライドさせるフォークスライド機構と、前記フォーク、前記フォークスライド機構、及び、前記直交方向スライド機構の動作をもとに、前記搬送方向に並行する軸を中心に回動して前記ワークを傾動させて掃き出すチルト機構とを備えたことを特徴とする。

【0008】

また、本発明は、上記の発明において、前記直交方向スライド機構は、前記三角カムに内接する矩形部材であり、前記搬送方向及び前記直交方向にスライドし、前記搬送方向スライド機構は、前記直交方向スライド機構の搬送方向のスライドに同期して前記搬送方向にスライドすることを特徴とする。

【0009】

また、本発明は、上記の発明において、前記ワークはケース内に挿入配置され、前記フォークは、前記ケースを介して前記ワークを保持することを特徴とする。

【0010】

また、本発明は、上記の発明において、前記チルト機構は、一端が前記フォークに係合する係合部材を有し、前記係合部材は、前記フォークの搬送方向のスライドを許容し、直交方向のみのスライドが前記フォークに規制され、前記フォークの直交方向のスライドに同期して直交方向にスライドし、前記搬送方向に並行する軸を中心に回動して前記ワークを傾動させて掃き出すことを特徴とする。

【0011】

また、本発明は、上記の発明において、前記搬送方向スライド機構は、前記搬送方向の反対方向に延びる基準ラックを有し、前記フォークスライド機構は、前記搬送方向の反対方向に延びる増速ラックを有し、前記増速ギアは、前記基準ラックに噛み合う基準ピニオンと前記増速ラックに噛み合う増速ピニオンとが共通回転軸に結合されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、１つの動力源を用いてワークの搬送動作とチルト機構によるワークの排出動作とを行うことができるとともに、搬送動作と排出動作との同期制御が不要となるため、構成が簡易なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、本実施の形態に係るワーク搬送装置の構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、三角カムの回転による直交方向スライド機構の軌道を説明する説明図である。

【図3】図３は、チルト機構の構成を示す平面図である。

【図4】図４は、チルト機構の構成を示す右側面図である。

【図5】図５は、ワークの排出直後の状態を示す図である。

【図6】図６は、ワークを含むケースがフォークに保持された状態を示す図である。

【図7】図７は、フォークに保持されたケースを搬送方向に搬送した状態を示す図である。

【図8】図８は、ケースの搬送後におけるチルト機構による傾動動作中の状態を示す図である。

【図9】図９は、ケースの傾動動作後の状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係るワーク搬送装置について説明する。

【0015】

＜概要構成＞
図１は、本実施の形態に係るワーク搬送装置１の構成を示す斜視図である。図１に示すように、ワーク搬送装置１は、フォーク２、三角カム３、直交方向スライド機構４、搬送方向スライド機構５、動力源６、増速ギア７、フォークスライド機構８及びチルト機構９を有する。ワーク搬送装置１は、球状のワークＷが挿入されたカップ状のケースＣＡをワークＷとともに搬送し、チルト機構９の傾動によってワークＷを排出するものである。位置Ｐ０に配置されたワークＷを有したケースＣＡを、位置Ｐ１を介して、搬送板１００上を摺動させて搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送し、位置Ｐ２においてチルト機構９によりケースＣＡを傾動してワークＷを排出する。なお、本実施の形態では、一例として、位置Ｐ０のワークＷは、２回のワーク搬送排出動作により、位置Ｐ０から位置Ｐ２に搬送され、２回目のワーク搬送排出動作により位置Ｐ２において排出されるようにしているが、これに限らず、１回のワーク搬送排出動作により、位置Ｐ０から位置Ｐ２まで搬送してもよいし、３回以上のワーク搬送排出動作により、位置ＰＯから位置Ｐ２まで搬送するようにしてもよい。

【0016】

動力源６は、例えば電動モータであり、軸６１を等速で回転駆動する。軸６１の回転は、ギア機構６３を介して軸６２に伝達され、さらにギア機構６４を介してＺ方向に延びるカム軸３０（図２参照）に伝達される。カム軸３０の回転は、三角カム３を平面視で時計回りに等速回転させる。なお、カム軸３０及び三角カム３は、三角カム機構である。

【0017】

直交方向スライド機構４は、図２に示すように、三角カム３に内接する矩形部材であり、ＸＹ平面上を正方形に軌道する。このため、直交方向スライド機構４は、搬送方向（±Ｘ方向）、及び、搬送方向に直交する直交方向（±Ｙ方向）にスライドする。

【0018】

搬送方向スライド機構５は、直交方向スライド機構４の搬送方向のスライドに伴って搬送方向にスライドする。なお、搬送方向スライド機構５は、直交方向スライド機構４の直交方向のスライドには追随せず、直交方向にはスライドしない。また、搬送方向スライド機構５は、ガイド１０１に案内されて搬送方向（±Ｘ方向）にスライドする。

【0019】

一方、フォーク２は、搬送方向に延びるフォーク本体２１に、Ｙ方向に延びる櫛歯２２が複数設けられる。フォーク本体２１は、直交方向スライド機構４の－Ｙ方向端部の案内部を介して係合し、搬送方向の移動が許容されるとともに、直交方向の移動が直交方向スライド機構４の直交方向のスライドに規制され、直交方向スライド機構４とともに直交方向にスライドする。

【0020】

フォーク本体２１の－Ｘ方向の端部は、フォークスライド機構８に接続される。フォークスライド機構８は、ガイド１０１に案内されて搬送方向（±Ｘ方向）にスライドするとともに、接続されたフォーク本体２１の直交方向へのスライドを許容する。したがって、ガイド１０１は、搬送方向スライド機構５及びフォークスライド機構８の搬送方向のスライドを案内する。

【0021】

ここで、搬送方向スライド機構５は、搬送方向の反対方向（－Ｘ方向）に延びる基準ラック５１を有する。また、フォークスライド機構８は、搬送方向の反対方向（－Ｘ方向）に延びる増速ラック８１を有する。基準ラック５１は、基準ピニオン７１に噛み合い、増速ラック８１は、増速ピニオン７２に噛み合う。基準ピニオン７１と増速ピニオン７２とは、共通回転軸７３で結合されている。そして、増速ピニオン７２の歯数は、基準ピニオン７１の歯数の複数倍であり、増速ラック８１の搬送方向ストロークＣは、基準ラック５１の搬送方向ストロークＡの複数倍となる。この複数倍は、例えば３倍である。なお、直交方向スライド機構４の直交方向ストロークＢは、搬送方向ストロークＡと同じである。また、基準ピニオン７１、増速ピニオン７２及び共通回転軸７３は、増速ギア７を構成する。

【0022】

したがって、直交方向スライド機構４の搬送方向のスライド時には、フォーク２が搬送方向に複数倍のストローク（搬送方向ストロークＣ）をもってスライドすることになる。フォーク２は、直交方向スライド機構４の直交方向のスライドにより、直交方向に直交方向ストロークＢ分、スライドする。この結果、フォーク２は、三角カム３の回転により、長辺が搬送方向となる長方形の軌道をもって移動する。フォーク２の櫛歯２２の間隔は、ケースＣＡの幅とほぼ同じであり、櫛歯２２間でケースＣＡを保持することによりワークＷを保持する。

【0023】

位置Ｐ０，Ｐ１のケースＣＡは、フォーク２の長方形軌道のうち、直交方向スライド機構４のＹ方向へのスライドにより保持され、フォークスライド機構８のＸ方向へのスライドにより、保持されたケースＣＡ内のワークＷをＸ方向に搬送する。例えば、位置Ｐ０のケースＣＡは、ワークＷとともに位置Ｐ１に搬送され、位置Ｐ１のケースＣＡは、ワークＷとともに位置Ｐ２に搬送される。その後、直交方向スライド機構４の－Ｙ方向へのスライドにより、ケースＣＡの保持が解除され、フォーク２は、フォークスライド機構８の－Ｘ方向へのスライドにより、ケースＣＡの保持前のもとの位置に復帰する。このフォーク２の時計回りの長方形軌道が繰り返されることにより、ケースＣＡ内のワークＷが順次Ｘ方向に搬送される。そして、位置Ｐ２に到達したケースＣＡは、チルト機構９により傾動され、この位置Ｐ２でワークＷが掃き出される排出動作が行われる。

【0024】

＜チルト機構＞
チルト機構９は、位置Ｐ２に配置され、フォーク２、フォークスライド機構８、及び、直交方向スライド機構４の動作をもとに、搬送方向に並行する軸９３を中心に回動してケースＣＡを傾動させてワークＷを掃き出す。

【0025】

チルト機構９は、一端がフォーク本体２１に係合する係合部材９２を有する。係合部材９２は、－Ｙ方向の端部に形成された案内部を介して、フォーク本体２１に係合し、フォーク本体２１の搬送方向のスライドを許容し、直交方向のみのスライドがフォーク本体２１のスライドに規制される。すなわち、係合部材９２は、直交方向スライド機構４の－Ｙ方向のスライドに伴うフォーク２の－Ｙ方向のスライドに同期して－Ｙ方向にスライドされ、直交方向スライド機構４の＋Ｙ方向のスライドに伴うフォーク２の＋Ｙ方向のスライドに同期して＋Ｙ方向にスライドされる。なお、係合部材９２は、ガイド１０２によって直交方向のスライドが案内される。また、係合部材９２は、搬送方向にはスライドしない。

【0026】

＜チルト機構の詳細＞
図３は、チルト機構９の構成を示す平面図である。また、図４は、チルト機構９の構成を示す右側面図である。図３及び図４に示すように、チルト機構９は、傾動部９１及び係合部材９２を有する。上記のように、係合部材９２は、±Ｙ方向にスライドする。係合部材９２が－Ｙ方向にスライドすると、軸９３を中心に、傾動部９１が回転し、－Ｚ方向に傾動する。この傾動動作前に、傾動部９１は、位置Ｐ２のケースＣＡを保持し、傾動動作後にケースＣＡ内のワークＷが排出される。この際、傾動部９１は、カム機構９４により係合部材９２にリンクされている。一方、係合部材９２が＋Ｙ方向にスライドすると、軸９３を中心に、傾動部９１が逆回転し、傾動前の状態に戻る。

【0027】

チルト機構９は、直交方向スライド機構４のスライドとフォーク２のスライドとによって、この一連の動作を繰り返す。なお、チルト機構９は、フォーク２のスライドによって傾動部９１がケースＣＡの保持位置に復帰するようにしていたが、フォーク２のスライドではなく、収縮バネあるいは伸長バネなどの復元力を用いてもよい。また、カム機構９４に替えてリンク機構により傾動動作を行うようにしてもよい。

【0028】

＜一連のワーク搬送排出動作＞
図５～図９は、ワーク搬送装置１の一連のワーク搬送排出動作を説明する説明図である。図５は、ワークＷの排出直後の状態を示す図である。図６は、ワークＷを含むケースＣＡがフォーク２に保持された状態を示す図である。図７は、フォーク２に保持されたケースＣＡを搬送方向に搬送した状態を示す図である。図８は、ケースＣＡの搬送後におけるチルト機構９による傾動動作中の状態を示す図である。図９は、ケースＣＡの傾動動作後の状態を示す図である。

【0029】

まず、図５に示す初期状態では、すでに１回のワーク搬送排出動作が終了し、位置Ｐ０のケースＣＡ内のワークＷが位置Ｐ１に搬送され、次の搬送すべきワークＷを含むケースＣＡが位置Ｐ０に配置されている。この状態で、三角カム３がカム軸３０を中心に時計回りに回転すると、直交方向スライド機構４が＋Ｙ方向にスライドし、これに伴ってフォーク２が＋Ｙ方向にスライドする。そして、フォーク２の櫛歯２２が位置Ｐ０，Ｐ１のケースＣＡを保持する（図６参照）。

【0030】

図６において、三角カム３がさらにカム軸３０を中心に時計回りに回転すると、直交方向スライド機構４が＋Ｘ方向にスライドし、これに伴って搬送方向スライド機構５が＋Ｘ方向にスライドする。この搬送方向スライド機構５のスライドは、増速ギア７を介して３倍のストロークでフォーク２を＋Ｘ方向にスライドさせ、位置Ｐ１のワークＷを含むケースＣＡを位置Ｐ２に搬送するとともに、位置Ｐ０のワークＷを含むケースＣＡを位置Ｐ１に搬送する（図７参照）。

【0031】

図７において、直交方向スライド機構４の搬送方向側の端部は、チルト機構９の係合部材９２に係合しており、三角カム３がさらにカム軸３０を中心に時計回りに回転すると、直交方向スライド機構４が－Ｙ方向にスライドし、フォーク本体２１も直交方向スライド機構４に同期して－Ｙ方向にスライドする。係合部材９２はフォーク本体２１に係合しており、係合部材９２はフォーク本体２１の－Ｙ方向のスライドに同期して－Ｙ方向にスライドし、傾動部９１を傾動する（図８参照）。このフォーク本体２１の－Ｙ方向へのスライドによって、フォーク２による位置Ｐ１，Ｐ０のケースＣＡに対する保持が解除される。そして、位置Ｐ１，Ｐ０のワークＷは、それぞれ位置Ｐ１，Ｐ０に停止した状態となる（図８参照）。このとき直交方向スライド機構４は搬送方向にスライドしていない。

【0032】

そして、図９に示すように、三角カム３がさらにカム軸３０を中心に時計回りに回転してチルト機構９の傾動が完了すると、ケースＣＡ内のワークＷはケースＣＡから排出される。このとき、次に搬送すべきワークＷを含むケースＣＡが位置Ｐ０に配置される。この図９の状態において、さらに三角カム３がカム軸３０を中心に時計回りに回転すると、直交方向スライド機構４は、－Ｘ方向にスライドし、これに伴って搬送方向スライド機構５は、－Ｘ方向にスライドし、増速ギア７を介して３倍のストロークでフォーク２を－Ｘ方向にスライドさせて初期状態、すなわち、チルト機構９によってワークＷが排出された状態となる（図５参照）。

【0033】

この図５～図９の一連のワーク搬送排出動作を繰り返すことによって、１回のワーク搬送排出動作ごとに、ワークＷを含むケースＣＡが搬送方向に搬送され、チルト機構９の傾動によってケースＣＡ内のワークＷが排出される。

【0034】

本実施の形態では、一連のワーク搬送排出動作、すなわちワークＷの搬送動作と、チルト機構によるワークＷの排出動作とを、１つの動力源６による三角カム３の等速回転のみによって行うことができるため、搬送動作と排出動作との同期制御が不要となり、構成が簡易なものとなる。

【0035】

なお、上記の実施の形態では、フォーク２がケースＣＡを介してワークＷを保持して搬送するようにしていたが、これに限らず、フォーク２が直接ワークＷを保持するようにしてもよい。本実施の形態では、ワークＷが球状であり、保持しにくいため、ケースＣＡを介して保持するようにしている。

【0036】

また、上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

【産業上の利用可能性】

【0037】

本発明のワーク搬送装置は、１つの動力源を用いてワークの搬送動作とチルト機構によるワークの排出動作とを行う場合に有用である。

【符号の説明】

【0038】

１ ワーク搬送装置
２ フォーク
３ 三角カム
４ 直交方向スライド機構
５ 搬送方向スライド機構
６ 動力源
７ 増速ギア
８ フォークスライド機構
９ チルト機構
２１ フォーク本体
２２ 櫛歯
３０ カム軸
５１ 基準ラック
６１，６２，９３ 軸
６３，６４ ギア機構
７１ 基準ピニオン
７２ 増速ピニオン
７３ 共通回転軸
８１ 増速ラック
９１ 傾動部
９２ 係合部材
９４ カム機構
１００ 搬送板
１０１，１０２ ガイド
Ａ，Ｃ 搬送方向ストローク
Ｂ 直交方向ストローク
ＣＡ ケース
Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２ 位置
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】