特開 2023-165474 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】P2023165474

(43)【公開日】2023-11-16

(54)【発明の名称】ワーク搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 54/02 20060101AFI20231109BHJP

   B23Q 7/03 20060101ALI20231109BHJP

   B65G 47/86 20060101ALI20231109BHJP

   H02K 41/02 20060101ALI20231109BHJP

【ＦＩ】

B65G54/02

B23Q7/03 B

B65G47/86 Z

H02K41/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022076508

(22)【出願日】2022-05-06

(71)【出願人】

【識別番号】390029090

【氏名又は名称】靜甲株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117190

【弁理士】

【氏名又は名称】前野 房枝

(72)【発明者】

【氏名】鍋田 豊

(72)【発明者】

【氏名】藤田 悟司

(72)【発明者】

【氏名】村岡 英明

【テーマコード（参考）】

3C033

3F021

3F072

5H641

【Ｆターム（参考）】

3C033GG03

3F021BA02

3F021CA06

3F021DA04

3F021DA07

3F072AA07

3F072GC04

3F072GG10

3F072GG18

3F072KC01

3F072KC06

3F072KC09

3F072KC16

3F072KC17

3F072KC18

5H641GG02

5H641HH03

(57)【要約】

【課題】
無端状の走行軌道を有するリニア搬送装置においてワークを安定して搬送することができ、移動子の数を削減し、かつ、搬送されるワークの間隔を狭くして、搬送の効率化と装置の省スペース化を図ることができ、コスト削減も叶えることができるワーク搬送装置を提供する。
【解決手段】
移動子３は、ワークを保持する一対のグリッパ６からなるグリッパ機構５を備えた保持用移動子３Ａ、あるいは、前記一対のグリッパ６を開閉させる為の開閉用移動子３Ｂのいずれかとして形成し、一基の開閉用移動子３Ｂと１乃至複数基の保持用移動子３Ａの各グリッパ機構５とを連結させる連結機構７によって、開閉用移動子３Ｂと一乃至複数基の保持用移動子３Ａを一群のシャトル８として構成し、隣位の保持用移動子３Ａとの間隙を調整する開閉用移動子３Ｂの位置制御によって各グリッパ機構５のグリッパ６を開閉自在に構成する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

リニアモータの固定子が配列された無端状の走行軌道と、前記走行軌道上において移動と停止を個別に制御可能とされた複数の移動子とを備え、前記走行軌道内にワークの受取位置から搬出位置までのワーク搬送経路が設けられるワーク搬送装置であって、
前記各移動子は、ワークを保持するグリッパを有するグリッパ機構を備えた保持用移動子、あるいは、前記グリッパを開閉させる為の開閉用移動子のいずれかとして形成され、一基の前記開閉用移動子と一乃至複数基の前記保持用移動子が、一基の前記開閉用移動子と１乃至複数基の前記保持用移動子の各グリッパ機構との隣位するもの同士を順次連結させる１乃至複数の連結機構によって一群のシャトルとして構成されており、前記各グリッパ機構のグリッパは、隣位の保持用移動子との間隙を調整する前記開閉用移動子の位置制御によって開閉自在に構成されていることを特徴とするワーク搬送装置。

【請求項2】

前記各グリッパ機構は、固定側爪部材と回動支点を以て開閉動作可能に配設された可動側爪部材との二種の爪部材を備え、前記可動側爪部材には前記連結機構が連接され、前記開閉用移動子と隣位する保持用移動子との間隙を調整する位置制御によって前記可動側爪部材が開閉動作可能に構成されてい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】

前記シャトルには、前記グリッパ機構を備えており、少なくとも一基の移動子に支持され、かつ、前記連結機構によりグリッパ機構の前記一対のグリッパを開閉可能に連結されて移動する 連結グリッパが含まれていることを特徴とする請求項１または請求項２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、リニア搬送システムを用いたワーク搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、リニア搬送システムを用い、ワークを隣り合う可動子（移動子）で挟持し、走行軌道を走行することにより、ワークを搬送する装置が提案されている。

【0003】

例えば、特許文献１に開示されたリニア搬送装置は、直線状と曲線状の走行軌道を有するリニア搬送装置においても、隣り合う可動子に設けられた保持部材の間隔を変化させず、物品を安全に搬送することを目的とする発明の装置であって、基台において、リニアモータの固定子および可動子と、可動子に設けられた物品の保持部材とを備え、保持部材は、可動子の固定子における走行軌道に対して径方向外側に所定距離離れた位置に設けられており、制御部は、可動子が固定子における曲線走行軌道を走行する際、隣り合う可動子の間隔を直前の直線走行軌道を走行しているときの間隔よりも狭くなるように制御する一方、可動子が固定子における直線走行軌道を走行する際、隣り合う可動子の間隔を直前の曲線走行軌道を走行しているときの間隔よりも広くなるように制御することにより、隣り合う可動子の保持部材の間隔を一定にするように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－９９３８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このように１つのワークを２つの可動子で把持しつつ走行軌道を搬送する場合、ワークの搬送のために多くの可動子が必要になり、そのため走行軌道も自ずと長く設定しなければならず、コストが嵩むという問題があった。

【0006】

本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、無端状の走行軌道を有するリニア搬送装置において、ワークを安定して搬送することができ、移動子の数を削減し、かつ、搬送されるワークの間隔（ピッチ）を狭くして、搬送の効率化と装置の省スペース化を図ることができ、コスト削減も叶える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】

前述した目的を達成するため、本発明は、リニアモータの固定子が配列された無端状の走行軌道と、前記走行軌道上において移動と停止を個別に制御可能とされた複数の移動子とを備え、前記走行軌道内にワークの受取位置から搬出位置までのワーク搬送経路が設けられるワーク搬送装置であって、前記各移動子は、ワークを保持するグリッパを有するグリッパ機構を備えた保持用移動子、あるいは、前記グリッパを開閉させる為の開閉用移動子のいずれかとして形成され、一基の前記開閉用移動子と一乃至複数基の前記保持用移動子が、一基の前記開閉用移動子と１乃至複数基の前記保持用移動子の各グリッパ機構との隣位するもの同士を順次連結させる１乃至複数の連結機構によって一群のシャトルとして構成されており、前記各グリッパ機構のグリッパは、隣位の保持用移動子との間隙を調整する前記開閉用移動子の位置制御によって開閉自在に構成されていることを特徴とする。

【0008】

具体的には、前記各グリッパ機構は、固定側爪部材と回動支点を以て開閉動作可能に配設された可動側爪部材との二種の爪部材を備え、前記可動側爪部材には前記連結機構が連接され、前記開閉用移動子と隣位する保持用移動子との間隙を調整する位置制御によって前記可動側爪部材が開閉動作可能に構成されていることを特徴とする。

【0009】

このように構成された本発明のワーク搬送装置は、前記開閉用移動子と隣位の保持用移動子との間隙を狭めたり、広げたりすることで、グリッパ機構の可動側爪部材を開閉動作させることができ、直線状と曲線状の走行軌道を一基の開閉用移動子と前記一乃至複数基の保持用移動子のグリッパ機構の間隔を変化させずに、グリッパ機構を閉状態として搬送することができる。

【0010】

また、前記シャトルには、前記グリッパ機構を備えており、少なくとも一基の移動子に支持され、かつ、前記連結機構によりグリッパ機構の前記一対のグリッパを開閉可能に連結されて移動する連結グリッパが含まれていることを特徴とする。

【0011】

このように構成された本発明のワーク搬送装置によれば、前述した１つのワークを２つの可動子で把持しつつ走行軌道を搬送する従来よりも少ない移動子の数でより多くのワークを搬送することが可能となり、省スペース化も図ることができる。また、搬送されるワークの間隔（ピッチ）を狭くすれば、搬送をさらに効率化できる。

【発明の効果】

【0012】

このように、本発明のワーク搬送装置は、無端状の走行軌道を有するリニア搬送装置においてワークを安定して搬送することができ、移動子の数を削減し、かつ、搬送されるワークの間隔（ピッチ）を狭くして、搬送の効率化と装置の省スペース化を図ることができ、コスト削減も叶えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明のワーク搬送装置の一実施形態の全体構成を説明する平面図

【図2】（Ａ）図１の実施形態のシャトルにおけるグリッパ機構の開状態を示す説明図、（Ｂ）図１の実施形態のシャトルにおけるグリッパ機構の閉状態を示す説明図、

【図3】図１の実施形態のシャトルにおける曲線部走行時の状態の部分説明図

【図4】図１の実施形態のシャトルとは異なる構成を示す例

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係るワーク搬送装置１の一実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。

【0015】

本実施形態のワーク搬送装置１は、公知の構成のリニア搬送装置を採用し、ワークとしての容器Ｂを、無端状の走行軌道のうち、直線状の走行軌道部分に設けられたワークの受取位置Ｐ１で保持し、そのまま曲線状の走行軌道を通過し、次に続いている直線状の走行軌道部分に設けられた搬出位置Ｐ２まで搬送し、その保持を解除することで、容器Ｂを次工程へ送り出すように構成されている（以下、前記走行軌道内の容器Ｂの受取位置Ｐ１から搬出位置Ｐ２までの範囲をワーク搬送経路４という）。

【0016】

具体的には、ワーク搬送装置１は、無端状の走行軌道２と、この走行軌道に沿って移動される複数の移動子３と、移動子３を走行軌道２に沿って移動させるリニアモータ（不図示）とを備えている。

【0017】

前記リニアモータは、それぞれの移動子３に固定される永久磁石（不図示）と、走行軌道２の長手方向に沿って等ピッチで配置された多数の電磁コイル（不図示）とを備え、前記各電磁コイルへの電流の供給と停止を制御部（不図示）で制御することにより、各移動子３は移動と停止を個別に制御可能とされている。

【0018】

本実施形態において、走行軌道２は、図１に示すように、平面視でオーバルのトラック形状に形成されており、容器Ｂの受取位置Ｐ１の近傍には、供給コンベヤ（不図示）上に供給される容器Ｂを把持して後述するグリッパ機構５に正立状態で受け渡す操作をするロボット（不図示）が配置されている。また、容器Ｂの搬出位置Ｐ２には搬送コンベア（不図示）が配置され、正立状態で搬送され、把持から開放される容器Ｂをそのまま搬送コンベア上に落下させて起立させ、次工程へ向けて搬送するように構成されている。

【0019】

前記各移動子３は、容器Ｂのネック部や胴部などの把持部を保持する一対のグリッパ６を有するグリッパ機構５を搭載した保持用移動子３Ａ、あるいは、前記一対のグリッパ６を機械的に開閉させる為の開閉用移動子３Ｂのいずれかとして形成されている。そして、一基の前記開閉用移動子３Ｂは連結機構７によって三基の保持用移動子３Ａの各グリッパ機構５と順次連結され、一群のシャトル８として構成されている。そして、本実施形態において連結機構７は、開閉用移動子３Ｂと隣位の保持用移動子３Ａとの間隙を調整する位置制御によって、各グリッパ機構５の一対のグリッパ６を開閉させるように作用する。

【0020】

本実施形態において、シャトル８は、図２に示すように、走行軌道２の走行方向側に配置された一基の開閉用移動子３Ｂと、それに続く三基の保持用移動子３Ａとの計４つの移動子３で構成されている（以下、説明の必要に応じ、保持用移動子３Ａは走行方向における並び順で第１保持用移動子３Ａａ、第２保持用移動子３Ａｂ並びに第３保持用移動子３Ａｃとして説明する）。

【0021】

各保持用移動子３Ａのグリッパ６は、移動子３に搭載された固定側爪部材６Ａと、その固定側爪部材６Ａの本体基部に回動支点９を以て回動自在に軸支された可動側爪部材６Ｂとの二種の爪部材とを一対として備えている。

【0022】

本実施形態において、固定側爪部材６Ａは、走行軌道２の走行方向後方側に容器Ｂの外形状に適合させたワーク保持部１０の凹みを走行方向（前方）へ指向させて配設され、可動側爪部材６Ｂは走行軌道２の走行方向前方側に容器Ｂの外形状に適合させたワーク保持部１０の凹みを反走行方向（後方）へ指向させて配設されている。可動側爪部材６Ｂが回動支点９で回動することにより固定側爪部材６Ａに対して接離し、近接した閉状態において容器Ｂを固定側爪部材６Ａと可動側爪部材６Ｂのそれぞれのワーク保持部１０の凹み内においてセンタリングした状態で安定的に保持するように構成されている。

【0023】

ここで、可動側爪部材６Ｂは、略クランク状のアーム部材とされ、その先端側にワーク保持部１０が形成されており、基端近傍の屈曲部を回動支点９として、固定側爪部材６Ａの本体基部に配設されている。そして、各可動側爪部材６Ｂのワーク保持部１０に対して回動支点９を挟んで反対側となる基端には、隣位する開閉用移動子３Ｂおよび／または保持用移動子３Ａの各グリッパ機構５同士を順次連結させる連結機構７としての長尺板状の連結バー７Ａの端部が固定されている。すなわち、本実施形態においては、開閉用移動子３Ｂには１本の連結バー７Ａの一端部がステーを介して固定されており、その連結バー７Ａの他端部は第１保持用移動子３Ａａの可動側爪部材６Ｂの基端に軸支されて配設されている。また、第１保持用移動子３Ａａと第２保持用移動子３Ａｂとの間、第２保持用移動子３Ａｂと第３保持用移動子３Ａｃとの間にも連結バー７Ａが、各々の端部を各保持用移動子３Ａの可動側爪部材６Ｂの基端において連結軸７ｂに軸支させて配設されている。連結軸７ｂは、各グリッパ機構５の可動側爪部材６Ｂの力点として作用する。

【0024】

連結機構７の複数本（具体的には３本）の連結バー７Ａは、連結軸７を以て連結され、一連となって動作する。よって、各グリッパ機構５は、走行軌道２に沿って並ぶ開閉用移動子３Ｂと後続の保持用移動子３Ａとの間隔、さらに言えば、第１保持用移動子３Ａａとの間隙を調整する位置制御により、可動側爪部材６Ｂに連接させた連結機構７を走行軌道２に沿って相対的にスライド移動させることができ、その結果、可動側爪部材６Ｂを回動支点９で回動させ、グリッパ６を開閉可能に構成されている。

【0025】

続いて、本実施形態のワーク搬送装置１の作用を説明する。

【0026】

本実施形態のワーク搬送装置１においては、走行軌道２上に複数のシャトル８を配設しておく。第１保持用移動子３Ａａ乃至第３保持用移動子３Ａｃの三基の保持用移動子３Ａを備えたシャトル８は、無端状の走行軌道２におけるワークの受取位置Ｐ１で一度に３つの容器Ｂを保持し、ワーク搬送経路４を搬送し、搬出位置Ｐ２においてその保持を解除することで、３つの容器Ｂを次工程へ送り出す。

【0027】

シャトル８はワーク搬送経路４を開閉用移動子３Ｂを先頭にして走行し、ワークの受取位置Ｐ１に至る。その際、ワークの受取位置Ｐ１においては、開閉用移動子３Ｂと第１保持用移動子３Ａａの間のピッチが詰まって狭くなるように、各移動子３の停止位置を制御する。

【0028】

つまり、図２の（Ａ）のように、開閉用移動子３Ｂと第１保持用移動子３Ａａの間のピッチが詰まると、開閉用移動子３Ｂに先端が接続されている連結機構７の連結バー７Ａが、第１保持用移動子３Ａａ乃至第３保持用移動子３Ａｃにおいては相対的に走行軌道２に沿って後方へスライド移動することで、グリッパ機構５の可動側爪部材６Ｂが回動支点９を以て回動し、可動側爪部材６Ｂのワーク保持部１０を固定側爪部材６Ａのワーク保持部１０から離間させて開状態となる。

【0029】

ワークの受取位置Ｐ１において両爪部材６Ａ，６Ｂのワーク保持部１０の凹み内に容器Ｂを位置させた後、図２の（Ｂ）のように、開閉用移動子３Ｂと第１保持用移動子３Ａａの間のピッチを広げるように、開閉用移動子３Ｂを走行軌道２に沿って進行方向へスライド移動させ、グリッパ機構５の可動側爪部材６Ｂを回動支点９を以て回動させ、可動側爪部材６Ｂのワーク保持部１０を固定側爪部材６Ａのワーク保持部１０に近接させる閉状態として、容器Ｂをセンタリングした状態でワーク保持部１０に保持する。

【0030】

そして、シャトル８を構成する開閉用移動子３Ｂと第１保持用移動子３Ａａ乃至第３保持用移動子３Ａｃを互いの位置を保持した状態でリニアの作用とその制御を以て走行させ、走行軌道２の曲線部を通過させて搬出位置Ｐ２にまで移動させる。

【0031】

このとき、本実施形態のワーク搬送装置１は、走行軌道２の曲線部において、図３に示すように、開閉用移動子３Ｂと第１保持用移動子３Ａａ乃至第３保持用移動子３Ａｃは、曲線部の曲率中心に近くなる走行軌道側は互いの距離間隔を連結バー７によって連結されている一定の寸法（ｘ）よりも縮め（ｘ－β）、前記曲率中心から離れるワーク保持部１０側は互いの距離間隔を広げる（ｘ＋θ）ようにして走行するが、連結機構７の連結バー７Ａが配設されている位置においては、常に一定の距離（ｘ）を維持することにより、ワーク保持部１０が緩んで容器Ｂを取り落とすことも無く、安定して搬送することができる。

【0032】

搬出位置Ｐ２においては、再び、開閉用移動子３Ｂと第１保持用移動子３Ａａの間のピッチが詰まって狭くなるように、各移動子３の停止位置を制御する。これにより、連結機構７の連結バー７Ａが第１保持用移動子３Ａａ乃至第３保持用移動子３Ａｃにおいては相対的に走行軌道２に沿って後方へスライド移動することで、グリッパ機構５の可動側爪部材６Ｂが回動支点９を以て回動し、可動側爪部材６Ｂのワーク保持部１０を固定側爪部材６Ａのワーク保持部１０から離間させて開状態とし、容器Ｂの把持を解除することができる。

【0033】

把持が解除された容器Ｂは、不図示の搬送コンベア上に起立状態で案内し、次工程へ向けて搬送する。また、容器Ｂの搬送を完了させたシャトル８は、再び、容器Ｂの受取位置Ｐ１へ向けて走行させる。

【0034】

このように、本実施形態のワーク搬送装置１であれば、安定した容器Ｂの搬送を実行でき、移動子の数を削減し、かつ、搬送されるワークの間隔（ピッチ）を狭くして、搬送の効率化と装置の省スペース化を図ることができ、コスト削減も叶えることができる。

【0035】

ここで、図４は、シャトル８の別の構成を示す説明図である。図４に示すシャトル８は、前記一群の移動子３からなるシャトル８の最後尾に連結グリッパ１２を備えて構成されている。連結グリッパ１２は、容器Ｂを保持する一対のグリッパ６からなるグリッパ機構５を備え、第３保持用移動子３Ａｃから支持部材１１によって、搬送対象の容器Ｂの配列間隔でグリッパ機構５が位置するように、片持ち支持されている。そして、前記連結機構７の連結バー７Ａにより、前述の実施形態のシャトル８と同様に、グリッパ機構５のグリッパ６を開閉可能に連結されている。すなわち、連結グリッパ１２は開閉用移動子３Ｂに直接的に搭載されてはおらず、互いに備えているグリッパ機構５を所定間隔に走行方向に並べるようにして、開閉用移動子３Ｂに支持されている。そして、保持用移動子３Ａ並びに開閉用移動子３Ｂと共に一群となってシャトル８を構成し、ワーク搬送経路４を移動する。

【0036】

このような構成のシャトル８を備えることで、従来よりも少ない移動子３の数でより多くの容器Ｂを搬送することが可能となり、省スペース化も図ることができる。また、搬送される容器Ｂの間隔（ピッチ）を狭くすれば、搬送をさらに効率化できる。

【0037】

なお、本発明のワーク搬送装置は前述した実施の形態に限定されるものではない。本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。

【0038】

グリッパ６の構成も、前述の二爪式に限定されず、固定側爪部材６Ａと可動側爪部材６Ｂとの位置関係も上述の実施形態に限るものではない。さらに言えば、グリッパ６は、例えば、２つの爪部材が共に回動して水平面において接離するような構成であってもよい。

【0039】

また、開閉用移動子３Ｂと保持用移動子３Ａの配列順も、上述の実施形態に限るものではない。要は、開閉用移動子３Ｂの保持用移動子３Ａに対する停止位置の制御により、連結機構７の連結バー７Ａをスライド移動させて、グリッパ６を機械的に開閉させる機構であればよく、無端状の走行軌道２において、特に曲線部でその曲率中心からの距離に応じ、隣位の移動子３間の距離寸法を調整可能に構成されている事が肝要となる。

【0040】

さらに、前述のシャトル８の連結グリッパ１２も、最後尾に配設する形態に限ることなく、例えば、前述の第２保持用移動子３Ａｂと第３保持用移動子３Ａｃとの間に、支持部材１１によって両側から支持する構成としてもよい。

【符号の説明】

【0041】

１ ワーク搬送装置
２ 走行軌道
３ 移動子
３Ａ 保持用移動子
３Ｂ 開閉用移動子
４ ワーク搬送経路
５ グリッパ機構
６ グリッパ
６Ａ 固定側爪部材
６Ｂ 可動側爪部材
７ 連結機構
７Ａ 連結バー
８ シャトル
９ 回動支点
１０ ワーク保持部
１１ 支持部材
１２ 連結グリッパ
Ｂ 容器（ワーク）
Ｐ１ （ワークの）受取位置
Ｐ２ （ワークの）搬出位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】