特許 7489856 ワーク搬送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-16

(45)【発行日】2024-05-24

(54)【発明の名称】ワーク搬送装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 43/05 20060101AFI20240517BHJP

   B21D 43/10 20060101ALI20240517BHJP

   B25J 11/00 20060101ALI20240517BHJP

   B21D 43/18 20060101ALN20240517BHJP

【ＦＩ】

B21D43/05 U

B21D43/10 C

B25J11/00 D

B21D43/18 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020133882

(22)【出願日】2020-08-06

(65)【公開番号】P2022030108

(43)【公開日】2022-02-18

【審査請求日】2023-07-05

(73)【特許権者】

【識別番号】394019082

【氏名又は名称】コマツ産機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】明石 秀利

【審査官】後藤 泰輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２３０９９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２９００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０６４４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０３００１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／００４６４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－０１８３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１１９６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ４３／０５

Ｂ２１Ｄ ４３／１０

Ｂ２５Ｊ １１／００

Ｂ２１Ｄ ４３／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレス機械でプレス加工されるワークの搬送を行うワーク搬送装置であって、
ベース部と、
前記ワークを保持する保持部と、
前記ベース部に支持され、前記ワークの搬送の方向である搬送方向と上下方向とによって規定される平面内で動作することにより前記ベース部に対する前記保持部の相対位置を変更するように構成されたパラレルメカニズムと、
前記ベース部に搭載された、前記パラレルメカニズムを駆動させるための駆動力を発生するアクチュエータと、を備え、
前記パラレルメカニズムは、互いに並列な第１アーム部と第２アーム部とを含み、
前記第１アーム部のねじり剛性が前記第２アーム部のねじり剛性よりも大きい、ワーク搬送装置。

【請求項2】

前記アクチュエータは、前記第１アーム部を前記ベース部に対して相対移動させる駆動力を前記第１アーム部に作用し、前記第１アーム部とは独立に前記第２アーム部を前記ベース部に対して相対移動させる駆動力を前記第２アーム部に作用する、請求項１に記載のワーク搬送装置。

【請求項3】

前記ベース部は、前記搬送方向に移動可能に構成されている、請求項１または請求項２に記載のワーク搬送装置。

【請求項4】

前記搬送方向に延び、前記ベース部を支持する案内レールをさらに備え、
前記ベース部は前記案内レールに沿って前記搬送方向に移動する、請求項３に記載のワーク搬送装置。

【請求項5】

前記プレス機械は、前記上下方向に移動する金型と、前記金型が装着されるスライドと、前記上下方向に延びる柱部と、前記スライドを前記上下方向に移動可能に前記柱部に取り付ける取付部とを有し、
前記案内レールは、前記取付部の下方に配置される、請求項４に記載のワーク搬送装置。

【請求項6】

前記案内レールは、前記プレス機械に固定されている、請求項５に記載のワーク搬送装置。

【請求項7】

前記案内レールは、前記平面に直交する方向から見て、前記スライドと重なる、請求項５に記載のワーク搬送装置。

【請求項8】

前記ベース部に搭載され、前記第１アーム部と前記第２アーム部との両方を上方に付勢する１つの付勢部材をさらに備える、請求項１に記載のワーク搬送装置。

【請求項9】

前記付勢部材はガススプリングである、請求項８に記載のワーク搬送装置。

【請求項10】

前記ガススプリングは、シリンダと、前記シリンダから突き出し前記ベース部に回転可能に連結されるロッドとを有し、
前記シリンダと前記第１アーム部とに連結され、長さが不変の第１連結部材と、前記シリンダと前記第２アーム部とに連結され、長さが不変の第２連結部材とをさらに備え、
前記ロッドは、前記シリンダから押し出される向きに付勢されている、請求項９に記載のワーク搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ワーク搬送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００５－２１１９６５号公報（特許文献１）には、プレス機間でワークを自動的に搬送する搬送ロボットが開示されている。

【0003】

上記文献に記載の搬送ロボットは、第１プレス機および第２プレス機の一側および他側にそれぞれ配置された一対の駆動部と、両プレス機間の空間に延び一対の駆動部を結ぶクロスバーとを含む。各駆動部は、両プレス機を結ぶ方向に延びた案内部材と、その上を走行可能な走行部材と、その一端が走行部材に支持され他端が両プレス機を結ぶ方向に揺動可能な揺動部材とを含む。クロスバーはその一端および他端が各揺動部材の他端に結合され、中間部にワークを保持する保持部を持つ。揺動部材は、その一端が走行部材に支持された第１揺動部材と、その一端が第１揺動部材の他端に支持された第２揺動部材とを含む。第２揺動部材を揺動させるモータは、第２揺動部材の一端に取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００５－２１１９６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記文献に記載の搬送ロボットでは、揺動部材にモータが設けられる構成であるため、ワークの搬送速度を上げるためにモータを大型化しても、揺動部材の重量が増大することから搬送速度を十分に上げることができない。

【0006】

本開示では、ワークの搬送速度を向上し生産性を高めることが可能な、ワーク搬送装置が提案される。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に従うと、プレス機械でプレス加工されるワークの搬送を行うワーク搬送装置が提案される。ワーク搬送装置は、ベース部と、ワークを保持する保持部と、パラレルメカニズムと、アクチュエータとを備えている。パラレルメカニズムは、ベース部に支持されている。パラレルメカニズムは、ワークの搬送の方向である搬送方向と上下方向とによって規定される平面内で動作することにより、ベース部に対する保持部の相対位置を変更するように、構成されている。アクチュエータは、パラレルメカニズムを駆動させるための駆動力を発生する。アクチュエータは、ベース部に搭載されている。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係るワーク搬送装置によれば、ワークの搬送速度を向上し生産性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】プレス機械の斜視図である。

【図2】プレスシステムの側面図である。

【図3】プレスシステムの平面図である。

【図4】ワーク搬送装置の斜視図である。

【図5】図４中に示される矢印Ｖ方向から見たワーク搬送装置の側面図である。

【図6】図４に示されるワーク搬送装置の、案内レールを除いた斜視図である。

【図7】搬送方向の最上流位置にクロスバーを配置した状態の、第１駆動装置の側面図である。

【図8】搬送方向の最下流位置にクロスバーを配置した状態の、第１駆動装置の側面図である。

【図9】動作軌跡に沿ったクロスバーの移動を示す第１の図である。

【図10】動作軌跡に沿ったクロスバーの移動を示す第２の図である。

【図11】動作軌跡に沿ったクロスバーの移動を示す第３の図である。

【図12】動作軌跡に沿ったクロスバーの移動を示す第４の図である。

【図13】動作軌跡に沿ったクロスバーの移動を示す第５の図である。

【図14】動作軌跡に沿ったクロスバーの移動を示す第６の図である。

【図15】実施例および比較例のガススプリングによるアーム部に作用するトルクについて示すグラフである。

【図16】第二実施形態の第１駆動装置の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明では、同一部品には、同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

【0011】

［第一実施形態］
図１は、実施形態に係るワーク搬送装置が適用される、ワークのプレス加工を行うプレス機械１０の斜視図である。プレス機械１０および後述するプレス機械２０を含むプレスシステムでプレス加工されるワークは、たとえば、自動車用の外装パネルである。図１に示されるように、プレス機械１０は、スライド１１と、ボルスタ１３と、アプライト１５とを主に備えている。

【0012】

アプライト１５は、柱状の部材である。４本のアプライト１５は、平面視において矩形の各頂点の位置に配置されている。４本のアプライト１５によって、図示しないクラウンが支持されている。クラウンは４本のアプライトの上に配置されている。アプライト１５は、実施形態の柱部に相当する。

【0013】

スライド１１は、４本のアプライト１５によって囲われるように配置されている。スライド１１は、アプライト１５の上のクラウンから吊り下げられ、クラウンに対して上下方向に移動可能とされている。スライド１１の下端部には、図１には図示しない上金型１２が、着脱可能に装着される。スライド１１は、４つのスライドアーム１６によって、上下方向に移動可能にアプライト１５に取り付けられている。スライドアーム１６は、実施形態の取付部に相当する。４つのスライドアーム１６によって、各々のアプライト１５に対するスライド１１の位置決めがなされている。スライドアーム１６は、アプライト１５に対して摺動可能である。

【0014】

図においては、ワークの搬送の方向である搬送方向Ｘと、アプライト１５の延びる方向でありスライド１１および上金型１２の移動方向である上下方向Ｚと、搬送方向Ｘに直交しかつ上下方向Ｚに直交する方向である左右方向Ｙとを、それぞれ両矢印で示している。

【0015】

ボルスタ１３は、４本のアプライト１５によって囲われるように配置されている。ボルスタ１３の上面には、図１には図示しない下金型１４が装着される。スライド１１が上下方向Ｚに移動することで、上金型１２がスライド１１と一体に上下方向Ｚに移動して、上金型１２は下金型１４に対して接近および離隔する。上金型１２と下金型１４との間でワークが挟まれて、ワークがプレス加工される。

【0016】

図２は、複数のプレス機械と、プレス機械間のワークの搬送を行うワーク搬送装置１００とを備える、プレスシステムの側面図である。図２には、プレスシステムに含まれる複数のプレス機械のうちの２台のプレス機械１０，２０と、プレス機械１０とプレス機械２０との間に設けられ、搬送方向Ｘにおける上流側のプレス機械１０から下流側のプレス機械２０へワークを搬送するワーク搬送装置１００とが図示されている。

【0017】

プレス機械１０とプレス機械２０とは、搬送方向Ｘに間隔を空けて並んで配置されている。プレス機械２０は、図１を参照して説明したプレス機械１０と同様の、スライド２１、上金型２２、ボルスタ２３、下金型２４、４本のアプライト２５、および４つのスライドアーム２６を備えている。

【0018】

ワーク搬送装置１００は、プレス機械１０の上金型１２および下金型１４と、プレス機械２０の上金型２２および下金型２４との間の、ワークの搬送を行う。プレス機械１０の上金型１２と下金型１４との間で挟まれてプレス加工されたワークが、プレス機械１０からプレス機械２０へ受け渡されて、次にプレス機械２０の上金型２２と下金型２４との間の間で挟まれてプレス加工される。プレス機械１０，２０を含む複数のプレス機械は、タンデムプレスラインを構成しており、ワークを順次加工する。

【0019】

図３は、図２に示されるプレスシステムの平面図である。なお図２には、図３中に示される矢印ＩＩ方向から見たプレスシステムの側面図が図示されている。

【0020】

ワーク搬送装置１００は、左右方向Ｙの一方側に配置された第１駆動装置１２０と、左右方向Ｙの他方側に配置された第２駆動装置１５０とを備えている。第１駆動装置１２０は、搬送方向Ｘに延びる案内レール１２１を有している。第２駆動装置１５０は、搬送方向Ｘに延びる案内レール１５１を有している。案内レール１２１，１５１は、移動不能に構成されている。案内レール１２１，１５１は、たとえばプレス機械１０，２０のアプライト１５，２５に固定されている。搬送方向Ｘにおける案内レール１２１，１５１の長さは、プレス機械１０，２０の間隔よりも大きい。

【0021】

図２を併せて参照して、案内レール１２１，１５１は、スライドアーム１６，２６の下方に配置されている。案内レール１２１，１５１は、上下方向に移動可能なスライドアーム１６，２６の可動範囲の下限位置よりも下方に配置されている。図３に示される平面視において、案内レール１２１，１５１は、スライドアーム１６，２６と重なっている。

【0022】

案内レール１２１，１５１は、プレス機械１０のアプライト１５を越えて延びている。案内レール１２１，１５１の搬送方向Ｘの上流端は、プレス機械１０のアプライト１５よりも搬送方向Ｘの上流側に位置する。プレス機械１０の内部に、案内レール１２１，１５１の一部分が配置されている。案内レール１２１，１５１は、プレス機械２０のアプライト２５を越えて延びている。案内レール１２１，１５１の搬送方向Ｘの下流端は、プレス機械２０のアプライト２５よりも搬送方向Ｘの下流側に位置する。プレス機械２０の内部に、案内レール１２１，１５１の一部分が配置されている。

【0023】

案内レール１２１，１５１は、プレス機械１０のスライド１１と、プレス機械２０のスライド２１とにわたって延びている。案内レール１２１，１５１は、プレス機械１０の上金型１２および下金型１４と、プレス機械２０の上金型２２および下金型２４との間にかけ渡されている。案内レール１２１，１５１は、搬送方向Ｘと上下方向Ｚとにより規定される平面に直交する方向から見て、すなわち左右方向Ｙ（図２においては紙面垂直方向）に見て、スライド１１，２１と重なっている。

【0024】

ワーク搬送装置１００は、クロスバー１８０をさらに備えている。クロスバー１８０は、左右方向Ｙに延びている。クロスバー１８０は、案内レール１２１，１５１の下方に、案内レール１２１，１５１からは離れて配置されている。クロスバー１８０は、第１駆動装置１２０により支持される一端と、第２駆動装置１５０により支持される他端とを有している。クロスバー１８０は、第１駆動装置１２０と第２駆動装置１５０との間にかけ渡されている。

【0025】

クロスバー１８０は、一端と他端との間の中間部において、ワークを保持する。クロスバー１８０は、実施形態の保持部に相当する。クロスバー１８０は、たとえば中間部に真空カップを有しており、真空を利用してワークを吸着することでワークを保持することができる。

【0026】

プレス機械１０でのワークのプレス加工が終了した後、クロスバー１８０が上金型１２と下金型１４との間に進入してワークを保持する。クロスバー１８０がワークを保持した状態で第１駆動装置１２０および第２駆動装置１５０がクロスバー１８０を所定の動作軌跡に沿って移動させることにより、プレス機械１０からプレス機械２０にワークが搬送される。プレス機械２０の上金型２２と下金型２４との間にクロスバー１８０が進入してワークの保持を解除することで、プレス機械２０にワークが引き渡される。

【0027】

図４は、ワーク搬送装置１００の斜視図である。図５は、図４中に示される矢印Ｖ方向から見たワーク搬送装置１００の側面図である。図６は、図４に示されるワーク搬送装置１００の、案内レール１２１，１５１を除いた斜視図である。

【0028】

第１駆動装置１２０は、ベース部１２２を有している。ベース部１２２は、案内レール１２１に支持されている。図４～６に示されるベース部１２２は、案内レール１２１の下面に取り付けられており、案内レール１２１から吊り下げられている。ベース部１２２は、案内レール１２１の上面に搭載されてもよく、案内レール１２１の側面に取り付けられてもよい。

【0029】

ベース部１２２は、案内レール１２１に沿って、ワークの搬送の方向である搬送方向Ｘに移動可能に構成されている。モータなどの図示しない駆動源からベース部１２２に走行駆動力が伝達されることにより、ベース部１２２は案内レール１２１に対して相対移動する。ベース部１２２は、案内レール１２１の一端と他端との間を往復移動する。

【0030】

ベース部１２２に走行駆動力を伝達する動力伝達装置は、ラックピニオン機構、タイミングベルト、またはボールスクリューを含んでもよい。ベース部１２２を移動させる駆動源は、リニアモータであってもよい。

【0031】

第１駆動装置１２０は、パラレルメカニズム１２３を有している。パラレルメカニズム１２３はベース部１２２に支持されている。パラレルメカニズム１２３は、互いに並列な第１アーム部１２４と第２アーム部１３２とを含んでいる。

【0032】

第１アーム部１２４は、レバー１２５と、リンク１２６とを有している。レバー１２５は、ベース部１２２に対して相対回転可能に、ベース部１２２に取り付けられている。レバー１２５は、ベース部１２２に取り付けられている基端と、基端と反対側の先端とを有している。リンク１２６は、レバー１２５に対して相対回転可能に、レバー１２５に取り付けられている。リンク１２６は、レバー１２５の先端に取り付けられている基端と、基端と反対側の先端とを有している。リンク１２６の先端に、クロスバー１８０が取り付けられている。クロスバー１８０は、パラレルメカニズム１２３の先端部分に支持されている。

【0033】

第２アーム部１３２は、レバー１３３と、リンク１３４とを有している。レバー１３３は、ベース部１２２に対して相対回転可能に、ベース部１２２に取り付けられている。レバー１３３は、ベース部１２２に取り付けられている基端と、基端と反対側の先端とを有している。リンク１３４は、レバー１３３に対して相対回転可能に、レバー１３３に取り付けられている。リンク１３４は、レバー１３３の先端に取り付けられている基端と、基端と反対側の先端とを有している。リンク１３４の先端は、リンク１２６の先端に、リンク１２６に対して相対回転可能に連結されている。リンク１３４の先端はクロスバー１８０に連結されておらず、リンク１２６に連結されている。リンク１３４の先端がクロスバー１８０に直接連結されていてもよい。

【0034】

第１アーム部１２４のレバー１２５およびリンク１２６と、第２アーム部１３２のレバー１３３およびリンク１３４とは、ベース部１２２からクロスバー１８０まで並列に連結された多関節のリンク機構を構成している。パラレルメカニズム１２３は、並列の２本の第１アーム部１２４および第２アーム部１３２を介して、１本のクロスバー１８０を移動させる。

【0035】

第１アーム部１２４のレバー１２５は、第２アーム部１３２のレバー１３３よりも厚みが大きく形成されている。第１アーム部１２４のリンク１２６は、第２アーム部１３２のリンク１３４よりも径が大きく形成されている。これにより、第１アーム部１２４のねじり剛性が、第２アーム部１３２のねじり剛性よりも大きくされている。

【0036】

ベース部１２２には、アクチュエータが搭載されている。アクチュエータは、モータ１２８と、モータ１３６とを含む。アクチュエータは、パラレルメカニズム１２３を駆動させるための駆動力を発生する。

【0037】

モータ１２８，１３６は、ベース部１２２に搭載されており、第１アーム部１２４および第２アーム部１３２とはベース部１２２の反対側に配置されている。モータ１２８と第１アーム部１２４との間にベース部１２２が位置し、モータ１３６と第２アーム部１３２との間にベース部１２２が位置する。モータ１２８，１３６の重量は、ベース部１２２を介して、案内レール１２１によって支えられている。モータ１２８の重量は第１アーム部１２４に作用せず、モータ１３６の重量は第２アーム部１３２に作用しない。

【0038】

モータ１２８は、第１アーム部１２４をベース部１２２に対して相対移動させる駆動力を、第１アーム部１２４に作用する。モータ１２８の発生する駆動力は、図示しない減速機によって回転数が低減されトルクが増大された後に、第１アーム部１２４に伝達される。モータ１３６は、第１アーム部１２４とは独立に第２アーム部１３２をベース部１２２に対して相対移動させる駆動力を、第２アーム部１３２に作用する。モータ１３６の発生する駆動力は、図示しない減速機によって回転数が低減されトルクが増大された後に、第２アーム部１３２に伝達される。

【0039】

モータ１２８，１３６は、パラレルメカニズム１２３を駆動させるための駆動力を発生するアクチュエータであり、ベース部１２２に搭載されている。パラレルメカニズム１２３を駆動させるための駆動力を発生するアクチュエータは、第１アーム部１２４および第２アーム部１３２には搭載されていない。

【0040】

パラレルメカニズム１２３は、モータ１２８，１３６の駆動力を受けて、搬送方向Ｘと上下方向Ｚとによって規定される平面内で動作可能である。パラレルメカニズム１２３を構成する第１アーム部１２４と第２アーム部１３２とは、図５においては紙面と平行に移動する。パラレルメカニズム１２３が動作することにより、リンク１２６の先端に取り付けられているクロスバー１８０の、ベース部１２２に対する相対位置が変更される。

【0041】

第１駆動装置１２０は、１つのガススプリング１４１を有している。ガススプリング１４１は、ベース部１２２に搭載されている。

【0042】

具体的には、ガススプリング１４１は、シリンダ１４２と、ロッド１４３とを有している。シリンダ１４２の内部に密閉空間が形成されており、この密閉空間には高圧ガスが封入されている。ロッド１４３の一方の端部は、シリンダ１４２の密閉空間内に配置されているピストンに連結されており、ロッド１４３の他方の端部は、シリンダ１４２から突き出しシリンダ１４２の外部に配置されている。ロッド１４３の他方の端部は、ベース部１２２に回転可能に連結されている。

【0043】

ガススプリング１４１のシリンダ１４２には、第１連結部材１４６と、第２連結部材１４７とが連結されている。第１連結部材１４６は、第１アーム部１２４のレバー１２５に連結されている。第２連結部材１４７は、第２アーム部１３２のレバー１３３に連結されている。第１連結部材１４６と第２連結部材１４７とは、長さが不変の剛体として形成されている。

【0044】

シリンダ１４２は、ロッド１４３がシリンダ１４２から突き出る一方の端部と、他方の端部とを有しており、第１連結部材１４６と第２連結部材１４７とはシリンダ１４２の他方の端部に連結されている。ガススプリング１４１は、全体として、ベース部１２２に取り付けられている一端１４４と、第１連結部材１４６および第２連結部材１４７が連結されている他端１４５とを有している。

【0045】

ロッド１４３は、シリンダ１４２内の高圧ガスによって、シリンダ１４２から押し出される方向に付勢されている。ガススプリング１４１は、全体として、一端１４４から他端１４５までの長さを大きくする方向に付勢されている。他端１４５がベース部１２２から離れる方向にガススプリング１４１が付勢されることで、他端１４５に連結されている第１連結部材１４６および第２連結部材１４７が上方に付勢される。これに伴い、第１連結部材１４６に連結されているレバー１２５と、第２連結部材１４７に連結されているレバー１３３とが、上方に付勢される。ガススプリング１４１は、第１アーム部１２４と第２アーム部１３２との両方を上方に付勢する、付勢部材としての機能を有している。

【0046】

第２駆動装置１５０は、第１駆動装置１２０と同じ構成を有しており、第１駆動装置１２０を１８０°反転させた配置とされている。図４，６に示されるように、第２駆動装置１５０の各構成には、対応する第１駆動装置１２０の構成に付された参照番号に３０を加えた参照番号が付されている。第２駆動装置１５０の構成の詳細な説明は、第１駆動装置１２０の説明と重複するため、省略する。

【0047】

クロスバー１８０は、ベース部１２２，１５２の案内レール１２１，１５１に対する搬送方向Ｘの相対往復移動と、パラレルメカニズム１２３，１５３によるベース部１２２，１５２に対するクロスバー１８０の移動との合成運動によって、一定の動作軌跡に沿って移動する。

【0048】

図７は、搬送方向Ｘの最上流位置にクロスバー１８０を配置した状態の、第１駆動装置１２０の側面図である。ベース部１２２が案内レール１２１に沿って搬送方向Ｘの最上流位置にまで移動し、その位置で第１アーム部１２４のレバー１２５を図７中の時計回り方向に移動させるようにモータ１２８を駆動させ、第２アーム部１３２のレバー１３３を図７中の時計回り方向に移動させるようにモータ１３６を駆動させる。これにより、クロスバー１８０が、図７に示されるように搬送方向Ｘの最上流位置に配置される。

【0049】

このときクロスバー１８０は、プレス機械１０の上金型１２と下金型１４との間に進入している。プレス機械１０でプレス加工された後のワークを、クロスバー１８０が真空カップ等を用いて保持することで、ワーク搬送装置１００は、プレス機械１０からワークを搬出することができる。

【0050】

図８は、搬送方向Ｘの最下流位置にクロスバー１８０を配置した状態の、第１駆動装置１２０の側面図である。ベース部１２２が案内レール１２１に沿って搬送方向Ｘの最下流位置にまで移動し、その位置で第１アーム部１２４のレバー１２５を図８中の反時計回り方向に移動させるようにモータ１２８を駆動させ、第２アーム部１３２のレバー１３３を図８中の反時計回り方向に移動させるようにモータ１３６を駆動させる。これにより、クロスバー１８０が、図８に示されるように搬送方向Ｘの最下流位置に配置される。

【0051】

このときクロスバー１８０は、プレス機械２０の上金型２２と下金型２４との間に進入している。この位置でクロスバー１８０によるワークの保持を解除することで、ワーク搬送装置１００によって搬送されたワークが、プレス機械２０に搬入される。これにより、プレス機械２０がワークの次のプレス加工を行うことが可能になる。

【0052】

図９～図１４は、所定の動作軌跡Ｔに沿ったクロスバー１８０の移動を示す図である。図９～図１４には、図７，８と同様の側面視した第１駆動装置１２０の、案内レール１２１と、第１アーム部１２４および第２アーム部１３２とが、模式的に図示されている。なお図９には、図７に示される第１アーム部１２４および第２アーム部１３２の配置が模式的に示されており、図１３には、図８に示される第１アーム部１２４および第２アーム部１３２の配置が模式的に図示されている。

【0053】

図９～図１４に示される点Ｐ１は、ベース部１２２とレバー１２５との連結点を示し、レバー１２５のベース部１２２に対する回転中心を示す。点Ｐ２は、レバー１２５とリンク１２６との連結点を示し、リンク１２６のレバー１２５に対する回転中心を示す。点Ｐ３は、レバー１２５とクロスバー１８０との連結点を示す。点Ｐ４は、ベース部１２２とレバー１３３との連結点を示し、レバー１３３のベース部１２２に対する回転中心を示す。点Ｐ５は、レバー１３３とリンク１３４との連結点を示し、リンク１３４のレバー１３３に対する回転中心を示す。点Ｐ６は、リンク１２６とリンク１３４との連結点を示す。図９～図１４中に二点鎖線で示される動作軌跡Ｔは、ベース部１２２およびパラレルメカニズム１２３によるクロスバー１８０の移動の軌跡を示す。

【0054】

クロスバー１８０を図９に示される搬送方向Ｘの最上流位置に移動させて、プレス機械１０で加工が終了したワークを、クロスバー１８０で保持する。図１０に示されるように、ベース部１２２を搬送方向Ｘの下流側へ移動させ、レバー１２５を図中の反時計回り方向に移動させ、レバー１３３を図中の時計回り方向に移動させることで、クロスバー１８０に保持されたワークが持ち上げられて、プレス機械１０から取り出される。

【0055】

図１１，１２に示されるように、ベース部１２２を搬送方向Ｘの下流側へ移動させ、レバー１２５を図中の反時計回り方向に移動させ、レバー１３３を図中の反時計回り方向に移動させることで、クロスバー１８０に保持された状態のワークがプレス機械２０に向かって搬送される。クロスバー１８０を図１３に示される搬送方向Ｘの最下流位置に移動させ、レバー１２５およびレバー１３３を図中の時計回り方向に移動させてクロスバー１８０によるワークの保持を解除することで、ワークがプレス機械２０の下金型２４に置かれる。

【0056】

プレス機械２０にワークを搬入後、図１４に示されるように、ベース部１２２を搬送方向Ｘの上流側へ移動させ、レバー１２５を図中の時計回り方向に移動させ、レバー１３３を図中の時計回り方向に移動させることで、次のワークの搬送のためにクロスバー１８０が搬送方向Ｘの上流側へと移動する。

【0057】

上述した説明と一部重複する記載もあるが、本実施形態の特徴的な構成および作用効果についてまとめて記載すると、以下の通りである。

【0058】

実施形態のワーク搬送装置１００は、図５に示されるように、ベース部１２２と、パラレルメカニズム１２３とを備えている。パラレルメカニズム１２３は、ベース部１２２に支持されている。パラレルメカニズム１２３は、搬送方向Ｘと上下方向Ｚとにより規定される平面内で動作することにより、ベース部１２２に対するクロスバー１８０の相対位置を変更するように構成されている。ワーク搬送装置１００はさらに、図６に示されるように、モータ１２８，１３６を備えている。モータ１２８，１３６は、ベース部１２２に搭載されている。モータ１２８，１３６は、パラレルメカニズム１２３を駆動させるための駆動力を発生する。

【0059】

クロスバー１８０を移動させるための機構としてパラレルメカニズム１２３を利用することで、パラレルメカニズム１２３を駆動させるためのモータ１２８，１３６を、ベース部１２２に搭載することが可能になる。モータ１２８，１３６がベース部１２２によって支えられ、モータ１２８，１３６の重量がパラレルメカニズム１２３の第１アーム部１２４および第２アーム部１３２に作用しない構成とされている。モータ１２８，１３６によって駆動されるパラレルメカニズム１２３の重量増大が回避されており、パラレルメカニズム１２３を容易に駆動させることが可能とされている。したがって、パラレルメカニズム１２３の先端のクロスバー１８０に保持されたワークの搬送速度を向上することができ、プレス機械１０，２０の生産性を高めることができる。

【0060】

図５に示されるように、パラレルメカニズム１２３は、互いに並列な第１アーム部１２４と第２アーム部１３２とを含んでいる。図７，８に示されるように、モータ１２８は、第１アーム部１２４をベース部１２２に対して相対移動させる駆動力を、第１アーム部１２４に作用する。モータ１３６は、第２アーム部１３２をベース部１２２に対して相対移動させる駆動力を、第２アーム部１３２に作用する。これにより、ベース部１２２に搭載されたモータ１２８で第１アーム部１２４を駆動させることができ、ベース部１２２に搭載されたモータ１３６で第２アーム部１３２を駆動させることができる。

【0061】

図５に示されるように、第１アーム部１２４のねじり剛性が、第２アーム部１３２のねじり剛性よりも大きくされている。このようにすれば、パラレルメカニズム１２３の必要なねじり剛性を確保でき、かつ、第１アーム部１２４のねじり剛性と第２アーム部１３２のねじり剛性とを等しくするよりも、パラレルメカニズム１２３全体としての重量を低減でき、コストを低減できる。したがって、パラレルメカニズム１２３の適正化を達成することができる。

【0062】

図７，８に示されるように、ベース部１２２は、搬送方向Ｘに移動可能に構成されている。ベース部１２２が搬送方向Ｘに移動できない構成の場合、金型間でのワークの搬送を実現するには、パラレルメカニズム１２３の第１アーム部１２４および第２アーム部１３２を長く伸ばすことが必要となる。ベース部１２２が移動可能であることで、ベース部１２２に支持されているパラレルメカニズム１２３が、全体として搬送方向Ｘに移動可能とされている。パラレルメカニズム１２３の第１アーム部１２４および第２アーム部１３２の長さを短くしても、プレス機械１０の金型１２，１４とプレス機械２０の金型２２，２４との間でワークを搬送することが可能になる。

【0063】

第１アーム部１２４および第２アーム部１３２の長さを短くすることで、第１アーム部１２４および第２アーム部１３２のねじり剛性が高められ、クロスバー１８０の振動を低減できる。ワーク搬送装置１００を小型化できるので、コストの低減を実現できる。ワーク搬送装置１００とプレス機械１０，２０との干渉を容易に回避することができ、プレスシステムの信頼性を向上することができる。さらに、既存のプレスシステムのワーク搬送装置を更新するレトロフィットに適したワーク搬送装置１００を実現することができる。

【0064】

図７，８に示されるように、ベース部１２２は、搬送方向Ｘに延びる案内レール１２１に沿って、搬送方向Ｘに移動する。ベース部１２２の移動の間、ベース部１２２に搭載されたモータ１２８，１３６の重量が案内レール１２１によって支えられることにより、モータ１２８，１３６の重量がパラレルメカニズム１２３に作用しない構成を確実に実現することができる。

【0065】

図２，３に示されるように、案内レール１２１は、スライドアーム１６，２６の下方に配置されている。ワーク搬送装置１００とプレス機械１０，２０との干渉が確実に回避されることで、プレス機械１０，２０によるプレス加工の生産性を確保することが可能になる。

【0066】

図２に示されるように、案内レール１２１は、左右方向Ｙに見て、スライド１１，２１と重なっている。案内レール１２１に沿ったベース部１２２の搬送方向Ｘの移動距離がより大きくなることで、パラレルメカニズム１２３の第１アーム部１２４および第２アーム部１３２の長さをより短くすることができる。したがって、ワーク搬送装置１００をより小型化することができる。

【0067】

図５に示されるように、ベース部１２２に搭載された１つのガススプリング１４１が、第１アーム部１２４と第２アーム部１３２との両方を上方に付勢している。

【0068】

図１５は、実施例および比較例のガススプリングによるアーム部に作用するトルクについて示すグラフである。図１５に示されるグラフの横軸は、第１アーム部１２４のレバー１２５の角度を示す。レバー１２５の延在方向が上下方向Ｚの下方向に一致するときを角度０°とし、側方視したレバー１２５が下方向から図中の反時計回り方向に移動した範囲を正の角度範囲とする。図１５に示されるグラフの縦軸のバランストルクとは、レバー１２５に作用する、レバー１２５を上方へ付勢するトルクの大きさを示す。バランストルクが大きいほど、ガススプリングの、レバー１２５を上方へ持ち上げるカウンタバランサとしての機能が大きいことになる。

【0069】

図１５中に実線で示す実施例は、１つのガススプリング１４１が第１アーム部１２４と第２アーム部１３２との両方を上方に付勢する、実施形態の構成を示す。図１５中に破線で示す比較例は、第１アーム部１２４を上方に付勢するガススプリングと、第２アーム部１３２を上方に付勢するガススプリングとを、別々に設ける例を示す。

【0070】

図１５に示されるように、実施例では、角度範囲の全域に亘って、一定以上の大きさのトルクを発生することができている。全体として、比較例よりも実施例のほうがバランストルクが大きくなっている。比較例では、バランストルクがマイナスになる角度範囲があり、カウンタバランサとして機能しない場合がある。したがって、比較例よりも実施例が、カウンタバランサとしてより優れている。

【0071】

パラレルメカニズム１２３を構成する第１アーム部１２４と第２アーム部１３２との両方を１つのガススプリング１４１が上方に付勢する構成とすることで、必要なガススプリング１４１のストロークを小さくできる。ガススプリング１４１を小型化するか、または、ガススプリング１４１のストロークを従来と同じにしてより離れた位置に支点を位置させることでトルクを増大させることが可能になる。

【0072】

ガススプリング１４１の使用条件が緩和されるので、ガススプリング１４１を長寿命化し、または小型化することができる。モータ１２８，１３６の負荷が低減され、より緩和された条件でモータ１２８，１３６を運転できるので、モータ１２８，１３６を長寿命化し、または小型化することができる。第１アーム部１２４および第２アーム部１３２を持ち上げる効果で、減速機に作用する第１アーム部１２４および第２アーム部１３２の自重を小さくできるので、減速機を長寿命化し、または小型化することができる。

【0073】

図５に示されるように、ガススプリング１４１は、シリンダ１４２と、シリンダ１４２から突き出るロッド１４３とを有している。ロッド１４３はベース部１２２に回転可能に連結されている。第１連結部材１４６は、シリンダ１４２と第１アーム部１２４とに連結されている。第２連結部材１４７は、シリンダ１４２と第２アーム部１３２とに連結されている。ロッド１４３は、シリンダ１４２から押し出される向きに付勢されている。このようにすれば、第１連結部材１４６および第２連結部材１４７を介して、第１アーム部１２４および第２アーム部１３２に上方へ持ち上がる向きの力を確実に作用することができる。

【0074】

第１アーム部１２４および第２アーム部１３２を上方に付勢する付勢部材は、ガススプリング１４１に限られるものではない。ガススプリング１４１に替えて、油圧シリンダと油圧シリンダのボトム側に接続されたアキュムレータとを備える装置が用いられてもよい。油圧シリンダのロッドがシリンダ内に押し込まれると、油圧シリンダのボトム側に封入されている作動油が、アキュムレータに押し出される。アキュムレータに封入されたガスで作動油が押し戻されることで、油圧シリンダのロッドが、シリンダから押し出される向きに付勢される。

【0075】

［第二実施形態］
図１６は、第二実施形態の第１駆動装置１２０の側面図である。第二実施形態では、ベース部が搬送方向Ｘに２つに分離されている。第１アーム部１２４は、搬送方向Ｘの下流側の第１のベース部１２２Ａに支持されている。第２アーム部１３２は、搬送方向Ｘの上流側の第２のベース部１２２Ｂに支持されている。図１６には図示しないモータ１２８，１３６は、それぞれ、ベース部１２２Ａ，１２２Ｂに搭載されている。

【0076】

このような構成としても、モータ１２８，１３６の重量をパラレルメカニズム１２３の第１アーム部１２４および第２アーム部１３２に作用させない上述した作用効果を、同様に得ることができる。

【0077】

ベース部１２２Ａとベース部１２２Ｂとを独立して搬送方向Ｘに移動可能とすることで、第１アーム部１２４および第２アーム部１３２が上方に突き出ることを抑制できる。たとえば、図１０に示される点Ｐ４を搬送方向Ｘのより下流側に位置させることで、点Ｐ５の上下方向の位置を下げることができる。図１２に示される点Ｐ１を搬送方向Ｘのより上流側に位置させることで、点Ｐ２の上下方向の位置を下げることができる。したがって、第１アーム部１２４および第２アーム部１３２とプレス機械１０，２０との干渉をより確実に回避できるので、プレス機械１０，２０によるプレス加工の生産性を向上することができ、プレスシステムの信頼性を向上することができる。

【0078】

これまでの実施形態の説明においては、パラレルメカニズム１２３を構成する第１アーム部１２４の、リンク１２６の先端にクロスバー１８０が取り付けられる例について説明した。この例に限られず、リンク１２６の先端に直列なリンクが連結されて、当該リンクの先端にクロスバー１８０が取り付けられる、並列機構と直列機構とが混在するハイブリッド型のリンク機構を適用したワーク搬送装置１００としてもよい。この場合、直列機構を駆動させるためのモータが、リンク１２６の先端に搭載されてもよい。このようにしても、並列機構を駆動させるためのモータはベース部に搭載されていることで、リンク機構の重量増大が抑制される効果を得ることができる。

【0079】

実施形態では、左右方向Ｙの両側に配置された第１駆動装置１２０と第２駆動装置１５０とで、クロスバー１８０の両端を支持する例について説明した。クロスバー１８０を支持する駆動装置は、必ずしも一対設けられなくてもよく、１つの駆動装置がクロスバー１８０の一箇所を支持する構成としてもよい。

【0080】

また、ワーク搬送装置１００が必ずしもクロスバー１８０を備える必要はなく、パラレルメカニズム１２３の先端部分および／またはパラレルメカニズム１５３の先端部分に左右方向Ｙに進退可能なフィンガーを備え、フィンガーによってワークを保持するようにしてもよい。左右方向Ｙに進退可能なフィンガーもまた、保持部に相当する。

【0081】

または、駆動装置のパラレルメカニズムの先端部分に、クロスバーを介さずに真空カップを装着するようにしてもよい。

【0082】

実施形態では、ワーク搬送装置１００が、タンデムプレスラインを構成するプレス機械１０，２０間のワークの搬送を行う例について説明した。実施形態のワーク搬送装置１００は、トランスファープレスラインにおける、１台のプレス機械内に配置された複数の金型間でのワークの搬送を行うために、適用されてもよい。

【0083】

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0084】

１０，２０ プレス機械、１１，２１ スライド、１２，２２ 上金型、１３，２３ ボルスタ、１４，２４ 下金型、１５，２５ アプライト、１６，２６ スライドアーム、１００ ワーク搬送装置、１２０ 第１駆動装置、１２１，１５１ 案内レール、１２２，１２２Ａ，１２２Ｂ，１５２ ベース部、１２３，１５３ パラレルメカニズム、１２４ 第１アーム部、１２５，１３３ レバー、１２６，１３４ リンク、１２８，１３６ モータ、１３２ 第２アーム部、１４１ ガススプリング、１４２ シリンダ、１４３ ロッド、１４４ 一端、１４５ 他端、１４６，１４７ 連結部材、１５０ 第２駆動装置、１８０ クロスバー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】