搬送装置
【課題】複雑な構成を採用することなく、高速運転を行うことができる搬送装置を提供する。
【解決手段】搬送装置は、互いの間に間隔をあけ並設された４本のビーム２１〜２４と、これらのビーム２１〜２４をＸ軸方向左へ前進させ、Ｘ軸方向右側へ後退させる駆動源とを有する。ビーム２１〜２４は、それぞれが径方向外側に向けて突出した部分を備える。ビーム２２，２３がＸ軸方向左側へ前進する際には、突出した部分の先端が対象ワーク５００に当接して、この当接部分を以って推進力を対象ワーク５００に伝達して、これを搬送する。そして、搬送装置では、後退中のビーム２１，２４は、突出した部分が対象ワーク５００から離脱するように、その軸周りに回転した姿勢をとっている。これにより、後退中のビーム２１，２４は、対象ワーク５００に接触しない。
【解決手段】搬送装置は、互いの間に間隔をあけ並設された４本のビーム２１〜２４と、これらのビーム２１〜２４をＸ軸方向左へ前進させ、Ｘ軸方向右側へ後退させる駆動源とを有する。ビーム２１〜２４は、それぞれが径方向外側に向けて突出した部分を備える。ビーム２２，２３がＸ軸方向左側へ前進する際には、突出した部分の先端が対象ワーク５００に当接して、この当接部分を以って推進力を対象ワーク５００に伝達して、これを搬送する。そして、搬送装置では、後退中のビーム２１，２４は、突出した部分が対象ワーク５００から離脱するように、その軸周りに回転した姿勢をとっている。これにより、後退中のビーム２１，２４は、対象ワーク５００に接触しない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置に関し、特に、ウォーキングビーム型の搬送装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
所謂、ウォーキングビーム型の搬送装置は、大型ワークの搬送などに広く用いられている。ウォーキングビーム型の搬送装置は、互いに並設された複数のビームを備え、当該複数のビームに対し往復運動を実行させる。そして、ビームの前進の際の推進力を以ってワークを搬送するものである（例えば、特許文献１，２，３を参照）。従来技術に係るウォーキングビーム型搬送装置の駆動原理について、図１０および図１１を用い説明する。
【０００３】
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ウォーキングビーム型の搬送装置では、４本のビーム９２１〜９２４を備える。４本のビーム９２１〜９２４は、互いの軸芯同士が平行となるように並設されている。そして、４本のビーム９２１〜９２４は、それぞれＸ軸方向に前進−後退することができるように駆動源（図示を省略）に連結されている。
図１０（ａ）に示すように、４本のビーム９２１〜９２４は、ビーム９２１，９２３が対となってＸ軸方向に往復運動する。同様に、ビーム９２２，９２４は、対となってＸ軸方向に往復運動する。ここで、図１０（ａ）に示すように、ビーム９２１，９２３がＸ軸方向左側へと前進するとき、ビーム９２２，９２４が、Ｘ軸方向右側へと後退する。そして、二点鎖線で囲んだ部分に示すように、図１０（ａ）の状態では、前進するビーム９２１，９２３が、その上端面においてワーク９５０に接しており、後退するビーム９２２，９２４がワーク９５０から離れた状態にある。
【０００４】
ワーク９５０は、前進するビーム９２１，９２３の推進力によりＸ軸方向左側へと前進する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、ビーム９２１，９２３が前進限まで達し、ビーム９２２，９２４が後退限まで達すると、ビーム９２１，９２３がＸ軸方向右側へと後退を開始し、ビーム９２２，９２４がＸ軸方向左側へと前進を開始する。なお、図１０（ｂ）の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、後退するビーム９２１，９２３はワーク９５０からＺ軸方向に離れ、代わって、前進するビーム９２２，９２４の上端面がワーク９５０に接する。
【０００５】
図１１（ａ）に示すように、ビーム９２１は、Ｘ軸方向に前進する。このとき、ビーム９２１の上端面にはワーク９５０（図１０を参照）が載置されており、ワーク９５０は、ビーム９２１とともに前進する。
図１１（ｂ）に示すように、ビーム９２１は、前進限に達すると、ワーク９５０からＺ軸方向下側に向けて離れる。そして、図１１（ｃ）に示すように、ビーム９２１は、ワーク９５０から離れた状態を維持しながら、Ｘ軸方向右側へと後退する。
【０００６】
図１１（ｄ）に示すように、ビーム９２１は、後退限に達すると、ワーク９５０に接触するまでＺ軸方向上側に向けて上昇する。
なお、図１０に示すように、ビーム９２３は、ビーム９２１と同期して動き、ビーム９２２，９２４は、ビーム９２１とは逆の動きをする。
以上のようにして、ウォーキングビーム型の搬送装置では、ワーク９５０を搬送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許２５２２９０１号公報
【特許文献２】特開平０９−２６８３１３号公報
【特許文献３】特開２００７−１７６６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術に係るウォーキングビーム型の搬送装置では、前進限および後退限においてビーム９２１〜９２４を上下動させるための時間を確保しておく必要があり、更なる高速運転を行うことが困難である。
本発明は、上記問題の解決を図るべくなされたものであって、複雑な構成を採用することなく、高速運転を行うことができる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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る搬送装置は、次の構成を採用する。
本発明に係る搬送装置は、互いの間に間隔をあけ並設された第１および第２のビームと、 第１および第２のビームをその軸芯方向に前進および後退させる駆動源とを有し、第１および第２のビームの前進時における推進力を以って対象ワークを搬送する装置である。そして、本発明に係る搬送装置では、駆動源は第１および第２のビームに対し、前進および後退を１サイクルとし、且つ、第１のビームと第２のビームとで位相のずれを有する状態に駆動力を与える。また、本発明に係る搬送装置では、第１および第２のビームのそれぞれが、その軸芯に交差する断面において、外周の一部が径方向外側に向けて突出した突出部を有した形状となっている。
【００１０】
本発明に係る搬送装置において、第１および第２のビームの各々は、各軸芯を中心に回転自在になっており、前進時において、突出部の先端が対象ワークに当接するように前記軸芯周りの回転角が制御され、後退時において、突出部の先端が対象ワークから離脱するように前記軸芯周りの回転角が制御されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、本発明に係る搬送装置では、第１および第２のビームのそれぞれが、突出部が対象ワークから離れるように回転角（前記軸芯を中心とする回転角）が制御された状態で後退する。このため、上記従来技術に係る搬送装置のように、ビームの前進から後退への切り替えに際して上下動を伴う場合に比べて、第１および第２のビームのストロークを小さくすることができ、高速駆動が可能である。
【００１２】
また、本発明に係る搬送装置では、第１および第２のビームの各後退時に、軸芯周りに回転させるだけで対象ワークから離脱させることができ、複雑な構造を採用する必要がない。
本発明に係る搬送装置では、突出部が対象ワークに当接する状態で前進するビームにより、その推進力が対象ワークに伝達され、これを搬送することができる。
【００１３】
従って、本発明に係る搬送装置では、複雑な構成を採用することなく、高速運転を行うことができる。
上記本発明に係る搬送装置では、次のようなバリエーションを採用することができる。
上記本発明に係る搬送装置では、第１および第２のビームの各々が、軸芯に交差する断面における姿勢が正立状態となることにより突出部の先端が対象ワークに当接し、軸芯に交差する断面における姿勢が傾倒状態となることにより突出部の先端が対象ワークから離脱する、という構成を具体的に採用することができる。
【００１４】
また、上記本発明に係る搬送装置では、突出部の先端が、各ビームの軸芯を中心とする同心円を以って構成された曲面となっている、という構成を採用することができる。このような構成を採用すれば、前進から後退への切り替えに際して、ビームの回転時に対象ワークに不要な力が加わることを防止でき、搬送中の対象ワークが位置ズレを起すことがない。
【００１５】
また、上記本発明に係る搬送装置では、駆動源が次の第１から第３の状態を順に実行するように、第１および第２のビームに対して駆動力を伝達する、という構成を採用することができる。
（第１の状態）第１のビームが前進し、且つ、第２のビームが後退する状態。
（第２の状態）第１および第２のビームの双方が、互いに同期した状態で前進する状態。
【００１６】
（第３の状態）第２のビームが前進し、且つ、第１のビームが後退する状態。
また、上記本発明に係る搬送装置では、第１のビームと同一の形状を有し、且つ、第１のビームと同期した状態で前進および後退する第３のビームと、第２のビームと同一の形状を有し、且つ、第２のビームと同期した状態で前進および後退する第４のビームとをさらに有する構成を採用することができる。そして、この場合において、第３のビームは、対象ワークの搬送中心線として、第１のビームに対して線対象の関係を以って配置され、且つ、正立か傾倒かの姿勢が制御されており、第４のビームは、対象ワークの搬送中心線として、第２のビームに対して線対象の関係を以って配置され、且つ、正立か傾倒かの姿勢が制御されている、という構成を採用することができる。このような構成を採用する場合においては、搬送中心線に対して線対象の関係を以って複数のビームが配され、また駆動するので、駆動時における対象ワークの位置ズレや進行方向に対する回転などを生じることがない。
【００１７】
なお、上記のように、第３および第４のビームを併設する場合においては、第３および第４のビームが、第１および第２のビームに対し、タイミングベルトで連結されることにより同期が図られている、という構成を採用することができる。このような構成を採用すれば、搬送中における対象ワークの姿勢を傾きなく保つことができる。
また、上記本発明に係る搬送装置では、駆動源が、一つのモータと、当該モータから延出された回転軸に取り付けられた複数のカムとを有し、複数のカムの中に、表面に溝が掘られた円筒状の円筒カムと、表面に溝が掘られた板状の溝カムとが含まれているという構成を採用することができる。そして、この場合において、第１および第２のビームの前進および後退は、円筒カムを介してなされ、第１および第２のビームの各姿勢の制御は、溝カムを介してなされている、という構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、一つのモータで第１および第２のビームを同期駆動させることができ、高い精度での搬送動作を実現することができる。
【００１８】
なお、上記のように、第３および第４のビームを追加する場合においては、上記モータから延出された回転軸にプーリを取り付け、これにタイミングベルトを用いることで、第３および第４のビームについても、モータの数を増加させることなく、それぞれ同期運転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係る搬送装置１の外観を示す模式斜視図である。
【図２】ビーム２１の駆動に係る構成を示す模式側面図である。
【図３】円筒カム４１の構成を示す模式正面図である。
【図４】溝カム４２の構成を示す模式正面図である。
【図５】ビーム２１の正立−傾倒動作を示す模式正面図である。
【図６】搬送装置１におけるビーム２１〜２４の動作を示す模式上面図である。
【図７】搬送装置１におけるビーム２１〜２４の動作を示す模式上面図である。
【図８】搬送装置１におけるビーム２１〜２４の動作を示す模式上面図である。
【図９】搬送装置１における搬送動作に係るタイミングチャートである。
【図１０】従来技術に係る搬送装置での搬送動作を示す模式上面図である。
【図１１】ビーム９２１の動作を示す模式側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下の説明に係る実施の形態は、本発明の構成上の特徴および当該特徴的構成から奏される作用効果を分かりやすく説明するための一例として用いるものであって、本発明は、その本質的な特徴部分を除き、以下の内容に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態］
１．概略構成
実施の形態に係る搬送装置１の概略構成について、図１を用い説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態に係る搬送装置１は、ウォーキングビーム型の装置であって、テーブル状のメインフレーム１０をベースに構成されている。メインフレーム１０におけるＺ軸方向上側の主面部１０ａには、Ｘ軸方向に延びる４本のビーム２１〜２４が並設されている。
４本のビーム２１〜２４は、互いの間に間隔をあけ、それぞれがＸ軸方向前後に往復駆動自在になっている。４本のビーム２１〜２４に対しては、一つの駆動部３０が設けられている。駆動部３０は、モータ３１と、その回転軸に取り付けられたギア３２との組み合わせを以って構成されている。そして、駆動部３０は、メインフレーム１０における主面部１０ａのＺ軸方向下側に収納されている。
【００２２】
４本のビーム２１〜２４の内、ビーム２１とビーム２２とが対をなし、ビーム２３とビーム２４とが対をなしている。そして、ビーム２１とビーム２４とは、主面部１０ａの搬送中心線（Ｙ軸方向に中央をＸ軸方向に延びる中心線）を基準に、線対称の関係を以って配置されている。同様に、ビーム２２とビーム２３とも、線対称の関係を以って配置されている。
【００２３】
駆動部３０から延出された回転軸には、カム機構部４０とプーリ５１が連結されている。カム機構部４０には、外周面に溝が形成された円筒カム４１と、円板状をし、その一方の主面に溝が形成された溝カム４２とを含んで構成されている。また、プーリ５１には、タイミングベルト５２が取り付けられている。
なお、搬送装置１においては、カム機構部４０が、Ｙ軸方向手前側の２本のビーム２１，２２に対して設けられている。Ｙ軸方向奥側の２本のビーム２３，２４に対しては、図示を省略するカム機構部が設けられている。ビーム２３，２４に対して設けられたカム機構部は、ビーム２１，２２に対して設けられたカム機構部４０と同一構成を有する。タイミングベルト５２は、カム機構部４０と、ビーム２３，２４に対して設けられたカム機構部とを連結するものであって、ビーム２１，２２とビーム２３，２４とを同期駆動させるのに供されている。
【００２４】
搬送装置１では、ビーム２１〜２４がＸ軸方向に前進する際に、その推進力を以ってワーク５００が搬送される。
２．ビーム２１〜２４の前後動に係る機構
ビーム２１〜２４の前後動に係る機構について、図２および図３を用い説明する。なお、図２では、ビーム２１の前後動に係る機構のみを示している。
【００２５】
図２に示すように、駆動部３０は、ベース１１に固定されており、その回転軸がＸ軸方向の右側に向けて延出されている。回転軸には、円筒カム４１と２つの溝カム４２，４３からなるカム機構部４０が取り付けられており、回転軸の回転に連動して回転する。
円筒カム４１の外周面には、ループをなす一条の溝４１ａが形成されており、当該溝４１ａには、前後動アーム６２に回転自在に取り付けられたカムローラ６１が入り込んだ状態となっている。前後動アーム６２は、Ｚ軸方向に沿って配されており、円筒カム４１の回転に伴って、Ｘ軸方向左右方向に移動する。なお、前後動アーム６２は、前後動に際し、平行移動する。
【００２６】
図３に示すように、円筒カム４１に形成された溝４１ａに対して、前後動アーム６２のカムローラ６１の他、Ｙ軸方向における反対側に前後動アーム１６２のカムローラ１６１が入り込んだ状態となっている。なお、前後動アーム１６２は、ビーム２２に対応するものである。
図２に戻って、前後動アーム６２には、そのＺ軸方向上端部分にサブベース６３が取り付けられている。サブベース６３には、そのＺ軸方向下側にガイドブロック６４が取り付けられており、ベース１１に連結されたサブベース１４上に敷設されたガイドレール１３に取り付けられている。このため、サブベース６３は、前後動アーム６２の前後動に伴って、Ｘ軸方向の左右に移動する。
【００２７】
図２では、図示を省略しているが、ビーム２１は、サブベース６３の動きに同期した状態でＸ軸方向左右に移動する。
図２では、ビーム２１についてのＸ軸方向の前後動（前進−後退）に係る機構を示しているが、他のビーム２２〜２４についても、同様の機構を以ってＸ軸方向の前後動を行う。
【００２８】
３．ビーム２１〜２４の軸芯周りの回転に係る機構
本実施の形態に係る搬送装置１では、各ビーム２１〜２４がそれぞれの軸芯周りに回転自在に構成されている。当該機構について、図２、図４および図５を用い説明する。なお、図２、図４および図５では、ビーム２１の回転に係る機構のみを示しているが、他のビーム２２〜２４についても、同様の回転に係る機構が取り付けられている。
【００２９】
図２に示すように、溝カム４２，４３には、搖動アーム８２が連結されている。当該溝カム４２は、図４に示すように、円板状の外観形状を有しており、その一方の主面（図面手前側の主面）にループ状の溝４２ａが設けられている。そして、搖動アーム８２におけるカムローラ８１が回転自在で溝４２ａ内に収められている。
図４に示すように、搖動アーム８２は、カムローラ８１が溝カム４２の溝４２ａ内を移動するのに対応して、Ｙ軸方向の左右に移動する。搖動アーム８２は、軸Ａｘ７３を支点に搖動し、Ｚ軸方向上側の端点Ａｘ７５が角度θ８２だけ搖動する。なお、溝カム４３に連結されている搖動アームについても、同様の動きをする。
【００３０】
図２に戻って、搖動アーム８２は、サブベース１４に軸支された支軸７３に支持されている。支軸７３の軸芯は、軸Ａｘ７３である（図４を参照）。そして、搖動アーム８２のＺ軸方向先端部分には、搖動シャフト７５が取り付けられており、当該搖動シャフト７５の軸芯が、端点Ａｘ７５である（図４を参照）。搖動シャフト７５は、搖動ブロック７１に設けられた孔を挿通している。
【００３１】
ここで、搖動ブロック７１は、そのＺ軸方向下側にガイドブロック７２が取り付けられており、ガイドブロック７２は、サブベース６３上に敷設されたガイドレール６５に取り付けられている。このため、搖動ブロック７１は、前後動アーム６２の前後動に伴い、Ｘ軸方向に前後動し、搖動アーム８２の搖動に伴い、紙面垂直方向に搖動する。
なお、支軸７３と搖動シャフト７５との間には、サブアーム７４も取り付けられており、搖動シャフト８２に伴い、搖動する。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、搖動ブロック７１には、Ｚ軸方向上側の面にギア７１ａが形成されている。また、上記のように、搖動シャフト７５を挿通するための孔７１ｂが設けられている。孔７１ｂは、Ｚ軸方向長さがＹ軸方向幅に比べて長い長円形となっている。搖動アーム８２が、軸Ａｘ７３を支点として搖動するとき、端点Ａｘ７５が作用点となって、搖動ブロック７１がＹ軸方向左右に移動する。
【００３３】
ビーム２１は、その軸芯Ａｘ２１を通る中心線Ｌ２１の方向に突出した突出部２１ａを有し、他の部分（ベース部分）２１ｂは、円形断面を有している。ここで、上記のように、ビーム２１は、軸芯Ａｘ２１を中心として回転自在となっている。そして、ビーム２１は、その断面におけるベース部分の外周に、搖動ブロック７１のギア７１ａと噛合するギア２１ｃが形成されている。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、搖動アーム８２がＺ軸に対して角度を有した状態にあるときには、搖動ブロック７１はＹ軸方向右側に位置し、この状態においては、ビーム２１は、その中心線Ｌ２１がＺ軸に沿って正立した状態となっている。
一方、図５（ｂ）に示すように、搖動アーム８２がＺ軸に沿う状態に起立した状態まで搖動したときには、搖動ブロック７１はＹ軸方向左側へと移動し、ギア７１ａとギア２１ｃとにより、ビーム２１を左向きに傾倒させる。即ち、この状態において、ビーム２１の中心線Ｌ２１は、右向きに傾斜し、それに伴い突出部２１ａも傾斜することになる。
【００３５】
なお、突出部２１ａの頂面は、軸芯Ａｘ２１を中心とする曲面となっている。そして、図５（ｂ）のようにビーム２１が傾倒した状態では、図５（ａ）のように正立した状態にある場合よりも、突出部２１ａの頂面は、Ｚ軸方向において低い状態となる。
なお、図５（ａ）、（ｂ）では、図示を省略したが、搖動アーム７１の孔７１ｂと搖動シャフト７５（中心が端点Ａｘ７５）の外周面との間には、磨滅防止のベアリングあるいはスリーブが介挿されている。これにより、搖動ブロック７１は、前後動アーム６２に連動して、紙面垂直方向に前進あるいは後退する。
【００３６】
４．ビーム２１〜２４の前後動によるワーク５００の搬送
ビーム２１〜２４の前後動によるワーク５００の搬送動作について、図６〜図８を用い説明する。図６〜図８では、ビーム２１〜２４を図１のＺ軸上方から平面視し、また、Ｘ軸方向左側から正面視した状態を二点鎖線で囲む部分に示す。
図６（ａ）に示すように、４本のビーム２１〜２４の内、Ｙ軸方向の両脇に配置された２本のビーム２１，２４が同期状態でＸ軸方向左側へと前進する。このとき、Ｙ軸方向の内側に配置された２本のビーム２２，２３は、Ｘ軸方向右側へと後退する。
【００３７】
図６（ａ）の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、紙面手前側に前進するビーム２１，２４では、その中心軸Ｌ２１，Ｌ２４がＺ軸に沿って正立している。この状態においては、ビーム２１，２４の突出部の頂面が、ワーク５００に当接しており、ワーク５００を搬送する。
一方、紙面奥側に後退するビーム２２，２３では、その中心軸Ｌ２２，Ｌ２３がＺ軸に対して傾斜した状態に傾倒した状態となっている。このとき、内側の２本のビーム２２，２３は、上記傾倒状態に姿勢が制御されているので、突出部の頂面がワーク５００から離脱した状態にあり、ワーク５００に影響を与えることなく後退する。
【００３８】
ここで、ビーム２２とビーム２３とは、搬送中心に対して線対称の関係を以って傾倒された状態となっている。
後退するビーム２２，２３は、後退限ＳＢに到達する手前からＸ軸方向の速度を落とし、また、その姿勢を傾倒状態から正立状態に向けて変化し始める。なお、ビーム２２，２３の姿勢は、後退限ＳＢに到達の時点では、未だ正立状態とはなっていない。
【００３９】
次に、図６（ｂ）に示すように、ビーム２２，２３が後退限ＳＢに到達した後、両ビーム２２，２３はＸ軸方向左側へとその進行方向を反転し、速度を上昇させながら前進を始める。搬送装置１では、ビーム２２，２３が後退限ＳＢに到達した時点においても、両脇のビーム２１，２４は、未だ前進限ＳＦには到達しておらず、前進を続ける。
図６（ｂ）の二点鎖線で囲む部分に示すように、ビーム２２，２３が、前進を続けるビーム２１，２４と等速状態になった場合において、その姿勢が正立状態となる。この姿勢変化の完了により、ビーム２１，２４とビーム２２，２３とが、各々の突出部の頂面をワーク５００に当接させた状態を以って同期状態で前進する。即ち、ビーム２２，２３が後退限ＳＢに到達した後、ビーム２１，２４と等速の状態となった時点から、同期状態の４本のビーム２１〜２４によりワーク５００が搬送される。
【００４０】
次に、ビーム２１，２４は、前進限ＳＦに到達する少し手前から、姿勢を正立状態から傾倒状態へと変化させ始めるとともに、減速し始める。この状態においては、ビーム２１，２４の突出部の頂面は、ワーク５００から離間している。
図７（ａ）に示すように、両脇のビーム２１，２４が前進限ＳＦに到達すると、両ビーム２１，２４は、Ｘ軸方向右側へとその進行方向を反転し、後退を始める。図７（ａ）の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、ビーム２１，２４は、前進限ＳＦに到達した時点、あるいは、後退を開始し始めた時点において、その姿勢を完全に傾倒状態と変化させ終わる。このとき、上記同様、ビーム２１，２４の姿勢は、搬送中心に対して線対称の関係を以って変化する。
【００４１】
なお、図７（ａ）の状態では、前進を続けるビーム２２，２３が、その突出部の頂面でワーク５００に当接した状態にあり、その推進力により搬送が持続されている。
図７（ｂ）に示すように、前進状態から後退状態へと反転したビーム２１，２４は、後退限ＳＢに向けて後退を続け、図７（ｂ）の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、ビーム２１，２４は、突出部の頂面がワーク５００から離間した状態を維持して、後退中にワーク５００に影響（例えば、ワーク５００の搬送姿勢を乱すような影響）を与えないようになっている。
【００４２】
後退中のビーム２１，２４は、後退限ＳＢに到達する少し手前から、その姿勢を正立状態に向けて変化し始める。ただし、ビーム２１，２４の姿勢は、後退限ＳＢに到達の時点では未だ正立状態にはなっていない。
次に、図８（ａ）に示すように、両脇のビーム２１，２４が後退限ＳＢまで到達した後、加速しながら前進を始める。そして、前進を続けるビーム２２，２３と等速になった時点で、姿勢が正立状態へと変化し終わる。図８（ａ）の二点鎖線で囲む部分に示すように、４本のビーム２１〜２４が全て正立状態となり、且つ、同期した状態で前進をすることになる。この状態において、４本のビーム２１〜２４の突出部の頂面は、ワーク５００に当接しており、これらの推進力を以ってワーク５００が搬送される。
【００４３】
ビーム２２，２３は、前進限ＳＦに到達する少し手前から、その姿勢を傾倒状態へと変化させ始め、且つ、減速し始める。
図８（ｂ）に示すように、ビーム２２，２３は、前進限ＳＦに到達した時点で、進行方向をＸ軸方向右側へと反転させ、後退を始める。このとき、図８（ｂ）の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、ビーム２２，２３は、姿勢を正立状態から傾倒状態への変化を継続する。
【００４４】
この後、搬送動作が終了するまで、図６（ａ）から図８（ｂ）の動作を繰り返す。
ビーム２１〜２４の前後動について、そのタイミングチャートを図９に示す。図９において、“Ｂｅａｍ１”がビーム２１，２４であり、“Ｂｅａｍ２”がビーム２２，２３である。
図９に示すように、Ｂｅａｍ１，２の前後動においては、Ｓ１〜Ｓ２の区間が等速範囲に設定されている。Ｂｅａｍ１，２は、等速範囲において、前進する際には、正立状態となっており、ワーク５００は、等速移動するＢｅａｍ１，２により搬送される。図９に示すように、Ｂｅａｍ１およびＢｅａｍ２の各々は、前進と後退とを１サイクルとし、且つ、Ｂｅａｍ１とＢｅａｍ２とは、その前進・後退に係るサイクルの位相にズレを有している。
【００４５】
また、上記のように、本実施の形態に係る搬送装置１では、Ｂｅａｍ１とＢｅａｍ２とがともに前進する期間、即ち、ビーム２１〜２４が前進する期間が設けられており、このときには、全てのビーム２１〜２４が正立状態となっている。また、当該ビーム２１〜２４が前進する期間では、全てのビーム２１〜２４（Ｂｅａｍ１，２）の前進が等速範囲で実行される（タイミングθ１〜タイミングθ２の間、タイミングθ５〜タイミングθ６の間）。
【００４６】
また、図９に示すように、搬送装置１では、ビーム２１〜２４が前進限ＳＦまたは後退限ＳＢに到達した後、各々の姿勢が正立状態から傾倒状態へと完全に変化し終わるのを待って反転移動するのではなく、姿勢が傾倒状態へと完全に変化し終わるのは、反転して前進または後退している途中の段階である（タイミングθ３、θ８）。同様に、ビーム２１〜２４が前進限ＳＦまたは後退限ＳＢに到達した際に、各々の姿勢が傾倒状態から正立状態へと変化するのであるが、これらの姿勢変化は、ビーム２１〜２４が前進限ＳＦまたは後退限ＳＢに到達した時点から変化し始めるのではなく、前進限ＳＦまたは後退限ＳＢに到達する前の段階から姿勢変化が開始される（タイミングθ４、θ９）。
【００４７】
なお、図９にも示すように、搬送装置１では、Ｂｅａｍ１，２が前進限ＳＦまたは後退限ＳＢに到達する直前、あるいは到達して反転した直後の期間（タイミングθ２〜タイミングθ３の間、タイミング１８０［°］〜タイミングθ５の期間、タイミングθ６〜タイミングθ７の期間）においては、等速範囲に比べて低い速度でＢｅａｍ１，２が前後動する。これにより、ワーク５００の搬送に対するＢｅａｍ１とＢｅａｍ２との切替時の衝撃が緩和される。
【００４８】
［その他の事項］
上記実施の形態に係る搬送装置１では、４本のビーム２１〜２４を備える構成としたが、ビームの数はこれに限定されない。少なくとも２本以上のビームを備えれば同様の搬送動作を実行することが可能である。
また、上記実施の形態に係る搬送装置１では、ビーム２１とビーム２４が対をなして同期移動し、ビーム２２とビーム２３が対をなして同期移動する構成を一例として採用した。しかし、本発明は、３組あるいはそれ以上のビーム対を備え、対の数で１サイクルを分割した駆動動作を行うこともできる。例えば、３組のビーム対を備える構成を採用する場合には、カム角において、１２０［°］毎に各ビーム対の動作を規定することができる。
【００４９】
また、上記実施の形態に係る搬送装置１では、一つのモータ３１により４本のビーム２１〜２４を駆動する構成としたが、２つ以上のモータを採用することもできる。ただし、相互に同期をとる必要がある。
また、ビーム２１〜２４の形状については、図５（ａ）、（ｂ）に示すような断面形状に限定されるものではない。一部が径方向に突出した部分を有する断面形状であれば採用することができる。ただし、ワーク５００に対して当接および離間する頂面の形状については、当接する際、あるいは離間する際のワーク５００への衝撃を小さく抑えるという観点から、姿勢変化に係る軸芯を中心とする円弧であることが望ましい。
【００５０】
さらに、上記実施の形態に係る搬送装置１に対して、ワーク５００が搬入されてきた際の状態を考慮するとき、前工程からの乗移りをスムーズにするために、補助となるガイドなどを取り付けておくことが望ましい。例えば、特開平０９−２６８３１３号公報に開示された技術を応用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ワークの高速搬送が可能な搬送装置を実現するのに有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１．搬送装置
１０．メインフレーム
１１．ベース
１３，６５．ガイドレール
１４，６３．サブベース
２１〜２４．ビーム
３０．駆動部
３１．モータ
３２．ギア
４０．カム機構部
４１．円筒カム
４２，４３．溝カム
５１．プーリ
５２．タイミングベルト
６１，１６１，８１．カムローラ
６２，１６２．前後動アーム
６４，７２．ガイドブロック
７１．搖動ブロック
７３．支軸
７４．サブアーム
７５．搖動シャフト
８２．搖動アーム
５００．ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置に関し、特に、ウォーキングビーム型の搬送装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
所謂、ウォーキングビーム型の搬送装置は、大型ワークの搬送などに広く用いられている。ウォーキングビーム型の搬送装置は、互いに並設された複数のビームを備え、当該複数のビームに対し往復運動を実行させる。そして、ビームの前進の際の推進力を以ってワークを搬送するものである（例えば、特許文献１，２，３を参照）。従来技術に係るウォーキングビーム型搬送装置の駆動原理について、図１０および図１１を用い説明する。
【０００３】
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ウォーキングビーム型の搬送装置では、４本のビーム９２１〜９２４を備える。４本のビーム９２１〜９２４は、互いの軸芯同士が平行となるように並設されている。そして、４本のビーム９２１〜９２４は、それぞれＸ軸方向に前進−後退することができるように駆動源（図示を省略）に連結されている。
図１０（ａ）に示すように、４本のビーム９２１〜９２４は、ビーム９２１，９２３が対となってＸ軸方向に往復運動する。同様に、ビーム９２２，９２４は、対となってＸ軸方向に往復運動する。ここで、図１０（ａ）に示すように、ビーム９２１，９２３がＸ軸方向左側へと前進するとき、ビーム９２２，９２４が、Ｘ軸方向右側へと後退する。そして、二点鎖線で囲んだ部分に示すように、図１０（ａ）の状態では、前進するビーム９２１，９２３が、その上端面においてワーク９５０に接しており、後退するビーム９２２，９２４がワーク９５０から離れた状態にある。
【０００４】
ワーク９５０は、前進するビーム９２１，９２３の推進力によりＸ軸方向左側へと前進する。
次に、図１０（ｂ）に示すように、ビーム９２１，９２３が前進限まで達し、ビーム９２２，９２４が後退限まで達すると、ビーム９２１，９２３がＸ軸方向右側へと後退を開始し、ビーム９２２，９２４がＸ軸方向左側へと前進を開始する。なお、図１０（ｂ）の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、後退するビーム９２１，９２３はワーク９５０からＺ軸方向に離れ、代わって、前進するビーム９２２，９２４の上端面がワーク９５０に接する。
【０００５】
図１１（ａ）に示すように、ビーム９２１は、Ｘ軸方向に前進する。このとき、ビーム９２１の上端面にはワーク９５０（図１０を参照）が載置されており、ワーク９５０は、ビーム９２１とともに前進する。
図１１（ｂ）に示すように、ビーム９２１は、前進限に達すると、ワーク９５０からＺ軸方向下側に向けて離れる。そして、図１１（ｃ）に示すように、ビーム９２１は、ワーク９５０から離れた状態を維持しながら、Ｘ軸方向右側へと後退する。
【０００６】
図１１（ｄ）に示すように、ビーム９２１は、後退限に達すると、ワーク９５０に接触するまでＺ軸方向上側に向けて上昇する。
なお、図１０に示すように、ビーム９２３は、ビーム９２１と同期して動き、ビーム９２２，９２４は、ビーム９２１とは逆の動きをする。
以上のようにして、ウォーキングビーム型の搬送装置では、ワーク９５０を搬送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許２５２２９０１号公報
【特許文献２】特開平０９−２６８３１３号公報
【特許文献３】特開２００７−１７６６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術に係るウォーキングビーム型の搬送装置では、前進限および後退限においてビーム９２１〜９２４を上下動させるための時間を確保しておく必要があり、更なる高速運転を行うことが困難である。
本発明は、上記問題の解決を図るべくなされたものであって、複雑な構成を採用することなく、高速運転を行うことができる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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る搬送装置は、次の構成を採用する。
本発明に係る搬送装置は、互いの間に間隔をあけ並設された第１および第２のビームと、 第１および第２のビームをその軸芯方向に前進および後退させる駆動源とを有し、第１および第２のビームの前進時における推進力を以って対象ワークを搬送する装置である。そして、本発明に係る搬送装置では、駆動源は第１および第２のビームに対し、前進および後退を１サイクルとし、且つ、第１のビームと第２のビームとで位相のずれを有する状態に駆動力を与える。また、本発明に係る搬送装置では、第１および第２のビームのそれぞれが、その軸芯に交差する断面において、外周の一部が径方向外側に向けて突出した突出部を有した形状となっている。
【００１０】
本発明に係る搬送装置において、第１および第２のビームの各々は、各軸芯を中心に回転自在になっており、前進時において、突出部の先端が対象ワークに当接するように前記軸芯周りの回転角が制御され、後退時において、突出部の先端が対象ワークから離脱するように前記軸芯周りの回転角が制御されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、本発明に係る搬送装置では、第１および第２のビームのそれぞれが、突出部が対象ワークから離れるように回転角（前記軸芯を中心とする回転角）が制御された状態で後退する。このため、上記従来技術に係る搬送装置のように、ビームの前進から後退への切り替えに際して上下動を伴う場合に比べて、第１および第２のビームのストロークを小さくすることができ、高速駆動が可能である。
【００１２】
また、本発明に係る搬送装置では、第１および第２のビームの各後退時に、軸芯周りに回転させるだけで対象ワークから離脱させることができ、複雑な構造を採用する必要がない。
本発明に係る搬送装置では、突出部が対象ワークに当接する状態で前進するビームにより、その推進力が対象ワークに伝達され、これを搬送することができる。
【００１３】
従って、本発明に係る搬送装置では、複雑な構成を採用することなく、高速運転を行うことができる。
上記本発明に係る搬送装置では、次のようなバリエーションを採用することができる。
上記本発明に係る搬送装置では、第１および第２のビームの各々が、軸芯に交差する断面における姿勢が正立状態となることにより突出部の先端が対象ワークに当接し、軸芯に交差する断面における姿勢が傾倒状態となることにより突出部の先端が対象ワークから離脱する、という構成を具体的に採用することができる。
【００１４】
また、上記本発明に係る搬送装置では、突出部の先端が、各ビームの軸芯を中心とする同心円を以って構成された曲面となっている、という構成を採用することができる。このような構成を採用すれば、前進から後退への切り替えに際して、ビームの回転時に対象ワークに不要な力が加わることを防止でき、搬送中の対象ワークが位置ズレを起すことがない。
【００１５】
また、上記本発明に係る搬送装置では、駆動源が次の第１から第３の状態を順に実行するように、第１および第２のビームに対して駆動力を伝達する、という構成を採用することができる。
（第１の状態）第１のビームが前進し、且つ、第２のビームが後退する状態。
（第２の状態）第１および第２のビームの双方が、互いに同期した状態で前進する状態。
【００１６】
（第３の状態）第２のビームが前進し、且つ、第１のビームが後退する状態。
また、上記本発明に係る搬送装置では、第１のビームと同一の形状を有し、且つ、第１のビームと同期した状態で前進および後退する第３のビームと、第２のビームと同一の形状を有し、且つ、第２のビームと同期した状態で前進および後退する第４のビームとをさらに有する構成を採用することができる。そして、この場合において、第３のビームは、対象ワークの搬送中心線として、第１のビームに対して線対象の関係を以って配置され、且つ、正立か傾倒かの姿勢が制御されており、第４のビームは、対象ワークの搬送中心線として、第２のビームに対して線対象の関係を以って配置され、且つ、正立か傾倒かの姿勢が制御されている、という構成を採用することができる。このような構成を採用する場合においては、搬送中心線に対して線対象の関係を以って複数のビームが配され、また駆動するので、駆動時における対象ワークの位置ズレや進行方向に対する回転などを生じることがない。
【００１７】
なお、上記のように、第３および第４のビームを併設する場合においては、第３および第４のビームが、第１および第２のビームに対し、タイミングベルトで連結されることにより同期が図られている、という構成を採用することができる。このような構成を採用すれば、搬送中における対象ワークの姿勢を傾きなく保つことができる。
また、上記本発明に係る搬送装置では、駆動源が、一つのモータと、当該モータから延出された回転軸に取り付けられた複数のカムとを有し、複数のカムの中に、表面に溝が掘られた円筒状の円筒カムと、表面に溝が掘られた板状の溝カムとが含まれているという構成を採用することができる。そして、この場合において、第１および第２のビームの前進および後退は、円筒カムを介してなされ、第１および第２のビームの各姿勢の制御は、溝カムを介してなされている、という構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、一つのモータで第１および第２のビームを同期駆動させることができ、高い精度での搬送動作を実現することができる。
【００１８】
なお、上記のように、第３および第４のビームを追加する場合においては、上記モータから延出された回転軸にプーリを取り付け、これにタイミングベルトを用いることで、第３および第４のビームについても、モータの数を増加させることなく、それぞれ同期運転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施の形態に係る搬送装置１の外観を示す模式斜視図である。
【図２】ビーム２１の駆動に係る構成を示す模式側面図である。
【図３】円筒カム４１の構成を示す模式正面図である。
【図４】溝カム４２の構成を示す模式正面図である。
【図５】ビーム２１の正立−傾倒動作を示す模式正面図である。
【図６】搬送装置１におけるビーム２１〜２４の動作を示す模式上面図である。
【図７】搬送装置１におけるビーム２１〜２４の動作を示す模式上面図である。
【図８】搬送装置１におけるビーム２１〜２４の動作を示す模式上面図である。
【図９】搬送装置１における搬送動作に係るタイミングチャートである。
【図１０】従来技術に係る搬送装置での搬送動作を示す模式上面図である。
【図１１】ビーム９２１の動作を示す模式側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下の説明に係る実施の形態は、本発明の構成上の特徴および当該特徴的構成から奏される作用効果を分かりやすく説明するための一例として用いるものであって、本発明は、その本質的な特徴部分を除き、以下の内容に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態］
１．概略構成
実施の形態に係る搬送装置１の概略構成について、図１を用い説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施の形態に係る搬送装置１は、ウォーキングビーム型の装置であって、テーブル状のメインフレーム１０をベースに構成されている。メインフレーム１０におけるＺ軸方向上側の主面部１０ａには、Ｘ軸方向に延びる４本のビーム２１〜２４が並設されている。
４本のビーム２１〜２４は、互いの間に間隔をあけ、それぞれがＸ軸方向前後に往復駆動自在になっている。４本のビーム２１〜２４に対しては、一つの駆動部３０が設けられている。駆動部３０は、モータ３１と、その回転軸に取り付けられたギア３２との組み合わせを以って構成されている。そして、駆動部３０は、メインフレーム１０における主面部１０ａのＺ軸方向下側に収納されている。
【００２２】
４本のビーム２１〜２４の内、ビーム２１とビーム２２とが対をなし、ビーム２３とビーム２４とが対をなしている。そして、ビーム２１とビーム２４とは、主面部１０ａの搬送中心線（Ｙ軸方向に中央をＸ軸方向に延びる中心線）を基準に、線対称の関係を以って配置されている。同様に、ビーム２２とビーム２３とも、線対称の関係を以って配置されている。
【００２３】
駆動部３０から延出された回転軸には、カム機構部４０とプーリ５１が連結されている。カム機構部４０には、外周面に溝が形成された円筒カム４１と、円板状をし、その一方の主面に溝が形成された溝カム４２とを含んで構成されている。また、プーリ５１には、タイミングベルト５２が取り付けられている。
なお、搬送装置１においては、カム機構部４０が、Ｙ軸方向手前側の２本のビーム２１，２２に対して設けられている。Ｙ軸方向奥側の２本のビーム２３，２４に対しては、図示を省略するカム機構部が設けられている。ビーム２３，２４に対して設けられたカム機構部は、ビーム２１，２２に対して設けられたカム機構部４０と同一構成を有する。タイミングベルト５２は、カム機構部４０と、ビーム２３，２４に対して設けられたカム機構部とを連結するものであって、ビーム２１，２２とビーム２３，２４とを同期駆動させるのに供されている。
【００２４】
搬送装置１では、ビーム２１〜２４がＸ軸方向に前進する際に、その推進力を以ってワーク５００が搬送される。
２．ビーム２１〜２４の前後動に係る機構
ビーム２１〜２４の前後動に係る機構について、図２および図３を用い説明する。なお、図２では、ビーム２１の前後動に係る機構のみを示している。
【００２５】
図２に示すように、駆動部３０は、ベース１１に固定されており、その回転軸がＸ軸方向の右側に向けて延出されている。回転軸には、円筒カム４１と２つの溝カム４２，４３からなるカム機構部４０が取り付けられており、回転軸の回転に連動して回転する。
円筒カム４１の外周面には、ループをなす一条の溝４１ａが形成されており、当該溝４１ａには、前後動アーム６２に回転自在に取り付けられたカムローラ６１が入り込んだ状態となっている。前後動アーム６２は、Ｚ軸方向に沿って配されており、円筒カム４１の回転に伴って、Ｘ軸方向左右方向に移動する。なお、前後動アーム６２は、前後動に際し、平行移動する。
【００２６】
図３に示すように、円筒カム４１に形成された溝４１ａに対して、前後動アーム６２のカムローラ６１の他、Ｙ軸方向における反対側に前後動アーム１６２のカムローラ１６１が入り込んだ状態となっている。なお、前後動アーム１６２は、ビーム２２に対応するものである。
図２に戻って、前後動アーム６２には、そのＺ軸方向上端部分にサブベース６３が取り付けられている。サブベース６３には、そのＺ軸方向下側にガイドブロック６４が取り付けられており、ベース１１に連結されたサブベース１４上に敷設されたガイドレール１３に取り付けられている。このため、サブベース６３は、前後動アーム６２の前後動に伴って、Ｘ軸方向の左右に移動する。
【００２７】
図２では、図示を省略しているが、ビーム２１は、サブベース６３の動きに同期した状態でＸ軸方向左右に移動する。
図２では、ビーム２１についてのＸ軸方向の前後動（前進−後退）に係る機構を示しているが、他のビーム２２〜２４についても、同様の機構を以ってＸ軸方向の前後動を行う。
【００２８】
３．ビーム２１〜２４の軸芯周りの回転に係る機構
本実施の形態に係る搬送装置１では、各ビーム２１〜２４がそれぞれの軸芯周りに回転自在に構成されている。当該機構について、図２、図４および図５を用い説明する。なお、図２、図４および図５では、ビーム２１の回転に係る機構のみを示しているが、他のビーム２２〜２４についても、同様の回転に係る機構が取り付けられている。
【００２９】
図２に示すように、溝カム４２，４３には、搖動アーム８２が連結されている。当該溝カム４２は、図４に示すように、円板状の外観形状を有しており、その一方の主面（図面手前側の主面）にループ状の溝４２ａが設けられている。そして、搖動アーム８２におけるカムローラ８１が回転自在で溝４２ａ内に収められている。
図４に示すように、搖動アーム８２は、カムローラ８１が溝カム４２の溝４２ａ内を移動するのに対応して、Ｙ軸方向の左右に移動する。搖動アーム８２は、軸Ａｘ７３を支点に搖動し、Ｚ軸方向上側の端点Ａｘ７５が角度θ８２だけ搖動する。なお、溝カム４３に連結されている搖動アームについても、同様の動きをする。
【００３０】
図２に戻って、搖動アーム８２は、サブベース１４に軸支された支軸７３に支持されている。支軸７３の軸芯は、軸Ａｘ７３である（図４を参照）。そして、搖動アーム８２のＺ軸方向先端部分には、搖動シャフト７５が取り付けられており、当該搖動シャフト７５の軸芯が、端点Ａｘ７５である（図４を参照）。搖動シャフト７５は、搖動ブロック７１に設けられた孔を挿通している。
【００３１】
ここで、搖動ブロック７１は、そのＺ軸方向下側にガイドブロック７２が取り付けられており、ガイドブロック７２は、サブベース６３上に敷設されたガイドレール６５に取り付けられている。このため、搖動ブロック７１は、前後動アーム６２の前後動に伴い、Ｘ軸方向に前後動し、搖動アーム８２の搖動に伴い、紙面垂直方向に搖動する。
なお、支軸７３と搖動シャフト７５との間には、サブアーム７４も取り付けられており、搖動シャフト８２に伴い、搖動する。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、搖動ブロック７１には、Ｚ軸方向上側の面にギア７１ａが形成されている。また、上記のように、搖動シャフト７５を挿通するための孔７１ｂが設けられている。孔７１ｂは、Ｚ軸方向長さがＹ軸方向幅に比べて長い長円形となっている。搖動アーム８２が、軸Ａｘ７３を支点として搖動するとき、端点Ａｘ７５が作用点となって、搖動ブロック７１がＹ軸方向左右に移動する。
【００３３】
ビーム２１は、その軸芯Ａｘ２１を通る中心線Ｌ２１の方向に突出した突出部２１ａを有し、他の部分（ベース部分）２１ｂは、円形断面を有している。ここで、上記のように、ビーム２１は、軸芯Ａｘ２１を中心として回転自在となっている。そして、ビーム２１は、その断面におけるベース部分の外周に、搖動ブロック７１のギア７１ａと噛合するギア２１ｃが形成されている。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、搖動アーム８２がＺ軸に対して角度を有した状態にあるときには、搖動ブロック７１はＹ軸方向右側に位置し、この状態においては、ビーム２１は、その中心線Ｌ２１がＺ軸に沿って正立した状態となっている。
一方、図５（ｂ）に示すように、搖動アーム８２がＺ軸に沿う状態に起立した状態まで搖動したときには、搖動ブロック７１はＹ軸方向左側へと移動し、ギア７１ａとギア２１ｃとにより、ビーム２１を左向きに傾倒させる。即ち、この状態において、ビーム２１の中心線Ｌ２１は、右向きに傾斜し、それに伴い突出部２１ａも傾斜することになる。
【００３５】
なお、突出部２１ａの頂面は、軸芯Ａｘ２１を中心とする曲面となっている。そして、図５（ｂ）のようにビーム２１が傾倒した状態では、図５（ａ）のように正立した状態にある場合よりも、突出部２１ａの頂面は、Ｚ軸方向において低い状態となる。
なお、図５（ａ）、（ｂ）では、図示を省略したが、搖動アーム７１の孔７１ｂと搖動シャフト７５（中心が端点Ａｘ７５）の外周面との間には、磨滅防止のベアリングあるいはスリーブが介挿されている。これにより、搖動ブロック７１は、前後動アーム６２に連動して、紙面垂直方向に前進あるいは後退する。
【００３６】
４．ビーム２１〜２４の前後動によるワーク５００の搬送
ビーム２１〜２４の前後動によるワーク５００の搬送動作について、図６〜図８を用い説明する。図６〜図８では、ビーム２１〜２４を図１のＺ軸上方から平面視し、また、Ｘ軸方向左側から正面視した状態を二点鎖線で囲む部分に示す。
図６（ａ）に示すように、４本のビーム２１〜２４の内、Ｙ軸方向の両脇に配置された２本のビーム２１，２４が同期状態でＸ軸方向左側へと前進する。このとき、Ｙ軸方向の内側に配置された２本のビーム２２，２３は、Ｘ軸方向右側へと後退する。
【００３７】
図６（ａ）の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、紙面手前側に前進するビーム２１，２４では、その中心軸Ｌ２１，Ｌ２４がＺ軸に沿って正立している。この状態においては、ビーム２１，２４の突出部の頂面が、ワーク５００に当接しており、ワーク５００を搬送する。
一方、紙面奥側に後退するビーム２２，２３では、その中心軸Ｌ２２，Ｌ２３がＺ軸に対して傾斜した状態に傾倒した状態となっている。このとき、内側の２本のビーム２２，２３は、上記傾倒状態に姿勢が制御されているので、突出部の頂面がワーク５００から離脱した状態にあり、ワーク５００に影響を与えることなく後退する。
【００３８】
ここで、ビーム２２とビーム２３とは、搬送中心に対して線対称の関係を以って傾倒された状態となっている。
後退するビーム２２，２３は、後退限ＳＢに到達する手前からＸ軸方向の速度を落とし、また、その姿勢を傾倒状態から正立状態に向けて変化し始める。なお、ビーム２２，２３の姿勢は、後退限ＳＢに到達の時点では、未だ正立状態とはなっていない。
【００３９】
次に、図６（ｂ）に示すように、ビーム２２，２３が後退限ＳＢに到達した後、両ビーム２２，２３はＸ軸方向左側へとその進行方向を反転し、速度を上昇させながら前進を始める。搬送装置１では、ビーム２２，２３が後退限ＳＢに到達した時点においても、両脇のビーム２１，２４は、未だ前進限ＳＦには到達しておらず、前進を続ける。
図６（ｂ）の二点鎖線で囲む部分に示すように、ビーム２２，２３が、前進を続けるビーム２１，２４と等速状態になった場合において、その姿勢が正立状態となる。この姿勢変化の完了により、ビーム２１，２４とビーム２２，２３とが、各々の突出部の頂面をワーク５００に当接させた状態を以って同期状態で前進する。即ち、ビーム２２，２３が後退限ＳＢに到達した後、ビーム２１，２４と等速の状態となった時点から、同期状態の４本のビーム２１〜２４によりワーク５００が搬送される。
【００４０】
次に、ビーム２１，２４は、前進限ＳＦに到達する少し手前から、姿勢を正立状態から傾倒状態へと変化させ始めるとともに、減速し始める。この状態においては、ビーム２１，２４の突出部の頂面は、ワーク５００から離間している。
図７（ａ）に示すように、両脇のビーム２１，２４が前進限ＳＦに到達すると、両ビーム２１，２４は、Ｘ軸方向右側へとその進行方向を反転し、後退を始める。図７（ａ）の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、ビーム２１，２４は、前進限ＳＦに到達した時点、あるいは、後退を開始し始めた時点において、その姿勢を完全に傾倒状態と変化させ終わる。このとき、上記同様、ビーム２１，２４の姿勢は、搬送中心に対して線対称の関係を以って変化する。
【００４１】
なお、図７（ａ）の状態では、前進を続けるビーム２２，２３が、その突出部の頂面でワーク５００に当接した状態にあり、その推進力により搬送が持続されている。
図７（ｂ）に示すように、前進状態から後退状態へと反転したビーム２１，２４は、後退限ＳＢに向けて後退を続け、図７（ｂ）の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、ビーム２１，２４は、突出部の頂面がワーク５００から離間した状態を維持して、後退中にワーク５００に影響（例えば、ワーク５００の搬送姿勢を乱すような影響）を与えないようになっている。
【００４２】
後退中のビーム２１，２４は、後退限ＳＢに到達する少し手前から、その姿勢を正立状態に向けて変化し始める。ただし、ビーム２１，２４の姿勢は、後退限ＳＢに到達の時点では未だ正立状態にはなっていない。
次に、図８（ａ）に示すように、両脇のビーム２１，２４が後退限ＳＢまで到達した後、加速しながら前進を始める。そして、前進を続けるビーム２２，２３と等速になった時点で、姿勢が正立状態へと変化し終わる。図８（ａ）の二点鎖線で囲む部分に示すように、４本のビーム２１〜２４が全て正立状態となり、且つ、同期した状態で前進をすることになる。この状態において、４本のビーム２１〜２４の突出部の頂面は、ワーク５００に当接しており、これらの推進力を以ってワーク５００が搬送される。
【００４３】
ビーム２２，２３は、前進限ＳＦに到達する少し手前から、その姿勢を傾倒状態へと変化させ始め、且つ、減速し始める。
図８（ｂ）に示すように、ビーム２２，２３は、前進限ＳＦに到達した時点で、進行方向をＸ軸方向右側へと反転させ、後退を始める。このとき、図８（ｂ）の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、ビーム２２，２３は、姿勢を正立状態から傾倒状態への変化を継続する。
【００４４】
この後、搬送動作が終了するまで、図６（ａ）から図８（ｂ）の動作を繰り返す。
ビーム２１〜２４の前後動について、そのタイミングチャートを図９に示す。図９において、“Ｂｅａｍ１”がビーム２１，２４であり、“Ｂｅａｍ２”がビーム２２，２３である。
図９に示すように、Ｂｅａｍ１，２の前後動においては、Ｓ１〜Ｓ２の区間が等速範囲に設定されている。Ｂｅａｍ１，２は、等速範囲において、前進する際には、正立状態となっており、ワーク５００は、等速移動するＢｅａｍ１，２により搬送される。図９に示すように、Ｂｅａｍ１およびＢｅａｍ２の各々は、前進と後退とを１サイクルとし、且つ、Ｂｅａｍ１とＢｅａｍ２とは、その前進・後退に係るサイクルの位相にズレを有している。
【００４５】
また、上記のように、本実施の形態に係る搬送装置１では、Ｂｅａｍ１とＢｅａｍ２とがともに前進する期間、即ち、ビーム２１〜２４が前進する期間が設けられており、このときには、全てのビーム２１〜２４が正立状態となっている。また、当該ビーム２１〜２４が前進する期間では、全てのビーム２１〜２４（Ｂｅａｍ１，２）の前進が等速範囲で実行される（タイミングθ１〜タイミングθ２の間、タイミングθ５〜タイミングθ６の間）。
【００４６】
また、図９に示すように、搬送装置１では、ビーム２１〜２４が前進限ＳＦまたは後退限ＳＢに到達した後、各々の姿勢が正立状態から傾倒状態へと完全に変化し終わるのを待って反転移動するのではなく、姿勢が傾倒状態へと完全に変化し終わるのは、反転して前進または後退している途中の段階である（タイミングθ３、θ８）。同様に、ビーム２１〜２４が前進限ＳＦまたは後退限ＳＢに到達した際に、各々の姿勢が傾倒状態から正立状態へと変化するのであるが、これらの姿勢変化は、ビーム２１〜２４が前進限ＳＦまたは後退限ＳＢに到達した時点から変化し始めるのではなく、前進限ＳＦまたは後退限ＳＢに到達する前の段階から姿勢変化が開始される（タイミングθ４、θ９）。
【００４７】
なお、図９にも示すように、搬送装置１では、Ｂｅａｍ１，２が前進限ＳＦまたは後退限ＳＢに到達する直前、あるいは到達して反転した直後の期間（タイミングθ２〜タイミングθ３の間、タイミング１８０［°］〜タイミングθ５の期間、タイミングθ６〜タイミングθ７の期間）においては、等速範囲に比べて低い速度でＢｅａｍ１，２が前後動する。これにより、ワーク５００の搬送に対するＢｅａｍ１とＢｅａｍ２との切替時の衝撃が緩和される。
【００４８】
［その他の事項］
上記実施の形態に係る搬送装置１では、４本のビーム２１〜２４を備える構成としたが、ビームの数はこれに限定されない。少なくとも２本以上のビームを備えれば同様の搬送動作を実行することが可能である。
また、上記実施の形態に係る搬送装置１では、ビーム２１とビーム２４が対をなして同期移動し、ビーム２２とビーム２３が対をなして同期移動する構成を一例として採用した。しかし、本発明は、３組あるいはそれ以上のビーム対を備え、対の数で１サイクルを分割した駆動動作を行うこともできる。例えば、３組のビーム対を備える構成を採用する場合には、カム角において、１２０［°］毎に各ビーム対の動作を規定することができる。
【００４９】
また、上記実施の形態に係る搬送装置１では、一つのモータ３１により４本のビーム２１〜２４を駆動する構成としたが、２つ以上のモータを採用することもできる。ただし、相互に同期をとる必要がある。
また、ビーム２１〜２４の形状については、図５（ａ）、（ｂ）に示すような断面形状に限定されるものではない。一部が径方向に突出した部分を有する断面形状であれば採用することができる。ただし、ワーク５００に対して当接および離間する頂面の形状については、当接する際、あるいは離間する際のワーク５００への衝撃を小さく抑えるという観点から、姿勢変化に係る軸芯を中心とする円弧であることが望ましい。
【００５０】
さらに、上記実施の形態に係る搬送装置１に対して、ワーク５００が搬入されてきた際の状態を考慮するとき、前工程からの乗移りをスムーズにするために、補助となるガイドなどを取り付けておくことが望ましい。例えば、特開平０９−２６８３１３号公報に開示された技術を応用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ワークの高速搬送が可能な搬送装置を実現するのに有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１．搬送装置
１０．メインフレーム
１１．ベース
１３，６５．ガイドレール
１４，６３．サブベース
２１〜２４．ビーム
３０．駆動部
３１．モータ
３２．ギア
４０．カム機構部
４１．円筒カム
４２，４３．溝カム
５１．プーリ
５２．タイミングベルト
６１，１６１，８１．カムローラ
６２，１６２．前後動アーム
６４，７２．ガイドブロック
７１．搖動ブロック
７３．支軸
７４．サブアーム
７５．搖動シャフト
８２．搖動アーム
５００．ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの間に間隔をあけ並設された第１および第２のビームと、 前記第１および第２のビームをその軸芯方向に前進および後退させる駆動源とを有し、前記第１および第２のビームにおける前進時の推進力を以って対象ワークを搬送する搬送装置において、
前記駆動源からは、前記第１および第２のビームの各々に対し、前記前進および前記後退を１サイクルとし、且つ、前記第１のビームと前記第２のビームとが位相のずれを有する状態に駆動力が与えられ、
前記第１および第２のビームの各々には、前記軸芯に交差する断面において、外周の一部が径方向外側に向けて突出した突出部が設けられており、
前記第１および第２のビームは、前記軸芯を中心に回転自在になっており、前進時において、前記突出部の先端が前記対象ワークに対し当接するように回転角が制御され、前記後退時において、前記突出部の先端が前記対象ワークから離脱するように回転角が制御されている
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記第１および第２のビームの各々は、前記断面における姿勢が正立状態となることにより前記突出部の先端が前記対象ワークに当接し、前記断面における姿勢が傾倒状態となることにより前記突出部の先端が前記対象ワークから離脱する
ことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記突出部の先端は、前記軸芯を中心とする同心円を以って構成された曲面となっている
ことを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記駆動源は、
前記第１のビームが前進し、且つ、前記第２のビームが後退する第１の状態と、
前記第１および第２のビームの双方が、互いに同期した状態で前進する第２の状態と、
前記第２のビームが前進し、且つ、前記第１のビームが後退する第３の状態と、
をこの順に実行するように、前記第１および第２のビームに対し駆動力を伝達する
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の搬送装置。
【請求項５】
前記第１のビームと同一の形状を有し、且つ、前記第１のビームと同期した状態で前進および後退する第３のビームと、
前記第２のビームと同一の形状を有し、且つ、前記第２のビームと同期した状態で前進および後退する第４のビームと、
を有し、
前記第３のビームは、前記対象ワークの搬送中心線として、前記第１のビームに対して線対象の関係を以って配置され、且つ、前記姿勢が制御されており、
前記第４のビームは、前記対象ワークの搬送中心線として、前記第２のビームに対して線対象の関係を以って配置され、且つ、前記姿勢が制御されている
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の搬送装置。
【請求項６】
前記第３および第４のビームは、前記第１および第２のビームに対し、タイミングベルトで連結されることにより同期が図られている
ことを特徴とする請求項５に記載の搬送装置。
【請求項７】
前記駆動源は、一つのモータと、当該モータから延出された回転軸に取り付けられた複数のカムとを有し、
前記複数のカムには、表面に溝が掘られた円筒状の円筒カムと、表面に溝が掘られた板状の溝カムとが含まれており、
前記第１および第２のビームの前進および後退は、前記円筒カムを介してなされ、
前記第１および第２のビームの各姿勢の制御は、前記溝カムを介してなされている
ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の搬送装置。
【請求項１】
互いの間に間隔をあけ並設された第１および第２のビームと、 前記第１および第２のビームをその軸芯方向に前進および後退させる駆動源とを有し、前記第１および第２のビームにおける前進時の推進力を以って対象ワークを搬送する搬送装置において、
前記駆動源からは、前記第１および第２のビームの各々に対し、前記前進および前記後退を１サイクルとし、且つ、前記第１のビームと前記第２のビームとが位相のずれを有する状態に駆動力が与えられ、
前記第１および第２のビームの各々には、前記軸芯に交差する断面において、外周の一部が径方向外側に向けて突出した突出部が設けられており、
前記第１および第２のビームは、前記軸芯を中心に回転自在になっており、前進時において、前記突出部の先端が前記対象ワークに対し当接するように回転角が制御され、前記後退時において、前記突出部の先端が前記対象ワークから離脱するように回転角が制御されている
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記第１および第２のビームの各々は、前記断面における姿勢が正立状態となることにより前記突出部の先端が前記対象ワークに当接し、前記断面における姿勢が傾倒状態となることにより前記突出部の先端が前記対象ワークから離脱する
ことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記突出部の先端は、前記軸芯を中心とする同心円を以って構成された曲面となっている
ことを特徴とする請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記駆動源は、
前記第１のビームが前進し、且つ、前記第２のビームが後退する第１の状態と、
前記第１および第２のビームの双方が、互いに同期した状態で前進する第２の状態と、
前記第２のビームが前進し、且つ、前記第１のビームが後退する第３の状態と、
をこの順に実行するように、前記第１および第２のビームに対し駆動力を伝達する
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の搬送装置。
【請求項５】
前記第１のビームと同一の形状を有し、且つ、前記第１のビームと同期した状態で前進および後退する第３のビームと、
前記第２のビームと同一の形状を有し、且つ、前記第２のビームと同期した状態で前進および後退する第４のビームと、
を有し、
前記第３のビームは、前記対象ワークの搬送中心線として、前記第１のビームに対して線対象の関係を以って配置され、且つ、前記姿勢が制御されており、
前記第４のビームは、前記対象ワークの搬送中心線として、前記第２のビームに対して線対象の関係を以って配置され、且つ、前記姿勢が制御されている
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の搬送装置。
【請求項６】
前記第３および第４のビームは、前記第１および第２のビームに対し、タイミングベルトで連結されることにより同期が図られている
ことを特徴とする請求項５に記載の搬送装置。
【請求項７】
前記駆動源は、一つのモータと、当該モータから延出された回転軸に取り付けられた複数のカムとを有し、
前記複数のカムには、表面に溝が掘られた円筒状の円筒カムと、表面に溝が掘られた板状の溝カムとが含まれており、
前記第１および第２のビームの前進および後退は、前記円筒カムを介してなされ、
前記第１および第２のビームの各姿勢の制御は、前記溝カムを介してなされている
ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２１５３５６（Ｐ２０１０−２１５３５６Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６３８１０（Ｐ２００９−６３８１０）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（５９２１２７９６５）ＮＫＥ株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（５９２１２７９６５）ＮＫＥ株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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