(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基台と、
（ｂ）可動台と、
（ｃ）基端部で基台に設けられ、遊端部に可動台が設けられ、可動台を一定の姿勢に保持して伸長および縮退自在に構成されるアーム体であって、
相互に対称に連動するように連結される一対のアーム部であって、複数のリンク部材が相互に角変位自在に連結され、各リンク部材の相互の角変位によって折畳および伸展自在であるアーム部を備え、各アーム部の折畳および伸展によって伸長および縮退自在であり、各リンク部材の軸線が一仮想平面上に配置されるように各アーム部が折畳まれる中立の縮退位置を中心に、両方の伸長方向へ伸長自在であり、各アーム部のうちで遊端部寄りに配置されるリンク部材が可動台に角変位自在に連結されるアーム体と、
（ｄ）基台に固定的に設けられ、アーム体を伸長および縮退駆動する駆動手段と、
（ｅ）アーム体の遊端部に設けられ、各アーム部の遊端部寄りに配置される各リンク部材のうちの少なくともいずれか一方を可動台に対して角変位駆動して、アーム体を伸長および縮退させるための駆動力をアーム体に与えるエアシリンダを有して構成される固着回避手段を含むことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
各アーム部の基端部寄りに配置されるリンク部材が基台に角変位自在に連結され、
駆動手段は、第１アーム部の基端部寄りのリンク部材を、基台に対して角変位駆動するとともに、第２アーム部の基端部寄りのリンク部材を、遊星連動させて、基台に対して角変位駆動することを特徴とする請求項１記載の搬送装置。
【請求項３】
固着回避手段を構成するエアシリンダのピストンロッドの伸張方向は、各アーム部の遊端部寄りに配置されるリンク部材が、可動台に対してそれぞれ角変位する各角変位軸線を含む平面に対して垂直であることを特徴とする請求項１または２記載の搬送装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の搬送装置が先端部に装着されることを特徴とする多軸ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送物を搬送する搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の技術の搬送装置１を示す断面図である。搬送装置１は、たとえば特開２００１−３０１９０に示されている。この搬送装置１は、基台２と、基台２に一体形成される第１アーム３と、第１アーム３に回転自在に連結される第２アーム４と、第２アーム４を第1アーム３に対して回転駆動するためのモータ５と、第２アーム４に回転自在に設けられる可動台６と、第１アーム３に対する第２アーム４の回転に連動させて可動台６を第２アーム４に対して回転させる連動手段７とを有する。連動手段７は、第１アーム３に対する第２アーム４の回転を、２分の１に減速して、第２アーム４に対して可動台６が回転するように連動させ、可動台６を一定の姿勢に保持できるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
搬送装置１では、可動台６を一定の姿勢に保持することができるので、可動台６に保持した搬送物を一定の姿勢に保持して搬送することができるけれども、可動台６の姿勢を保持するための手段として、連動手段７が必要である。このような連動手段７は、回転を、第２アーム４の先端部まで伝達しなければならないので、当然、第２アーム４の先端部まで延びている。
【０００４】
このように、複数のアーム３，４を単に回転自在に連結して、相互の回転によって搬送物を搬送する搬送装置１では、搬送物の姿勢を保持するために、可動台６を駆動しなけばならない。この姿勢保持のための駆動源は、モータ５が共用され、慣性力を抑えるためおよび先端形状の制約などによって、可動台６から離れた基台２に設けられる。したがってモータ５の駆動力を可動台６まで伝達するための連動手段７が必要となる。
【０００５】
したがって従来の技術の搬送装置１では、具体的には連動手段７である姿勢保持のための手段を別途に設けなければならず、質量が増加し、その自重によって搬送能力が低下してしまう。また搬送装置１のように、１つのモータ５を、搬送と姿勢保持とに、共用すると、動力伝達が多段になるので、可動台６の位置決め精度が低下する。さらに単一アーム構成となるので、剛性が低く、揺れおよび振れを起こしやすくなる。
【０００６】
本発明の目的は、このような不具合の原因となる姿勢保持のための駆動が不要である搬送装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、（ａ）基台と、
（ｂ）可動台と、
（ｃ）基端部で基台に設けられ、遊端部に可動台が設けられ、可動台を一定の姿勢に保持して伸長および縮退自在に構成されるアーム体であって、
相互に対称に連動するように連結される一対のアーム部であって、複数のリンク部材が相互に角変位自在に連結され、各リンク部材の相互の角変位によって折畳および伸展自在であるアーム部を備え、各アーム部の折畳および伸展によって伸長および縮退自在であり、各リンク部材の軸線が一仮想平面上に配置されるように各アーム部が折畳まれる中立の縮退位置を中心に、両方の伸長方向へ伸長自在であり、各アーム部のうちで遊端部寄りに配置されるリンク部材が可動台に角変位自在に連結されるアーム体と、
（ｄ）基台に固定的に設けられ、アーム体を伸長および縮退駆動する駆動手段と、
（ｅ）アーム体の遊端部に設けられ、各アーム部の遊端部寄りに配置される各リンク部材のうちの少なくともいずれか一方を可動台に対して角変位駆動して、アーム体を伸長および縮退させるための駆動力をアーム体に与えるエアシリンダを有して構成される固着回避手段を含むことを特徴とする搬送装置である。
【０００８】
本発明に従えば、基端部で基台に伸長および縮退自在に設けられるアーム体の遊端部に可動台が設けられ、駆動手段によってアーム体を伸長および縮退駆動することによって可動台を変位させることができ、可動台には保持される搬送物を搬送することができる。アーム体は、伸長および縮退するとき、可動台を一定の姿勢に保持できるように構成されており、アーム体の伸長および縮退と別に、可動台を駆動する必要がない。これによってアーム体を伸長および縮退駆動する駆動手段だけを基台に設ければよく、可動台を駆動する駆動手段を必要とせず、当然、可動台を駆動するための動力を伝達するための伝達手段を必要とせず、簡素な構成で、姿勢を保持して搬送物を搬送することができる。
また、アーム体は、一対のアーム部を、相互に対称に連動するように連結することによって、可動台を一定の姿勢に保持して伸長および縮退するアーム体を実現することができる。またアーム体を一対のアーム部を連結して構成することによって、可動台の姿勢保持に加えて、アーム体の剛性を高くすることができる。さらに各リンク部材の軸線が一仮想平面上に配置されるように、各アーム部が折畳まれる中立の縮退位置を中心に、両方の伸長方向へ伸長自在である。
また、固着回避手段は、各アーム部の遊端部寄りに配置される各リンク部材のうち少なくともいずれか一方を可動台に対して角変位駆動する。これによって、駆動手段とは異なる位置でアーム体を伸長および縮退させるための駆動力をアーム体に与えることができる。アーム体が縮退位置およびその付近にあるときに、固着回避手段が、アーム体を伸張および縮退させるための駆動力をアーム体に与える。これによって、駆動手段の駆動だけでは、アーム体を伸縮駆動しにくくなる固着現象を回避することができる。このような固着回避手段が設けられることによってアーム体が縮退位置およびその付近にあるときでも、アーム体を円滑に伸縮駆動することができる。
また固着回避手段が、アーム体の遊端部に設けられることによって、必要な駆動力が小さくて済み、効率的である。また固着回避手段は、アーム体を伸縮駆動するために必要な駆動力に比べて、きわめて小さい駆動力を与えることができればよく、小型かつ軽量にすることができる。また固着回避手段の駆動源としてエアシリンダを用いることで、さらに小型かつ軽量にすることができる。これによって固着回避手段をアーム体の遊端部に設けても、搬送能力にほとんど影響を与えることがなく、固着回避手段を含むことに起因する搬送装置の搬送能力低下を抑えることができる。
【０００９】
請求項２記載の本発明は、各アーム部の基端部寄りに配置されるリンク部材が基台に角変位自在に連結され、
駆動手段は、第１アーム部の基端部寄りのリンク部材を、基台に対して角変位駆動するとともに、第２アーム部の基端部寄りのリンク部材を、遊星連動させて、基台に対して角変位駆動することを特徴とする。
【００１０】
本発明に従えば、第１アーム部を駆動手段によって駆動し、第２アーム部を第１アーム部に対して遊星連動させるだけの簡素な構成で、一対のアーム部を対称に連動させることができるアーム体を実現することができる。しかも基台に設けられる駆動手段によって、第１アーム部を駆動するだけで、可動台を一定の姿勢に保持して、アーム体を伸長および縮退駆動することができる。
【００１３】
請求項３記載の本発明は、固着回避手段を構成するエアシリンダのピストンロッドの伸張方向は、各アーム部の遊端部寄りに配置されるリンク部材が、可動台に対してそれぞれ角変位する各角変位軸線を含む平面に対して垂直であることを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、エアシリンダのピストンロッドの伸張方向を上述する方向とすることで、アーム体が伸張する方向に垂直な平面に投影したときの占有面積を小さく抑えることができ、遊端部のスリム化を図ることができる。
請求項４記載の本発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の搬送装置が先端部に装着されることを特徴とする多軸ロボットである。
本発明に従えば、搬送装置による搬送距離と、ロボットによる搬送距離とが合成されて、長距離の搬送を実現することができる。また搬送装置による搬送速度と、ロボットによる搬送速度とが合成されて、高速搬送が可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の搬送装置２０を示す斜視図である。図２は、搬送装置２０を示す平面図である。搬送装置２０は、搬送物を搬送するための装置であって、具体的には、たとえば自動車の車体および部品を製造するにあたって、複数の加工装置を用いて加工する場合に、各加工装置間にわたって搬送物であるワークを搬送するために用いられる。
【００１６】
搬送装置２０は、基台２１と、可動台２２と、アーム体２３と、駆動手段２４とを含んで構成される。基台２１は、平板状に形成され、たとえば６軸ロボットである多軸ロボットをはじめ、他の装置などの所定位置に固定することができる。可動台２２は、平板状に形成され、搬送物を保持するための保持具などを設けることができる。
【００１７】
アーム体２３は、基端部２７で基台２１に設けられ、遊端部２８に可動台２２が設けられる。このアーム体２３は、可動台２２を一定の姿勢に保持して伸長および縮退自在に構成される。
【００１８】
具体的には、アーム体２３は、中立位置でもありかつ最も縮退した縮退位置３０を中心にして、この縮退位置３０から最も伸長した２つの伸長位置３１，３２に向かう伸長方向Ａ１，Ａ２へ伸長することができ、各伸長位置３１，３２から縮退位置に向かう縮退方向Ｂ１，Ｂ２へ縮退することができる。各伸長方向Ａ１，Ａ２は、相互に逆方向であり、各縮退方向Ｂ１，Ｂ２は、相互に逆方向である。
【００１９】
駆動手段２４は、基台２１の近傍で、基台２１に固定的に設けられ、アーム体２３を、各伸長方向Ａ１，Ａ２へ伸長駆動するとともに、各縮退方向Ｂ１，Ｂ２へ縮退駆動する。これによって可動台２２が、アーム体２３が縮退位置３０にあるときの位置を中点位置として、各伸長方向Ａ１，Ａ２および各縮退方向Ｂ１，Ｂ２に平行な直線経路に沿って、変位される。このとき可動台２１の姿勢は、一定に保持される。駆動手段２４は、たとえばサーボモータによって実現される。
【００２０】
図３は、アーム体２３が縮退位置３０にある状態で、図２の切断面線Ｓ２−Ｓ２から見た断面図である。図１および図２を併せて参照して、基台２１には、ギヤ列などを収容するためのギヤボックスである基台ケーシング３４が固定して設けられる。
【００２１】
この基台ケーシング３４に、２つの基台軸３６，３７が、それぞれの軸線まわりに角変位自在に支持されている。したがって各基台軸３６，３７は、基台２１に対して角変位自在に設けられている。第１基台軸３６の軸線と一致する角変位軸線であって、基台２１に対する第１基台軸３６の角変位軸線（以下「第１基台角変位軸線」という）Ｌ３６と、第２基台軸３７の軸線と一致する角変位軸線であって、基台２１に第２基台軸３７の角変位軸線（以下「第２基台角変位軸線」という）Ｌ３７とは、平行である。
【００２２】
第１基台軸３６には、第１基台アームギヤ３８が、第１基台軸３６に対する第１基台角変位軸線Ｌ３６まわりの角変位が阻止された状態で、装着されている。第２基台軸３７には、第２基台アームギヤ３９が、第２基台軸３７に対する第２基台角変位軸線Ｌ３７まわりの角変位が阻止された状態で、装着されている。
【００２３】
各基台アームギヤ３８，３９は、相互に噛合しており、これによって各基台軸３６，３７は、その角変位方向が相互に反対となるように、連動して角変位する。また基台アームギヤ３８，３９は、各基台軸３６，３７が同一の角変位速度で連動するように、構成される。
【００２４】
基台ケーシング３４には、また、駆動軸４０が、その軸線まわりに角変位自在に支持されている。駆動軸４０の軸線に一致する角変位軸線であって、基台ケーシング３４に対する駆動軸４０の角変位軸線（以下「駆動角変位軸線」という）Ｌ４０と、各基台角変位軸線Ｌ３６，３７とは、平行である。
【００２５】
基台ケーシング３４には、さらに駆動手段２４が固定して設けられる。この駆動手段２４の出力軸４３と、駆動軸４０とが、角変位を伝達可能に連結されており、駆動軸４０は、駆動手段２４によって角変位駆動される。
【００２６】
駆動軸４０には、駆動ギヤ４１が、駆動軸４０に対する駆動角変位軸線Ｌ４０まわりの角変位が阻止された状態で、装着されている。駆動ギヤ４１は、第１基台アームギヤ３８に噛合している。このようにして、駆動手段２４によって、駆動軸４０、駆動ギヤ４１および第１基台アームギヤ３８を介して、第１基台軸３６が角変位駆動され、さらに第２基台アームギヤ３９を介して、第２基台軸３７が遊星連動されて角変位駆動される。
【００２７】
各基台アームギヤ３８，３９および駆動ギヤ４１を有するギヤ列は、基台ケーシング３４に収納され、塵埃などから保護されている。これによって耐久性を向上するともに、動作不良を防止して、各基台軸３６，３７の円滑な連動を達成することができる。
【００２８】
アーム体２３は、相互に対称に連動するように連結される一対のアーム部４４，４５を備える。第１アーム部４４は、複数、本実施の形態では２つのリンク部材４６，４７が相互に角変位自在に連結され、各リンク部材４６，４７の相互の角変位によって折畳および伸展自在である。同様に、第２アーム部４５は、複数、本実施の形態では２つのリンク部材４８，４９が相互に角変位自在に連結され、各リンク部材４８，４９の相互の角変位によって折畳および伸展自在である。
【００２９】
第１アーム部４４は、その基端側に配置されるリンク部材（以下「第１基端側リンク部材」という）４６の一端部が、第１基台軸３６に固定され、基台２１に対して角変位自在に設けられている。第１基台軸３６は、その一端部が基台ケーシング３４から一方向（図３の下方）に突出しており、この一端部に、第１基端側リンク部材４６を固定することができる。このように第１基台軸３６に第１基端側リンク部材４６を固定することによって、基台２１および基台ハウジング３４に干渉されることなく、第１基端側リンク部材４６は、基台２１に対して、回転、すなわち３６０度以上の角変位が可能な連結構造で連結される。
【００３０】
第１基端側リンク部材４６の他端部には、第１リンク軸５０が固定して設けられる。第１リンク軸５０は、その軸線が第１基台軸３６の軸線（第１基台角変位軸線Ｌ３６）と平行に配置され、第１リンク部材４６に関して第１基台軸３６とは反対側に突出している。
【００３１】
この第１リンク軸５０に、第１アーム部４４の遊端側に配置されるリンク部材（以下「第１遊端側リンク部材」という）４７の一端部が、第１リンク軸５０に、その軸線まわりに角変位自在に設けられる。このようにして、第１アーム部４４の各リンク部材４６，４７が、第１リンク軸５０の軸線と一致する第１リンク角変位軸線Ｌ５０まわりに角変位自在に連結される。
【００３２】
このように第１リンク軸５０を用いて、第１アーム部４４の第１基端側リンク部材４６と第１遊端側リンク部材４７とは、回転、すなわち３６０度以上の角変位が可能な連結構造で連結される。これによって第１アーム部４４は、各リンク部材４６，４７は、それぞれの軸線が同一の仮想平面に配置されるように、折畳むことができるとともに、この折畳状態から両側へ伸展することができる。
【００３３】
第２アーム部４５は、その基端側に配置されるリンク部材（以下「第２基端側リンク部材」という）４８の一端部が、第２基台軸３７に固定され、基台２１に対して角変位自在に設けられている。第２基台軸３７は、第１基台軸３６と同様に、その一端部が基台ケーシング３４から一方向に突出しており、この一端部に、第２基端側リンク部材４８を固定することができる。このように第２基台軸３７に第２基端側リンク部材４８を固定することによって、基台２１および基台ハウジング３４に干渉されることなく、第２基端側リンク部材４８は、基台２１に対して、回転、すなわち３６０度以上の角変位が可能な連結構造で連結される。
【００３４】
第２基端側リンク部材４８の他端部には、第２リンク軸５１が固定して設けられる。第２リンク軸５１は、その軸線が第２基台軸３７の軸線（第２基台角変位軸線Ｌ３７）と平行に配置され、第２基端側リンク部材４８に関して第２基台軸３７とは反対側に突出している。
【００３５】
この第２リンク軸５１に、第２アーム部４５の遊端側に配置されるリンク部材（以下「第２遊端側リンク部材」という）４９の一端部が、第２リンク軸５１に、その軸線まわりに角変位自在に設けられる。このようにして、第２アーム部４５の各リンク部材４８，４９が、第２リンク軸５１の軸線と一致する第２リンク角変位軸線Ｌ５１まわりに角変位自在に連結される。
【００３６】
このように第２リンク軸５１を用いて、第２アーム部４５の第２基端側リンク部材４８と第２遊端側リンク部材４９とは、回転、すなわち３６０度以上の角変位が可能な連結構造で連結される。これによって第２アーム部４５は、各リンク部材４８，４９は、それぞれの軸線が同一の仮想平面に配置されるように、折畳むことができるとともに、この折畳状態から両側へ伸展することができる。
【００３７】
第１遊端側リンク部材４７の他端部には、第１可動台軸５５が固定して設けられる。第１可動台軸５５は、可動台２２に、その軸線まわりに角変位自在に設けられている。第１可動台軸５５の軸線と一致する角変位軸線であって、可動台２２に対する第１可動台軸５５の角変位軸線（以下「第１可動台角変位軸線」という）Ｌ５５は、第１基台角変位軸線Ｌ３６と平行である。
【００３８】
第２遊端側リンク部材４９の他端部には、第２可動台軸５６が固定して設けられる。第２可動台軸５６は、可動台２２に、その軸線まわりに角変位自在に設けられている。第２可動台軸５６の軸線と一致する角変位軸線であって、可動台２２に対する第２可動台軸５６の角変位軸線（以下「第２可動台角変位軸線」という）Ｌ５６は、第２基台角変位軸線Ｌ５６と平行である。
【００３９】
第１可動台軸５５には、第１可動台アームギヤ５７が、第１可動台軸５５に対する第１可動角変位軸線Ｌ５５まわりの角変位が阻止された状態で、装着されている。第２可動台軸５６には、第２可動台アームギヤ５８が、第２可動台軸５６に対する第２可動台角変位軸線Ｌ５６まわりの角変位が阻止された状態で、装着されている。
【００４０】
各可動台アームギヤ５７，５８は、相互に噛合しており、これによって各可動台軸５５，５６は、その角変位方向が相互に反対となるように、連動して角変位する。また各可動台アームギヤ５７，５８は、各可動台軸５５，５６が同一の角変位速度で連動するように、構成される。
【００４１】
各可動台軸５５，５６には、ギヤ列などを収容するためのギヤボックスである可動台ケーシング６０が設けられる。各可動台軸５５，５６は、両端部が可動台ケーシング６０から突出する状態で設けられており、各可動台軸５５，５６の基台２１とは反対側の端部に、可動台２２が設けられている。また各可動台軸５５，５６は、可動台ケーシング６０に対して角変位自在に設けられている。
【００４２】
各可動台アームギヤ５７，５８を有するギヤ列は、可動台ケーシング６０に収納され、塵埃などから保護されている。これによって耐久性を向上するともに、動作不良を防止して、各可動台軸５５，５６の円滑な連動を達成することができる。
【００４３】
一対のアーム部４４，４５は、対称に配置される。アーム体２３は、各アーム部４４，４５が折畳状態にあるときには、各リンク部材４６〜４９の軸線が同一の仮想平面上に配置され、その他の状態、すなわち伸展した状態では、アーム体２３が、略菱形状を成すように構成される。
【００４４】
このように一対のアーム部４４，４５は、その基端部となる各基端側リンク部材４６，４８の一端部を、１つの部材である基台２１に共通に角変位自在に連結されるとともに、連動して相互に反対方向へ角変位するように連結される。また各アーム部４４，４５は、その遊端部となる各遊端側リンク部材４７，４９の他端部を、１つの部材である可動台２２に共通に角変位自在に連結されるとともに、連動して相互に反対方向へ角変位するように連結される。このように各アーム部４４，４５を連結することによって、各アーム部４４，４５を、対称に連動させることができる。
【００４５】
このように構成されるアーム体２３は、各リンク部材４６〜４９のうちの１つを、そのリンク部材が連結される基台２１および可動台２２のいずれかに対して角変位駆動することによって、伸縮駆動することができる。しかもこのとき可動台２２は、アーム体２３に伸縮動作にかかわらず、一定の姿勢に保持することができる。つまり基台２１の姿勢が一定であれば、可動台２２の姿勢も一定に保持される。
【００４６】
したがって上述のように、各基台軸３６，３７の少なくともいずれか一方を角変位駆動する駆動手段２４を設けて、換言すれば、基台２１近傍に駆動手段２４を設けて、第１基端側リンク部材４６を基台２１に対して角変位駆動することによって、第２基端側リンク部材４８を遊星連動させて基台２１に対して角変位駆動し、可動台２２を一定の姿勢に保持してアーム体２３を伸縮駆動することができる。
【００４７】
また各アーム部４４，４５を上述のような連結構造で連結することによって、各アーム部４４，４５は、各リンク部材４６〜４９の軸線が一仮想平面上に配置されるように各アーム部４４，４５が折畳まれる中立の縮退位置３０を中心に、両方の伸長方向Ａ１，Ａ２へ伸長自在に構成される。これによって可動台２２を、基台２１に関して一方側の領域だけではなく、他方側の領域も含めて、両方の領域で変位させることができる。したがって可動台２２を、アーム体２３が２つの伸長位置３１，３２に配置されるときの位置間にわたる広い範囲で変位させることができる。
【００４８】
図４は、アーム体２３の遊端部２８付近を示す平面図である。図１〜図３を併せて参照して、搬送装置２０は、さらにアーム体２３の遊端部２８に設けられる固着回避手段１００を含んでいる。固着回避手段１００は、アーム体２３が少なくとも中立の縮退位置３０にあるときに、駆動手段２４による駆動力とは異なる位置に、アーム体２３を伸縮させるための駆動力をアーム体２３に与える手段である。固着回避手段１００は、アーム体２３が中立の縮退位置にあるときのみ駆動力を与えてもよいし、常時駆動力を与えてもよい。つまり駆動力を与えるタイミングは特に限定されない。固着回避手段１００は、各可動台軸５５，５６の少なくともいずれか一方、本実施の形態では両方を角変位駆動するための手段であって、一対のアクチュエータ、具体的には、エアシリンダ６６，６７を有する。
【００４９】
第１可動台軸５５の可動台２２が設けられる側とは反対側の端部には、第１可動台軸５５に対する第１可動台角変位軸線Ｌ５５まわりの角変位が阻止された状態で、第１固着回避ギヤ６８が装着されている。また第２可動台軸５６の可動台２２が設けられる側とは反対側の端部には、第２可動台軸５６に対する第２可動台角変位軸線Ｌ５６まわりの角変位が阻止された状態で、第２固着回避ギヤ６９が装着されている。
【００５０】
さらに両側部にラック７０，７１が長手方向に沿って形成される固着回避操作部材７２が設けられる。固着回避操作部材７２は、一方のラック７０と第１固着回避ギヤ６８とが噛合し、他方のラック７１と第２固着回避ギヤ６９とが噛合する状態で、その長手方向を各可動台角変位軸線Ｌ５５，Ｌ５６を含む平面に対して垂直な方向に配置して設けられる。
【００５１】
各エアシリンダ６６，６７は、単動または複動形のシリンダであって、シリンダチューブ７４，７５に対してピストンロッド７６，７７を伸長駆動させることができるように構成されており、可動台ハウジング６０に固定して設けられる。各エアシリンダ６６，６７は、固着回避操作部材７２を長手方向両側から挟んで対向する状態に配置され、各ピストンロッド７６，７７の先端部が、固着回避操作部材７２に固定されている。各ピストンロッド７６，７７の伸長方向は、各可動台角変位軸線Ｌ５５，Ｌ５６を含む平面に対して垂直である。
【００５２】
一方のエアシリンダ６６のピストンロッド７６を伸長させることによって、固着回避操作部材７２をその長手方向の一方へ変位駆動し、アーム体２３が、一方の伸長方向Ａ１へ伸長し、またはこの伸長方向Ａ１と同一の縮退方向Ｂ２へ縮退する駆動力を、各可動台軸５５，５６に与えることができる。また他方のエアシリンダ６７のピストンロッド７７を伸長させることによって、固着回避操作部材７２をその長手方向の他方へ変位駆動し、アーム体２３が、他方の伸長方向Ａ２へ伸長し、またはこの伸長方向Ａ２と同一の縮退方向Ｂ１へ縮退する駆動力を、各可動台軸５５，５６に与えることができる。
【００５３】
固着回避手段１００は、駆動手段２４による伸縮駆動の方向と、この固着回避手段１００による駆動の方向とが一致するように、駆動力を与える。これによってアーム体２３が中立の縮退位置およびその付近にあって、駆動手段２４の駆動だけでは、アーム体２３を伸縮駆動しにくくなる固着現象を回避して、このような中立の縮退位置およびその付近にあるときでも、アーム体２３を円滑に伸縮駆動することができる。
【００５４】
このように固着回避手段１００は、固着回避操作部材７２を変位駆動することによって、各可動台軸５５，５６を角変位駆動する。この固着回避手段１００は、アーム体２３を上述のようなリンク機構に構成することによる中立の縮退位置３０での固着現象の回避を達成できればよく、アーム体２３を伸縮駆動するために必要な駆動力に比べて、極めて小さい駆動力を与えることができればよく、小形にすることができる。さらに上述のような固着回避手段１００は、アーム体２３が伸縮する方向に垂直な平面に投影したときの占有面積を小さく抑えることができる。
【００５５】
また各固着回避ギヤ６８，６９および固着回避操作部材７２の固着回避ギヤ６８，６９に噛合する部分は、カバーによって覆われ、塵埃などから保護されている。これによって耐久性を向上するともに、動作不良を防止して、固着回避手段１００による各可動台軸５５，５６の円滑な駆動を達成することができる。
【００５６】
上述のような本実施の形態の搬送装置２０によれば、アーム体２３を駆動手段２４によって伸長および縮退、すなわち伸縮駆動し、可動台２２を変位させることができ、可動台２２に搬送物８１を保持して、搬送物８１を搬送することができる。たとえば可動台２２には、搬送物８１を保持するための把持手段または吸着手段などの保持手段８０が設けられ、この保持手段８０によって搬送物８１を保持することができる。
【００５７】
アーム体２３は、各ギヤ３８，３９；５７，５８を用いて、一対のアーム部４４，４５を、相互に対称に同期連動するように、閉塞略菱形に連結し、このようなアーム部４４，４５の組合だけの簡素な構成によって、回転運動を直線運動に変換し、別途の手段を設けることなく、可動台２２を一定の姿勢に保持して、可動台２２が一直線に沿って変位するように伸縮することができる。
【００５８】
アーム体２３は、伸縮するとき、可動台２２を一定の姿勢に保持できるように構成されており、アーム体２３の伸縮と別に、可動台２２を姿勢保持のために駆動する必要がない。これによってアーム体２３を伸縮駆動する駆動手段２４だけを基台２１に設ければよく、可動台２２を姿勢保持のために駆動する駆動手段を必要とせず、当然、可動台２２を姿勢保持のために駆動する動力を伝達するための伝達手段を必要とせず、簡素な構成で、姿勢を保持して搬送物８１を搬送することができる。
【００５９】
このような構成の簡素化によって、可動台２１の姿勢保持のための手段の追加による質量増加を防止し、搬送能力の低下を防止することができる。換言すれば、構成の簡素化に伴う重量軽減によって、この重量軽減分について、アーム体２３の重量増加を許容することができ、アーム体２３の剛性を高くして、高負荷の搬送、したがって重量物の搬送を実現することができるとともに、振れおよび揺れを防止して、円滑かつ高精度な搬送を実現することができる。このように搬送装置の搬送能力を高くすることができる。
【００６０】
さらにアーム体自身の構成によって、可動台の姿勢を一定に保持することができるので、複数段の動力伝達によって可動台を駆動して姿勢保持する場合に比べて、可動台の位置決め精度を高くすることができる。また姿勢保持のための手段が不要となることによって、この機構におけるベルト張り、バックラッシなどのすきま締め調整などが不要であり、経年的な精度変動がなく、良好である。
【００６１】
またアーム体２３を一対のアーム部４４，４５を対称に配置して連結することによって、アーム体２３の剛性を高くすることができ、重量物の搬送が実現できるとともに、振れおよび揺れを防止して、円滑かつ高精度な搬送を実現することができる。さらに各基台軸３６，３７、各リンク軸５０，５１、各可動台軸５５，５６および各リンク部材４６〜４９は、中空円筒状に形成されており、これによって、軽量でかつ高剛性の搬送装置を実現することができる。
【００６２】
また各リンク部材４６〜４９の軸線が一仮想平面上に配置されるように、各アーム部４４，４５が折畳まれる中立の縮退位置３０を中心に、両方の伸長方向Ａ１，Ａ２へ伸長自在であるので、搬送距離を大きくすることができる。
【００６３】
さらに第１アーム部４４を駆動手段２４によって駆動し、第２アーム部４５を第１アーム部４４に対して遊星連動させるだけの簡素な構成で、一対のアーム部４４，４５を対称に同期連動させることができる。しかも基台２１に設けられる駆動手段２４によって、第１アーム部４４を駆動するだけでよい。
【００６４】
またさらに固着回避手段１００によって、アーム体２３が中立の縮退位置にあるときに、いずれか一方の伸長方向へ伸長させるための駆動力を与えることができる。これによってアーム体２３を、一旦、中立の縮退位置およびその付近で停止させた後、再び伸縮させるにあたって、アーム体２３が中立の縮退位置３０およびその付近で動きにくくなり固着してしまうことを回避して、容易に伸縮させることができる。
【００６５】
さらに固着回避手段１００は、上述のように構成されるので、小形かつ軽量にすることができ、アーム体２３の遊端部に設けても、搬送能力にほとんど影響を与えることがない。この固着回避手段１００は、アーム体２３の遊端部に設けるのが、最も駆動力が小さくて済み、効率的である。また固着回避手段１００を上述のように構成することによって、アーム体２３が伸縮する方向に垂直な平面に投影したときの占有面積を小さく抑え、すなわち遊端部のスリム化を図り、アーム体２３の遊端部を狭隘な空間へ挿入することができ、たとえばプレス装置間などの、装置間でのワークの搬送などに好適である。
【００６６】
図５は、搬送装置２０と多軸ロボット８５とを組合せた搬送設備８６を示す正面図である。搬送装置２０は、たとえば６軸ロボットである多軸ロボットなどのロボット８５と組合せて搬送設備８６を構成するようにしてもよい。搬送設備８６は、たとえば自動車の車体および部品などを製造するときに用いるプレス装置などの複数の加工装置８８，８９間で、ワークである搬送物８１を搬送するために用いられる。このようなアーム体２３の遊端部のスリム化によって、プレス型内などの断面がコの字状の狭隘な空間から同様の空間への搬送も、上述のようなアーム体２３遊端部のスリム化によって、容易に実現することができる。
【００６７】
各加工装置８８，８９が設けられる床などの設置位置に、ロボット８５が設けられ、このロボット８５の先端部に、基台２１で装着されて、搬送装置２０が設けられる。ロボット８５は、特に限定されず、多用されている汎用性の高いロボットを用いることができる。
【００６８】
このように搬送装置２０とロボット８５とを組合せることによって、搬送装置２０による搬送距離と、ロボット８５による搬送距離が合成されて、長距離の搬送が実現される。たとえば搬送装置２０による搬送距離Ｄ２０＝Ｄ１＋Ｄ２は、３．６（１．８×２）ｍであり、ロボット８５による搬送距離Ｄ３は、５．４ｍであり、合わせて９ｍの搬送距離Ｄを達成することができる。したがって搬送装置２０を用いれば、汎用性の高いロボット８６を改造することなく、長距離搬送を実現できる。
【００６９】
また搬送装置２０による搬送速度と、ロボット８５による搬送速度が合成されて、高速搬送が可能になる。たとえば９ｍの搬送距離を６．０秒で搬送することができる。したがって加工装置８８，８９が搬送設備によるワークの搬送を待機する時間を短くし、自動車などの製品の製造効率を高くすることができる。
【００７０】
上述の実施の形態は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において構成を変更することができ、各構成部分の形状、寸法および材質などは、適宜選択することができる。たとえばアーム体２３は、上述の実施の形態のアーム体を複数連結したパンタグラフ状であってもよい。また各アーム部４４，４５を連動させる構成は、ギヤ以外の構成、たとえば摩擦車またはベルトなどを用いる構成であってもよい。また駆動手段２４は、サーボモータに限定されず、他のモータおよびシリンダなどの他のアクチュエータであってもよい。
【００７２】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、構成の簡素化によって、可動台の姿勢保持のための手段の追加による質量増加を防止し、搬送能力の低下を防止することができる。換言すれば、構成の簡素化に伴う重量軽減によって、この重量軽減分について、アーム体の重量増加を許容することができ、アーム体の剛性を高くして、高負荷の搬送、したがって重量物の搬送を実現することができるとともに、振れおよび揺れを防止して、円滑かつ高精度な搬送を実現することができる。このように搬送装置の搬送能力を高くすることができる。
【００７３】
さらにアーム体自身の構成によって、可動台の姿勢を一定に保持することができるので、複数段の動力伝達によって可動台を駆動して姿勢保持する場合に比べて、可動台の位置決め精度を高くすることができる。また姿勢保持のための手段、たとえば姿勢保持のための動力の伝達機構などが不要であり、この機構におけるベルト張り、バックラッシなどのすきま締め調整などが不要であり、経年的な精度変動がなく、良好である。
また、アーム部の組合だけの簡素な構成によって、別途の手段を設けることなく、可動台を一定の姿勢に保持して伸長および縮退するアーム体を実現することができる。またアーム体の剛性を高くすることができ、重量物の搬送が実現できるとともに、振れおよび揺れを防止して、円滑かつ高精度な搬送を実現することができる。さらに各アーム部が折畳まれる中立位置を中心に、両方の伸展方向へ伸展自在であるので、搬送距離を大きくすることができる。
また、アーム体を、一旦、中立の縮退位置およびその付近で停止させた後、再び伸長および縮退する場合などに、アーム体が中立の縮退位置およびその付近で伸長および縮退しにくくなって固着してしまうことを回避して、容易に伸縮させることができる。
さらに固着回避手段を小形化かつ軽量にすることができ、アーム体の遊端部に設けても、搬送能力にほとんど影響を与えることがなく、固着回避手段を含むことに起因する搬送装置の搬送能力低下を抑えることができる。また固着回避手段が、アーム体の遊端部に設けられることで、駆動力が小さくて済み、効率的である。
また、固着回避手段は、各アーム部の遊端部寄りのリンク部材のうちの少なくともいずれか一方を可動台に対して角変位駆動する。これによって固着回避手段は、アーム体の遊端部に設けられた状態でアーム体に駆動力を与えることができ、駆動手段とは異なる位置で、アーム体を伸長および縮退させるための駆動力をアーム体に与えることができる。
【００７４】
請求項２記載の本発明によれば、簡素な構成で、一対のアーム部を対称に連動させることができるアーム体を実現することができる。しかも基台に設けられる駆動手段によって、第１アーム部を駆動するだけで、可動台を一定の姿勢に保持して、アーム体を伸長および縮退駆動することができる。
【００７６】
請求項３記載の本発明によれば、エアシリンダのピストンロッドの伸張方向を各アーム部の遊端部寄りに配置されるリンク部材が、可動台に対してそれぞれ角変位する各角変位軸線を含む平面に対して垂直な方向とすることで、アーム体が伸張する方向に垂直な平面に投影したときの占有面積を小さく抑えることができ、遊端部のスリム化を図ることができる。これによってアームの遊端部を狭隘な空間へ挿入することができ、たとえばプレス装置間などの、装置間でのワークの搬送などに好適に用いることができる。
請求項４記載の本発明によれば、搬送装置による搬送距離と、ロボットによる搬送距離とが合成されて、長距離の搬送を実現することができる。また搬送装置による搬送速度と、ロボットによる搬送速度とが合成されて、高速搬送が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の搬送装置２０を示す斜視図である。
【図２】搬送装置２０を示す平面図である。
【図３】アーム体２３が縮退位置３０にある状態で、図２の切断面線Ｓ２−Ｓ２から見た断面図である。
【図４】アーム体２３の遊端部２８付近を示す平面図である。
【図５】搬送装置２０と多軸ロボット８５とを組合わせた搬送設備８６を示す正面図である。
【図６】従来の技術の搬送装置１を示す断面図である。
【符号の説明】
２０  搬送装置
２１  基台
２２  可動台
２３  アーム体
２４  駆動手段
３６，３７，５０，５１，５５，５６  軸
３８，３９，４１，５７，５８，６８，６９  ギヤ
４４，４５  アーム部
４６〜４９  リンク部材
６７，６８  エアシリンダ
７０，７１  ラック
１００  固着回避手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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