(57)【要約】【課題】案内機構に加わる作用力を低減した搬送装置を得る。【解決手段】内部が中空の直線状の固定レール２と、筒状に形成された移動台４とを備え、移動台４の筒状内に固定レール２が挿入されると共に、固定レール２に案内機構１４を介して移動台４を移動可能に支持する。固定レール２の両外側に電機子コイル１６を長手方向に沿って多数配列すると共に、移動台４には、固定レール２の両外側の電機子コイル１６に対向して永久磁石１８を移動台４の筒状内の両側に配列した。移動台４に揺動アーム３０を備えた揺動機構２４を配置し、移動台４の移動に同期して揺動アーム３０の揺動を制御する制御手段７２を設けてもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が中空の直線状の固定レールと、筒状に形成された移動台とを備え、該移動台の筒状内に前記固定レールが挿入されると共に、前記固定レールに案内機構を介して前記移動台を移動可能に支持し、かつ、前記固定レールの両外側に電機子コイルを長手方向に沿って多数配列すると共に、前記移動台には、前記両外側の前記電機子コイルに対向して永久磁石を前記移動台の筒状内の両側に配列したことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記固定レールの両端を支持したことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記移動台に揺動アームを備えた揺動機構を配置し、前記移動台の移動に同期して前記揺動アームの揺動を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記移動台に移動側ラックを移動方向と平行に取り付け、前記移動側ラックと噛合する大ピニオン歯車と、該大ピニオン歯車と同軸上の小ピニオン歯車とを一体的に設けた歯車を複数配置すると共に、該複数の歯車のうちのいずれかの前記歯車の回転を検出するロータリエンコーダを設け、前記小ピニオン歯車に噛合する固定側ラックを移動可能に支持した位置検出機構を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の搬送装置。
【請求項５】
前記移動台にリニアスケールを設けると共に、固定側に前記リニアスケールを検出する複数の検出ヘッドを設けた位置検出機構を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動台を固定レールに沿って移動させる搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、特許文献１にあるように、タンデムプレスラインにおいて、複数のプレスを離間して配置し、各プレス間にワーク搬送装置を配置している。このワーク搬送装置は、プレスの配置方向に沿って設けられたリフトビームにキャリアが長手方向に沿って移動可能に設けられており、キャリアとリフトビームとの間にリニアモータが配置されている。キャリアによりバキュームカップ装置を移動して、バキュームカップ装置により吸着したワークを搬送するように構成されている。
【特許文献１】特開２００３−２００２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、こうした従来のものでは、キャリアとリフトビームとの間に設けたリニアモータの電機子コイルと永久磁石との間の作用力により、キャリヤをリフトビームに沿って移動可能に支持する案内機構に大きな力が作用し、案内機構に高剛性が求められるという問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、案内機構に加わる作用力を低減した搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
内部が中空の直線状の固定レールと、筒状に形成された移動台とを備え、該移動台の筒状内に前記固定レールが挿入されると共に、前記固定レールに案内機構を介して前記移動台を移動可能に支持し、かつ、前記固定レールの両外側に電機子コイルを長手方向に沿って多数配列すると共に、前記移動台には、前記両外側の前記電機子コイルに対向して永久磁石を前記移動台の筒状内の両側に配列したことを特徴とする搬送装置がそれである。
【０００６】
前記固定レールの両端を支持した構成としてもよい。更に、前記移動台に揺動アームを備えた揺動機構を配置し、前記移動台の移動に同期して前記揺動アームの揺動を制御する制御手段を備えた構成としてもよい。あるいは、前記移動台に移動側ラックを移動方向と平行に取り付け、前記移動側ラックと噛合する大ピニオン歯車と、該大ピニオン歯車と同軸上の小ピニオン歯車とを一体的に設けた歯車を複数配置すると共に、該複数の歯車のうちのいずれかの前記歯車の回転を検出するロータリエンコーダを設け、前記小ピニオン歯車に噛合する固定側ラックを移動可能に支持した位置検出機構を設けた構成としてもよい。また、前記移動台にリニアスケールを設けると共に、固定側に前記リニアスケールを検出する複数の検出ヘッドを設けた位置検出機構を有する構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の搬送装置は、案内機構に加わる作用力を低減することができるという効果を奏する。また、消費電力を低減でき省資源化を実現できると共に、移動台の可動範囲外に出っ張りがないので、装置のコンパクト化が図れる。更に、給電ケーブルは固定レール側の電機子コイルに接続するので、給電ケーブルを移動させなくてもよいので、保守点検が容易になり、保守点検費を低減でき、装置がコンパクトであるため、高速時でも振動が少なく、高速運転が可能になる。永久磁石の平面部を常に電機子コイルに接するようにすることにより、保守時、永久磁石に近づいても危険でない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は搬送装置で、搬送装置１は固定レール２と移動台４とを備えている。固定レール２は内部が中空の直線状で、本実施形態では、角筒状に形成されている。移動台４は固定レール２の断面形状よりも一回り大きな内部が中空の角筒状に形成されており、移動台４の筒状内部に固定レール２が挿入されている。
【０００９】
固定レール２の上面側には、２本のガイドレール６，８が長手方向に沿って敷設されており、移動台４の筒状内部には、２本のガイドレール６，８に係合して、移動台４をガイドレール６，８の長手方向に摺動可能に支持するガイド部材１０，１２が取り付けられている。本実施形態では、固定レール２と移動台４との間に設けられたガイドレール６，８とガイド部材１０，１２とにより案内機構１４を構成している。
【００１０】
固定レール２の外側の両側面に電機子コイル１６が長手方向に沿って多数配列されている。移動台４には、電機子コイル１６に対向して、その筒状内部の両側面に永久磁石１８が取り付けられている。電機子コイル１６と永久磁石１８とによりリニアモータ２０が構成されている。固定レール２の両端の下面側には、脚部材２２（一方のみ図示する）が固定されており、脚部材２２を介して固定レール２をマウントできるように構成されている。
【００１１】
移動台４の上面側には、揺動機構２４が設けられており、揺動機構２４は移動台４の上面に間隔を開けて立設された一対の取付部材２６，２８を備えている。取付部材２６，２８には、揺動アーム３０が揺動可能に支持されており、一方の取付部材２８に固定されたモータ３２により、揺動アーム３０を揺動させることができるように構成されている。
【００１２】
図３に示すように、搬送装置１には、位置検出機構３４が設けられている。位置検出機構３４は、移動台４に取り付けられた移動側ラック３６を備え、移動側ラック３６は固定レール２の長手方向と平行に配置されている。移動側ラック３６に噛合される大ピニオン歯車３８が移動台４の移動方向に沿って複数、本実施形態では、４つ配置されている。各大ピニオン歯車３８と同軸上に小ピニオン歯車４０が大ピニオン歯車３８と一体に形成されて、歯車４２が形成されている。
【００１３】
歯車４２はそれぞれブラケット４４に回転可能に支持されており、各ブラケット４４を貫通すると共に、小ピニオン歯車４０に噛合された固定側ラック４６が固定レール２の長手方向に移動可能に支持されている。複数の歯車４２のうちの一つの歯車４２にはロータリエンコーダ４８が取り付けられて、歯車４２の回転を検出できるように構成されている。
【００１４】
図３に示すように、移動側ラック３６は、移動台４が固定レール２に沿って長手方向に移動する際、移動側ラック３６がいずれかの大ピニオン歯車３８に噛合している長さに形成されており、全ての大ピニオン歯車３８に噛合している必要はない。従って、移動側ラック３６の長さは、各歯車４２の間隔よりも少し長ければよい。一方、大ピニオン歯車３８の歯数は、小ピニオン歯車４０の歯数よりも多く、固定側ラック４６には全ての小ピニオン歯車４０に噛合する長さに、更に、移動台４の移動量を加味した長さに形成されている。
【００１５】
図４に示すように、被加工品４８を搬送する場合には、前述した搬送装置１が配置されると共に、前述した搬送装置１からリニアモータ２０、位置検出機構３４を取り除いた搬送装置１０１が配置されている。各搬送装置１，１０１は摺動台５０，５２上に固定レール２の脚部材２２を介して取り付けられている。各搬送装置１の固定レール２がその長手方向が平行になるように配置され、摺動台５０は架台５４上を固定レール２の長手方向と直交する方向に移動できるように支持されている。固定レール２はその両端を支持されているので、振動を少なくすることができる。
【００１６】
架台５４上には、ねじ部材５６が回転可能に支持されており、ねじ部材５６を回転させるモータ５８が架台５４上に取り付けられている。ねじ部材５６には摺動台５０，５２に取り付けられたナット６０，６２が螺入されている。摺動台５０，５２には、位置検出機構３４の各ブラケット４４が取り付けられている。
【００１７】
両搬送装置１，１０１の揺動アーム３０の両先端には、振り子部材６４が張り渡されている。振り子部材６４には、複数のバキュームカップ６６が設けられている。揺動アーム３０が揺動された際に、バキュームカップ６６に吸着された被加工品４８が水平に保たれるように、振り子部材６４が揺動するように構成されている。振り子部材６４は、被加工品４８の自重により揺動して水平を保つように構成してもよく、あるいは、モータ等により強制的に揺動して水平を保つように構成してもよい。尚、本実施形態では、搬送装置１，１０１、摺動台５０，５２、架台５４、振り子部材６４、バキュームカップ６６により、ワーク移動装置７０が構成されている。
【００１８】
次に、前述した本実施形態の搬送装置１の作動についてワーク移動装置７０と共に説明する。
図４に示すように、モータ５８を駆動して、ねじ部材５６を回転させる。これにより、ナット６０，６２を介して摺動台５０，５２が架台５４上を摺動し、被加工品４８の幅に合わせて、摺動台５０，５２の間隔を調整する。
【００１９】
そして、バキュームカップ６６により被加工品４８を吸着して、モータ３２を駆動して揺動アーム３０を揺動させる。これにより、被加工品４８が振り子部材６４により水平を保った状態で持ち上げられる。また、リニアモータ２０を駆動して、移動台４を固定レール２に沿って移動させる。
【００２０】
移動台４の移動と共に、移動側ラック３６が移動して、噛合している大ピニオン歯車３８を介して歯車４２が回転される。これにより、小ピニオン歯車４０と噛合する固定側ラック４６が移動して、固定側ラック４６と噛合する全ての小ピニオン歯車４０を介して各歯車４２が回転される。この回転がロータリエンコーダ４８により検出されて、移動台４の移動位置が検出される。
【００２１】
移動台４の移動に同期して、制御回路７２によりモータ３２を制御して、揺動アーム３０を揺動させることにより、被加工品４８を直線的に持ち上げたり、降ろしたりするようにすることも可能である。また、固定側ラック４６の移動量は、移動側ラック３６の移動量に対して、大ピニオン歯車３８と小ピニオン歯車４０との歯数比に応じて、小さく、位置検出機構３４を小型化できる。また、ロータリエンコーダ４８は、固定側に設けられているので、ロータリエンコーダ４８の信号ケーブルを固定側に取り付けることができる。
【００２２】
リニアモータ２０を駆動する際、電機子コイル１６が励磁されて、永久磁石１８が取り付けられた移動台４に推進力が発生すると共に、図２に示すように、両電機子コイル１６と両永久磁石１８との間に吸引力が発生する。電機子コイル１６は固定レール２の外側の両側に配列されているので、両側の電機子コイル１６への作用力同士が互いに逆方向になり、逆方向の作用力が固定レール２内で打ち消し合う。
【００２３】
一方、移動台４側でも同様に、両永久磁石１８は移動台４の内側の両側に取り付けられているので、両側の永久磁石１８への作用力同士が互いに逆方向になり、逆方向の作用力が移動台４内で打ち消し合う。従って、リニアモータ２０を駆動することにより、ガイドレール６，８とガイド部材１０，１２とに作用力が加わるのを大幅に低減でき、移動台４を滑らかに案内できると共に、消費電力を減少させることができる。また、移動台４側に永久磁石１８を配置したので、給電ケーブルは固定レール２側の電機子コイル１６に接続することになるので、電力の供給が容易になり、給電ケーブルを移動させなくてもよく、保守点検が容易になり、保守点検費を低減できる。
【００２４】
移動台４が移動しても、固定レール２よりも出っ張るものがなく、装置のコンパクト化が図れる。装置がコンパクトな構造であるため、高速時でも振動が少なくなるため、高速運転ができる。リニアモータ２０は発熱量が多いが、固定レール２は中空に形成されているので、冷却効果が大きい。永久磁石１８の平面部を常に電機子コイル１６に接するようにすることにより、保守時、永久磁石に近づいても危険でない。
【００２５】
ワーク移動装置７０は、フロアマウントであるため、設置が容易であり、搬送装置１，１０１は単独に構成しているため、左右の位置を自由に設定でき、振り子部材６４の長さは最適な長さにすることができる。尚、電機子コイル１６の近傍に、ゴミを吹き飛ばすパイプを取り付けてもよく、前述した搬送装置１は、トランスファ装置、垂直トランスファ装置、グリッパ装置、シミュレーション装置、工作機械加工物搬送装置等に適用することができる。
【００２６】
更に、位置検出機構３４は、ロータリエンコーダ４８を用いた場合に限らず、図５に示すように、リニアスケールを用いた位置検出機構７２を用いても同様に実施可能である。位置検出機構７２は磁気式でも、光学式でもよく、リニアスケール７４を移動台４に取り付け、複数の検出ヘッド７６を所定間隔で固定レール２あるいは摺動台５０の固定側に設ける。複数の検出ヘッド７６の間隔は、リニアスケール７４の長さと同じか、それよりも短くして、少なくとも１つの検出ヘッド７６がリニアスケール７４を検出しているように配置する。これにより、検出ヘッド７６の信号ケーブルを固定側に設けることができ、リニアスケール７４の長さは固定レール２の長さよりも短くでき、小型化できる。
【００２７】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態としての搬送装置の斜視図である。
【図２】図１のＡ矢視拡大図である。
【図３】本実施形態の位置検出機構の斜視図である。
【図４】本実施形態の搬送装置を用いたワーク移動装置の斜視図である。
【図５】他の実施形態の位置検出機構の斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…搬送装置          ２…固定レール
４…移動台            ６，８…ガイドレール
１０，１２点ガイド部材
１４…案内機構        １６…電機子コイル
１８…永久磁石        ２０…リニアモータ
２２…脚部材          ２４…揺動機構
２６，２８…取付部材  ３０…揺動アーム
３４…位置検出機構    ３６…移動側ラック
３８…大ピニオン歯車  ４０…小ピニオン歯車
４２…歯車            ４６…固定側ラック
４８…ロータリーエンコーダ
４８…被加工品        ５０，５２…摺動台
５４…架台            ６４…振り子部材
６６…バキュームカップ
７０…ワーク移動装置  ７２…制御回路
【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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