(57)【要約】【課題】一人の作業者でもワークに傾斜及び反転の姿勢変化を容易に与え得るようにしたワーク移載装置を提供する。【解決手段】支持部に回転可能に支持されるブラケット３１と，このブラケット３１を回転させるべく前記支持部に設けられる回転駆動手段３０と，前記ブラケット３１に揺動可能に軸支されるワーク支持アーム３３と，このワーク支持アーム３３を揺動すべくブラケット３１に設けられる揺動駆動手段３５と，前記ワーク支持アーム３３の先端部に設けられて移載すべきワークＷを保持するワーク保持手段４０とを備え，前記回転駆動手段３０の作動時には，前記揺動駆動手段３５の作動によりワークＷを傾斜させて，ワークＷの重心Ｇが回転駆動手段３０の回転軸線Ｘ上の近傍に来るようにした。これにより回転駆動手段の回転負荷を軽減し，装置の小型，軽量化も達成し得る。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部に回転可能に支持されるブラケット（３１）と，このブラケット（３１）を回転させるべく前記支持部に設けられる回転駆動手段（３０）と，前記ブラケット（３１）に揺動可能に軸支されるワーク支持アーム（３３）と，このワーク支持アーム（３３）を揺動すべくブラケット（３１）に設けられる揺動駆動手段（３５）と，前記ワーク支持アーム（３３）の先端部に設けられて移載すべきワーク（Ｗ）を保持するワーク保持手段（４０）とを備えてなり，前記回転駆動手段（３０）の作動時には，前記揺動駆動手段（３５）の作動によりワーク（Ｗ）を傾斜させて，ワーク（Ｗ）の重心（Ｇ）が回転駆動手段（３０）の回転軸線（Ｘ）上の近傍に来るようにしたことを特徴とする，ワーク移載装置。
【請求項２】
請求項１記載のワーク移載装置において，
前記支持部を，支柱（１３）と，この支柱（１３）に昇降可能に支持されて水平方向に延び，且つ支柱（１３）の軸線周りに回転可能な第１アーム（２２）と，この第１アーム（２２）の先端部に回動可能に連結されて水平方向に延びる第２アーム（２４）とで構成したことを特徴とする，ワーク移載装置。
【請求項３】
請求項２記載のワーク移載装置において，
前記第１アーム（２２）の，支柱（１３）の軸線周り回転を阻止する第１ブレーキ（１５）と，前記第１及び第２アーム（２２，２４）の相対回動を阻止する第２ブレーキ（２５）と，前記ブラケット（３１）の回転を阻止する第３ブレーキ（３４）とを備えことを特徴とする，ワーク移載装置。
【請求項４】
請求項３記載のワーク移載装置において，
前記第３ブレーキ（３４）を前記回転駆動手段（３０）に内蔵したことを特徴とする，ワーク移載装置。
【請求項５】
請求項２〜４の何れかに記載のワーク移載装置において，
前記支柱（１３）を水平方向に移動可能に支持するガイド手段（１１）を備えることを特徴とする，ワーク移載装置。
【請求項６】
請求項１〜４の何れかに記載のワーク移載装置において，
前記揺動駆動手段（３５）の作動による前記ワーク支持アーム（２２）の揺動角度を一定に規制する規制手段（３６）を備えることを特徴とする，ワーク移載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ワークを所定の場所に移載する際，ワークに傾斜及び反転の姿勢変化を与える得るワーク移載装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば，自動車の組立ラインにおいて，予備車輪を，予備車輪供給部から取り出して，自動車の後部下方の予備車輪保持皿に移載するには，予備車輪を傾斜させたり，反転させるなど種々の姿勢を与えなければならず，このような作業を従来では全て人手に頼っていた。この場合，予備車輪が重量物であるので，その移載作業は重労働となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，一人の作業者でもワークに傾斜及び反転の姿勢変化を容易に与え得るようにしたワーク移載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】
【０００４】
上記目的を達成するために，本発明のワーク移載装置は，支持部に回転可能に支持されるブラケットと，このブラケットを回転させるべく前記支持部に設けられる回転駆動手段と，前記ブラケットに揺動可能に軸支されるワーク支持アームと，このワーク支持アームを揺動すべくブラケットに設けられる揺動駆動手段と，前記ワーク支持アームの先端部に設けられて移載すべきワークを保持するワーク保持手段とを備えてなり，前記回転駆動手段の作動時には，前記揺動駆動手段の作動によりワークを傾斜させて，ワークの重心が回転駆動手段の回転軸線上の近傍に来るようにしたことを第１の特徴とする。
【０００５】
また本発明は，第１の特徴に加えて，前記支持部を，支柱と，この支柱に昇降可能に支持されて水平方向に延び，且つ支柱の軸線周りに回転可能な第１アームと，この第１アームの先端部に回動可能に連結されて水平方向に延びる第２アームとで構成したことを第２の特徴とする。
【０００６】
さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記第１アームの，支柱の軸線周り回転を阻止する第１ブレーキと，前記第１及び第２アームの相対回動を阻止する第２ブレーキと，前記ブラケットの回転を阻止する第３ブレーキとを備えことを第３の特徴とする。
【０００７】
さらにまた本発明は，第３の特徴に加えて，前記第３ブレーキを前記回転駆動手段に内蔵したことを第４の特徴とする。
【０００８】
さらにまた本発明は，第２〜第４の特徴の何れかに加えて，前記支柱を水平方向に移動可能に支持するガイド手段を備えることを第５の特徴とする。
【０００９】
さらにまた本発明は，第１〜第５の特徴の何れかに加えて，前記揺動駆動手段の作動による前記ワーク支持アームの揺動角度を一定に規制する規制手段を備えることを第６の特徴とする。
【００１０】
尚，前記ワーク支持アームは，本発明の後述する実施例中の第３アーム３３に対応し，また前記昇降駆動手段は第１エアシリンダ２０に，前記回転駆動手段は電動モータ３０に，前記揺動駆動手段は第２エアシリンダ３５に，前記ワーク保持手段はクランプ４０に，前記ガイド手段はガイドレール１１に，前記規制手段はストッパ３６にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の第１の特徴によれば，揺動駆動手段の作動によりワークを傾斜させ，回転駆動手段の作動によりワークを反転させることができるので，１人の作業者でもワークに傾斜及び反転の姿勢変化を容易に与えることができる。しかも回転駆動手段の作動時には，それに先立って揺動駆動手段の作動によりワークを傾斜させることで，ワークの重心を回転駆動手段の回転軸線上の近傍に位置させるので，回転駆動手段の回転負荷を軽減することができ，これによって回転駆動手段は，比較的小出力の小型なもので足り，装置の軽量化及び製作コスト低減を図ることができる。
【００１２】
また本発明の第２の特徴によれば，第１アームの昇降，第１アームの支柱の軸線周りの回転，第１及び第２アームの相対回動，ブラケットの回転及びワーク支持アームの揺動を行うことで，ワーク保持手段で保持したワークに昇降，水平移動，傾斜及び反転等の変位を軽快に当てることができ，したがって１人の作業者でも，しかも狭い場所においても，ワークを所望のところに容易に移載することができ，作業者の負担を大幅に軽減することができる。
【００１３】
さらに本発明の第３の特徴によれば，第１ブレーキの作動により第１アームの，支柱の軸線周り回転を規制したり，第２ブレーキの作動により第１及び第２アームの相対回動を規制したり，第３ブレーキの作動によりブラケットの回転を規制することができ，ワークの姿勢を安定させて，移載作業を一層容易，的確に行うことが可能となる。
【００１４】
さらにまた本発明の第４の特徴によれば，回転駆動手段の作動の停止と同時にブラケットの回転を規制し得て，ワークの反転姿勢を安定させ，移載作業を，より一層容易，的確に行うことが可能となる。
【００１５】
さらにまた本発明の第５の特徴によれば，ワークを移載すべき対象物が移動している場合でも，支柱の水平方向の移動方向を上記対象物の移動方向に合わせることにより，上記対象物にワークを容易に移載することができる。
【００１６】
さらにまた本発明の第６の特徴によれば，揺動駆動手段の作動時，規制手段によりワーク支持アームの揺動角度を自動的に一定に規制することができ，したがって常にワークの重心を回転駆動手段の回転軸線上の近傍に的確に位置させることができるから，回転駆動手段の回転負荷を確実に軽減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本発明に係るワーク移載装置を備えた自動車の組立ラインの要部平面図，図２は上記ワーク移載装置を異なる状態で示した同様の平面，図３は図２の３矢視図，図４は図１の４−４線拡大断面図，図５は図４の５矢視図，図６は図４の６−６線断面図，図７は図１の７−７線拡大断面図で，ワークを保持する直前の状態を示す。図８はワークの保持状態を示す，図７との対応図，図９は保持したワークを回転移動した状態を示す，図７との対応図，図１０はワークに傾斜姿勢を与えた状態を示す，図７との対応図，図１１は傾斜姿勢のワークを上下反転した状態を示す，図７との対応である。
【００１９】
先ず，図１〜図３に示すように，自動車の組立ラインには，多数の車体Ｂ，Ｂ…を多数のハンガ２，２…で支持して一定方向Ａへ搬送するオーバヘッドコンベア１と，ハンガ２，２…の移動と同期して走行する移動床３と，この移動床３の一側で床に設置される予備車輪供給コンベア４と，予備車輪供給コンベア４の排出部４ａに到着した予備車輪Ｗを搬送中の各車体Ｂ下部の予備車輪保持皿Ｂａに移載する本発明のワーク移載装置５とが設けられる。
【００２０】
予備車輪供給コンベア４は，予備車輪Ｗを，その外側面を上向きにした水平状態で排出部４ａに向かって搬送するもので，その排出部４ａには，予備車輪Ｗの移動を停止するストッパ壁６と，排出部４ａに到着した予備車輪Ｗの，ワーク移載装置５の後述する第１アーム２２による掬い上げを可能にする切欠き７とが設けられる。予備車輪供給コンベア４において，予備車輪Ｗを，その外側面を上向きにした状態で搬送することは，該コンベア４との摺接による予備車輪Ｗのホイール部外側面の傷つきを防ぐためである。
【００２１】
さて，ワーク移載装置５について説明する。
【００２２】
図１，図４〜図６に示すように，予備車輪移載ステーション１０では，その上方に前記オーバヘッドコンベア１の一側でそれと平行に一対のガイドレール１１，１１が架設され，このガイドレール１１，１１上を移動する台車１２には，下方に垂直に延びる中空の支柱１３がベアリング１４を介して回転自在に取り付けられる。この支柱１３と台車１２との間には，支柱１３の回転を規制し得る第１ブレーキ１５が設けられる。この第１ブレーキ１５は，台車１２に取り付けられた電磁式キャリパ１６と，支柱１３の上端部に固定され，キャリパ１６の作動によって制動されるブレーキディスク１７とで構成される。
【００２３】
図４〜図５に示すように，上記支柱１３の中空部には，その内周面を上下に転動し得る多数のガイド車輪１８，１８…を備えた昇降体１９が収容され，この昇降体１９と，支柱１３の上端部との間に第１エアシリンダ２０が取り付けられ，この第１エアシリンダ２０の伸縮作用により昇降体１９を昇降させ得るようになっている。
【００２４】
支柱１３の一側壁には，その長手方向に延びるガイドスリット２１が設けられており，このガイドスリット２１を通して第１アーム２２が昇降体１９に一体的に連結される。
【００２５】
第１アーム２２は水平に配置されるもので，その先端部には，支柱１３と平行な支軸２３の上端部がベアリング２８を介して回転自在に連結される。この支軸２３には，その下端部から水平に延出する第２アーム２４が一体に形成されており，第２アーム２４は，支軸２３と共に，第１アーム２２に対して回動し得るようになっている。
【００２６】
第１アーム２２及び支軸２３間には，第１及び第２アーム２２，２４間の相対回動を規制し得る第２ブレーキ２５が設けられる。この第２ブレーキ２５は，第１アーム２２に取り付けられた電磁式キャリパ２６と，支軸２３の上端部に固定され，キャリパ２６の作動によって制動されるブレーキディスク２７とで構成される。
【００２７】
図６及び図７に示すように，第２アーム２４の先端部には，電動モータ３０のステータが固着される。この電動モータ３０は，その出力軸３０ａが第２アーム２４と直角をなして水平に配置されるもので，その出力軸３０ａにブラケット３１が一体的に連結される。
【００２８】
このブラケット３１には，出力軸３０ａと直角をなした水平な枢軸３２を介して第３アーム３３が上下揺動可能に取り付けられる。したがって，電動モータ３０は，その作動により出力軸３０ａからブラケット３１を自由に回転することができる。この電動モータ３０は，その不作動時には，出力軸３０ａの回転を自動的に阻止する第３ブレーキ３４を内蔵している。
【００２９】
第３アーム３３とブラケット３１との間には第２エアシリンダ３５が取り付けられ，この第２エアシリンダ３５の収縮時には（図９参照）第３アーム３３を略水平状態に保持し，伸長時には（図１０参照）第２アーム２４を，ブラケット３１に設けられたストッパ３６に当接させる所定の傾斜状態に保持するようになっており，その傾斜状態では，後述のクランプ４０を介して第３アーム３３に保持した予備車輪Ｗの重心Ｇが，電動モータ３０の出力軸３０ａの軸線Ｘの近傍に来て，電動モータ３０の回転負荷を軽減するようになっている。
【００３０】
図７及び図８に示すように，第３アーム３３の先端部には，予備車輪Ｗ中心部の取り付け孔３９に係脱可能に係合して予備車輪Ｗを保持するクランプ４０が設けられる。このクランプ４０は，第３アーム３３の先端部上面にシリンダ本体４１ａを固着されるエアクランプシリンダ４１と，上記シリンダ本体４１ａの上端面に固着され，上端部を円錐状にしたクランプ芯軸４２と，このクランプ芯軸４２のスリット４３内で軸支されて，上端の爪部をスリット４３から出没させる複数のクランプ爪４４，４４と，これらクランプ爪４４，４４をスリット４３内方へ付勢する複数のばね４５，４５とで構成され，クランプ爪４４，４４に内側面に，これを突出方向に回動し得るよう，エアクランプシリンダ４１のピストンロッド先端の拡張部材４１ｂが対向配置される。
【００３１】
而して，クランプ芯軸４２を予備車輪Ｗの取り付け孔３９に嵌合した状態で，エアクランプシリンダ４１を作動すれば，拡張部材４１ｂが突出してクランプ爪４４，４４をスリット４３外方へ回動し，その爪部を上記取り付け孔３９の外端周縁部に係合することにより，クランプ４０は予備車輪Ｗを保持したクランプ状態（図８の状態）となる。またエアクランプシリンダ４１を不作動にすれば，ばね４５，４５の付勢力でクランプ爪４４，４４をスリット４３内に退去させることにより，クランプ４０は，予備車輪Ｗを解放したアンクランプ状態（図７の状態）となる。
【００３２】
再び図５において，第２アーム２４には，その長手方向に離間して配置される左右一対のグリップ４６，４６′と，その一方のグリップ４６に隣接するスイッチ群４７とが付設される。スイッチ群４７には，前記第１及び第２エアシリンダ２０，３５を伸縮作動させるスイッチや，前記第１及び第２ブレーキ１５，２５の電磁式キャリパ１６，２６を作動させるスイッチや，電動モータ３０の正逆転を制御するスイッチ等が含まれる。
【００３３】
尚，図中，符号Ｍは作業者を示す。
【００３４】
次に，この実施例の作用について説明する。
【００３５】
先ず，予備車輪供給コンベア４の排出部４ａに到着した予備車輪Ｗを取り出すには，図１及び図７に示すように，作業者Ｍは，グリップ４６，４６′を把持して，第１及び第２アーム２２，２４を相互に閉じると共に，クランプ４０を先頭にして，自力で支柱１３を前記排出部４ａに近づける。このとき，電動モータ３０を作動して，クランプ４０が上向きとなるようにブラケット３１を回転しておき，またクランプ４０はアンクランプ状態にしておく。また第１エアシリンダ２０を伸長させて第３アーム３３を予備車輪供給コンベア４と略同じ高さまで下げ，同時に第２エアシリンダ３５を伸長させて第３アーム３３を下向きに傾斜させておく。この場合，第１及び第２アーム２２，２４を相互に閉じることにより，比較的狭い予備車輪移載ステーション１０でも，第１及び第２アーム２２，２４と他物との干渉を回避することができる。
【００３６】
支柱１３を前記排出部４ａに近づけたならば，クランプ４０を切欠き７を通して前記排出部４ａ上の予備車輪Ｗの取り付け孔３９の直下まで移動させた後，第２エアシリンダ３５を収縮させて第３アーム３３を水平にしながらクランプ芯軸４２を上記取り付け孔３９に嵌合させる。そしてクランプ４０をクランプ状態にして予備車輪Ｗを保持する。
【００３７】
予備車輪Ｗをクランプ４０で保持したならば，第１又は第２エアシリンダ３５を僅かに収縮させることで，予備車輪Ｗを前記排出部４ａから掬い上げる。
【００３８】
次に，作業者Ｍは自力でアーム２２，２４，３３群を支柱１３周りに回転して，図９に示すように，上記予備車輪Ｗを予備車輪供給コンベア４と反対側に回転移動し，次いで図１０に示すように，第２エアシリンダ３５を伸長させて第３アーム３３と共に予備車輪Ｗを前下がりに所定角度傾斜させる。この傾斜角度は，第２アーム２４がブラケット３１のストッパ３６に当接することで常に一定に規制される。この一定角度の傾斜によれば，クランプ４０に保持された予備車輪Ｗの重心Ｇが前述のように電動モータ３０の出力軸３０ａの軸線Ｘの近傍に来て，電動モータ３０の回転負荷を軽減するので，図１１に示すように，電動モータ３０を作動して出力軸３０ａによりブラケット３１を１８０°回転すれば，予備車輪Ｗを軽快に上下反転させることができる。これによって電動モータ３０は，比較的小出力の小型なもので足り，ワーク移載装置５の軽量化及び製作コスト低減を図ることができる。しかも電動モータ３０は，その不作動時，出力軸３０ａの回転を自動的に阻止する第３ブレーキ３４を内蔵しているので，予備車輪Ｗの反転後，その姿勢を自動的に固定することができる。
【００３９】
図１１のように反転した予備車輪Ｗは，先刻とは反対の前上がりの傾斜姿勢をとることになり，この傾斜姿勢は，搬送中の各車体Ｂの後部に準備された予備車輪保持皿Ｂａの後端を開放した受け入れ姿勢に対応する。
【００４０】
そこで，図２，及び図３に示すように，作業者Ｍは，第１及び第２アーム２２，２４間を開いて，前記予備車輪保持皿Ｂａの真後ろに予備車輪Ｗを移動すべく，移動床３上に乗り，そして予備車輪Ｗを予備車輪保持皿Ｂａの真上に移した後，クランプ４０をアンクランプ状態にして，クランプ４０から予備車輪Ｗを切り離す。
【００４１】
こうして予備車輪Ｗは，搬送中の車体Ｂの予備車輪保持皿Ｂａに移載されるのであるが，この移載作業中も車体Ｂはオーバヘッドコンベア１により搬送され続けるので，その搬送に伴ない支柱１３は，移動床３上の作業者Ｍ側から引かれてレール１１，１１上を移動し，移載作業に支障を来さない。
【００４２】
上記作業中，作業者Ｍは，必要に応じて第１及び第２ブレーキ１５，２５を作動することで，支柱１３，第１アーム２２及び第２アーム２４の各間の相対回動を自由に阻止することができる。例えば，移動床３上で予備車輪Ｗを予備車輪保持皿Ｂａの真後ろに移動させたとき，両ブレーキ１５，２５を作動して，支柱１３，第１アーム２２及び第２アーム２４の三者の相対回動を阻止すれば，予備車輪Ｗの左右動がなくなるから，予備車輪Ｗの予備車輪保持皿Ｂａ真上への移行を容易に行うことができる。
【００４３】
以下，同様の作業の繰り返しにより，予備車輪供給コンベア４上の予備車輪Ｗを，順次される搬送される車体Ｂの予備車輪保持皿Ｂａに移載することができる。
【００４４】
このように，一人の作業者が，支柱１３の水平移動，第１アーム２２の昇降，第１アーム２２の支柱１３の軸線周りの回転，第１及び第２アーム２２，２４の相対回動，ブラケット３１の回転及び第３アーム３３の揺動を適宜行うことで，クランプ４０で保持した予備車輪Ｗに傾斜や上下反転等の種々の姿勢を与えながら，これを狭い場所においても搬送中の車体Ｂの予備車輪保持皿Ｂａに容易，軽快に移載することができ，作業者Ｍの負担を大幅に軽減することができる。
【００４５】
本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明は予備車輪Ｗの移載に限らず，種々のワークの移載に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るワーク移載装置を備えた自動車の組立ラインの要部平面図。
【図２】上記ワーク移載装置を異なる状態で示した同様の平面。
【図３】図２の３矢視図。
【図４】図１の４−４線拡大断面図。
【図５】図４の５矢視図。
【図６】図４の６−６線断面図。
【図７】図１の７−７線拡大断面図で，ワークを保持する直前の状態を示す。
【図８】ワークの保持状態を示す，図７との対応図。
【図９】保持したワークを回転移動した状態を示す，図７との対応図。
【図１０】ワークに傾斜姿勢を与えた状態を示す，図７との対応図。
【図１１】傾斜姿勢のワークを上下反転した状態を示す，図７との対応。
【符号の説明】
【００４７】
Ｗ・・・・・ワーク（予備車輪）
１１・・・・ガイドレール
１３・・・・支柱
１５・・・・第１ブレーキ
２０・・・・昇降駆動手段（第１エアシリンダ）
２２・・・・第１アーム
２４・・・・第２アーム
２５・・・・第２ブレーキ
３０・・・・回転駆動手段（電動モータ）
３０ａ・・・出力軸
３１・・・・ブラケット
３３・・・・第３アーム
３４・・・・第３ブレーキ
３５・・・・揺動駆動手段（第２エアシリンダ）
４０・・・・ワーク保持手段（クランプ）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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