(57)【要約】【課題】ワークホルダと干渉せずにワークを搬送可能である１軸制御の搬送装置を提供する。【解決手段】搬送装置１は、軌道溝１３を有している固定筒１２と、案内溝２４を有し、モータによって回転駆動される可動筒２１と、一端が固定筒１２の内側に配置された軸部材３１と、軸部材３１の他端に支持され、ワーク６０を把持可能なチャック３４と、を備えている。軸部材３１は、軌道溝１３及び案内溝２４を挿通している突起部３２を有している。軌道部１３は、固定筒１３の軸心方向に延びる垂直部１３１，１３２を両端に有する。可動筒２１の回転時、突起部３２は案内溝２４に案内され、軌道溝１３に沿って移動する。このとき、チャック３４は、突起部３２と同様の方向に移動するため、ワークホルダからワークを真上方向に直線的に取り出し、搬送先の別のワークホルダに対してワークを真下方向に直線的に挿入することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（６０、６１）を搬送する搬送装置（１）であって、
ベース（１１）に回転不能に固定され、周壁（１２１）に形成された軌道溝（１３）を有している固定筒（１２）と、
前記固定筒が内側に配置され、周壁（２１１）に形成された案内溝（２４）を有しており、駆動手段によって軸心を中心にして回転駆動される可動筒（２１）と、
一端が前記固定筒の内側に配置され、当該一端の側面に設けられた突起部（３２）を有している軸部材（３１）と、
前記軸部材の他端に支持されたアーム（３３）と、
前記アームに支持され、前記ワークを把持可能な少なくとも１つのチャック（３４、３５）と、
を備えており、
前記軌道溝は、周方向の異なる位置に形成され、前記可動筒の軸心方向に延びている２つの垂直部（１３１、１３２）と、当該２つの垂直部の周方向の間に形成された連結部（１３３）とが連なって構成されており、
前記案内溝は、周方向の異なる位置に形成され、前記可動筒の軸心方向に対して互いに反対側に傾斜するように延びている２つの案内傾斜部（２４１、２４２）が連なって構成されており、
前記突起部は、前記軌道溝及び前記案内溝を挿通しており、
前記可動筒が回転駆動されるとき、前記突起部は、前記２つの垂直部の一方から他方へ前記連結部を経由して移動すると共に、前記２つの案内傾斜部の一方から他方へ移動すること
を特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記チャックは複数であり、前記可動筒の軸心を挟んで当該軸心から等距離の位置にそれぞれ配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記軌道溝の前記連結部は、前記可動筒の軸心方向に垂直な方向に延びている水平部（１３６）と、前記可動筒の軸心方向に対して互いに反対側に傾斜するように延び、前記水平部と前記２つの垂直部との間をそれぞれ接続している２つの軌道傾斜部（１３４、１３５）とが連なって構成されていること
を特徴とする請求項１または２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、ワークを搬送する搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特定位置に配置されたワークを把持し、目的位置まで搬送し、そこでワークを解放するという一連の作業を行う搬送装置が存在する。このような搬送装置は、ピックアンドプレース方式と呼ばれ、ワークの横方向及び縦方向の移動を可能にする２軸制御が一般的である。ただし、２軸制御の搬送装置には、構成が複雑化すること、搬送作業場への配置が困難であること、及び、ワーク搬送の速度が遅いこと等の問題がある。
【０００３】
そこで、特許文献１は、ワークを把持するチャック部が取り付けられたアームが、モータ軸を中心に回転することによってワーク搬送を行う１軸制御の搬送装置を開示している。この特許文献１に開示の搬送装置では、ベルトで連結した固定プーリ及び従動プーリを用いることによって、ワークを搬送する間、チャック部が同じ姿勢をとることを可能にしている。このような１軸制御の搬送装置によれば、２軸制御の搬送装置の問題点を解決できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２３８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ピックアンドプレース方式の搬送装置は、ワークホルダからワークを取り出し、搬送先のワークホルダにワークを挿入するために用いられることが一般的である。このワークホルダとして、ワークが深くセットされる容器状のワークホルダが利用される場合がある。この場合、特許文献１に開示の搬送装置を使用すると、ワークの軌道がアームの回転に従って円弧を描くため、ワークを把持してワークホルダから取り出す時、及び、ワークを別のワークホルダに挿入する時、ワークがワークホルダに干渉する。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ワークホルダに干渉せずにワークの把持、搬送、及び解放が可能である１軸制御の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】
【０００７】
本発明の搬送装置は、ワークを搬送する搬送装置であって、ベースに回転不能に固定され、周壁に形成された軌道溝を有している固定筒と、固定筒が内側に配置され、周壁に形成された案内溝を有しており、駆動手段によって軸心を中心にして回転駆動される可動筒と、一端が固定筒の内側に配置され、当該一端の側面に設けられた突起部を有している軸部材と、軸部材の他端に支持されたアームと、アームに支持され、ワークを把持可能なチャックと、を備えている。
【０００８】
軌道溝は、周方向の異なる位置に配置され、可動筒の軸心方向に延びている２つの垂直部と、当該２つの垂直部の間に配置された連結部とが連なって構成されている。
案内溝は、周方向の異なる位置に配置され、可動筒の軸心方向に対して互いに反対側に傾斜するように延びている２つの傾斜部が連なって構成されている。
突起部は、軌道溝及び案内溝を挿通しており、可動筒が回転駆動されるとき、突起部は、一方の垂直部から連結部を経由して他方の垂直部に移動すると共に、一方の傾斜部から他方の傾斜部に移動する。
【０００９】
上記構成において、チャックは、突起部の移動方向と同様の方向に移動することができる。このため、チャックは、回転筒の軸心方向にワークを持ち上げ、当該軸心を中心として回転移動した後、当該軸心方向にワークを持ち下げることが可能である。
【００１０】
したがって、本発明の搬送装置は、あるワークホルダからワークを真上方向に直線的に取り出し、搬送先の別のワークホルダに対してワークを真下方向に直線的に挿入することができる。よって、ワークが深くセットされる形状のワークホルダを用いる場合であっても、ワークホルダに干渉せずにワークを搬送することができる。
また、本発明の搬送装置は、可動筒を回転駆動するという１軸制御の搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態による搬送装置を示す斜視図である。
【図２】図１の搬送装置を示す分解図であり、（ａ）は軸部材、アーム及びチャック、（ｂ）は可動筒及びギヤ、（ｃ）は固定筒及びベースを示している。
【図３】図１の搬送装置を示す側面断面図である。
【図４】固定筒及び可動筒を展開した状態で軌道溝及び案内溝を示す展開模式図であり、（ａ）〜（ｅ）は、可動筒の回転に伴う突起部の移動の様子を示している。
【図５】搬送装置の作動を説明するための模式図である。
【図６】搬送装置の作動を説明するための模式図である。
【図７】搬送装置の作動を説明するための模式図である。
【図８】搬送装置の作動を説明するための模式図である。
【図９】搬送装置の作動を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態による搬送装置を図面に基づいて説明する。本実施形態の搬送装置は、ワークの把持、搬送、及び解放を行う１軸制御の搬送装置である。
【００１３】
（搬送装置１の構成）
まず、図１〜図３を参照して、本実施形態による搬送装置１の構成について説明する。搬送装置１は、ベース１１、固定筒１２、可動筒２１、ギヤ２２、軸部材３１、アーム３３、チャック３４，３５、ギヤ４１、及び、駆動手段としてのモータ（不図示）等を備えている。
【００１４】
なお、図１〜図３中の上下方向は、天地方向と略一致している。また、図中では、ベース１１と固定筒１２が一体、可動筒２１とギヤ２２、軸部材３１とアーム３３とチャック３４，３５が、それぞれ一体として示されている。
【００１５】
本実施形態では、板状のベース１１は略水平に設置されている。
固定筒１２は、ベース１１に立設された円筒状の部材であり、ベース１１に対して回転不能に固定されている。固定筒１２の周壁１２１には、固定筒１２の周壁１２１を内外に貫通しながら延びる軌道溝１３が形成されている。軌道溝１３は、後述の突起部３２が移動する１つの経路を描くように延びている一定幅の溝であり、軌道溝１３の幅は突起部３２の直径よりわずかに大きい。軌道溝１３は、突起部３２の移動する軌道を描いている。本実施形態では、軌道溝１３は、固定筒１２の周壁１２１のうち、軸心を中心とする１８０度の範囲に形成されている。
【００１６】
可動筒２１は、円筒状の部材であり、固定筒１２を内側に収容するように配置されている。また、可動筒２１は、可動筒２１の軸心を中心にして固定筒１２に対して回転可能であり、可動筒２１の回転中心線を軸線ｃと称する（図３参照）。軸線ｃの延びる方向は、鉛直方向に略一致している。以下では、軸線ｃの延びる方向を軸方向と称し、軸線ｃに直交する方向を径方向と称する。
【００１７】
可動筒２１の周壁２１１には、周壁２１１を内外に貫通しながら延びる案内溝２４が形成されている。案内溝２４は、軌道溝１３と同様、後述の突起部３２が移動する１つの経路を描くように延びている一定幅の溝であり、その幅は突起部３２の直径よりわずかに大きい。案内溝２４は、その内壁面が突起部３２の側面に当接することにより、突起部２４を案内することが可能である。本実施形態では、案内溝２４は、可動筒２１の周壁２１１のうち、軸線ｃを中心とする１８０度の範囲に形成されている。なお、図２（ｂ）では、案内溝２４を図示するために、可動筒２１を図１に示す状態から１８０度回転させて示している。
ギヤ２２は、可動筒２１と同軸に固定されており、ベース１１上に配置された他のギヤ４１と噛み合っている。
【００１８】
軸部材３１は、柱状の部材であり、その一端３１１が固定筒１２の内側に挿入されるように配置されている。また、軸部材３１は、軸線ｃを中心とする回転及び軸方向移動が可能である。
軸部材３１の一端３１１には、径方向外側に突出している円柱状の突起部３２が設けられている。突起部３２は、固定筒１２の軌道溝１３と、可動筒２１の案内溝２４を挿通している。突起部３２が軌道溝１３及び案内溝２４を移動すると、軸部材３１は突起部と一体的に移動する。また、突起部３２は、軌道溝１３及び案内溝２４を移動しながら自転可能であるように構成されており、例えばカムフォロア等の回転体であることが好ましい。
【００１９】
アーム３３は、軸部材３１の他端３１２に設けられており、軸部材３１を中心とする両側に延びている。チャック３４，３５は、アーム３３の両端にそれぞれ設けられており、軸線ｃから等距離の位置にそれぞれ配置されている。チャック３４，３５は、ワークを把持することが可能な爪３４１，３５１を有している。
軸部材３１、アーム３３、及びチャック３４，３５は、一体的に、軸線ｃを中心とする回転および軸方向移動が可能である。
【００２０】
ギヤ４１は、ギヤ２２と噛み合っており、その軸はベース１１の貫通孔１１２を介して、駆動手段としてのモータ（不図示）に接続されている。モータは、ギヤ４１の軸を回転駆動することにより、ギヤ４１及びギヤ２２を介して、回転を減速しつつ可動筒２１を回転駆動する。
【００２１】
（軌道溝１３及び案内溝２４）
次に、軌道溝１３及び案内溝２４の構成について、さらに図４（ａ）を参照して説明する。なお、図４（ａ）は、固定筒１２及び可動筒２１を展開させた状態で軌道溝１３及び案内溝２４を軸線ｃ側から見た様子を示す模式図である。また、以下で説明する「時計回り」／「反時計回り」は、固定筒１２を上側（例えば図１の上側）から見たときの回転方向を示している。
【００２２】
軌道溝１３及び案内溝２４は、それぞれ、溝の延びる方向が切り替わる複数の部位から構成されている。以下では、溝の延びる方向を「溝方向」と称し、軌道溝１３及び案内溝２４の各溝方向について説明する。
【００２３】
まず、軌道溝１３について説明する。
軌道溝１３は、固定筒１２の周方向の異なる位置に形成された２つの垂直部１３１，１３２と、それらの周方向の間に形成された連結部１３３とが連なって構成されている。
２つの垂直部１３１，１３２の溝方向は、軸方向に略一致している。以下では、図４（ａ）中の左側の垂直部１３１を第１垂直部１３１と称し、図４（ａ）中の右側の垂直部１３２を第２垂直部１３２と称する。
【００２４】
連結部１３３は、固定筒１２の周方向の異なる位置に形成された２つの軌道傾斜部１３４，１３５と、それらの周方向の間に形成された水平部１３６とが連なって構成されている。本実施形態では、２つの軌道傾斜部１３４，１３５の溝方向は、軸方向に対して互いに対称的に傾斜している。以下では、第１垂直部１３１と水平部１３６との間を接続する軌道傾斜部１３４を第１軌道傾斜部１３４と称し、第２垂直部１３２と水平部１３６との間を接続する軌道傾斜部１３５を第２軌道傾斜部１３５と称する。水平部１３６の溝方向は、軸方向に対して垂直である。
【００２５】
次に案内溝２４の詳細について説明する。
案内溝２４は、可動筒２１の周方向の異なる位置に形成された２つの案内傾斜部２４１，２４２が連なって構成されている。案内溝２４の両端は、軌道溝１３の両端と軸方向の位置が等しい。
【００２６】
本実施形態では、２つの案内傾斜部２４１，２４２の溝方向は、軸方向に対して互いに対称的に傾斜している。以下では、図４（ａ）中の右側の案内傾斜部２４１を第１案内傾斜部２４１と称し、図４（ａ）中の左側の案内傾斜部２４２を第２案内傾斜部２４２と称する。また、第１案内傾斜部２４１と第２案内傾斜部２４２との連結部位を、案内溝２４の屈曲部２４３と称する。屈曲部２４３は、軌道溝１３の水平部１３４と軸方向の位置が等しい。
【００２７】
第１案内傾斜部２４１及び第２案内傾斜部２４２を成す溝の内壁面は、軸方向に対して傾斜しており、突起部３２の側面に当接することが可能である。このため、第１案内傾斜部２４１および第２案内傾斜部２４２は、それぞれ、可動筒２１が回転するとき、当接した突起部３２に対して、回転方向の力及び軸方向の力を加えることが可能である。このような力を受けた突起部３２は、軌道溝１３の溝方向に沿って移動するように案内される。その詳細については次に説明する。
【００２８】
（搬送装置１の作動）
次に、搬送装置１の作動について、さらに図５〜図９を参照して説明する。
図５〜図９は、搬送装置１がワーク６０を搬送する様子を模式的に示している。以下では、第１セット位置に配置されたワークホルダ５１からワーク６０を取り出し、第２セット位置に配置された他のワークホルダ５２にワーク６０を挿入する場合を例として説明する。なお、第１セット位置及び第２セット位置は、搬送装置１の軸線ｃを挟んだ両側に位置している。
【００２９】
まず、図４（ａ）に示すように、突起部３２が、軌道溝１３及び案内溝２４の各端部に位置した状態にあるとき、チャック３４が、ワークホルダ５１に保持されているワーク６０を把持する（図５参照）。
【００３０】
次に、モータ３０の駆動によって、可動筒２１が軸線ｃを中心に時計回りに１８０度回転する。このとき、突起部３２は、図４（ａ）〜図４（ｅ）に示す順に、軌道溝１３及び案内溝２４を移動する。これにより、搬送装置１は、図５〜図９に示す順に作動する。
以下に、可動筒２１が回転するときの搬送装置１の作動について、第１過程〜第３過程に分けて説明する。
【００３１】
第１過程では、突起部３２は、図４（ａ）に示す位置から図４（ｂ）に示す位置にまで移動する。具体的には、突起部３２は、第１案内傾斜部２４２の内壁面から押し圧を受けて第１垂直部１３１を上方に向かって移動する。これによって、軸部材３１が軸方向に持ち上げられる。このとき、チャック３４がワーク６０を軸方向に持ち上げ、ワークホルダ５１から直線的に取り出す（図５参照）。
【００３２】
第２過程では、突起部３２は、図４（ｂ）に示す位置から図４（ｃ）に示す位置を経て図４（ｄ）に示す位置にまで移動する。具体的には、突起部３２は、第１案内傾斜部２４２の内壁面から押し圧を受けて、第１軌道傾斜部１３４を上方に向かって移動し、水平部１３６の中間まで到達する。その後、第２案内傾斜部２４２の内壁面から押し圧を受けて、水平部１３６の中間から移動し、第２軌道傾斜部１３５を下方に向かって移動する。
これによって、軸部材３１が軸方向への移動を含みつつ時計回りに１８０度回転する。このとき、チャック３４は、軸線ｃを中心に１８０度回転移動することにより、ワーク６０を一方のワークホルダ５１の直上から他方のワークホルダ５２の直上にまで移動させる（図６及び図７参照）。
【００３３】
第３過程では、突起部３２は、図４（ｄ）に示す位置から図４（ｅ）に示す位置にまで移動する。具体的には、突起部３２は、第２案内傾斜部２４２の内壁面に下側から支持されつつ、第２垂直部１３２を下方に向かって徐々に移動する。これによって、軸部材３１が軸方向に持ち下げられる。このとき、チャック３４がワーク６０を垂直に持ち下げ、ワークホルダ５２に直線的に挿入する（図８参照）。
【００３４】
第３過程後、図４（ｅ）に示すように、突起部３２は軌道溝１３及び案内溝２４の各端部に位置している。その後、チャック３４は、ワークホルダ５２に保持されたワーク６０を解放する（図９参照）。
以上の動作によって、搬送装置１は、ワーク６０の搬送を完了する。
【００３５】
なお、上述の説明では、第１過程〜第３過程を分けて説明しているが、実際には、第１過程〜第３過程は可動筒２１の回転に合わせて連続的に行われる。
また、上述の説明では、搬送装置１を上側から見て可動筒２１が時計回りに１８０度回転する場合を例として説明しているが、可動筒２１が反時計回りに１８０度回転する場合であっても、突起部３２等の移動方向が逆になる他は、搬送装置１の作動は同様である。
【００３６】
また、上述の説明では、２つのチャック３４，３５のうち一方のチャック３４がワーク６０を搬送する例を説明しているが、両方のチャック３４，３５を用いてワーク搬送を行うことも可能である。
例えば、図７及び図８に示すように、ワーク６０が取り出されたワークホルダ５１を第１セット位置から取り除き、その第１セット位置に、他のワーク６１を保持している他のワークホルダ５３を配置する。これにより、図９に示すように、チャック３４が、ワークホルダ５２に保持されたワーク６０を解放すると同時に、チャック３５が、ワークホルダ５３に保持されたワーク６０を把持することができる。
【００３７】
その後、図示しないが、ワーク６０が挿入されたワークホルダ５２を第２セット位置から取り除き、第２セット位置には空のワークホルダを配置する。次いで、可動筒２１が反時計回りに１８０度回転することにより、チャック３４が第２セット位置から第１セット位置に戻ると同時に、チャック３５がワーク６１を第１セット位置のワークホルダ５３から第２セット位置のワークホルダに搬送することができる。このようにして、２つのチャック３４，３５が搬送を交互に繰り返すことが可能である。
【００３８】
（効果）
（１）上述したように、本実施形態の搬送装置１は、ワーク６０の姿勢を保った状態のまま、ワークホルダ５１からワーク６０を真上方向に直線的に取り出し、搬送先のワークホルダ５２にワーク６０を真下方向に直線的に挿入することができる。したがって、ワーク６０が深く挿入される形状のワークホルダ５１，５２を用いる場合であっても、ワーク６０とワークホルダ５１，５２とが干渉することなく、ワーク６０の取り出し及び挿入を行うことができる。
また、本実施形態の搬送装置１は、可動筒２１の回転を制御する１軸制御の装置であるため、２軸及び３軸制御の搬送装置と比べて構成が簡単であり、搬送作業場への設置が簡単であり、ワーク搬送を高速で行うことが可能である。
【００３９】
（２）本実施形態の搬送装置１では、２つのチャック３４，３５が、軸線ｃを挟んで軸線ｃから等距離の位置にそれぞれ配置されている。このため、可動筒２１が時計周りの１８０度回転及び反時計回りの１８０度回転を交互に繰り返すことにより、２つのチャック３４，３５がワーク搬送を交互に行うことが可能である。これにより、ワーク搬送を効率よく行うことができる。
【００４０】
（３）本実施形態の軌道溝１３では、連結部１３３が２つの傾斜部１３４、１３５を有しているため、突起部３２が連結部１３３を滑らかに移動することができる。
また、本実施形態の軌道溝１３では、連結部１３３が２つの傾斜部１３４，１３５の間に水平部１３６を有しており、突起部３２は、案内溝２４の屈曲部２４３を通過するとき、軌道溝１３の水平部１３６に位置する。よって、突起部３２が容易に屈曲部２４３を乗り越えることができる。このため、突起部３２が屈曲部２４を超えられず、進行方向とは逆方向に移動してしまうといったことを防ぐことができる。
【００４１】
（他の形態）
本発明は、２つチャック３４，３５を有することに限定されるものではなく、少なくとも１つのチャックを有すればよく、３つ以上のチャックを有していてもよい。また、固定筒１２に対する軌道溝１３の形成範囲、及び、可動筒２１に対する案内溝２４の形成範囲は、１８０度に限定されるものではなく、任意の範囲に形成可能である。この場合、可動筒２１の回転角度は、軌道溝１３及び案内溝２４の形成範囲と同様に設定される。
例えば、１つのチャック３４が搬送を繰り返すように構成してもよいし、固定筒１２が１８０度未満の（または１８０度より大きい）回転角度で時計回りの回転及び反時計回りの回転を交互に繰り返すように構成してもよい。
また、２つのチャック３４，３５の他に、軸線ｃを挟んで軸線ｃから等距離の位置にそれぞれ配置された２つのチャックをさらに設けることにより、２つのチャック３４，３５が第１セット位置から第２セット位置にワークを交互に搬送する同時に、他の２つのチャックが第３セット位置から第４セット位置にワークを交互に搬送するように構成してもよい。
【００４２】
軌道傾斜部１３４，１３５及び案内傾斜部２４１，２４２は、軸方向に対して対称的であるであることに限定されず、非対称であってもよい。また、直線ではなく、曲線であってもよい。
また、軌道溝１３の連結部１３３は、上記実施形態のように、軌道傾斜部１３４，１３５および水平部１３６から構成されることに限定されない。連結部１３３の形状は、突起部３２が案内溝２４の案内により２つの垂直部１３１，１３２間を移動することが可能な形状であれば、全体で１つの直線または曲線であってもよい。
【００４３】
また、軸部材３１は、柱状部材であることに限定されず、例えば内側が中空の筒状部材であってもよい。この場合、アーム３３は軸部材３１の中空部分を避けて側面に設けられていてもよい。これにより、搬送作業場に設置されたポール等を軸部材３１に挿入することが可能になり、搬送装置１の後付け設置が容易になる。
【００４４】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１            ・・・搬送装置
１２          ・・・固定筒
１３          ・・・軌道溝
１３１、１３２・・・垂直部
１３３        ・・・連結部
２１          ・・・可動筒
２４          ・・・案内溝
２４１、２４２・・・軌道傾斜部
３１          ・・・軸部材
３２          ・・・突起部
３３          ・・・アーム
３４、３５    ・・・チャック
６０、６１    ・・・ワーク
【図１】
2015205363.tif 000003
【図２】
2015205363.tif 000004
【図３】
2015205363.tif 000005
【図４】
2015205363.tif 000006
【図５】
2015205363.tif 000007
【図６】
2015205363.tif 000008
【図７】
2015205363.tif 000009
【図８】
2015205363.tif 000010
【図９】
2015205363.tif 000011