(57)【要約】【課題】構造が簡単で耐久性に優れたワーク保持搬送装置を提供する。【手段】保持搬送装置は、平面視四角形のガイド溝１３に沿って方向を変えながら一定方向に周回する治具４を備えている。ガイド溝１３は外ガイド枠２と内ガイド部３とで構成されている。治具４は、送り用エアシリンダ２１によるスライドの組み合わせによってガイド溝１３を周回する。治具４はガイド溝１３のコーナー部１４〜１７において停止させられ、停止状態においてワークの処理や加工が行われる。高価な割り出し装置を用いることなく治具４の位置決めを簡単かつ確実に行え、しかも、治具４のみを押して移動させるものであるため全体とし軽量ながら堅牢な構造になっており、このため耐久性も高い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークがセットされる少なくとも１つの治具と、前記治具が平面視で一定方向に周回するようにガイドするガイド手段を備えたベースと、前記治具を移動させるための送り装置とを備えており、前記治具は前記ガイド手段に沿って停止と前進とを繰り返しながら一周するようになっており、治具の停止状態でワークのセット・加工・取り出しが順次行われるようになっている、
というワーク保持搬送装置であって、
前記ガイド手段は、平面視で直線状に延びるガイドユニットの複数を交叉した状態で環状に連続させることによって平面視多角形の形状になっており、このため、前記治具は、隣り合ったガイドユニットが交叉するコーナー部において停止してから方向を変えるという平面視多角形の閉ループ軌跡を描いて一定方向に周回するようになっており、
更に、前記送り装置は直線方向に移動するプッシャーを備えた直動式押圧装置であって、この直動式押圧装置を前記各ガイドユニットの箇所ごとに個別に設けている、
ワーク保持搬送装置。
【請求項２】
前記直動式押圧装置はエアシリンダであり、このエアシリンダのピストンロッドをプッシャーと成している一方、
前記ガイド装置における各コーナー部の箇所か又は治具か若しくは両方に、コーナー部に治具を保持するための位置決め手段を設けている、
請求項１に記載したワーク保持搬送装置。
【請求項３】
前記位置決め手段として、前記ガイド手段と治具とが密着する部分のうち何れか一方又は両方にマグネットを取付けている、
請求項２に記載したワーク保持搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ワーク（部材）の加工に使用するワーク保持搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々のワークは様々の加工（或いは処理）を施されて製品又は半製品になっているが、ワークの加工は一般に自動的に行われている。この自動工程では一般に治具が使用されており、材料のセット・加工・取り出しを連続的に行っている。この自動工程で治具とワークとの関係を見ると、ワークを隣の治具に移し替えながら工程を進めていく場合と、治具を移動させて工程を進める場合とがある。
【０００３】
後者のように治具を移動させる場合、治具は閉じた軌跡を描いて移動するようになっていることが殆どであり、その手段として従来は、治具をターンテーブルに取り付けて、ターンテーブルを一定方向に間欠回転させることにより、材料（ワーク）のセット・加工・取り出しを行うようになっている。
【０００４】
ターンテーブルの駆動方法は様々であるが、中心軸に固定した歯車をモータで駆動する方法が広く用いられている。また、治具は所定の位置に位置決めされる必要があり、従って、ターンテーブルを使用する場合は、治具を正確に位置決めするため、回転角度を正確に設定する高価な割り出し装置が必要である。そして、ターンテーブルの駆動手段及び割り出し装置の例として特許文献１には、ターンテーブルを旋回用シリンダによる押し作用にて間欠回転させると共に、ターンテーブルの外周部に等間隔で設けたストッパーに割り出し用シリンダのストッパーを嵌合させて位置決め（割り出し）することが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３３９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ターンテーブルを回転運動をするため高速で回転させ得るようには思えるが、必ずしもそうとは言えない面がある。すなわち、ターンテーブルはモータやシリンダで大まかな位置まで回転させてからストッパーで正確に位置決め（割り出し）せねばならないが、ターンテーブルを高速で回転させると大きな慣性力が作用するため、正確な位置に停止できなくなったり割り出し用ストッパーに衝撃が掛かったりすることがあり、このため、回転速度にはおのずと限度があるのである。
【０００６】
また、ターンテーブルは治具を安定して支持できるように重量が大きいことから、ターンテーブルには自身の重量による慣性力が作用しており、このため、回転軸や軸受けは堅牢な構造とせねばならず、装置が大型化すると共にコストが嵩むという問題もあった。特に、ワークの加工に際して治具に下向きの荷重がかかる場合は、ターンテーブルはより堅牢な構造とせねばならないため、重量増大の問題やコストアップの問題、或いは回転速度を高くできないといった問題が顕著に現われている。
【０００７】
本願発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明者は、治具のみを移動させたらターンテーブルが持っていた問題を解消できると着想し、研究と試作を重ねることによって本願発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち本願発明のワーク保持搬送装置は、まず、ワークがセットされる少なくとも１つの治具と、前記治具が平面視で一定方向に周回するようにガイドするガイド手段を備えたベースと、前記治具を移動させるための送り装置とを備えており、前記治具は前記ガイド手段に沿って停止と前進とを繰り返しながら一周するようになっており、治具の停止状態でワークのセット・加工・取り出しが順次行われるようになっている。
【００１０】
そして、前記ガイド手段は、平面視で直線状に延びるガイドユニットの複数を交叉した状態で環状に連続させることによって平面視多角形の形状になっており、このため、前記治具は、隣り合ったガイドユニットが交叉するコーナー部において停止してから方向を変えるという平面視多角形の閉ループ軌跡を描いて一定方向に周回するようになっており、更に、前記送り装置は直線方向に移動するプッシャーを備えた直動式押圧装置であって、この直動式押圧装置を前記各ガイドユニットの箇所ごとに個別に設けている。
【００１１】
本願発明は様々のバリエーションを備えている。その例として請求項２の発明では、請求項１において、前記直動式押圧装置はエアシリンダであり、このエアシリンダのピストンロッドをプッシャーと成している一方、前記ガイド装置における各コーナー部の箇所か又は治具か若しくは両方に、コーナー部に治具を保持するための位置決め手段を設けている。
【００１２】
更に請求項３の発明は、請求項２の好適な展開例として、前記位置決め手段として、前記ガイド手段と治具とが密着する部分のうち何れか一方又は両方にマグネットを取付けている。
【発明の効果】
【００１３】
本願発明では、治具が移動するのみであるため従来のターンテーブル方式に比べて格段に軽量化できると共に、ガイド手段も単純であって高価な軸受け類は必ずしも必要ないためコストも大幅に低減できる。また、治具はガイド部のコーナー部で停止させられるが、コーナー部は固定式であって緩衝手段を設けるといった簡単な構造によって大きな荷重を確実に受け得るため、治具を高速で移動させても支障はなく、このため加工工程の高速化にも貢献できる。
【００１４】
更に、治具は固定式のベース（テーブルやベッド）で支持されているため、ワークの加工に際して治具に下向きの荷重が掛かっても部材の損傷や耐久性低下といった問題が生じることはない。勿論、高価な割り出し装置を必要ないためコスト抑制にも貢献できる。
【００１５】
直動式押圧装置としては油圧シリンダや電磁シリンダなども使用できるが、請求項２のようにエアシリンダを使用すると、工場に一般に備えられているエア配管を利用できるため、付帯設備を設ける必要がなくてコストダウンに貢献できる。また、エアシリンダは長い様々のストロークのものが市販されているため、様々の大きさの装置にも簡単に対応できる利点もある。
【００１６】
また、請求項２のように位置決め手段を設けるにおいて、位置決め手段は、治具をコーナー部に密着した状態に保持するものであれば足り、位置決め手段自体に治具の移動による慣性力が作用する訳ではないため、ターンテーブルの割り出し装置における位置決め用ストッパーのように大きな荷重がかかることはなく、このため高い耐久性を確保できる。治具の位置決め手段として請求項３のようにマグネットを使用すると、コストと耐久性とにおいて優れているため特に有益である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５では第１実施形態を示し、図６では第２実施形態を示す、図７では第３実施形態を示している。以下、順次説明する。第１実施形態はキャップ付きねじ（或いはキャップ付きボルト）の組み付けに使用する保持搬送装置に適用している。
(1).第１実施形態
図１〜図５のうち、図１は保持搬送装置の一部分離斜視図、図２は全体の平面図、図３のうち（Ａ）は部分的な一部破断平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ視断面図である。
【００１８】
保持搬送装置は、角形等のベース１と、ベース１に固定した平面視四角形（正方形）の外ガイド枠２と、ベース１の中心部に固定した内ガイド部３と、外ガイド枠２と内ガイド部３との間の溝に嵌め込み配置された４個の治具４とを備えている。
【００１９】
外ガイド枠２は、平面視で直線状に延びる４つのガイドユニット５から成っており、隣り合ったガイドユニット５を平面視で直交した姿勢で配置することにより、外ガイド枠２は全体として正方形の枠体になっている。各ガイドユニット５は下部材６とその上面に重なった上部材７とから成っており、両者はベース１にボルト（図示せず）で共締めされている。
【００２０】
例えば図３（Ｂ）に明示するように、上部材７を下部材６よりも若干の寸法だけ内側にオーバーハングさせており、このため上部材７の一部は庇部１０ａになっている。なお、ガイドユニット５は一体構造であってもよい。また、内ガイド部３は下ブロック１１と上板１２とで構成されており、上板１２の四周部は下ブロック１１の外側にはみ出ている。外ガイド枠２の下部材６と内ガイド部３の下ブロック１１、及び、外ガイド枠２の上部材７と内ガイド部３の上板１２とはそれぞれ同じ高さになっている。
【００２１】
本実施形態では、外ガイド枠２と内ガイド部３とで請求項に記載したガイド手段が構成されており、このため、外ガイド枠２と内ガイド部３とにより、平面視四角形で蟻溝状のガイド溝１３が構成されている。また、ガイド手段は４つのコーナー部を有している。便宜的に、任意の一つのコーナー部を第１コーナー部１４と定義し、第１コーナー部１４を起点として平面視で時計回り方向に向かって、順次、第２コーナー部１５，第３コーナー部１６，第４コーナー部１７と呼ぶことにする。
【００２２】
治具４は、ガイド溝１３にスライド自在及び上向き抜け不能に嵌まっている平面視略四角形（正方形）のスライダー１８と、スライダー１８の上面に固定したダイ１９とから成っている。ダイ１９の上面の中央部にはねじが嵌まる受け穴２０が空いている。スライダー１８は平面視四角形であるため、各コーナー部１４〜１７で９０°ずつ方向を変えながらガイド溝１３を周回することができる。
【００２３】
治具４のスライダー１８は、コーナー部１４〜１７において内ガイド部３の下ブロック１１と緩衝することを回避して方向変換をスムースにするため、四隅を円弧状に形成している。四隅を円弧状に形成することに代えて、平面視で面取りしても良い。
【００２４】
治具４を各ガイドユニット５に沿って直線移動させるための直動式押圧装置として、本実施形態では送り用エアシリンダ２１を採用している。送り用エアシリンダ２１は各ガイドユニット５に対応して４本備えており、ガイドユニット５の外側に、ガイド溝１３の各辺の中心線に沿って延びるように配置されている。送り用エアシリンダ２１は、ヘッダー２２を介してベース１にボルトで固定されている（ガイドユニット５の下部材６に固定しても良い）。
【００２５】
当然のことながら送り用エアシリンダ２１はピストンロッド２３を備えており、ピストンロッド２３を請求項に記載したプッシャーと成して、ピストンロッド２３でスライダー１８を押すようになっている。なお、例えば図３（Ａ）に一点鎖線で示すように、ピストンロッド２３の先端に当たり部材２４を設けても良い。外ガイド枠２を構成する各下部材６には、ピストンロッド２３が通る穴２５を空けている。
【００２６】
図３（Ａ）（Ｃ）に明示するように、各ガイドユニット５における下部材６の一端部には、治具４のスライダー１８をガイド溝１３のコーナー部に密着した状態に保持するための位置決め手段として、マグネット２６を設けている。一方、スライダー１８は鋼やフェライト系ステンレスのように磁性体を素材としている。スライダー１８が非磁性体を素材にしている場合は、スライダー１８に第１マグネット２６と磁着する第２マグネット２７を埋設したら良い。また、スライダー１８が非磁性体でかつガイドユニット５の下部材６が磁性体である場合は、スライダー１８に第２マグネット２７のみを設けることも可能である。
【００２７】
前記マグネット２６は既述のとおり請求項に記載した位置決め手段の具体例であるが、本実施形態では、更に位置決め手段の具体例として、内ガイド部３の上板１２には位置決め用エアシリンダ２８を設けている。すなわち、位置決め手段として、マグネット２６，２７と位置決め用エアシリンダ２８とを併用している。
【００２８】
位置決め用エアシリンダ２８は２本使用しており、これらを平面視で上板１２の対角方向に延びるように上下に重ねて配置し、上板１２にボルトで固定している。上側の位置決め用エアシリンダ２８はブロック２９を介して上板１２に固定されている（ブロック２９を使用せずに、両シリンダ２８を共締めしてもよい）。なお、本実施形態では２本のエアシリンダ２８を上下に重ねているが、スペースが許せば、４本のシリンダを上板１２に直接に固定してもよい。
【００２９】
位置決め用エアシリンダ２８は、反対方向に個別に移動し得るピストンロッド３０を備えている。なお、ピストンロッド３０の先端部に、治具４のダイ１９に横から当たり得る当たり部材３１を設けてもよい。当たり部材３１を設ける場合、ゴム質のものが好ましい。
【００３０】
治具４は送り用エアシリンダ２１によって順番に押し移動させられることにより、各ガイドユニット５に沿ってガイド溝１３を周回する。この場合、送り用エアシリンダ２１の押し出しによって治具４のスライダー１８がガイドユニット５の下部材６に衝突する場合がある。従って、各下部材６にはスライダー１８の衝撃を緩和する緩衝手段を設けるのが好ましい。この緩衝手段の例を図４に示している。
【００３１】
すなわち、先ず、図４のうち（Ａ）に示す例では、緩衝材としてゴム３３を使用して、ゴム３３を下部材６に形成した穴３４に嵌め入れている。他方、（Ｂ）に示す例では、緩衝材としてコイルスプリング３５を使用して、頭付き緩衝ロッド３６をコイルスプリング３５で前向き付勢している。
【００３２】
更に（Ｃ）に示す例では、緩衝材として円錐型ばね３７を使用しており、この円錐型ばね３７を下部材６の円錐状穴３８に裏側から嵌め入れて、ねじ式プラグ３９で後退不能に保持している。これらに代えて、市販のショックアブソーバを使用してもよい。
【００３３】
送り用エアシリンダ２１のスライダー１８で治具４を押し出すにおいて、衝撃の緩和のためには、ピストンロッド２３が前進し切った状態でスライダー１８とガイドユニット５の下部材６との間に若干の間隔が空くように設定しておくのが好ましい。すなわち、ピストンロッド２３が前進し切ってからスライダー１８が慣性力（惰性）によって前進して、マグネット２６によってコーナー部１４〜１７に保持されるように設定するのが好ましい。なお、マグネット２６による位置決めは仮保持的な色彩が強く、ずれ不能に保持する位置決めは位置決め用エアシリンダ２８によって行われている。
【００３４】
(2).加工例
以上の説明のとおり、治具４はガイド溝１３に沿ってベース１の上面をスライドして各コーナー部１４〜１７で方向を変えながら周回し、かつ、各コーナー部１４〜１７では位置決め用エアシリンダ２８によって横ずれ不能に保持されている。このため、治具４を各コーナー部１４〜１７に停止させた状態で各種の作業・加工を行える。
【００３５】
そして、図５ではキャップ付きねじ４１の加工手順を模式的に示している。すなわち、まず、例えば治具４が第１コーナー部１４に位置している第１ステージ(I) においてねじ４１を治具４のダイ１９にセットし（軸部を穴２０に嵌め入れ）、次いで、治具４が第２コーナー部１５に位置している第２ステージ（II) でねじ４１の頭部４１ａにキャップ４２を嵌め込み、次いで、治具４が第３コーナー部１６に位置している第３ステージ(III) でキャップ４２のかしめ付けを行い、最後に、治具４が第４コーナー部１７に位置している第４ステージ(IV)でキャップ４２のねじ４１の取り出しを行う。
【００３６】
ダイ１９へのねじ４１のセットは、図示しないパーツフィーダやシュートレール類を使用して自動的に行われる。また、キャップ４１のかしめも図示しないかしめ装置を使用して行われ、更に、ねじ４１の取り出しは真空吸着式等のピックアップ装置で自動的に行われる。
【００３７】
(3).他の実施形態（図６）
図６に示す第２実施形態では、スライダー１８を円形に形成している。この場合は治具４は水平回転し得る。位置決め用エアシリンダ２８等の位置決め手段は省略している。
【００３８】
図７に示す第３実施形態では、治具４のスライダー１８と平面視で正六角形に形成されており、また、ガイド溝１３も正面視で六角形になっている。隣り合ったガイドユニット５は平面視１２０°の角度で交叉している。この実施形態では６つステージがあるため、６つの工程を行える。
【００３９】
また、各コーナー部４５には治具４のスライダー１８を受ける緩衝機能付きストッパー４６を前後動自在に配置している。ストッパー４６はエアシリンダや電磁ソレノイドで駆動することができ、緩衝機能付きであるため高い耐久生が確保されている。位置決め用エアシリンダ２８は内ガイド部３に内蔵している（第１実施形態でも、スペースが許せば位置決め用エアシリンダ２８は内ガイド部３に内蔵してもよい。）。
【００４０】
(4).その他
本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、ねじへのキャップの取付け以外の様々の加工に使用できるのであり、必然的に、治具の形態や構造はワークの形状や加工内容によって異なってくる。治具及びベースは下向き荷重に強いため、例えば複数の部材をリベットで締結する作業のような締結作業にも好適である。直動式押圧装置としては、フリーピストン式のエアシリンダ、油圧シリンダや電磁シリンダを使用することも可能である。
【００４１】
ガイド手段も様々に具体化できる。例えば、ベースの上面に環状（平面視正多角形）のガイド溝を形成して、このガイド溝に治具の下面に突設したガイド突起を嵌め入れる、といったことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の保持搬送装置の一部分離斜視図である。
【図２】保持搬送装置の全体の平面図である。
【図３】（Ａ）は部分的な一部破断平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ視断面図である。
【図４】緩衝手段を示す図である。
【図５】ねじにキャップを取り付ける工程の模式図である。
【図６】第２実施形態の平面図である。
【図７】第３実施形態の平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ベース
２  ガイド手段を構成する外ガイド枠
３  ガイド手段を構成する内ガイド部
４  治具
５  ガイドユニット
１３  ガイド溝
１４〜１７  コーナー部
１８  スライダー
１９  ダイ
２１  送り用エアシリンダ
２３  ピストンロッド
２４  プッシャー
２６  位置手段を構成するマグネット
２８  位置決め用エアシリンダ
【図１】
2008183632.tif 000003
【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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