(57)【要約】      （修正有）【課題】２次元経路で或る機構の固定先を移動可能な２次元移動装置を提供する。【解決手段】垂直移動ユニット部50の一方の端に配された下板56と、水平移動ユニット部40及び垂直移動ユニット部50の滑動をそれぞれ制動する水平ブレーキ部42及び垂直ブレーキ部47a、47bとを備え、さらに、レールの両端側に、それぞれ駆動プーリ35及び従動プーリ34が軸支され、従動プーリ46及び従動プーリ45が直線経路の中心寄りに軸支され、1本のワイヤ37が、垂直移動ユニット部50の一方の端部近傍から延出され、従動プーリ46、従動プーリ34、駆動プーリ35及び従動プーリ45にこの順で巻き架けられて、垂直移動ユニット部50の他方の端部近傍に接続されており、駆動プーリ35を回転駆動する一方で、水平ブレーキ部42及び垂直ブレーキ部47a、47bを択一的に作動させて、水平移動ユニット部40と垂直移動ユニット部50とを個別に滑動させる。【選択図】図２
2008290841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の処理を実行する機構の固定先となる固定部を２次元的に移動させる２次元移動装置であって、
長尺なレール部を有する支持体と、
前記レール部に滑動自在に配された第１スライド部と、
第１スライド部において、前記レール部と非平行な直線経路上を長手方向に滑動自在に配された長尺な第２スライド部と、
第２スライド部の一方の端部に配された前記固定部と、
第１スライド部の前記滑動を制動する第１制動機構と、
第２スライド部の前記滑動を制動する第２制動機構とを備え、
さらに、前記支持体において、前記レール部の一方の端側に駆動車、他方の端側に第１従動車が軸支され、
第１スライド部において、第２従動車及び第３従動車が前記直線経路の中心寄りに軸支され、
１本の屈曲自在で長尺な駆動力伝達部材が、第２スライド部の一方の端部又はその近傍から延出され、第２従動車、第１従動車、駆動車及び第３従動車にこの順で巻き架けられて、第２スライド部の他方の端部又はその近傍に接続されており、
前記駆動車を回転駆動する一方で、第１制動機構及び第２制動機構を択一的に作動させ、第１スライド部と第２スライド部とを個別に滑動させることにより、前記固定部を移動させることを特徴とする２次元移動装置。
【請求項２】
前記第１従動車、前記第２従動車、前記第３従動車及び前記駆動車は、第１スライド部及び第２スライド部の滑動の前後で、駆動力伝達部材の各経路と前記直線経路との傾きが変わらない位置に軸支されていることを特徴とする請求項１に記載の２次元移動装置。
【請求項３】
前記駆動力伝達部材の経路であって、前記第２従動車とその直近の前記駆動力伝達部材の端部とに挟まれた第１区間、及び前記第３従動車とその直近の前記駆動力伝達部材の端部とに挟まれた第２区間が、前記直線経路と平行することを特徴とする請求項２に記載の２次元移動装置。
【請求項４】
前記駆動力伝達部材の経路において、前記第1区間と前記第２区間が略同一直線上に存することを特徴とする請求項３に記載の２次元移動装置。
【請求項５】
さらに、前記第２スライド部及びこれに配された他の部材を合わせた重心位置が、前記同一直線上またはその近傍に存することを特徴とする請求項４に記載の２次元移動装置。
【請求項６】
前記駆動力伝達部材の少なくとも１箇所を付勢して、前記駆動力伝達部材の張力を調整する張力調整手段があることを特徴とする請求項１に記載の２次元移動装置。
【請求項７】
前記駆動力伝達部材は、ワイヤまたはベルトであり、前記第１従動車、前記第２従動車、前記第３従動車及び前記駆動車は、プーリであることを特徴とする請求項１に記載の２次元移動装置。
【請求項８】
前記駆動力伝達部材は、チェーンであり、前記第１従動車、前記第２従動車、前記第３従動車及び前記駆動車は、ギアであることを特徴とする請求項１に記載の２次元移動装置。
【請求項９】
前記レール部と前記直線経路は、空間を挟んで直交する位置にあることを特徴とする請求項１に記載の２次元移動装置。
【請求項１０】
所定の処理を実行する機構の固定先となる固定部を２次元的に移動させる２次元移動装置であって、
長尺なレール部を有する支持体と、
前記レール部に滑動自在に配された第１スライド部と、
第１スライド部において、前記レール部と非平行な直線経路上を長手方向に滑動自在に配された長尺な第２スライド部と、
第２スライド部の一方の端部に配された前記固定部と、
第１スライド部の前記滑動を制動する第１制動機構と、
第２スライド部の前記滑動を制動する第２制動機構とを備え、
さらに、前記支持体において、前記レール部の一方の端側に駆動車、他方の端側に第１従動車が軸支され、
第１スライド部において、第２従動車及び第３従動車が前記直線経路の中心寄りに軸支され、
第２スライド部において、その両端のうち第２従動車に近い側の端部又はその近傍に第４従動車が、第３従動車に近い側の端部又はその近傍に第５従動車が軸支され、
１本の屈曲自在で長尺な駆動力伝達部材が、第１スライド部から延出され、第４従動車、第２従動車、第１従動車、駆動車、第３従動車及び第５従動車にこの順で巻き架けられて、第１スライド部に接続されており、
前記駆動車を回転駆動する一方で、第１制動機構及び第２制動機構を択一的に作動させ、第１スライド部と第２スライド部とを個別に滑動させることにより、前記固定部を移動させることを特徴とする２次元移動装置。
【請求項１１】
前記第１従動車、前記第２従動車、前記第３従動車、前記第４従動車、前記第５従動車及び前記駆動車は、第１スライド部及び第２スライド部の滑動の前後で、駆動力伝達部材の各経路と前記直線経路との傾きが変わらない位置に軸支されていることを特徴とする請求項１０に記載の２次元移動装置。
【請求項１２】
請求項１または請求項１０に記載の２次元移動装置において、把持及び解放を行う把持機構を前記固定部に固定したものを備え、前記固定部の移動動作を介して把持機構の把持動作及び開放動作を行うことにより、積み込みまたは積み出しを行う搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物を２次元経路で移動させる２次元移動装置に関し、特に、内部機構を簡略化する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、製造工程などにおいて、ワークをチャッキング位置に自動的にセットする装置のように、部品をある位置から目的の位置に２次元経路で移動させるものとして２次元移動装置がある。（例えば、特許文献１）
例えば、特許文献１に記載のワークのチャック装置では、回転運動を直線運動に変換するウォームギア機構を直交方向に２つ組み合わせ、２つのテーブルが直交方向に移動する構成とすることにより、チャック部が配された一方のテーブルを２次元的に移動させている。
【０００３】
各ウォームギア機構には、回転力を発生させるモータが各１個配されており、２次元移動装置として合計２つのモータを備える。
【特許文献１】特開平６−１７１７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、モータは高コストな部品であるため、上述のように２個のモータを使用するとコストアップになるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決しようとなされたものであって、コスト低減可能な２次元移動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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の２次元移動装置は、主に以下の２つの特徴を有する。
１）所定の処理を実行する機構の固定先となる固定部を２次元的に移動させる２次元移動装置であって、長尺なレール部を有する支持体と、前記レール部に滑動自在に配された第１スライド部と、第１スライド部において、前記レール部と非平行な直線経路上を長手方向に滑動自在に配された長尺な第２スライド部と、第２スライド部の一方の端部に配された前記固定部と、第１スライド部の前記滑動を制動する第１制動機構と、第２スライド部の前記滑動を制動する第２制動機構とを備え、さらに、前記支持体において、前記レール部の一方の端側に駆動車、他方の端側に第１従動車が軸支され、第１スライド部において、第２従動車及び第３従動車が前記直線経路の中心寄りに軸支され、１本の屈曲自在で長尺な駆動力伝達部材が、第２スライド部の一方の端部又はその近傍から延出され、第２従動車、第１従動車、駆動車及び第３従動車にこの順で巻き架けられて、第２スライド部の他方の端部又はその近傍に接続されており、前記駆動車を回転駆動する一方で、第１制動機構及び第２制動機構を択一的に作動させ、第１スライド部と第２スライド部とを個別に滑動させることにより、前記固定部を移動させる。
２）所定の処理を実行する機構の固定先となる固定部を２次元的に移動させる２次元移動装置であって、長尺なレール部を有する支持体と、前記レール部に滑動自在に配された第１スライド部と、第１スライド部において、前記レール部と非平行な直線経路上を長手方向に滑動自在に配された長尺な第２スライド部と、第２スライド部の一方の端部に配された前記固定部と、第１スライド部の前記滑動を制動する第１制動機構と、第２スライド部の前記滑動を制動する第２制動機構とを備え、さらに、前記支持体において、前記レール部の一方の端側に駆動車、他方の端側に第１従動車が軸支され、第１スライド部において、第２従動車及び第３従動車が前記直線経路の中心寄りに軸支され、第２スライド部において、その両端のうち第２従動車に近い側の端部又はその近傍に第４従動車が、第３従動車に近い側の端部又はその近傍に第５従動車が軸支され、１本の屈曲自在で長尺な駆動力伝達部材が、第１スライド部から延出され、第４従動車、第２従動車、第１従動車、駆動車、第３従動車及び第５従動車にこの順で巻き架けられて、第１スライド部に接続されており、前記駆動車を回転駆動する一方で、第１制動機構及び第２制動機構を択一的に作動させ、第１スライド部と第２スライド部とを個別に滑動させることにより、前記固定部を移動させることを特徴とする。
【０００６】
また、上記目的を達成するために、本発明の搬送装置は、以下の特徴を有する。
３）上記１）または上記２）の構成の２次元移動装置において、把持及び解放を行う把持機構を前記固定部に固定したものを備え、前記固定部の移動動作を介して把持機構の把持動作及び開放動作を行うことにより、積み込みまたは積み出しを行う。
【発明の効果】
【０００７】
上記１）、２）の構成により、単一の駆動源により駆動車を回転駆動させるとともに、第１制動機構で第１スライド部の滑動を阻止すれば、第２スライド部がスライドする。
一方、上記駆動源で駆動車を回転駆動させるとともに、第２制動機構で第２スライド部の滑動を阻止すれば、第１スライド部がスライドする。
また、第２スライド部の一方の端部から第２従動車、駆動車、第３従動車を経て、第２スライド部の他方に至るまでの経路長の合計は、第１スライド部や第２スライド部をスライドさせても変わらない。
【０００８】
このように、単一の駆動源で、所定の処理を実行する機構の固定先となる固定部をレール部及び直線経路の各伸長方向に移動させることができるので、移動方向毎に駆動源を要する従来の構成に比べてコストダウンを図ることができる。
また、１本の駆動力伝達部材と３つの従動車及び１つの駆動車という簡易な構成で動力が伝達されるのでさらに、コストダウンを図ることができる。
【０００９】
さらに、上記２）の構成では、第４従動車及び第５従動車を用いる構成、つまり、動滑車を用いる構成が加わっているので、第２スライド部の直線経路の伸長方向への移動に必要な駆動力が、上記１）の構成の２分の１となる。
つまり、直線経路の伸長方向を鉛直方向とし、重力方向に逆らって移動する場合、第２スライド部の移動には、自重及び前記固定部に固定される機構等の重量が加算されるため、第２スライド部の移動には、第１スライド部を移動させる場合よりも、より大きな駆動力を必要とするが、上記２）の構成では、第２スライド部の駆動力が、第１スライド部の駆動力の２倍となるので、駆動力の不足が生じ難い。
【００１０】
また、前記第１従動車、前記第２従動車、前記第３従動車及び前記駆動車は、第１スライド部及び第２スライド部の滑動の前後で、駆動力伝達部材の各経路と前記直線経路との傾きが変わらない位置に軸支されていることが望ましい。
これにより、第１スライド部及び第２スライド部において、その移動に際し、これらの移動方向側にある駆動力伝達部材が巻き取られる量（以下、「巻き取り量」という。）と、これらの反移動方向側にある駆動力伝達部材が巻き送られてくる量（以下、「巻き送り量」という。）とが一致するため、駆動力伝達部材の張力が一定し、スムーズな移動が実現される。
【００１１】
上記３）の構成は、上記１）または２）の構成を含んでいるため、上記１）または２）の構成と同様の効果を奏する。
また、前記駆動力伝達部材の経路であって、前記第２従動車とその直近の前記駆動力伝達部材の端部とに挟まれた第１区間、及び前記第３従動車とその直近の前記駆動力伝達部材の端部とに挟まれた第２区間が、前記直線経路と平行することが望ましい。
【００１２】
これにより、第２スライド部の移動量と、ワイヤ３７の巻き取り量及び巻き取り量とが一致するため、前記固定部の直線経路の伸長方向への移動制御性が高められる。
また、前記駆動力伝達部材の経路において、前記第1区間と前記第２区間が略同一直線上に存することが望ましい。
これにより、第２スライド部において、移動に起因するモーメント力の発生を抑制することができ、スムーズな移動が実施される。
【００１３】
さらに、前記第２スライド部及びこれに配された他の部材を合わせた重心位置が、前記同一直線上またはその近傍に存することが望ましい。
これにより、第２スライド部を移動させる際に、第２スライド部にモーメント力が発生することが抑制され、スムーズな移動が実施される。
また、前記駆動力伝達部材の少なくとも１箇所を付勢して、前記駆動力伝達部材の張力を調整する張力調整手段があるとしてもよい。
【００１４】
これにより、第１スライド部及び第２スライド部において、その移動に際し、これらの移動方向側にある駆動力伝達部材が巻き取られる量、即ち、巻き取り量と、これらの反移動方向側にある駆動力伝達部材が巻き送られてくる量、即ち、巻き送り量とが一致しなくても、張力調整手段により駆動力伝達部材の張力が一定し、スムーズな移動が実現される。
【００１５】
また、前記レール部と前記直線経路は、空間を挟んで直交する位置にあることが望ましい。
これにより、第２スライド部が直交座標系での移動となるため、位置制御が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
１．実施の形態
（構成）
以下、本発明に係る２次元移動装置の一例としての把持ユニット２５を利用し、ボトル４の箱詰めを行うケーシング設備の構成について説明する。
図１は、本実施の形態におけるケーシング設備１の外観斜視図である。
【００１７】
ケーシング設備１は、終端位置が異なるように並設されたボトル搬送コンベア１０及びケース搬送コンベア１１と、ボトル搬送コンベア１０の終端において、その主要部がボトル搬送コンベア１０及びケース搬送コンベア１１の両者（以下、「コンベア対１２」という。）を跨ぐように架設された把持ユニット２５とを有する。
ボトル搬送コンベア１０は、３列に並べたボトル１３を順次搬送するコンベアであり、またケース搬送コンベア１１は、ボトル１ダース分の収納容量を備えるケース１４を順次搬送するコンベアである。
【００１８】
把持ユニット２５は、ボトル搬送コンベア１０上に置かれた１２本（３×４）のボトル１３を一括して把持し、持上げ、ケース搬送コンベア１１側に平行移動し、ケース搬送コンベア１１上に置かれたケース１４上で降下させ、さらに、上記把持を解除することにより、ケース１４内に１２本のボトル１３を収納するものである。
より具体的には、把持ユニット２５は、コンベア対１２の両脇に立設された主橋脚部３１および副橋脚部３１ａと、これらの頂部同士で支持されるように架設されたＹ軸方向に長尺な橋梁部３０と、当該橋梁部３０に摺設され、当該橋梁部３０の長手方向、即ち、Ｙ軸に沿って移動する水平移動ユニット部４０と、さらに、この水平移動ユニット部４０において滑動自在に配設され、ボトル１３を把持する把持機構５７を有してＺ軸に沿って移動する垂直移動ユニット部５０と、上記主橋脚部３１の頂部に配設され、橋梁部３０、水平移動ユニット部４０及び垂直移動ユニット部５０にそれぞれ設けられたアクチュエータの駆動制御を実施する駆動制御部６０と、水平移動ユニット部４０と垂直移動ユニット部５０の両者に駆動力を伝えるワイヤ３７とからなる。
【００１９】
主橋脚部３１および副橋脚部３１ａは、それぞれ橋梁部３０を支持する台座である。
図２は、図１の仮想ＹＺ平面における把持ユニット２５の断面図である。
橋梁部３０は、Ｙ軸方向に長尺な直方体状の筒体であって、この筒体の上下面（Ｚ軸と直交する面）のそれぞれにＹ軸方向に長尺な貫通孔３２ａ及び貫通孔３２ｂが配されてなる橋梁本体部３３と、当該橋梁本体部３３内の一方の端部に従動プーリ３４が、他方の端部に駆動プーリ３５が軸着された駆動モータ３６とを有する。
【００２０】
従動プーリ３４と駆動プーリ３５には、図２に示すようにワイヤ３７が巻回されている。
駆動プーリ３５には、ワイヤ３７がスリップするのを防止するため、ワイヤ３７が接触する面の摩擦係数を高める処理を施すことが望ましい。
このような処理としては、例えば、前記接触面に、ワイヤ３７の伸長方向と直交する方向に複数の溝を設けるか、または、ゴムのような弾性体で被覆することが考えられる。
【００２１】
この他、駆動プーリ３５の幅を大きくし、ワイヤ３７を複数回巻回して摩擦力を向上することもできる。
その場合、ワイヤ３７が重ならないように、駆動プーリ３５をその回転量に応じて回転軸方向にスライドさせるスライド機構を用いることが望ましい。
このようなスライド機構は、１）ボールスプラインを介して駆動プーリ３５を駆動モータ３６に軸着し、２）この駆動プーリ３５において、駆動モータ３６が存する側と反対側の面の回転中心から回転軸に沿ってシャフトを延出し、そのシャフトの端部から駆動プーリ３５の存する側に向かって、ピッチがワイヤの線径と同寸のめねじを螺刻し、３）前記シャフトの端部と対向する橋梁本体部３３の内壁から前記めねじと対をなすおねじを、前記めねじをめがけて延出させ、前記めねじと螺合させることで実現される。
【００２２】
橋梁本体部３３は、水平移動ユニット部４０をＹ軸方向に摺動自在に案内するレールであり、また、従動プーリ３４及び駆動モータ３６を支持する支持体でもある。
従動プーリ３４は、橋梁本体部３３の内壁のうち、主橋脚部３１側のＹＺ平面と対向する面に回転自在に軸支されている。
駆動モータ３６は、直流モータであって、把持ユニット２５内にただ１つ配されており、水平移動ユニット部４０の水平移動、及び垂直移動ユニット部５０の垂直移動の駆動力を発生する。
【００２３】
より具体的には、駆動モータ３６は、橋梁本体部３３の外壁のうち、副橋脚部３１ａ側のＹＺ平面と対向する面に配設されており、駆動モータ３６に軸支された駆動プーリ３５が、橋梁本体部３３の内部に入り込んでいる。
便宜的に、駆動モータ３６は、印加電圧が正極性の場合に図２に示すように左回りに回転（正転）し、印加電圧が負極性の場合に右回りに回転（逆転）するものとする。
【００２４】
水平移動ユニット部４０は、筒状であってＹ軸方向の両端に開口部を有する外郭部４１ａと、外郭部４１ａの上部外面に配された水平ブレーキ部４２と、外郭部４１ａの内部に設けられたＺＹ平面と平行な仕切り板４１ｂと、この仕切り板４１ｂに回転自在に軸支された従動プーリ４３、４４、４５、４６及び垂直軸ガイドローラ４８ａ、４８ｂ、４９ａ、４９ｂと、仕切り板４１ｂに配された垂直ブレーキ部４７ａ、４７ｂとを有する。
【００２５】
外郭部４１ａは、橋梁本体部３３に摺動自在に周設されており、また、仕切り板４１ｂは、橋梁本体部３３の貫通孔３２ａ及び貫通孔３２ｂを通っている。
水平ブレーキ部４２は、電磁石（不図示）とばね（不図示）を内包し、上記電磁石への通電の有無によって一端が上下に揺動するブレーキ機構である。
より具体的には、水平ブレーキ部４２は、通電状態において降下し、橋梁本体部３３と接触して水平移動ユニット部４０の位置を固定する。
【００２６】
さらに、水平ブレーキ部４２は、無通電状態において上昇し、橋梁本体部３３から離脱して上記固定を解除する。
従動プーリ４３、４４、４５、４６は、ワイヤ３７の経路変更を行い、図２に示すようにワイヤ３７の区間３７ａ、区間３７ｂ、区間３７ｃ、区間３７ｄにおいて、その伸長方向が橋梁本体部３３の長手方向、即ち、水平移動ユニット部４０の摺動方向と一致するように配されている。
【００２７】
さらに、従動プーリ４５、４６は、ワイヤ３７の区間３７ｆ、３７eの伸長方向が、垂直移動ユニット部５０の滑動方向と一致するように配されている。
外郭部４１ａの上下の面には、それぞれ水平移動ユニット部４０の摺動部材である後述の垂直シャフト５１が挿通される貫通穴４１ｃ、４１ｄが設けられており、これら貫通穴のそれぞれの近傍に、垂直シャフト５１を案内するための垂直軸ガイドローラ４８ａ、４８ｂと、垂直軸ガイドローラ４９ａ、４９ｂとが配設されている。
【００２８】
垂直ブレーキ部４７ａ、４７ｂは、電磁石（不図示）とばね（不図示）を内包し、上記電磁石への通電の有無によってＹ軸方向に移動するブレーキ機構である。
より具体的には、垂直ブレーキ部４７ａ、４７ｂは、通電状態において互いの距離を縮めるように移動して垂直シャフト５１を挟持し、垂直シャフト５１の位置を固定する。
さらに、垂直ブレーキ部４７ａ、４７ｂは、無通電状態において互いの距離を広げるように移動して橋梁本体部３３から離れて上記固定を解除する。
【００２９】
垂直移動ユニット部５０は、四角柱状の垂直シャフト５１と、この垂直シャフト５１の上下端のそれぞれに、その主面が垂直シャフト５１の長手方向と直交するように接合されている上板５５及び下板５６と、さらに、図１に示すように、下板５６の下側に配設されたボトルを把持する把持機構５７とを有している。
また、図２に示すように、ワイヤ３７における一方の端が上板５５に接続され、他端が下板５６に接続されている。
【００３０】
垂直シャフト５１は、図２に示すように、外郭部４１ａ内部に入り込んだ部分を、その上部において垂直軸ガイドローラ４８ａ、４８ｂで挟持し、その下部において、垂直軸ガイドローラ４９ａ、４９ｂで挟持することにより、Ｚ軸方向に滑動自在となっている。
上板５５及び下板５６は、垂直シャフト５１のＺ軸方向の移動時におけるストッパーの役割を担う部材である。
【００３１】
把持機構５７は、電気的なアクチュエータを用いて筒状部材（不図示）の内径の一部を縮小することにより、筒状部材内に挿入されたボトル４を把持する把持機構であり、通電状態においてボトル４を把持し、無通電状態において、上記ボトル４の把持を解除する。
上記把持機構については、公知の技術であるため、その詳細についての説明を省略する。
【００３２】
上述の構成、即ち、垂直移動する垂直移動ユニット部５０が水平移動する水平移動ユニット部４０に配される構成により、垂直移動ユニット部５０は、垂直移動及び水平移動、即ち、２次元的経路で移動することができ、その結果、垂直移動ユニット部５０に配された把持機構５７も２次元的経路で移動可能となっている。
駆動制御部６０は、ＣＰＵ等からなる演算部（不図示）と、駆動モータ３６、水平ブレーキ部４２、垂直ブレーキ部４７ａ、４７ｂ及び把持機構５７のそれぞれに電力を供給する電源部（不図示）とを有し、ボトル搬送コンベア１０及びケース搬送コンベア１１の動きに同期させて、以下の制御を実施する。
１）駆動モータ３６への通電の実行及び遮断。
２）駆動モータ３６に電力を供給する際における印加電圧とその極性の決定。
３）水平ブレーキ部４２への通電の実行及び遮断。
４）垂直ブレーキ部４７ａ、４７ｂへの通電の実行及び遮断。
５）把持部への通電の実行及び遮断。
（動作）
以下、１つの駆動モータ３６で垂直移動ユニット部５０を垂直方向に移動させ、さらに、水平移動ユニット部４０を水平移動に移動させる動作について説明する。
１）垂直移動
垂直移動ユニット部５０を垂直方向に上昇させる場合、駆動制御部６０は、図２に示すように、水平移動ユニット部４０の水平ブレーキ部４２を通電状態にしてブレーキをオンし、橋梁部３０と水平移動ユニット部４０との相対的位置を固定する。
【００３３】
その結果、ワイヤ３７に張力が加わったときに、垂直移動ユニット部５０のみが自由に移動できる構造体となる。
次に駆動制御部６０は、駆動モータ３６に正極性の電圧を印加して、駆動プーリ３５を左回りに回転させると、ワイヤ３７の区間３７ｂと区間３７ｆに張力が加わり、従動プーリ４５には図面右下方向に引っ張られるが、水平移動ユニット部４０はブレーキがかかっているので、その端部に接続されている下板５６が引き上げられ、垂直移動ユニット部５０がＺ軸上方へと移動する。
【００３４】
このとき、垂直移動ユニット部５０の上板５５に接続されたワイヤ３７の区間３７ｅの端部が引き上げられるが、区間３７ｆ及び３７ｅにおけるワイヤ３７の移動方向と垂直移動ユニット部５０の滑動方向とが一致するようにワイヤの経路が設定されているため、引き上げられた長さと等長のワイヤ３７が区間３７ｅに新たに進入する。
つまり、垂直移動ユニット部５０がスライドしても、区間３７ｆ及び３７ｅの距離の和は略一定であり、ワイヤが緩んだり、局所的に張力が高まったりという問題もなくスムーズな移動が実施できる。
【００３５】
上述のようにワイヤの経路を設定するのは、本実施の形態の把持ユニット２５では、無端ワイヤの一部に、垂直シャフト５１が挿設された構成となっているため、区間３７ｆの減少量と下板５６の上昇量とが一致し、さらに、区間３７ｅの増加量と上板５５の上昇量が一致しなければ、駆動プーリ３５に進入するワイヤ３７の量と駆動プーリ３５から送り出すワイヤ３７の量とのバランスが取れなくなるからである。
２）水平移動
水平移動ユニット部４０を水平方向に移動させる場合、この駆動制御部６０は、図３に示すように、水平移動ユニット部４０の垂直ブレーキ部４７ａ、４７ｂを通電状態にしてブレーキをオンし、水平移動ユニット部４０と垂直移動ユニット部５０との相対的位置を固定する。
【００３６】
その結果、水平移動ユニット部４０と垂直移動ユニット部５０との組（以下、「ユニット結合体」という。）のみが唯一ワイヤ３７から力を受け、かつ、自由に移動できる構造体となり、このとき、図３のＡ点及びＢ点は不動の点となる。
次に駆動制御部６０は、駆動モータ３６に正極性の電圧を印加して、駆動プーリ３５を左回りに回転させると、Ｂ点が駆動プーリ３５側に引き寄せられるためワイヤ３７の区間３７ｂが減少し、ユニット結合体がＹ軸方向左側へと移動する。
【００３７】
このとき、ユニット結合体のＡ点もＹ軸方向左側に移動し、ワイヤ３７の区間３７ｃが拡大するが、区間３７ａ、３７ｂ、３７ｄ及び３７ｃにおけるワイヤ３７の移動方向と上記ユニット結合体の滑動方向とが一致するようにワイヤの経路が設定されているため、ワイヤが緩んだり、局所的に張力が高まったりという問題もなくスムーズな移動が実施できる。
（駆動制御部における制御の詳細）
以下、駆動制御部６０により繰り返し実行される一連のプロセスについて、図４に示すタイミングチャートを用いて説明する。
【００３８】
より具体的には、図４のタイミングチャートは、駆動制御部６０により実施される１サイクル分のプロセスを示すものであって、この１サイクル分のプロセスとは、１個のケース１４に対するボトル４の箱詰めが完了した後から、次の１個のケース１４に対する箱詰めが完了するまでをいう。
ここで、以降の説明に際してｔ１からｔ２４までの時刻を用いているが、番号の大きなものほど時間が経過しているものとする。
（１）時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、駆動モータ３６を無通電状態にして停止状態にすると共に、水平ブレーキ部４２及び垂直ブレーキ部４７ａ、４７ｂを通電状態にして、把持機構５７を無通電状態にして開放状態にする（プロセス４０１）。
【００３９】
このとき、把持機構５７がボトル４の箱詰位置に存するように設定されている。
（２）時刻ｔ２から時刻ｔ５までの間、水平ブレーキ部４２を通電状態に、垂直ブレーキ部４７ａを無通電状態にし、また、把持機構５７の無通電状態を維持し、さらに、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、駆動モータ３６に正極性の電圧を印加して正転させる（プロセス４０２）。
【００４０】
これにより、垂直移動ユニット部５０の下板５６に接続されたワイヤ３７が巻き上げられ、垂直移動ユニット部５０がＺ軸方向上側に上昇する。
このとき、把持機構５７は、ボトル４の箱詰位置の上方に位置する。
（３）時刻ｔ５から時刻ｔ８までの間、水平ブレーキ部４２を無通電状態に、垂直ブレーキ部４７ａを通電状態にし、また、把持機構５７の無通電状態を維持し、さらに、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間、駆動モータ３６に正極性の電圧を印加して正転させる（プロセス４０３）。
【００４１】
これにより、図３におけるＢ点が駆動モータ３６側に引き寄せられ、ユニット結合体がＹ軸方向の駆動モータ３６側に移動する。
（４）時刻ｔ８から時刻ｔ１１までの間、水平ブレーキ部４２を通電状態に、垂直ブレーキ部４７ａを無通電状態にし、また、把持機構５７の無通電状態を維持し、さらに、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの間、駆動モータ３６に負極性の電圧を印加して逆転させる（プロセス４０４）。
【００４２】
これにより、垂直移動ユニット部５０の下板５６に接続されたワイヤ３７が下方に移動し、垂直移動ユニット部５０がＺ軸方向下側へと下降する。
（５）時刻ｔ１１から時刻ｔ１３までの間、水平ブレーキ部４２及び垂直ブレーキ部４７ａを通電状態にし、さらに、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの間、把持機構５７を通電状態にする（プロセス４０５）。
【００４３】
これにより、把持機構５７は、ボトル４の把持位置に達し、１ダース分のボトル４を一括して把持する。
（６）時刻ｔ１３から時刻ｔ１６までの間、水平ブレーキ部４２を通電状態に、垂直ブレーキ部４７ａを無通電状態にし、また、把持機構５７の通電状態を維持し、さらに、時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までの間、駆動モータ３６に正極性の電圧を印加して正転させる（プロセス４０６）。
【００４４】
これにより、垂直移動ユニット部５０の下板５６に接続されたワイヤ３７が巻き上げられ、把持機構５７にボトル４が把持された状態のまま垂直移動ユニット部５０がＺ軸方向上側に上昇する。
（７）時刻ｔ１６から時刻ｔ１９までの間、水平ブレーキ部４２を無通電状態に、垂直ブレーキ部４７ａを通電状態にし、また、把持機構５７の通電状態を維持し、さらに、時刻ｔ１７から時刻ｔ１８までの間、駆動モータ３６に負極性の電圧を印加して逆転させる（プロセス４０７）。
【００４５】
これにより、図３におけるＡ点が従動プーリ３４側に引き寄せられ、ユニット結合体がＹ軸方向の従動プーリ３４側に移動する。
（８）時刻ｔ１９から時刻ｔ２２までの間、水平ブレーキ部４２を通電状態に、垂直ブレーキ部４７ａを無通電状態にし、また、把持機構５７の通電状態を維持し、さらに、時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までの間、駆動モータ３６に負極性の電圧を印加して逆転させる（プロセス４０８）。
【００４６】
これにより、垂直移動ユニット部５０の下板５６に接続されたワイヤ３７が下方に移動し、垂直移動ユニット部５０がＺ軸方向下側へと下降する。
このとき、把持機構５７がボトル４の箱詰位置に位置する。
（９）時刻ｔ２２から時刻ｔ２４（ｔ１）までの間、駆動モータ３６を無通電状態にして停止状態にすると共に、水平ブレーキ部４２及び垂直ブレーキ部４７ａ、４７ｂを通電状態し、さらに、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４（ｔ１）までの間、把持機構５７を無通電状態にして把持を解除する（プロセス４０１）。
【００４７】
これにより、１ダース分のボトル４が、ケース１４内に装填される。
（まとめ）
以上のように、本実施の形態の２次元移動装置は、１つのモータの駆動力を、２方向に分力して直交方向に滑動自在に配された２部材のそれぞれに力を与え、これら２部材の一方または両方を拘束することによって、これら２部材の一方を２次元的に移動させることができる。
【００４８】
このため、モータを２個使用する従来の２次元移動装置と比べ、モータを１つ少なくすることができ、さらに、駆動力の伝達手段として、６個のプーリと１本のワイヤを用いることで、極めて簡単な構成で２次元的搬送を実現しているため、軽量化及びコストダウンを図ることができる。
（その他）
なお、本実施の形態では、水平ブレーキ部４２、垂直ブレーキ部４７ａ、４７ｂ、及び把持機構５７は、通電の有無によって作動する電気的機構であるとしたが、このような電気的機構に限るものではなく、例えば、シリンダ及びピストンを内包し、正圧または負圧で作動する機構であるとしても構わない。
【００４９】
また、本実施の形態では、橋梁部３０の一方の端部が主橋脚部３１に、もう一方の端部が副橋脚部３１ａに支持されていたが、主橋脚部３１のみで支持される片持ち構造であってもよい。
また、本実施の形態では、プーリを６個用いて、以下の条件１を満たすように設計されているが、図５に示すように、ワイヤ３７の区間３７ａと区間３７ｄとが同一直線上の存するように、従動プーリ３４と駆動プーリ３５の相対位置を決めれば、従動プーリ４３、４４は不要となり、４個のプーリで本実施の形態の把持ユニット２５と同様の機能を実現できる。
【００５０】
その場合、従動プーリ３４と駆動プーリ３５の支軸位置が、同一水平線上に設けられず、互いの有効半径を加えた距離分Ｚ軸方向においてオフセットすることとなる。
（条件１）
把持ユニット２５を駆動する際、ワイヤ３７に局所的な緩みや張りが生じないように、図２に示すようにワイヤ３７の区間３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄにおいて、ワイヤ３７の移動方向を、橋梁本体部３３の長手方向、即ち、水平移動ユニット部４０の摺動方向に一致させると共に、ワイヤ３７の区間３７ｆ、３７eの移動方向を、垂直移動ユニット部５０の滑動方向に一致させる構成、即ち、水平移動ユニット部４０及び垂直移動ユニット部５０に対するワイヤ３７の出入り量を等しくするために、ワイヤ３７の全区間において、これら各区間と水平移動ユニット部４０の滑動方向（垂直移動ユニット部５０の滑動方向）とがなす角が常に一定に保たれる構成となっている。
【００５１】
また、本実施の形態では、上記条件１を満たし、搬送における制御精度を向上しているが、制御位置精度をあまり必要としない駆動の場合、上記条件１を満たす構成でなくてもよく、そのような構成例を以下に示す。
（変形例１）
図６は、把持ユニットにおける本実施の形態とは別の構成例を示す図である。
【００５２】
この図６では、本実施の形態の従動プーリ４３及び４４に相当するものを廃して、本実施の形態のワイヤ３７に相当するワイヤ１３７の経路を形成している。
従動プーリ４３及び４４を廃したことにより、ワイヤ１３７の区間１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃは、ユニット結合体の移動方向に対して平行ではなく、ある傾きをもって配されている。
【００５３】
ここで、水平移動ユニット部１４１が図の左側から右側に移動する場合について考えると、この移動に伴って、区間１３７ｂにおいてはθ１からθ２に変化し、また、区間１３７ｃにおいてはθ３からθ４に変化する。
このとき、区間１３７ｂにおいては、傾斜が次第に大きくなるため、ワイヤ１３７の移動量ｌ0に対してＢ点がＹ軸方向右側に移動する量ｌ2が次第に少なくなる。
【００５４】
一方、区間１３７ｃにおいては、傾斜が次第に小さくなるため、ワイヤ１３７の移動量ｌ0に対してＡ点がＹ軸方向右側に移動する量ｌ1が次第に大きくなり、この区間１３７ｃの張力が次第に低下し、弛みなどが生じるおそれがある。
このような弛みが生じると、ユニット結合体を水平移動させる際にガタが生じ、制御精度が低下する。
【００５５】
また、上述と逆の動き、即ち、水平移動ユニット部１４１が図の右側から左側に移動する場合の場合、動き始めた時点においては、Ａ点がＹ軸方向左側に移動する量は、Ｂ点がＹ軸方向左側に移動する量よりも大きくなるため、ワイヤ１３７の張力が次第に増大する傾向となり、駆動するのにさらにトルクが必要となる。
このように、Ａ点及びＢ点の移動量のアンバランス、即ち、ワイヤ１３７の左右の移動量のアンバランスに起因する不具合を回避すべく、ばねで付勢されたローラ２００をワイヤ１３７の区間１３７ｃに接触させてワイヤ１３７の張力、即ち、たわみ量を調整する構成とすることにより、ワイヤ１３７の緩みや張力の増大を防止し、駆動制御精度を向上させることができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、駆動力の伝達にワイヤを用いたが、ワイヤの代わりにゴムベルト又はチェーンを用いてもよい。
（変形例２）
図７は、実施の形態の把持ユニット２５における本実施の形態とはさらに別の構成を有する把持ユニット１２５の断面図である。
【００５７】
この図６では、ワイヤ３７の両端を。それぞれ直接上板５５及び下板５６に接続せず、上板５５及び下板５６にそれぞれ配された滑車７０及び滑車７１に巻きかけた後に、外郭部４１ａにおいて巻き架けられた各滑車との距離が最も近い部分に接続されている。
このようにすると、垂直移動ユニット部５０の駆動力は、水平移動ユニット部４０の駆動力の２倍になり、大きな駆動力を得られる。
【００５８】
つまり、垂直移動ユニット部５０を上方に移動させる際、垂直移動ユニット部５０の自重に加えてボトル１３の１２本分の重量に打ち勝つ駆動力が必要となるが、上述の構成によれば、垂直方向の駆動力が水平方向の駆動力の２倍なので、駆動力の不足が生じ難い。
（実機における本発明の適用例）
図８は、本願発明を実機の把持ユニットに適用した場合の構成例を示す図である。
【００５９】
以下、実施の形態における把持ユニット２５と実機の把持ユニット３２５との相違点について説明する。
本実施の形態の把持ユニット２５では、駆動力の伝達手段としてワイヤが用いられていたが、実機の把持ユニット３２５では、ワイヤの代わりにベルト３３７が用いられている。
【００６０】
また、把持ユニット２５では、駆動プーリ３５に駆動モータ３６が直接軸着されていたが、実機の把持ユニット３２５では、駆動プーリ３３５ａを同径のプーリが並設された２段プーリとし、駆動プーリ３３５ａよりも径が小さな駆動プーリ３３５ｂが駆動モータ３３６に軸着され、駆動プーリ３３５ｂと駆動プーリ３３５ａの一方のプーリにベルト３３８が架けられている。
【００６１】
このようにすることで、ギア比を高めてモータのトルク不足を補うことができ、また、モータ１回転あたりのベルトの移動量が小さくなり、搬送スピードが遅くなるので、目的の停止位置を通りすぎるオーバーシュートなどの問題も起こり難くなるため制御位置精度を高めることができる。
また、本実施の形態の把持ユニット２５では、橋梁部３０の橋梁本体部３３が水平移動ユニット部４０をＹ軸方向に摺動自在に案内するレールであるとしたが、実機の把持ユニット３２５では、橋梁部３３０の橋梁本体部３３３ａ内に、１本のレール３３３ｂを水平方向に配し、水平移動ユニット部３４０の仕切り板３４１ｂに配されたレール把持部３４１ｈでレール３３３ｂを摺動自在に把持している。
【００６２】
レール３３３ｂの上下の面には、長手方向に沿って複数の溝が設けられており、レール把持部３４１ｈの摺動面に上記溝に対応する凸部を設けることにより、脱線を防いでいる。
ベルト３３７において垂直方向に伸びている区間３３７ｆ及び３３７ｅが、それぞれ垂直移動ユニット部５０の重心位置Ｃもしくはその近傍を通る鉛直線上に配されている。
【００６３】
これにより、垂直移動ユニット部５０を移動する際、駆動力に起因するモーメント力の発生が抑制されるので、垂直移動ユニット部５０のバランスを保ち易く、スムーズな上下移動が実施される。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の２次元移動装置は、ＸＹプロッタ、ＸＹテーブル、半導体部品の実装装置、ワークのチャック装置などの２次元的経路で物を移動させる装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施の形態におけるケーシング設備の外観斜視図である。
【図２】図１の仮想ＹＺ平面における把持ユニットの断面図である。
【図３】図１の仮想ＹＺ平面における把持ユニットの断面図である。
【図４】本実施の形態における駆動制御部が実施する制御内容を示すタイミングチャートである。
【図５】本実施の形態における把持ユニットの変形例を示す図である。
【図６】本実施の形態における把持ユニットの変形例を示す図である。
【図７】本実施の形態における把持ユニットの変形例を示す図である。
【図８】本願発明を実機の把持ユニットに適用した場合の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１    ケーシング設備
１０    ボトル搬送コンベア
１１    ケース搬送コンベア
１２    コンベア対
１３    ボトル
１４    ケース
２５    把持ユニット
３０    橋梁部
３１    主橋脚部
３１ａ  副橋脚部
３２ａ  貫通孔
３２ｂ  貫通孔
３３    橋梁本体部
３４    従動プーリ
３５    駆動プーリ
３６    駆動モータ
３７    ワイヤ
４０    水平移動ユニット部
４１ａ  外郭部
４１ｂ  仕切り板
４１ｃ  貫通穴
４２    水平ブレーキ部
４３    従動プーリ
４３    従動プーリ
４５    従動プーリ
４７ａ  垂直ブレーキ部
４７ａ、４７ｂ  垂直ブレーキ部
４８ａ  垂直軸ガイドローラ
４９ａ  垂直軸ガイドローラ
５０    垂直移動ユニット部
５１    垂直シャフト
５５    上板
５６    下板
５７    把持機構
６０    駆動制御部
１３７    ワイヤ
２００    ローラ
３２５    把持ユニット
３３０    橋梁部
３３３ａ  橋梁本体部
３３３ｂ  レール
３３５ａ  駆動プーリ
３３５ｂ  駆動プーリ
３３６    駆動モータ
３３７    ベルト
３３８    ベルト
３４０    水平移動ユニット部
３４１ｂ  仕切り板
３４１ｈ  レール把持部
【図１】
2008290841.tif 000003
【図２】
2008290841.tif 000004
【図３】
2008290841.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008290841.tif 000007
【図６】
2008290841.tif 000008
【図７】
2008290841.tif 000009
【図８】
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