(57)【要約】【課題】ワークの搬送に要する時間を短縮可能なワーク搬送装置及び工作機械を提供する。【解決手段】ワークＷを保持するチャックを備える昇降部２９と、昇降部２９を第１方向Ｄ１に移動可能に支持し、かつ第１方向Ｄ１と異なる第２方向Ｄ２に移動可能なスライダ２６と、昇降部２９を駆動する駆動部３０と、を備え、駆動部３０は、昇降部２９及びスライダ２６から外れて配置される駆動源３０ａと、駆動源３０ａの駆動力を昇降部２９に伝達する伝達部３０ｂと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを保持するチャックを備える第１移動体と、
前記第１移動体を第１方向に移動可能に支持し、かつ前記第１方向と異なる第２方向に移動可能な第２移動体と、
前記第１移動体を駆動する第１駆動部と、を備え、
前記第１駆動部は、前記第１移動体及び前記第２移動体から外れて配置される駆動源と、前記駆動源の駆動力を前記第１移動体に伝達する伝達部と、を備えるワーク搬送装置。
【請求項２】
前記伝達部は、前記第２方向に伸縮可能であり、かつ回転を伝達可能に形成される請求項１記載のワーク搬送装置。
【請求項３】
前記伝達部は、前記第２方向に延びる棒状のスプライン軸と、前記スプライン軸が挿入される管状のスプライン軸受と、を有し、
前記スプライン軸と前記スプライン軸受とは、前記第２方向に相対的に移動可能である請求項２記載のワーク搬送装置。
【請求項４】
前記スプライン軸は、前記駆動源に接続されて前記第２方向に沿った軸線周りに回転し、
前記スプライン軸受は、前記スプライン軸の回転により回転して前記第１移動体に対する駆動力を付与する請求項３記載のワーク搬送装置。
【請求項５】
前記第２移動体を前記第２方向に移動可能に支持し、かつ前記第１方向及び前記第２方向の双方と異なる第３方向に移動可能な第３移動体を備え、
前記駆動源は、前記第３移動体に配置される請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
【請求項６】
前記第３移動体は、前記第３方向に沿ったガイドにより案内されて移動し、
前記駆動源は、前記第３移動体のうち、前記ガイドの上方位置、または前記ガイドの上方から前記第２方向に沿って前記第２移動体と反対側へずらした位置に配置される請求項５記載のワーク搬送装置。
【請求項７】
前記第３移動体は、前記第２移動体を駆動する第２駆動部を有し、
前記第２駆動部は、前記第３移動体のうち、前記ガイドに対して前記第２移動体が設置された側に配置される請求項６記載のワーク搬送装置。
【請求項８】
主軸にワークを搬送するワーク搬送装置を備え、
前記ワーク搬送装置として、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のワーク搬送装置が用いられる工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク搬送装置及び工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
工作機械の一つである旋盤には、加工対象のワークを保持する主軸とワーク搬入出部との間において、ワークを搬送するワーク搬送装置を備えているものがある。このワーク搬送装置としては、ワークを保持するチャックと、該チャックを移動させる移動機構とを備える構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。この移動機構は、チャックを支持して昇降する昇降部と、この昇降部を支持して水平方向にスライドするスライダとを備えており、更に昇降部を駆動する駆動源がスライダに設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１６５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のようにスライダに駆動源が設けられた構成では、スライダの質量に加えて駆動源の質量が加わってしまうため、スライダの加速及び減速を速く行うことを阻害していた。このことは、スライダの移動時間を短縮し、ひいてはワークの搬送に要する時間を短縮する上での妨げとなっていた。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明は、ワークの搬送に要する時間を短縮可能なワーク搬送装置及び工作機械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】
【０００６】
本発明に係るワーク搬送装置では、ワークを保持するチャックを備える第１移動体と、第１移動体を第１方向に移動可能に支持し、かつ第１方向と異なる第２方向に移動可能な第２移動体と、第１移動体を駆動する第１駆動部と、を備え、第１駆動部は、第１移動体及び第２移動体から外れて配置される駆動源と、駆動源の駆動力を第１移動体に伝達する伝達部と、を備える。
【０００７】
また、伝達部は、第２方向に伸縮可能であり、かつ回転を伝達可能に形成されてもよい。また、伝達部は、第２方向に延びる棒状のスプライン軸と、スプライン軸が挿入される管状のスプライン軸受と、を有し、スプライン軸とスプライン軸受とは、第２方向に相対的に移動可能であってもよい。また、スプライン軸は、駆動源に接続されて第２方向に沿った軸線周りに回転し、スプライン軸受は、スプライン軸の回転により回転して第１移動体に対する駆動力を付与してもよい。また、第２移動体を第２方向に移動可能に支持し、かつ第１方向及び第２方向の双方と異なる第３方向に移動可能な第３移動体を備え、駆動源は、第３移動体に配置されてもよい。また、第３移動体は、第３方向に沿ったガイドにより案内されて移動し、駆動源は、第３移動体のうち、ガイドの上方位置、またはガイドの上方から第２方向に沿って第２移動体と反対側へずらした位置に配置されてもよい。また、第３移動体は、第２移動体を駆動する第２駆動部を有し、第２駆動部は、第３移動体のうち、ガイドに対して第２移動体が設置された側に配置されてもよい。
【０００８】
本発明に係る工作機械は、主軸に対してワークを搬入または搬出するワーク搬送装置を備え、ワーク搬送装置として、上記のワーク搬送装置が用いられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１駆動部の駆動源が第１移動体及び第２移動体から外れて配置されるため、駆動源が第２移動体に設けられる構成に比べて、第２移動体が軽量化される。これにより、第２移動体を第２方向に移動させる際の加速及び減速を速く行うことができるため、第２方向に第２移動体を移動させる場合の移動時間を短縮することができる。これにより、ワークの搬送に要する時間を短縮可能となる。
【００１０】
また、伝達部が、第２方向に伸縮可能であり、かつ回転を伝達可能に形成されるものでは、第２移動体の第２方向への移動を許容しつつ駆動源の駆動力を第１移動体に確実に伝達することができる。また、伝達部が、第２方向に延びる棒状のスプライン軸と、スプライン軸が挿入される管状のスプライン軸受と、を有し、スプライン軸とスプライン軸受とが、第２方向に相対的に移動可能であるものでは、駆動源による高トルクの駆動力であっても確実に第１移動体に伝達することができる。また、スプライン軸が、駆動源に接続されて第２方向に沿った軸線周りに回転し、スプライン軸受が、スプライン軸の回転により回転して第１移動体に対する駆動力を付与するものでは、軽量化可能なスプライン軸受が第１移動体に接続されるため、第２移動体の更なる軽量化が可能となる。また、第２移動体を第２方向に移動可能に支持し、かつ第１方向及び第２方向の双方と異なる第３方向に移動可能な第３移動体を備え、駆動源が、第３移動体に配置されるものでは、チャックを第１方向、第２方向、及び第３方向に移動可能な構成において、第２移動体を第２方向に移動させる際の加減速を速く行うことができる。また、第３移動体が、第３方向に沿ったガイドにより案内されて移動し、駆動源が、第３移動体のうち、ガイドの上方位置、またはガイドの上方から第２方向に沿って第２移動体と反対側へずらした位置に配置されるものでは、駆動源がガイドの上方位置に配置される場合には駆動源に加わるモーメントが低減される。また、駆動源がガイドの上方から第２方向に沿って第２移動体と反対側へずらした位置に配置される場合には第２方向について第３移動体の重量のバランスをとることができる。また、第３移動体が、第２移動体を駆動する第２駆動部を有し、第２駆動部が、第３移動体のうち、ガイドに対して第２移動体が設置された側に配置されるものでは、駆動源と第２駆動源とが第２方向にガイドを挟む位置に配置されるため、第２方向について第３移動体の重量のバランスをとることができる。
【００１１】
本発明に係る工作機械は、ワーク搬送装置として、第２移動体を第２方向に移動させる際の加速及び減速を速く行い、ワークの搬送に要する時間を短縮可能なワーク搬送装置が用いられるため、工作機械のサイクルタイムを短縮可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るワーク搬送装置の一例を示す斜視図である。
【図２】実施形態に係るワーク搬送装置の一例を示す側断面図である。
【図３】実施形態に係るワーク搬送装置の一例を示す平面図である。
【図４】ワーク搬送装置の伝達部の一例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、移動機構の一例を模式的に示す側面図である。
【図６】ワーク搬送装置の動作の一例を示す側面図である。
【図７】ワーク搬送装置の動作の一例を示す側面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は、第２実施形態に係る工作機械の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、水平面に平行な平面をＸＺ平面とする。このＸＺ平面に平行な任意の方向をＺ方向と表記し、Ｚ方向に直交する方向をＸ方向と表記する。また、ＸＺ平面に垂直な方向はＹ方向と表記する。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のそれぞれは、図中の矢印の方向が＋方向であり、矢印の方向とは反対の方向が−方向であるものとして説明する。
【００１４】
＜第１実施形態＞  
図１は、第１実施形態に係るワーク搬送装置１００の一例を示す斜視図である。図２は、ワーク搬送装置１００の一例を示す側面図である。図３は、ワーク搬送装置１００の一例を示す平面図である。ただし、ワーク搬送装置１００の構成を判別しやすくするため、例えば図１〜図３では、ワーク搬送装置１００の一部を断面で示したり、部分的に図示を省略したりしている。
【００１５】
図１〜図３に示すように、ワーク搬送装置１００は、ワーク保持部１０と、移動機構２０とを備えている。ワーク搬送装置１００は、例えば後述の工作機械に搭載されて用いられ、この工作機械に設けられる主軸１１１、１１２と（図２に一点鎖線で示す）、不図示のワーク搬入出部との間でワークＷを搬送する。
【００１６】
ワーク保持部１０は、図２に示すように、ローダヘッド１１を有している。ローダヘッド１１は、ワークＷを把持するチャック１２、１３を有している。チャック１２、１３は、一方が主軸１１１に対面する姿勢（−Ｚ方向に向いた姿勢）に配置され、他方が床面に対面する姿勢（−Ｙ方向に向いた姿勢）に配置される。
【００１７】
ローダヘッド１１には、２つのチャック１２、１３の位置を入れ替える回転機構（不図示）が設けられている。回転機構は、Ｙ軸に対して所定角度（例、４５°）傾斜した軸周りに回転可能である。回転機構により、２つのチャック１２，１３は、互いの位置を入れ替え可能となっている。チャック１２、１３は、図２に示すように、ベース部材１２ａ、１３ａと、把握爪１２ｂ、１３ｂと、プッシャプレート１２ｃ、１３ｃと、弾性部材１２ｄ、１３ｄと、を有している。
【００１８】
ベース部材１２ａ、１３ａは、把握爪１２ｂ、１３ｂ及び弾性部材１２ｄ、１３ｄをそれぞれ支持する。把握爪１２ｂ、１３ｂは、チャック１２、１３の周方向に所定の間隔で複数配置されている。把握爪１２ｂ、１３ｂは、チャック１２、１３の径方向に移動させることでワークＷを保持可能である。なお、把握爪１２ｂ、１３ｂを移動させる駆動源は、例えばローダヘッド１１内に設けられる。
【００１９】
プッシャプレート１２ｃ、１３ｃは、ワークＷの端面を押圧する。プッシャプレート１２ｃ、１３ｃは、把握爪１２ｂ、１３ｂとは干渉しないように、例えば三又のアーム状に形成される。プッシャプレート１２ｃ、１３ｃは、弾性部材１２ｄ、１３ｄによって支持されている。弾性部材１２ｄ、１３ｄは、把握爪１２ｂ、１３ｂによる把持を開放した際に、プッシャプレート１２ｃ、１３ｃを介してワークＷを押し出すことが可能である。
【００２０】
移動機構２０は、ワーク保持部１０を移動させる。移動機構２０は、Ｘ移動機構２０Ｘと、Ｚ移動機構２０Ｚと、Ｙ移動機構２０Ｙとを有している。  
Ｘ移動機構２０Ｘは、第１ガイド（ガイド）２１と、第２ガイド２２と、移動体（第３移動体）２３と、駆動部２４とを有している。
【００２１】
第１ガイド２１及び第２ガイド２２は、移動体２３を案内する。第１ガイド２１及び第２ガイド２２は、それぞれＸ方向に長手に形成されており、Ｚ方向に離間して配置されている。第１ガイド２１及び第２ガイド２２は、Ｘ方向に沿うようにほぼ平行に配置されている。
【００２２】
第１ガイド２１は、フレーム２１ａと、ラック２１ｂと、レール２１ｃと、ブロック２１ｄとを有している。第１ガイド２１は、後述の第２ガイド２２よりも強度が高くなるように形成されている。  
フレーム２１ａは、Ｘ方向に延びて形成され、不図示の固定部に固定されている。フレーム２１ａは、例えば中空状に形成されるが、中実状に形成されてもよい。フレーム２１ａは、Ｘ方向視においては例えば矩形状に形成されるが、これには限定されるものではなく、円形や三角形など、他の形状であってもよい。
【００２３】
ラック２１ｂは、フレーム２１ａの−Ｚ側の面に配置され、Ｘ方向に沿って直線状に形成されている。ラック２１ｂの−Ｙ側の面には、複数の歯が形成されている。この複数の歯は、Ｘ方向に所定のピッチで並んで形成されている。
【００２４】
レール２１ｃ及びブロック２１ｄは、例えばリニアガイドを構成している。レール２１ｃは、フレーム２１ａの上面（＋Ｙ側の面）に配置され、Ｘ方向に沿って直線状に形成されている。ブロック２１ｄは、レール２１ｃの上部に取り付けられており、レール２１ｃに沿ってＸ方向に移動可能に設けられる。
【００２５】
第２ガイド２２は、フレーム２２ａと、突出片２２ｂとを有している。フレーム２２ａは、第１ガイド２１のフレーム２１ａと同様に、例えば中空状に形成されるが、中実状に形成されてもよい。フレーム２２ａは、Ｘ方向視においては例えば矩形状に形成されるが、これには限定されるものではなく、円形や三角形など、他の形状であってもよい。
【００２６】
フレーム２２ａは、第１ガイド２１のフレーム２１ａよりも上方（＋Ｙ側の位置）に配置されている。フレーム２２ａには、突出片２２ｂが形成されている。突出片２２ｂは、フレーム２２ａの−Ｚ側の面に配置され、Ｘ方向のほぼ全体に亘って形成されている。突出片２２ｂは、第１ガイド２１側に向けて−Ｚ方向に突出している。
【００２７】
移動体２３は、第１ガイド２１と第２ガイド２２との間に架け渡された状態で設けられる。移動体２３は、第１ガイド２１及び第２ガイド２２に沿ってＸ方向に平行な第３方向Ｄ３に移動可能に設けられる。移動体２３は、第１構造部２３ａと、第２構造部２３ｂと、関節部２３ｃとを有している。
【００２８】
第１構造部２３ａは、第１ガイド２１のブロック２１ｄの上面に接続されている。したがって、第１構造部２３ａは、ブロック２１ｄがレール２１ｃに沿って移動することにより、該ブロック２１ｄと一体的にＸ方向に移動可能となっている。このように、第１構造部２３ａは、第１ガイド２１によって案内される。
【００２９】
第１構造部２３ａの＋Ｚ側の端部は、関節部２３ｃを介して第２構造部２３ｂに連結されている。第１構造部２３ａは、−Ｙ方向に突出する駆動部支持部２３ｄを有している。駆動部支持部２３ｄは、第１構造部２３ａと一体で形成されており、後述の駆動部２４を支持する。
【００３０】
第２構造部２３ｂは、ＸＺ平面に沿って配置される底部と、＋Ｘ側の辺及び−Ｘ側の辺に沿って配置される壁部とを有している。また、第２構造部２３ｂの＋Ｚ側端部には、ローラ２３ｅが設けられている。ローラ２３ｅは、突出片２２ｂをＹ方向に挟み込むように一対設けられている。後述する昇降部２９がＹ方向に昇降するため、突出片２２ｂをＹ方向に挟む構成とすることで、＋Ｙ方向及び−Ｙ方向の両方について、昇降部２９の移動による負荷を支持することができる。ローラ２３ｅは、突出片２２ｂの上面及び下面をそれぞれＸ方向に転がるように設けられている。このように、第２構造部２３ｂは、ローラ２３ｅを介して第２ガイド２２に案内される。なお、突出片２２ｂの形状は板状に限定されず、例えば円柱状であってもよい。この場合、表面が凹状に湾曲したローラを突出片２２ｂに当接させる。また、フレーム２２ａ側にローラが配置された構成であってもよい。
【００３１】
関節部２３ｃは、例えば円柱状又は円柱状に形成された連結部材２３ｆを有している。連結部材２３ｆは、Ｘ方向に平行に配置されている。連結部材２３ｆの中心軸は、Ｘ方向に平行に配置される。連結部材２３ｆは、第１構造部２３ａ及び第２構造部２３ｂを、この中心軸の軸線周りに揺動可能に連結する。したがって、連結部材２３ｆの中心軸は、第１構造部２３ａ及び第２構造部２３ｂの揺動軸となっている。
【００３２】
揺動軸は、Ｘ方向に平行に設定される。関節部２３ｃでは、揺動軸の軸線周りに第１構造部２３ａ及び第２構造部２３ｂの一方が他方に対して揺動可能となっている。本実施形態では、後述するように第１構造部２３ａがフレーム２１ａの＋Ｙ側の面及び−Ｚ側の面によって支持されるため、Ｘ方向に平行な軸線（揺動軸の軸線）周りの回転が規制されている。また、第２構造部２３ｂは、揺動軸の軸線周りに揺動可能に設けられている。この場合、揺動軸は、第２ガイド２２までの距離に対して第１ガイド２１までの距離が小さくなるように配置される。この構成により、第２構造部２３ｂの＋Ｚ側端部がＹ方向に変位する場合に揺動角の変動が抑制されるため、移動体２３を安定して移動させることができる。なお、図２に示すように、第１構造部２３ａの−Ｙ側の面には、ストッパ２３ｉが設けられている。ストッパ２３ｉは、例えば組み立て時などに第２構造部２３ｂが所定の角度以上に回り過ぎないように、第２構造部２３ｂに係止して回動を規制する。
【００３３】
駆動部２４は、駆動源２４ａと、伝達機構２４ｂと、ピニオン２４ｃとを有している。駆動源２４ａは、第１構造部２３ａの駆動部支持部２３ｄに支持されている。駆動源２４ａとしては、例えばモータ装置が用いられる。駆動源２４ａは、不図示の出力軸をＺ軸周りの方向に回転させる。伝達機構２４ｂは、上記の出力軸に連結され、駆動源２４ａで生じた回転をピニオン２４ｃに伝達する。ピニオン２４ｃは、Ｚ軸周りに回転可能に設けられ、周方向に並んで形成される複数の歯を有している。ピニオン２４ｃの歯は、上記のラック２１ｂの歯と噛み合うように配置される。駆動源２４ａで生じた回転力が伝達機構２４ｂを介してピニオン２４ｃに伝達され、ピニオン２４ｃが回転する。ラック２１ｂ側（フレーム２１ａ）が固定されているため、ピニオン２４ｃがラック２１ｂに対してＸ方向に移動し、駆動部支持部２３ｄ及び第１構造部２３ａと一体でＸ方向に移動する。なお、第１構造部２３ａは、フレーム２１ａの＋Ｙ側でブロック２１ｄに接続され、フレーム２１ａの−Ｚ側でラック２１ｂに接続されているため、Ｘ方向に平行の軸線周りの回転が規制された状態となっている。
【００３４】
Ｚ移動機構２０Ｚは、ガイド部２５と、スライダ（第２移動体）２６と、駆動部（第２駆動部）２７とを有している。ガイド部２５は、第２構造部２３ｂの＋Ｘ側の壁部及び−Ｘ側の壁部にそれぞれ設けられている。各ガイド部２５は、Ｚ方向に平行に延びている。ガイド部２５は、スライダ２６を案内する。スライダ２６は、直方体状に形成されている。スライダ２６は、ガイド部２５に沿ってＺ方向に平行な第２方向Ｄ２に移動可能に設けられる。スライダ２６は、後述の昇降部２９を貫通する貫通穴２６ａを有している。スライダ２６には、ラック２６ｂが設けられている。ラック２６ｂは、Ｚ方向に沿って直線状に形成されており、−Ｘ側の面に複数の歯を有している。複数の歯は、Ｚ方向に並んで配置されている。
【００３５】
駆動部２７は、駆動源２７ａと、ピニオン２７ｂとを有している。駆動源２７ａは、移動体２３のうち第１ガイド２１に対してスライダ２６が設置された側（＋Ｚ側）に配置される。具体的には、駆動源２７ａは、第２構造部２３ｂの−Ｘ側の壁部に支持されている。駆動源２７ａとしては、例えばモータ装置が用いられる。駆動源２７ａは、不図示の伝達機構を介してピニオン２７ｂにＹ軸周りの回転力を伝達する。ピニオン２７ｂは、Ｙ軸周りに回転可能となるように第２構造部２３ｂに取り付けられている。ピニオン２７ｂは、周方向に並んで形成される複数の歯を有している。ピニオン２７ｂの歯は、上記のラック２６ｂの歯と噛み合うように配置される。駆動源２７ａで生じた回転力が不図示の伝達機構を介してピニオン２７ｂに伝達され、ピニオン２７ｂが回転する。ピニオン２７ｂは第２構造部２３ｂに取り付けられるため、ピニオン２７ｂの回転により、ラック２６ｂがピニオン２７ｂに対してＺ方向に駆動される。これにより、スライダ２６がガイド部２５に沿って第２方向Ｄ２（Ｚ方向）に移動する。
【００３６】
Ｙ移動機構２０Ｙは、ガイド部２８と、昇降部（第１移動体）２９と、駆動部（第１駆動部）３０とを有している。ガイド部２８は、昇降部２９を案内する。ガイド部２８は、貫通穴２６ａの＋Ｘ側の内壁及び−Ｘ側の内壁にそれぞれ設けられている。ガイド部２８は、それぞれＹ方向に平行に延びている。ガイド部２８は、Ｙ方向に沿って直線状に形成された溝部を有する。
【００３７】
昇降部２９は、棒状に形成されている。昇降部２９は、ガイド部２８に沿ってＹ方向に平行な第１方向Ｄ１に移動可能に設けられる。昇降部２９の＋Ｘ側の面及び−Ｘ側の面には、それぞれ突出片２９ａが設けられている。突出片２９ａは、Ｙ方向に沿って直線状に形成されている。突出片２９ａは、ガイド部２８の溝部に挿入される。したがって、昇降部２９は、突出片２９ａがガイド部２８の溝部に挿入された状態でガイド部２８によって第１方向Ｄ１（Ｙ方向）に案内される。また、昇降部２９には、ラック２９ｂが設けられている。ラック２９ｂは、Ｙ方向に沿って直線状に形成されており、＋Ｘ側の面に複数の歯を有している。複数の歯は、Ｙ方向に並んで配置されている。昇降部２９の−Ｙ側端部には、ワーク保持部１０が固定されている。
【００３８】
駆動部３０は、駆動源３０ａと、伝達部３０ｂと、を有している。駆動源３０ａは、不図示のモータと減速機とを有している。駆動源３０ａは、第１構造部２３ａの上面（＋Ｙ側の面）に支持されている。駆動源３０ａは、第１ガイド２１の上方（＋Ｙ側）から第２方向Ｄ２（Ｚ方向）に沿ってスライダ２６と反対側（−Ｚ側）へずらした位置に配置される。駆動源３０ａがスライダ２６ではなく第１構造部２３ａに支持されることにより、スライダ２６の重量を軽くすることができる。なお、駆動源３０ａは、第１ガイド２１の上方位置（＋Ｙ側の位置）に配置されてもよい。
【００３９】
伝達部３０ｂは、駆動源３０ａの駆動力を昇降部２９に伝達する。伝達部３０ｂは、スプライン軸３０ｃと、スプライン軸受３０ｄと、ピニオン３０ｅとを有している。  
スプライン軸３０ｃは、例えば鉄などの金属材料によって形成される。スプライン軸３０ｃの−Ｚ側端部は、駆動源３０ａに接続される。また、スプライン軸３０ｃの＋Ｚ側端部は、スプライン軸受３０ｄに挿入される。
【００４０】
図４（ａ）は、スプライン軸３０ｃ及びスプライン軸受３０ｄの一例を示す斜視図である。図４（ａ）に示すように、スプライン軸３０ｃは、Ｚ方向に平行な回転軸ＡＸを中心として回転する。スプライン軸３０ｃの外周には、回転軸ＡＸの軸方向に沿って溝３０ｆが形成されている。この溝３０ｆは、スプライン軸３０ｃの周方向に所定のピッチで複数形成されている。図４（ａ）では、溝３０ｆが６つ形成された場合を示しているが、これに限定するものではなく、５つ以下であってもよいし、７つ以上であってもよい。
【００４１】
また、図１〜図３に示すように、スプライン軸受３０ｄは、例えば直線管状に形成され、スライダ２６に固定される。スプライン軸受３０ｄは、スライダ２６と一体でＺ方向に移動する。スプライン軸受３０ｄは、例えば鉄などの金属材料によって形成されるが、これに限定するものではなく、例えば樹脂など他の種類の材料によって形成されてもよい。スプライン軸受３０ｄが樹脂によって形成される場合、金属材料で形成される場合に比べて軽量化されるため、スライダ２６を軽量化することができる。
【００４２】
図４（ｂ）は、回転軸ＡＸに垂直な平面でスプライン軸受３０ｄを切断した断面を模式的に示す図である。なお、図４（ｂ）には、スプライン軸受３０ｄに挿入されるスプライン軸３０ｃの位置を一点鎖線で示している。図４（ｂ）に示すように、スプライン軸受３０ｄの内周面には、複数のボール保持部３０ｈが形成される。ボール保持部３０ｈは、ボール３０ｇを回転可能な状態で保持すると共に、回転軸ＡＸの軸線周りの方向へのボール３０ｇの移動を規制している。なお、ボール保持部３０ｈは、回転軸ＡＸの軸線方向にボール３０ｇを移動させる構成であってもよい。各ボール３０ｇは、スプライン軸３０ｃの外周の溝３０ｆ内に嵌め込まれる。
【００４３】
このスプライン軸受３０ｄがスライダ２６と一体でＺ方向に移動する場合、ボール３０ｇがスプライン軸３０ｃの溝３０ｆ内で転動する。このため、摩擦の抵抗が低い状態でスプライン軸受３０ｄがスプライン軸３０ｃに対してＺ方向に移動する。また、スプライン軸３０ｃが回転軸ＡＸの軸線周りに回転する場合、スプライン軸３０ｃとボール３０ｇとが噛み合うため、スプライン軸３０ｃの回転力がボール３０ｇを介してスプライン軸受３０ｄに伝達される。
【００４４】
このように、スプライン軸３０ｃ及びスプライン軸受３０ｄは、回転軸ＡＸの軸線方向に相対的に移動可能であり、この相対移動により伸縮可能である。また、スプライン軸３０ｃが回転軸ＡＸの軸回り方向に回転する場合、スプライン軸３０ｃの回転は溝３０ｆ及びボール３０ｇを介してスプライン軸受３０ｄに伝達可能である。
【００４５】
なお、スプライン軸３０ｃ及びスプライン軸受３０ｄは、上記のようなボールスプラインを構成するものに限定されず、スプライン軸３０ｃの溝３０ｆに噛み合う突起がスプライン軸受３０ｄの内周に形成された構成であってもよい。また、スプライン軸３０ｃに突起が形成され、スプライン軸受３０ｄに溝が形成された構成であってもよい。
【００４６】
ピニオン３０ｅは、スプライン軸受３０ｄの＋Ｚ側端部に固定されており、周方向に並んで形成される複数の歯を有している。ピニオン３０ｅの歯は、上記のラック２９ｂの歯と噛み合うように配置される。スプライン軸受３０ｄが回転軸ＡＸの軸回り方向に回転する場合、ピニオン３０ｅはスプライン軸受３０ｄと一体で回転する。ピニオン３０ｅはスライダ２６に固定されるため、ピニオン３０ｅの回転により、ラック２９ｂがピニオン３０ｅに対してＹ方向に駆動される。
【００４７】
保護案内部材３１〜３３は、チャック１２、１３の電源供給用ケーブルなど、各種ケーブル類を収容する。図２に示すように、保護案内部材３１の一端は、所定位置に設けられる固定部３５に固定されている。保護案内部材３１の他端は、第１構造部２３ａの−Ｚ側端部に設けられた取付部２３ｇに固定されている。保護案内部材３２の一端は、第２構造部２３ｂの取付部２３ｊに固定されている。保護案内部材３２の他端は、スライダ２６の取付部２６ｃに固定されている。保護案内部材３３の一端は、第２構造部２３ｂの−Ｚ側端部に設けられた取付部２３ｈ固定されている。保護案内部材３３の他端は、昇降部２９の＋Ｙ側端部に設けられた取付部２９ｃに固定されている。
【００４８】
図５（ａ）は、上記移動機構２０の一例を模式的に示す側面図である。図５（ａ）に示すように、駆動源３０ａは、第１ガイド２１よりも−Ｚ側の位置に配置される。また、スライダ２６の駆動源２７ａは、第１ガイド２１よりも＋Ｚ側に配置される。この場合、駆動源３０ａの重心Ｇは第１ガイド２１の−Ｚ側に位置しており、駆動源３０ａの重量が移動体２３のうち第１ガイド２１の−Ｚ側に作用する。また、移動体２３のうち第１ガイド２１の＋Ｚ側には、スライダ２６、昇降部２９、駆動源２７ａ等の重量が作用する。このように、移動体２３には、第１ガイド２１をＺ方向に挟む位置にそれぞれ重量が作用するため、移動体２３の重量のバランスが取れた状態となる。
【００４９】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の構成に対して駆動源３０ａの位置を変更した場合の一例を模式的に示す側面図である。図５（ｂ）に示す例では、駆動源３０ａは、第１ガイド２１の上方位置（＋Ｙ側の位置）に配置される。また、駆動源３０ａの重心Ｇは第１ガイド２１上に位置する。この場合には、図５（ａ）の構成に比べて、移動体２３のモーメント（図５（ｂ）の時計回りの方向）が小さくなる。これにより、移動体２３が安定して移動可能となる。
【００５０】
上記のように構成されたワーク搬送装置１００において、ワーク保持部１０をＸ方向に移動させる場合、Ｘ移動機構２０Ｘは、移動体２３をＸ方向に移動させる。このとき、スライダ２６及び昇降部２９は、移動体２３と一体的にＸ方向に移動する。この移動では、移動体２３、スライダ２６及び昇降部２９の間に相対的な移動は生じない。
【００５１】
また、図６に示すように、例えばチャック１２の高さ（Ｙ方向の位置）を主軸１１１の高さに合わせる場合には、ワーク保持部１０をＹ方向に移動させる。この場合、Ｙ移動機構２０Ｙは、昇降部２９をＹ方向に移動させる。具体的には、Ｙ移動機構２０Ｙは、まず駆動源３０ａで回転を生じさせる。駆動源３０ａで生じた回転は、スプライン軸３０ｃに伝達され、スプライン軸３０ｃが回転軸ＡＸの軸回り方向に回転する。スプライン軸３０ｃの回転により、スプライン軸受３０ｄ及びピニオン３０ｅが回転軸ＡＸの軸回り方向に回転し、ラック２９ｂがピニオン３０ｅに対してＹ方向に移動する。これにより、昇降部２９がガイド部２８に沿ってＹ方向に移動する。このように、駆動源３０ａが昇降部２９に対してＺ方向に離れて配置される場合であっても、駆動源３０ａで生じた回転が、伝達部３０ｂ（スプライン軸３０ｃ、スプライン軸受３０ｄ及びピニオン３０ｅ）を介して昇降部２９に伝達される。なお、このとき移動体２３及びスライダ２６は移動しない。したがって、昇降部２９は、移動体２３及びスライダ２６の両方に対してＹ方向に移動する。
【００５２】
また、図７に示すように、例えばチャック１２を主軸１１１に対して近づける場合（又は遠ざける場合）には、ワーク保持部１０をＺ方向に移動させる。この場合、Ｚ移動機構２０Ｚは、スライダ２６をＺ方向に移動させる。このとき、昇降部２９はスライダ２６と一体的にＺ方向に移動するが、移動体２３は移動しない。したがって、このスライダ２６の移動により、昇降部２９は、移動体２３に対してＺ方向に移動する。また、本実施形態では、昇降部２９の駆動源３０ａがスライダ２６には設けられず、第１構造部２３ａに設けられるため、スライダ２６を移動させる際の加速及び減速を速く行うことができる。
【００５３】
以上のように、本実施形態によれば、昇降部２９の駆動源３０ａが移動体２３に配置され、昇降部２９及びスライダ２６から外れて配置されるため、駆動源３０ａがスライダ２６に設けられる構成に比べて、スライダ２６が軽量化される。これにより、スライダ２６を第２方向Ｄ２（Ｚ方向）に移動させる際の加速及び減速を速く行うことができるため、第２方向Ｄ２にスライダ２６を移動させる場合の移動時間を短縮することができる。これにより、ワークＷの搬送に要する時間を短縮可能となる。
【００５４】
＜第２実施形態＞  
次に、第２実施形態を説明する。第２実施形態では、第１実施形態に記載のワーク搬送装置１００を備える工作機械を例に挙げて説明する。第２実施形態では、第１実施形態と共通のＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。ただし、第２実施形態では、主軸１１１、１１２の回転軸方向をＺ方向とし、ワークＷに対する切削量を規定する方向をＸ方向とする。
【００５５】
図８は、第２実施形態に係る工作機械２００の一例を示す図である。図８に示す工作機械２００は、例えば平行２軸旋盤である。図８において、工作機械２００の＋Ｚ側が正面であり、−Ｚ側が背面である。また、工作機械２００の±Ｘ側は側面であり、Ｘ方向は工作機械２００の左右方向である。
【００５６】
工作機械２００は、本体部１１０と、ワーク搬入部１２０とを有している。  
本体部１１０は、主軸１１１、１１２と、タレット１１３、１１４とを有している。主軸１１１、１１２は、Ｘ方向に並んで配置されている。主軸１１１、１１２は、不図示の軸受け等によって回転可能に支持されている。主軸１１１、１１２の＋Ｚ側の端部には、それぞれ把握爪１１１ａ、１１２ａが設けられている。把握爪１１１ａ、１１２ａは、主軸１１１、１１２の回転軸周りに所定の間隔で複数配置されている。把握爪１１１ａ、１１２ａは、主軸１１１、１１２の径方向に移動させることでワークＷを保持可能である。
【００５７】
タレット１１３は、主軸１１１の＋Ｘ側に配置されている。タレット１１４は、主軸１１２の−Ｘ側に配置されている。タレット１１３、１１４のそれぞれには、モータ等の回転駆動装置が設けられている。タレット１１３、１１４は、回転駆動装置により、Ｚ方向に平行な軸周りに回転可能となっている。タレット１１３、１１４の周面には、切削工具を保持するための複数の保持部が設けられている（不図示）。これら保持部の全部または一部には切削工具が保持される。したがって、タレット１１３、１１４を回転させることにより、所望の切削工具が選択される。タレット１１３、１１４の保持部に保持される切削工具は、各保持台に対して交換可能である。切削工具としては、ワークＷに対して切削加工を施すバイト等の他、ドリルやエンドミル等の回転工具が用いられてもよい。また、タレット１１３、１１４は、不図示の駆動装置により、Ｘ方向及びＺ方向に移動可能となっている。これにより、切削工具は、ワークＷに対してＸ方向及びＺ方向に移動可能となっている。
【００５８】
ワーク搬入部１２０には、工作機械２００における加工対象であるワークＷが載置される。ワーク搬入部１２０としては、例えば固定台が用いられるが、これに限定されるものではなく、コンベアやロータリー式の台などが用いられてもよい。
【００５９】
また、工作機械には、例えば図８に示す工作機械２００のように、ワーク搬送装置１３０を備えるものがある。この場合、ワーク搬送装置１３０は、第１実施形態に記載のワーク搬送装置１００が用いられる。ワーク搬送装置１３０では、図８（ｂ）に示すように、昇降部２９の駆動源３０ａが移動体２３に配置され、昇降部２９及びスライダ２６から外れて配置されている。また、駆動源３０ａの駆動力を昇降部２９に伝達するための伝達部３０ｂが設けられている。
【００６０】
次に、上記のように構成された工作機械２００の動作を説明する。  
まず、ワーク搬送装置１３０は、ワーク保持部１０をワーク搬入部１２０の上方（＋Ｙ側）に配置させる。その後、図６（ａ）に示すように、ローダヘッド１１のチャック１２を下側（−Ｙ方向）に向けた状態で昇降部２９を−Ｙ方向に移動させ、把握爪１２ｂによってワークＷを把持させる。
【００６１】
その後、不図示の回転機構によってチャック１２とチャック１３とを入れ替える。これにより、チャック１２及びワークＷが−Ｚ方向に向けられ、チャック１３が−Ｙ方向に向けられる。チャック１２を−Ｚ方向に向けた後、昇降部２９を＋Ｙ方向に移動させ、ワークＷを引き上げる。
【００６２】
次に、Ｘ移動機構２０Ｘによって移動体２３を＋Ｘ方向に移動させることにより、ローダヘッド１１及びワークＷを例えば主軸１１１の上方（＋Ｙ側）に配置させる。以下、ワークＷを主軸１１１に配置する場合を例に挙げて説明する。なお、ワークＷを主軸１１２に配置する場合には、主軸１１２の上方にローダヘッド１１及びワークＷを配置させる。
【００６３】
次に、Ｙ移動機構２０Ｙによって昇降部２９を−Ｙ方向に移動させ、ワークＷを主軸１１１に対向させる。この昇降部２９の移動においては、駆動源３０ａで生じた駆動力が伝達部３０ｂを介して昇降部２９に伝達される。次に、Ｚ移動機構２０Ｚによってスライダ２６を−Ｚ方向に移動させ、ワークＷを主軸１１１の把握爪１１１ａに保持させる。この場合、昇降部２９の駆動源３０ａが移動体２３に配置されるため、スライダ２６を移動させる際の加速及び減速を速く行うことができる。このため、スライダ２６を移動させる場合の移動時間を短縮することができ、ワークＷの搬送に要する時間を短縮可能となる。その後、ローダヘッド１１を＋Ｚ方向及び＋Ｙ方向に移動させる。そして、タレット１１４に設けられる不図示の工具を用いて、所定の加工レシピに基づいてワークＷを加工させる。
【００６４】
以上のように、第２実施形態によれば、ワーク搬送装置１３０として、スライダ２６を第２方向Ｄ２に移動させる際の加速及び減速を速く行い、ワークＷの搬送に要する時間を短縮可能なワーク搬送装置１３０が用いられるため、工作機械２００のサイクルタイムを短縮可能となる。
【００６５】
以上、実施形態について説明したが、本発明は、上述した説明に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の変更が可能である。  
例えば、上記実施形態では、ワーク搬送装置１００が、ワークＷを搬入するワーク搬入部１２０と主軸１１１、１１２との間でワークＷを搬送する場合を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、ワークＷを搬出するワーク搬出部が別途設けられる場合、ワーク搬送装置１００が主軸１１１、１１２とワーク搬出部との間でワークＷを搬送する構成であってもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、第１ガイド２１及び第２ガイド２２の２本のガイドを用いて移動体２３を案内する構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、例えば移動体２３が直線状の１本のガイドに沿って移動する構成であっても、本発明の構成が適用可能である。
【００６７】
また、上記実施形態では、移動体２３の第１構造部２３ａ及び第２構造部２３ｂが関節部２３ｃを介して揺動する構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではなく、一つの剛体として形成された構成であってもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、伝達部３０ｂとして、スプライン軸３０ｃが駆動源３０ａ側に配置され、スプライン軸受３０ｄが昇降部２９側に配置された構成を例に挙げて説明したが、これに限定するものではない。例えば、スプライン軸３０ｃが昇降部２９側に配置され、スプライン軸受３０ｄが駆動源３０ａに配置される構成であってもよい。この場合、スプライン軸３０ｃがスライダ２６に固定され、スライダ２６と一体で移動する構成となる。
【符号の説明】
【００６９】
Ｗ…ワーク  Ｄ１…第１方向  Ｄ２…第２方向  Ｄ３…第３方向  ＡＸ…回転軸  Ｇ…重心  １０…ワーク保持部  １２、１３…チャック  ２０…移動機構  ２０Ｘ…Ｘ移動機構  ２０Ｚ…Ｚ移動機構  ２０Ｙ…Ｙ移動機構  ２１…第１ガイド（ガイド）  ２３…移動体（第３移動体）  ２６…スライダ（第２移動体）  ２７…駆動部（第２駆動部）  ２９…昇降部（第１移動体）  ３０…駆動部（第１駆動部）  ３０ａ…駆動源  ３０ｂ…伝達部  ３０ｃ…スプライン軸  ３０ｄ…スプライン軸受  １００、１３０…ワーク搬送装置  １１１、１１２…主軸  １１３、１１４…タレット  ２００…工作機械
【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】
2016036881.tif 000008
【図７】
2016036881.tif 000009
【図８】
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