(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動加工及び搬送システムのための当接モジュールであって、
物体移動方向に移動面を移動する物体のための、本体ユニットに配置された当接部材を備え、該当接部材は、該移動面に位置する当接位置と移動面下に位置する解除位置との間を調節部材によってシフトすることが可能であり、更に、前記移動面に対して少なくとも部分的に前記物体移動方向とは反対方向に下方斜めに延在している少なくとも１つのガイドトラックを有するガイド手段を備え、該当接部材は、第１支点と該第１支点から離れた第２支点とを有し、前記当接部材は、前記第１支点にて、該ガイドトラック上を、前記当接位置と前記解除位置との間で案内され、前記当接部材は、前記本体ユニットに軸支された前記調節部材とは別の調節要素であって前記移動面よりも下方に回転可能な調節要素に、第２支点にて枢動可能に連結され、前記調節要素が下方に回転したとき、前記当接部材は、前記第２支点の周りに回転すると共に、第１支点にて、前記ガイドトラック上を下方斜めに案内され、前記当接部材は前記解除位置まで移動する、当接モジュール。
【請求項２】
前記当接部材が、その頂部に当接物体のための当接に適合した形状を有しており、その形状は、該当接部材が前記当接位置と前記解除位置との間で移動する間、予め定めるカーブを描く、請求項１記載の当接モジュール。
【請求項３】
前記ガイド手段がスライドガイドであり、少なくとも１つのスライドガイドが本体ユニットに配置され、該スライドガイドに、前記当接部材上に形成された少なくとも１つのガイド部材が、前記第１支点においてガイドされる、請求項１記載の当接モジュール。
【請求項４】
前記当接部材に連結された減衰手段を備え、該減衰手段は、物体移動方向における当接位置の手前の予め定める当接前位置から前記当接位置まで前記当接部材の動きを減衰する、請求項１記載の当接モジュール。
【請求項５】
前記当接位置から前記解除位置への下方移動の間、前記ガイドトラックの形状により、前記当接部材は、少なくとも前記第１支点に関して前記物体移動方向における前記移動面の下における前記当接前位置のレベルの位置まで移動することができる、請求項４記載の当接モジュール。
【請求項６】
前記調節部材を前記当接部材に連結する力伝達手段が設けられ、それにより、前記調節部材によって生じた駆動力はより大きい力に変換することができ、その力は前記当接部材に付与される、請求項１記載の当接モジュール。
【請求項７】
前記力伝達手段がレバー伝達手段によって構成されている、請求項６記載の当接モジュール。
【請求項８】
前記レバー伝達手段として、レバー手段が設けられ、該レバー手段は第１レバーを有し、前記第１レバーは、一方が前記調節部材に枢動可能に連結され、直線的にスライド移動可能であり、他方が第２レバーに枢動可能に連結されており、該第２のレバーは、一方が前記本体ユニットに形成された固定の回転軸の周りに回転可能であり、他方が前記当接部材に枢動可能に連結されている、請求項７記載の当接モジュール。
【請求項９】
前記第２レバーは前記減衰手段の減衰シリンダによって構成されている、請求項８記載の当接モジュール。
【請求項１０】
前記調節部材は、前記移動面に平行に向いた直線駆動の動きを生じる駆動手段を有し、そのような動きは、変換手段によって前記当接部材の前記当接位置と前記解除位置との間で起る上方及び下方への運動に変換される、請求項９記載の当接モジュール。
【請求項１１】
前記調節部材が、前記本体ユニットに前記移動面に平行に設けられている駆動ソケットに直線的にスライドするように配置される、請求項１０記載の当接モジュール。
【請求項１２】
前記調節部材が、その長手軸が前記移動面にほぼ平行な状態で前記駆動ソケットに配置された請求項１１記載の当接モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、当接モジュールに関し、特に、自動加工及び搬送システムのための当接モジュールに関する。当接モジュールは、移動面上において目的物を所定の方向に移動させる本体上に配置される当接部材を有し、当接部材は、調節部材によって、移動面に位置する当接位置と移動面下に位置する解除位置との間をシフトすることができる。
【背景技術】
【０００２】
この種の当接モジュールは、ヨーロッパ特許０４８４６４８に開示されている。ここに開示された当接部材は、空圧操作ピストンによってワークピースを近接・離間させるように移動することができる。圧搾空気による作動をさせるためにハウジングには空気接続部が設けられており、それにより圧搾空気が制御されて供給されるようになっている。更に、当接部材に関して減衰手段が設けられ、当接するワークピースの動きが減衰されるようになっている。
【０００３】
概して、当接モジュールを採用した自動加工及び搬送システムでは、一定に操作され、当接の目的物が当接部材に対して強く当る。当接部材に対して目的物が力を及ぼすため、当接部材を下降させる間に摩擦が生じる。当接部材を下降させるための調節部材によって生じるべき力は多大のものとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的の一つは、上述の当接モジュールにおいて小さい力で当接部材を下方に移動させることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、独立形式の請求項１の特徴を有する当接モジュールを提供することにより少ない力で当接部材を下方に移動させることができる。本発明の更なる展開が従属形式の請求項に示されている。
【０００６】
本発明の当接モジュールは次の特徴を有する。すなわち、当接モジュールは、少なくとも１つのガイドトラックを有するガイド手段を備える。当接部材は、第１支点にて、ガイドトラック上を、当接位置と解除位置との間で確実に案内される。当接部材は第１支点から離れた第２支点にて、調節要素に枢動可能に連結され、当接位置から解除位置へ当接部材が下方に移動した場合、当接部材の回転は、移動方向において当接部材が対象物たる物体から離れるように起る。
【０００７】
上述した従来技術の場合は、当接部材の下方への移動は真に垂直方向に起る。この場合、調節部材によって供給されるべき力は大きくなる。従って、当接部材を下方に移動させると、当接物体に圧力をかけることになるため、大きな摩擦が生じる。他方、本発明では、物体移動方向において下方に移動している間に、当接部材は下方に移動され、当接部材が下方に移動されている間でさえ、当接物体は物体移動方向に移動される。従って、当接部材は物体移動方向に所定距離進むと引き込まれ、その結果、衝突する物体と当接部材との間の摩擦は、下方への移動の間において低減される。連続する加工及び搬送を行う場合、当接部材に衝突する物体により生じる力が物体移動方向における当接部材の回転運動を起させる。
【０００８】
発明の更なる展開において、ガイドトラックが物体の移動方向に対して少なくとも部分的に斜めに延在している。従って、第１支点での当接部材に対する斜めに向いた下方への移動が可能となる。これとは反対に、ガイドトラックの垂直方向の配置、つまり、移動面に対して直交する方向の配置も可能である。この場合において、当接部材は第２支点で調節部材と枢動可能に連結され、それにより、垂直の下方への移動が生じたとき、第１の部材は第１の支点周りに回転する。
【０００９】
発明の更なる展開では、当接部材は、その頂部に当接物体のための当接に適合した形状を有している。その形状は、当接部材が当接位置と解除位置との間で移動する間、予め定めるカーブを描く、特に、物体移動方向における移動面上でカーブを描くものであってもよい。当接物体と当接部材との接触は線状であるのが都合がよいが、シート状であってもよい。
【００１０】
特に、ガイド手段がスライドガイドであることが好ましい。少なくとも１つのガイドスライドが本体に配置され、そのガイドスライドに、当接部材上に形成された少なくとも１つのガイド部材が第１支点において確実にガイドされる。ガイドスライドは、ガイド溝として形成されてもよく、ガイド部材はガイドピンとして形成されてもよい。
【００１１】
特に、好ましい態様では、当接部材に接続された減衰手段が設けられる。減衰手段は、物体移動方向における当接位置の手前の予め定める当接前位置から当接位置まで当接部材の動きを減衰する。この点に関して、当接位置から解除位置への下方移動の間、ガイドトラックの形状により、当接部材は、少なくとも第１支点に関して、物体移動方向における移動面の下における当接前位置のレベルの位置まで移動することができる。その結果、当接部材は下方への移動の間、セットバックし、次の上昇移動の間、当接部材は当接前位置に近づくことができ、次の物体の到来に備えることができる。
【００１２】
本発明の更なる展開では、調節部材が力伝達手段によって当接部材に連結され、その結果、調節部材によって生じた駆動力は、大きい力として伝達することができ、その力は当接部材に与えることができる。従って、比較的小さい駆動力を生成する調節部材を用いることができ、それにより全体形状を小型化することがきる。このことは、調節部材の大きさに左右される全体の高さを比較的小さくすることができることを意味している。
【００１３】
特に、力伝達手段がレバー伝達手段によって構成されていることが好ましい。
レバー伝達手段として、レバー手段が当接部材と連結されるのに適切である。レバー手段は第１レバーを有し、一方が調節部材に枢動可能に連結され、直線的にスライド移動可能であり、他方が調節部材に形成された第２レバーに連結されており、第２のレバーは、一方が本体ユニットに形成された固定の回転軸の廻りに回転可能であり、他方が当接部材に関節のように支持されている。
【００１４】
原則的に、レバー伝達システムのほかの他の伝達手段、例えば、ギアホイールを用いることができる。
本発明の更なる展開では、調節部材は、移動面に平行に向いた直線駆動の動きを生じる駆動手段を有する。そのような動きは、変換手段によって当接部材の当接位置と解除位置との間で起る当接部材の運動に変換される。
【００１５】
上述した従来技術の場合では、駆動運動は垂直方向、つまり移動方向に直交する方法に生じる。従って、駆動要素のストロークは、垂直方向に延在しており、駆動モジュールの全体の高さに重大な影響を及ぼしていた。一方、本発明の移動面に平行な運動をするリニアドライブの場合は、全体の高さに及ぼす影響は極めて少ない。
【００１６】
好ましくは、駆動要素は、本体ユニットに移動面に平行に設けられている駆動ソケットに直線的にスライドするように配置される。特に、調節部材が、駆動ソケットに移動面にほぼ平行に配置された長手軸を有することが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の更なる利点及び好都合の形態について図面を参照して説明する。
図１〜７は、本発明に係る当接モジュール１１の第１実施形態を示し、以下では、減衰手段１２を有する当接モジュールに関して説明するものの、減衰手段を一切有していない当接モジュールを用いることも可能である。
【００１８】
当接モジュール１１は、移動面１８において物体移動方向１３に移動する、工作物などの物体１４を分別するために、自動加工・搬送手段７０に利用されるのが好ましい。そして、以下のような物体１４の分別では、個別に、例えば、機械加工や、方向の変更などの処理がなされてもよい。
【００１９】
当接モジュール１１は、例えば、長方形ブロックからなる本体ユニット１５を備え、本体ユニット１５には、調節部材１７を使用することで、当接部材１６が物体１４の移動面１８の外側に変位したり、本体ユニット１５内に戻るように、当接部材１６が配設されている。さらに、上述の減衰手段１２が存在し、この減衰手段１２によって、当接部材１６は、減衰モードにおいて、物体移動方向１３の手前に位置する当接前位置１９から当接位置２０まで移動することができる。
【００２０】
本体ユニット１５は、当接部材搬送部２１を備えることが可能であり、当接部材搬送部２１内には、以下に示す方法で当接部材１６が収納されており、調節部材搬送部２２は、当接部材搬送部２１とは別個に構成されている。しかしながら、原理上、一体化された本体ユニット１５が可能である。
【００２１】
図４にさらに具体的に図示されているように、調節部材１７として、電磁駆動部からなる電磁リニア駆動部が設けられている。この電磁駆動部は、電気的に励磁可能な電磁石２３を備え、電磁石２３は、より具体的には、Ｕ字状ヨークを備えている。電磁石２３内では、アーマチャからなる駆動要素２４が直線的に摺動する。電磁石を励磁すると、アーマチャは、ヨークに向かって引き寄せられ、他の部品を駆動するのに利用可能な駆動動作が生じる。この駆動動作は、物体１４の移動面１８に平行に生じ、以下に詳述する方法で、変換手段によって、当接部材１６に伝達される。その結果、当接部材１６は、当接位置２０と、移動面下に位置する解除位置２５との間を変位する（図６参照）。アーマチャとして設計された駆動要素２４は、さらに、本体ユニット１５内に設けられた駆動ソケット２６内、具体的には、調節部材搬送部２２内で直線的に案内される。さらに、電磁石２３は、基本的に、その長手方向の軸が、駆動ソケット２６内において移動面１８に平行であるように配置されている。移動面１８に平行なリニア駆動運動によって、駆動要素２４のストロークが水平方向に生じ、その結果、当接モジュール１１の全高に一切影響を与えることがないという利点がもたらされる。さらに、電磁石２３は、当該電磁石２３が水平姿勢であることに起因して、全高に与える影響が比較的小さい。
【００２２】
力伝達手段からなる変換手段と連結している比較的小さな調節部材１７を使用することによって、当接モジュール１１の全高、及び全体寸法さえもさらに削減することが可能である。その結果、力伝達手段は、より大きな力をもたらすため、調節部材１７によって発生される駆動力が比較的小さくても、駆動部材を動かすのに十分であると考えられる。
【００２３】
力伝達手段として、電磁石２３のアーマチャと当接部材１６との間に設けられたレバー手段２７を有するレバー伝達部が設けられている。レバー手段２７は、第１レバー２８を備え、第１レバー２８は、一方においては、アーマチャ上の第１回転軸２９を軸として回転し、他方においては、第２回転軸３０にて、第２レバー３１と連結されている。
【００２４】
図４及び図７に示すように、具体的には、第１レバー２８が第１回転軸２９を軸として回転する一方で第２回転軸３０にて第２レバー３１と連結されるために、アーマチャ内には、第１レバー２８の端部を受け入れるスロット状の開口部３２が設けられている一方、第１レバー２８の端部には、ピン３４が挿通する貫通孔３３が設けられている。一方、ピン３４は、回転可能な方法でアーマチャと連結されることにより、第１回転軸２９を構成している。第１レバー２８における反対側端部にある回転軸受は、これと同様であってもよい。第２レバー３１は、一方においては、本体ユニット１５上に形成された、固定された第３回転軸３５と枢動可能に連結されており、他方の第２支点３６においては、第４回転軸３７を介して、当接部材１６と枢動可能に連結されている。
【００２５】
第２レバー３１は、減衰手段１２の減衰シリンダ３８を備えている。第２レバー３１は、シリンダ空間４０を備えており、シリンダ空間４０内では、減衰ピストン３９が、ピストン密封手段４１の介在によって、シリンダ空間４０の壁と密封接触しながら、往復運動することが可能である。減衰ピストン３９は、例えば、ねじ連結部４３などの取り付け手段によって、ピストンロッド４２と連結されている。また、減衰ピストン３９とピストンロッド４２とを一体的に連結することも当然可能である。
【００２６】
ピストンロッド４２は、減衰ピストン３９から離れた端部で、上述したように当接部材１６に連結されている。そして、この連結は、当接部材１６のための調節要素を構成する。シリンダ空間４０は、本体ユニット１５の外側に向かっているが、カバー４４により閉鎖されている。カバー４４内には、チョーク手段４５が設けられている。チョーク手段４５は、減衰ピストン３９が動作する間に、流路（図示無し）を介して空気を排出するための流れ抵抗を構成する。減衰作用の微小な調整のために、さらなる調節手段４６が設けられている。調節手段４６は、例えば、流路カバー４７に取り付けられた移動可能な調節ねじである。調節手段４６は、空気を排出するための排気口の横断面を、選択的に狭めたり、広げることが可能であり、その結果、チョーク効果が増加または減少されうる。チョーク効果の増加または減少により、減衰作用が調節される。図３及び図５に示すように、具体的には、調節ねじを「＋」の方向に回転すると、減衰作用が増加し、一方、調節ねじを「−」の方向に回転すると、減衰作用が減少しうる。
【００２７】
上述したように、当接部材１６は、第２支点３６で、ピストンロッド４２に回転可能に連結される。また、この回転可能な連結のために、少なくとも１つのガイドトラック４９を備えるガイド手段４８が設けられている。当接部材１６は、第１支点５０にて、少なくとも１つのガイドトラック４９上を、当接位置２０と解除位置２５との間で確実に案内される。
【００２８】
図７により詳細に示すように、ガイド手段４８は、２つのガイドスライドを備えるスライドガイドを備える。２つのガイドスライドは、ガイド溝（ガイドトラック）５１として本体ユニット上に設けられ、当接部材１６が（ガイドピン５２にて）このガイド溝５１内を確実に案内される。ガイドピン５２は、ガイド溝５１内で回転可能である。ガイド溝５１は、それぞれ、一般的に鉛直に、つまり、移動面１８に垂直に延出する先端部５３を備える（図６参照）。当接部材１６が、当接前位置１９から当接位置２０へ移動する間でさえ、当接部材１６の回転が、第２支点３６にて、第４回転軸３７周りに起こるので、先端部５３が必要とされる。先端部５３が設けられたことで、調節要素として設計されたピストンロッド４２が、一定のレベルにてシリンダ空間４０内を減衰ピストン３９により確実に案内されることにより、当接部材１６は先端部５３に沿って、所定距離下方に押し出される。先端部５３に隣接して、物体移動方向１３と反対の方向に下方斜めに延出するガイド部５４とつながる弧状部が設けられている。
【００２９】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、当接モジュールの動作手順は、以下のようである。つまり、左側からくるワークピース、より具体的には、機械部品等の物体１４は、最初に当接部材１６の当接前位置１９に到達する。本実施形態の有利な点は、当接前位置１９において、調節部材１７が操作されることなく当接部材１６が下方に押し出されないようにする当接部材１６の自己制動効果があることである。物体１４の衝突により、減衰ピストン３９は、シリンダ空間４０に押し込まれ、物体１４が停止するまで減衰制動が生じる。減衰ピストン３９が、カバー４４の裏壁に接触し、従って、全ての空気が、シリンダ空間４０から追い出されるまで、当接部材１６は、第４回転軸３７周りに物体移動方向１３に回転する。減衰ピストン３９が、物体移動方向１３へさらに移動することは不可能であり、その結果、当接位置２０が設定される。図１０Ａに具体的に示すように、当接部材１６の後端側は、当接位置１９において、本体ユニット１５の調節部材搬送部２２から距離ａを空けて配置される。物体１４が、物体移動方向１３にその移動を継続する場合には、調節部材１７が、アーマチャがヨークに向かって引き寄せられるように、始動される（第１実施形態においては、電磁石が励磁される）。そのとき、第１レバー２８が、同時に直線的にスライドする第１回転軸２９周りに回転される。第１レバー２８は、伸長されえないので、減衰シリンダ３８は、下方に引き込まれ、同時に、固定された第３回転軸３５周りに回転する。減衰シリンダ３８の回転により、当接部材１６は、物体移動方向１３に、第４回転軸３７周りにさらに回転される。当接部材１６の回転により、当接部材１６が下方に移動する間でさえも、当接部材１６が移動面１８上に未だ存在するときには、衝突した物体１４が物体移動方向にさらに移動されうるといった有利な点がもたらされる。継続的に動作する搬送手段７０の上に配置される衝突されたまたは当接された物体１４は、（当接部材１６に圧力をかける衝突により）当接部材１６を物体移動方向１３に回転させることさえも可能としうる。
【００３０】
減衰シリンダ３８の回転と同時に、ガイドピン５２が、ガイド溝５１のガイド部５４にて、物体移動方向１３とは反対に下方斜め向かって移動しうる。各ガイド部５４の個々の特徴により、当接部材１６の下方への移動につれて、ピストンロッド４２が減衰シリンダ３８から引き出されることを確実にすることを可能としうる。各ガイド部５４の底端部は、最終的に当接部材１６の解除位置２５を規定する（図６参照）。解除位置２５においては、当接部材１６は、完全に移動面１８の下方にあり、その結果、衝突した物体１４は、当接モジュール１１を通り越して搬送されうる。続く物体１４を停止するか、または、続く物体１４と分別するために、当接部材１６が上方へ移動する間に、当接部材１６が自動的に、図９に示す当接前位置１９に戻るように、ピストンロッド４２は、その伸長位置に配置される。
【００３１】
図８は、本発明による当接モジュール１１の第２実施形態を示す。第２実施形態は、電磁リニア駆動部の代わりに、流体動力式のリニア駆動部が用いられる。好ましくは、空気圧リニア駆動部が採用される。この場合、駆動要素２４は、駆動ピストンとして設けられ、駆動ピストンは、駆動ソケット２６内を直線的に移動する。駆動ピストンは、また、上述した方法で、第１レバー２８に回転可能に結合される。当接部材１６を下方に移動する目的のために駆動ピストンを駆動するために、第１レバー２８に対向するピストンの側面は、供給流路５７を通って供給される圧縮空気の作用を受ける。それゆえに、駆動ピストンは、物体移動方向１３にシフトされる。駆動ソケット２６は、駆動ピストンが入り込むためのピストンチェンバーが形成されるように、カバー５８により閉鎖される。図８に示す位置に戻るピストンの戻り運動は、圧縮空気側でピストンを支配することにより引き起こされる。
【００３２】
図９は、本発明による当接モジュールの第３実施形態を示す。第３実施形態は、上述した実施形態とは、リードスクリュー駆動部として形成された電磁ロータリーリニア駆動部が用いられる点が異なる。リードスクリュー駆動部は、駆動要素２４を備えている。駆動要素２４は、回転駆動可能なナットとして形成され、回転駆動と同時に、移動面１８と平行に移動するために、ベアリング手段によりリードスクリューモータ５９上で支持される。リードスクリュー６０上にライダ６１があり、ライダ６１もまた、リードスクリューナット６２の直線的な変位により移動される。第１レバー２８は、本実施形態においても、回転可能な方法でライダ６１上に結合される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る当接モジュールの第１実施形態の斜視図である。
【図２】図１における当接モジュールの側面図である。
【図３】図１における当接モジュールの後部正面図であって、物体の物体移動方向の反対方向を見ている後部正面図である。
【図４】図３における当接モジュールを図３の切断線ＩＶ−ＩＶにて切断した縦断面である。
【図５】図１における当接モジュールの背面図であって、当接部材が引込位置にある背面図である。
【図６】図５における当接モジュールを、図５の切断線ＶＩ−ＶＩにて切断した縦断面図である。
【図７】図２における当接モジュールを、図２の切断線ＶＩＩ−ＶＩＩにて切断した縦断面図である。
【図８】本発明の当接モジュールの第２実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明の当接モジュールの第３実施形態を示す縦断面図である。
【図１０Ａ−１０Ｃ】本発明の当接モジュールが自動搬送装置に採用された場合の概略説明図であり、３つの連続的な段階Ａ〜Ｃは、当接部材が下方に移動することにより当接された物体が解除される流れを示す。
【符号の説明】
【００３４】
１１…当接モジュール、１２…減衰手段、１３…物体移動方向、１４…物体、１５…本体ユニット、１６…当接部材、１７…調節部材、１８…移動面、１９…当接前位置、２０…当接位置、２１…当接部材搬送部、２２…調節部材搬送部、２３…電磁石、２４…駆動要素、２５…解除位置、２６…駆動ソケット、２７…レバー手段、２８…第１レバー、２９…第１回転軸、３０…第２回転軸、３１…第２レバー、３２…開口部、３３…貫通孔、３４…ピン、３５…第３回転軸、３６…第２支点、３７…第４回転軸、３８…減衰シリンダ、３９…減衰ピストン、４０…シリンダ空間、４１…ピストン密封手段、４２…ピストンロッド、４３…連結部、４４…カバー、４５…チョーク手段、４６…調節手段、４７…流路カバー、４８…ガイド手段、４９…ガイドトラック、５０…第１支点、５１…ガイド溝、５２…ガイドピン、５３…先端部、５４…ガイド部、５７…供給流路、５８…カバー、５９…リードスクリューモータ、６０…リードスクリュー、６１…ライダ、６２…リードスクリューナット、７０…搬送手段
【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１０Ａ−１０Ｃ】
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