(57)【要約】【課題】駆動源（モータ等）の容量を削減し、プレス機との干渉を緩和し、制御を簡略化し、従動機構の構成をシンプルにする。【解決手段】昇降送り機構１２は、昇降するリフトフレーム１６と、リフトフレーム１６に対して送り方向に水平移動するキャリア１８と、キャリア１８に対して送り方向に水平直線移動するサブキャリア２０と、キャリア１８の移動に連動してサブキャリア２０を移動させる従動機構３０と、を備える。従動機構３０は、キャリア１８に送り方向の前後に間隔をおいて回転自在に支持された一対の回転体３１と、一対の回転体３１に掛け回された無端状索体３３とを有し、無端状索体３３はその一部においてリフトフレーム１６に連結固定されており、無端状索体３３のうち、リフトフレームとの連結位置を基点に前記回転体を一旦経由した位置において前記サブキャリアが連結されている。【選択図】図２
2009061496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースフレームに対して直動昇降機構により昇降するリフトフレームと、
該リフトフレームに対して直動送り機構により所定の送り方向に水平直線移動するキャリアと、
該キャリアに対し前記送り方向に水平直線移動するサブキャリアと、
前記キャリアの移動に連動して前記サブキャリアを水平移動させる従動機構と、を備え、
該従動機構は、前記キャリアに前記送り方向の前後に間隔をおいて回転自在に支持された一対の回転体と、該一対の回転体に掛け回された無端状索体とを有し、該無端状索体はその一部において前記リフトフレームに連結固定されており、前記無端状索体のうち、前記リフトフレームとの連結位置を基点に前記回転体を一旦経由した位置において前記サブキャリアが連結されている、ことを特徴とする昇降送り機構。
【請求項２】
前記キャリアは前記送り方向に延びるガイドレールを有し、
前記リフトフレームは、前記ガイドレールを前記送り方向に摺動自在に支持するものであって前記ガイドレールよりも短尺のガイド部材を有し、
前記直動送り機構は、前記キャリアに設置された長尺の第１部分と、前記リフトフレームに設置され前記第１部分よりも短尺の第２部分とを有し、前記第１部分及び／又は第２部分が駆動することにより、前記第１部分が前記第２部分に対して当該第１部分の長手方向に相対的に移動するように構成された機構である、請求項１記載の昇降送り機構。
【請求項３】
ベースフレームに対して直動昇降機構により昇降するリフトフレームと、
該リフトフレームに対して第１直動送り機構により所定の送り方向に水平直線移動する第１キャリアと、
該第１キャリアに対して第２直動送り機構により前記送り方向に水平直線移動する第２キャリアと、
該第２キャリアに対して前記送り方向に水平直線移動するサブキャリアと、
前記第２キャリアの移動に連動して前記サブキャリアを水平直線移動させる従動機構と、を備え、
該従動機構は、前記第２キャリアに前記送り方向の前後に間隔をおいて回転自在に支持された一対の回転体と、該一対の回転体に掛け回された無端状索体とを有し、該無端状索体はその一部において前記第１キャリアに連結固定されており、前記無端状索体のうち、前記第１キャリアとの連結位置を基点に前記回転体を一旦経由した位置において前記サブキャリアが連結されている、ことを特徴とする昇降送り機構。
【請求項４】
前記第１キャリアは前記送り方向に延びるガイドレールを有し、
前記リフトフレームは、前記ガイドレールを前記送り方向に摺動自在に支持するものであって前記ガイドレールよりも短尺のガイド部材を有し、
前記第１直動送り機構は、前記第１キャリアに設置された長尺の第１部分と、前記リフトフレームに設置され前記第１部分よりも短尺の第２部分とを有し、前記第１部分及び／又は第２部分が駆動することにより、前記第１部分が前記第２部分に対して当該第１部分の長手方向に相対的に移動するように構成された機構である、請求項３記載の昇降送り機構。
【請求項５】
前記第２キャリアは前記送り方向に延びるガイドレールを有し、
前記第１キャリアは、前記ガイドレールを前記送り方向に摺動自在に支持するものであって前記ガイドレールよりも短尺のガイド部材を有し、
前記直動送り機構は、前記第２キャリアに設置された長尺の第１部分と、前記第１キャリアに設置され前記第１部分よりも短尺の第２部分とを有し、前記第１部分及び／又は第２部分が駆動することにより、前記第１部分が前記第２部分に対して当該第１部分の長手方向に相対的に移動するように構成された機構である、請求項３記載の昇降送り機構。
【請求項６】
前記送り方向をプレスラインと一致させて配置した請求項１乃至５のいずれか記載の昇降送り機構と、該昇降送り機構の前記サブキャリアに取り付けられワークを把持するためのワーク把持機構とを備えることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項７】
前記昇降送り機構がプレスラインの左右方向に複数配置され、それぞれの昇降送り機構の前記サブキャリアに前記ワーク把持機構が取り付けられている、請求項６記載のワーク搬送装置。
【請求項８】
前記送り方向をプレスラインと一致させて配置した請求項１乃至５のいずれか記載の昇降送り機構を、プレスラインの左右方向に一対備えるともに、
一対の前記昇降送り機構の前記サブキャリア間に横架されたクロスバーと、該クロスバーに取り付けられワークを把持するワーク把持機構とを備える、ことを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項９】
前記クロスバーは、前記ワーク把持機構を取り付けるために必要な長さに設定された水平棒状部材であり、
前記各サブキャリアにはクロスバーを把持するクロスバー把持部が連結されており、該クロスバー把持部は、前記クロスバーの最大たわみが最小となる支持点近傍に位置する、請求項８記載のワーク搬送装置。
【請求項１０】
ベース体に対して直動機構により所定方向に直線駆動される第１移動体と、
該第１移動体に対して従動機構により前記所定方向に直線駆動される第２移動体と、
前記第１移動体の移動に連動して前記第２移動体を前記所定方向に直線移動させる従動機構と、を備え、
前記従動機構は、前記第１移動体に前記所定方向の前後に間隔をおいて回転自在に設けられた一対の回転体と、該一対の回転体に掛け回された無端状索体とを有し、該無端状索体はその一部において前記第１移動体に連結固定されており、前記無端状索体のうち、前記第１移動体との連結位置を基点に前記回転体を一旦経由した位置において前記第２移動体が連結されている、ことを特徴とする直動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇降機能と送り機能を備えた昇降送り機構及びこれを備えたワーク搬送装置、並びに従動機構を備えた直動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用パネルは複雑な形状をしているため、成形工程を複数段に分け、直線状に並べられたプレスによって成形される。このような複数のプレスを用いるトランスファプレスやタンデムプレスでは、ワーク搬送装置により、あるプレスで成形されたワーク（被加工材）を次のプレスに順次搬送する。
【０００３】
この種のワーク搬送装置として、複数のプレスステーションの全域に延びて各プレスステーション間で同一モーションでワークを搬送するものと、各プレスステーション間にワーク搬送装置を配置してそれぞれ独立にワークを搬送するものとがある。後者のワーク搬送装置としては、汎用多関節ロボットにより構成されるもの、専用設計の多関節アームロボットにより構成されるもの、リンク機構により構成されるものがある。
【０００４】
汎用多関節ロボットにより構成されるワーク搬送装置は、多関節ロボットの先端に吸盤ユニット（バキュームカップ）を装着し、吸盤ユニットによりワークを吸着して搬送するものである。しかし、このような多関節ロボットは制御軸数が多く、かつ各軸の角度の時刻暦を表現することが困難なため、プレス角に同期して動作させることができない。また、剛性が低く、ワークの振動も大きい。以上の理由から、汎用多関節ロボットでは、高速化が困難であるという問題がある。
【０００５】
専用設計の多関節アームにより構成されるワーク搬送装置は、多関節アームの先端に吸盤ユニットを装着し、吸盤ユニットによりワークを吸着して搬送するものである（例えば、下記特許文献１参照）。しかし、水平軸周りの回転角では大きなトルクが必要となり、容量の大きいモータが必要となるため、コストが嵩むという問題がある。また、ワーク位置（手先位置）と各軸の位置・角度の間での座標変換が複雑で、制御も複雑となるため、この観点からもコストが嵩むという問題がある。さらに、アームの通過スペースが大きく、かつプレス機と干渉する部位の特定が困難なため、搬送モーションの最適化が困難であり、高速化が困難であるという問題がある。
【０００６】
リンク機構により構成されるワーク搬送装置は、専用に設計されたリンク機構の先端に吸盤ユニットを装着し、吸盤ユニットによりワークを吸着して搬送するものである（例えば、下記特許文献２参照）。しかし、内力として相殺される分も駆動力を発生しなければならないので、容量の大きなモータが必要となり、コストが嵩むという問題がある。また、旋回運動するリンクは、その通過スペースが大きく、プレス機との干渉の制約が大きいために、高速化が困難であるという問題がある。
【０００７】
また、プレス間に配置されるワーク搬送装置の他の先行技術として、下記特許文献３に開示されたものがある。
図１６は、特許文献３に開示されたワーク搬送装置の構成図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。このワーク搬送装置は、ワーク搬送方向に平行に、かつ上下動自在に設けた少なくとも１対のリフトビーム５１と、それぞれのリフトビーム５１に該リフトビーム５１の長手方向に沿って移動可能に設けた少なくとも１つのキャリア５２と、前記キャリア５２に設けられたガイド５７に沿ってキャリア移動方向に移動可能に設けたサブキャリア５４と、前記キャリア５２の移動時の動きを利用してキャリア駆動動力を前記サブキャリア５４に伝達する動力伝達手段（従動機構）と、互いに対向する前記１対のサブキャリア５２間に横架し、ワーク保持可能なワーク保持手段を設けたクロスバー５７とを備える。
上記の動力伝達手段は、リフトビーム５１にその長手方向に沿って設けた第１のラック５５と、第１のラック５５と噛合し、キャリア５２に回動自在に支承された第１のピニオン５６と、サブキャリア５４にリフトビーム５１の長手方向に沿って設けた第２のラック５３と、第２のラック５３と噛合し、キャリア５２に回動自在に支承された第２のピニオン５８と、第１のピニオン５６の回転力を第２のピニオン５８に伝達する回転力伝達手段（回転軸）５９とを備える。
【０００８】
図１７は、特許文献３に開示されたワーク搬送装置における別の動力伝達手段（従動機構）の構成図である。
動力伝達手段は、リフトビーム５１にその長手方向に沿って設けたラック６２と、ラック６２と噛合し、キャリア５２に回動自在に支承されたピニオン６４と、ピニオン６４に同軸で固定された第１のプーリ６５と、キャリア５２のリフトビーム５１の長手方向の略両端部位に回動自在に支承された第２のプーリ６７，６７と、第１のプーリ６５及び第２のプーリ６７，６７に巻装された無端状ベルト６８とを備え、第２のプーリ６７，６７間でサブキャリア５４が無端状ベルト６８に連結している。
【０００９】
上述した特許文献３の動力伝達手段（従動機構）は、いずれも、長いラック５５，６２が必要であり、部品点数が多く構造が複雑であるため、全体の重量が大きくなる。また、ラック５５，６２を、キャリア５２を支持する側（リフトビーム５１側）に設ける必要があるので、リフトビーム５１は長い構造物とならざるを得ず、設計の自由度が低い。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１６１４０６号公報
【特許文献２】特開２００６−３４６６９９号公報
【特許文献３】特開２００３−１３６１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、駆動源（モータ等）の容量を削減でき、プレス機との干渉を緩和でき、制御を簡略化することができ、従動機構の構成をシンプルにすることができる昇降送り機構及びこれを備えたワーク搬送装置を提供することを課題とする。また、シンプルな構成の従動機構を備えた直動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、本発明の昇降送り機構及びこれを備えたワーク搬送装置、並びに直動機構は、以下の手段を採用する。
（１）本発明の昇降送り機構は、ベースフレームに対して直動昇降機構により昇降するリフトフレームと、該リフトフレームに対して直動送り機構により所定の送り方向に水平直線移動するキャリアと、該キャリアに対し前記送り方向に水平直線移動するサブキャリアと、前記キャリアの移動に連動して前記サブキャリアを水平移動させる従動機構と、を備え、該従動機構は、前記キャリアに前記送り方向の前後に間隔をおいて回転自在に支持された一対の回転体と、該一対の回転体に掛け回された無端状索体とを有し、該無端状索体はその一部において前記リフトフレームに連結固定されており、前記無端状索体のうち、前記リフトフレームとの連結位置を基点に前記回転体を一旦経由した位置において前記サブキャリアが連結されている、ことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、リフトフレームの昇降とキャリアの水平移動がともに直動であるため、多関節アームと異なり、水平軸心周りの回転角で大きなトルクを要しない。また、リンク機構と異なり、内力の相殺がない。このため、駆動源（モータ等）の容量を小さくできる。
また、多関節アームと異なり、鉛直方向と水平方向の直交座標系なので手先位置（サブキャリアの位置）と各軸の位置との間での座標変換が容易であり、制御が簡単である。
また、旋回運動するリンク機構と異なり、水平方向に直進運動するキャリア及びサブキャリアは、その通過スペースが小さいので、送り方向の前後に配置された干渉物との干渉を緩和できる。
また、上記従動機構によって、キャリアがサブキャリアの２倍の距離を移動する倍速機構が構成される。また、この従動機構は、一対の回転体と無端状索体からなり、ラックが不要なので、特許文献３の従動機構に比べて、部品点数が少なく構成をシンプルにすることができ、軽量化を図ることができる。また、従動機構の構成要素として、リフトフレームにラックを設ける必要がないので、必ずしもリフトフレームを長くする必要がない。したがって、設計の自由度が高い。
【００１４】
（２）また、上記（１）の昇降送り機構において、前記キャリアは前記送り方向に延びるガイドレールを有し、前記リフトフレームは、前記ガイドレールを前記送り方向に摺動自在に支持するものであって前記ガイドレールよりも短尺のガイド部材を有し、前記直動送り機構は、前記キャリアに設置された長尺の第１部分と、前記リフトフレームに設置され前記第１部分よりも短尺の第２部分とを有し、前記第１部分及び／又は第２部分が駆動することにより、前記第１部分が前記第２部分に対して当該第１部分の長手方向に相対的に移動するように構成された機構である。
【００１５】
上記構成によれば、キャリア側に長尺のガイドレールと直動送り機構の長尺の第１部分を設置し、リフトフレーム側に短尺のガイド部材と直動送り機構の短尺の第２部分を設置したので、従動機構を採用しながらも、ガイド側のリフトフレームの送り方向寸法を短くすることができ、直動昇降機構により昇降駆動する可動重量を小さくでき、これにより直動昇降機構の駆動源（モータ等）の容量を小さくすることができる。なお、特許文献３の従動機構（図１６、図１７参照）では、リフトビーム５１側に長いラック５５，６２を設置する必要があるため、リフトビーム６２を短くすることはできない。
【００１６】
（３）また、本発明の昇降送り機構は、ベースフレームに対して直動昇降機構により昇降するリフトフレームと、該リフトフレームに対して第１直動送り機構により所定の送り方向に水平直線移動する第１キャリアと、該第１キャリアに対して第２直動送り機構により前記送り方向に水平直線移動する第２キャリアと、該第２キャリアに対して前記送り方向に水平直線移動するサブキャリアと、前記第２キャリアの移動に連動して前記サブキャリアを水平直線移動させる従動機構と、を備え、該従動機構は、前記第２キャリアに前記送り方向の前後に間隔をおいて回転自在に支持された一対の回転体と、該一対の回転体に掛け回された無端状索体とを有し、該無端状索体はその一部において前記第１キャリアに連結固定されており、前記無端状索体のうち、前記第１キャリアとの連結位置を基点に前記回転体を一旦経由した位置において前記サブキャリアが連結されている、ことを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、上記（１）の昇降送り機構と同様に、モータ容量を小さくでき、制御を簡単にでき、送り方向の前後に配置された干渉物との干渉を緩和でき、従動機構の構成をシンプルにでき、軽量化を図ることができる。また、従動機構の構成要素として、第１キャリアにラックを設ける必要がないので、必ずしも第１フレームを長くする必要がない。したがって、設計の自由度が高い。
また、リフトフレームに対して水平移動するキャリアが、第１キャリアと第２キャリアとからなるので、リフトフレームの前後に配置された干渉物間の間隔が狭く、リフトフレームの長さを十分に取ることができない場合でも、第１キャリアと第２キャリアによってサブキャリアの移動範囲を確保できる。
【００１８】
（４）また、上記（３）の昇降送り機構において、前記第１キャリアは前記送り方向に延びるガイドレールを有し、前記リフトフレームは、前記ガイドレールを前記送り方向に摺動自在に支持するものであって前記ガイドレールよりも短尺のガイド部材を有し、前記第１直動送り機構は、前記第１キャリアに設置された長尺の第１部分と、前記リフトフレームに設置され前記第１部分よりも短尺の第２部分とを有し、前記第１部分及び／又は第２部分が駆動することにより、前記第１部分が前記第２部分に対して当該第１部分の長手方向に相対的に移動するように構成された機構である。
【００１９】
上記構成によれば、第１キャリア側に長尺のガイドレールと第１直動送り機構の長尺の第１部分を設置し、リフトフレーム側に短尺のガイド部材と第１直動送り機構の短尺の第２部分を設置したので、ガイド側のリフトフレームの送り方向寸法を短くすることができる。このため、直動昇降機構により昇降駆動する可動重量を小さくすることができるので、直動昇降機構の駆動源（モータ等）の容量を小さくすることができる。
【００２０】
（５）また、上記（３）の昇降送り機構において、前記第２キャリアは前記送り方向に延びるガイドレールを有し、前記第１キャリアは、前記ガイドレールを前記送り方向に摺動自在に支持するものであって前記ガイドレールよりも短尺のガイド部材を有し、前記直動送り機構は、前記第２キャリアに設置された長尺の第１部分と、前記第１キャリアに設置され前記第１部分よりも短尺の第２部分とを有し、前記第１部分及び／又は第２部分が駆動することにより、前記第１部分が前記第２部分に対して当該第１部分の長手方向に相対的に移動するように構成された機構である。
【００２１】
上記構成によれば、第２キャリア側に長尺のガイドレールと第２直動送り機構の長尺の第１部分を設置し、第１キャリア側に短尺のガイド部材と第２直動送り機構の短尺の第２部分を設置したので、従動機構を採用しながらも、ガイド側の第１キャリアの送り方向寸法を短くすることができる。このため、直動昇降機構により昇降駆動する可動重量及び第１直動送り機構により直進駆動する可動重量を小さくすることができるので、直動昇降機構及び第１直動送り機構の駆動源（モータ等）の容量を小さくすることができる。
【００２２】
（６）また、本発明のワーク搬送装置は、送り方向をプレスラインと一致させて配置した上記（１）〜（５）のいずれかの昇降送り機構と、該昇降送り機構の前記サブキャリアに取り付けられワークを把持するためのワーク把持機構とを備えることを特徴とする。
【００２３】
上記のワーク搬送装置によれば、上記（１）〜（５）のいずれかの昇降送り機構を備えるので、駆動源（モータ等）の容量を削減でき、プレス機との干渉を緩和でき、制御を簡略化することができる。
【００２４】
（７）また、上記（６）のワーク搬送装置において、前記昇降送り機構がプレスラインの左右方向に複数配置され、それぞれの昇降送り機構の前記サブキャリアに前記ワーク把持機構が取り付けられている。
【００２５】
上記構成によれば、左右に配置された複数のワーク搬送装置を同期させて動作させることにより、重量物を安定して搬送することができる。
【００２６】
（８）また、本発明のワーク搬送装置は、前記送り方向をプレスラインと一致させて配置した上記（１）〜（５）のいずれかの昇降送り機構を、プレスラインの左右方向に一対備えるともに、一対の前記昇降送り機構の前記サブキャリア間に横架されたクロスバーと、該クロスバーに取り付けられワークを把持するワーク把持機構とを備える、ことを特徴とする。
【００２７】
上記のワーク搬送装置によれば、上記（１）〜（５）のいずれかの昇降送り機構を備えるので、駆動源（モータ等）の容量を削減でき、プレス機との干渉を緩和でき、制御を簡略化することができる。
また、クロスバーにワーク把持機構が取り付けられているので、最適位置でワークを把持し、安定してワークを搬送することができる。
【００２８】
（９）上記（８）のワーク搬送装置において、前記クロスバーは、前記ワーク把持機構を取り付けるために必要な長さに設定された水平棒状部材であり、前記各サブキャリアにはクロスバーを把持するクロスバー把持部が連結されており、該クロスバー把持部は、前記クロスバーの最大たわみが最小となる支持点近傍に位置する。
【００２９】
上記構成によれば、クロスバーが、ワーク把持部を取り付けるために必要な長さに設定された水平棒状部材であるので、クロスバーを軽量化することができる。また、クロスバー把持部が、クロスバーの最大たわみが最小となる支持点近傍に位置するので、クロスバーの両端や他の箇所を支持した場合と比較して、クロスバーのたわみを小さくできる。従って、クロスバーとクロスバー把持部を含めた全体の高さを増加することなく、たわみを抑制することができる。
【００３０】
（１０）また、本発明の直動装置は、ベース体に対して直動機構により所定方向に直線駆動される第１移動体と、該第１移動体に対して従動機構により前記所定方向に直線駆動される第２移動体と、前記第１移動体の移動に連動して前記第２移動体を前記所定方向に直線移動させる従動機構と、を備え、前記従動機構は、前記第１移動体に前記所定方向の前後に間隔をおいて回転自在に設けられた一対の回転体と、該一対の回転体に掛け回された無端状索体とを有し、該無端状索体はその一部において前記第１移動体に連結固定されており、前記無端状索体のうち、前記第１移動体との連結位置を基点に前記回転体を一旦経由した位置において前記第２移動体が連結されている、ことを特徴とする。
【００３１】
上記構成の直動装置は、従動機構が、一対の回転体と無端状索体からなるので、ラックとピニオンを用いた従動機構に比べて、構成をシンプルにすることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の昇降送り機構及びワーク搬送装置によれば、駆動源（モータ等）の容量を削減でき、プレス機との干渉を緩和でき、制御を簡略化することができ、従動機構の構成をシンプルにすることができる。また、本発明の直動装置によれば、従動機構をシンプルにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００３４】
図１は、本発明のパネル搬送装置を備えたタンデムプレスラインの全体概略構成図である。このタンデムプレスラインは、複数のワーク搬送装置１０、複数のプレス装置５、及び制御装置８を備える。この例では、４台のプレス装置５が、ワーク（被加工材、例えばドアパネル等の薄板）を順次プレス加工するようプレスライン方向に直列に配置されている。
【００３５】
図１に示すタンデムプレスラインでは、各プレス装置５の間、最上流位置のプレス装置５の上流側に隣接する位置、及び最下流位置のプレス装置５の下流側に隣接する位置に、ワーク搬送装置１０が配置されている。
最上流のワーク搬送装置１０は、最上流位置のプレス装置５にワークを搬入し、最下流のワーク搬送装置１０は、最下流位置のプレス装置５からワークを搬出する。その他の中間のワーク搬送装置１０は、上流側のプレス装置５からワークを搬出し、下流側のプレス装置５にワークを搬入するようになっている。なお、隣接する２台のプレス装置５の間に、アイドルステーションを設け、その前後に２台のワーク搬送装置１０を備えてもよい。
【００３６】
［第１実施形態］
図２は、本発明の第１実施形態にかかるワーク搬送装置１０の斜視図である。図３は、ワーク搬送装置１０におけるキャリア１８及び従動機構３０の構造を示す斜視図である。
図２及び図３に示すように、ワーク搬送装置１０は、昇降送り機構１２と、ワーク把持機構４４とを備える。
昇降送り機構１２は、ベースフレーム１４に対して直動昇降機構により昇降するリフトフレーム１６と、リフトフレーム１６に対して直動送り機構により所定の送り方向（矢印Ａの方向）に水平移動するキャリア１８と、キャリア１８に対し送り方向に水平直線移動するサブキャリア２０と、キャリア１８の移動に連動してサブキャリア２０を水平移動させる従動機構３０と、を備える。
【００３７】
上記のベースフレーム１４は、図２に示す構成例では、水平且つ互いに平行に配置された２本のＨ型鋼であり、ワーク搬送装置１０の周囲の適宜の部位（天井など）に固定されている。
リフトフレーム１６は、フレーム本体２１とフレーム本体２１から上方に延びるリフトビーム２２を有する。図２に示す構成例では、リフトビーム２２は４本設けられており、それぞれベースフレーム１４に立設されたリフトガイド１５によって昇降自在に支持及び案内されている。このため、リフトフレーム１６はベースフレーム１４に対して安定かつスムーズに昇降動することができる。
【００３８】
また、各リフトビーム２２には、上下方向に延びるラック部２２ａが形成されており、各ラック部２２ａはそれぞれ対応して設けられたピニオン２５と噛合している。また、ベースフレーム１４には、リフトフレーム１６を昇降駆動するための駆動源としての昇降駆動モータ２６が搭載されており、昇降駆動モータ２６の駆動力が動力伝達機構を介して、上記のピニオン２５に伝達され、ピニオン２５が回転することによりリフトビーム２２が昇降する。つまり、リフトフレーム１６が直動で昇降する。この昇降駆動は、上記の制御装置８によって制御される。
【００３９】
なお、図２に示した構成例では、上記の昇降駆動モータ２６、動力伝達機構、ピニオン２５及びラック部２２ａによって、上記の直動昇降機構が構成されている。
この直動昇降機構は、上述した構成に限られず、ベルト機構やチェーン機構と駆動モータとの組み合わせ、あるいは、リニアモータ、液圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置などであってもよい。
【００４０】
リフトフレーム１６の下部にキャリア１８が連結されている。図３に示すように、キャリア１８は、送り方向に延びる長尺部材であり、この構成例では、リフトフレーム１６に設けられたガイドレール１６ａにキャリア１８に設けられたガイド部材１８ｂが支持及び案内されている。このため、キャリア１８は、リフトフレーム１６に対して送り方向に安定かつスムーズに摺動することができる。
リフトフレーム１６には、キャリア１８を送り方向に直線駆動させるための駆動源としての駆動モータ２３（図５参照）が搭載されており、この駆動モータ２３の駆動力が図示しない動力伝達機構を介して、キャリア１８に伝達され、キャリア１８が送り方向に直線駆動される。この直線駆動は、上記の制御装置８によって制御される。
【００４１】
キャリア１８と関連して説明した上記の駆動モータ２３と動力伝達機構は、上記の直動送り機構を構成する。
なお、直動送り機構は、ラックアンドピニオン、ベルト機構、チェーン機構等と駆動モータとの組み合わせであってもよく、リニアモータ、液圧シリンダ装置、空圧シリンダ装置などであってもよい。
【００４２】
図３に示すように、従動機構３０は、キャリア１８に送り方向の前後に間隔をおいて回転自在に支持された一対の回転体３１と、一対の回転体３１に掛け回された無端状索体３３とを有する。無端状索体３３はその一部においてリフトフレーム１６に連結固定されており、無端状索体３３のうち、リフトビーム２２との連結位置を基点に回転体３１を一旦経由した位置においてサブキャリア２０が連結されている。
【００４３】
上記の回転体３１と無端状索体３３は、例えば、スプロケットとチェーン、あるいはプーリとベルトである。図３の構成例では、回転体３１は、キャリア１８のほぼ先端部とほぼ後端部の位置にそれぞれ設けられている。また、図３の構成例では、回転体３１の回転軸心は、送り方向に対して直角且つ水平な方向と一致しているが、送り方向に対して垂直であれば、鉛直方向でも水平面に対して傾斜する方向であってもよい。ただし、一対の回転軸心は、互いに平行であるのが好ましい。
サブキャリア２０は、キャリア１８に設けられたガイドレール１８ａに沿って、キャリア１８に対して送り方向に摺動できるようになっている。
【００４４】
図４は、キャリア１８、サブキャリア２０及び従動機構３０の模式図である。
図４（Ａ）はキャリア１８の中心が上記のリフトフレーム１６の中心と一致した位置にある状態を示している。このリフトフレーム１６の中心線ｃを一点鎖線で示す。また、無端状索体３３は、中心線ｃ上の点ａ１の位置でリフトフレーム１６に連結固定されており、その対向側の中心線上の位置にサブキャリア２０があるものとする。
【００４５】
図４に示すように、無端状索体３３のうち固定点ａ１を基点に一方の回転体３１を経由してサブキャリア２０に連結される部分と、固定点ａ１を基点に他方の回転体３１を経由してサブキャリア２０に連結される部分の長さは同一であるのが好ましい。この構成により、キャリア１８が移動しても、サブキャリア２０の位置は、常に固定点ａ１に対して従動機構３０上の対角の位置に保持される。
【００４６】
次に、上記の従動機構３０によるサブキャリア２０の移動について説明する。
図４（Ａ）の状態から、図４（Ｂ）に示すように、キャリア１８を図で右方向に距離ｌ１だけ水平移動させると、固定点ａ１の位置は変化しないから、固定点ａ１と一方（左側）の回転体３１との距離がｌ１だけ縮まり、他方（右側）の回転体３１との距離がｌ１だけ長くなるから、固定点ａ１と対向側にあるサブキャリア２０では、一方の回転体３１との距離がｌ１だけ長くなり、他方の回転体３１との距離がｌ１だけ短くなる。したがって、サブキャリア２０の移動距離Ｌは、ｌ１＋ｌ１＝２ｌ１となる。すなわち、サブキャリア２０は、キャリア１８の移動距離の２倍の距離を移動する。
【００４７】
図２において、ワーク把持機構４４は、クロスバー４２を介してサブキャリア２０に取り付けられている。ワーク把持機構４４は、例えば、ワークを吸着及び解放することが可能なバキュームカップであり、図２に示す構成例では、クロスバー４２に、プレスラインの左右方向に複数取り付けられている。
【００４８】
次に、上記の如き構成されたワーク搬送装置１０の動作を、図５の模式図を参照して説明する。図５において、左右がプレスライン方向（送り方向）で左側が上流側、右側が下流側である。符号ａ１は、上述したように無端状索体３３とリフトフレーム１６との固定点を示す。符号ａ２は、無端状索体３３とサブキャリア２０との固定点を示す。また、理解を容易にするため、図中のリフトフレーム１６及びキャリア１８において、符号１６ａ，１８ａはそれぞれガイドレールであり、ガイドレール１６ａ，１８ａ以外の部分にはハッチングを施している。なお、図５では、クロスバー４２及びワーク把持機構４４の図示を省略している。
【００４９】
図５（Ａ）の状態から上流側のプレス装置５に向ってキャリア１８を水平移動させると、キャリア１８の移動に連動してサブキャリア２０がキャリア１８と同一方向にキャリア１８の移動距離の２倍の距離を移動する。図５（Ｂ）に示すように、サブキャリア２０をワーク把持位置まで移動させたら、直動昇降機構によりリフトフレーム１６を下降させてワーク把持機構４４によりワークを把持する。ワークを把持したら、直動昇降機構によりリフトフレーム１６を上昇させて、下流側のプレス装置５に向ってキャリア１８を水平移動させる。すると、キャリア１８の移動に連動して、サブキャリア２０がキャリア１８と同一方向にキャリア１８の移動距離の２倍の距離を移動する。図５（Ｃ）に示すように、サブキャリア２０をワーク解放位置まで移動させたら、直動昇降機構によりリフトフレーム１６を下降させてワーク把持機構４４によりワークを解放する。ワークを解放したら、下流側のプレス装置５のスライド６が下降する前に、キャリア１８を上流側へ移動させ、中立位置に戻す。
【００５０】
本実施形態のワーク搬送装置１０によれば、リフトビーム２２の昇降とキャリア１８の水平移動がともに直動であるため、多関節アームと異なり、水平軸心周りの回転角で大きなトルクを要しない。また、リンク機構と異なり、内力の相殺がない。このため、駆動源（モータ等）の容量を小さくできる。
また、多関節アームと異なり、鉛直方向と水平方向の直交座標系なので手先位置（サブキャリア２０の位置）と各軸の位置との間での座標変換が容易であり、制御が簡単である。
また、旋回運動するリンク機構と異なり、水平方向に直進運動するキャリア１８及びサブキャリア２０は、その通過スペースが小さいので、送り方向の前後に配置されたスライド６などの干渉物との干渉を緩和できる。
【００５１】
また、上記の従動機構３０は、一対の回転体３１と無端状索体３３からなり、ラックが不要なので、特許文献３の従動機構に比べて、部品点数が少なく構成をシンプルにすることができ、軽量化を図ることができる。また、従動機構３０の構成要素として、リフトフレーム１６にラックを設ける必要がないので、必ずしもリフトフレーム１６を長くする必要がない。したがって、設計の自由度が高い。
【００５２】
なお、図２の構成例では、キャリア１８が一つの場合を示したが、リフトフレーム１６に対して複数本のキャリア１８をプレスラインの左右方向に取り付け、各キャリア１８にサブキャリア２０を取り付け、複数のサブキャリア２０でクロスバー４２を支持してもよい。
また、プレスラインの左右に複数の昇降送り機構１２を配置し、各サブキャリア２０にワーク把持機構４４を取り付け、複数のワーク搬送装置１０を同期させて動作させてもよい。この構成により、重量物を安定して搬送することができる。
【００５３】
また、送り方向をプレスラインと一致させて一対の昇降送り機構１２を設置し、各サブキャリア２０間にクロスバー４２を横架し、クロスバー４２にワーク把持機構４４を取り付けて、ワーク搬送装置１０を構成してもよい。この構成により、クロスバー４２にワーク把持機構４４が取り付けられているので、最適位置でワークを把持し、安定してワークを搬送することができる。
なお、一対のサブキャリア２０間にクロスバー４２を横架する場合、上記のクロスバー４２と、クロスバー４２を把持しサブキャリア２０に連結する図示しない一対のクロスバー把持部４１とにより、後述するクロスバー支持装置４０（図１１参照）が構成される。
【００５４】
上述した実施形態における従動機構３０は、ワーク搬送装置１０の一構成要素として説明したが、これをワーク搬送装置１０以外の装置における直動装置に適用しても良い。
すなわち、ベース体に対して直動機構により所定方向に直線駆動される第１移動体と、第１移動体に対して従動機構３０により前記所定方向に直線駆動される第２移動体と、第１移動体の移動に連動して第２移動体を前記所定方向に直線移動させる従動機構３０と、を備えた直動装置において、従動機構３０は、第１移動体に所定方向の前後に間隔をおいて回転自在に設けられた一対の回転体３１と、一対の回転体３１に掛け回された無端状索体３３とを有し、無端状索体３３はその一部において第１移動体に連結固定されており、無端状索体３３のうち、第１移動体との連結位置を基点に回転体３１を一旦経由した位置において第２移動体が連結されているものとしてもよい。
【００５５】
図６は、第１実施形態の別の構成例を示す模式図である。
この構成例において、キャリア１８は送り方向に延びるガイドレール１８ｃを有し、リフトフレーム１６は、ガイドレール１８ｃを送り方向に摺動自在に支持するガイド部材１６ｂを有する。ガイド部材１６ｂはガイドレール１８ｃよりも短尺である。
またこの構成例において、キャリア１８をリフトフレーム１６に対して水平直線移動させる直動送り機構（図示せず）は、キャリア１８に設置された長尺の第１部分と、リフトフレーム１６に設置され第１部分よりも短尺の第２部分とを有し、第１部分及び／又は第２部分が駆動することにより、第１部分が第２部分に対して第１部分の長手方向に相対的に移動するように構成された機構である。
【００５６】
このような直動送り機構としては、ラックアンドピニオン機構、ボールネジ機構、リニアモータ等がある。ラックアンドピニオン機構の場合、長尺のラックが上記の第１部分であり、短尺のピニオンが上記の第２部分である。ボールネジ機構の場合は、長尺のスクリュー（ネジ棒）が上記の第１部分であり、短尺のナットが上記の第２部分である。リニアモータの場合、推進コイルが直線状に並べられたもの（リニアレール）が上記の第１部分であり、短尺の永久磁石又は電磁石が上記の第２部分である。なお上記の駆動は、機械的または磁気的な駆動を意味する。
【００５７】
上記構成によれば、キャリア１８側に長尺のガイドレール１８ｃと直動送り機構の長尺の第１部分を設置し、リフトフレーム１６側に短尺のガイド部材１６ｂと直動送り機構の短尺の第２部分を設置したので、従動機構３０を採用しながらも、ガイド側のリフトフレーム１６の送り方向寸法を短くすることができ、直動昇降機構により昇降駆動する可動重量を小さくでき、これにより直動昇降機構の駆動源（モータ等）の容量を小さくすることができる。なお、特許文献３の従動機構（図１６、図１７参照）では、リフトビーム５１側に長いラック５５，６２を設置する必要があるため、リフトビーム５１を短くすることはできない。
【００５８】
［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態にかかるワーク搬送装置１０の斜視図である。図８は、図７のワーク搬送装置１０の模式図である。
図７及び図８に示すように、本実施形態のワーク搬送装置１０は、昇降送り機構１２と、ワーク把持機構４４とを備える。昇降送り機構１２は、ベースフレーム１４に対して直動昇降機構により昇降するリフトフレーム１６と、リフトフレーム１６に対して第１直動送り機構により送り方向に水平移動する第１キャリア３５と、第１キャリア３５に対して第２直動送り機構により送り方向に水平直線移動する第２キャリア３７と、第２キャリア３７に対して従動機構３０により送り方向に水平移動するサブキャリア２０と、第２キャリア３７に連動してサブキャリア２０を水平移動させる従動機構３０と、を備える。
【００５９】
ベースフレーム１４、リフトフレーム１６及び直動昇降機構は、上述した第１実施形態と同様に構成されている。
リフトフレーム１６の下部に第１キャリア３５が連結されている。この構成例では、リフトフレーム１６の下部に長尺のガイドレール１６ａがプレスラインの左右方向に一対設けられており、第１キャリア３５に設けられた一対の短尺のガイド部材３５ｂがガイドレール１６ａに支持及び案内されている。このため、第１キャリア３５は、リフトフレーム１６に対して送り方向に安定かつスムーズに摺動することができる。
【００６０】
第１キャリア３５には、第１キャリア３５を送り方向に直線駆動させるための駆動源としての第１駆動モータ２３Ａが搭載されており、この第１駆動モータ２３Ａの駆動力が図示しない動力伝達機構を介して、第１キャリア３５に伝達され、第１キャリア３５が送り方向に直線駆動される。この直線駆動は、上記の制御装置８によって制御される。なお、第１駆動モータ２３Ａは、リフトフレーム１６に搭載されていてもよい。
【００６１】
第１キャリア３５の下部に第２キャリア３７が連結されている。図７に示すように、この構成例では、第２キャリア３７は、プレスラインの左右方向に間隔を置いて平行に一対設けられており、第１キャリア３５の下部に各第２キャリア３７の両側に沿って延びる長尺のガイドレール３５ａがプレスラインの左右方向に一対設けられており、第２キャリア３７に設けられた一対のガイド部材３７ｂ（図８参照）がガイドレール３５ａに支持及び案内されている。このため、第２キャリア３７は、第１キャリア３５に対して送り方向に安定かつスムーズに摺動することができる。
【００６２】
また、第１キャリア３５には、第２キャリア３７を送り方向に直線駆動させるための駆動源としての第２駆動モータ２３Ｂが搭載されており、この第２駆動モータ２３Ｂの駆動力が図示しない動力伝達機構を介して、第２キャリア３７に伝達され、第２キャリア３７が送り方向に直線駆動される。この直線駆動は、上記の制御装置８によって制御される。
【００６３】
図７に示すように、ワーク把持機構４４は、クロスバー４２を介してサブキャリア２０に取り付けられている。図７に示す構成例では、一対のサブキャリア２０にクロスバー４２が横架されており、クロスバー４２に対してワーク把持機構４４が、プレスラインの左右方向に複数取り付けられている。なお、上記のクロスバー４２と、クロスバー４２を把持しサブキャリア２０に連結する図示しない一対のクロスバー把持部４１とにより、後述するクロスバー支持装置４０（図１１参照）が構成されている。
【００６４】
図８に示すように、従動機構３０において、無端状索体３３の一部が固定点ａ１において第１キャリア３５に連結固定されている。
従動機構３０のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６５】
本実施形態のワーク搬送装置１０によれば、第１実施形態と同様に、モータ容量を小さくでき、制御を簡単にでき、送り方向の前後に配置されたスライド６などの干渉物との干渉を緩和でき、従動機構３０の構成をシンプルにできる。
また、本実施形態のワーク搬送装置１０によれば、リフトフレーム１６に対して水平移動するキャリア１８が、第１キャリア３５と第２キャリア３７とからなるので、リフトフレーム１６の前後に配置された干渉物間の間隔（非干渉エリア）が狭く、リフトフレーム１６の長さを十分に取ることができない場合でも、第１キャリア３５と第２キャリア３７によってサブキャリア２０の移動範囲を確保できる。
【００６６】
なお、上記のワーク搬送装置１０をプレスラインの左右方向に複数配置し、複数のワーク搬送装置１０を同期させて動作させてもよい。この構成により、重量物を安定して搬送することができる。
また、送り方向をプレスラインと一致させて一対の昇降送り機構１２を設置し、各サブキャリア２０間にクロスバー４２を横架し、クロスバー４２にワーク把持機構４４を取り付けて、ワーク搬送装置１０を構成してもよい。この構成により、クロスバー４２にワーク把持機構４４が取り付けられているので、最適位置でワークを把持できるとともに、一対の昇降送り機構１２により搬送可能重量を増大させて重量物を安定して搬送することができる。
【００６７】
図９は、第２実施形態の別の構成例を示す模式図である。
図９に示す構成例において、第１キャリア３５は送り方向に延びるガイドレール３５ｃを有し、リフトフレーム１６はガイドレール３５ｃを送り方向に摺動自在に支持するガイド部材１６ｂを有する。ガイド部材１６は、ガイドレール３５ｃよりも短尺である。
またこの構成例において、第１キャリア３５をリフトフレーム１６に対して水平直線移動させる第１直動送り機構（図示せず）は、第１キャリア３５に設置された長尺の第１部分と、リフトフレーム１６に設置され第１部分よりも短尺の第２部分とを有し、第１部分及び／又は第２部分が駆動することにより、第１部分が第２部分に対して第１部分の長手方向に相対的に移動するように構成された機構である。このような第１直動送り機構の具体例は、上述した第１実施形態の別の構成例における直動送り機構と同様であるので、説明を省略する。
【００６８】
上記構成によれば、第１キャリア３５側に長尺のガイドレール３５ｃと第１直動送り機構の長尺の第１部分を設置し、リフトフレーム１６側に短尺のガイド部材１６ｂと第１直動送り機構の短尺の第２部分を設置したので、ガイド側であるリフトフレーム１６の送り方向寸法を短くすることができる。このため、直動昇降機構により昇降駆動する可動重量を小さくすることができるので、直動昇降機構の駆動源（モータ等）の容量を小さくすることができる。
【００６９】
図１０は、第２実施形態のさらに別の構成例を示す模式図である。
図１０に示す構成例において、第２キャリア３７は送り方向に延びるガイドレール３７ｃを有し、第１キャリア３５はガイドレール３７ｃを送り方向に摺動自在に支持するガイド部材３５ｄを有する。ガイド部材３５ｄは、ガイドレール３７ｃよりも短尺である。
またこの構成例において、第２キャリア３７を第１キャリア３５に対して水平直線移動させる第２直動送り機構（図示せず）は、第２キャリア３７に設置された長尺の第１部分と、第１キャリア３５に設置され第１部分よりも短尺の第２部分とを有し、第１部分及び／又は第２部分が駆動することにより、第１部分が第２部分に対して第１部分の長手方向に相対的に移動するように構成された機構である。このような第２直動送り機構の具体例は、上述した第１実施形態の別の構成例における直動送り機構と同様であるので、説明を省略する。
【００７０】
上記構成によれば、第２キャリア３７側に長尺のガイドレール３７ｃと第２直動送り機構の長尺の第１部分を設置し、第１キャリア３５側に短尺のガイド部材３５ｄと第２直動送り機構の短尺の第２部分を設置したので、従動機構３０を採用しながらも、ガイド側である第１キャリア３５の送り方向寸法を短くすることができる。このため、直動昇降機構により昇降駆動する可動重量及び第１直動送り機構により直進駆動する可動重量を小さくすることができるので、直動昇降機構及び第１直動送り機構の駆動源（モータ等）の容量を小さくすることができる。
【００７１】
［クロスバー支持装置の実施形態］
図１１は、上述したワーク搬送装置１０におけるクロスバー支持装置４０の第１構成例を示す図であり、（Ａ）は従来例、（Ｂ）は本発明を示している。
この図において、クロスバー４２は、軸方向にほぼ一様な分布荷重と曲げ剛性を有し、クロスバー把持部４１は、支持点Ａ，Ｂを中心にたわみ角発生可能にクロスバー４２を単純支持する２点支持である。
ここで、たわみ角発生可能に支持するとは、長尺なクロスバー４２を材料力学の梁理論で言う曲り梁とみなした場合に、支持位置にてたわみ角がゼロに制御されない単純支持の条件で支持した状態を指す。単純支持とは、材料力学における曲り梁の単純支持の意味である。
【００７２】
クロスバー支持装置４０は、ワーク把持機構４４が取り付けられ搬送ラインと直角方向に延びるクロスバー４２と、クロスバー４２をクロスバー軸周りの回転方向に傾動可能に把持しサブキャリア２０に連結する１対のクロスバー把持部４１からなる。
この例でクロスバー４２は、ワーク把持機構４４を取り付けるために必要な長さＬに設定された水平棒状部材である。
また図１１（Ｂ）において、クロスバー把持部４１は、クロスバー４２の最大たわみが最小となる支持点に位置する。
【００７３】
なお、以下の説明において、クロスバー４２の全長をＬ、その縦弾性係数（ヤング率）をＥ、断面二次モーメントをＩ、クロスバー４２の自重による等分布荷重をｑとする。
【００７４】
図１１（Ａ）の従来例は、クロスバー４２の両端をクロスバー把持部４１で支持する両端支持梁の場合を示している。
この場合、材料力学の梁理論により、クロスバー４２の最大たわみは、Ａ点からの距離ｘがＬ／２の位置において、数１の式（１）で示される。
【００７５】
【数１】
2009061496.tif 000003
【００７６】
一方、図１１（Ｂ）の本発明では、クロスバー把持部４１は、クロスバー４２の両端から一定の距離ａに位置する。
この場合、材料力学の梁理論により、クロスバー４２の最大たわみは、Ａ点からの距離ｘが０又はＬ／２の位置において、数２の式（２）（３）で示される。
【００７７】
【数２】
2009061496.tif 000004
【００７８】
図１１（Ｂ）において、式（２）（３）の最大たわみが等しい場合に、クロスバー４２の最大たわみが最小となる。
従って、式（２）（３）から、クロスバー把持部４１が両端からクロスバー４２全長Ｌの０．２２倍から０．２３倍の間（正確には、０．２２３１倍から０．２２３２倍）の間に位置するときに、材料力学の梁理論により、クロスバー４２の自重による最大たわみを最小にできる。
【００７９】
図１２は、図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）の最大たわみの比較図である。この図において、縦軸はω／Ｗ、横軸はａ／Ｌである。
また、ωは位置ａにおいて単純支持した場合の梁端部もしくは中央部の最大たわみ、
Ｗは端部において単純支持した場合の梁中央部の最大たわみ、ａは支持位置、Ｌは梁長さ、実線は、位置ａにおいて単純支持した場合の梁中央部のたわみと端部において単純支持した場合の梁中央部のたわみの比、破線は、位置ａにおいて単純支持した場合の梁端部のたわみと端部において単純支持した場合の梁中央部のたわみの比、である。
位置ａにおいて単純支持した場合の最大たわみ（式（２）、（３））と、端部において単純支持した場合の梁中央部の最大たわみ（式（１））の比が１／５以下になるような位置で支持する。この場合、上記グラフより、支持位置ａは以下の通りとなる。
０．１５≦ａ≦０．２９
すなわち、クロスバー把持部４１が両端からクロスバー４２全長Ｌの０．１５倍から０．２９倍の間（両矢印の範囲）であれば、クロスバー４２の最大たわみは、従来の両端支持の場合の１／５以下にすることができる。
【００８０】
式（３）において、ａ＝０．２２Ｌとおくと、（Ｌ／ａ−１）＝２．５４５、（Ｌ／ａ−１）２＝６．４７７、であるから、式（１）のたわみ：式（２）のたわみは、５：０．２２４×６．４７７×（５×６．４７７−２４）＝５：０．１２７となり、本発明によるクロスバー４２の最大たわみは、従来の両端支持の場合の約１／４０となることがわかる。
従って、クロスバー４２の自重による最大たわみを大幅に低減でき、干渉条件の制限内で、クロスバー４２を従来より大型化ができ、これによりクロスバー４２の剛性を高めて、振動を抑制することができる。
【００８１】
図１１の例では、クロスバー４２の自重による等分布荷重ｑのみを考慮したが、ワーク把持機構４４がクロスバー４２軸上方向に一様に配置された場合など、クロスバー４２の自重とワーク把持機構４４の荷重とを合わせた荷重が軸方向にほぼ一様な分布荷重とみなせる場合にも本発明は適用可能である。
【００８２】
図１３は、クロスバー支持装置４０の第２構成例であり、クロスバー４２自重による等分布荷重とは別にワーク把持機構４４の荷重を考慮した例である。
この荷重が、支持点の中央点にＰ１，両端にＰ２である場合、材料力学の梁理論により、クロスバー４２の最大たわみは、Ａ点からの距離ｘが０又はＬ／２の位置において、数３の式（４）（５）で示される。
なお、図１１（Ｂ）の分布荷重も考慮する場合には、この式を式（２）（３）に加算して示される。
【００８３】
【数３】
2009061496.tif 000005
【００８４】
式（４）（５）において、第１項と第２項の符号が相違することがわかる。従って、クロスバー把持部４１の位置aを最適に設定してやることにより、ワーク把持機構４４をクロスバー４２に取り付けた状態におけるクロスバー４２の最大たわみを最小とすることができる。
また、クロスバー把持部４１の間に位置するワーク把持機構４４による荷重Ｐ１によるクロスバー４２のたわみを低減するように支持点の外側に荷重Ｐ２を付加することにより、図１１（Ｂ）のままで、ワーク把持機構４４による影響を低減又は相殺（なくす）ことができる。
また、クロスバー把持部４１の外に位置するワーク把持機構４４による荷重Ｐ２によるクロスバー４２のたわみを低減するように支持点の間に荷重Ｐ１を付加することにより、同様に図１１（Ｂ）のままで、ワーク把持機構４４による影響を低減又は相殺（なくす）ことができる。
なお、荷重の位置は、この例に限定されず、任意の位置において、材料力学の梁理論により、同様の関係式を求めることができる。
【００８５】
図１４（Ａ）は、クロスバー支持装置４０の第３構成例である。
この例は、クロスバー４２が、クロスバー把持部４１の中間とその外側で、異なる断面形状と異なる曲げ剛性を有する場合を想定している。
図１１の例では、クロスバー４２の自重による等分布荷重ｑのみを考慮したが、実際の使用では、ワーク把持機構４４の荷重が作用する。この荷重が、クロスバー把持部４１間の中央点Ｐ１であり、クロスバー把持部４１の外側の断面形状が大きく追加の等分布荷重ｑ２がある場合を示している。この場合、材料力学の梁理論により、クロスバー４２の最大たわみは、Ａ点からの距離ｘが０又はＬ／２の位置において、数４の式（６）（７）で示される。
なお、図１１（Ｂ）の分布荷重も考慮する場合には、この式を式（２）（３）に加算して示される。
【００８６】
【数４】
2009061496.tif 000006
【００８７】
式（６）（７）において、第１項と第２項の符号が相違することがわかる。従って、支持点の間に位置するワーク把持機構４４による荷重Ｐ１によるクロスバー４２のたわみを低減するように外側の等分布荷重ｑ２を付加することにより、図１１（Ｂ）のままで、ワーク把持機構４４による影響を低減又は相殺（なくす）ことができる。
また、外側の等分布荷重ｑ２の代わりに別のワーク把持機構４４を設けてクロスバー４２のたわみを低減してもよい。
【００８８】
なお、荷重の位置は、この例に限定されず、例えば図１４（Ｂ）のようなパターン（第４構成例）場合も、材料力学の梁理論により、同様の関係式を求めることができる。
【００８９】
また、クロスバー把持部４１を、支持点を中心にたわみ角発生不能にクロスバー４２を固定支持するように構成してもよい。
ここで、たわみ角発生不能に支持するとは、長尺なクロスバー４２を材料力学の梁理論で言う曲り梁とみなした場合に、支持位置にてたわみ角がゼロに抑制される固定支持の条件で支持した状態を指す。固定支持とは、材料力学における曲り梁の固定支持の意味である。
この構成により、クロスバー把持部４１の支持点の間を両端固定梁とみなすことができ、さらに、クロスバー４２の最大たわみを大幅に低減し、干渉条件の制限内で、クロスバー４２を大型化ができ、クロスバー４２の剛性を高め、振動を抑制することができる。
【００９０】
例えば図１１（Ｂ）に示す実施形態において、クロスバー把持部４１は、支持点Ａ，Ｂを中心にたわみ角発生不能にクロスバー４２を支持する２点支持とした場合も同様に、材料力学の梁理論によってクロスバー４２の最大たわみを最小にする支持位置を求めることができる。
【００９１】
図１５は、固定支持の場合の最大たわみの比較図である。この図において、縦軸はω／Ｗ、横軸はａ／Ｌである。この図において、縦軸はω／Ｗ、横軸はａ／Ｌである。
また、ωは、位置ａにおいて固定支持した場合の梁端部もしくは中央部の最大たわみ、Ｗは端部において固定支持した場合の梁中央部の最大たわみ、ａは支持位置、Ｌは梁長さ、実線は、位置ａにおいて固定支持した場合の梁中央部のたわみと、端部において固定支持した場合の梁中央部のたわみの比、破線は、位置ａにおいて固定支持した場合の梁端部のたわみと端部において固定支持した場合の梁中央部のたわみの比である。
ここで、数５の式（８）は、端部において固定支持した場合の梁中央部のたわみ、
数５の式（９）は、位置ａにおいて固定指示した場合の梁端部のたわみ、数５の式（１０）は、位置ａにおいて固定指示した場合の梁中央部のたわみである。
【００９２】
【数５】
2009061496.tif 000007
【００９３】
位置ａにおいて固定支持した場合の最大たわみ（式（９）、（１０））と、端部において固定支持した場合の梁中央部の最大たわみ（式（８））の比が１／５以下になるような位置で支持する。この場合、上記グラフより、支持位置ａは以下の通りとなる。
０．１７≦ａ≦０．２５
すなわちこのとき、クロスバー把持部４１が両端からクロスバー４２の全長Ｌの０．１７倍から０．２５倍の間（両矢印の範囲）であれば、クロスバー４２の最大たわみは、従来の両端固定支持の場合の１／５以下にすることができる。
【００９４】
上記の如き構成されたクロスバー支持装置４０によれば、クロスバー４２が、ワーク把持機構４４を取り付けるために必要な長さに設定された水平棒状部材であるので、クロスバー４２を軽量化することができる。
また、クロスバー把持部４１が、クロスバー４２の最大たわみが最小となる支持点近傍に位置するので、クロスバー４２の両端や他の箇所を支持した場合と比較して、クロスバー４２のたわみを小さくできる。
従って、上述したワーク搬送装置１０に適用でき、クロスバー４２とクロスバー把持部４１を含めた全体の高さを増加することなく、たわみを抑制することができる。
【００９５】
特に、クロスバー４２が、軸方向にほぼ一様な分布荷重と曲げ剛性を有し、クロスバー把持部４１が、たわみ角が発生不能にクロスバー４２を固定支持し、かつクロスバー４２の両端からクロスバー４２全長の０．１７倍から０．２５倍の間に位置することにより、材料力学の梁理論により、クロスバー４２の自重による最大たわみを低減できる。
従って、干渉条件の制限内で、クロスバー４２の大型化ができ、クロスバー４２の剛性を高め、振動を抑制することができる。
【００９６】
なお、上記のクロスバー支持装置４０において、「クロスバーの最大たわみが最小となる支持点」の代わりに、「最大たわみ角が最小となる支持点」を用いてもよい。
【００９７】
上記において、本発明の実施形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明のワーク搬送装置を備えたタンデムプレスラインの全体概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるワーク搬送装置の斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるワーク搬送装置におけるキャリア及び従動機構の構造を示す斜視図である。
【図４】従動機構によるサブキャリアの移動について説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかるワーク搬送装置の動作を説明する模式図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかるワーク搬送装置の別の構成例を示す模式図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかるワーク搬送装置の斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態にかかるワーク搬送装置を示す模式図である。
【図９】本発明の第２実施形態にかかるワーク搬送装置の別の構成例を示す模式図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかるワーク搬送装置のさらに別の構成例を示す模式図である。
【図１１】本発明のワーク搬送装置におけるクロスバー支持装置の第１構成例を示す模式図である。
【図１２】図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）の最大たわみの比較図である。
【図１３】本発明のワーク搬送装置におけるクロスバー支持装置の第２構成例を示す模式図である。
【図１４】本発明のワーク搬送装置におけるクロスバー支持装置の第３構成例及び第４構成例を示す模式図である。
【図１５】固定支持の場合の最大たわみの比較図である。
【図１６】従来技術を示す図である。
【図１７】別の従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
５  プレス装置
６  スライド
８  制御装置
１０  ワーク搬送装置
１２  昇降送り機構
１４  ベースフレーム
１６  リフトフレーム
１８  キャリア
２０  サブキャリア
３０  従動機構
３１  回転体
３３  無端状索体
３５  第１キャリア
３７  第２キャリア
４０  クロスバー支持装置
４１  クロスバー把持部
４２  クロスバー
４４  ワーク把持機構
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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