JP2013022642A - ワーク搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラックを含むフィードバーの重量を軽減することで、フィードバーをスピーディに水平走行動作できるワーク搬送装置を提供。
【解決手段】スライドガイド14に水平に保持されてその長手方向所定位置にワーク保持部50が設けられたフィードバー20を、少なくとも軸方向前後に走行動作させることで、所定位置のワークを他の所定位置まで順次搬送するワーク搬送装置10で、軸方向前後水平送り機構Ｂを、フィードバー20の一側面に形成した軽量素材製のラック22と、スライドガイド14に設けたスライドベース30に配設した駆動側の複数のプーリ34と、複数のプーリ34に巻装されてラック22と噛み合う駆動側の歯付無端ベルト36で構成した。少なくともラック２２を軽量素材で構成したので、ラック２２を含むフィードバー20の重量が従来より軽減されて、フィードバー20の軸方向への走行がスピーディとなる。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば、プレス機械に列設した金型にワークを順次搬送するために利用される産業ロボットであるワーク搬送装置に係り、特に、水平に保持されてその長手方向所定位置にワーク保持ハンドが設けられたフィードバーを、少なくとも昇降動作および軸方向前後に走行動作させることで、所定位置のワークをワーク保持ハンドで保持して他の所定位置まで順次搬送するワーク搬送装置に関する。

この種のワーク搬送装置の一例として、下記特許文献１が知られている。

ここには、軸方向スライドおよび昇降動作できるように構成されたフィードバーの両端部に、ワークを保持できるワーク保持ハンドが固定されており、例えば、フィードバーが上昇，軸方向スライドおよび下降することで、ワークをある場所から他の場所に搬送する（例えば、プレス機械に列設した金型にワークを順次搬送する）産業ロボットであるワーク搬送装置が記載されている。

そして、フィードバーを軸方向に前後スライドさせる水平送り機構は、フィードバー側に形成した従動側のラックと、フィードバーをスライド可能に支持するスライドガイド側に設けた、前記ラックと噛み合う駆動ピニオンからなる、ラック＆ピニオン機構で構成されている。

特開平３−５０３１号公報（図１，２，５，６）

しかし、ラック＆ピニオン機構を構成するラックおよびピニオンは、噛み合う歯の摩滅を防止するために、鉄合金などの硬い金属材料で構成されているために、以下の問題があった。

第１には、フィードバーは中空体で構成されて軽量化されているが、フィードバーに一体化されているラックの重量が大きいため、ラックを含むフィードバーの重量がかさみ、フィードバーをスピーディに走行動作できず、それだけワークの搬送に時間がかかる。

第２には、フィードバーを軸方向に走行させる際に、ラックとピニオンの歯が当たって大きな金属音（騒音）が発生する。

第３には、ラック＆ピニオン機構の歯の摩滅や騒音の発生を抑制するために、ラック＆ピニオン機構への給脂作業が不可欠である。

そこで、発明者は次のように考えた。

ラック＆ピニオン機構では、ラックとピニオン間の一部の歯だけが噛み合って駆動力を伝達するため、各歯に作用する力が大きく、歯の摩滅を防ぐためには、ラックおよびピニオンを鉄合金などの硬い金属材料（鉄合金は重量が大きい）で構成する必要がある。
しかし、駆動力伝達側部材と駆動力被伝達側（従動側）部材であるラックとの間で、駆動力を伝達する際に同時に多くの歯が噛み合うようにすれば、駆動力伝達側部材とラック間で噛み合う各歯に作用する力は小さくなるので、それだけ両部材の歯が摩滅しにくい。特に、駆動力伝達側部材をゴムや樹脂で構成した歯付ベルトで構成すれば、歯がいっそう摩滅しにくいので、ラックの素材として鉄合金などの硬い金属材料以外の材料（軽量かつ硬度のいくぶん低い材料）を採用でき、これによりラックを含むフィードバーの総重量が低減して、フィードバーをスピーディに走行動作させることができるし、フィードバーを走行動作させる際に駆動力伝達側部材とラックの歯同士が当たっても、大きな金属音（騒音）が発生しないし、給脂する頻度も減る、と考えた。

本発明は、前記した従来技術の課題に鑑みて、また前記した発明者の知見に基づいてなされたもので、その目的は、駆動力伝達側部材と駆動力被伝達側（従動側）部材であるラックとが噛み合って駆動力を伝達する際に同時に多くの歯同士が噛み合うように構成することで、ラックを軽量材で構成することが可能となって、フィードバーを軸方向にスピーディに走行動作させることができるワーク搬送装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に係るワーク搬送装置においては、ワーク保持部が設けられた長尺状のフィードバーと、前記フィードバーを軸方向水平にスライド可能に支持するスライドガイドと、前記スライドガイドに設けられたスライドベースと前記フィードバーとの間に介装されて、前記スライドガイドに対し前記フィードバーを軸方向に走行動作させる水平送り機構とを備えたワーク搬送装置において、
前記水平送り機構を、前記フィードバーの一側面に形成された軽量素材で構成した従動側のラックと、前記ラックに接近して前記スライドベースに配設された駆動側の複数のプーリと、前記複数のプーリ間に巻装されて前記ラックと噛み合う駆動側の歯付無端ベルトとを備えるように構成した。

また、前記課題を解決するために、請求項２に係るワーク搬送装置においては、ワーク保持ハンドが長手方向所定位置に配設された長尺状のフィードバーと、架台に担持されて前記フィードバーを軸方向水平にスライド可能に支持するスライドガイドと、前記スライドガイドの前記ワーク保持ハンド配設側と反対側に固定一体化されたスライドベースと、前記フィードバーと前記スライドベースとの間に介装されて、前記スライドガイドに対し前記フィードバーを軸方向に走行動作させる水平送り機構と、前記スライドベースと前記架台との間に介装されて、前記架台に対し前記スライドガイドと一体に前記フィードバーを昇降動作させる昇降機構と、を備え、前記ワーク保持ハンドで保持した所定位置のワークを他の所定位置まで搬送するワーク搬送装置において、
前記水平送り機構を、前記フィードバーの一側面に形成された軽量素材で構成した従動側のラックと、前記ラックに接近して前記スライドベースに配設された駆動側の複数のプーリと、前記複数のプーリ間に巻装されて前記ラックと噛み合う駆動側の歯付無端ベルトとを備えるように構成した。

（請求項１,２の作用）フィードバーの一側面に形成されたラックがゴム，樹脂，アルミニウム合金，マグネシウム合金等の軽量素材（従来の鉄合金に比べて剛性が低い軽量素材）で構成されているが、駆動側の歯付無端ベルト（の外歯）は、複数のプーリ間の全域において従動側のラック（の歯）と噛み合って駆動力が伝達されるので、歯付無端ベルトとラック間の噛み合う個々の歯に作用する力は、噛み合う歯の数が多い分、従来の水平送り機構を構成するラックとピニオン間の噛み合う個々の歯に作用する力に比べて小さい。即ち、駆動側の歯付ベルトの外歯と従動側のラックの歯の噛み合いによって駆動力が伝達されるが、歯付ベルトとラックの１歯当たりに作用する力は、駆動力が噛み合う歯の数に分散された大きさとなるため、歯付ベルトとラックのそれぞれの歯はそれだけ摩滅しにくい。

さらに、駆動側の歯付無端ベルトは、プーリに巻装可能な可撓性を備えたゴムまたは樹脂で構成されているため、ラックの歯はいっそう摩滅しにくい。

即ち、フィードバーのラックをゴム，樹脂，アルミニウム合金，マグネシウム合金等の軽量素材で構成することができるし、ラックの歯が摩滅するおそれもない。

そして、フィードバーのラックを軽量素材で構成したので、フィードバーのラックを含む重量が従来のフィードバー（少なくともラックを鉄合金で構成したフィードバー）の重量に比べて軽減される分、フィードバーを軸方向にスピーディに走行させることができるし、フィードバーの水平送り機構を駆動するモータに作用する負荷も小さい。

また、駆動側の歯付無端ベルトがゴムまたは樹脂で構成され、ラックがゴム，樹脂，アルミニウム合金，マグネシウム合金等の軽量素材で構成されているので、フィードバーを走行動作させる際に歯付無端ベルトとラックの歯同士が当たっても、従来の水平送り機構を構成するラック＆ピニオン機構において発生するほどの大きな金属音が発生しないし、駆動側のプーリと歯付無端ベルトの噛み合う部位においても、騒音が発生しない。

また、駆動側の歯付ベルトと従動側のラック間の噛み合い部位では、歯が摩滅しにくく、騒音も発生しないので、両者の噛み合い部位への給脂が不要となるか、給脂する頻度が少なくて済む。

（請求項２の作用）ワーク保持ハンドは、一般に、フィードバーから装置正面側に向けて水平に延出するため、ワークの搬送時には、ワーク保持ハンドおよびワークの重量負荷が片持ち状にフィードバー昇降機構に作用（偏芯荷重として作用）するが、フィードバー水平送り機構を搭載したスライドベースが、スライドガイドのワーク保持ハンド配設側と反対側に配設されるとともに、例えば、架台とスライドベース間に介装するフィードバー昇降機構をスライドガイド寄りに配設することで、ワーク保持ハンド，ワークの重量負荷およびフィードバー水平送り機構の重量負荷が片持ち状にフィードバー昇降機構に作用する（大きく偏芯して作用する）ことが回避される。

請求項３においては、請求項１または２に記載のワーク搬送装置において、前記ラックを、前記フィードバーの一側面に固定一体化したゴム，樹脂，アルミニウム合金，マグネシウム合金等の軽量素材で構成した長尺薄板状のラック構成部材で構成した。

（作用）ラックは、長尺薄板状のラック構成部材としてフィードバーと別体に構成されているので、ラック構成部材の製造が容易である。また、ラック構成部材をフィードバー本体に固定一体化することも容易である。

ラック構成部材がフィードバーの一側面に固定一体化されることで、ラックの剛性が確保されるので、ラックをゴムで構成することもできるなど、ラックを構成する素材の選択肢が拡がる。

請求項４においては、請求項１または２に記載のワーク搬送装置において、前記ラックを樹脂，アルミニウム合金，マグネシウム合金等の軽量素材で構成した前記フィードバーに一体的に形成するようにした。

（作用）ラックをフィードバーに一体的に形成する構成としては、フィードバーを樹脂で構成する場合は、フィードバーとラックの一体成形またはラックの切削形成があり、フィードバーを金属で構成する場合は、フィードバーとラックの一体押し出し成形またはラックの切削形成が考えられる。

ラックを含むフィードバー全体が、フィードバーとして要求される強度を備えた樹脂，アルミニウム合金，マグネシウム合金等の軽量素材で構成されているので、フィードバーの重量が従来のフィードバーの重量に比べて大幅に軽減されて、フィードバーを軸方向にさらにスピーディに走行させることができるし、フィードバーの水平送り機構を駆動するモータに作用する負荷もさらに小さい。

また、ラックとフィードバーが一体的に形成されているので、水平送り機構を構成する部品点数が少なく、ワーク搬送装置の構成が簡潔になる。

請求項５においては、請求項２に記載のワーク搬送装置において、前記ラックを前記フィードバーの背面側に形成し、前記スライドベースの前記フィードバーから離間する所定位置にモータにより駆動する駆動プーリを配設して、前記複数のプーリと前記駆動プーリ間に前記歯付無端ベルトを巻装するように構成した。

（作用）駆動側のプーリに捲回されているベルトを駆動（走行）させるためには、駆動側のプーリの一つをモータ駆動する駆動プーリとして構成することが考えられるが、駆動プーリの近傍には駆動モータを配設する必要がある。しかし、スライドベースと架台との間には、フィードバー昇降機構が介装されるが、この駆動モータがフィードバー昇降機構と干渉するため、駆動側のプーリの一つをモータ駆動する駆動プーリとして構成することが困難な場合がある。

そこで、請求項５では、ラックを前記フィードバーの背面側に形成し、ラックから離れた位置に駆動プーリ（および駆動モータ）を配設して、駆動モータをフィードバー昇降機構と干渉しないように配置することで、駆動プーリの駆動（歯付無端ベルトの走行）が確保されている。

また、フィードバー昇降機構は、実施例では、リニアガイドとボールねじで構成されているが、フィードバーを支持するスライドガイドと水平送り機構との間にフィードバー昇降機構が配置されて、フィードバー昇降機構を挟んだスライドガイド側とその反対側において重量負荷がバランスするので、フィードバー昇降機構（のリニアガイド）に偏芯荷重（不測の曲げモーメント）が作用しない。

請求項６おいては、請求項２に記載のワーク搬送装置において、前記ラックを前記フィードバーの下面側または背面側に形成し、前記複数のプーリの１つをモータにより駆動する駆動プーリで構成した。

（作用）ラックと噛み合う駆動側の両面歯付無端ベルトを駆動させるために必要なプーリは少なくとも２個（駆動プーリと、歯付無端ベルトを介して連動する従動プーリ）でよいため、架台に対しスライドガイド（スライドベース）と一体にフィードバーを昇降動作させる昇降機構に作用する重量負荷が少ない。

以上の説明から明らかなように、請求項１，２に係るワーク搬送装置によれば、スピーディなフィードバーの水平走行動作が可能となるので、それだけワークの搬送時間が短縮される。

また、従来問題となっていたフィードバーの水平走行の際の騒音が低減されるので、ワーク搬送工程における作業環境が改善される。

また、フィードバーの水平送り機構を構成する駆動側の歯付無端ベルトと従動側のラックの歯がそれぞれ摩滅しにくく、かつ両者が噛み合う際の騒音も低減されるので、水平送り機構への給脂頻度が減少して、ワーク搬送工程における作業もそれだけ楽になる。

また、請求項２によれば、架台とスライドベース間に介装されたフィードバー昇降機構には、ワーク保持ハンド，ワークの重量負荷およびフィードバー水平送り機構の重量負荷が大きく偏芯することなく作用するので、フィードバーのスムーズな昇降動作が可能となる。

請求項３によれば、ゴム，樹脂，アルミニウム合金，マグネシウム合金等の種々の軽量素材で構成したラックを一側面に形成したフィードバーを簡単に製造できる。

請求項４によれば、ラックを含むフィードバー全体の大幅な軽量化により、よりスピーディなフィードバーの水平走行動作が可能となるので、それだけワークの搬送時間がさらに短縮される。

水平送り機構を構成する部品点数が少なく、ワーク搬送装置の構成が簡潔になる分、ワーク搬送装置の組み立てが容易となる。

また、請求項３では、長期の使用によって、ラック構成部材がフィードバーから剥離することも考えられるが、請求項４では、そのようなことが考えられない分、耐久性に優れているといえる。

請求項５によれば、ラックから離れた所定位置に駆動プーリを配設することで、フィードバーを昇降動作させる昇降機構と干渉しないように駆動プーリ用のモータを配置できるので、ワーク搬送装置の設計の自由度が増す。

また、フィードバー昇降機構を挟んだスライドガイド側とその反対側において重量負荷がバランスするので、ワーク搬送装置全体の重量負荷の重心がフィードバー昇降機構近傍となって、ワーク搬送装置のいっそうの耐久性が確保される。

請求項６によれば、フィードバーを昇降動作させる昇降機構に作用する重量負荷が少ない分、スピーディなフィードバーの昇降動作が可能となるので、ワークの搬送時間がさらにいっそう短縮される。

本発明の第１の実施例に係るワーク搬送装置の正面図である。 同ワーク搬送装置の右側面図である。 同ワーク搬送装置の正面斜視図である。 同ワーク搬送装置の背面斜視図である。 同ワーク搬送装置の要部拡大背面斜視図である。 水平送り機構の拡大背面斜視図である。 水平送り機構および昇降機構の拡大側面図である。 水平送り機構および昇降機構の拡大平面図（図７に示す線VIII−VIIIに沿う断面図）である。 （ａ），（ｂ）本発明の第２，第３の実施例に係るワーク搬送装置の要部であるフィードバーの横断面図である。 本発明の第４の実施例に係るワーク搬送装置の要部であるフィードバー水平送り機構の正面図である。 水平送り機構および昇降機構の拡大側面図（図１０に示す線ＸＩ−ＸＩに沿う断面図）である。 本発明の第５の実施例に係るワーク搬送装置の要部であるフィードバー水平送り機構および昇降機構の拡大平面図である。

本発明に係るワーク搬送装置の第１の実施例を図１〜７に基づいて説明する。

図１〜４において、ワーク搬送装置１０は、前述した従来例と同様に、例えば、一対のプレス加工機（図示せず）の中間位置に設置され、一方（たとえば、図１左側）のプレス加工機のワーク載置台（図示せず）からワークを受承して、他方（たとえば、図１右側）のプレス加工機のワーク載置台（図示せず）にワークを送り込む産業ロボットとして構成されている。

具体的には、ワーク搬送装置１０は、架台１２に対し昇降動作可能な水平に延びる長尺状のスライドガイド１４と、スライドガイド１４に長手方向（図１の左右方向）スライド可能に組み付けられた長尺状のフィードバー２０と、フィードバー２０の両端部に設けたワーク保持ハンドである負圧吸着ハンド５０，５０とを備えている。

そして、架台１２に設けたフィードバー昇降機構Ａ，フィードバー水平送り機構Ｂを駆動して、スライドガイド１４と一体にフィードバー２０を上昇・下降動作させたり、スライドガイド１４に対しフィードバー２０を長手方向に水平送り動作させることで、フィードバー２０の両端部下面から装置正面側に片持ち状に延出する負圧吸着ハンド５０で吸着保持したワークＷ１，Ｗ２を、一方のワーク載置台から他方のワーク載置台に順次搬送するように構成されている。

詳しくは、一対のプレス加工機（図示せず）のそれぞれのワーク載置台の中間位置である、装置１０の架台１２の正面にもワーク載置台（図示せず）が設置されており、ワーク搬送装置１０は、図１左側のプレス加工機のワーク載置台（図示せず）および架台１２の正面に設置されたワーク載置台（図示せず）からワークＷ１，Ｗ２をそれぞれ受承して、架台１２の正面に設置されたワーク載置台および図１右側のプレス加工機のワーク載置台にワークＷ１，Ｗ２を搬送する。

図７に示すように、フィードバー２０は、横断面Ｔ字型の長尺部材で構成され、一方、スライドガイド１４は、下方に開口する横断面コ字型の長尺部材で構成され、スライドガイド１４内には、上下に対向するガイドローラ１６が長手方向所定ピッチに配設されている。そして、フィードバー２０の横断面Ｔ字横棒状部がガイドローラ１６に支承されて、フィードバー２０はスライドガイド１４に対して軸方向前後にスライドできる。

また、フィードバー２０の横断面Ｔ字縦棒状部の背面（裏面）側には、図４〜８に示すように、ラック２２が形成されている。詳しくは、フィードバー２０は、アルミニウム合金，マグネシウム合金を押し出し成形した横断面Ｔ字型の中空体で構成され、フィードバー２０の横断面Ｔ字縦棒状部の背面には、ねじ，接着その他の固定手段によって、長尺薄板状のゴムまたは樹脂製のラック構成部材２１が密着するように固定一体化されている。図６符号２３は、フィードバー２０の背面にラック構成部材２１を固定するためのビスである。

一方、スライドガイド１４の背面側には、図７，８に拡大して示すように、開口部３１ａを有した垂直プレート３１と、垂直プレート３１に対し直交して水平に延在する水平プレート３３と、一対のサイドプレート３２とを一体化した縦断面略Ｌ字型のスライドベース３０が固定一体化され、水平プレート３３には、フィードバー水平送り機構Ｂの主要部が搭載されている。

詳しくは、図７に示すように、垂直プレート３１の開口部３１ａに沿って延在する水平プレート３３の側縁部には、ラック２２に沿って２個の従動歯付プーリ３４が配設され、水平プレート３３における従動プーリ３４からラック２２と反対側に所定距離離間した位置には、水平プレート３３に固定されたモータＭ２の駆動軸に軸着された駆動歯付プーリ３５が配設され、プーリ３４，３５間には、ラック２２と噛み合うゴムまたは樹脂製の両面歯付無端ベルト３６が巻装されている。そして、駆動モータＭ２の駆動により駆動プーリ３５が回動して両面歯付無端ベルト３６が走行し、両面歯付無端ベルト３６に噛み合うラック２２（フィードバー２０）がベルト３６と一体に走行する。なお、駆動モータＭ２および駆動歯付プーリ３５は、水平プレート３３に対し図８矢印Ｘ方向にスライド可能なスライドプレート３３ａに配設されており、調整ボルト３３ｂを回動操作することで、両面歯付無端ベルト３６の張力が適切となるように、駆動歯付プーリ３５（駆動モータＭ２）の位置を調整できる。

即ち、フィードバー２０のラック２２と、２個の従動プーリ３４，３４およびモータ駆動する１個の駆動プーリ３５と、プーリ３４，３４，３５間に巻装されてラック２２と噛み合う両面歯付無端ベルト３６とによって、スライドガイド１４に対しフィードバー２０を軸方向前後に走行動作させる水平送り機構Ｂが構成されている。

また、スライドガイド１４の背面側に一体化されたスライドベース３０は、ボールねじ４６式昇降機構Ａによって、架台１２に載置された本体フレーム４０に対し上下方向に昇降動作するように構成されている。

詳しくは、図７，８に示すように、本体フレーム４０は、開口部４１ａが形成された水平に延在する下フレーム４１と、下フレーム４１と平行に延在する上フレーム４２とが、垂直に配置された左右一対のサイドフレーム４３，４３によって連結一体化された構造体として構成されている。そして、スライドガイド１４の背面側に固定されたスライドベース３０の垂直プレート３１と、本体フレーム４０の左右一対のサイドフレーム４３，４３間に、リニアガイド４４，４４が介装されている。図８の符号４４ａは、サイドフレーム４３に設けられた上下に延びるレール、符号４４ｂは、垂直プレート３１に設けられて、レール４４ａに係合するスライダで、両者４４ａ，４４ｂによってリニアガイド４４が構成されている。

また、上下のフレーム４２，４１間には、ボールねじ４６のねじ軸４６ａがスライドベース３０の水平プレート３３を貫通して垂直に配設され、下フレーム４１に配設された駆動モータＭ１の駆動軸がカップリング４７を介してボールねじ４６のねじ軸４６ａに連結されている。一方、スライドベース３０の水平プレート３３には、ボールねじ４６のねじ軸４６ａに係合するナット部材４６ｂが配設されて、駆動モータＭ１の駆動によりボールねじ４６のねじ軸４６ａが回動して、ナット部材４６ｂとともにスライドベース３０が一体に昇降動作する。

即ち、図７，８に示すように、スライドベース３０の垂直プレート３１と本体フレーム４０のサイドフレーム４３，４３間に介装されたリニアガイド４４，４４と、上下のフレーム４２，４１間に配設されて、モータ駆動するボールねじ４６のねじ軸４６ａと、スライドベース３０の水平プレート３３に配設された、ねじ軸４６ａに係合するナット部材４６ｂとによって、スライドガイド１４とともにフィードバー２０を昇降動作させる昇降機構Ａが構成されている。

そして、本実施例では、ワーク保持ハンド５０がフィードバー２０から装置正面側に向けて水平に延出するため、ワークの搬送時には、ワーク保持ハンド５０およびワークの重量負荷が片持ち状に昇降機構Ａに作用（偏芯荷重として作用）するが、フィードバー水平送り機構Ｂを搭載したスライドベース３０が、スライドガイド１４のワーク保持ハンド５０配設側と反対側に配設されることで、架台１２とスライドベース３０間に介装されたフィードバー昇降機構Ａ（リニアガイド４４）には、ワーク保持ハンド５０，ワークの重量負荷およびフィードバー水平送り機構Ｂの重量負荷が大きく偏芯して作用することがなく、それだけフィードバー昇降機構Ａのスムーズな駆動が確保されている。

また、本実施例では、フィードバー２０をアルミニウム合金，マグネシウム合金等の軽量素材で構成し、ラック２２をゴムまたは樹脂で構成するとともに、ラック２２と噛み合ってフィードバー２０を走行させる駆動側部材として、従動プーリ３４，３４、駆動プーリ３５に巻装されたゴムまたは樹脂製の両面歯付無端ベルト３６を用いたことで、以下の第１〜第３の作用・効果が奏される。

第１には、ラック２２を含むフィードバー２０が軽量化されているので、スピーディなフィードバー２０の水平走行動作が可能となって、それだけワークの搬送時間が短縮される。

なお、ラック２２が従来の鉄合金に比べて剛性および弾性強度の劣るゴムまたは樹脂で構成されているものの、駆動側の両面歯付無端ベルト３６と従動側のラック２２間の噛み合う歯が互いに摩滅するおそれはない。

即ち、駆動側歯付ベルト３６の外歯と従動側ラック２２の歯の噛み合いによって駆動力が伝達されるが、駆動側歯付ベルト３６と従動側ラック２２の１歯当たりに作用する力は、駆動力が噛み合う歯の数に分散された大きさとなる。詳しくは、駆動力伝達側の歯付無端ベルト３６（の外歯）は、従動プーリ３４，３４間の全域において従動側のラック２２（の歯）と噛み合って駆動力が伝達されるので、歯付無端ベルト３６とラック２２間の噛み合う個々の歯に作用する力は、噛み合う個々の歯に分配されて、１歯当たりに作用する力が小さくなり、さらに、駆動側の両面歯付無端ベルト３６がプーリ３４，３５に巻装可能な可撓性を備えたゴムまたは樹脂で構成されていることからも、ゴムまたは樹脂製のラック２２の歯が摩滅するおそれがない。

そして、フィードバー２０のラック２２を軽量素材で構成したので、フィードバー２０のラック２２を含む重量が従来のフィードバーの重量に比べて軽減される分、フィードバー２０を軸方向にスピーディに走行させることができるし、フィードバー２０の水平送り機構を駆動するモータＭ２に作用する負荷も小さい。

第２には、駆動側の両面歯付無端ベルト３６がゴムまたは樹脂で構成され、ラック２２がゴムまたは樹脂という軽量素材で構成されているので、フィードバー２０を走行動作させる際に両面歯付無端ベルト３６とラック２２の歯同士が当たっても、従来の水平送り機構を構成するラック＆ピニオン機構において発生するほどの大きな金属音が発生しないし、駆動側のプーリ３４，３４，３５と両面歯付無端ベルト３６の噛み合う部位においても、騒音が発生しない。

第３には、駆動側の歯付ベルト３６と従動側のラック２２間の噛み合い部位では、歯が摩滅しにくく、騒音も発生しないので、両者の噛み合い部位への給脂が不要となるか、給脂する頻度が少なくて済む。

なお、水平送り機構Ｂの構成としては、従動歯付プーリ３４，３４の一方をモータ駆動する駆動歯付プーリで構成することも考えられるが、スライドベース３０と架台１２間のスライドガイド１４近傍には、フィードバー昇降機構Ａを構成するボールねじ４６が配設されており、駆動歯付プーリを駆動させるためのモータＭ２がフィードバー昇降機構Ａ（ボールねじ４６）と干渉するため、スライドガイド１４の近傍に駆動歯付プーリを配設することができない。このため、本実施例では、スライドガイド１４から離れた位置に駆動歯付プーリ３５を配設して、モータＭ２をフィードバー昇降機構Ａ（ボールねじ４６）と干渉しないように配置することで、駆動歯付プーリ３５の駆動（両面歯付無端ベルト３６の走行）が確保されている。

図９（ａ），（ｂ）は、本発明の第２，第３の実施例に係るワーク搬送装置の要部であるフィードバーの横断面図である。

前記した第１の実施例では、ラック２２がフィードバー２０とは別体で構成されているのに対し、図９（ａ）に示す第２の実施例では、樹脂製のフィードバー２０Ａの横断面Ｔ字縦棒状部の背面側にラック２２Ａが一体的に形成（一体成形または切削形成）されている。

本実施例では、ラック２２Ａを一体的に形成したフィードバー２０Ａが樹脂で構成されているので、ラック２２Ａを含むフィードバー２０Ａ全体の軽量化の効果が大きい。

また、ラック２２Ａがフィードバー２０Ａに一体的に形成されているので、水平送り機構Ｂを構成する部品点数が少なく、ワーク搬送装置の構成が簡潔になる分、ワーク搬送装置の組み立てが容易となる。

また、前記した第１の実施例では、長期の使用によって、ラック構成部材２１がフィードバー２０から剥離することも考えられるが、本実施例では、そのようなことが考えられない分、ラック２２Ａの耐久性に優れているといえる。

図９（ｂ）に示す第３の実施例では、フィードバー２０Ｂがアルミニウム合金またはマグネシウム合金を押し出し成形により形成された中空体として構成されており、フィードバー２０Ｂの横断面Ｔ字縦棒状部の背面側には、フィードバーとラックの一体押し出し成形または切削により、ラック２２Ｂが一体的に形成されている。

本実施例では、ラック２２Ｂが軽量金属で構成されているので、前記第１，第２の実施例における樹脂またはゴム製のラック２２，２２Ａに比べて耐久性に優れている。

図１０，１１は、本発明の第４の実施例に係るワーク搬送装置の要部であるフィードバー水平送り機構の正面図および側面図である。

前記した第１の実施例では、フィードバー水平送り機構Ｂの駆動側が、２個の従動歯付プーリ３４，３４と、モータ駆動する１個の駆動歯付プーリ３５と、歯付プーリ３４，３４，３５間に巻装された両面歯付無端ベルト３６で構成されているが、この第４の実施例では、フィードバー水平送り機構Ｂ１の駆動側が、１個の従動歯付プーリ３４と、モータ駆動する１個の駆動歯付プーリ３５と、歯付プーリ３４，３５間に巻装された両面歯付無端ベルト３６Ａで構成されている。

詳しくは、フィードバー２０の下面にラック２２が形成されるとともに、スライドベース３０Ａの水平プレート３３前縁に垂直壁３３ａが形成され、この垂直壁３３ａに、従動プーリ３４，駆動モータＭ２および駆動歯付プーリ３５が配設されている。

即ち、前記した第１の実施例では、駆動側のプーリの数は３個であるのに対し、本実施例では、駆動側のプーリが２個で済むため、スライドベース３０Ａに作用する重量負荷がそれだけ少なく、昇降機構Ａによるフィードバー２０のよりスピーディな昇降動作が可能となる。

また、本実施例では、駆動歯付プーリ３５を駆動するモータＭ２がフィードバー２０の近傍に配置されているので、スライドベース３０Ａの長さ（巾）Ｌ１を前記した第１の実施例の場合に比べて短くでき、架台１２の奥行きＬ２もスライドベース３０Ａのサイズに合わせて小さくできる。

その他は、前記した第１の実施例と同一であり、同一の符号を付すことでその重複した説明は省略する。

図１２は、本発明の第５の実施例に係るワーク搬送装置の要部であるフィードバー水平送り機構および昇降機構の拡大平面図で、本発明の第１の実施例における図８に対応する図である。

前記した第１，第２の実施例では、フィードバー水平送り機構Ｂ，Ｂ１が、スライドベース３０，３０Ａに配設された駆動側の複数の歯付プーリ３４，３５と、歯付プーリ３４，３５間に巻装されてラック２２と噛み合う駆動側の両面歯付無端ベルト３６，３６Ａによって構成されているが、この第５の実施例では、水平送り機構Ｂ２が、ラック２２に接近してスライドベース３０に配設された駆動側の第１，第２の従動プーリ３４ａ，３４ｂと、ラック２２から離間してスライドベース３０に配設された駆動側の第３の従動プーリ３４ｃと、スライドベース３０における第２，第３の従動プーリ３４ｂ，３４ｃ間であって、ラック２２から離間して配設されたモータ駆動する駆動歯付プーリ３５と、従動プーリ３４ａ，３４ｂ，３４ｃ、駆動歯付プーリ３５間に巻装されてラック２２と噛み合う駆動側の外面歯付無端ベルト３６Ｂによって構成されている。

即ち、前記した第１〜第４の実施例では、フィードバー水平送り機構を構成する従動プーリ３４が、外周に歯を形成した歯付プーリで構成されているが、本実施例では、従動プーリ３４ａ，３４ｂ，３４ｃが、外周に歯を形成しないプーリで構成されている。

また、前記した第１の実施例では、駆動モータＭ２（および駆動歯付プーリ３５）の位置をスライド調整することで、両面歯付無端ベルト３６の張力を調整しているが、本実施例では、従動プーリ３４ａ，３４ｂに対し第３の従動プーリ３４ｃの位置を接近離反方向（Ｘ方向）にスライド調整できるように構成されて、外面歯付無端ベルト３６Ｂの張力が適切（外面歯付無端ベルト３６Ｂとラック２２との噛み合いを確保できる張力）となるように調整されている。

その他は、前記した第１の実施例と同一であり、同一の符号を付すことでその重複した説明は省略する。

本実施例の水平送り機構Ｂ２では、スライドベース３０に駆動側のプーリが４個配設されており、第１の実施例や第４の実施例における水平送り機構Ｂ，Ｂ１に比べて配設されているプーリの数が多い分、フィードバー昇降機構Ａに作用する重量負荷が大きいものの、以下のような特有な効果が奏される。

外側歯付ベルト３６Ｂは、両面歯付ベルト３６，３６Ａに比べて種類が多く、しかも安価で入手できるし、従動プーリ３４ａ，３４ｂ，３４ｃも歯付でない分、安価となるので、水平送り機構Ｂ２は、前記した実施例における水平送り機構Ｂ，Ｂ１に比べて安価な分、ワーク搬送装置も安価に提供できる。

なお、前記した実施例では、プレス機械に列設した金型にワークを順次搬送するために利用される産業ロボットであるワーク搬送装置であって、特に、水平に保持されてその長手方向所定位置にワーク保持ハンドが設けられたフィードバーを、少なくとも昇降動作および軸方向前後に走行動作させることで、所定位置のワークをワーク保持ハンドで保持して他の所定位置まで順次搬送するワーク搬送装置について説明したが、長手方向所定位置にワーク保持部が設けられたフィードバーを軸方向前後にのみ走行動作させることで、所定位置のワークを他の所定位置まで順次搬送する構造のワーク搬送装置についても同様に適用できる。

１０ ワーク搬送装置
１２ 架台
１４ スライドガイド
２０ フィードバー
２２，２２Ａ，２２Ｂ ラック
Ａ フィードバー昇降機構
Ｂ，Ｂ１，Ｂ２ フィードバー水平送り機構
３０，３０Ａ スライドベース
３４ 従動歯付プーリ
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ 従動プーリ
３５ 駆動歯付プーリ
３６，３６Ａ 両面歯付無端ベルト
３６Ｂ 外面歯付無端ベルト
Ｍ１ 昇降機構用の駆動モータ
Ｍ２ 水平送り機構用の駆動モータ
４０ 本体フレーム
４４ リニアガイド
４６ ボールねじ
４６ａ ねじ軸
４６ｂ ナット部材
５０ ワーク保持ハンド

Claims (6)

1. ワーク保持部が設けられた長尺状のフィードバーと、前記フィードバーを軸方向水平にスライド可能に支持するスライドガイドと、前記スライドガイドに設けられたスライドベースと前記フィードバーとの間に介装されて、前記スライドガイドに対し前記フィードバーを軸方向に走行動作させる水平送り機構とを備えたワーク搬送装置において、
   前記水平送り機構は、前記フィードバーの一側面に形成された軽量素材で構成した従動側のラックと、前記ラックに接近して前記スライドベースに配設された駆動側の複数のプーリと、前記プーリ間に巻装されて前記ラックと噛み合う駆動側の歯付無端ベルトとを備えたことを特徴とするワーク搬送装置。
2. ワーク保持ハンドが長手方向所定位置に配設された長尺状のフィードバーと、架台に担持されて前記フィードバーを軸方向水平にスライド可能に支持するスライドガイドと、前記スライドガイドの前記ワーク保持ハンド配設側と反対側に固定一体化されたスライドベースと、前記フィードバーと前記スライドベースとの間に介装されて、前記スライドガイドに対し前記フィードバーを軸方向に走行動作させる水平送り機構と、前記スライドベースと前記架台との間に介装されて、前記架台に対し前記スライドガイドと一体に前記フィードバーを昇降動作させる昇降機構と、を備え、前記ワーク保持ハンドで保持した所定位置のワークを他の所定位置まで搬送するワーク搬送装置において、
   前記水平送り機構は、前記フィードバーの一側面に形成された軽量素材で構成した従動側のラックと、前記ラックに接近して前記スライドベースに配設された駆動側の複数のプーリと、前記プーリ間に巻装されて前記ラックと噛み合う駆動側の歯付無端ベルトとを備えたことを特徴とするワーク搬送装置。
3. 前記ラックは、前記フィードバーの一側面に固定一体化された、ゴム，樹脂，アルミニウム合金，マグネシウム合金等の軽量素材で構成した長尺薄板状のラック構成部材で構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送装置。
4. 前記ラックは、樹脂，アルミニウム合金，マグネシウム合金等の軽量素材で構成した前記フィードバーに一体的に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のワーク搬送装置。
5. 前記ラックは、前記フィードバーの背面側に形成され、前記スライドベースの前記フィードバーから離間する所定位置にモータにより駆動する駆動プーリが配設されて、前記複数のプーリと前記駆動プーリ間に前記歯付無端ベルトが巻装されたことを特徴とする請求項２に記載のワーク搬送装置。
6. 前記ラックは、前記フィードバーの下面側または背面側に形成され、前記複数のプーリの１つがモータにより駆動する駆動プーリで構成されたことを特徴とする請求項２に記載のワーク搬送装置。

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