JP4320187B2 - 加工機における搬送方法、及び、加工機用の搬送装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、「研掃加工」および「研掃加工に引き続いて行なわれる加工」を、自動的ないし半自動的に遂行するため、多数の被加工物を順次に搬送する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、多数の被加工物に研掃加工を施す場合、
イ．回転ドラム、またはタンブラの中に多数の被加工物を入れ、回転によって撹拌しながら、研掃材噴射ノズルをドラム内，またはタンブラ内に向けて研掃材を吹き付ける方式、および、
ロ．コンベアによって被加工物を搬送しつつ、研掃材噴射ノズルの噴射区域内を通過させる方式が公知であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記公知技術のイ項に係る回転撹拌方式においては、
ａ．被加工物同士が衝突して傷つく虞れが有るので、精密な被加工物や脆弱な被加工物には適用できない。
ｂ．不規則に撹拌されるので、研掃工程の次の工程に送る際、多数の被加工物を並べ直さなければならず、手数が掛かる。
ｃ．被加工物の外周面の全部が均一に研掃加工されるが、該被加工物の特定の面（例えば表面、裏面、側面など）を選択的に研掃することができない。
ｄ．多数の被加工物を回転撹拌するので、振動、騒音が大きい。といった不具合が有る。
また、前記ロ項のコンベア方式によると、被加工は基本的に等速度で１方向に平行移動せしめられる。このため、
ｅ．被加工物の外周面全部を均一に研掃しようとすると、搬送用の機器以外に何らかの反転マニピュレータを設け無ければならない。
ｆ．被加工物が研掃材噴射ノズルの噴射区域を通過する際に搬送スピードを落として充分な研掃を受け、噴射区域外でスピードを上げて能率を高めるように作動させようとすると、搬送機構が複雑、高価になる、といった不具合が有る。
【０００４】
さらに、研掃作業は、被加工物に向けて研掃材を吹き付ける（または研掃材と水とを吹き付ける）だけでなく、吹き付けた研掃材を払い落とす作業も必要とされる。
さらに、その後の工程として洗浄、塗装、その他の加工を必要とする場合が少なくないので、これらの後工程と一貫した連続搬送を可能ならしめることが望ましい。
図４は、研掃作業およびその後工程を含む連続一貫搬送機構として望まれる姿を描いたイメージ図である。
搬送路の途中に複数箇所の加工ステーションａ，同ｂ，同ｃ，および同ｄが設けられていて、ステーションａには例えば研掃材噴射ノズル（または研掃材投射機）１が設けられている。
さらに、ステーションｂには、研掃材を払い落とすための圧縮空気噴射ノズル２が設けられ、ステーションｃには洗浄材噴射ノズル３が設けられ、ステーションｐには塗装ノズル（通称・スプレーガン）４が設けられている。
【０００５】
前掲の図４に示した理想的な流れ作業設備を構成するためには、それぞれの噴射ノズルについても改良が望まれるが、搬送機構についても新規な性能を発揮する新規な構成の創作を必要とする。例えば、被加工物を送り方向に正確な速度で移動させ、しかも移動しながら正確に回転させるなどの機能が望まれる。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたものであって、研掃機ないし研掃作業の後工程用の作業機であって加工用のノズル（もしくは投射機）を有するものに好適な搬送技術の提供を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための方法】
前記の目的、すなわち加工用ノズルを備えた研掃関連の機器用として好適な搬送技術を提供するため請求項１に係る発明方法は、（図１参照）多数の被加工物を順次に搬送して、加工機械の加工用ノズルの噴射区域内を通過させる搬送方法において、
搬送方向に直交する回転軸（５）を、搬送路に沿って等間隔Ｄで配列し、
それぞれの回転軸に対して「対角線の長さ寸法が約Ｄである正方形の回転板（８Ａ，８Ｂ…）を、回転軸と垂直に、かつ回転軸の軸心方向にほぼ等間隔で並べて取り付け、
隣接する「回転板を取り付けた回転軸」の相互が、回転板同士を干渉させないように配置し、
かつ、前記正方形の回転板それぞれの頂点付近に、前記被加工物と係合して、これを支持し得る形状の切欠（８ａ）を設けることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明方法の構成は、前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、配列された回転軸の相互をチェーンもしくは歯車で伝動して同期回転せしめ、
該回転軸を一定速度で回転駆動することにより、被加工物が加工ノズルの噴射範囲内を所定速度で通過するようにし、
または、前記回転軸を間欠的に回転させるように駆動して、被加工物を加工ノズルの噴射区域内で一時的に停止させることを特徴とする。
以上に説明した請求項２の発明方法によると、被加工物が加工ノズルの噴射区域通過時間を任意に制御することができる。すなわち加工用のノズルからの噴射を受ける時間の長短を制御して、加工の度合を調節することができる。
例えば研掃材噴射ノズルの噴射区域内を短時間で通過すれば、研掃によって除去される「研掃代」が小さくなり、また例えば塗料噴射ノズル（スプレーガン）の前で一時停止すると塗膜が厚くなる等、加工度を調節することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明方法の構成は、（図３参照）多数の被加工物を順次に搬送して、加工機械の加工用ノズルの噴射区域内を通過させる搬送方法において、
少なくとも４個のクランクピン（１２ａ）を有するクランク軸（１２）の一対を相互に平行に設置し、
上記一対のクランク軸相互の、対応しているクランクピン同士の間に連結バー（１３）を架け渡し、
前記一対のクランク軸を同じ方向に、相互に同期させて回転駆動して、
前記連結バーに円形平行移動を繰り返し行なわせることにより、
該連結バーに乗せられた被加工物に連続円弧形の軌跡を描かせて搬送することを特徴とする
以上に説明した請求項３の発明方法によると、被搬送物を所定の方向に、一定のリズムで平行移動させることができ、しかも、搬送方向の位置に応じて速度が変化する。このため、加工用のノズルの設置位置を適宜に選定して、該ノズルの噴射区域内を通過する時間を規制することができる。
しかも、被加工物を平行移動させる公知の搬送技術（例えばベルトコンベア）におけるがごとく「滑り」に関する不具合を生じる虞れが無い。
【００１３】
請求項４に係る発明装置の構成は、（図１参照）多数の被加工物を順次に搬送して、加工機械の加工用ノズルの噴射区域内を通過させる搬送装置において、
搬送方向に直交する回転軸（５）が、搬送路に沿って等しい間隔Ｄで配列されるとともに、
それぞれの回転軸に対して垂直に「対角線の長さ寸法が約Ｄである正方形の回転板（８Ａ，８Ｂ…）が、回転軸の軸心方向にほぼ等間隔に取付けられており、
かつ、隣接する「回転板を取付けられた回転軸」の相互が、回転板同士を干渉させないように配置されるとともに、
前記正方形の回転板の頂点付近に、前記被加工物と係合してこれを支持する切欠（８ａ）が設けられていることを特徴とする。
以上に説明した請求項４の発明装置によると、前記請求項７の発明装置におけると同様の効果が得られる上に、搬送中の被加工物の速度変化が少なく、かつ、被加工物の搬送方向の位置と回転角度との対応が高精度で規制される。
【００１６】
請求項５に係る発明装置の構成は、（図３参照）多数の被加工物を順次に搬送して、加工機械の加工用ノズルの噴射区域内を通過させる搬送装置において、
少なくとも４本のクランクピン（１２ａ）を有するクランク軸（１２）の一対が平行に配置されるとともに、
上記一対のクランク軸の、相互に対応するクランクピンの間に、連結バーが架け渡されており、
かつ、上記一対のクランク軸が相互に同期して回転するようになっていることを特徴とする。
以上に説明した請求項５の発明装置によると、連結バーの上に供給された被加工物が、連続円弧状の軌跡を描きつつ、一定の接線速度で搬送される。
従って、搬送方向の分速はサインカーブ状に変化する。このような特性を利用して加工用ノズルを配置すると、該加工用ノズルの総合的な作業能率を高からしめることもでき、加工むらを無くすることもできる。
その上、被加工物が確実に平行移動せしめられる。従来の平行移動方式の搬送装置（例えばベルトコンベア）は滑りの問題を有していたが、本請求項５の搬送装置は滑りに関するトラブルを生じる虞れが無い。
【００２３】
図１は、本発明装置の実施形態を模式的に描いた要部正面図である。
多数の回転軸５が間隔寸法Ｄで配列され、同期回転する。
それぞれの回転軸５に対して直角をなすように、正方形の回転板８Ａ，８Ｂ，８Ｃが取り付けられており、かつ、該正方形の回転板の頂点には切欠８ａが設けられている。
【００２４】
いま、回転板８Ａの切欠に被加工物Ｗ_９が載せられているとする。
該回転板８Ａが図の右回り（時計方向）に４５度回動して、鎖線で示した姿勢８′になった時、前記の被加工物Ｗ_９はＷ_１０まで移動している。丁度この時、回転板８Ｂも４５度回動して点線で描いた姿勢８″になっていて、その切欠部分で被加工物Ｗ_１０を受け取る。
さらに４５度回動した時、被加工物はＷ_１１まで進んでいる。このようにして被加工物はＷ_９位置からＷ_１１位置まで、矢印Ｔ方向に距離Ｄだけ搬送され、角９０度だけ回動せしめられる。
【００２５】
本図１の回転板８Ｃから、斑点を付して示した部分Ｒを切り取った状態を考えても、前述と同様の作用、効果が得られる。
本発明において回転板とは、必ずしも外観的に板状である部材に限定されず、機構学的に等価な部材を含む意である。
【００２６】
図２は、前掲の図１に示した搬送機構を含む「研掃・清掃一貫自動仕上装置」の模式的な全体図である。
多数（本例では１２個）の回転軸５と回転板８とが設けられていて、被加工物Ｗを図の左方から右方に搬送する。上記被加工物の搬送路の途中に、４個の研掃材噴射ノズル１と、４個の圧縮空気噴射ノズル２とが設けられている。
被加工物は、搬送されつつ研掃材噴射ノズル１によって研掃材と水とを吹きつけらて研掃加工を受け、次いで圧縮空気を吹きつけられて付着物を取り除かれる。符号１０は噴射されて落下した研掃材を受け入れる研掃材回収函、１１は取り除いた付着物を入れるスラッジ受箱である。
【００２７】
符号９を付して示したのは加工用ノズルのトラバース機構である。
前記の研掃材噴射ノズル１および圧縮空気ノズル２は、枠体９ａに取り付けられている。この枠体９ａには車輪９ｂが設けられており、モータ９ｃで駆動されてレール９ｄ上を走行し、トラバース作動する。
これにより、前記研掃材噴射ノズル１および圧縮空気噴射ノズル２が紙面と直角方向に、すなわち被加工物Ｗの長さ方向にトラバースされる。
上述のトラバース作動によって、被加工物Ｗが長さ方向に一様な加工を受けるが、この一様な加工をより完全ならしめるため、被加工物Ｗが加工用ノズルの下方を通過するとき減速するように、または一時的に停止するように前記回転軸５を回転駆動することもできる。
【００２８】
図１及び図２に示した実施形態においては、被加工物が搬送方向に移動しつつ正確に回転するので、その外周面を所望のごとく加工するに好適であった。
しかし、被加工物の種類によっては外周の１面だけを加工すれば足りる場合も有る。このようなとき、被加工物の回転は不必要であって、平行移動する方が好都合である。ただし、なるべく簡単な構成で平行移動し、しかも、ノズルの噴射区域内を通過する際、自動的に減速することが望ましい。このような場合は図３に示すような構成を用いると良い。
図３（Ａ）は模式的な平面図、（Ｂ）は同じく正面図であり、（Ｃ）〜（Ｅ）は作動説明図である。
【００２９】
図３（Ａ），（Ｂ）に表されているように、４本以上（本例では５本）のクランクピン１２ａを有するクランク軸１２の一対を、ほぼ水平、ほぼ等高に、かつ相互に平行に設置し、互いに同方向に同期させて回転駆動する（駆動手段は図示を省略する）。図示の寸法ｒはクランクピンの回転半径である。
前記一対のクランク軸１２の、相互に対応するクランクピン１２ａの間に連結バー１３を架け渡す。
上記連結バー１３の両端部は、それぞれクランクピン１２ａに対して相対的回動自在に連結する。本実施形態においてはクランク軸１２の回転速度が比較的低く、クランクピン１２ａに掛かる遠心加速度が、重力加速度に比して著しく小さいので、クランクピン１２ａと連結バー１３との間に通例のような円筒状軸受を設ける必要が無い。
本実施形態では、連結バー１３の両端部それぞれにＵ字状の切欠を設けてクランクピン１２ａに引っ掛けてある。（本発明を実施する場合、上記のような引っ掛け方式でなく円筒状軸受を用いることもできる）。
Ｗ１３は被加工物であり、加工を受けるべき面を上に向けて、連結バー１３の上に供給される。
【００３０】
図３（Ｂ）の状態から、クランク軸１２が図の右回りに鋭角θだけ回ると（Ｃ）図のようになり、被加工物は図の右上方に持ち上げられてＷ１４位置となる。
この位置Ｗ１４は（Ｂ）図における位置Ｗ１３に比してｒ・Ｓｉｎθだけ高くなり、かつ、矢印Ｔ方向にはｒ（１−Ｓｉｎθ）だけ進行している。
クランク軸１２が更に回転して（Ｄ）図のように９０度回ると、被加工物の位置Ｗ１５は前記の位置Ｗ１３に比して、寸法ｒだけ高く、かつ、矢印Ｔ方向に寸法ｒだけ進行している。
クランク軸が更に回転して（Ｅ）図のように１８０度回ると、被加工物は位置Ｗ１６のように、（Ｂ）図の初期状態から搬送方向（図の右方）に距離２ｒだけすすんでいる。
【００３１】
その後、点線矢印ｍ，ｎのように、半円弧状の軌跡を描いて進行する。図３と上述の作動とを対照して明らかなように、被加工物は正確に平行移動する。
前記のように半円弧状の軌跡を描いて移動する被加工物の接線速度は一定であるが、そのＴ方向の分速はサイン関数的に変化する。このため、加工用ノズル７Ａの前では減速し、加工用ノズル７Ｂの前では増速する。
このような特性を考慮に入れて加工用ノズルの設置位置を設定することができ、「搬送機構を含む加工機械」全体としての設計的自由度が大きい。
【００３２】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態を挙げてその構成、作用を明らかならしめたように、
請求項１の発明方法によると、被加工物を正確な速度で搬送しつつ、該被加工物を回転させることができ、搬送速度の変化が少ない。
搬送速度の変化が少ないことは必ずしも長所とは限らないが、搬送速度変化の少ないことが望まれる場合は本請求項１を適用すると好適である。
【００３３】
請求項２の発明方法によると、被加工物が加工ノズルの噴射区域通過時間を任意に制御することができる。すなわち加工用のノズルからの噴射を受ける時間の長短を制御して、加工の度合を調節することができる。
例えば研掃材噴射ノズルの噴射区域内を短時間で通過すれば、研掃によって除される「研掃代」が小さくなり、また例えば塗料噴射ノズル（スプレーガン）の前で一時停止すると塗膜が厚くなる等、加工度を調節することができる。
【００３４】
請求項３の発明方法によると、被搬送物を所定の方向に、一定のリズムで平行移動させることができ、しかも、搬送方向の位置に応じて速度が変化する。このため、加工用のノズルの設置位置を適宜に選定して、該ノズルの噴射区域内を通過する時間を規制することができる。
しかも、被加工物を平行移動させる公知の搬送技術（例えばベルトコンベア）におけるがごとく「滑り」に関する不具合を生じる虞れが無い。
【００３５】
請求項４の発明装置によると、搬送中の被加工物の速度変化が少なく、かつ、被加工物の搬送方向の位置と回転角度との対応が高精度で規制される。
【００３６】
請求項５の発明装置によると、連結バーの上に供給された被加工物が、連続円弧状の軌跡を描きつつ、一定の接線速度で搬送される。
従って、搬送方向の分速はサインカーブ状に変化する。このような特性を利用して加工用ノズルを配置すると、該加工用ノズルの総合的な作業能率を高からしめることもでき、加工むらを無くすることもできる。
その上、被加工物が確実に平行移動せしめられる。従来の平行移動方式の搬送装置（例えばベルトコンベア）は滑りの問題を有していたが、本請求項１１の搬送装置は滑りに関するトラブルを生じる虞れが無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る搬送装置の１実施形態を模式的に描いた要部正面図である。
【図２】前掲の図１に要部を示した搬送装置を含む加工機械の全体的な模式図である。
【図３】前記と異なる実施形態を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）〜（Ｅ）は作動説明図である。
【図４】複数のステーションを有する搬送装置と、各ステーションに対応せしめて設置した加工用ノズルとから成る加工機械を模式的に描いたイメージ図である。
【符号の説明】
１… 研掃材噴射ノズル（または研掃材投射機）、２…圧縮空気噴射ノズル、３…洗浄剤噴射ノズル、４…塗装ノズル、５…回転軸、７…加工用ノズル、Ａ８，８Ａ，８Ｂ，８Ｃ…回転板、８ａ…切欠、９…ノズルトラバース機構、９ａ…枠、９ｂ…車輪、９ｃ…駆動モータ、９ｄ…レール、１０…研掃材回収函、１１…スラッジ受箱、１２…クランク軸、１２ａクランクピン、１３…連結バー。

Claims (5)

1. 多数の被加工物を順次に搬送して、加工機械の加工用ノズルの噴射区域内を通過させる搬送方法において、
   搬送方向に直交する回転軸（５）を、搬送路に沿って、等間隔Ｄで配列し、
   それぞれの回転軸に対して「対角線の長さ寸法が約Ｄである正方形の回転板（８Ａ，８Ｂ…）を、回転軸と垂直に、かつ回転軸の軸心方向にほぼ等間隔で並べて取り付け、
   隣接する「回転板を取り付けた回転軸」の相互が、回転板同士を干渉させないように配置し、
   かつ、前記正方形の回転板それぞれの頂点付近に、前記被加工物と係合して、これを支持し得る形状の切欠（８ａ）を設けることを特徴とする、加工機における搬送方法。
2. 配列された回転軸の相互をチェーンもしくは歯車で伝動して同期回転せしめ、
   該回転軸を一定速度で回転駆動することにより、被加工物が加工ノズルの噴射範囲内を所定速度で通過するようにし、
   または、前記回転軸を間欠的に回転させるように駆動して、被加工物を加工ノズルの噴射区域内で一時的に停止させることを特徴とする、請求項１に記載した加工機における搬送方法。
3. 多数の被加工物を順次に搬送して、加工機械の加工用ノズルの噴射区域内を通過させる搬送方法において、
   少なくとも４個のクランクピン（１２ａ）を有するクランク軸（１２）の一対を相互に平行に設置し、
   上記一対のクランク軸相互の、対応しているクランクピン同士の間に連結バー（１３）を架け渡し、
   前記一対のクランク軸を同じ方向に、相互に同期させて回転駆動して、
   前記連結バーに円形平行移動を繰り返し行なわせることにより、
   該連結バーに乗せられた被加工物に連続円弧形の軌跡を描かせて搬送することを特徴とする、加工機における搬送方法。
4. 多数の被加工物を順次に搬送して、加工機械の加工用ノズルの噴射区域内を通過させる搬送装置において、
   搬送方向に直交する回転軸（５）が、搬送路に沿って等しい間隔Ｄで配列されるとともに、
   それぞれの回転軸に対して垂直に「対角線の長さ寸法が約Ｄである正方形の回転板（８Ａ，８Ｂ…）が、回転軸の軸心方向にほぼ等間隔に取付けられており、
   かつ、隣接する「回転板を取付けられた回転軸」の相互が、回転板同士を干渉させないように配置されるとともに、
   前記正方形の回転板の頂点付近に、前記被加工物と係合してこれを支持する切欠（８ａ）が設けられていることを特徴とする、加工機用の搬送装置。
5. 多数の被加工物を順次に搬送して、加工機械の加工用ノズルの噴射区域内を通過させる搬送装置において、
   少なくとも４本のクランクピン（１２ａ）を有するクランク軸（１２）の一対が平行に配置されるとともに、
   上記一対のクランク軸の、相互に対応するクランクピンの間に、連結バーが架け渡されており、
   かつ、上記一対のクランク軸が相互に同期して回転するようになっていることを特徴とする、加工機用の搬送装置。

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