JP6186970B2

JP6186970B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP6186970B2
Application number: JP2013147393A
Authority: JP
Inventors: 太田　浩充; 浩充太田; 伸充堀; 鈴木　直人; 直人鈴木; 井▲土▼　雅裕; 雅裕井▲土▼; 千秋外海
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2033-07-16
Also published as: JP2014111299A

Description

本発明は、工作機械へのワークの供給や取り出し等を行う搬送装置に関する。

工作機械へのワークの供給や取り出し等を行うための搬送装置として、種々の搬送装置が知られている。
例えば特許文献１には、図８（Ａ）に示すように、水平方向のＸ軸方向に設けられたレール１１０に沿って２つの走行体１２０、１３０を移動させ、各走行体からアーム１２１、１３１を下方に伸ばし、両アームの先端にワーク保持部材１４０を支持したワーク搬送装置が開示されている。当該従来技術では、ワーク保持部材１４０に保持したワークをＸ軸方向に移動させる際は、２つの走行体１２０、１３０をレール１１０に沿ってＸ軸方向に移動させ、当該ワークを鉛直方向のＹ軸方向に移動させる際は、２つの走行体１２０、１３０の間隔を変更することでＹ軸方向に移動させている。

特開２０１１−１２５９５０号公報

図８（Ａ）に示すように、特許文献１に記載された従来技術では、ワーク保持部材１４０を、鉛直方向であるＹ軸方向の最上端に移動させた場合、２つの走行体１２０、１３０の間隔ＤＭが最大となり、その際のレール１１０の占有スペースが大きく、あまり好ましくない。レール１１０の占有スペースが大きいと、当該搬送装置を加工ラインでのワークの搬送に用いた場合、隣り合う工作機械の間隔を必要以上に大きくしなければならなくなる場合がある。
また図８（Ｂ）に示すように、２つの走行体１２０、１３０のそれぞれからシンプルなアーム１２１、１３１にてワーク保持部材１４０を下方に支持しており、レール１１０に沿ったＸ軸方向への移動の際の加速・減速時の慣性力ＦＫがワーク保持部材１４０にかかると、ワーク保持部材１４０の姿勢が角度θｆにて傾く可能性がある。このため、加速・減速の上下限が制限され、移動速度が制限されるので、搬送作業の効率が低下する。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、保持したワークを上下方向に移動させた際のレールの占有スペースをより小さくすることが可能であり、レールに沿った移動の際の加速・減速時の慣性力によってワーク保持部材の姿勢が傾くことなく安定した姿勢を維持してレールに沿って移動させることができる搬送装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る搬送装置は次の手段をとる。
まず、本発明の第１の発明は、水平方向に延びるレールに沿って走行可能なベース部と、リンク機構を介して前記ベース部の下方に配置されてワーク把持機構を備えたヘッド部と、を備えた搬送装置において、前記ベース部には、水平方向に所定間隔を空けて互いに平行となる水平方向に延びる旋回軸部を有する第１駆動機構と第２駆動機構とが取り付けられている。
また前記リンク機構は、一方端が前記第１駆動機構にて旋回可能に取り付けられて他方端が第１受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第１駆動リンクと、一方端が前記第１駆動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第１受動リンクと、一方端が前記第２駆動機構にて旋回可能に取り付けられて他方端が第２受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第２駆動リンクと、一方端が前記第２駆動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第２受動リンクと、一方端が前記ベース部に対して回動可能に接続されて他方端が第４受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第３受動リンクと、一方端が前記第３受動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第４受動リンクと、前記第２駆動機構の旋回軸と前記第３受動リンクの一方端の側の回動軸との間隔である平行リンク間隔と同じ間隔に配置された第１支持部と第２支持部を有するリンク連結部材と、を有している。
そして、前記ヘッド部において、前記第２受動リンクの他方端の回動軸と前記第４受動リンクの他方端の回動軸との間隔は前記平行リンク間隔に設定されており、前記第２駆動リンクの他方端と前記第２受動リンクの一方端は前記第１支持部に対して回動可能に接続され、前記第３受動リンクの他方端と前記第４受動リンクの一方端は前記第２支持部に対して回動可能に接続され、前記第２駆動リンクと前記第３受動リンクと前記リンク連結部材にて第１平行リンクが形成されて、前記第２駆動機構に取り付けられた前記第２駆動リンクの一方端の旋回軸と、前記ベース部に対して回動可能に接続された前記第３受動リンクの一方端の回動軸と、前記第２支持部の回動軸と、前記第１支持部の回動軸と、にて平行四辺形が形成されており、前記第２受動リンクと前記第４受動リンクと前記リンク連結部材にて第２平行リンクが形成されて、前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第２受動リンクの他方端の回動軸と、前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第４受動リンクの他方端の回動軸と、前記第２支持部の回動軸と、前記第１支持部の回動軸と、にて平行四辺形が形成されており、前記リンク連結部材にて前記第１平行リンクと前記第２平行リンクが連結されている。
また、前記第１駆動機構は第１モータであり、前記第２駆動機構は第２モータである。
そして、前記第１モータの旋回軸部、及び前記第２モータの旋回軸部、は中空部を有する円筒状であり、前記第１駆動リンクと前記第２駆動リンクのそれぞれは、互いに平行となるように前記旋回軸部の軸方向の一方の側と他方の側に配置された２つの部材にて構成されており、前記第１駆動リンクを構成している２つの部材のうちの一方の部材であって前記第１モータの旋回軸部の軸方向の一方の側に配置された表側第１駆動リンク部材は、前記第１モータの旋回軸部の減速機構に取り付けられ、前記第１駆動リンクを構成している２つの部材のうちの他方の部材であって前記第１モータの旋回軸部の軸方向の他方の側に配置された裏側第１駆動リンク部材は、前記第１モータの旋回軸部の前記中空部を貫通するように挿通されて軸方向の一方端が前記表側第１駆動リンク部材に取り付けられた第１シャフトの他方端に取り付けられており、前記第２駆動リンクを構成している２つの部材のうちの一方の部材であって前記第２モータの旋回軸部の軸方向の一方の側に配置された表側第２駆動リンク部材は、前記第２モータの旋回軸部の減速機構に取り付けられ、前記第２駆動リンクを構成している２つの部材のうちの他方の部材であって前記第２モータの旋回軸部の軸方向の他方の側に配置された裏側第２駆動リンク部材は、前記第２モータの旋回軸部の前記中空部を貫通するように挿通されて軸方向の一方端が前記表側第２駆動リンク部材に取り付けられた第２シャフトの他方端に取り付けられている、搬送装置である。

この第１の発明によれば、第１駆動リンクと第１受動リンク、及び第２駆動リンクと第２受動リンク、にてパンタグラフ状に折り畳まれたリンク機構を構成する。更に、第２駆動リンクと第３受動リンクとリンク連結部材にて第１の平行リンクが形成され、第２受動リンクと第４受動リンクとリンク連結部材にて第２平行リンクが形成され、リンク連結部材にて第１平行リンクと第２平行リンクが連結され、第２平行リンクの先端にヘッド部が取り付けられている。
このようにパンタグラフ状の折り畳み式のリンク機構とすることで、保持したワークを上下方向に移動させた際のレールの占有スペースをより小さくすることができる。
また、第１平行リンク及び第２平行リンクを介してヘッド部を支持しているので、ヘッド部の姿勢が傾くことがなく、ヘッド部の姿勢を常に同じ姿勢に安定的に維持することができる。
また、第１の発明によれば、第１駆動機構と第２駆動機構を適切に実現することができる。
また、第１の発明によれば、第１モータ及び第２モータの旋回軸部の一方端のみに荷重がかかることを回避して旋回軸部の両端に均等に荷重がかかるように構成することができる。また、第１駆動リンクを表側第１駆動リンク部材と裏側第１駆動リンク部材の２つの部材で構成し、第２駆動リンクを表側第２駆動リンク部材と裏側第２駆動リンク部材の２つの部材で構成する。
これにより、第１モータ及び第２モータの旋回軸部の一部に応力が集中することを回避し、旋回軸部を滑らかに旋回させることができる。
また、第１駆動リンク及び第２駆動リンクのそれぞれを２つの部材で構成することで、剛性を適切に確保することができる。

次に、本発明の第２の発明は、水平方向に延びるレールに沿って走行可能なベース部と、リンク機構を介して前記ベース部の下方に配置されてワーク把持機構を備えたヘッド部と、を備えた搬送装置において、前記ベース部には、水平方向に所定間隔を空けて互いに平行となる水平方向に延びる旋回軸部を有する第１駆動機構と第２駆動機構とが取り付けられている。
また前記リンク機構は、一方端が前記第１駆動機構にて旋回可能に取り付けられて他方端が第１受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第１駆動リンクと、一方端が前記第１駆動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第１受動リンクと、一方端が前記第２駆動機構にて旋回可能に取り付けられて他方端が第２受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第２駆動リンクと、一方端が前記第２駆動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第２受動リンクと、一方端が前記ベース部に対して回動可能に接続されて他方端が第４受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第３受動リンクと、一方端が前記第３受動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第４受動リンクと、前記第２駆動機構の旋回軸と前記第３受動リンクの一方端の側の回動軸との間隔である平行リンク間隔と同じ間隔に配置された第１支持部と第２支持部を有するリンク連結部材と、を有している。
そして、前記ヘッド部において、前記第２受動リンクの他方端の回動軸と前記第４受動リンクの他方端の回動軸との間隔は前記平行リンク間隔に設定されており、前記第２駆動リンクの他方端と前記第２受動リンクの一方端は前記第１支持部に対して回動可能に接続され、前記第３受動リンクの他方端と前記第４受動リンクの一方端は前記第２支持部に対して回動可能に接続され、前記第２駆動リンクと前記第３受動リンクと前記リンク連結部材にて第１平行リンクが形成されて、前記第２駆動機構に取り付けられた前記第２駆動リンクの一方端の旋回軸と、前記ベース部に対して回動可能に接続された前記第３受動リンクの一方端の回動軸と、前記第２支持部の回動軸と、前記第１支持部の回動軸と、にて平行四辺形が形成されており、前記第２受動リンクと前記第４受動リンクと前記リンク連結部材にて第２平行リンクが形成されて、前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第２受動リンクの他方端の回動軸と、前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第４受動リンクの他方端の回動軸と、前記第２支持部の回動軸と、前記第１支持部の回動軸と、にて平行四辺形が形成されており、前記リンク連結部材にて前記第１平行リンクと前記第２平行リンクが連結されている。
また、前記第１駆動機構は第１モータであり、前記第２駆動機構は前記第１モータに取り付けられた第１ギアと噛み合う第２ギアである、あるいは、前記第２駆動機構は第２モータであり、前記第１駆動機構は前記第２モータに取り付けられた第２ギアと噛み合う第１ギアである。
そして、前記第１モータの旋回軸部あるいは前記第１ギアの旋回軸部、及び前記第２ギアの旋回軸部あるいは前記第２モータの旋回軸部、は中空部を有する円筒状であり、前記第１駆動リンクと前記第２駆動リンクのそれぞれは、互いに平行となるように前記旋回軸部の軸方向の一方の側と他方の側に配置された２つの部材にて構成されており、前記第１駆動リンクを構成している２つの部材のうちの一方の部材であって前記第１モータの旋回軸部、あるいは前記第１ギアの旋回軸部、の軸方向の一方の側に配置された表側第１駆動リンク部材は、前記第１モータの旋回軸部の減速機構、あるいは前記第１ギア、に取り付けられ、前記第１駆動リンクを構成している２つの部材のうちの他方の部材であって前記第１モータの旋回軸部、あるいは前記第１ギアの旋回軸部、の軸方向の他方の側に配置された裏側第１駆動リンク部材は、前記第１モータの旋回軸部、あるいは前記第１ギアの旋回軸部、の前記中空部を貫通するように挿通されて軸方向の一方端が前記表側第１駆動リンク部材に取り付けられた第１シャフトの他方端に取り付けられており、前記第２駆動リンクを構成している２つの部材のうちの一方の部材であって前記第２ギアの旋回軸部、あるいは前記第２モータの旋回軸部、の軸方向の一方の側に配置された表側第２駆動リンク部材は、前記第２ギア、あるいは前記第２モータの旋回軸部の減速機構、に取り付けられ、前記第２駆動リンクを構成している２つの部材のうちの他方の部材であって前記第２ギアの旋回軸部、あるいは前記第２モータの旋回軸部、の軸方向の他方の側に配置された裏側第２駆動リンク部材は、前記第２ギアの旋回軸部、あるいは前記第２モータの旋回軸部、の前記中空部を貫通するように挿通されて軸方向の一方端が前記表側第２駆動リンク部材に取り付けられた第２シャフトの他方端に取り付けられている、搬送装置である。

この第２の発明によれば、第１駆動リンクと第１受動リンク、及び第２駆動リンクと第２受動リンク、にてパンタグラフ状に折り畳まれたリンク機構を構成する。更に、第２駆動リンクと第３受動リンクとリンク連結部材にて第１の平行リンクが形成され、第２受動リンクと第４受動リンクとリンク連結部材にて第２平行リンクが形成され、リンク連結部材にて第１平行リンクと第２平行リンクが連結され、第２平行リンクの先端にヘッド部が取り付けられている。
このようにパンタグラフ状の折り畳み式のリンク機構とすることで、保持したワークを上下方向に移動させた際のレールの占有スペースをより小さくすることができる。
また、第１平行リンク及び第２平行リンクを介してヘッド部を支持しているので、ヘッド部の姿勢が傾くことがなく、ヘッド部の姿勢を常に同じ姿勢に安定的に維持することができる。
また、第２の発明では、第１の発明に対して、第２モータの代わりに第１モータに取り付けられた第１ギアと噛み合う第２ギア、あるいは第１モータの代わりに第２モータに取り付けられた第２ギアに噛み合う第１ギア、が配置されている。
これにより、第２モータあるいは第１モータを省略することができるので、制御がより容易であり、搬送装置の重量及びコストを低減することができる。
また、第２の発明によれば、第１モータ（あるいは第１ギア）及び第２ギア（あるいは第２モータ）の旋回軸部の一方端のみに荷重がかかることを回避して旋回軸部の両端に均等に荷重がかかるように構成することができる。また、第１駆動リンクを表側第１駆動リンク部材と裏側第１駆動リンク部材の２つの部材で構成し、第２駆動リンクを表側第２駆動リンク部材と裏側第２駆動リンク部材の２つの部材で構成する。
これにより、第１モータ（あるいは第１ギア）及び第２ギア（あるいは第２モータ）の旋回軸部の一部に応力が集中することを回避し、旋回軸部を滑らかに旋回させることができる。
また、第１駆動リンク及び第２駆動リンクのそれぞれを２つの部材で構成することで、剛性を適切に確保することができる。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明または第２の発明に係る搬送装置であって、前記ヘッド部は、長さが変化しても引張力が一定である一定荷重手段にて前記ベース部に吊り下げられている。

この第３の発明によれば、ヘッド部は、一定荷重手段にてベース部から吊り下げられている。
これにより、一般的なバネ等で吊り下げた場合と比較して、ヘッド部の上下方向の位置にかかわらず、より少ない駆動力で第１モータ及び第２モータを旋回させてヘッド部を上下方向に移動させることができる。また、ヘッド部の上下方向の位置にかかわらず、第１モータ及び第２モータに要求されるトルクが一定であるので、第１モータ及び第２モータをより小型にすることができる。

本発明の搬送装置の全体構成を説明する外観図（正面図）である。搬送装置の外観図（正面図）であり、ワークを把持するヘッド部を下方に移動させた状態を示す図である。図２に示す搬送装置のＢ−Ｂ断面図である。搬送装置の他の構成の例を説明する図である。第１駆動リンクと第２駆動リンクの旋回角度を異なる角度にした状態を説明する図である。レールに対する搬送装置の取り付け状態の、他の例を説明する図である。搬送装置を加工ラインに適用した例を説明する図である。従来の搬送装置の例を説明する図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。
なお、各図においてＸ軸とＹ軸とＺ軸は互いに直交しており、Ｘ軸方向とＺ軸方向は水平方向を示しており、Ｙ軸方向は鉛直上向きを示している。また搬送装置１の移動に使用するレールＲの長手方向をＸ軸方向としている。

●［搬送装置１の全体構成（図１〜図３）］
まず図１〜図３を用いて、搬送装置１の全体構成について説明する。図１は搬送装置１の正面図を示しており、ヘッド部４０を支持するリンク機構ＬＫを折り畳んでヘッド部４０を上方に移動させた状態を示しており、図２は、図１に対してヘッド部４０を下方に移動させた状態を示している。また図３は、図２におけるＢ−Ｂ断面図を示している。

図１に示すように、搬送装置１は、ベース部１０と、ヘッド部４０と、各リンク１１、１２、２１〜２４等を有している。
ベース部１０は、水平方向であるＸ軸方向に延びるレールＲに沿って走行可能である。図３に示すように、ベース部１０は、レールＲに沿って移動可能な移動部１０Ａに取り付けられている。そして制御装置５０は、モータＭ３を制御して、ベース部１０を、レールＲ上の任意のＸ軸方向の位置に移動させることができる。
またベース部１０には、第１モータＭ１（第１駆動機構に相当）と第２モータＭ２（第２駆動機構に相当）が、Ｘ軸方向に所定間隔を空けて、それぞれの旋回軸部が互いにＺ軸方向に平行となるように（Ｚ軸方向に延びるように）取り付けられている。そして第１モータＭ１及び第２モータＭ２は、制御装置５０（図３参照）から制御される。
ヘッド部４０は、図１、図２に示すようにリンク機構ＬＫを介してベース部１０の下方に配置され、ワーク把持機構（チャック等のワーク把持手段４４）を備えている。そしてヘッド部４０に設けられた各モータＭ４〜Ｍ６は、制御装置５０（図３参照）から制御される。

次に、リンク機構を構成している各リンクについて説明する。
第１駆動リンク１１は、一方端が第1モータＭ１の減速機構に取り付けられ、第１モータＭ１にて旋回駆動される。また第１駆動リンク１１の他方端は、第１受動リンク２１の一方端に対して回動軸Ｚ１Ａ回りに回動可能に接続されている。なお、減速機構については後述する。
第１受動リンク２１は、一方端が第１駆動リンク１１の他方端に対して回動軸Ｚ１Ａ回りに回動可能に接続されており、他方端がヘッド部４０に対して回動軸Ｚ２１回りに回動可能となるようにヘッド部４０に接続されている。
第２駆動リンク１２は、一方端が第２モータＭ２の減速機構に取り付けられ、第２モータＭ２にて旋回駆動される。また第２駆動リンク１２の他方端は、第２受動リンク２２の一方端に対して回動軸Ｚ３１回りに回動可能に接続されている。
第２受動リンク２２は、一方端が第２駆動リンク１２の他方端に対して回動軸Ｚ３１回りに回動可能に接続されており、他方端がヘッド部４０に対して回動軸Ｚ２２回りに回動可能となるようにヘッド部４０に接続されている。
第３受動リンク２３は、一方端がベース部１０に対して回動軸Ｚ２３回りに回動可能となるようにベース部１０に接続され、他方端が第４受動リンク２４の一方端に対して回動軸Ｚ３２回りに回動可能に接続されている。
第４受動リンク２４は、一方端が第３受動リンク２３の他方端に対して回動軸Ｚ３２回りに回動可能に接続され、他方端がヘッド部４０に対して回動軸Ｚ２４回りに回動可能となるようにヘッド部４０に接続されている。

また、第２駆動リンク１２の他方端と第２受動リンク２２の一方端との接続部（回動軸Ｚ３１の個所）はリンク連結部材３０の第１支持部３１（例えば貫通孔）に接続されている。
また、第３受動リンク２３の他方端と第４受動リンク２４の一方端との接続部（回動軸Ｚ３２の個所）はリンク連結部材３０の第２支持部３２（例えば貫通孔）に接続されている。
第２駆動リンク１２の一方端の側の旋回軸である第２モータＭ２の旋回軸Ｚ１２に対して、第３受動リンク２３の一方端の側の回動軸Ｚ２３は鉛直下方に配置されており、旋回軸Ｚ１２と回動軸Ｚ２３の間隔は平行リンク間隔Ｄ１に設定されている。
なお、「平行リンク間隔Ｄ１」とは、後述する第１平行リンクを構成している第２駆動リンク１２と第３受動リンク２３との間隔、及び後述する第２平行リンクを構成している第２受動リンク２２と第４受動リンク２４との間隔である。なお図１中において、「平行リンク間隔Ｄ１」＝旋回軸Ｚ１２と回動軸Ｚ２３との間の距離＝回動軸Ｚ３１と回動軸Ｚ３２との間の距離＝回動軸Ｚ２２と回動軸Ｚ２４との間の距離、である。
またリンク連結部材３０の第１支持部３１の回動軸Ｚ３１に対して、第２支持部３２の回動軸Ｚ３２は鉛直下方に配置されており、回動軸Ｚ３１と回動軸Ｚ３２の間隔も平行リンク間隔Ｄ１に設定されている。
そして、旋回軸Ｚ１２から回動軸Ｚ３１までの距離と回動軸Ｚ２３から回動軸Ｚ３２までの距離とは同じに設定されており、第２駆動リンク１２の長手方向の長さと第３受動リンク２３の長手方向の長さは同じに設定されている。
このように、旋回軸Ｚ１２、回動軸Ｚ３１、回動軸Ｚ３２、回動軸Ｚ２３を有する第２駆動リンク１２と第３受動リンク２３とリンク連結部材３０にて第１平行リンクＨＬ１が形成されている。つまり、第２モータＭ２に取り付けられた第２駆動リンク１２の一方端の旋回軸Ｚ１２と、ベース部１０に対して回動可能に接続された第３受動リンク２３の一方端の回動軸Ｚ２３と、第２支持部３２の回動軸Ｚ３２と、第１支持部３１の回動軸Ｚ３１と、にて平行四辺形が形成されている。

さらに、第２受動リンク２２の他方端の側の回動軸Ｚ２２に対して、第４受動リンク２４の他方端の側の回動軸Ｚ２４は鉛直下方に配置されており、回動軸Ｚ２２と回動軸Ｚ２４の間隔も平行リンク間隔Ｄ１に設定されている。
そして、回動軸Ｚ２２から回動軸Ｚ３１までの距離と回動軸Ｚ２４から回動軸Ｚ３２までの距離とは同じに設定されており、第２受動リンク２２の長手方向の長さと第４受動リンク２４の長手方向の長さは同じに設定されている。
このように、回動軸Ｚ３１、回動軸Ｚ３２、回動軸Ｚ２４、回動軸Ｚ２２を有する第２受動リンク２２と第４受動リンク２４とリンク連結部材３０にて第２平行リンクＨＬ２が形成されている。つまり、ヘッド部４０に対して回動可能に接続された第２受動リンク２２の他方端の回動軸Ｚ２２と、ヘッド部４０に対して回動可能に接続された第４受動リンク２４の他方端の回動軸Ｚ２４と、第２支持部３２の回動軸Ｚ３２と、第１支持部３１の回動軸Ｚ３１と、にて平行四辺形が形成されている。
そして、リンク連結部材３０にて第１平行リンクＨＬ１と第２平行リンクＨＬ２が連結されている。
これにより、第１平行リンクに支持されたリンク連結部材３０は、Ｙ軸と平行に保持され、その姿勢が傾斜することがない。また、第２平行リンクに支持されたヘッド部４０もＹ軸と平行に保持され、その姿勢が傾斜することがない。

次にヘッド部４０について説明する。ヘッド部４０は、本体部４１、アーム部４２、ワーク把持手段４４等にて構成されている。
本体部４１は、回動軸Ｚ２１回りに回動可能に接続された第１受動リンク２１と、回動軸Ｚ２２回りに回動可能に接続された第２受動リンク２２と、回動軸Ｚ２４回りに回動可能に接続された第４受動リンク２４と、にてベース部１０の下方に支持されている。
また本体部４１は、引張り長さが変化しても引張力Ｆが一定である一定荷重手段４５及びワイヤ４５Ａにてベース部１０に吊り下げられている。例えば、一定荷重手段４５の引張力Ｆを、ヘッド部４０の荷重＋対象ワーク（１個分）の荷重に設定しておけば、ワークを把持した状態のヘッド部４０の上下方向の移動に対して、第１モータＭ１、第２モータＭ２のトルクをより小さくすることが可能であり、第１モータＭ１及び第２モータＭ２をより小型化することができる。また、一定荷重手段４５を用いることで、ヘッド部４０の上下方向の位置にかかわらず第１モータ及び第２モータに要求されるトルクが一定となるので、第１モータ及び第２モータの選択が容易である。

アーム部４２は、図３に示すように、モータＭ４にて旋回軸Ｚ４２回りに旋回可能である。
またワーク把持手段４４は、ワークの把持と開放が可能な例えばチャックであり、図３に示すように、モータＭ６にて間隔Ｄ２を変更することで、ワークの把持と開放が可能である。
またワーク把持手段４４は、図１及び図３に示すように、モータＭ５にて旋回軸Ｚ４４回りに旋回可能である。
なお、ヘッド部４０は、少なくとも、第１受動リンク２１と第２受動リンク２２と第４受動リンク２４とが接続される本体部４１と、ワークの把持と開放が可能なワーク把持手段４４と、を有していればよく、アーム部４２、モータＭ４、Ｍ５は省略してもよい。
また、図３に示すように、ヘッド部４０におけるアーム部４２から下方の部材を、２つのワーク把持手段４４Ａ、４４Ｂを備えたアーム部４２Ａに交換すると、後述する図７に説明するように、より効率よくワークの供給と取り出しを行うことができる。

次に図３を用いて、第１モータＭ１への第１駆動リンク１１の取り付け及び第１駆動リンク１１の構造について詳細を説明する。なお、第２モータＭ２への第２駆動リンク１２の取り付け及び第２駆動リンク１２の構造も同様であるので、第２モータＭ２及び第２駆動リンク１２については図示及び説明を省略する。
図３に示すように、第１モータＭ１は、旋回軸部６４、磁石６５、コイル６６、カム６３、ギア６２、リングギア６１等にて構成されている。
旋回軸部６４は中空部を有する円筒状であり、外周面には磁石６５、複数のカム６３が固定されている。そして複数のカム６３のそれぞれには、リングギア６１に内接するギア６２のそれぞれが回動可能に嵌められている。このように、カム６３、ギア６２、リングギア６１にて、旋回軸部６４の回転数を減速するサイクロ減速機構が構成されている。
そして各ギア６２に設けられた貫通孔に表側第１駆動リンク部材１１Ａに取り付けられた支持部材１１Ｄが挿通されることで表側第１駆動リンク部材１１Ａは減速機構ＧＫに取り付けられ、減速された旋回駆動力が表側第１駆動リンク部材１１Ａに伝達される。

第１駆動リンク１１は、互いに平行となるように第１モータの旋回軸部の軸方向の一方の側と他方の側に（ベース部１０の表側と裏側に）配置された２つの部材である表側第１駆動リンク部材１１Ａと裏側第１駆動リンク部材１１Ｂにて構成されている。
そして第１モータの旋回軸部の軸方向の一方の側に配置された表側第１駆動リンク部材１１Ａは、上記のように第１モータＭ１の旋回軸部６４の減速機構ＧＫに取り付けられている。また第１モータの旋回軸部の軸方向の他方の側に配置された裏側第１駆動リンク部材１１Ｂは、第１モータＭ１の旋回軸部６４の中空部を貫通するように挿通された第１シャフト１１Ｃの他方端に取り付けられている。なお、第１シャフト１１Ｃの一方端には表側第１駆動リンク部材１１Ａが取り付けられている。
また図示省略するが、第２駆動リンク１２は、第１駆動リンク１１と同様に、互いに平行となるように第２モータの旋回軸部の軸方向の一方の側と他方の側に（ベース部１０の表側と裏側に）配置された２つの部材である表側第２駆動リンク部材と裏側第２駆動リンク部材にて構成されている。
そして第２モータの旋回軸部の軸方向の一方の側に配置された表側第２駆動リンク部材は、第２モータＭ２の旋回軸部の減速機構に取り付けられている。また第２モータの旋回軸部の軸方向の他方の側に配置された裏側第２駆動リンク部材は、第２モータＭ２の旋回軸部の中空部を貫通するように挿通された第２シャフトの他方端に取り付けられている。なお、第２シャフトの一方端には表側第２駆動リンク部材が取り付けられている。

この構成を有することで、第１モータＭ１の旋回軸部６４の軸方向の一方端（表側）のみに荷重がかかることを回避して旋回軸部６４の軸方向の両端（表側と裏側）に均等に荷重がかかるように構成することができるので、重量バランスが非常によく、滑らかに旋回軸部６４を旋回させることができる。また同様に、第２モータＭ２の旋回軸部も滑らかに旋回させることができる。
また、第１駆動リンクと第２駆動リンクのそれぞれを２つの部材で構成することで、バランスよく適切に剛性を確保することができる。
なお、第１受動リンク２１〜第４受動リンク２４も、同様に平行に配置された２つの部材で構成することが好ましいが、少なくとも第１駆動リンク１１と第２駆動リンク１２を平行配置した２つの部材で構成すればよく、第１受動リンク２１〜第４受動リンク２４は、平行配置した２つの部材で構成されていなくてもよい。

●［搬送装置のその他の例（図４（Ａ）、（Ｂ））］
次に図４（Ａ）及び（Ｂ）を用いて、搬送装置のその他の例について説明する。
図４（Ａ）の例に示す搬送装置１Ａは、図１に示す搬送装置１に対して、第１受動リンク２１の他方端の回動軸Ｚ２１と、第２受動リンク２２の他方端の回動軸Ｚ２２とが同じ位置である点が異なる。
図４（Ａ）に示す構成では、ヘッド部４０と各リンクとの取り付け位置の数が減少（この場合、３個所から２個所に減少）するので、ヘッド部４０の取り付け誤差や取り付け作業量を減少させることができる。

また図４（Ｂ）の例に示す搬送装置１Ｂは、図１に示す搬送装置１に対して、第２モータＭ２が省略され、第２モータＭ２の位置には、第２ギアＧ２が取り付けられている。
そして第２ギアＧ２は、第１モータＭ１の減速機構に取り付けられた第１ギアＧ１に噛み合っている。なお、第１ギアＧ１の歯数と第２ギアＧ２の歯数は同一である。
あるいは、図１に示す搬送装置１に対して、第１モータＭ１を省略し、第１モータＭ１の位置に、第２モータＭ２の減速機構に取り付けられた第２ギアＧ２に噛み合う第１ギアＧ１を取り付けるように構成してもよい。なお、第１ギアＧ１の歯数と第２ギアＧ２の歯数は同一である。

この場合、図４（Ｂ）に示す第１駆動リンク１１は、互いに平行となるように第１モータの旋回軸部（あるいは第１ギアの旋回軸部）の軸方向の一方の側と他方の側に配置された表側第１駆動リンク部材と裏側第１駆動リンク部材にて構成されている。そして、表側第１駆動リンクは、第１モータの旋回軸部の減速機構（あるいは第１ギア）に取り付けられ、裏側第１駆動リンク部材は、一方端が表側第１駆動リンク部材に取り付けられた第１シャフトの他方端に取り付けられている。なお第１モータの旋回軸部（あるいは第１ギアの旋回軸部）は中空部を有する円筒状であり、当該中空部に第１シャフトが挿通されている。
また、第２駆動リンク１２は、互いに平行となるように第２ギアの旋回軸部（あるいは第２モータの旋回軸部）の軸方向の一方の側と他方の側に配置された表側第２駆動リンク部材と裏側第２駆動リンク部材にて構成されている。そして、表側第２駆動リンクは第２ギア（あるいは第２モータの旋回軸部の減速機構）に取り付けられ、裏側第２駆動リンク部材は、一方端が表側第２駆動リンク部材に取り付けられた第２シャフトの他方端に取り付けられている。なお第２ギアの旋回軸部（あるいは第２モータの旋回軸部）は中空部を有する円筒状であり、当該中空部に第２シャフトが挿通されている。
図４（Ｂ）に示す構成では、第２モータＭ２（あるいは第１モータＭ１）を省略できるので、搬送装置の小型化、軽量化を図ることができる。

●［ヘッド部４０をＺ軸方向へも移動可能とする方法（図５、図６）］
次に図５、図６を用いて、ヘッド部４０をＺ軸方向へも移動可能とする方法について説明する。
図５の例に示すように、図１における搬送装置１の状態から、第１モータＭ１による第１駆動リンク１１の旋回角度θ１、第２モータＭ２による第２駆動リンク１２の旋回角度θ２を、旋回角度θ１＞旋回角度θ２とすると、ヘッド部４０の姿勢を鉛直下方に向かう姿勢に維持した状態で、Ｘ軸方向に移動させることができる（図５の例では、距離Ｄ３だけＸ軸方向に移動させた状態を示している）。
従って図６に示すように、ベース部１０をＸＺ平面内で９０度旋回させて、レールＲに吊り下げるように構成することで、ヘッド部４０を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、の３軸の方向に移動させることが可能となる。なお、図６は、レールＲに沿って移動可能な移動部１０Ｂの下方にベース部１０を取り付けた例を示している。

●［搬送装置１を加工ラインに適用した例（図７）］
次に図７を用いて、搬送装置１を加工ラインに適用した例について説明する。なお図７において搬送装置１は、図３に示すアーム部４２Ａ（２つのワーク把持手段４４Ａ、４４Ｂを備えたアーム部）を取り付けた例で説明する。
図７に示す加工ラインは、加工前のワークを載置するワーク台Ｔ１、第１の加工を行う第１加工装置Ｋ１、第２の加工を行う第２加工装置Ｋ２、加工後のワークを載置するワーク台Ｔ２が配置されている例を示している。また図７では、ワークＷ１〜Ｗ３の例としてクランクシャフトを用いている。

まず、搬送装置１が、ワークを把持していない状態にて、ワーク台Ｔ１の上方に位置している状態から説明する。
搬送装置１は、ヘッド部４０を下方に移動させて、一方のワーク把持手段４４ＡにてワークＷ３を把持し、ヘッド部４０を上方に移動させ、レールＲに沿って第１加工装置Ｋ１の上方に移動する。なお、図３におけるアーム部４２Ａにおいて、ワークを把持していない他方のワーク把持手段４４Ｂが下方を向くように、アーム部４２Ａを旋回させておく。
次に搬送装置１は、ヘッド部４０を下方に移動させ、ワークを把持していない他方のワーク把持手段４４Ｂにて、第１加工装置Ｋ１にて加工済のワークＷ２を把持した後、アーム部４２Ａを旋回させてワークＷ３を下方に向け、一方のワーク把持手段４４Ａにて把持しているワークＷ３を第１加工装置Ｋ１にセットする。そして搬送装置１は、一方のワーク把持手段４４Ａにはワークを把持していない状態、且つ他方のワーク把持手段４４Ｂには加工済のワークＷ２を把持した状態で、ヘッド部４０を上方に移動させ、レールＲに沿って第２加工装置Ｋ２の上方に移動する。
次に搬送装置１は、ヘッド部４０を下方に移動させ、ワークを把持していない一方のワーク把持手段４４Ａにて、第２加工装置Ｋ２にて加工済のワークＷ１を把持した後、アーム部４２Ａを旋回させてワークＷ２を下方に向け、他方のワーク把持手段４４Ｂにて把持しているワークＷ２を第２加工装置Ｋ２にセットする。そして搬送装置１は、他方のワーク把持手段４４Ｂにはワークを把持していない状態、且つ一方のワーク把持手段４４Ａには加工済のワークＷ１を把持した状態で、ヘッド部４０を上方に移動させ、レールＲに沿ってワーク台Ｔ２の上方に移動する。なお、ワークを把持している一方のワーク把持手段４４Ａが下方を向くように、アーム部４２Ａを旋回させておく。
そして搬送装置１は、ヘッド部４０を下方に移動させ、一方のワーク把持手段４４Ａにて把持しているワークＷ１をワーク台Ｔ２に載置する。

以上、本実施の形態にて説明した搬送装置は、パンタグラフ状に折り畳んだリンク機構を有することで、保持したワークを上下方向に移動させた際のレールの占有スペースをより小さくすることが可能である。
このため、図７の例におけるワーク台Ｔ１、第１加工装置Ｋ１、第２加工装置Ｋ２、ワーク台Ｔ２、のそれぞれの隣り合う間隔を必要以上に大きく空けなくてよいので、加工ラインの占有面積をより小さくすることができる。
また、第１平行リンク及び第２平行リンクを介してヘッド部を支持しているので、Ｘ軸方向への移動の際の加速時や減速時であっても、加速・減速時の慣性力によってワーク保持部材の姿勢が傾くことなく安定した姿勢を維持することができる。
このため、移動速度の限界がより高くなり、より効率よく搬送を行うことができる。

本発明の搬送装置は、本実施の形態にて説明した構成、構造、外観、形状等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば第１モータＭ１や第２モータＭ２の減速機構は、本実施の形態にて説明した減速機構に限定されず、種々の減速機構を用いることができる。
また本実施の形態にて説明した搬送装置は、クランクシャフトの加工ラインへの適用に限定されず、種々の用途に用いることが可能である。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ搬送装置
１０ベース部
１１第１駆動リンク
１１Ａ表側第１駆動リンク部材
１１Ｂ裏側第１駆動リンク部材
１１Ｃ第１シャフト
１２第２駆動リンク
２１第１受動リンク
２２第２受動リンク
２３第３受動リンク
２４第４受動リンク
３０リンク連結部材
３１第１支持部
３２第２支持部
４０ヘッド部
４４ワーク把持手段
４５一定荷重手段
６４旋回軸部
Ｇ１第１ギア
Ｇ２第２ギア
ＧＫ減速機構
ＨＬ１第１平行リンク
ＨＬ２第２平行リンク
ＬＫリンク機構
Ｍ１第１モータ
Ｍ２第２モータ
Ｒレール
Ｚ１１、Ｚ１２旋回軸
Ｚ１Ａ、Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ２３、Ｚ２４、Ｚ３１、Ｚ３２回動軸

Claims

水平方向に延びるレールに沿って走行可能なベース部と、
リンク機構を介して前記ベース部の下方に配置されてワーク把持機構を備えたヘッド部と、を備えた搬送装置において、
前記ベース部には、水平方向に所定間隔を空けて互いに平行となる水平方向に延びる旋回軸部を有する第１駆動機構と第２駆動機構とが取り付けられており、
前記リンク機構は、
一方端が前記第１駆動機構にて旋回可能に取り付けられて他方端が第１受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第１駆動リンクと、
一方端が前記第１駆動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第１受動リンクと、
一方端が前記第２駆動機構にて旋回可能に取り付けられて他方端が第２受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第２駆動リンクと、
一方端が前記第２駆動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第２受動リンクと、
一方端が前記ベース部に対して回動可能に接続されて他方端が第４受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第３受動リンクと、
一方端が前記第３受動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第４受動リンクと、
前記第２駆動機構の旋回軸と前記第３受動リンクの一方端の側の回動軸との間隔である平行リンク間隔と同じ間隔に配置された第１支持部と第２支持部を有するリンク連結部材と、を有しており、
前記ヘッド部において、前記第２受動リンクの他方端の回動軸と前記第４受動リンクの他方端の回動軸との間隔は前記平行リンク間隔に設定されており、
前記第２駆動リンクの他方端と前記第２受動リンクの一方端は前記第１支持部に対して回動可能に接続され、
前記第３受動リンクの他方端と前記第４受動リンクの一方端は前記第２支持部に対して回動可能に接続され、
前記第２駆動リンクと前記第３受動リンクと前記リンク連結部材にて第１平行リンクが形成されて、前記第２駆動機構に取り付けられた前記第２駆動リンクの一方端の旋回軸と、前記ベース部に対して回動可能に接続された前記第３受動リンクの一方端の回動軸と、前記第２支持部の回動軸と、前記第１支持部の回動軸と、にて平行四辺形が形成されており、
前記第２受動リンクと前記第４受動リンクと前記リンク連結部材にて第２平行リンクが形成されて、前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第２受動リンクの他方端の回動軸と、前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第４受動リンクの他方端の回動軸と、前記第２支持部の回動軸と、前記第１支持部の回動軸と、にて平行四辺形が形成されており、
前記リンク連結部材にて前記第１平行リンクと前記第２平行リンクが連結されており、
前記第１駆動機構は第１モータであり、前記第２駆動機構は第２モータであり、
前記第１モータの旋回軸部、及び前記第２モータの旋回軸部、は中空部を有する円筒状であり、
前記第１駆動リンクと前記第２駆動リンクのそれぞれは、互いに平行となるように前記旋回軸部の軸方向の一方の側と他方の側に配置された２つの部材にて構成されており、
前記第１駆動リンクを構成している２つの部材のうちの一方の部材であって前記第１モータの旋回軸部の軸方向の一方の側に配置された表側第１駆動リンク部材は、前記第１モータの旋回軸部の減速機構に取り付けられ、
前記第１駆動リンクを構成している２つの部材のうちの他方の部材であって前記第１モータの旋回軸部の軸方向の他方の側に配置された裏側第１駆動リンク部材は、前記第１モータの旋回軸部の前記中空部を貫通するように挿通されて軸方向の一方端が前記表側第１駆動リンク部材に取り付けられた第１シャフトの他方端に取り付けられており、
前記第２駆動リンクを構成している２つの部材のうちの一方の部材であって前記第２モータの旋回軸部の軸方向の一方の側に配置された表側第２駆動リンク部材は、前記第２モータの旋回軸部の減速機構に取り付けられ、
前記第２駆動リンクを構成している２つの部材のうちの他方の部材であって前記第２モータの旋回軸部の軸方向の他方の側に配置された裏側第２駆動リンク部材は、前記第２モータの旋回軸部の前記中空部を貫通するように挿通されて軸方向の一方端が前記表側第２駆動リンク部材に取り付けられた第２シャフトの他方端に取り付けられている、
搬送装置。
水平方向に延びるレールに沿って走行可能なベース部と、
リンク機構を介して前記ベース部の下方に配置されてワーク把持機構を備えたヘッド部と、を備えた搬送装置において、
前記ベース部には、水平方向に所定間隔を空けて互いに平行となる水平方向に延びる旋回軸部を有する第１駆動機構と第２駆動機構とが取り付けられており、
前記リンク機構は、
一方端が前記第１駆動機構にて旋回可能に取り付けられて他方端が第１受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第１駆動リンクと、
一方端が前記第１駆動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第１受動リンクと、
一方端が前記第２駆動機構にて旋回可能に取り付けられて他方端が第２受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第２駆動リンクと、
一方端が前記第２駆動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第２受動リンクと、
一方端が前記ベース部に対して回動可能に接続されて他方端が第４受動リンクの一方端に対して回動可能に接続された第３受動リンクと、
一方端が前記第３受動リンクの他方端に対して回動可能に接続されて他方端が前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第４受動リンクと、
前記第２駆動機構の旋回軸と前記第３受動リンクの一方端の側の回動軸との間隔である平行リンク間隔と同じ間隔に配置された第１支持部と第２支持部を有するリンク連結部材と、を有しており、
前記ヘッド部において、前記第２受動リンクの他方端の回動軸と前記第４受動リンクの他方端の回動軸との間隔は前記平行リンク間隔に設定されており、
前記第２駆動リンクの他方端と前記第２受動リンクの一方端は前記第１支持部に対して回動可能に接続され、
前記第３受動リンクの他方端と前記第４受動リンクの一方端は前記第２支持部に対して回動可能に接続され、
前記第２駆動リンクと前記第３受動リンクと前記リンク連結部材にて第１平行リンクが形成されて、前記第２駆動機構に取り付けられた前記第２駆動リンクの一方端の旋回軸と、前記ベース部に対して回動可能に接続された前記第３受動リンクの一方端の回動軸と、前記第２支持部の回動軸と、前記第１支持部の回動軸と、にて平行四辺形が形成されており、
前記第２受動リンクと前記第４受動リンクと前記リンク連結部材にて第２平行リンクが形成されて、前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第２受動リンクの他方端の回動軸と、前記ヘッド部に対して回動可能に接続された前記第４受動リンクの他方端の回動軸と、前記第２支持部の回動軸と、前記第１支持部の回動軸と、にて平行四辺形が形成されており、
前記リンク連結部材にて前記第１平行リンクと前記第２平行リンクが連結されており、
前記第１駆動機構は第１モータであり、前記第２駆動機構は前記第１モータに取り付けられた第１ギアと噛み合う第２ギアであり、
あるいは、前記第２駆動機構は第２モータであり、前記第１駆動機構は前記第２モータに取り付けられた第２ギアと噛み合う第１ギアであり、
前記第１モータの旋回軸部あるいは前記第１ギアの旋回軸部、及び前記第２ギアの旋回軸部あるいは前記第２モータの旋回軸部、は中空部を有する円筒状であり、
前記第１駆動リンクと前記第２駆動リンクのそれぞれは、互いに平行となるように前記旋回軸部の軸方向の一方の側と他方の側に配置された２つの部材にて構成されており、
前記第１駆動リンクを構成している２つの部材のうちの一方の部材であって前記第１モータの旋回軸部、あるいは前記第１ギアの旋回軸部、の軸方向の一方の側に配置された表側第１駆動リンク部材は、前記第１モータの旋回軸部の減速機構、あるいは前記第１ギア、に取り付けられ、
前記第１駆動リンクを構成している２つの部材のうちの他方の部材であって前記第１モータの旋回軸部、あるいは前記第１ギアの旋回軸部、の軸方向の他方の側に配置された裏側第１駆動リンク部材は、前記第１モータの旋回軸部、あるいは前記第１ギアの旋回軸部、の前記中空部を貫通するように挿通されて軸方向の一方端が前記表側第１駆動リンク部材に取り付けられた第１シャフトの他方端に取り付けられており、
前記第２駆動リンクを構成している２つの部材のうちの一方の部材であって前記第２ギアの旋回軸部、あるいは前記第２モータの旋回軸部、の軸方向の一方の側に配置された表側第２駆動リンク部材は、前記第２ギア、あるいは前記第２モータの旋回軸部の減速機構、に取り付けられ、
前記第２駆動リンクを構成している２つの部材のうちの他方の部材であって前記第２ギアの旋回軸部、あるいは前記第２モータの旋回軸部、の軸方向の他方の側に配置された裏側第２駆動リンク部材は、前記第２ギアの旋回軸部、あるいは前記第２モータの旋回軸部、の前記中空部を貫通するように挿通されて軸方向の一方端が前記表側第２駆動リンク部材に取り付けられた第２シャフトの他方端に取り付けられている、
搬送装置。
請求項１または２に記載の搬送装置であって、
前記ヘッド部は、長さが変化しても引張力が一定である一定荷重手段にて前記ベース部に吊り下げられている、
搬送装置。