JP6535440B2 - 搬送構造体 - Google Patents

Description

本発明は、被搬送物を搭載可能とすると共に捩られたガイドレール上をも安定的に移動可能な搬送構造体に関し、工場内等において仕掛品、中間製品、完成品等の被搬送物を各工程間で順次搬送するのに好適なものである。

製品を順次加工し完成品とすることが工場内において従来より一般に行われているが、工場内では、仕掛品、中間製品及び完成品等を各工程間で順次搬送する必要がある場合が多く、このことから、これらの間をつなぐコンベア等の種々の搬送手段が用いられていた。例えば、ＨＥＰＣＯトラックシステムの駆動方式が知られているが、この駆動方式としては、ベルト駆動方式、送りねじ駆動方式、円盤駆動方式等の数種の方式が存在している。

この内の特に送りねじ駆動方式に関しては、円形、楕円形、２つの半円形の間を直線でつなぐトラック形等の搬送用のガイドレールに対して、相互に同一大きさのベース材であるキャリッジプレートを連続的に並べ、このキャリッジプレートの上に仕掛品、中間製品等の被搬送物を搭載して搬送しつつ加工したり、容器であれば搬送途中において内部に溶液等を充填したりして、完成品としていた。

この搬送の際には、被搬送物を多角的に検査する必要性から被搬送物の表面側だけで無く裏面側を検査する必要性が生じる場合もある。このため、２台のカメラを隣り合って配置したり、あるいは検査員の目視により検査したりする場合にも、短距離の間で被搬送物を反転できれば便宜である。他方、被搬送物に対する必要な例えば溶液等を充填処理後にガイドレール上から排出する必要がある。この際に、被搬送物を反転させて自重で排出できれば便宜でもある。
これに対して、下記の特許文献１〜３には共にガイドレール上を被搬送物が移動する技術が開示されている。

実開平５−９６５４７号公報 特開２００１−２６３３４８号公報 特開２０１０−２５５７２５号公報

しかし、いずれの特許文献に開示された技術であっても、ガイドレール上を被搬送物が移動する際に短距離で被搬送物を反転できるものは存在していなかった。
本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、短距離の間で被搬送物を反転可能なガイドレールに適用可能な搬送構造体を提供することを目的とする。

上記課題を解決した請求項１記載の発明は、
捩られた形状のガイドレールに接して回転し得る一対の第１ベアリングと、
一対の第１ベアリングに対してガイドレールを挟みつつ、ガイドレールに接して回転し得る一つの第２ベアリングと、
これら一対の第１ベアリング及び一つの第２ベアリングが取り付けられると共に、被搬送物を搭載し得るベース材と、
ローラ状のガイドとされかつベース材の外面に配置された案内部材と、
を含む搬送構造体であって、
調整ナットにねじ込まれた２つ軸材がそれぞれベース材に支持されることで、ベース材を他のベース材との間で繋ぎ、
螺旋状に形成されて案内部材が係り合っている案内溝を有した円筒形の動力伝達部材が回転するのに伴い搬送される搬送構造体である。

請求項１に係る搬送構造体によれば、被搬送物を搭載し得るベース材に一対の第1ベアリング及び一つの第２ベアリングがそれぞれ回転し得るように取り付けられている。但し、ガイドレールが捩られた形状とされていて、この捩られた形状のガイドレールを挟みつつ対向して、これら一対の第1ベアリングと一つの第２ベアリングとがこのガイドレールに接してベース材に取り付けられている。
さらに、ローラ状のガイドとされた案内部材がベース材の外面に配置され、螺旋状に形成されてこの案内部材が係り合っている案内溝を有した円筒形の動力伝達部材が回転する。これに伴い搬送構造体が搬送される。

したがって、本請求項の搬送構造体によれば、ガイドレールが捩られた形状とされているので、ベース材及びこのベース材に搭載された被搬送物が旋回しつつ搬送されることになる。これに対して、通常の各２つずつの計４つのベアリングでガイドレールを挟む配置にすることが考えられる。しかしこの場合には、捩られて立体的（三次元的）に変化する構造のガイドレールとの関係で、ガイドレールとベアリングが噛み合ったり、あるいはこれらガイドレールとベアリングとの間の隙間を大きくするとがたつきが生じたりして、ベース材を安定的に搬送することが困難となる。

このため、ガイドレールの捩りに対応可能なように、本請求項では一対の第1ベアリング及び一つの第２ベアリングの計３つのベアリングでガイドレールを挟む構造とした。この結果として、ガイドレールが捩られていてもベース材が安定的に移動可能となり、短距離で被搬送物の反転が必要な場合でも、確実に搬送しつつ反転可能になる。

請求項２の発明は、ガイドレールの幅方向両側にそれぞれＶ字形の凸部が形成され、これら凸部が嵌まり込むＶ字形の凹部を一対の第1ベアリング及び一つの第２ベアリングがそれぞれ有している請求項１記載の搬送構造体である。つまり、本請求項によれば、Ｖ字形の凸部が各ベアリングのＶ字形の凹部に嵌まり込む構造となっているので、ガイドレールが捩られていても、より安定的にベース材を搬送可能となる。

請求項３の発明は、一対の第1ベアリングが取り付けられた側寄りのベース材の外面に案内部材が配置され、この案内部材及び動力伝達部材を介して外部の駆動源による搬送力がベース材に伝達される請求項１又は２記載の搬送構造体である。つまり、第２ベアリングが存在する側でベース材に搬送力が伝達された場合、ベアリングが１つしかないので搬送が不安定になりかねないが、本請求項によれば、一対の第1ベアリングが存在する側でベース材が引っ張られる形になるので、より安定的にベース材を搬送可能になる。

本願請求項でなくなった発明に係るガイドレールの加工方法によれば、幅寸法及び厚み寸法より搬送方向の寸法を長く形成したガイドレール用素材の幅方向両端部にＶ字形の凸部を形成してから、焼入処理する。この焼入処理後に、このガイドレール用素材の幅方向両端部のＶ字形の凸部部分を研磨してガイドレールとした後に、焼入処理の状態のままガイドレールを搬送方向廻りに捩ることにする。

この結果として、焼入処理し研磨後のガイドレールを捩ることで、捩った後に焼入処理や研磨する必要がなくなり、捩られた形状のガイドレールを容易に得ることが可能となる。これに伴い、短距離で被搬送物の反転が必要な場合でも、このガイドレールを用いることで、被搬送物をガイドレール上で搬送しつつ確実に反転できるようになる。

同じく本願請求項でなくなった発明は、ガイドレール用素材の焼入処理を高周波焼入れとするガイドレールの加工方法である。つまり、高周波焼入れとは、高周波の電磁波による電磁誘導を金属に対して起こし、金属表面を過熱させて焼入れを行う熱処理の手法をいうが、金属表面のみを硬化させて硬さを増し、内部のじん性を保った状態にできる。このため、この高周波焼入れを採用することで、この焼入れ後のガイドレールを捩ることも容易となる。

同じく本願請求項でなくなった発明は、ガイドレール用素材の焼入処理に際して、Ｖ字形の凸部部分の硬さをＨＲＣ５８〜６０とするように焼入れしたガイドレールの加工方法である。つまり、Ｖ字形の凸部部分の硬さが最高ＨＲＣ６０となるように焼入処理したことで、焼入処理後のガイドレールを捩ることが容易となるだけでなく、同じく硬さが最低ＨＲＣ５８となるように焼入処理したことで、本来的に摩耗しやすい箇所の耐摩耗性を維持可能な硬さとすることができた。従って、Ｖ字形の凸部部分の硬さとして、ＨＲＣ５８〜６０の範囲が必要になる。

本発明によれば、短距離の間で被搬送物を反転可能なガイドレールに適用可能な搬送構造体及びこのようなガイドレールの製造のためのガイドレールの加工方法が提供されるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施の形態が適用される搬送システムの斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る搬送構造体の側面図である。 本発明の一実施の形態に係る搬送構造体の平面図である。 本発明の一実施の形態に係る直線ガイドレール上での搬送構造体を表す下方から見た斜視図である。 本発明の一実施の形態に係る直線ガイドレール上での搬送構造体の搬送を表す説明図である。 本発明の一実施の形態が適用される搬送システムの駆動部を拡大して示す斜視図である。 本発明の一実施の形態が適用される直線ガイドレールの斜視図である。 本発明の一実施の形態が適用される直線ガイドレールを表す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。 本発明の一実施の形態に係る直線ガイドレールの加工方法を表す説明図である。

本発明に係る搬送構造体及びガイドレールの加工方法を搬送システムに適用した一実施の形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。
図１〜図５に示すように、本実施の形態に係る搬送構造体１０の本体部分を金属製で略正方形に形成されたベース材であるキャリッジプレート１２が構成しており、図示しない被搬送物を搭載し得るこのキャリッジプレート１２の下面側における二等辺三角形の関係の配置で、それぞれ滑らかに回転し得る３つのベアリング１４、１５、１６が、ナット１８の締結によるねじ止めで取り付けられている。

具体的には、図４に示すように、一対の第１ベアリング１４、１５がガイドレール２０、２１の一面側に接しつつ回転し得るように配置されている。また、一対の第１ベアリング１４、１５に対してガイドレール２０、２１を挟みつつ、一つの第２ベアリング１６がガイドレール２０、２１の他面側に接して回転し得るように配置されている。但し、本実施の形態では、この第２ベアリング１６が二等辺三角形の頂点を構成している。

従って、これら３つのローラ状のガイドであるベアリング１４、１５、１６の中央部分を図２〜図５の左右方向に通過するように、ガイドレール２０、２１（図ではガイドレール２０のみ示す）が延びることになり、本実施の形態では、これら３つのベアリング１４、１５、１６でガイドレール２０、２１を挟みつつキャリッジプレート１２がガイドレール２０、２１上を移動可能となっている。そして、これらガイドレール２０、２１は、直線状に伸びる直線ガイドレール２０と半周分だけ旋廻状に伸びる半円ガイドレール２１とで構成されている。

なお、図４、図７及び図８に示すようにガイドレール２０、２１の幅方向両端部には、Ｖ字形の凸部２２がそれぞれ設けられているので、幅方向の両側に山形に突出した被摺動部を有する六角形の断面形状にこれらガイドレール２０、２１は形成されることにもなる。これに対応して３つのベアリング１４、１５、１６の上下方向中程にはこの凸部２２が嵌まり込むＶ字形の凹部１７がそれぞれ設けられていて、ガイドレール２０、２１からベアリング１４が容易には外れないようになっている。

本実施の形態の図１に示す搬送システム４０においては、上下に位置した２つの直線部分とされる前述の直線ガイドレール２０と、これらの両側にそれぞれ配置されて直線ガイドレール２０の端部間を繋ぐ２つの半円形状部分とされる前述の半円ガイドレール２１とをガイドレール２０、２１として有している。そして、この搬送システム４０では、これら直線ガイドレール２０と半円ガイドレール２１とで軌道が上下に環状に繋がっている。

但し、図１及び図５に示すように２つの直線ガイドレール２０はそれぞれ捩られた形状に形成されていて、２つの直線ガイドレール２０の搬送方向Ｈ両端部間は１８０°旋回した関係になっている。このため、一端側から上を向いて上側の直線ガイドレール２０に入ったキャリッジプレート１２は、他端側において下を向いて出て行くことになる。そして、下側の直線ガイドレール２０で再度旋回することで、キャリッジプレート１２は上側の直線ガイドレール２０の一端側に同様に上を向いて入ることになる。

本実施の形態の図１及び図６に示す搬送システム４０は、筐体の枠組みである支持フレーム２４にこれら直線ガイドレール２０及び半円ガイドレール２１が固定されているだけでなく、駆動源であるモータ２６も取り付けられている。また、円筒形であって螺旋状に案内溝２８Ａが形成されている動力伝達部材２８が下側の直線ガイドレール２０と平行な位置関係で回転可能に配置されている。これに合わせて、これらモータ２６と動力伝達部材２８との間にタイミングベルト２７が巻き掛けられていて、モータ２６の駆動回転がタイミングベルト２７を介して動力伝達部材２８に伝達されて、この動力伝達部材２８が回転するようになっている。

なお、図２及び図３に示すように一対の第１ベアリング１４、１５が取り付けられた側のキャリッジプレート１２の外面１２Ａには、ローラ状のガイドである案内部材３０が配置されている。この案内部材３０が動力伝達部材２８の案内溝２８Ａに係り合っていることで、動力伝達部材２８の回転に伴い、搬送力が案内部材３０を介してキャリッジプレート１２に伝達される構造になっている。また、キャリッジプレート１２の搬送方向前後端には、それぞれ連結用の連結アーム３２の一端がこのキャリッジプレート１２に固定された支持軸３１廻りにそれぞれ回転可能に支持されていて、この連結アーム３２により各キャリッジプレート１２が連結されることで、複数のキャリッジプレート１２が連動して搬送されることになる。但し、連結アーム３２を構成するおねじが形成された軸材３２Ａは実際には２つに分かれていて、調整ナット３４でこれら軸材３２Ａが連結されている。

次に、本実施の形態に係るガイドレールの加工方法について、以下に説明する。
まず、ベアリング鋼（高炭素クロム軸受鋼鋼材）等の鋼材を切断加工や切削加工等により、ガイドレール用素材２０Ａを作製する。この際、図９に示すような幅寸法Ｄ及び厚み寸法Ｔより搬送方向寸法Ｌを長くすると共に、幅方向両端部にＶ字形の凸部２２を有するようにする。そして、搬送システム４０の支持フレーム２４に固定するための穴部２３をこのガイドレール用素材２０Ａに等間隔で複数加工する。

この後、図８に示すＶ字形の凸部２２の被摺動部Ａの硬さが、ロックウェル硬さであるＨＲＣ５８〜６０程度に高くなるように、このガイドレール用素材２０Ａを高周波焼入れにより焼入処理する。そして、焼入処理に伴って生じた歪みや変形を修正するためのプレス加工等による曲がり修正加工をしてから、更に非常に強固かつ安定した状態を保つために、このガイドレール用素材２０Ａの表面に酸化鉄膜である酸化皮膜を作る黒染処理を施す。

次に、このガイドレール用素材の幅方向両側にＶ字形の凸部２２を研磨する凸部研磨加工をして直線ガイドレール２０とした後、焼入処理した状態のままで直線ガイドレール２０の両端部をそれぞれ治具等で把持しつつ、この直線ガイドレール２０を搬送方向Ｈ廻りに１８０°捩る捩じり加工を行うことにする。この結果として、図７〜図９に示す捩じられた形状の直線ガイドレール２０が完成する。

尚、捩じられた形状の直線ガイドレール２０を同様にしてもう１本完成することで、２本の直線ガイドレール２０を製作し、別に製作していた２本の半円ガイドレール２１、支持フレーム２４、モータ２６等を組み立てることで、搬送システム４０を完成させる。そして、複数の搬送構造体１０を連結アーム３２により連結しつつ、これら直線ガイドレール２０や半円ガイドレール２１に各３つベアリング１４、１５、１６を噛み合わせて搬送構造体１０を設置し、図示しない被搬送物である製品等を搭載可能とする部材を必要に応じて各搬送構造体１０のキャリッジプレート１２に取り付けるようにする。さらに、図示しない検査用のカメラや制御機器を支持フレーム２４にとりつけて、搬送システム４０を最終的に完成させる。

次に、本実施の形態に係る搬送構造体１０の作用を以下に説明する。
本実施の形態に係る搬送構造体１０によれば、被搬送物を搭載し得るキャリッジプレート１２に一対の第１ベアリング１４、１５及び一つの第２ベアリング１６がそれぞれ回転し得るように取り付けられている。但し、直線ガイドレール２０が捩られた形状とされていて、この捩られた形状の直線ガイドレール２０を挟みつつ対向してこれら一対の第１ベアリング１４、１５と一つの第２ベアリング１６がこの直線ガイドレール２０に接してキャリッジプレート１２に取り付けられるようになる。

また、この直線ガイドレール２０の幅方向両側にＶ字形の凸部２２がそれぞれ形成されていて、この凸部２２が嵌まり込むＶ字形の凹部１７をこれら３つのベアリング１４、１５、１６がそれぞれ有している。さらに、各キャリッジプレート１２は連結アーム３２で繋がっていて、一対の第１ベアリング１４、１５が取り付けられた側寄りのキャリッジプレート１２の外面１２Ａに配置された案内部材３０を介して、モータ２６による搬送力がキャリッジプレート１２に伝達されることで、これらキャリッジプレート１２は直線ガイドレール２０上を移動する。

したがって、本実施の形態の搬送構造体１０によれば、直線ガイドレール２０が捩られた形状とされているので、キャリッジプレート１２及びこのキャリッジプレート１２に搭載された被搬送物が旋回しつつ搬送されることになる。これに対して、通常の各２つずつの計４つのベアリングで直線ガイドレール２０を挟む配置にすると、捩られて立体的（三次元的）に変化する構造の直線ガイドレール２０との関係で、キャリッジプレート１２を安定的に搬送することが困難となる。このため、直線ガイドレール２０の捩りに対応可能なように、本実施の形態では一対の第１ベアリング１４、１５及び一つの第２ベアリング１６の計３つのベアリング１４、１５、１６で直線ガイドレール２０を挟む構造とした。この結果として、本実施の形態によれば、直線ガイドレール２０が捩られていてもキャリッジプレート１２が安定的に移動可能となり、短距離で被搬送物の反転が必要な場合でも、確実に搬送しつつ反転可能になる。

この際、直線ガイドレール２０にＶ字形の凸部２２が設けられ、３つのベアリング１４、１５、１６にＶ字形の凹部１７がそれぞれ設けられ、この凸部２２が凹部１７に嵌まり込む構造となっているので、直線ガイドレール２０が捩られていても、より安定的にキャリッジプレート１２を搬送可能となる。

さらに、一対の第１ベアリング１４、１５が取り付けられた側寄りのキャリッジプレート１２の外面１２Ａに配置された案内部材３０を介してモータ２６による搬送力がキャリッジプレート１２に伝達されている。このため、一対の第１ベアリング１４、１５が存在する側でキャリッジプレート１２が引っ張られる形になるので、これによってもより安定的に搬送可能となる。

なお、上記実施の形態では、ガイドレール２０、２１がベアリング鋼等の鋼材製とされ、キャリッジプレート１２、支持フレーム２４等がそれぞれ金属製とされているが、金属の内でも一般的な鋼製やステンレス鋼製としたり、或いは他のアルミニウム等の金属としたりすることが考えられる。さらに、上記実施の形態では、直線ガイドレール２０を１８０度の角度で捩じったが、この替わりに９０度の角度等の他の角度で捩じってもよい。また、ガイドレールは直線ガイドレール２０と半円ガイドレール２１との組み合わせを採用したが、半円ガイドレール２１の替わりにカーブ状に形成したガイドレールを組み合わせても良い。駆動源であるモータからの動力伝達もタイミングベルトの替わりにチェーン等としても良い。

以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明は、工場内等において仕掛品、中間製品、完成品等の被搬送物を各工程間で順次搬送するだけでなく、さまざまな用途における搬送に適用可能なものである。

１０ 搬送構造体
１２ キャリッジプレート（ベース材）
１４ 第１ベアリング
１５ 第１ベアリング
１６ 第２ベアリング
１７ 凹部
２０ 直線ガイドレール
２０Ａ ガイドレール用素材
２１ 半円ガイドレール
２２ 凸部
２６ モータ（駆動源）
３０ 案内部材
４０ 搬送システム

Claims (3)

1. 捩られた形状のガイドレールに接して回転し得る一対の第１ベアリングと、
   一対の第１ベアリングに対してガイドレールを挟みつつ、ガイドレールに接して回転し得る一つの第２ベアリングと、
   これら一対の第１ベアリング及び一つの第２ベアリングが取り付けられると共に、被搬送物を搭載し得るベース材と、
   ローラ状のガイドとされかつベース材の外面に配置された案内部材と、
   を含む搬送構造体であって、
   調整ナットにねじ込まれた２つ軸材がそれぞれベース材に支持されることで、ベース材を他のベース材との間で繋ぎ、
   螺旋状に形成されて案内部材が係り合っている案内溝を有した円筒形の動力伝達部材が回転するのに伴い搬送される搬送構造体。
2. ガイドレールの幅方向両側にそれぞれＶ字形の凸部が形成され、これら凸部が嵌まり込むＶ字形の凹部を一対の第１ベアリング及び一つの第２ベアリングがそれぞれ有している請求項１記載の搬送構造体。
3. 一対の第１ベアリングが取り付けられた側寄りのベース材の外面に案内部材が配置され、この案内部材及び動力伝達部材を介して外部の駆動源による搬送力がベース材に伝達される請求項１又は２記載の搬送構造体。

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