JP6627385B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置に関する。

従来の搬送装置として、生産ラインに沿って順に設置された加工機、計測機等の作業機の元にワークを順次搬送していく搬送装置が知られている（例えば特許文献１を参照）。このような搬送装置は、複数のワークがそれぞれ載置される複数のパレットと、複数のパレットを移動可能に搭載するパレットレールと、複数のパレットをパレットレールに沿って走行させるように駆動するパレット送り機構と、を備えている。パレット送り機構は、パレットレールに搭載される複数のパレットと係合するベルトを有している。

特開２０１１−９３０３２号公報

上記のような搬送装置では、複数のパレットとベルトとが係合するため、複数のパレットを同一タイミングで一斉移動させることしかできない。このため、１つの工程で用いられる複数の作業機の作業時間がそれぞれ異なっていたとしても、作業時間の最も長い作業機の作業が終了するまでは、全てのパレットを移動させることができない。このような搬送装置を用いて所望の生産効率を確保するためには、複数の作業機と少なくとも同数の複数のパレットを用意し、作業中においては、各作業機と各パレットとをそれぞれ対向させて、空きの作業機が存在しないようにする必要がある。このため、パレット数が多くなり、搬送装置の高コスト化を招いていた。

本発明は、所望の生産効率を確保しつつ、パレット数を減らすことができる搬送装置を提供することを目的とする。

本発明に係る搬送装置は、複数のワークを搬送する搬送装置であって、複数のワークがそれぞれ載置される複数のパレットと、複数のパレットを案内するレールと、複数のパレットをレールに沿って走行させるように駆動する駆動部と、駆動部によるパレットの駆動を強制的に解除する駆動解除部と、を備え、駆動部は、歯部を有する歯付ベルトを有し、パレットは、レールと嵌合する嵌合部と、歯部と噛み合う噛合部と、噛合部を歯部側に付勢する付勢部と、を有し、駆動解除部は、噛合部と歯部との噛み合いが解除されるように噛合部を押圧する押圧部を有する。

この搬送装置では、駆動解除部の押圧部によりパレットの噛合部を押圧することによって、パレットの噛合部と歯付ベルトの歯部との噛み合いが解除される。このため、例えば、作業時間の最も長い作業機と対向するパレットの噛合部と歯付ベルトの歯部との噛み合いを解除する一方で、作業時間の短い作業機と対向するパレットの噛合部と歯付ベルトの歯部との噛み合いを継続することができる。これにより、作業時間の最も長い作業機の作業時間内において、１つのパレットを、作業時間の短い複数の作業機の間で順次移動させることができる。これにより、作業機よりも少ない数のパレットを用いたとしても、従来通りの生産効率を確保することができる。以上のように、当該搬送装置では、所望の生産効率を確保しつつ、パレット数を減らすことができる。

本発明に係る搬送装置では、噛合部には、押圧部の先端部と嵌合する位置決め凹部が設けられていてもよい。これにより、作業機とパレットとの位置決めを高精度に行うことができる。

本発明に係る搬送装置では、押圧部は、噛合部を鉛直方向に押圧してもよい。これにより、搬送装置の各部が鉛直方向に並設されることになるので、水平方向に対する搬送装置の設置スペースを狭くすることができる。

本発明に係る搬送装置では、押圧部は、噛合部を水平方向に押圧してもよい。これにより、搬送装置の各部が水平方向に並設されることになるので、搬送装置の高さを低くすることができる。

本発明に係る搬送装置では、駆動解除部は、押圧部をレールに沿って移動させる移動部を有してもよい。これにより、押圧部により噛合部と歯部との噛み合いを解除した状態で、パレットを搬送することができる。

本発明によれば、所望の生産効率を確保しつつ、パレット数を減らすことができる。

第１実施形態に係る搬送装置の模式的な側面図である。 図１の搬送装置のパレット周辺の斜視図である。 図１の搬送装置のパレット周辺の側面図である。 押圧部の動作を示す側面図である。 押圧部の他の動作を示す側面図である。 図１に続く搬送装置の動作を説明するための図である。 図６に続く搬送装置の動作を説明するための図である。 図７に続く搬送装置の動作を説明するための図である。 第２実施形態に係る搬送装置のパレット周辺の斜視図である。 変形例に係る搬送装置の模式的な側面図である。

以下、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
［第１実施形態］

図１〜図５を参照して、第１実施形態に係る搬送装置１について説明する。搬送装置１は、生産ラインに沿って上流側から順に設置された作業機２Ａ，２Ｂ，２Ｃの元に複数のワークＷを順次搬送していく。この生産ラインは、例えば、積層型二次電池の組立工程の一部に対応する。この場合、ワークＷは、電極組立体の前駆体にあたる電極の積層体である。作業機２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、電極の積層体を加圧する加圧装置、加圧後に厚みを測定する厚み検査装置、測定結果に基づき所定枚数の厚み調整フィルムを挿入する厚み調整装置、積層体と厚み調整フィルムをテープにより固定する固定装置、等である。

搬送装置１は、複数（ここでは２つ）のワークＷがそれぞれ載置される複数（ここでは２つ）のパレット１０と、複数のパレット１０を案内するレール２０と、複数のパレット１０をレール２０に沿って走行させるように駆動する駆動部３０と、駆動部３０によるパレット１０の駆動を強制的に解除する複数（ここでは３つ）の駆動解除部４０と、を備えている。図中においては、説明の便宜上、作業機及びパレット１０の数を簡略化しているが、実際には、図示された数よりも多い。

レール２０は、図１及び図２に示されるように、水平方向に沿って延在している。レール２０は、例えば断面矩形状の延在部材であって、図示が省略されたフレーム等によって水平に支持されている。

駆動部３０は、歯部３１ａを有する歯付ベルト３１を有している。歯付ベルト３１は、いわゆるタイミングベルトである。歯付ベルト３１は、水平に延びる長軸と鉛直に延びる短軸とからなる楕円環状を呈している。より詳細には、歯付ベルト３１は、鉛直方向に対向する２つの延在部分と、当該２つの延在部分を接続する２つの湾曲部分と、を有している。上側の延在部分は、レール２０と略水平に隣り合っており、レール２０と略平行である。

歯部３１ａは、複数の凸部を環状に並べることによって形成されている。歯部３１ａは、歯付ベルト３１の外側の面に設けられている。このため、歯部３１ａの凸部は、歯付ベルト３１の上側の延在部分において、上方に突出している。駆動部３０は、図示が省略された駆動プーリ及び従動プーリを更に有している。歯付ベルト３１は、当該駆動プーリ及び従動プーリに巻き掛けられている。歯付ベルト３１は、駆動プーリ及び従動プーリの回転に伴い、楕円環状をなす経路を循環する。

パレット１０は、図２に示されるように、レール２０及び歯付ベルト３１を覆うようにレール２０及び歯付ベルト３１の上方に配置された載置部１１ａと、載置部１１ａとレール２０との間に配置され、レール２０と嵌合する嵌合部１１ｂと、載置部１１ａと歯付ベルト３１との間に配置され、歯付ベルト３１の歯部３１ａと噛み合う噛合部１２と、載置部１１ａと噛合部１２との間に配置され、噛合部１２を歯部３１ａ側に付勢する複数（ここでは２つ）の付勢部１３と、を有している。なお、載置部１１ａ及び嵌合部１１ｂは、パレット本体１１を構成している。

載置部１１ａは、例えば、鉛直方向を厚み方向とする板状の部材である。載置部１１ａの上面には、ワークＷが載置される。嵌合部１１ｂは、載置部１１ａの下面に固定されたブロック状の部材である。嵌合部１１ｂは、下方に開放され、レール２０と嵌合する溝部を有している。当該溝部は、レール２０に沿って延びている。パレット１０がレール２０上を走行する際には、嵌合部１１ｂがレール２０に沿ってスライドする。なお、嵌合部１１ｂは、レール２０に対して摺動して摩耗し得るので、載置部１１ａに対して交換可能な別部材としてもよい。

噛合部１２は、例えば、鉛直方向を厚み方向とする板状の部材である。噛合部１２の下面には、歯付ベルト３１と噛み合う歯部１２ａが設けられている。歯部１２ａは、複数の凸部をレール２０の延在方向に並べることによって形成されている。歯部１２ａの各凸部は、歯付ベルト３１の歯部３１ａの隣り合う凸部間に進入している。また、噛合部１２には、下方に開放された溝部である位置決め凹部１２ｂが設けられている。位置決め凹部１２ｂは、後述する押圧部４１の先端部４２ａと嵌合する。位置決め凹部１２ｂは、図３に示されるように、テーパ形状の溝部となっている。

付勢部１３は、例えば圧縮バネである。付勢部１３の各端部は、載置部１１ａの下面と噛合部１２の上面とにそれぞれ固定されている。これにより、噛合部１２の歯部１２ａが、歯付ベルト３１の歯部３１ａ側に付勢される。

複数の駆動解除部４０は、作業機２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対応する位置にそれぞれ配置されている。駆動解除部４０は、噛合部１２の歯部１２ａと歯付ベルト３１の歯部３１ａとの噛み合いが解除されるように噛合部１２を押圧する押圧部４１を有している。押圧部４１は、噛合部１２を鉛直方向（具体的には鉛直方向上側）に押圧する。押圧部４１は、例えば、鉛直方向に伸縮可能なロッド４２を有するシリンダである。ロッド４２の先端部４２ａは、図３に示されるように、位置決め凹部１２ｂに対応してテーパ形状となっている。

ロッド４２の伸長量は、第１伸長量と、第１伸長量よりも長い第２伸長量とに設定されている。ロッド４２が第１伸長量伸びると、図４に示されるように、ロッド４２の先端部４２ａが位置決め凹部１２ｂに嵌合する。これにより、作業機２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対するパレット１０の位置が決まる。このとき、噛合部１２の歯部１２ａと歯付ベルト３１の歯部３１ａとは、噛み合ったまま維持されている。

ロッド４２が第２伸長量まで更に伸びると、ロッド４２の押圧力が付勢部１３の付勢力を上回って、図５に示されるように、ロッド４２が噛合部１２を上方に押し上げる。これにより、作業機２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対するパレット１０の位置決めが維持されると共に、噛合部１２の歯部１２ａと歯付ベルト３１の歯部３１ａとの噛み合いが解除される。

ロッド４２が縮むと、ロッド４２の先端部４２ａが位置決め凹部１２ｂから外れ、噛合部１２の歯部１２ａと歯付ベルト３１の歯部３１ａとが再び噛み合う。このように、押圧部４１は、パレット１０の位置決めを行う機能及び噛合部１２を押圧する機能を有している。

続いて、図１，図６〜図８を参照して、搬送装置１の動作について説明する。本実施形態では、作業機２Ａ，２Ｂのそれぞれの作業時間（マシンサイクルタイム）を例えば３秒とし、作業機２Ｃの作業時間を例えば８秒とする。１つの作業機での作業を終えてから、他の作業機に移動して作業を開始するまでの間隔を例えば２秒とする。搬送装置１は、上述したように、２つのパレット１０を備えている。２つのパレット１０は、歯付ベルト３１の回転及び停止によって、レール２０に沿って移動及び停止を繰り返す。

まず、図１に示されるように、作業機２Ａと作業機２Ｃとの間に位置する作業機２Ｂでの作業を終えたパレット１０が、最下流に位置する作業機２Ｃと対向する位置に移動して停止する。これと同時に、他のパレット１０は、最上流に位置する作業機２Ａと対向する位置に移動して停止する。

続いて、図６に示されるように、作業機２Ａと対応する位置の押圧部４１のロッド４２は、第１伸長量伸びる。これにより、作業機２Ａと、作業機２Ａと対向するパレット１０との位置決めが行われる。より詳細には、ロッド４２の先端部４２ａと位置決め凹部１２ｂとが嵌合する（図４を参照）。噛合部１２の歯部１２ａと歯付ベルト３１の歯部３１ａとは、噛み合ったまま維持される。

その一方で、作業機２Ｃと対応する位置の押圧部４１のロッド４２は、第２伸長量伸びる。これにより、作業機２Ｃと、作業機２Ｃと対向するパレット１０との位置決めが行われると共に、噛合部１２の歯部１２ａと歯付ベルト３１の歯部３１ａとの噛み合いが解除される。より詳細には、ロッド４２の先端部４２ａと位置決め凹部１２ｂとが嵌合すると共に、歯付ベルト３１の歯部３１ａから噛合部１２の歯部１２ａが上方に離間する（図５を参照）。

続いて、作業機２Ａ，２Ｃのそれぞれは、各ワークＷに対し作業を実施する。そして、作業機２Ａ，２Ｃの作業開始から３秒後に、作業機２Ａでの作業が終了し、図７に示されるように、作業機２Ａと対応する位置の押圧部４１のロッド４２が縮む。作業機２Ａでの作業を終えたパレット１０は、作業機２Ｂと対向する位置に移動して停止する。その一方で、作業機２Ｃでの作業は継続して実施され、ロッド４２も第２伸長量を維持する。これにより、当該パレット１０は、その場で停止したままとなる。

続いて、作業機２Ｂに対応する位置の押圧部４１のロッド４２が、第１伸長量伸びる。これにより、作業機２Ｂと、作業機２Ｂと対向するパレット１０との位置決めが行われる。より詳細には、図４に示されるように、ロッド４２の先端部４２ａと位置決め凹部１２ｂとが嵌合する。噛合部１２の歯部１２ａと歯付ベルト３１の歯部３１ａとは、噛み合ったまま維持される。

作業機２Ｂの作業開始から３秒後に、作業機２Ｂ，２Ｃでの作業が共に終了する。その後、図８に示されるように、作業機２Ｂ，２Ｃのそれぞれと対応する位置の各押圧部４１のロッド４２がそれぞれ縮む。これにより、ロッド４２の先端部４２ａが位置決め凹部１２ｂから外れ、噛合部１２の歯部１２ａと歯付ベルト３１の歯部３１ａとが再び噛み合う。これにより、歯付ベルト３１が回転すると、各パレット１０は、レール２０に沿って一斉に移動する。

以上説明したように、搬送装置１では、駆動解除部４０の押圧部４１によりパレット１０の噛合部１２を押圧することによって、パレット１０の噛合部１２と歯付ベルト３１の歯部３１ａとの噛み合いが解除される。このため、作業時間の最も長い作業機２Ｃと対向するパレット１０の噛合部１２と歯付ベルト３１の歯部３１ａとの噛み合いを解除する一方で、作業時間の短い作業機２Ａと対向するパレット１０の噛合部１２と歯付ベルト３１の歯部３１ａとの噛み合いを継続することができる。これにより、作業時間の最も長い作業機２Ｃの作業時間内において、１つのパレット１０を、作業時間の短い複数の作業機２Ａ，２Ｂの間で順次移動させることができる。これにより、作業機２Ａ，２Ｂ，２Ｃよりも少ない数のパレット１０を用いたとしても、従来通りの生産効率を確保することができる。以上のように、搬送装置１では、所望の生産効率を確保しつつ、パレット数を減らすことができる。

また、噛合部１２には、押圧部４１の先端部４２ａと嵌合する位置決め凹部１２ｂが設けられている。これにより、作業機２Ａ，２Ｂ，２Ｃとパレット１０との位置決めを高精度に行うことができる。

また、押圧部４１は、噛合部１２を鉛直方向に押圧する。これにより、搬送装置１の各部が鉛直方向に並設されることになるので、水平方向に対する搬送装置１の設置スペースを狭くすることができる。

また、搬送装置１は、１つの歯付ベルト３１を備えるだけで、複数のパレット１０を異なるタイミングで個別に移動させることができる。このため、例えば、複数の歯付ベルトを備えることによって、本実施形態と同様の動作を実施する搬送装置と比べて、駆動系の部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることができる。
［第２実施形態］

第１実施形態の搬送装置１では、押圧部４１が、噛合部１２を鉛直方向に押圧することとしたが、本実施形態の搬送装置１００では、図９に示されるように、押圧部４１が、噛合部１１２を水平方向に押圧する。この点で、搬送装置１００は搬送装置１と異なる。

より詳細には、第１実施形態の搬送装置１では、噛合部１２は、鉛直方向を厚み方向とする板状の部材であり、噛合部１２の下面には、歯部１２ａが設けられている。これに対し、本実施形態の搬送装置１００では、噛合部１１２は、例えば、水平方向を厚み方向とする板状の部材である。噛合部１１２の外側面（歯付ベルト３１側の側面）には、歯付ベルト３１と噛み合う歯部１１２ａが設けられている。また、噛合部１１２には、外側方に開放された溝部である位置決め凹部１１２ｂが設けられている。なお、複数の付勢部１３は、嵌合部１１ｂと噛合部１１２との間に配置され、噛合部１１２を外側方に付勢する。

搬送装置１００の歯付ベルト３１は、搬送装置１の歯付ベルト３１に対して、長軸回りに９０度回転させた水平状態で配置されている。したがって、歯付ベルト３１の外側の面の一部は、噛合部１１２の歯部１１２ａと対向している。これにより、噛合部１１２の歯部１２ａと歯付ベルト３１の歯部３１ａとが噛み合う。

押圧部４１は、ロッド４２の伸長方向が水平となるように配置されている。水平に伸長するロッド４２の先端部４２ａは、外側方に開放された溝部である位置決め凹部１１２ｂに嵌合し、噛合部１１２を水平方向に押圧する。

以上説明したように、搬送装置１００では、押圧部４１は、噛合部１１２を水平方向に押圧する。これにより、搬送装置１００の各部が水平方向に並設されることになるので、搬送装置１００の高さを低くすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば、上記実施形態では、駆動解除部４０は、押圧部４１によってパレット１０の位置決めを行う機能及び噛合部１２を押圧してパレット１０の駆動を解除する機能を有しているが、押圧部４１をレール２０に沿って移動させる移動機能を更に有していてもよい。このような構成によれば、複数の作業機を備え、３種類以上のマインサイクルタイムが存在する場合に、より効率的なワークＷの搬送が可能となる。

例えば図１０に示される搬送装置１を備えた設備では、生産ラインに沿って上流側から順に６台の作業機２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ、２００Ｆが配置されている。作業機２００Ａ〜２００Ｆに対応する作業時間は、順に６秒，６秒，１４秒，４秒，４秒，４秒となっている。作業機２００Ｃ，２００Ｄ，２００Ｅ、２００Ｆに対応する位置には、上記実施形態と同様の駆動解除部４０がそれぞれ配置されている。一方で、作業機２００Ａと作業機２００Ｂとの間には、１つの駆動解除部４０が配置されている。当該駆動解除部４０は、押圧部４１をレール２０に沿って移動させる一軸ロボットである移動部２１０を有している。移動部２１０は、レール２０に平行に配置されたレール２１１と、このレール２１１上に沿って押圧部４１を移動可能に支持する支持部２１２とを有している。

このような構成において、作業時間の長い作業機２００Ｃに対応するパレット１０は、駆動解除された状態で作業が行われる。一方、作業機２００Ｃよりも下流側に位置するパレット１０は、歯付ベルト３１により順次搬送されながら作業時間の短い作業機２００Ｄ〜２００Ｆにより順次作業が行われる。この区間においては、パレット１０の位置決めは行われるが、パレット１０の駆動解除は行われない。これに対し、作業機２００Ｃより上流側に位置するパレット１０は、駆動解除された状態で、作業機２００Ａの作業が行われる。そして、作業機２００Ａの作業終了後、当該パレット１０は、歯付ベルト３１と噛み合うことなく、移動部２１０によって作業機２００Ｂに対応する位置まで移動し、作業機２００Ｂによる作業を行うことが可能となる。なお、移動部２１０を備える場合には、一時的にパレット１０を逆方向に移動させることも可能となる。

上記実施形態では、押圧部４１は、パレット１０の位置決めを行う機能及び噛合部１２を押圧する機能を有することとしたが、押圧部４１は、パレット１０の位置決めを行う機能を有さず、噛合部１２を押圧する機能に特化した構成であってもよい。例えば、歯付ベルト３１によるパレット１０の搬送精度が優れている場合には、押圧部４１は、位置決めを行う機能を必ずしも有しなくてもよい。例えば、押圧部４１の先端部４２ａと位置決め凹部１２ｂとが嵌合しない構成であってもよい。

また、上記実施形態では、作業機２Ａ，２Ｂと対応する位置の押圧部４１のロッド４２は、それぞれ第１伸長量伸びることとしたが、当該ロッド４２は第２伸長量延びてもよい。こうした場合であっても、作業機２Ａ，２Ｂと、作業機２Ａ，２Ｂとそれぞれ対向するパレット１０との位置決めを行うことができる。これは、歯付ベルト３１によるパレット１０の搬送精度が悪く、ロッド４２を第１伸長量伸ばしただけだと、歯付ベルト３１が押圧部４１によるパレット１０の位置決めを阻害するような場合に、特に有効である。

また、上記実施形態では、複数の駆動解除部４０は、作業機２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対応する位置にそれぞれ配置されていることとしたが、少なくとも作業機２Ｃに対応する位置に配置され、作業機２Ｃと対向するパレット１０の噛合部１２を押圧できればよい。

また、上記実施形態では、レール２０は、水平方向に沿って延在していることとしたが、水平方向に傾斜して延在させてもよい。

１，１００…搬送装置、１０…パレット、１１ｂ…嵌合部、１２…噛合部、１２ｂ…位置決め凹部、１３…付勢部、２０…レール、３０…駆動部、３１…歯付ベルト、３１ａ…歯部、４０…駆動解除部、４１…押圧部、４２ａ…先端部、２１０…移動部、Ｗ…ワーク。

Claims (4)

1. 複数のワークを搬送する搬送装置であって、
   前記複数のワークがそれぞれ載置される複数のパレットと、
   前記複数のパレットを案内するレールと、
   前記複数のパレットを前記レールに沿って走行させるように駆動する駆動部と、
   前記駆動部による前記パレットの駆動を強制的に解除する駆動解除部と、を備え、
   前記駆動部は、複数の凸部を環状に並べることによって形成された第１歯部を有する歯付ベルトを有し、
   前記パレットは、前記レールと嵌合する嵌合部と、前記第１歯部と噛み合う第２歯部を有する噛合部と、前記噛合部を前記第１歯部側に付勢する付勢部と、を有し、
   前記第２歯部は、前記噛合部の下面において複数の凸部を前記レールの延在方向に並べることによって形成されており、
   前記第２歯部の各凸部が前記第１歯部の隣り合う凸部間に進入することで、前記第２歯部と前記第１歯部とが噛み合っており、
   前記駆動解除部は、前記噛合部が前記歯付ベルトに対して全体的に上昇して前記第２歯部と前記第１歯部との噛み合いが解除されるように前記噛合部を鉛直方向上側に押圧する押圧部を有する、搬送装置。
2. 前記噛合部には、前記押圧部の先端部と嵌合する位置決め凹部が設けられている、請求項１記載の搬送装置。
3. 前記押圧部は、鉛直方向に伸縮可能なロッドを有するシリンダであり、
   前記ロッドの伸長量は、第１伸長量と、前記第１伸長量よりも長い第２伸長量とに設定されており、
   前記第１伸長量は、前記ロッドの先端部が前記位置決め凹部に嵌合すると共に、前記第２歯部と前記第１歯部との噛み合いが維持される伸長量であり、
   前記第２伸長量は、前記ロッドの先端部が前記位置決め凹部に嵌合すると共に、前記ロッドが前記噛合部を上方に押し上げることで、前記第２歯部と前記第１歯部との噛み合いが解除される伸長量である、請求項２記載の搬送装置。
4. 前記駆動解除部は、前記押圧部を前記レールに沿って移動させる移動部を有する、請求項１〜３の何れか一項記載の搬送装置。

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