JP5992082B2 - ワーク検知装置 - Google Patents

Description

この発明は、搬送ライン上を搬送されるワークが正しい位置にあるかを確認するワーク検知装置に関する。

連続浸炭炉などでは、ワークを搬送ラインに従って搬送し、複数のワークに対して加熱、冷却、焼入等の工程を順に施すように構成される。各工程に移行する前には、正しい位置にワークが存在することを確認するワーク検知が行われる。ワーク検知には種々の方式があり、例えば、光電センサのような光を投射してワークを検出する方式は、ワークと非接触状態で検知が行え、ワークの搬送に支障を生じることがないため好適である。

しかし、焼入工程で使用される油槽内では、油煙等が立ちこめており、上記のような光を投射してワークを検出する方式では、信頼性に欠けるため機械的にワークの現物を確認するようにしている。

このようなワーク検知装置として、特許文献１には、ワークの搬送ラインの上方に垂下される検知棒を、その上部で揺動自在に保持しておき、搬送ラインを搬送されてきたワークが検知棒の下端に当接することにより検知棒の揺動中心よりも下部をワークの進行方向に揺動させ、この検知棒の揺動をセンサで検知するように構成されたワーク検知装置が開示されている。

この従来のワーク検知装置においては、検知棒の揺動中心よりも上部には搬送方向下流側からガイドローラが当接しており、これによって検知棒は垂直姿勢で中立位置を保持するようになっている。このガイドローラは検知棒の揺動方向を規制するストッパーとして機能し、検知棒の揺動中心よりも下部は垂直姿勢（中立位置）を基準としてワークの進行方向と逆の方向には揺動出来ないように規制されている。

特開２００８−２９２００８号公報

特許文献１に記載された従来のワーク検知装置では、検知棒の揺動方向がガイドローラにより規制されているため、搬送ラインを逆転駆動出来ない。すなわち、搬送不良が発生した際などに、搬送ラインを逆転駆動するとワークの進行方向が反転し、本来の搬送方向とは逆方向に進行するワークにより、検知棒は規制された方向に揺動する力を受ける。これにより、無理な応力が作用して検知棒が破損する可能性がある。

このため、搬送不良が発生した際は、搬送ラインおよび炉の操業を停止し、炉内が十分に冷却されたのを待って手作業でワークを取り出して復帰させるしかなかった。ときには、復帰までに数日を要し、生産性が低下する問題があった。

この発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、搬送ラインを逆転駆動することが可能であり、搬送不良発生時に早急な復帰を目指せるワーク検知装置を提供することを目的とする。

本発明のワーク検知装置は、第１のレバー、第１の揺動軸、伝動部材、バランス部材、連結部材、第２のレバー、第２の揺動軸、第３のレバー、検知スイッチ、およびスイッチング部材を備える。第１のレバーは、搬送ライン上を搬送されるワークが当接することで中立位置から搬送方向および搬送方向と逆方向に揺動可能である。第１の揺動軸は、第１のレバーを揺動自在に支持する。伝動部材は、第１の揺動軸に連結され、第１のレバーの揺動に連動して第１の揺動軸を中心に、第１のレバーの搬送方向への揺動に対応する方向および搬送方向と逆方向への揺動に対応する方向に揺動可能である。バランス部材は、第１の揺動軸に連結され、第１のレバーを中立位置に均衡状態で保持する。連結部材は、バランス部材が取り付けられる連結部材であって第１の揺動軸、伝動部材、及びバランス部材を互いに連結させる。第２のレバーは、伝動部材に当接し、第１のレバーの搬送方向の揺動のみに応じた伝動部材の揺動に連動して揺動する。第２の揺動軸は、第２のレバーを揺動自在に支持する。第３のレバーは、第２の揺動軸に支持され、第２のレバーの揺動に連動して揺動する。検知スイッチは、第３のレバーの揺動によりオンされる。スイッチング部材は、第３のレバーに当接し、第１のレバーの搬送方向への揺動に応じた第３のレバーの揺動に連動して揺動し、検知スイッチをオンする。

この構成によると、搬送ライン上を搬送されるワークが第１のレバーに当接し、第１のレバーが揺動（傾倒）されることで、検知スイッチがオンされる。ワークが通り過ぎると、第１のレバーは、第１の揺動軸に連結されたバランス部材により中立位置に戻されて、保持される。第１のレバーは中立位置に均衡状態で保持されるので、揺動方向が規制されることがなく、中立位置を基準としていずれの方向にも揺動可能となる。

本発明によると、搬送不良発生時に、搬送ラインを逆転駆動してワークを搬送方向と逆方向に進行させて退避させることが出来る。したがって、早急な復帰を目指せる。

この発明の一実施形態に係るワーク検知装置の概略構成を、搬送方向の上流側から見て示す図である。 上記ワーク検知装置の要部の平面図である。 上記ワーク検知装置の要部の側面図である。 上記ワーク検知装置によるワーク検知動作を説明する側面図である。 上記ワーク検知装置によるワーク退避動作を説明する側面図である。

以下に、この発明の実施の形態に係るワーク検知装置の構成を図１〜図３を参照して説明する。本実施の形態では、ワーク検知装置が、焼入工程で油槽内にワークを浸漬するためのエレベータ装置に搭載されている場合を例に説明する。

図１に示すように、本実施の形態のワーク検知装置は、第１のレバー１０、第１の揺動軸２０、伝動部材４０、バランス部材５０、第２のレバー６０、第２の揺動軸７０、第３のレバー８０、付勢部材９０、および検知スイッチ１００を備える。

図１に示すように、搬送ラインはチェーンコンベア方式によりワークＷを搬送する方式が採用され、チェーン駆動機構４，５が設けられる。チェーン駆動機構４，５を駆動することで搬送チェーン（不図示）が一定方向に移動する。チェーン駆動機構４，５は逆転駆動も可能とされる。搬送チェーンの上面にはワークＷを収容する搬送器が設置され、ワークＷが載置される搬送器の面は水平で面一な搬送面ＴＰを構成する。なお、搬送ラインは、ワークＷを搬送できればよく、チェーンコンベア方式に限られない。

図３に示すように、第１のレバー（検知レバー）１０は、搬送ライン上を搬送されるワークＷが当接することで中立位置から搬送方向（反時計方向、図４の矢印Ｒ１方向参照。）へ揺動される。後述するように、第１のレバー１０は揺動方向が規制されておらず、中立位置から前記搬送方向と逆方向（時計方向、図５の矢印Ｓ１方向参照。）にも揺動可能である。本実施の形態では、第１のレバー１０は筒状の作用部１２と、この作用部１２を先端に支持する棒状の柄部１１とから構成される。図１に示すように、第１のレバー１０はチェーン駆動機構４，５の間に位置し、作用部１２が搬送面ＴＰよりも上方に突出している。

図３に示すように、第１の揺動軸２０は、第１のレバー１０を揺動自在に支持する。本実施の形態では、図１に示すように、第１の揺動軸２０は、装置内枠２０１，２０２に支持される太軸２１と、内枠２０１の外で太軸２１に同軸に固定される細軸２２とにより構成される。太軸２１はフレーム２０１，２０２にそれぞれ軸受２，３を用いて回転自在に支持されている。細軸２２は、軸受２をカプラとして太軸２１に連結されている。

図３に示すように、伝動部材４０は、第１の揺動軸２０（厳密には、細軸２２）に連結部材３０を介して連結され、第１のレバー１０の揺動に連動して第１の揺動軸２０を中心に、第１のレバー１０の前記搬送方向への揺動に対応する方向（反時計方向、図４の矢印Ｒ２方向参照。）および前記搬送方向と逆方向への揺動に対応する方向（時計方向、図５の矢印Ｓ２方向参照。）に揺動可能である。伝動部材４０の形状は限定されないが、本実施の形態では円柱形を呈する。伝動部材４０は両端面に突出する軸４０Ａを備え、この軸４０Ａを用いて連結部材３０に取付けられる。

バランス部材５０は、第１の揺動軸２０に取り付けられ、第１のレバー１０を中立位置に均衡状態で保持する。本実施の形態では、図２、図３に示すように、バランス部材５０は、第１の揺動軸２０（厳密には、細軸２２）に連結部材３０を介して連結され、伝動部材４０と同様に、第１のレバー１０の揺動に連動して第１の揺動軸２０を中心に、第１のレバー１０の前記搬送方向への揺動に対応する方向および前記搬送方向と逆方向への揺動に対応する方向に揺動可能である。バランス部材５０の形状は限定されないが、本実施の形態では円柱形を呈する。バランス部材５０は両端面に突出する軸５０Ａを備え、この軸５０Ａを用いて連結部材３０に取付けられる。バランス部材５０としては、上記伝動部材４０と同一の部材を用いることが可能である。これにより、部品の共通化が図られる。

図２、図３に示すように、本実施の形態では、連結部材３０は、略二等辺三角形の平面形状を呈する板状の一対の連結板３１，３２から構成される。図３に示すように、第１の揺動軸２０（細軸２２）は、連結板３１，３２の三角形の一頂点を貫通するようにして固定される。

図２、図３に示すように、伝動部材４０およびバランス部材５０は、両連結板３１，３２の間に挟まれるように、軸４０Ａおよび５０Ａを用いて連結板３１，３２の三角形の残りの各頂点部に取付けられる。さらに、伝動部材４０およびバランス部材５０は、第１のレバー１０の柄部１１の長手方向を対称軸として線対称な位置に配置される。

上記の第１の揺動軸２０、伝動部材４０およびバランス部材５０の配置により、図３に示すように、第１のレバー１０が垂直姿勢で均衡状態を保って中立位置に保持される。後述すように、第１のレバー１０の揺動方向は両方向（前記搬送方向および前記搬送方向と逆方向）である。

なお、バランス部材５０を第１の揺動軸２０に取り付けるための手段は、連結部材３０を用いなくてもよく、また別部材を用いて取付けても良い。本実施の形態のように、バランス部材５０を第１の揺動軸２０に取り付けるための手段を、伝動部材４０を第１の揺動軸２０に連結する連結部材３０で兼用すれば、部品点数を減らすことが可能となる。

図２、図３に示すように、第２のレバー６０は、伝動部材４０に当接し、第１のレバー１０が前記搬送方向に揺動すると伝動部材４０の揺動に連動して時計方向（図４の矢印Ｒ３方向参照。）に揺動する。第２のレバー６０の形状は限定されないが、本実施の形態では板棒状を呈する。第２のレバー６０は、図３に示すように、その自重により先端部が円柱形の伝動部材４０の周面上部に当接している。第２のレバー６０の基端は第２の揺動軸７０に固定されている。

図２、図３に示すように、第２の揺動軸７０は、第２のレバー６０および第３のレバー８０を揺動自在に支持している。図１に示すように、第２の揺動軸７０は、内枠２０１に対向配置された装置外枠３０１を貫通して先端側が突出している。図２に示すように、外枠３０１は第２の揺動軸７０の貫通箇所が筒状に突出し、この筒状部の先端面に取付板３０３が取付けられる。取付板３０３にはパッキン３０４を介してフランジ３０５が取付けられている。取付板３０３、パッキン３０４およびフランジ３０５を貫通して軸受６が固定される。この軸受６に、第２の揺動軸７０が回転自在に支持されている。

第３のレバー８０は、第１のレバー１０が前記搬送方向に揺動すると第２のレバー６０の揺動に連動して時計方向（図４の矢印Ｒ４方向参照。）に揺動する。本実施の形態では、図２、図３に示すように、第３のレバー８０は、滑らかな曲面により線対称な耳状の形状に形成された広がる作用部８０Ａと、棒状に延びる柄部８０Ｂと、作用部８０Ａと柄部８０Ｂをつなぐ取付部８０Ｃとから構成された一体成型品である。図３に示すように、柄部８０Ｂの長手方向を決める中心線は作用部８０Ａの線対称軸と一致している。取付部８０Ｃは中心に取付穴を有し、この取付穴に第２の揺動軸７０の先端が嵌合される。これにより、第３のレバー８０が第２の揺動軸７０に固定される。

図３に示すように、付勢部材９０は、第３のレバー８０を、第１のレバー１０の前記搬送方向への揺動に応じた方向と逆方向（反時計方向、図４の矢印Ｒ４と反対の方向参照。）に揺動させるように付勢している。付勢部材９０は、限定されないが、図示のようなコイルバネを好適に用いることが出来る。付勢部材９０の一端は、第３のレバー８０の柄部８０Ｂに取付けられている。

ストッパー７は、付勢部材９０による付勢に抗し、第３のレバー８０を中立位置に規制する。ストッパー７の形状は限定されないが、本実施の形態ではフランジ３０５から突出する丸棒状を呈する。ストッパー７は、図３に示すように、第３のレバー８０の作用部８０Ａの上方に膨出する部分に当接する。このストッパー７により、第２，第３のレバー６０，８０の反時計方向の動きが拘束され、第１のレバー１０が前記搬送方向に揺動したときのみ、第２，第３のレバー６０，８０が揺動し、後述する検知スイッチ１００がワークＷの検知を行う。

図３に示すように、検知スイッチ１００は、フランジ３０５の下部に取付けられている。検知スイッチ１００は上部にスイッチング部材１１０を備える。スイッチング部材１１０は、第３のレバー８０に当接し、第１のレバー１０が前記搬送方向に揺動すると第３のレバー８０の揺動に連動して反時計方向（図４の矢印Ｒ５方向参照。）に揺動し、検知スイッチ１００をオンする。本実施の形態では、スイッチング部材１１０は、揺動軸１０１を中心に揺動自在に配された柄部１１１と、この柄部１１１の先端に配された円盤状の作用部１１２とから構成される。スイッチング部材１１０の作用部１１２は、第３のレバー８０の作用部８０Ａの下方に膨出する部分に当接している。

本実施の形態によると、第１のレバー１０は中立位置で垂直姿勢となって均衡状態で保持されるので、揺動方向が規制されることがなく、中立位置を基準としていずれの方向（図３では、時計方向および反時計方向）にも揺動可能である。これにより、以下に説明するように、ワーク検知動作のみでなく、ワーク退避動作を実施可能となる。

まず、ワーク検知装置１によるワーク検知動作を図４を参照して説明する。ワークＷが搬送面ＴＰ上を搬送されてくると、ワークＷの進行方向の先端で第１のレバー１０の作用部１２が押下げられ、第１のレバー１０が反時計方向（矢印Ｒ１方向）に揺動する。これに連動して伝動部材４０が反時計方向（矢印Ｒ２方向）に揺動する。これに連動して第２のレバー６０、第３のレバー８０、およびスイッチング部材１１０が図示のごとくそれぞれ矢印Ｒ３，４，５方向に揺動して、検知スイッチ１００がオンされる。

これによって、ワークＷが所定の位置に到達したことが検知される。その後、図１に示すように、エレベータ装置の昇降板２０３にワークＷが載せられ、ワークＷを載せた昇降板２０３が下降して図示しない油槽内に浸漬されてワークＷの焼入が行われる。なお、ここで説明したワーク検知後の工程は一例であって限定されない。

次に、ワーク検知装置１によるワーク退避動作を図５を参照して説明する。ワークＷが搬送不良によりエレベータ装置の昇降板２０３に正しく載らなかった場合、搬送ラインを逆転駆動してワークＷの進行方向を反転させる。これにより、ワークＷの進行方向の先端で第１のレバー１０の作用部１２が押下げられ、第１のレバー１０が時計方向（矢印Ｓ１方向）に揺動する。これに連動して伝動部材４０が時計方向（矢印Ｓ２方向）に揺動する。しかし、第３のレバー８０はストッパー７により規制されているため、この伝動部材４０の揺動によって第３レバー８０を含む第２の揺動軸７０に固定された部品は揺動することはない。つまり、第２のレバー６０も揺動しない。

これによって、検知スイッチ１００がオンされることなく、搬送ラインを逆転駆動してワークＷを前記搬送方向と逆方向に進行させて退避させることが出来る。したがって、搬送不良が発生しても早急な復帰を目指すことが可能となる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、この発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１−ワーク検知装置
１０−第１のレバー（検知レバー）
２０−第１の揺動軸
３０−連結部材
４０−伝動部材
５０−バランス部材
６０−第２のレバー
７０−第２の揺動軸
８０−第３のレバー
９０−付勢部材（スプリング）
１００−検知スイッチ
１１０−スイッチング部材

Claims (4)

1. 搬送ライン上を搬送されるワークが当接することで中立位置から搬送方向および前記搬送方向と逆方向に揺動可能な第１のレバーと、
   前記第１のレバーを揺動自在に支持する第１の揺動軸と、
   前記第１の揺動軸に連結され、前記第１のレバーの揺動に連動して前記第１の揺動軸を中心に、前記第１のレバーの前記搬送方向への揺動に対応する方向および前記搬送方向と逆方向への揺動に対応する方向に揺動可能な伝動部材と、
   前記第１の揺動軸に連結され、前記第１のレバーを中立位置に均衡状態で保持するバランス部材と、
   前記バランス部材が取り付けられる連結部材であって前記第１の揺動軸、前記伝動部材、及び前記バランス部材を互いに連結させる連結部材と、
   前記伝動部材に当接し、前記第１のレバーの前記搬送方向の揺動のみに応じた前記伝動部材の揺動に連動して揺動する第２のレバーと、
   前記第２のレバーを揺動自在に支持する第２の揺動軸と、
   前記第２の揺動軸に支持され、前記第２のレバーの揺動に連動して揺動する第３のレバーと、
   前記第３のレバーの揺動によりオンされる検知スイッチと、
   前記第３のレバーに当接し、前記第１のレバーの前記搬送方向への揺動に応じた前記第３のレバーの揺動に連動して揺動し、前記検知スイッチをオンするスイッチング部材と、
   を備えるワーク検知装置。
2. 前記第１の揺動軸は、前記搬送ラインに対する水平方向の外側に配置された内枠に回転可能に支持され、
   前記伝動部材は、前記第１の揺動軸における前記内枠から外側に延出した部分に設けられ、
   前記第２の揺動軸は、前記内枠に対する水平方向の外側に配置された外枠に回転可能に支持され、
   前記第２のレバーは、前記第２の揺動軸における前記内枠と前記外枠との間に位置する部分に、前記伝動部材に接離自在に設けられ、
   前記第３のレバーは、前記第２の揺動軸における前記外枠から外側に延出した部分に設けられ、
   前記検知スイッチ及び前記スイッチング部材は、前記外枠の外側に設けられ、前記第３のレバーの揺動によって前記スイッチング部材が前記検知スイッチをオンするように構成された請求項１に記載のワーク検知装置。
3. 前記連結部材が略二等辺三角形の平面形状を呈し、前記第１の揺動軸は該連結部材の三角形の一頂点部に配置され、前記伝動部材および前記バランス部材は該連結部材の三角形の残りの頂点部に前記第１のレバーの長手方向を対称軸として線対称な位置に配置されている請求項１または２に記載のワーク検知装置。
4. 前記バランス部材に、前記伝動部材と同一部材を用いた請求項３に記載のワーク検知装置。

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