JP7201257B2

JP7201257B2 - 吸着型吊り上げ装置

Info

Publication number: JP7201257B2
Application number: JP2020182820A
Authority: JP
Inventors: 健人池田; 泰正山本; 優滝澤
Original assignee: Kanetec KK
Current assignee: Kanetec KK
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2023-01-10
Anticipated expiration: 2040-10-30
Also published as: JP2022073058A

Description

本発明は吸着型吊り上げ装置に関し、より詳細には、搬送対象物の大きさに合わせて吸着体の位置が調整可能な吸着型吊り上げ装置に関する。

鋼板等の板状の物品（搬送対象物）を吊り上げて搬送する際には、エア吸着や磁気吸着により搬送対象物を吸着させた状態で所定の位置まで搬送する搬送装置が用いられる。このような搬送装置としては、例えば特許文献１（特開２００７－７５９００号公報）に開示されているような構成が知られている。

特開２００７－７５９００号公報

特許文献１に開示されている搬送装置は、種々の大きさ、形状の板材を安定して搬送することができるように、吸着パッドが取り付けられたパッド取付フレームを主フレームと伸縮フレームとにより構成されている。特許文献１に開示伸縮フレームを主フレームに対して左右方向に伸縮させることで、搬送対象物の大きさに合わせて吸着パッド（吸着体）の位置を調整することができる。

しかしながら特許文献１に開示されている搬送装置の構成では、伸縮フレームは主フレームの左右方向にしか移動することができないため、搬送対象物の縦方向および横方向のサイズが共に大きくなってしまうと、吸着体による搬送対象物の吸着位置を最適化することができないといった課題がある。

そこで本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは次のとおりである。すなわち、搬送対象物の大きさに応じて吸着体の吸着箇所を最適化することが可能な吸着型吊り上げ装置を提供することにある。

上記課題を解決するため発明者が鋭意研究した結果、以下の構成に想到した。すなわち、本発明は、ベース部と、前記ベース部に回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸を回転の中心として前記回転軸に設けられた少なくとも１つのピニオンと、前記ピニオンを挟んで対向して平行に配置され、対向面に形成されたラックギアが前記ピニオンに噛合し、前記ピニオンが回転することにより互いに反対方向に移動可能な一対のラックを複数有し、前記一対のラックが前記回転軸に対してそれぞれ異なる高さ位置で前記ピニオンに噛合するラック装置と、前記ベース部に設けられ、前記ラック装置における各対のラックが平行を維持したまま移動するようにガイドするガイド部と、前記一対のラックの各ラックに、直接または前記各ラックが固定されたアーム部材を介して取り付けられた吸着体と、前記回転軸を回転駆動する駆動源と、前記ベース部に収容され、前記吸着体のオンオフ動作を制御する吸着体動作制御部と、を具備し、前記駆動源は人力であって、前記ベース部の内部空間と前記ベース部の外側との間で突出入可能であると共に、突出入方向に沿って前記ピニオンまたは前記回転軸を回転の中心として前記回転軸に設けられた駆動用ピニオンに噛合するラック部が設けられた操作レバーの操作により、前記回転軸を回転させていて、前記操作レバーの前記ベース部からの突出位置を定寸搬送対象物の外周縁位置の一部に位置合わせすることにより、前記吸着体の位置が前記定寸搬送対象物への最適吸着位置となるように前記ピニオン、前記各ラック、前記駆動用ピニオンおよび前記ラック部の歯数が設定されていることを特徴とする吸着型吊り上げ装置である。

これにより、吸着部が取り付けられた各ラックまたはアーム部材の先端部位置を吸着型吊り上げ装置の平面中央位置から放射状に伸縮させることができ、作業者が搬送対象物の外周縁に操作レバーの所定箇所を位置合わせするだけで搬送対象物のサイズに合わせて吸着体による吸着位置の最適化が可能になる。また、機械的な動力が不要となり、ラックまたはアーム部材のベース部からの伸縮量を容易に微調整することができる。

また、前記ガイド部の内側端部には前記各ラックまたは前記アーム部材の前記ベース部の内部空間への移動を規制するストッパが配設されていることが好ましい。

これにより、ラックまたはアーム部材がベース部の内部空間への入り込みを防止することができる。

また、前記ガイド部の底面には、先端部から前記ベース部に向けた所要長さ範囲に開口する吸着体回避部が形成されていることが好ましい。

これにより、ラックまたはアーム部材を収縮させた際に、ガイド部と吸着体との干渉を防ぐことができ、ラックアまたはアーム部材を可及的に短縮することができる。

また、前記ベース部の底面中央部分には、第２の吸着体が設けられていることが好ましい。

これにより搬送対象物をさらに安定した状態で搬送することができる。

本開示における吸着型吊り上げ装置の構成を採用することにより、吸着部が取り付けられた各ラックまたはアーム部材の先端部位置を吸着型吊り上げ装置の平面中央位置から放射状に伸縮させることができ、搬送対象物のサイズに合わせて吸着体による吸着位置の最適化が可能になる。また、機械的な動力が不要となり、ラックまたはアーム部材のベース部からの伸縮量を容易に微調整することができ、作業者が搬送対象物の外周縁に操作レバーの所定箇所を位置合わせするだけで吸着体の位置を最適配置にすることができる。

本実施形態における吸着型吊り上げ装置の平面図である。本実施形態における吸着型吊り上げ装置のベース部の内部をあらわした状態の斜視図である。図１中のＩＩＩ－ＩＩＩ線における要部断面図である。図２中のＩＶ部分における拡大図である。本実施形態における吸着型吊り上げ装置のアーム部材の伸縮動作示す説明図である。ガイド部の斜視図（Ａ）と斜視図内のＶＩ－Ｂ線における断面図（Ｂ）である。アーム部材の斜視図（Ａ）と斜視図内のＶＩＩ－Ｂ線における上段ラックの断面図（Ｂ）および下段ラックの断面図（Ｃ）である。ガイド部にアーム部材を短縮させた状態（Ａ）とガイド部からアーム部材を伸長させた状態（Ｂ）を示す側面図である。

本実施形態における吸着型吊り上げ装置１００は、図１、図２に示すように、ベース部１０、ベース部１０の内部空間から外部に伸長可能なラック装置２０、ラック装置２０に取り付けられたアーム部材３０、アーム部材３０の先端部に取り付けられた吸着体４０、ラック装置２０の駆動源５０および吸着体動作制御部６０を具備する。また、本実施形態におけるベース部１０のように、ベース部１０の底面中央部分に第２の吸着体としての中央吸着体４１を配設することもできる。

本実施形態におけるベース部１０は箱型に形成されている。ベース部１０の側面のうち対向する１対の第１側面１１には、ベース部１０の外方に向けてガイド部１２が平面視略Ｘ字状をなす配置で取り付けられている。ガイド部１２にはラック装置２０の一部を構成するラック２４，２５と、基端部にラック取付部材３６を介してラック２４，２５が取り付けられ、先端部に吸着体４０が取り付けられたアーム部材３０が挿通されている。また、ベース部１０の側面のうち正面側である第２側面１３には、駆動源５０の一部を構成する操作レバー５２がベース部１０から突出入可能に配設されている。ベース部１０の第２側面１３には操作レバー用ストッパ５８が配設されていて、ベース部１０からの操作レバー５２の突出長が固定可能になっている。

図２と図３に示すように、本実施形態におけるラック装置２０は、ベース部１０の内部空間で回転可能に収容された回転軸２１と、回転軸２１を回転の中心とする２つのピニオン２２，２３と、ピニオン２２，２３に噛合する２対のラック２４，２５を有している。回転軸２１は、ベース部１０の上面１４および底面１６の内表面から離反させた状態で取り付けられた保持具１８によって回転可能に保持されている。本実施形態における回転軸２１には、回転軸２１を回転の中心とするピニオン２２，２３が回転軸２１の異なる高さ位置の２箇所に取り付けられている。

また、本実施形態における回転軸２１の上端部には駆動用ピニオン５６が取り付けられている。駆動用ピニオン５６は、ベース部１０の内部空間から外側の所定位置との間で突出入させることが可能な操作レバー５２に設けられ、操作レバー５２の突出入方向に沿って形成されたラック部５４に噛合している。本実施形態におけるピニオン２２，２３は径寸法および歯数が等しい同一形状であるが、ピニオン２２，２３と駆動用ピニオン５６は径寸法と歯数は異なっている。

上側に位置するピニオン２２には、ピニオン２２を径方向に挟み込むようにして一対のラック２４が配設され、一対のラック２４の対向面にそれぞれ形成されたラックギア２４Ａとピニオン２２が噛合している。一対のラック２４の外側先端部はアーム部材３０の基端部にねじ止め等の公知の手段により取り付けられていて、アーム部材３０の先端部には吸着体４０が取り付けられている。

図４と図５に示すように、駆動用ピニオン５６が駆動源５０からの駆動力によって矢印Ａの方向に回転すると、回転軸２１およびピニオン２２が矢印Ａの方向に回転し、ピニオン２２に噛合する一対のラック２４が矢印Ａに示すように互いに反対方向に移動する。これにより、それぞれのラック２４の先端部に取り付けられたアーム部材３０が、ガイド部１２に沿ってガイド部１２から突出する方向に移動することになる。これとは反対に駆動用ピニオン５６が矢印Ａの方向と反対方向に回転すると、ラック２４とアーム部材３０は矢印Ａとは反対側の方向に移動しガイド部１２に収容されることになる。作業者は駆動用ピニオン５６の駆動量を調整し、ベース部１０に対するアーム部材３０の突出量を調整することで吸着体４０の位置を決定することができる。

なお、本実施形態においてラック装置２０を駆動させるための駆動源５０は人力である。すなわち作業者による操作レバー５２の操作で駆動用ピニオン５６を回転させているが、ベース部１０に収容した電動モータの出力軸に取り付けたモータ側ピニオン（いずれも図示せず）により駆動用ピニオン５６を回転駆動させる形態を採用することもできる。

ピニオン２２とは異なる高さ位置で回転軸２１に取り付けられたピニオン２３は、ピニオン２２と同様の構成である。すなわち、ピニオン２３の外周面（ギア形成面）には一対のラック２５がラックギア２５Ａでそれぞれ噛合し、ラック２５の先端部にはアーム部材３０の基端部が取り付けられている。そして駆動源５０により駆動用ピニオン５６を回転させることによりピニオン２３が回転して、一対のラック２５が互いに反対方向に移動することでアーム部材３０がガイド部１２に沿って移動する。本実施形態においては、ピニオン２２，２３と一対のラック２４，２５が同一形状に形成されているので、駆動用ピニオン５６の回転によるガイド部１２からのアーム部材３０の伸縮動作および伸縮量は等しくなっている。

アーム部材３０の先端部に配設された吸着体４０の上面（非吸着面）にはライン連結部４２が配設されている。また、図５に示すように、アーム部材３０の先端部における底面には先端部からベース部１０に向けて所要長さ範囲に開口部３４が形成されており、吸着体４０をアーム部材３０の先端部よりも内側位置に取り付けることができる。また、ライン連結部４２は開口部３４からアーム部材３０の内部空間に連通させることができる。本実施形態における吸着体４０はエア吸着機構を採用しているため、制御ライン７０はエアチューブであり、ライン連結部４２の端部にはエアチューブ用ニップルが形成されている。ライン連結部４２に連結された制御ライン７０であるエアチューブの他端部は、吸着体４０のオンオフ動作を制御する吸着体動作制御部６０により動作制御された真空ポンプ（図示せず）に連結されている。

図６に示すようにアーム部材３０が挿通されるガイド部１２の底面にはガイド部１２の先端部からベース部１０に向けて所要長さ範囲に開口する開口部１２Ａが形成されている。開口部１２Ａは、アーム部材３０を収縮させてガイド部１２に収納させた際に、アーム部材３０の先端部に取り付けられている吸着体４０とガイド部１２との干渉を防止するための吸着体回避部として機能する。これにより吸着体４０をガイド部１２の先端部位置よりも内側位置移動させることができる。

また、ガイド部１２の先端部よりもベース部１０側における底面および上面の内表面にはアーム部材３０をサポートするアームサポート１２Ｂが取り付けられている。アームサポート１２Ｂは、ガイド部１２に挿通されたアーム部材３０の上面と底面に当接する高さに形成されており、ガイド部１２の内部でのアーム部材３０のスライド移動をサポートし、アーム部材３０の先端部の吸着体４０の吸着面の高さ位置が下がらないようにしている。アームサポート１２Ｂはアーム部材３０に対する摩擦係数の小さい材料で形成されていることが好適である。

また、ガイド部１２の側面内側には、ラック２４，２５の高さ位置に位置合わせしてラック２４，２５を挟み込む配置でラックサポート１２Ｃが取り付けられている。本実施形態におけるラックサポート１２Ｃは、アーム部材３０の側面に当接する高さに形成されているが、ラック２４，２５をサポートすることができる突出高さであればよい。ラック２４，２５の上側のラックサポート１２Ｃはガイド部１２の長さ方向においてアームサポート１２Ｂを除く範囲に配設されているが、ラック２４，２５の下側のラックサポート１２Ｃは、アームサポート１２Ｂの配設位置から所要長さ範囲のみに配設されていればよい。

前述したように、回転軸２１に対するラック２４，２５の配設高さが異なっているのに対し、４本のアーム部材３０はすべて同じ高さに配設されている。すなわち、ラック２４が取り付けられているアーム部材３０とラック２５が取り付けられているアーム部材３０におけるラック取付部材３６の配設高さ位置は異なっている。また、ガイド部１２の内側端部（ベース部１０の側端部）には、アーム部材３０のベース部１０の側への移動を規制するアームストッパ１２Ｄが配設されている。このアームストッパ１２Ｄによりアーム部材３０の基端部とラック装置２０との干渉が防止される。

また、図７に示すように、本実施形態におけるアーム部材３０の基端部（ベース部１０の側の端部）には底面と上面の外側面にサポート材３２が所要間隔をあけて２箇所に配設されている。また、アーム部材３０の一方の側面にはラック２４，２５を取り付けるためのラック取付部材３６が取り付けられている。図８に示すように、サポート材３２はガイド部１２の上面および底面の内表面に当接し、ガイド部１２内でのアーム部材３０の移動をサポートするものである。サポート材３２は、ガイド部１２に対する摩擦係数の小さい材料により形成されていることが好適である。

ガイド部１２に沿ってアーム部材３０を外方に向けて延ばしたとき、ガイド部１２の先端部分に配設されているアームサポート１２Ｂにアーム部材３０のサポート材３２が当接することにより、ガイド部１２からアーム部材３０が抜け止めされた状態になっている。これにより、ラック２４，２５のピニオン２２，２３からの脱落を確実に防止することができる。

以上に本実施形態における吸着型吊り上げ装置１００の構造について説明した。次に本実施形態における吸着型吊り上げ装置１００の操作方法について説明する。なお、吸着型吊り上げ装置１００は図示しない移動機構に連結されており、搬送対象物Ｔを吸着型吊り上げ装置１００で吊り上げた状態で移動機構により所定位置に搬送するものである。

作業者はベース部１０に配設またはベース部１０に電気的に接続された図示しない動作制御スイッチを操作して吸着型吊り上げ装置１００を起動させる。動作制御スイッチの操作により図示しない移動機構により搬送対象物Ｔのストック位置に移動させた後、作業者は操作レバー５２をベース部１０から引き出して、吸着体４０を搬送対象物Ｔの平面寸法に合わせて位置合わせする。操作レバー５２の軸部分５２Ａには目印５２Ｂが付されており、操作レバー５２の操作により回転させる駆動用ピニオン５６の歯数とラック装置２０のピニオン２２，２３およびラック２４，２５の歯数と操作レバー５２の目印５２Ｂの位置と搬送対象物Ｔの外周縁位置が予め調整されている。これにより操作レバー５２に設けた複数箇所の目印５２Ｂのうちのいずれかの位置をいわゆる規格寸法の搬送対象物Ｔ（定寸搬送対象物）の外周縁位置と一致するようにベース部１０からの操作レバー５２の突出量を調整（突出位置を位置合わせ）すれば、搬送対象物Ｔに対して吸着体４０を最適吸着位置に位置合わせすることができるように設定されている。

操作レバー５２によりラック装置２０を作動させ、ベース部１０（ガイド部１２）からアーム部材３０を突出させる際には、アームサポート１２Ｂ、ラックサポート１２Ｃによりアーム部材３０はベース部１０から突出する際において水平状態を維持することができる。また、アームストッパ１２Ｄによりベース部１０からのアーム部材３０の突出長さが制限されているので、ガイド部１２からアーム部材３０が外れてしまうことはない。アームストッパ１２Ｄに代えて操作レバー５２の軸部分５２Ａに図示しない抜け止めストッパを配設してもよい。操作レバー５２の位置を搬送対象物Ｔの外周縁位置に位置合わせした後、操作レバー用ストッパ５８により操作レバー５２のベース部１０からの突出量を固定する。

つづいて作業者は動作制御スイッチを操作し、動作制御スイッチの操作に合わせて吸着体動作制御部６０が吸着体４０の吸着状態をオンにする。作業者は同じく動作制御スイッチを操作して移動機構を作動させ、吸着型吊り上げ装置１００の吸着体４０を搬送対象物Ｔに吸着させる。続いて作業者は動作制御スイッチを操作し、吸着型吊り上げ装置１００と共に搬送対象物Ｔを吊り上げると共に、所定位置まで搬送した後、搬送対象物Ｔを所定位置に載置して、吸着体４０の吸着をオフにして吸着型吊り上げ装置１００と搬送対象物Ｔを切り離し、吸着型吊り上げ装置１００を搬送対象物Ｔのストック位置に戻す。搬送対象物Ｔのストック位置に吸着型吊り上げ装置１００を戻した後、引き続き搬送対象物Ｔの搬送が必要な場合には、吸着体４０を搬送対象物Ｔに吸着させる処理以降を繰り返し実行すればよい。搬送対象物Ｔの大きさが変更した場合には、操作レバー用ストッパ５８を解除して操作レバー５２を操作して吸着体４０の位置を変更すればよい。

以上の本実施形態における吸着型吊り上げ装置１００の構造と使用方法について説明したが、本発明の技術的範囲は以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態における吸着型吊り上げ装置１００は、駆動源５０を人力とし、ベース部１０に対する操作レバー５２の突出量を調整することで搬送対象物Ｔの大きさに合わせて吸着体４０の位置を位置合わせする形態について説明したがこの形態に限定されるものではない。実施形態中の変形例として駆動源５０に電気モータを採用する形態について言及しているが、駆動源５０に電気モータを採用する際は、電気モータの出力軸を回転軸２１として用いた形態を採用することもできる。この形態を採用することにより、駆動用ピニオン５６の構成を省略することができる。

また、電気モータとしてステッピングモータを採用し、ステッピングモータの動作制御用エンコーダを調整することにより、搬送対象物Ｔの大きさに合わせて吸着体４０の位置を所定の位置に位置合わせする形態を採用してもよい。

また、本実施形態においては２つのピニオン２２，２３を回転軸２１の異なる高さ位置に設けているが、回転軸２１（電気モータの出力軸）の所要高さ範囲にわたる１つの背高のピニオン２２を配設し、ピニオン２２の異なる高さ位置に２対のラック２４，２５を噛合させた形態を採用することもできる。

また、本実施形態における吸着型吊り上げ装置１００は、２対のラック２４，２５に取り付けた合計４本のアーム部材３０を有する形態について説明しているが、この形態に限定されるものではない。回転軸２１に取り付けるピニオンの数を増減させる等により、ピニオンに噛合させるラックおよびアーム部材３０の数も増減させることができる。特にアーム部材３０の数が増える場合であって、搬送対象物Ｔの長さ寸法の比率によっては、特定のピニオンの歯数を他のピニオンの歯数と異ならせて、回転軸２１の一回転あたりにおけるアーム部材３０の伸縮量（突出入量）を適宜変更し、搬送対象物Ｔの形状に応じて各アーム部材３０が伸縮するように調整することが好ましい。そして、アーム部材３０の構成を省略し、ラック２４，２５の先端部に吸着体４０を直接取り付けることもできる。この場合アームストッパ１２Ｄはラックストッパになるのはもちろんである。

また、本実施形態においては、エア吸着方式の吸着体４０を採用した形態について説明したが、磁気吸着方式の吸着体４０を採用することもできる。磁気吸着方式の吸着体４０を採用した場合には、アーム部材３０の先端部に図示しない磁気剥離装置を装着してくことが好ましい。磁気吸着方式の吸着体４０を採用した場合には、制御ライン７０は配線コードになる。また、吸着体動作制御部６０は電磁石の磁気制御装置になる。

さらに本実施形態においては、定尺寸法の搬送対象物Ｔに対する吸着体４０の最適位置決め手段として操作レバー５２の軸部分５２Ａに目印５２Ｂを付した形態について説明しているがこの形態に限定されるものではない。操作レバー５２の把持部（先端部）５２Ｃのベース部１０からの引き出し位置を定尺寸法の搬送対象物Ｔの外周縁に一致させることで搬送対象物Ｔに対する吸着体４０の位置を最適化した形態を採用することもできる。操作レバー５２のいずれかの部分が、搬送対象物Ｔに対する吸着体４０の位置を最適配置にするための目印になっていればよい。

そして以上に説明した変形例の他、実施形態において説明した変形例等を適宜組み合わせた形態を採用することも可能である。

１０ベース部，
１１第１側面，１２ガイド部，１２Ａ開口部，１２Ｂアームサポート，
１２Ｃラックサポート，１２Ｄアームストッパ，１３第２側面，１４上面，
１６底面，１８保持具，
２０ラック装置，
２１回転軸，２２ピニオン，２３ピニオン，２４ラック，２５ラック，
２４Ａラックギア，２５Ａラックギア，
３０アーム部材，３２サポート材，３４開口部，３６ラック取付部材，
４０吸着体，
４１中央吸着体（第２の吸着体），４２ライン連結部，
５０駆動源，
５２操作レバー，５２Ａ軸部分，５２Ｂ目印，５２Ｃ把持部（先端部），
５４ラック部，５６駆動用ピニオン，
５８操作レバー用ストッパ，
６０吸着体動作制御部，
７０制御ライン，
１００吸着型吊り上げ装置，
Ｔ搬送対象物

Claims

ベース部と、
前記ベース部に回転可能に支持された回転軸と、
前記回転軸を回転の中心として前記回転軸に設けられた少なくとも１つのピニオンと、
前記ピニオンを挟んで対向して平行に配置され、対向面に形成されたラックギアが前記ピニオンに噛合し、前記ピニオンが回転することにより互いに反対方向に移動可能な一対のラックを複数有し、前記一対のラックが前記回転軸に対してそれぞれ異なる高さ位置で前記ピニオンに噛合するラック装置と、
前記ベース部に設けられ、前記ラック装置における各対のラックが平行を維持したまま移動するようにガイドするガイド部と、
前記一対のラックの各ラックに、直接または前記各ラックが固定されたアーム部材を介して取り付けられた吸着体と、
前記回転軸を回転駆動する駆動源と、
前記ベース部に収容され、前記吸着体のオンオフ動作を制御する吸着体動作制御部と、を具備し、
前記駆動源は人力であって、前記ベース部の内部空間と前記ベース部の外側との間で突出入可能であると共に、突出入方向に沿って前記ピニオンまたは前記回転軸を回転の中心として前記回転軸に設けられた駆動用ピニオンに噛合するラック部が設けられた操作レバーの操作により、前記回転軸を回転させていて、
前記操作レバーの前記ベース部からの突出位置を定寸搬送対象物の外周縁位置の一部に位置合わせすることにより、前記吸着体の位置が前記定寸搬送対象物への最適吸着位置となるように前記ピニオン、前記各ラック、前記駆動用ピニオンおよび前記ラック部の歯数が設定されていることを特徴とする吸着型吊り上げ装置。
前記ガイド部の内側端部には前記各ラックまたは前記アーム部材の前記ベース部の内部空間への移動を規制するストッパが配設されていることを特徴とする請求項１記載の吸着型吊り上げ装置。
前記ガイド部の底面には、先端部から前記ベース部に向けた所要長さ範囲に開口する吸着体回避部が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の吸着型吊り上げ装置。
前記ベース部の底面中央部分には、第２の吸着体が設けられていることを特徴とする請求項１～３のうちのいずれか一項記載の吸着型吊り上げ装置。