JP7304063B2

JP7304063B2 - 生産装置及び部品支持装置

Info

Publication number: JP7304063B2
Application number: JP2019125964A
Authority: JP
Inventors: 弘林; 歩畔上
Original assignee: 宮川工機株式会社
Priority date: 2019-07-05
Filing date: 2019-07-05
Publication date: 2023-07-06
Anticipated expiration: 2039-07-05
Also published as: JP2021010969A

Description

本発明は、生産装置及び部品支持装置に関し、例えば、配線部材に代表される部品を好適に支持可能な部品支持手段を備えた生産装置及び部品支持装置に関する。

工業製品の生産における加工作業や搬送作業、検査作業などに利用可能な生産装置として、アーム（支持部分）に対して、回動動作が可能なツール（可動部材）が取り付けられた生産装置を利用することが知られている。例えば、木造住宅用の木材を加工するプレカット加工工場に設置可能な生産装置として、多関節ロボットを使用し、ツールを交換することで多様な形状の製品を効率よく切削加工したり、製品や製品となる前のワークを吸着して搬送すること等が提案されている（特許文献１参照）。

この生産装置に用いられるツールには、機能を発揮するために必要な配線が接続される場合がある。例えば、電源を供給するための電線や、動作の制御に必要な信号線、油圧や空圧を制御するためのチューブなどが配線として接続される。

特開２０１７－２０２５９１号公報

しかしながら、生産装置のアームに対してツールが移動したり向きを変えたりした場合には、配線に無理な負荷が加わってしまい、配線が破損する可能性がある。また、配線は、ツールの配置位置や向きによっては、生産装置の一部や製品に接触してしまう可能性があり、この場合に、配線が破損したり、切断されたりする可能性もある。この配線の破損等を考慮するとアームに対してツールが移動や回動をする範囲（可動範囲）が限定されやすく、可動部材の可動範囲を大きく設定しつつ、配線の破損等を防止することは難しいという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、可動部材に一端側が取り付けられる配線部材を好適に支持可能な部品支持手段を備えた生産装置及び部品支持装置を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１に記載の生産装置は、湾曲可能な線状または管状の部材を、１本又は複数本用いて構成され、所定の経路に沿うように配線した状態に設け
られる配線部材と、その配線部材の一部を、所定の水平方向側に連続して吊り上げた状態に支持可能な部品支持手段と、その部品支持手段に支持される前記配線部材の一端側が取り付けられ、上面側から見て、前記所定の水平方向側に交差する所定の移動方向側に前記配線部材の前記一端側が移動するように動作可能に設けられる可動部材とを備えた生産装置であって、前記部品支持手段は、前記配線部材が下側に吊り下げられた状態に支持することが可能な支持部と、上方側に位置する一端側が前記支持部に連結され、下方側に位置する他端側が前記配線部材に連結され、前記支持部の下側に前記配線部材が吊り下げられた状態とすることが可能な連結機構とを有し、前記支持部として、前記所定の移動方向側に連続し、前記配線部材が下側に吊り下げられた状態に支持することが可能な１又は複数の支持軸が設けられ、前記連結機構として、鉛直方向の成分を有する方向側に連続し、前記可動部材の動作に伴う前記配線部材への力の作用によって伸びる方向側に弾性変形可能な第１連結部材と、前記支持軸を挿通可能な軸穴を有して当該支持軸に挿通され、前記第１連結部材側からの力の作用によって前記軸穴の形状が変形可能であって当該支持軸の軸方向に沿って当該支持軸に対して移動可能な第２連結部材とを備えた連結機構が１又は複数箇所に設けられ、前記第１連結部材と前記第２連結部材とを備えた前記連結機構を介して前記配線部材が吊り下げられた状態に支持され、前記可動部材の動作に伴い、前記第１連結部材と前記第２連結部材の軸穴とが変形し、１又は複数箇所に設けられる前記第２連結部材が前記支持軸の軸方向に移動可能に構成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の生産装置によれば、部品支持手段によって支持される配線部材の一端側が、可動部材の動作に伴って、上面側から見て所定の移動方向側に移動する場合がある。この配線部材の一端側の移動に伴って、第１連結部材は、斜めに傾きつつ配線部材からの力の作用によって伸びる方向側に弾性変形する。この第１連結部材の傾きと弾性変形とによって配線部材への負荷を少なくすることができるので、配線部材の一端側を、所定の移動方向側にスムースに移動することができ、また、可動部材の可動範囲を大きく設定し易くすることができる。

また、配線部材の一端側が支持軸の下側に支持されていた位置から支持軸の軸方向に沿った一方側に移動しても、第２連結部材が移動を開始しなければ、配線部材の一端側の移動に伴って第１連結部材が弾性変形する。

第１連結部材の弾性変形が大きくなると、第２連結部材に作用する力が大きくなる。第２連結部材に作用する力が大きくなると、その大きさ分、第２連結部材の軸穴の形状が変形し、この変形によって、第２連結部材と支持軸とが接触する箇所や面圧が大きく作用する箇所が変化する。このため、第２連結部材が支持軸の軸方向に沿った方向側へ移動を開始し易くして、配線部材の一端側を、所定の移動方向側に移動し易くすることができる。

第２連結部材が支持軸の軸方向に沿って移動した場合には、その移動分、第１連結部材の変形量が少なくなるので、配線部材の一端側の位置としては移動速度に大きな変化が生じにくい。このため、可動部材の動作に対応して配線部材の一端側の速度変化を少なくして配線部材に作用する慣性力を小さくすることができる。また、第２連結部材が移動可能な分、可動部材の可動範囲を大きく設定しても、配線部材への負荷を少なくすることができる。

請求項２に記載の部品支持装置は、請求項１に記載の生産装置に使用可能な前記部品支持手段を構成する、前記支持部と、前記第１連結部材とを少なくとも備え、生産装置の一部とすることによって前記所定の水平方向側に連続して吊り上げた状態に前記配線部材の一部を支持し、前記可動部材の動作に伴い、前記第１連結部材が変形可能に構成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の生産装置によれば、可動部材が動作した場合に、第１連結部材が弾性変形するので、配線部材への負荷を少なくすることができる。よって、可動部材に一端側が取り付けられる配線部材を好適に支持可能な部品支持手段を備えた生産装置を提供することができるという効果がある。

また、可動部材が動作した場合に、第１連結部材と第２連結部材の軸穴とが変形可能であり、また、第２連結部材が支持軸の軸方向に移動可能に構成される。このため、配線部材の一端側が移動し易く、配線部材に作用する慣性力を小さくすることができ、配線部材への負荷を少なくすることができる。よって、配線部材自体や、配線部材の支持部分及び他の部品との接続部分等に加わる負荷を少なくし、配線部材や部品支持手段における破損等の発生を抑制し易くすることができるという効果がある。

請求項２に記載の部品支持装置によれば、請求項１に記載の生産装置と同様の効果を奏する生産装置に使用可能な部品支持手段を構成する部品支持装置を提供することができるという効果がある。

（Ａ）は、ツール左回転状態における生産装置の側面図であり、（Ｂ）は、ツール中央配置状態における生産装置の一部を示した側面図である。生産装置の一部を示した平面図であり、（Ａ）は、ツール左回転状態を示し、（Ｂ）は、ツール中央配置状態を示している。部品支持装置により配線部材が支持された状態を示した図であり、（Ａ）は、ツール左回転状態における平面図、（Ｂ）は、ツール中央配置状態における平面図、（Ｃ）は、ツール左回転状態における側面図である。連結機構を模式的に示した正面図であり、（Ａ）は、ツール中央配置状態を示し、（Ｂ）は、ツール左回転状態を示している。第２連結部材の動作を模式的に示した正面図であり、（Ａ）は、ツール中央配置状態を示し、（Ｂ）は、（Ａ）の状態に対して、第２連結部材が弾性変形した状態を示し、（Ｃ）は、（Ｂ）の状態に対して、第２連結部材が移動を開始した状態を示している。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。図１（Ａ）は、ツール左回転状態を示した生産装置１０の側面図であり、図１（Ｂ）は、ツール中央配置状態における生産装置１０の一部を示した側面図である。本実施形態においては、生産装置１０として、木材を加工するプレカット加工工場において製品やワークの搬送に利用可能な多関節ロボットを用いた場合を例示して説明する。また、ツール中央配置状態は、配線部材２０が上面側から見て直線に近い状態となる向きにツール４０が配置された状態であり、ツール左回転状態は、ツール中央配置状態に対して上面側から見てツール４０が左回転した状態である。

生産装置１０は、３本のエアチューブ２１～２３と集束パイプ２４とを用いて構成される配線部材２０と、部品支持装置３０と、可動部材としてのツール４０と、複数のアーム５１～５３と、回転体５４と、ベース体５５とを備えている。配線部材２０の一端側は、ツール４０に取り付けられている。また、図１（Ａ）に示すように、配線部材２０の一部（集束パイプ２４の部分）が部品支持装置３０によって水平方向側に連続して吊り上げられた状態に支持されている。

ツール４０は、複数のアーム５１～５３のうち最も先端側に設けられて上下方向に連続する第１アーム５１の下側にて、回動軸Ｒａを中心に、回動動作が可能に取り付けられている。ツール４０は、下側に接触するワーク（対象物）を吸着して吊り上げることが可能な複数の吸着パッド４１～４３を有している。ツール４０には、吸着パッド４１～４３によってワークを吊り上げる際に吸着パッド４１～４３の内部を負圧にするために、配線部材２０の一端側が接続されている。

配線部材２０を構成する３本のエアチューブ２１～２３は、内部を流体（空気）が通過可能な細長い管状で、吸着パッド４１～４３の内部の圧力を変化させることが可能なチューブを用いて構成されている。３本のエアチューブ２１～２３は、一端側がツール４０（吸着パッド４１～４３）に接続され、他端側が圧力制御装置６１に接続されている。圧力制御装置６１には、信号線や電線、流体が通過可能なチューブ等を用いて構成される他の配線部材６２が接続され、この配線部材６２を通じて圧力制御装置６１が制御される。

集束パイプ２４は、ツール４０に対して第１アーム５１を介して接続される第２アーム５２に沿った部分に配置されている。集束パイプ２４は、３本のエアチューブ２１～２３を内側に挿通させることが可能な太さに設定され、複数本の配線を集めて束ねられた状態にすることができる。

集束パイプ２４の外周部分には、外径より一回り大きな金属製の支持具３１が取り付けられている。この支持具３１が取り付けられた部分が上方側に吊り上げられることで、配線部材２０における集束パイプ２４の部分が、部品支持装置３０によって吊り上げられた状態に支持される。

配線部材２０に用いられるエアチューブ２１～２３や集束パイプ２４は、湾曲可能な材料によって形成され、例えば、ポリ塩化ビニル等の樹脂を用いて構成される。また、配線部材２０を構成する管状の部材には、配線された方向に沿って蛇腹状に外径及び内径が変化して湾曲が容易なものが用いられてもよく、大径に設定された部材（例えば、集束パイプ２４）に蛇腹状のチューブが用いられてもよい。また、配線部材２０は、必ずしも管状に構成されるものとする必要はなく、ツール４０に接続される信号線や電線など、内部に金属線や光ファイバーなどが挿通された中実の線状に構成されるものを含めてもよい。また、本実施形態では、エアチューブ２１～２３と集束パイプ２４とをまとめた４本の部材で構成される配線部材２０の一部分が部品支持装置３０によって吊り上げられた状態とする場合を例示して説明するが、吊り上げられた状態となる配線部材２０を構成する部材の数は、３本以下であっても、５本以上であってもよく、また、必ずしも吊り上げられる部分が束ねられた状態とする必要はなく、集束パイプ２４を省略してもよい。

部品支持装置３０は、図１（Ａ）に示すように、第２アーム５２が水平方向側に連続した状態において、第２アーム５２の上側に取り付けられている。また、部品支持装置３０は、第２アーム５２が水平に近い方向側に連続した向きに配置された状態において、第２アーム５２の上側に、集束パイプ２４が吊り下げられた状態となるようにして配線部材２０を支持する。なお、部品支持装置３０は、必ずしも配線部材２０を水平方向側に直線状に連続した状態にして吊り上げる必要はなく、曲線状の部分を含むように、または、曲線状に連続する部分のみによって構成されるように配線部材２０を吊り上げるようにしてもよい。また、部品支持装置３０は、配線部材２０が完全に水平となる部分を含まず、水平方向の成分を含んだ斜め方向に配線部材２０を吊り上げることで、配線部材２０を水平方向側に連続するように支持する構成としてもよい。

ここで、部品支持装置３０を用いた配線部材２０の配線に関する構成について、説明する。部品支持装置３０を用いた配線部材２０の配線の経路は、図1（Ｂ）に示すように、第２アーム５２の連続する方向（図１（Ｂ）の左右方向）に対して、第１アーム５１が交差する方向（図１（Ｂ）の下方向）に連続した状況において、第１アーム５１と第２アーム５２の外側を通る経路に沿って配線されている。この外側を通る経路に沿って配線をすることで、配線部材２０の曲率半径を大きく設定し易くすることができる。これにより、ツール４０が動作することで配線部材２０の配線の経路の曲率半径が変動しても、エアチューブ２１～２３が破損し難く、また、エアチューブ２１～２３の内側を流体が通過し易くして、ツール４０の機能を長期間にわたって発揮し易くすることができる。この配線の経路に沿った配線とするために、配線部材２０を構成するエアチューブ２１～２３や集束パイプ２４は、弾性変形可能な材料によって構成され、曲率半径が小さくなるように湾曲した場合には、弾性力によって曲率半径が大きくなる方向側に復元する材料によって構成することが好ましい。

また、部品支持装置３０は、第２アーム５２に固定され、この第２アーム５２とツール４０との間には、配線部材２０が固定されないで動作可能な別部品（以下、配線非固定部品ともいう）が設けられている。具体的には、配線非固定部品として、図１（Ｂ）に示すように、回動軸Ｒａと回動軸Ｒｂとの間を構成する第１アーム５１と、回動軸Ｒｂと回動軸Ｒｃとの間を構成する部品（第２アーム５２の一部）が設けられている。配線非固定部品には、配線部材２０が固定されない分、その配線非固定部品の向きや位置の影響を受けずに、配線部材２０の配線の経路を設定することができ、配線非固定部品から離れた経路に沿って配線部材２０を配線することができる。これにより、ツール４０に一端側が接続される配線部材２０から遠く離れた箇所（部品支持装置３０によって配線部材２０が支持される箇所）まで、配線部材２０の曲率半径が大きな状態で支持されるように配線の経路を設定することができ、配線部材２０の破損等を防止し易くして、ツール４０の可動範囲を大きく設定し易くすることができる。

次に、図１及び図２を参照して、部品支持装置３０に関する構成について、更に説明する。図２は、生産装置１０の一部を示した平面図であり、図２（Ａ）は、ツール左回転状態を示し、図２（Ｂ）は、ツール中央配置状態を示している。

生産装置１０においては、図１（Ａ）に示すように、床面に設置されるベース体５５に対して回転体５４と３つのアーム５１～５３を介して、ツール４０が取り付けられている。ベース体５５に対しては、ツール４０が、６つの回動軸Ｒａ～Ｒｆを中心に回動可能に連結されている。ツール４０が取り付けられている第１アーム５１は、第２アーム５２が水平方向側に連続した状態において、下向きに連続し、第１アーム５１の先端側に設けられる回動軸Ｒａを中心にして、上面側から見て、右回りと左回りとに回動可能に構成されている（図２参照）。

ツール４０は、ツール４０の回転の基準となるツール中央配置状態（図２（Ｂ）の状態）と、ツール中央配置状態に対して回動軸Ｒａを中心に左回りに回転したツール左回転状態（図２（Ａ）参照）とを含めて、回動軸Ｒａを中心に回動可能に構成されている。ツール中央配置状態においては、図２（Ｂ）に示すように、配線部材２０の集束パイプ２４が直線的に連続し、集束パイプ２４の先端から直線的に突出した３本のエアチューブ２１～２３が３つの吸着パッド４１～４３へ向けて湾曲して配線されている。

ツール左回転状態においては、図２（Ａ）に示すように、ツール中央配置状態から吸着パッド４１～４３の向きが変わる。この向きの変更に伴って、３本のエアチューブ２１～２３の位置が、ツール中央配置状態に対して一方側へと移動する。以下においては、ツール左回転状態によってエアチューブ２１～２３が移動した一方側を左側、反対の方向を右側として説明する。

集束パイプ２４のツール４０側の先端部は、エアチューブ２１～２３の移動によって左側へと移動する。これにより、集束パイプ２４は、ツール中央配置状態と比べて、ツール４０側の先端部分が左側に位置するように湾曲する。集束パイプ２４の先端部分の移動に伴い、集束パイプ２４に取り付けられる３つの支持具３１のうちツール４０に近い先端側の支持具３１が左側へ移動し、その支持具３１の移動により、部品支持装置３０の第１連結機構３４Ａが左側へと移動する。ツール中央配置状態に対して右回りにツール４０が回転した場合は、左回りの場合とは逆の右側に、エアチューブ２１～２３及び集束パイプ２４の一部分、並びに、第１連結機構３４Ａが移動する。

このように、回動動作が可能に設けられるツール４０は、上面側から見て、ツール中央配置状態において配線部材２０が連続して吊り上げられる方向側（図２の左右方向側）に交差する移動方向側（図２の上下方向側）に、配線部材２０におけるツール４０側の一部分が移動するように動作可能に設けられる。なお、ツール４０の動作としては、回動動作に限らず、ツール４０の向きを変えずに、上面視において移動するスライド動作によって配線部材２０の一部分が移動するように構成されてもよい。

ここで、生産装置１０は、ツール４０の回動動作が可能な範囲として、例えば、ツール中央配置状態に対して、上面側から見て、右回りと左回りとの各々において略２７０度まで回動可能とし、略５４０度を動作可能範囲として設定される。その動作可能範囲の中で、配線部材２０の湾曲の程度を考慮した実可動範囲として、例えば、ツール中央配置状態に対して、右回りと左回りとの各々において略１８０度までが設定される。この実可動範囲は、配線部材２０が破損等することなく湾曲可能な範囲に設定する必要があり、本実施形態においては、部品支持装置３０を用いた配線部材２０の支持構造によって、実可動範囲を大きく設定し易く構成されている。

次に、図３から図５を主に参照して、部品支持装置３０による配線部材２０の支持構造について、更に説明する。図３は、部品支持装置３０により配線部材２０が支持された状態を模式的に示した図であり、（Ａ）は、ツール左回転状態における平面図、（Ｂ）は、ツール中央配置状態における平面図、（Ｃ）は、ツール中央配置状態における側面図である。なお、図３においては、支持部材３２の上部の外形形状を一点鎖線で示している。

部品支持装置３０は、図２及び図３に示すように、配線部材２０が下側に吊り下げられた状態に支持することが可能な支持部材３２と、連結機構３４Ａ～３４Ｃとを備えている。

支持部材３２は、連結機構３４Ａ～３４Ｃを介して配線部材２０が吊り下げられた状態に支持する部材である。この支持部材３２は、第２アーム５２の上側に固定される金属製の部材によって構成される。支持部材３２は、３つの支持軸３３Ａ～３３Ｃを備え、３つの支持軸３３Ａ～３３Ｃは、上面視において、いずれも配線部材２０のツール４０に近い部分が移動可能な方向側（図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の上下方向側）に連続し、配線部材２０が下側に吊り下げられた状態に支持することが可能に設けられている。

３つの連結機構３４Ａ～３４Ｃの各々は、図３（Ｃ）に示すように、上方側に位置する一端側が支持部材３２に連結され、下方側に位置する他端側が支持具３１を介して配線部材２０に連結されている。これにより、支持部材３２の下側に配線部材２０が吊り下げられた状態とすることができる。

なお、連結機構３４Ａ～３４Ｃは、必ずしも３箇所に設ける必要はなく、１箇所又は２箇所に設けて配線部材２０を吊り上げてもよいし、４箇所以上に設けてもよいが、３箇所以上に設けることが好ましい。３箇所以上で配線部材２０を吊り上げることにより、配線部材２０を安定した状態で吊り上げることができる。

部品支持装置３０は、３つの連結機構３４Ａ～３４Ｃを備え、具体的には、ツール４０に近い位置から順に、第１連結機構３４Ａ、第２連結機構３４Ｂ、第３連結機構３４Ｃを備えている。３つの連結機構３４Ａ～３４Ｃは、いずれも、第１連結部材３５Ａ～３５Ｃと、第２連結部材３６Ａ～３６Ｃとの組合せによって構成されている。配線部材２０は、ツール４０に近い部分ほど、ツール４０の回動動作に伴って大きく位置が変化し易く、３つの連結機構３４Ａ～３４Ｃのうち、第１連結機構３４Ａが最も位置や形状の変化が大きくなり易い。以下においては、まず、位置等の変化が大きな第１連結機構３４Ａについて説明し、その後、第２連結機構３４Ｂと第３連結機構３４Ｃについて、第１連結機構３４Ａとは構成が異なる点について説明する。

第１連結機構３４Ａは、弾性変形可能な変形部を有する第１連結部材３５Ａ及び第２連結部材３６Ａを備えている。具体的には、第１連結部材３５Ａ及び第２連結部材３６Ａは、一定の内径を有するように軸穴の周りを螺旋状に巻き回して形成された変形部を有するコイルバネによって構成されている。第１連結部材３５Ａ及び第２連結部材３６Ａにおいてコイルバネを構成する線材の材料、太さ、ピッチ、巻き数などは、ツール４０の動作に伴う配線部材２０への力の作用によって変形部が変形可能な設定とされている。

第１連結部材３５Ａは、鉛直方向の成分を有するように、上下方向側に変形部が連続し、変形部の上下に鉤状のフック部が位置するようにして設けられている。第１連結部材３５Ａの下側のフック部は、配線部材２０（集束パイプ２４）に固定される支持具３１に掛けられ、第１連結部材３５Ａと支持具３１とが連結される。第１連結部材３５Ａは、ツール４０の動作に伴う配線部材２０への力の作用によって斜め下側に伸びる方向側に弾性変形可能に構成される。

第２連結部材３６Ａは、支持軸３３Ａを挿通可能な軸穴を有して支持軸３３Ａに挿通されている。このため、第２連結部材３６Ａは、支持軸３３Ａの軸方向に沿って移動可能に、支持軸３３Ａに支持される。

第２連結部材３６Ａの中央部には、第１連結部材３５Ａの上側のフック部が掛けられて、第１連結部材３５Ａと第２連結部材３６Ａとが連結されている。第２連結部材３６Ａに対して第１連結部材３５Ａは、第２連結部材３６Ａの下側で揺動自在に連結される。また、第１連結部材３５Ａが傾いた状態で、一定以上の力が第２連結部材３６Ａに伝達されると、第２連結部材３６Ａは、支持軸３３Ａの軸方向に沿って移動可能に構成されている。

ここで、図４を参照して、支持軸３３Ａの軸方向に沿った第２連結部材３６Ａの動作について説明する。図４は、第１連結機構３４Ａを模式的に示した正面図であり、図４（Ａ）は、ツール中央配置状態を示し、図４（Ｂ）は、ツール左回転状態を示している。

図４（Ａ）に示すように、ツール中央配置状態では、第２連結部材３６Ａの中央下側に配線部材２０が配置され、第１連結部材３５Ａが鉛直方向に連続して配置されている。ツール中央配置状態に対して、ツール４０が回動し、配線部材２０が一方側（図４（Ｂ）の右側）へ移動すると、その移動によって第１連結部材３５Ａは、斜めに傾いた状態となりつつ変形部が変形して伸びる。配線部材２０が移動した方向側（図４（Ｂ）の右側）へ第１連結部材３５Ａが伸びた分、第２連結部材３６Ａに対しても水平方向側へ移動する力が作用し、第２連結部材３６Ａは、支持軸３３Ａに沿って移動する。図４（Ｂ）に示すように、支持軸３３Ａの端部に接触するまで、第２連結部材３６Ａは移動可能に構成されている。

ここで、支持軸３３Ａ及び第２連結部材３６Ａの長さは、ツール４０が回動した場合に、図４（Ｂ）に示すように、第２連結部材３６Ａの端部が弾性変形して縮むことのできる長さに設定することが好ましい。図４（Ｂ）においては、第２連結部材３６Ａの移動方向先端側（図４（Ｂ）の右側）の変形部が、縮まる方向側に変形した状態を示している。この縮まる方向側の変形をさせた分、ツール４０が一方側に回転した後に逆回転するとき、第２連結部材３６Ａが支持軸３３Ａの中央側に戻る力を発生させることができる。これにより、ツール４０の回転方向の切り替わりにおいて、支持軸３３Ａの端部に配置された第２連結部材３６Ａを中央側へスムースに移動し易く、配線部材２０への負荷を少なくすることができる。

次に、図５を参照して、第２連結部材３６Ａの軸穴の変形を用いた配線部材２０の支持構造について説明する。図５は、第２連結部材３６Ａの動作を模式的に示した正面図であり、図５（Ａ）は、ツール中央配置状態を示し、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の状態に対して、第２連結部材３６Ａが弾性変形した状態を示し、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）の状態に対して第２連結部材３６Ａが移動を開始した状態を示している。

第２連結部材３６Ａは、第１連結部材３５Ａ側からの力の作用によって、支持軸３３Ａに接触可能な軸穴の形状が変形可能に構成されている。具体的には、図５（Ａ）に示すように、正面側（図１（Ｂ）の左側であって、第２アーム５２の先端側）から見て、第１連結部材３５Ａが鉛直下方に連続するように配置されたツール中央配置状態では、支持軸３３Ａが連続する水平方向に沿って、第２連結部材３６Ａの軸穴が連続する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）には、第２連結部材３６Ａの軸穴の中心線を一点鎖線で示しており、ツール中央配置状態では、図５（Ａ）に示すように、第２連結部材３６Ａの軸穴の中心線が支持軸３３Ａと平行に連続し、直線に近い状態となる。

ツール中央配置状態からツール４０が回転し、ツール４０に近い配線部材２０の一部分が移動すると、図５（Ｂ）に示すように、第１連結部材３５Ａは斜めに傾きつつ変形部が伸びる方向側に弾性変形する。このとき、第１連結部材３５Ａが傾いても、第２連結部材３６Ａが移動を開始しなければ、第１連結部材３５Ａが更に弾性変形し、その変形した分、第１連結部材３５Ａを通じて第２連結部材３６Ａに作用する力が大きくなる。

第２連結部材３６Ａに作用する力が大きくなると第２連結部材３６Ａの軸穴の形状が変形する。具体的には、図５（Ｂ）に示すように、第２連結部材３６Ａの軸穴は、第１連結部材３５Ａが第２連結部材３６Ａに連結される部分を基準に屈曲した形に変形する。この軸穴の変形により、第２連結部材３６Ａと支持軸３３Ａとが接触する箇所や、面圧が大きく作用する箇所が変化することとなる。その変化によって第２連結部材３６Ａと支持軸３３Ａとの間に作用する静摩擦力のバランスが変化し、そのバランスの変化によって第２連結部材３６Ａが支持軸３３Ａの軸方向に沿った方向側に移動を開始し易くなる。

第２連結部材３６Ａが軸方向に沿って移動を開始すると、図５（Ｃ）に示すように、その移動分、第１連結部材３５Ａの変形量が少なくなる。このため、第２連結部材３６Ａの単体では、静止した状態から急に移動を開始することで移動速度の変化が大きくなるものの、第１連結部材３５Ａの下側に支持される配線部材２０の位置は、移動速度に大きな変化が生じにくい。よって、ツール４０の回動動作に対応して配線部材２０の一部分がスムースに移動し易くすることができ、配線部材２０に無理な負荷が加わることによる破損や切断を抑制することができる。

次に、第２連結機構３４Ｂと第３連結機構３４Ｃの構成について、説明する。

第２連結機構３４Ｂ及び第３連結機構３４Ｃは、いずれも第１連結機構３４Ａに対して、配線部材２０に接続される第１連結部材３５Ｂ，３５Ｃの向きが異なり、また、第２連結部材３６Ｂ，３６Ｃの形状が異なっている。２つの第１連結部材３５Ｂ，３５Ｃの向きは、図３（Ｃ）に示すように、配線部材２０のツール４０から遠く離れる側に傾くようにして設けられ、第１連結機構３４Ａの第１連結部材３５Ａとは反対側に傾くように取り付けられている。これにより、部品支持装置３０によって支持される配線部材２０を、第１連結機構３４Ａと、第３連結機構３４Ｃとの間部分に吊り上げられる力が作用するようにして安定した状態に支持することができる。また、３つの支持軸３３Ａ～３３Ｃを短い区間に配置し易くして、部品支持装置３０を小型にし、部品支持装置３０を設けることでツール４０の動作範囲を狭めたり、他の部品と接触してしまう事態を回避し易くすることができる。

第２連結機構３４Ｂにおける第２連結部材３６Ｂの形状は、第１連結機構３４Ａにおける第２連結部材３６Ｂより短い形状に設定されている。また、第３連結機構３４Ｃにおける第２連結部材３６Ｃは、変形部を有しない環状の部材によって構成されている。第２連結機構３４Ｂと第３連結機構３４Ｃは、第１連結機構３４Ａと比べて、ツール４０から離れた位置にあり、配線部材２０と連結される部分の移動が少ない。このため、第１連結部材３５Ｂ，３５Ｃの伸縮だけでも配線部材２０の位置の変化に対応し易く、負荷が一定量以上に加わった場合には、支持軸３３Ｂ，３３Ｃの軸方向に沿って第２連結部材３６Ｂ，３６Ｃを移動させることができる。

また、第２連結機構３４Ｂ及び第３連結機構３４Ｃの第１連結部材３５Ｂ，３５Ｃの向きは、ツール４０から遠く離れた位置で配線部材２０を吊り上げ易く構成されているため、配線部材２０と連結される部分の移動が、より少なくなるように構成されている。これにより、第２連結機構３４Ｂ及び第３連結機構３４Ｃの第２連結部材３６Ｂ，３６Ｃの形状を簡素化しても、ツール４０の回動動作に伴う配線部材２０の移動を阻害して破損等を生じさせてしまう事態を回避することができる。

このように、生産装置１０においては、第１連結部材３５Ａ～３５Ｃを備えた連結機構３４Ａ～３４Ｃを介して配線部材２０が吊り下げられた状態に支持され、ツール４０の動作に伴い、第１連結部材３５Ａ～３５Ｃが傾きつつ変形可能に構成されている。この第１連結部材３５Ａ～３５Ｃの傾きと弾性変形とによって配線部材２０への負荷を少なくすることができ、ツール４０の動作によって配線部材２０が移動する移動方向側に配線部材２０の一端側をスムースに移動することができ、また、ツール４０の実可動範囲を大きく設定し易くすることができる。

また、第２連結部材３６Ａ，３６Ｂを備えた連結機構３４Ａ，３４Ｂを介して配線部材２０が吊り上げられた状態に支持され、ツール４０の動作に伴い、第１連結機構３４Ａ及び第２連結機構３４Ｂの第２連結部材３６Ａ，３６Ｂの軸穴が変形し、第２連結部材３６Ａ，３６Ｂが支持軸３３Ａ，３３Ｂの軸方向に移動可能に構成されている。このため、第２連結部材３６Ａ，３６Ｂが支持軸３３Ａ，３３Ｂの軸方向に沿った方向側に移動を開始し易くすることができる。よって、ツール４０の動作に伴う配線部材２０の一端側の移動を一層スムースにすることができる。

また、第２連結部材３６Ａ，３６Ｂが支持軸３３Ａ，３３Ｂの軸方向に沿って移動した場合には、その移動分、第１連結部材３５Ａ，３５Ｂの変形量が少なくなるので、配線部材２０の一端側の位置としては移動速度に大きな変化が生じにくい。このため、配線部材２０に作用する慣性力を小さくすることができ、エアチューブ２１～２３と吸着パッド４１～４３との連結部分や、配線部材２０が支持具３１で支持された部分などに過大な負荷が加わって配線部材２０や部品支持装置３０に破損等が生じる事態を抑制し易くすることができる。

また、第２連結部材３６Ａ，３６Ｂが支持軸３３Ａ，３３Ｂの軸方向に沿って移動した分、配線部材２０が大きく湾曲した状態で配線可能とすることができる。このため、ツール４０の実可動範囲を大きく設定しても、配線部材２０を構成するエアチューブ２１～２３や集束パイプ２４への負荷を少なくすることができる。よって、エアチューブ２１～２３や集束パイプ２４が屈曲の繰り返しで破損することを防止し易くして、生産装置１０の機能を長期間にわたって発揮することのできる生産装置１０を提供することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限られることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものであり、例えば、以下に記載するように変形して実施してもよく、この場合に、以下に記載する各構成を上記実施形態に対して適用してもよく、以下に記載する複数の構成を組み合わせて上記実施形態に対して適用してもよい。

例えば、生産装置１０の構造やツール４０などは、上記実施形態に限らず、他の構成を有するものとしてもよく、例えば、複数のアーム５１～５３と、回転体５４と、ベース体５５とによってツール４０の移動動作と回動動作とが可能な装置に限らず、１又は複数のレールに沿って直線的にスライド移動する機構を備えた生産装置としてもよい。

また、上記実施形態においては、３つの連結機構３４Ａ～３４Ｃに、第１連結部材３５Ａ～３５Ｃと第２連結部材３６Ａ～３６Ｃとが設けられる場合について説明したが、必ずしも第２連結部材３６Ａ～３６Ｃを備える構成とする必要はなく、第２連結部材３６Ａ～３６Ｃの少なくともいずれかを省略し、第１連結部材３５Ａ～３５Ｃの少なくともいずれかの上端側が支持部材３２（支持軸３３Ａ～３３Ｃ）に対して移動不能に固定されるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、３つの第１連結部材３５Ａ～３５Ｃ及び２つの第２連結部材３６Ａ，３６Ｂが弾性変形可能な変形部としてコイルバネを用いる場合について説明したが、変形部は必ずしもコイルバネによって構成する必要はない。弾性変形可能なゴム等の別材料によって構成してもよいし、硬質の樹脂部分とゴム製の部分とを備えて構成するなど、他の構成によって変形部を有する第１連結部材及び第２連結部材を構成してもよい。

また、上記実施形態においては、３つの連結機構３４Ａ～３４Ｃに用いる第１連結部材３５Ａ～３５Ｃを、同一形状の部材によって構成したが、これに限らず、第２連結機構３４Ｂ及び第３連結機構３４Ｃを構成する第１連結部材３５Ｂ，３５Ｃのいずれか又は両方を、第１連結機構３４Ａを構成する第１連結部材３５Ａとは異なる部材を用いて構成してもよい。また、３つの連結機構３４Ａ～３４Ｃに用いる第２連結部材３６Ａ～３６Ｃを、それぞれ別形状の部材によって構成したが、これに限らず、例えば、第２連結機構３４Ｂ及び第３連結機構３４Ｃを構成する第２連結部材３６Ｂ，３６Ｃのいずれか又は両方を、第１連結機構３４Ａと同一の第２連結部材３６Ａを用いて構成してもよい。

また、上記実施形態における部品支持装置３０は、配線部材を備えた既存の生産装置に取り付けてもよく、これにより、配線部材を好適に支持可能な部品支持装置３０を備えた生産装置とすることができる。

以上説明したように、この発明は、部品を好適に支持可能な部品支持手段を備えた生産装置及び部品支持装置に適している。

１０：生産装置、２０：配線部材、３０：部品支持装置（部品支持手段）、３２：支持部材、３３Ａ～３３Ｃ：支持軸（支持部）、３４Ａ～３４Ｃ：連結機構、３５Ａ～３５Ｃ：第１連結部材、３６Ａ～３６Ｃ：第２連結部材、４０：ツール（可動部材）

Claims

湾曲可能な線状または管状の部材を、１本又は複数本用いて構成され、所定の経路に沿
うように配線した状態に設けられる配線部材と、
その配線部材の一部を、所定の水平方向側に連続して吊り上げた状態に支持可能な部品支持手段と、
その部品支持手段に支持される前記配線部材の一端側が取り付けられ、上面側から見て、前記所定の水平方向側に交差する所定の移動方向側に前記配線部材の前記一端側が移動するように動作可能に設けられる可動部材とを備えた生産装置であって、
前記部品支持手段は、
前記配線部材が下側に吊り下げられた状態に支持することが可能な支持部と、
上方側に位置する一端側が前記支持部に連結され、下方側に位置する他端側が前記配線部材に連結され、前記支持部の下側に前記配線部材が吊り下げられた状態とすることが可能な連結機構とを有し、
前記支持部として、前記所定の移動方向側に連続し、前記配線部材が下側に吊り下げられた状態に支持することが可能な１又は複数の支持軸が設けられ、
前記連結機構として、
鉛直方向の成分を有する方向側に連続し、前記可動部材の動作に伴う前記配線部材への力の作用によって伸びる方向側に弾性変形可能な第１連結部材と、
前記支持軸を挿通可能な軸穴を有して当該支持軸に挿通され、前記第１連結部材側からの力の作用によって前記軸穴の形状が変形可能であって当該支持軸の軸方向に沿って当該支持軸に対して移動可能な第２連結部材とを備えた連結機構が１又は複数箇所に設けられ、
前記第１連結部材と前記第２連結部材とを備えた前記連結機構を介して前記配線部材が吊り下げられた状態に支持され、前記可動部材の動作に伴い、前記第１連結部材と前記第２連結部材の軸穴とが変形し、１又は複数箇所に設けられる前記第２連結部材が前記支持軸の軸方向に移動可能に構成されていることを特徴とする生産装置。
請求項１に記載の生産装置に使用可能な前記部品支持手段を構成する、前記支持部と、前記第１連結部材とを少なくとも備え、生産装置の一部とすることによって前記所定の水平方向側に連続して吊り上げた状態に前記配線部材の一部を支持し、前記可動部材の動作に伴い、前記第１連結部材が変形可能に構成されていることを特徴とする部品支持装置。