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発明の名称 担持ユニットおよびそれを用いた搬送システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−166232
公開日 平成10年(1998)6月23日
出願番号 特願平8−328768
出願日 平成8年(1996)12月9日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】亀井 弘勝 (外1名)
発明者 谷 弘一
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】小円弧を有する搬送ラインを区画するコンベヤー上で走行してワークを上記搬送ラインに沿う複数の作業ステーション間を巡回する担持ユニットであって、ワークを担持するための担持部と、担持部を上記コンベヤーに連結するためにコンベヤーに転がり接触するローラ対をそれぞれ備えた一対のローラユニットと、各ローラユニットが、それぞれ個別にコンベヤーの円弧に沿って変位できるように両ローラユニットを担持部にリンクするリンクユニットとを備えていることを特徴とする担持ユニット。
【請求項2】請求項1記載の担持ユニットにおいて、上記ローラユニットの少なくとも一方は、コンベヤーに転がり接触するローラを駆動する駆動源を有するものである担持ユニット。
【請求項3】請求項1または2記載の担持ユニットにおいて、上記コンベヤー上で先行する担持ユニットの対向間隔を計測可能な計測手段と、後続する担持ユニットの計測手段に対して直線的に対向可能に配置される被検出部材と、後続する担持ユニットの計測手段が計測した先行する担持ユニットの上記被検出部材との対向間隔が予め定められた距離に縮まった場合に、後続する担持ユニットの走行を強制的に停止する強制停止手段とをさらに備え、上記被検出部材は、先行する担持ユニットが小円弧上で停止している場合に後続する担持ユニットの計測手段に対し直線的に対向可能に湾曲する湾曲部が形成されている担持ユニット。
【請求項4】請求項1、2、または3記載の担持ユニットと、担持ユニットのローラ対と転がり接触可能な走行用のレールとを含み、上記レールが小円弧を有する搬送ラインを区画していることを特徴とする搬送システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は担持ユニットおよびそれを用いた搬送システムに関し、特に、ワイヤーハーネスやワイヤーハーネスを構成するサブアセンブリ(以下、「ワイヤーアセンブリ」と総称する)の部品を搬送するための担持ユニットおよびそれを用いた搬送システムに関する。
【0002】
【従来の技術】一般にワイヤーアセンブリに代表される工業製品は、複数の工程を経て部品を順次組み付けたり、組み付けた部品に加工を施す等して、予め定められた仕様の製品に製造される。そのような工業製品の製造工程の効率向上を図るために、従来より、工業製品の材料となる電線束等を搬送する搬送システムが知られている。従来の搬送システムは、無端状の搬送ラインを区画するコンベヤーと、コンベヤー上で上記搬送ラインに沿ってワークを担持する担持ユニットとを備えている。コンベヤーの周囲には、生産されるべき工業製品の工程に準じて、作業ステーションが設けられる。そして、上記担持ユニットは、コンベヤーの周囲に形成されたステーションを巡回するように設定されている。
【0003】ここで、各作業ステーションでの作業時間は区々であるため、搬送ライン上で担持ユニットを搬送する際には、個々の担持ユニットにモータを取り付けて自送式にする等して、各担持ユニットが個別に停止、走行できるように設定される場合がある。そのような場合には、個々の担持ユニットが先行している停止中の担持ユニットと衝突するのを防止するため、直線方向の対向間隔を検出する距離検出手段と、検出された距離が所定の近接距離に達したときに強制的に走行を制動する手段とが設けられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した各作業ステーションは、その作業や製造される製品の性質上、アールの小さな円弧(例えば、半径250mm程度の円弧:以下、「小円弧」という)を周回する担持ユニットでワークを搬送することが要請される場合がある。しかし、従来の搬送システムでは、ワークを担持した担持ユニットをそのような小円弧に沿わせて円滑に周回させることが困難であった。
【0005】例えば、各担持ユニットが個別に走行したり停止したりする場合に設けられる従来の衝突防止用の距離検出手段では、直線方向に関して先行する担持ユニットとの間隔を測定するものであった。このため、担持ユニットが上述のような小円弧の途中で停止していた場合、上記距離検出手段は専ら小円弧の接線方向に外れた空間に沿って先行する担持ユニットを探ることになるから、実際の対向間隔を測定することができず、衝突することがあった。そのような不具合を解決するために、ホストコンピュータに各担持ユニットの走行位置情報を送信させ、ホストコンピュータで各担持ユニットの走行状態を管理することも考えられる。しかし、その場合には、ホストコンピュータやこれを用いることに伴う通信ユニットのコストが高くなり、好ましくない。
【0006】或いは、重量物を担持した状態で小円弧をスムーズに走行させることも困難であった。そのため、先行技術において採用されている搬送ラインは、最小回転半径が1000mm程度のものであり、小円弧に沿ってワークを搬送する要請に充分に応えるものではなかった。
【0007】本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、小円弧に沿ってワークを搬送することのできる廉価な担持ユニットおよびそれを用いた搬送システムを提供することを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、本発明は、小円弧を有する搬送ラインを区画するコンベヤー上で走行してワークを上記搬送ラインに沿う複数の作業ステーション間を巡回する担持ユニットであって、ワークを担持するための担持部と、担持部を上記コンベヤーに連結するためにコンベヤーに転がり接触するローラ対をそれぞれ備えた一対のローラユニットと、各ローラユニットが、それぞれ個別にコンベヤーの円弧に沿って変位できるように両ローラユニットを担持部にリンクするリンクユニットとを備えていることを特徴とする担持ユニットである。
【0009】この特定事項を含む発明では、担持ユニットの担持部をコンベヤーに連結する一対のローラユニットが、リンクユニットでリンクされることにより、それぞれコンベヤーの円弧に沿って変位することができるので、コンベヤーが区画する小円弧の無端状搬送ラインに沿って円滑に巡回することが可能になる。搬送ラインは無端状であってもよく、有端状のものであってもよい。
【0010】また好ましい形態において、上記ローラユニットの少なくとも一方は、コンベヤーに転がり接触するローラを駆動する駆動源を有するものである。この特定事項を含む発明では、各担持ユニットを自走式として構成することが可能になる。また、別の実施の形態において、上記コンベヤー上で先行する担持ユニットの対向間隔を計測可能な計測手段と、後続する担持ユニットの計測手段に対して直線的に対向可能に配置される被検出部材と、後続する担持ユニットの計測手段が計測した先行する担持ユニットの上記被検出部材との対向間隔が予め定められた距離に縮まった場合に、後続する担持ユニットの走行を強制的に停止する強制停止手段とをさらに備え、上記被検出部材は、先行する担持ユニットが小円弧上で停止している場合に後続する担持ユニットの計測手段に対し直線的に対向可能に湾曲する湾曲部が形成されている。
【0011】この特定事項を含む発明では、先行する担持ユニットが停止している状態で後続する担持ユニットが走行している場合、計測手段が被検出部材と対向することによって対向間隔が計測される。そして、この対向間隔が予め定められた距離に縮まった場合に、強制停止手段が後続する担持ユニットを強制的に停止させる。さらに、先行する担持ユニットがコンベヤーの小円弧上で停止している場合においても、計測手段は、被検出部材に設けられた湾曲部と直線的に対向することによって、正規の対向間隔を計測することが可能になる。
【0012】また、本発明の別の態様は、上述のような担持ユニットと、担持ユニットのローラ対と転がり接触可能な走行用のレールとを含み、上記レールが小円弧を有する搬送ラインを区画していることを特徴とする搬送システムである。この特定事項を含む発明では、小円弧を有する搬送ラインを区画しているので、それによって設計の自由度の大きい作業ステーションを設定することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳述する。図1は本発明の実施の一形態における搬送システムの概略構成を示す斜視図である。同図を参照して、図示の実施の形態では、ピラー1によって支承された無端状のコンベヤー10を設け、このコンベヤー10に取り付けられた多数の自走式担持ユニット20を個別に走行自在に装着し、コンベヤー10の外周に設けられた複数の作業ステーションS(図1に2か所のみ図示)を巡回できるように構成されている。
【0014】図2は図1の一部を破断して示す部分拡大図である。図2も参照して、コンベヤー10は、搬送経路を区画する幕板状のレール板11と、このレール板11の両面に固定された内レール12および外レール13とを備えており、後述する担持ユニット20を内外レール12、13によって走行可能に担持するようになっている。
【0015】図1に示すように、レール板11は、略長円形の無端状搬送経路を区画しており、その長手方向に対向する一対の上記ピラー1によって天井近傍のところで支持されている。上記ピラー1、1間には、桟15が設けられている。そして、平面でみて、このレール板11が区画している搬送経路の周囲に作業ステーションSが間隔を隔てて配設されている。
【0016】図2に示すように、上記内外レール12、13は、レール板11の内周面または外周面に沿って固着される固着部12A、13Aと、固着部12A、13Aから直角に屈曲して、レール板11の内方または外方に延びるレール部12B、13Bとを一体に有するL字形アングル部材である。各内外レール12、13のレール部12B、13B下面には、給電板12C、13Cが固着されており、これら給電板12C、13Cによって、次に説明する担持ユニット20に給電することができるようになっている。図示の実施の形態では、外レール13の上側に摩擦板16が配置されており、この摩擦板16は、レール板11の外周面に貼着されている。
【0017】次に、担持ユニット20は、箱型の本体ケーシング21と、本体ケーシング21に取り付けられて、ワークWを担持するための担持部30と、担持部30をコンベヤー10に連結するための一対のローラユニット40、50とを備えている。まず、図1を参照して、図示の具体例において、ワークWは、ワイヤーアセンブリの電線要素であり、担持ユニット20の担持部30は、ワークWを掛け止めるフック金具31と、フック金具31を本体ケーシング21に固定するための固定具32とを含んでいる。フック金具31は、上端部が固定具32に固定され、下端部が略U字形に屈曲して、ワークWを掛け止めることができるようになっている。図示の具体例において、フック金具31の途中部には、補助フック33が溶接されており、長尺のワークWをこの補助フック33に掛け止めることができるようになっている。
【0018】図3は担持ユニット20が走行する過程を示す平面略図である。図2および図3を参照して、図示のローラユニット40は、本体ケーシング21の上端部に設けられたリンクプレート22に連結されている。上記リンクプレート22は、平面視略長方形に形成された板状部材であり、その中央部分が上記本体ケーシング21に固定されている。他方、各ローラユニット40、50は、リンクプレート22の長手方向に沿って配置され、回動軸41、51(図3参照)を介して回動可能に連結されている。そして、図示の具体例では、これら本体ケーシング21およびリンクプレート22が、各ローラユニット40、50を、それらが個別にコンベヤー10の円弧に沿って変位できるように担持部にリンクするリンクユニットを構成している。
【0019】各ローラユニット40、50は、それぞれ回動軸41、51が固定されている底板42、52と、底板42、52の長手方向両端部分から立ち上がる側板43、44、53、54とを備えており、これら側板43、44、53、54は、一方(側板43、53)がコンベヤー10の内側に配置され、他方(側板45、55)が外側に配置されるよう、各底板42、52は、概ねリンクプレート22の長手方向と交差する姿勢に連結されている。コンベヤー10の内側に配置される側板43、53には、コンベヤー10の内レール12のレール部12Bに転がり接触するローラ45、55が回転可能に取り付けられているとともに、コンベヤー10の外側に配置される側板45、55には、コンベヤー10の外レール13のレール部13Bに転がり接触するローラ46、56が回転可能に取り付けられている。各ローラローラには、それぞれ対応するレール部12B、13Bのエッジに摺接するフランジ部45A、55A、46A、56Aを備えており、これらフランジ部45A、55A、46A、56Aによって、各ローラ45、55、46、56がレール部12B、13Bから離脱するのを阻止している。
【0020】第1のローラユニット40は、後続する第2のローラユニット41よりも若干寸法の大きい底板42、側板44、45が採用されており、外側板45には、天板46が取り付けられており、天板46には、モーター60が載置されている。モーター60は、各45、55、46、56をレール部12B、13Bに装着した際にレール板11の摩擦板16に転がり接触する駆動ローラ61が連結されている。さらに、第1のローラユニット40の底板42には、給電用接触子62が配置されており、この給電用接触子62が図2に示す給電板12C、13Cと摺接することにより、モーター60に給電がなされて、駆動ローラ61を回転駆動させる結果、駆動ローラ61が摩擦板16上で転がる際の摩擦力により、担持ユニット20が自走可能になっている。
【0021】加えて、第1のローラユニット40の内側板44には、駆動ローラ61との間でコンベヤー10を挟み込む一対の受圧ローラ63が取り付けられており、この受圧ローラ63によって、駆動ローラ61と摩擦板16との転がり接触を安定させている。次に、上述のような自走式の担持ユニット20においては、個々の作業ステーションS毎に担持ユニット20を個別に停止させ、各作業ステーションSに割り当てられた作業を行う必要がある。そこで、図2に示すように、上述したコンベヤー10の桟15には、各作業ステーションSに対応する位置に検知板17が固定されているとともに、本体ケーシング21の内側部には、検知板17を検知可能な光電センサ70が取り付けられている。さらに、本体ケーシング21の下部には、L字形に折れ曲がって下方に垂下するアングル材23が固定されており、このアングル材23の下端部外側面には、スイッチボックス24が取り付けられている。このスイッチボックス24には、図1に示すように、担持ユニット20のモーター60を駆動させるための運転スイッチSW1および停止スイッチSW2とが設けられている。
【0022】次に、先行する担持ユニット20が停止している場合に、この担持ユニット20に対して後続する担持ユニット20が衝突するのを防止するために、各担持ユニット20の上記リンクプレート22の長手方向一端部(走行方向上流側部)には、検知板72が固定されているとともに、他端部(走行方向下流側部)には、先行する担持ユニット20の検知板72を検知する計測用光電センサ74が設けられている。図示の具体例において、リンクプレート22に固定された検知板72は、コンベヤー10の外方に突出しているとともに、その自由端72Aが搬送方向上流側に向かって所定の曲率で湾曲している屈曲部を構成している。
【0023】図4は図1の実施の形態における担持ユニット20に採用されている電気系統のラダー図である。同図のラダー番号0001を参照して、上記運転用接続スイッチSW1のA接点には、上記本体ケーシング21に内蔵されている内部補助リレーR1が接続されている。これとともに、ラダー番号0002および0007に示すように、上記運転用接続スイッチSW1のA接点には、内部補助リレーR1と並列な第1のタイマーT1を介してモーター60と接続されている。第1のタイマーT1は、接続スイッチSW1が閉じると所定の設定時間(例えば0.5秒)カウントし、モーター60を給電側と接続するとともに、接続スイッチSW1が開くとOFFされるように設定されている。
【0024】次に、ラダー番号0003を参照して、停止スイッチSW2のB接点には、第2のタイマーT2を介して上記内部補助リレーR1と接続されている。この第2のタイマーT2は、停止スイッチSW2が接続されている間はOFFされているとともに、停止スイッチSW2が遮断されると、所定の設定時間(例えば0.2秒)カウントし、停止スイッチSW2によってリレーR1がリセットされるように設定されている。
【0025】さらに、ラダー番号0005および0006を参照して、上記内部補助リレーR1は、給電側と第3のタイマーT3を介してモーター60に接続されている。第3のタイマーT3は、内部補助リレーR1が接続されると所定の設定時間(例えば0.1秒)カウントし、内部補助リレーR1によってモーター60を給電側と接続するとともに、内部補助リレーR1がリセットされることにより、OFFされるように設定されている。ここで、内部補助リレーR1が運転スイッチSW1と並列にモーター60に接続されることにより、内部補助リレーR1は、運転スイッチSW1が開いた後もモーター60を給電側と接続する自己保持回路を構成している。
【0026】さらに、ラダー番号0008に示すように、停止用の光電センサ70と衝突防止用の光電センサ74の各B接点は、それぞれ直列に接続され、第4のタイマーT4を介してモーター60に接続されている。ラダー番号0006に示すように、第4のタイマーT4は、第3のタイマーT3と直列に接続されており、各センサー70、74のいずれもが閉じている場合には、OFFされてモーター60への給電を許容する一方、何れかのセンサー70、74が開くと、所定の設定時間(例えば0.1秒)カウントし、遮断した方のセンサ70(またはセンサ74)によってモーター60への給電が遮断されるようになっている。
【0027】以上の構成では、各担持ユニット20に給電され、内部補助リレーR1が接続されると、停止スイッチSW2、またはセンサ70、74が接続されない限り、モーター60が回転し、駆動ローラ61を駆動する。これにより、各担持ユニット20は、それぞれ個別にコンベヤー10に沿って走行する。担持ユニット20が一の作業ステーションSに到着すると、その作業ステーションSに対応する検知板17を光電センサ70が検知する。このため、センサ70のB接点が開くので、タイマーT4がカウントを開始した後、モーター60が停止する結果、担持ユニット20は、図1に示すように、対応する作業ステーションSのとこで停止する。ここで、作業者Pは、予め定められた加工をワークWに施す。この作業が終了すると、作業者Pは、運転スイッチSW1を接続する。この結果、タイマーT1のカウント後に運転スイッチSW1がモーター60と給電側とを接続するとともに、内部補助リレーR1が接続されることによってモーター60への給電が自己保持され、担持ユニット20は、作業者Pが運転スイッチSW1を離した後も、継続的に走行する。
【0028】他方、先行する担持ユニット20が停止していることにより、後続する担持ユニット20が予め定められた距離まで近接すると、計測用の光電センサ74が先行する担持ユニット20の検知板72を検知する。これによって、光電センサ74のB接点から開くので、タイマーT4がカウントした後、モーター60が停止する。
【0029】図3を参照して、図示の具体例では、一対のローラユニット40、50が、互いに垂直軸回りに回転する一対の回動軸41、51を介してリンクプレート22に回動可能に連結されているので、図の左側に示すように、各回動軸41、51が節になって各ローラユニット40、50の回動を個別に許容する。この結果、コンベヤー10が区画している搬送経路に小円弧が形成されている場合であっても、各ローラユニット40、50は円滑にコンベヤー10に沿って走行することができる。
【0030】さらに、計測用光電センサ74が検知する検知板72は、その自由端72Aが搬送方向上流側に向かって所定の曲率で湾曲しているので、先行する担持ユニット20が小円弧上で停止している場合でも、計測用光電センサ74は屈曲している自由端72Aによって確実に発光子の光を受けることができる結果、正確な計測を行うことができる。この点、仮に図3の仮想線72Bで示すように、単に検知板72の自由端72Aを延長しているだけでは、コンベヤーの小円弧によって発光子の光を正確に受光することができなくなるのである。
【0031】以上説明したように、本発明の実施の形態では、各ローラユニット40、50がそれぞれコンベヤー10の円弧に沿って変位することにより、コンベヤー10が区画する小円弧の無端状搬送ラインに沿って円滑に巡回することが可能になるので、コンベヤー10の小円弧の半径を可及的に小さく(例えば半径250mm程度)設定でき、幅広いニーズに対応することができるという顕著な効果を奏する。
【0032】上述した実施の形態は本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施の形態に限定されない。本発明の特許請求の範囲内で種々の設計変更が可能であることは云うまでもない。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、各ローラユニットがそれぞれコンベヤーの円弧に沿って変位することにより、コンベヤーが区画する小円弧の無端状搬送ラインに沿って円滑に巡回することが可能になるので、コンベヤーの小円弧の半径を可及的に小さく設定でき、幅広いニーズに対応することができるという顕著な効果を奏する。




 

 


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