(57)【要約】【課題】多品種少量生産の自動組立システムにおいて次工程に支障をきたすことなく安定して小径環状部品を供給することを可能にすると共に、効率よく小径環状部品を供給・搬送して自動組立を実施可能にし、自動組立システムの省スペース化を可能にする小径環状部品供給装置及び自動組立システムを提供する。【解決手段】上方に開口部８を有しかつ多数の小径環状部品２を収納するホッパ本体３と、ホッパ本体３の底部より開口部８に向けてホッパ本体３内で昇降動する部品切出し部材４とを備え、この部品切出し部材４の上端に小径環状部品２を嵌入案内するための嵌入部５を設けると共に、部品切出し部材４が開口部８側に向けて上昇する際に、小径環状部品２を嵌入部５に嵌入案内させながら開口部８側に押上げ供給するようにした小径環状部品供給装置１及びバルブ自動組立システム１００である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に開口部を有しかつ多数の小径環状部品を収納するホッパ本体と、ホッパ本体の底部より前記開口部に向けてホッパ本体内で昇降動する部品切出し部材とを備え、この部品切出し部材の上端に小径環状部品を嵌入案内するための嵌入部を設けると共に、前記部品切出し部材が開口部側に向けて上昇する際に、前記小径環状部品を前記嵌入部に嵌入案内させながら前記開口部側に押上げ供給するようにしたことを特徴とする小径環状部品供給装置。
【請求項２】
昇降動可能で上方に開口部を有しかつ多数の小径環状部品を収納するホッパ本体と、ホッパ本体の底部より前記開口部に向けてホッパ本体内で部品切出しする部品切出し部材とを備え、この部品切出し部材の上端に小径環状部品を嵌入案内するための嵌入部を設けると共に、前記ホッパ本体が昇降動する際に、前記小径環状部品を前記嵌入部に嵌入案内させながら前記開口部側に押上げ供給するようにしたことを特徴とする小径環状部品供給装置。
【請求項３】
前記嵌入部は、円錐形状もしくは円錐形状の一部により形成した嵌入部である請求項１又は２に記載の小径環状部品供給装置。
【請求項４】
前記部品切出し部材の上昇時又は前記ホッパ本体が昇降動する時に、不用な小径環状部品を払い落とすための払い落とし機構を前記ホッパ本体の開口部側に設けた請求項１乃至３何れか１項に記載の小径環状部品供給装置。
【請求項５】
前記前記ホッパ本体には小径環状部品に向けて噴出するエアー供給ノズルを設けた請求項１乃至４何れか１項に記載の小径環状部品供給装置。
【請求項６】
前記小径環状部品は、バルブ構成部品であるＯリング又はワッシャである請求項１乃至５何れか１項に記載の小径環状部品供給装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の小径環状部品供給装置における前記嵌入部に嵌入された小径環状部品をロボットや専用機で次工程に搬送させてバルブ構成部品を自動で組立てるようにしたことを特徴とするバルブ自動組立システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小径環状部品供給装置及びバルブ自動組立システムに関し、特に、バルブ等の構成部品であるＯリング・ワッシャ等の小径環状部品を供給してバルブの自動組立を容易に実行可能にする小径環状部品供給装置及びこの装置を用いたバルブ自動組立システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、工場における製品生産方式として、ライン生産方式とセル生産方式がある。ライン生産方式は、自動車など、部品点数が多く大量生産を行う需要がある製品で採用されている。一般的に自動車のライン生産では、車体は素材メーカーから購入した鋼板をプレス加工した後に構成部品とし、エンジンは鋳造、機械加工等を経て構成部品とし、各種の内外装部品は外部メーカーから購入して構成部品とした上で、最終的には組立工程において各構成部品を順次取り付けていく。
【０００３】
ライン生産方式は、組立工程が煩雑かつ膨大な工数が必要となる上に、設備投資額や設備規模も膨大なものとなる点や、構成が硬直し易く製品の品種の変更に柔軟に対応することが困難な構成であって、ライン変更に掛かる段取り時間が長くなる点、必要な生産コストを確保する為に過剰生産が生じてしまう点などのデメリットがあるため、生産する製品の需要特性によっては採用し難い生産方式となっている。
【０００４】
一方、セル生産方式では、単独の作業者や複数人の作業者から成るチームの周囲に、部品や工具・加工装置などが適宜に配された作業台上に集積されることにより単一のワークセルを構成して生産する方式であり、モジュール化により個々のセルごとに独立した生産能力を有し、製品種の需要変動に応じた段取り変更のための労力や時間も短く、生産量などの調整も容易であり、設備導入コストやワークスペースも小規模となるため、一括で大量生産するライン生産と異なり、多種多様な製品生産需要に臨機応変に対応できる。このため多品種少量生産が要求される製品に対し、セル生産方式が好ましく、分野を問わず広く採用されている。近年は製造コスト削減や人材不足などの問題から、セル生産方式を産業用ロボットを用いて自動化すべき要請が強く、完全に人手を介さないセル生産システムが望まれている。
【０００５】
また、最適化した自動生産システムを構築するにあたり、部品の供給装置はシステムの構成に必須の要素である。ライン生産方式では、パレット供給や振動フィーダ等により製品の組立に必要な各構成部品の供給をしている。ライン生産方式は、同一の製品を大量に生産するのに適した生産方式であるが、多品種少量生産には適していない。このためパレット供給による部品供給では、部品ごとに複数の専用パレットを準備する必要があり、段取り替えの工程数が増えて時間がかかり、パレットが増えると省スペース化を妨げるので、多品種少量生産には適さない。そして、振動フィーダでは、部品が詰まって供給トラブルが発生すると、システム全体を停止して、復旧作業をすることになり、自動生産システムの信頼性を低下させる。
【０００６】
そこで、安定した自動生産システムを構築するために、特許文献１には、ボールバルブの自動組立に関する技術において、供給装置の一例としてスクリュ回転型部品供給装置を開示している。同文献１は、自動制御可能な４台のＣＮＣロボットが概ねライン状に配備されると共に、これらの周辺に各種の組付け装置が配備されており、組立途中の部品をロボット間で搬送させて各組付け装置に順次供給していくことにより樹脂製ボールバルブの自動組立を行う装置が開示されている。そして、同文献１の図４には、バルブの構成部品であるＯリングやボールシートを供給するために、ねじバーとキャッチャーとからなるスクリュ回転型部品供給装置を開示している。このスクリュ回転型部品供給装置は、ねじバーの螺旋溝にＯリング等の環状部品を吊り下げてねじバーの回転により部品が先端に移動して、ねじバーの先端で環状部品がキャッチャーに落下することにより、環状部品を供給している。
【０００７】
また、特許文献２には、自動組立装置に用いられるＯリング供給装置が開示されている。このＯリング供給装置は、複数のＯリングを嵌入して一時保持する嵌挿軸と、この嵌挿軸に嵌めた複数のＯリングの外周部を囲うカバー筒と、先端部が嵌挿軸とカバー筒との間に位置し嵌挿軸に沿って移動可能な押圧スリーブと、この押圧スリーブを所定の位置まで移動させる制御駆動装置から構成され、押圧スリーブの移動により嵌挿軸に嵌めた複数のＯリングを押し、嵌挿軸の先端部からカバー筒の外にＯリングを１枚ずつ落下させて次工程に供給するＯリング供給装置が開示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、Ｏリング搬送装置が開示されている。同文献３は、複数個のＯリングを積み重ねて保存し、上方に取出具挿入用切欠部が設けられた保存筒内において、Ｏリングを載置し、Ｏリングの幅の寸法分の整数倍のピッチで押上げる押上台が設けられたＯリング供給装置と、保存筒の取出具挿入用切欠部において保存筒内のＯリングの両側からＯリングを挟持すると共に支持し、保存筒から取出す取出具によって、Ｏリング供給装置内において押上台によりＯリングの幅の寸法分の整数倍のピッチで押上げてＯリングを取出具で取出して次工程に搬送できるＯリング搬送装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−５７６３１号公報
【特許文献２】実開平６−４７２３１号公報
【特許文献３】実開平７−４４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１のスクリュ回転型部品供給装置では、複数のＯリングが一か所に集まってネジバーに懸けられたとき、ネジバーの角ネジの各谷部に１枚ずつ懸下した状態にならず、円滑にＯリングを１枚ずつ供給することができず、安定して部品供給することができない。このため、次工程に支障をきたすから、同文献１のスクリュ回転型部品供給装置は自動組立システムに適していない。
【００１１】
また、特許文献２のＯリング供給装置では、嵌挿軸に嵌められた複数のＯリングは外周部をカバー筒によって囲まれて順序良く並んで保持・保管され、押圧スリーブに押されて嵌挿軸に嵌められた順序のまま嵌挿入軸の上を移動し、嵌挿軸の先端部からカバー筒の外に１枚ずつＯリングを落下させて、安定して１枚ずつ供給できるようにしている。
しかし、１枚ずつＯリングをランダムな姿勢でキャッチャーに落下させて次工程に供給すると共に、横方向からＯリングを認識しチャックして、次工程に部品を搬送しなければならないとなると、供給された部品を取り出して次工程に搬送する作業に手間がかかる。このため、同文献２のＯリング供給装置では次工程への搬送作業について考慮されておらず、自動組立システムには適さない。
また、Ｏリングを横並びに整列させて収容すると共に、Ｏリングを押し出す押圧スリーブは横方向に駆動するので、供給装置が横方向に大きくなってしまい、セル生産システムのさらなる省スペース化を実施するには適さない。そして、Ｏリングは専用の嵌挿軸に嵌め込まれて保持・保管されているから、専用の嵌挿軸に嵌め込んでＯリングを補充・補給しなければならないので、段取り替えの作業にも手間がかかる。
【００１２】
また、特許文献３のＯリング搬送装置では、複数個のＯリングを縦方向に積み重ねて保存筒内に保存し、保存筒の取出具挿入用切欠部にＯリング取出具を挿入して、保存筒内のＯリングの両側からＯリングを挟持すると共に支持し、Ｏリングを取出具で取出すことで、安定してＯリング供給装置からＯリングを取出し、次工程に搬送できるようにしている。
しかし、取出具挿入用切欠部に取出具を挿入してＯリングの取出しをしているので、取出具を切欠部に挿入する位置の調整や、保存筒内で積層して収容されたＯリングを挟持・支持のための調整を要し、部品の取出し・搬送作業が複雑で効率よく部品を次工程に搬送することができないばかりか、ロボットや搬送専用機による複雑なＯリング取出し位置の設定・調整に手間がかかる。同文献３のＯリング搬送装置では、効率よく自動組立をするには適さない。
さらに、Ｏリングを収容する保存筒は、１種類のＯリングにしか対応していない。サイズや口径が異なる種類の部品は、同一の保存筒を使用することができず、多品種少量生産では、品種が異なると部品のサイズも変わり、部品ごとに専用保存筒や専用装置を用意しなければならないので、段取りに時間がかかる。補充・補給の際にも供給装置を停止させて、Ｏリングを専用保存筒に収容しなければならず、手間がかかる。このため、同文献３のＯリング搬送装置は、多品種少量生産の自動組立システムに適さない。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するために開発されたものであり、その目的とするところは、多品種少量生産の自動組立システムにおいて次工程に支障をきたすことなく安定して小径環状部品を供給することを可能にすると共に、効率よく小径環状部品を供給・搬送して自動組立を実施可能にし、自動組立システムの省スペース化を可能にする小径環状部品供給装置及び自動組立システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、上方に開口部を有しかつ多数の小径環状部品を収納するホッパ本体と、ホッパ本体の底部より開口部に向けてホッパ本体内で昇降動する部品切出し部材とを備え、この部品切出し部材の上端に小径環状部品を嵌入案内するための嵌入部を設けると共に、部品切出し部材が開口部側に向けて上昇する際に、小径環状部品を嵌入部に嵌入案内させながら開口部側に押上げ供給するようにした小径環状部品供給装置である。
【００１５】
請求項２に係る発明は、昇降動可能で上方に開口部を有しかつ多数の小径環状部品を収納するホッパ本体と、ホッパ本体の底部より開口部に向けてホッパ本体内で部品切出しする部品切出し部材とを備え、この部品切出し部材の上端に小径環状部品を嵌入案内するための嵌入部を設けると共に、ホッパ本体が昇降動する際に、小径環状部品を嵌入部に嵌入案内させながら開口部側に押上げ供給するようにした小径環状部品供給装置である。
【００１６】
請求項３に係る発明は、嵌入部は、円錐形状もしくは円錐形状の一部により形成した嵌入部である小径環状部品供給装置である。
【００１７】
請求項４に係る発明は、部品切出し部材の上昇時又はホッパ本体が昇降動する時に、不用な小径環状部品を払い落とすための払い落とし機構をホッパ本体の開口部側に設けた小径環状部品供給装置である。
【００１８】
請求項５に係る発明は、ホッパ本体には小径環状部品に向けて噴出するエアー供給ノズルを設けた小径環状部品供給装置である。
【００１９】
請求項６に係る発明は、小径環状部品は、バルブ構成部品であるＯリング又はワッシャである小径環状部品供給装置である。
【００２０】
請求項７に係る発明は、上記記載の小径環状部品供給装置における嵌入部に嵌入された小径環状部品をロボットや専用機で次工程に搬送させてバルブ構成部品を自動で組立てるようにしたバルブ自動組立システムである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明によると、多数の小径環状部品を収容するホッパ本体とホッパ本体の底部よりホッパ本体内で開口部に向けて昇降動する部品切出し部材とを備えており、部品切出し部材が開口部側に向けて上昇する際に、小径環状部品を部品切出し部材の嵌入部に嵌入案内させながら押上げて供給することにより、小径環状部品を部品切出し部材上に芯出し状態で供給することができる。ホッパ本体内で開口部側に向けて押上げられた小径環状部品は部品切出し部材の嵌入部に確実に芯出し状態で部品切出し部材上に位置しているので、ロボットや専用機で小径環状部品を次工程に搬送する動作において小径環状部品を取り出す際、ロボットや専用機による取出し姿勢の調整が容易となる。このため、この小径環状部品供給装置を用いた、自動組立システムにおいて、供給トラブルを生じることなく安定して小径環状部品を供給し、次工程へ搬送しやすく、効率よく自動組立をすることができる。
【００２２】
さらに、ホッパ本体内に収納した小径環状部品を部品切出し部材で押上げて供給し、小径環状部品が嵌入部に嵌入案内すると小径環状部品が供給されるため、環状部品の大きさや口径が異なっても許容することができる。すなわち、環状部品の大きさや口径が異なっても供給装置を環状部品の種類ごとに交換することなく、大きさや口径が異なる小径環状部品でも供給することができる。このため、１種の部品のみならず、他の環状部品でも部品供給が可能であるから、多品種少量生産の自動組立システムにおいて、部品のサイズや口径が変わっても、同一の供給装置で対応することができ、部品のサイズが異なるごとに専用供給装置に交換する必要がないので、段取り時間を短縮することができる。
【００２３】
そして、ホッパ本体内の開口部側に向けて部品切出し部材が昇降動して、縦方向に小径環状部材を押上げ供給しており、ホッパ本体の底部に部品切出し部材を配置し、他の付属部品をホッパ本体の下に配置できるので、供給装置が横方向に大きくならず供給装置全体をコンパクトにすることができる。また小径環状部品を整列して収容する必要がないので、ホッパ本体内にバラ積み状態から小径環状部品を供給することができ、さらに、供給装置を停止することなくホッパ本体の開口部から小径環状部品を補充・補給することができる。
【００２４】
請求項２に係る発明によると、ホッパ本体が昇降動するときに、小径環状部品を部品切出し部材の嵌入部に嵌入案内させながら押上げて供給することにより、小径環状部品を部品切出し部材上に芯出し状態で供給することができる。ホッパ本体内で開口部側に向けて押上げられた小径環状部品は部品切出し部材の嵌入部に確実に芯出し状態で部品切出し部材上に位置しているので、ロボットや専用機で小径環状部品を次工程に搬送する動作において小径環状部品を取り出す際、ロボットや専用機による取出し姿勢の調整が容易となる。このため、この小径環状部品供給装置を用いた、自動組立システムにおいて、供給トラブルを生じることなく安定して小径環状部品を供給し、次工程へ搬送しやすく、効率よく自動組立をすることができる。
【００２５】
請求項３に係る発明によると、部品切出し部材の上端に小径環状部品を嵌入案内するための嵌入部を円錐形状もしくは円錐形状の一部に形成したので、部品切出し部材がホッパの開口部側に向けて上昇する際に、小径環状部品を嵌入部に嵌入案内しやすくすることができると共に、小径環状部品を芯出し状態で供給しやすくすることができる。さらに、小径環状部品のサイズや口径が異なっても許容可能で小径環状部品を嵌入部に嵌入案内することができるので、サイズや口径が異なる小径環状部品でも供給することができる。このため、多品種少量生産のシステムにおいて、部品のサイズや口径が変わっても、同一の供給装置で対応可能であり、段取り時間を短縮することができる。
【００２６】
請求項４に係る発明によると、部品切出し部材の上昇時に又はホッパ本体が昇降動する時に、不用な小径環状部品を払い落とすための払い落とし機構をホッパ本体の開口部側に設けたので、不用な小径環状部品が重なって押上げられたときには、不用な小径環状部品をホッパ本体内に払い落としする。
このため、不用な小径環状部品が重なった状態で供給されることはないから、必要な小径環状部品のみを確実に供給することができる。さらに、払い落とし機構をホッパ本体の開口部側に設けたので、供給機装置全体をコンパクトにすることができる。
【００２７】
請求項５に係る発明によると、ホッパ本体には小径環状部品に向けて噴出するエアー供給ノズルを設けたので、Ｏリングが絡まった状態でホッパ本体内に収容したとき、エアー供給ノズルからエアーをＯリングに吹き付けて絡まりを解くことができると共に、ホッパ内にバラ積みで収容したＯリングをホッパ本体内の底部に集めることができる。さらに、ホッパ本体内の開口部側にエアー供給ノズルを設けたので、供給機装置全体をコンパクトにすることができる。
【００２８】
請求項６に係る発明によると、小径環状部品はバルブ構成部品であるＯリング又はワッシャであるから、バルブの自動組立装置にバルブ構成部品であるＯリング・ワッシャを供給することができる。さらに、多種のサイズのバルブであっても、バルブ構成部品のサイズや口径が異なるＯリング・ワッシャを安定して同一の供給装置で、供給することができる。
【００２９】
請求項７に係る発明によると、小径環状部品供給装置における嵌入部に嵌入された小径環状部品をロボットや専用機で次工程に搬送させて、バルブ構成部品を自動で組立するようにしたバルブ自動組立システムであるから、この小径環状部品供給装置では、ホッパ本体内で開口部側に向けて押上げられた小径環状部品は押上げ部材の嵌入部に確実に芯出し状態で押上げ部材上に位置しているので、ロボットや専用機で小径環状部品を次工程に搬送する動作において小径環状部品を取り出す際、ロボットや専用機による取出し姿勢の調整が容易である。このため、バルブ自動組立システムにおいて、安定して小径環状部品を供給し、次工程へ搬送しやすく、効率よくバルブの自動組立をすることができる。
また、小径環状部品供給装置が多種の部品に対応可能であるから、バルブ自動組立システムの段取り時間を短縮することができる。そして、小径環状部品供給装置は、ロボットの周辺に配置してもスペースを取らず、他の装置と干渉することなく集約して配置可能に設計してあるから、バルブ自動組立システムの構成要素をコンパクトに集約して、システム全体の省スペース化を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例を示す小径環状部品供給装置であり、（ａ）は概略平面図であり、（ｂ）は部品切出し部材の要部拡大図である、（ｃ）は部品切出し部材の他例を示す図である。
【図２】部品切出し部材の昇降動作の説明図であり、（ａ）は部品切出し部材が降下した状態を示し、（ｂ）は部品切出し部材が上昇した状態を示す。
【図３】払い落とし機構の説明図であり、（ａ）は払い落とし前の状態を示し、（ｂ）は払い落とし後の状態を示す。
【図４】本発明に係るバルブ自動組立システムの全体構成を模式的に示した模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下に、本発明に係る小径環状部品組立装置及びバルブ自動組立システムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施例を示す小径環状部品供給装置であり、図４は、バルブ自動組立システムの全体構成を模式的に示した模式平面図である。先ずバルブ自動組立システムの構成を説明し、次に本発明に係る小径環状部品供給装置の実施形態を説明していく。
【００３２】
＜バルブ自動組立システム＞
本発明に係る小径環状部品供給装置は、例えば、図４に示すバルブ自動組立システム１００に用いられる。バルブ自動組立システムでは、ボールバルブを完成品の状態まで組立可能であり、本例はセル生産方式の構成よりなる。
【００３３】
また、組立対象であるバルブ（ボールバルブ）は、例えば、フルボアタイプで小径のねじ込み式ボールバルブ（１／２インチ、３／４インチ）である。このボールバルブの構成部品は、ボデー、ボール（弁体）、同一の２つのボールシート、２つのＯリングと１つのスラストワッシャが組み込まれるステム、及びインサートからなる。
【００３４】
このバルブ自動組立システムは、第１基台、第２基台を有し、これら第１基台と第２基台とを合わせて約２メートル四方の領域に設置される。第１基台には小型の組立用第１ロボット、第２基台には第１ロボットよりも大型の組立用第２ロボットが設けられ、これら第１ロボット、第２ロボットは垂直多関節型のアーム式ロボットよりなり、それぞれ３次元方向に移動可能な多軸アームが備えられている。これらの第１ロボット、第２ロボット以外にも、各部の組立て用の組立機構、部品供給機構などの専用機が設けられ、これらを用いてバルブを構成する中間部品を組立てたり、この中間部品及び単体の部品をボデーに組付けてボールバルブが組立てられる。
【００３５】
第１基台Ｔ１では、主に比較的小型の部品や、中間部品の組立てがおこなわれ、第１ロボットや各種専用機により、例えば、ステム、ボールシート、インサート、ワッシャ、Ｏリングの供給、ボールシートやインサートの表裏判定、ステムへのワッシャ及びＯリング組付けなどが実施される。図４より、第１基台Ｔ１上にはステム供給部１０４、ボールシート供給部１０５、インサート供給部１０６と、ワッシャ供給部１０７、及びＯリング供給部１０８が配設される。また、第１ロボットＲ１をはさんで、ボールシート供給部１０５及びインサート供給部１０６の反対側には表裏判定部１０９、１１０を配設し、同図二点鎖線で示した、第１ロボットＲ１の可動領域Ｅ１と第２ロボットＲ２の可動領域Ｅ２が重複する領域である協働領域Ｅ内には、ボールシート待機部１１１とインサート待機部１１２及び、ステム組付機において組立てられた後のステムが載置されるステム待機部１１３とが配設される。
【００３６】
第２基台Ｔ２では、主に第１基台の場合に比較して大型の部品供給や、中間部品や単体部品の組付けがおこなわれ、第２ロボットや各種専用機により、例えば、ボデーが供給されたり、このボデーに対するステムやボール、インサート、ボールシートの供給や組付けなどが実施されることにより完成品の状態まで組立される。図４より、第２基台Ｔ２上には、ボール供給部１２２とボデー供給部１２３、ボデー組立機１２５、ステム組込機１２６及び、ボール角度調整機１２８が配設される。また、第２基台Ｔ２の四隅の一つに組立完成したバルブを排出するバルブ排出部１２４が配設される。
【００３７】
また、図４において、第２基台Ｔ２の下側（第１基台Ｔ１の反対側となる一辺側）には、組立てたバルブに所定の検査を行う略矩形状の検査台Ｄを並接させており、この検査台Ｄにバルブを載置する検査部１２９を、第２ロボットＲ２の可動領域Ｅ２範囲内に収めるように配置している。
【００３８】
図４に示すバルブ自動組立システムは、第１基台Ｔ１と第２基台Ｔ２を合わせた略矩形状の領域が約２メートル四方で省スペース化を可能にしている。この領域内において２台のロボットと専用機等が集約されており、２台のロボットの可動領域内でバルブの構成部品すべてが搬送・組立されることから、ワークスペースの無駄をなくしかつ必要最小限の省スペース内でバルブの自動組立を実施することができる。
【００３９】
＜小径環状部品供給装置＞
次に、本発明に係る小径環状部品供給装置について説明する。本発明に係る小径環状部品供給装置は、上述のバルブ自動組立システムの一構成要素である。本発明に係る小径環状部品供給装置は、バルブ自動組立システムにおけるＯリング供給装置やワッシャ供給装置に用いることができ、ステムの組付に必要なＯリング及びワッシャを供給する。本発明に係る小径環状部品供給装置を、Ｏリング供給装置に実施した場合の実施形態について説明する。
【００４０】
図１〜図３より本発明に係る小径環状部品供給装置１は、ホッパ本体３、部品切出し部材４、払い落とし機構６、エアー供給ノズル７からなる。
【００４１】
ホッパ本体３は、上方に開口した開口部８を有し、略すり鉢型で平坦面を一端に有した形状である。ホッパ本体３は、平坦面で固定部材により固定するか又はホッパ本体３の下で固定部材により固定することで、ホッパ本体３を固定・支持している。ホッパ本体３は、複数の小径環状部品２（以下Ｏリング）を収容しており、Ｏリング２がランダムなバラ積み状態でホッパ本体３内に収容される。ホッパ本体３内でＯリング２をバラ積みで収容可能であるから、補充・補給はホッパ本体３の上方が開口した開口部８から任意のタイミングでＯリングを補充・補給することができ、補充・補給する際にＯリングを整列・積層させて補充・補給をする必要がなく、供給機を停止する必要もない。
【００４２】
図２に示すように、部品切出し部材４は、ホッパ本体３の底部に設けられ、シリンダによる昇降手段によってホッパ本体３の底部よりホッパ本体３の開口部８に向けて昇降動する。部品切出し部材４は、ホッパ本体３の開口部８の高さよりもわずかにはみ出した高さまで上昇する。エアーシリンダの一端に動力伝達するための動力伝達部を取付け、部品切出し部材４の一端に動力伝達部を接続させて部品切出し部材４を昇降動させるようにしてもよい。このとき、動力伝達部と部品切出し部材４とを接続固定する位置を調整することにより、部品切出し部材４の上昇時の高さを任意に調整することができる。また、昇降手段は、バネやウォームギアによる他の昇降手段でもよい。また、部品切出し部材４を駆動させる上昇手段は、ホッパ本体３の下やホッパ本体３に近接して並設することができるため、小径環状部品供給装置１の付属装置をホッパ本体の大きさからはみ出すことなく集約して、小径環状部品供給装置１をコンパクトにすることができる。
【００４３】
図１（ｂ）に示すように、部品切出し部材４の上端には円錐形状に形成した嵌入部５を設けている。嵌入部５の高さは、Ｏリング１個分の幅よりも大きくなっている。部品切出し部材４が開口部８側に向けて上昇する際に、ホッパ本体３内のＯリング２を嵌入案内させながら上昇してＯリング２をホッパ本体３の開口部８側に押上げて、Ｏリング２を部品切出し部材４上に芯出し状態で供給する。また、ホッパ本体内にバラ積みした状態でＯリングを収容しても、Ｏリングを次工程に供給することができる。なお、図１（ｃ）に示すように、部品切出し部材４の上端部の嵌入部１５を、円錐形状の一部で形成した形状としてもよい。すなわち、Ｏリング２が嵌入部１５に嵌入案内することができれば、嵌入部の形状は、変更可能である。
【００４４】
Ｏリング２が嵌入部５に嵌入案内されるとき、円錐形状の嵌入部５に入り込むから、部品切出し部材上４に設けた嵌入部５によって、Ｏリング２は部品切出し部材４上に芯出し状態で、ホッパ本体３の開口部８側に押上げて供給されるので、供給されるＯリング２は常に部品切出し部材４の嵌入部５に位置する。このため、次工程へ部品搬送する際の供給部品の認識と搬送装置のチャック位置合わせが容易なる。よって、供給トラブルを生じることなく、安定して部品供給され部品が効率よく搬送されるので、自動組立システムにおいて効率よく自動組立をすることができる。
【００４５】
また、ホッパ本体３内に収納した小径環状部品２を部品切出し部材４で押上げて供給し、小径環状部品２が嵌入部５に嵌入案内すると小径環状部品２が供給されるため、環状部品の大きさや口径が異なっても許容することができる。すなわち、環状部品の大きさや口径が異なっても供給装置を環状部品の種類ごとに交換することなく、大きさや口径が異なる小径環状部品でも供給することができる。このため、１種の部品のみならず、他の環状部品でも部品供給が可能であるから、小径環状部品は、Ｏリングのみならずワッシャも同様に同一の供給装置で部品供給することができる。また、多品種少量生産の自動組立システムにおいて、部品のサイズや口径が変わっても、同一の供給装置で対応することができ、部品のサイズが異なるごとに専用供給装置に交換する必要がないので、段取り時間を短縮することができる。
【００４６】
部品切出し部材４の上端の嵌入部５を円錐形状に形成したので、部品切出し部材４がホッパ本体３の開口部８側に向けて上昇する際に、小径環状部品２を嵌入部５に嵌入案内しやすくすることができると共に、小径環状部品２を芯出し状態で供給しやすくすることができる。さらに、小径環状部品２のサイズや口径が異なっても許容可能で小径環状部品２を嵌入部５に嵌入案内することができるので、サイズや口径が異なる小径環状部品でも供給することができる。本発明に係る小径環状部品供給装置１は、嵌入部５が円錐形状であるから、口径や大きさが異なっても部品供給が可能となる。部品のサイズや口径が変わっても、同一の供給装置で対応可能であり、多品種生産のシステムにおいて、段取り時間を短縮することができる。嵌入部５の形状は、角錐、短寸円柱、突起状でもよいが、円錐形状がより好ましい。
【００４７】
また、部品切出し部材４の肩部９はアール状となっている。このため、部品切出し部材４が上昇する際に、Ｏリング２を嵌入部５に嵌入案内しやすくする。環状部品の口径が嵌入部５よりわずかに大きいときでも、小径環状部品２が肩部９に載置されて部品切出し部材４で押上げ可能なので、安定して部品供給ができる。部品切出し部材４の肩部９は、テーパ状、段部状でもよいが、アール状が好ましい。
【００４８】
図１（ａ）に示すように、払い落とし機構６をホッパ本体３の開口部８側に設けている。払落とし機構６は、部品切出し部材４の上昇時に不用なＯリング２を払い落とすために設けている。Ｏリング２が、嵌入部５に嵌入案内されたときに、重なった状態で、押上げられことがある。このとき、Ｏリングを１枚ずつ供給するには、Ｏリングの重なった状態を解く必要があるため、払い落とし機構６によって不用なＯリングをホッパ本体内に払い落とす。
【００４９】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本例の払い落とし機構６はシリンダ部６ａの先端に払い落とし部６ｂを設け、この払い落し部６ｂの先端部６ｃをＯリング２に突き当て、不用なＯリング２を払い落しする。部品切出し部材４が上昇した際に、２枚重なってＯリング２が押し上げられたときに、上にあるＯリング２ａを払い落し部６ｂが押し出してホッパ本体３内に払い落としする。このように、２枚重なってＯリングを押上げたときには、払い落とし機構６によって不用なＯリングをホッパ本体３内に払い落とすから、Ｏリング２ｂを確実に１枚ずつ供給できる。このため、不用な小径環状部品が重なった状態で供給されることはないから、安定して確実に１枚ずつ次工程に部品供給をすることができる。
また、払い落し部６ｂの先端部６ｃをハート形状にして、先端が二又となって不用なＯリングを押し出しやすくすると共に嵌入部５を傷つけないようにしているが、他の形状であってもよい。なお、払い落とし機構６は、エアー吹つけにより不用なＯリングを払い落す機構でもよい。払い落し機構６はホッパ本体３に近接して並設しているので、小径環状部品供給装置の付属装置をホッパ本体３の周囲に集約して、小径環状部品供給装置１をコンパクトにすることができる。
【００５０】
図１（ａ）に示すように、４本のエアー供給ノズル７をホッパ本体３の上方開口部８側に設けている。４本のエアー供給ノズル７は、ホッパ本体３の開口部８側からホッパ本体３の底部に向けてノズルが延びており、ホッパ本体３内のＯリング２に向けてエアーを噴出する。図２（ａ）より部品切出し部材４が下降した状態では、エアー供給ノズル７からエアー噴出しており、図２（ｂ）より部品切出し部材４が上昇した状態では、エアー供給は停止している。エアー供給ノズル７からＯリング２に向けてエアーを噴出すると、Ｏリング２が絡まった状態でバラ積み収容されているときに、Ｏリング２同士の絡まりを解くことができると共に、複数のＯリング２をホッパ本体３の底部に集めることができる。エアー噴出によりＯリング２の絡まりが解かれ、Ｏリング２をホッパ本体３の底部に集めているから、ホッパ本体３内にＯリングをバラ積みで収容していても部品が詰まることによる供給トラブルは生じないので、安定して次工程に部品供給をすることができる。
また、エアー供給ノズル７はホッパ本体３内にあり、エアー供給をする供給部などは、ホッパ本体３の下に配置可能であり、小径環状部品供給装置１の付属装置を集約してホッパ本体３の下に配置できるので、小径環状部品供給装置１をコンパクトにすることができる。なお、エアー供給ノズルからのエアー噴出によりＯリングの絡まりを解くことができ、かつ、Ｏリングをホッパ本体内の底部に集めることができれば、エアー供給ノズルの数や位置、エアー噴出の角度等を任意に決定することができる。
【００５１】
本発明に係る小径環状部品供給装置１により、部品切出し部材４が上昇し嵌入部５に嵌入されたＯリングは、図示しないロボットや専用機で、嵌入部からＯリングを取り出して次工程に搬送される。この小径環状部品供給装置１では、ホッパ本体３内で開口部８側に向けて押上げられた小径環状部品２は部品切出し部材４の嵌入部５に確実に芯出し状態で部品切出し部材４上に位置しているので、ロボットや送専用機で小径環状部品２を次工程に搬送する動作において小径環状部品２を取り出す際、ロボットや専用機による取出し姿勢の調整が容易である。
すなわち、Ｏリング２は、必ず部品切出し部材４の嵌入部５に芯出した状態で部品切出し部材４上に載置されており、ホッパ本体３から突き出した部品切出し部材４の位置にロボットや専用機の部品取出し用の治具を位置合わせすればよいので、ロボットや専用機でＯリング２を次工程に搬送する動作においてＯリング２を取り出す際、ロボットや専用機による取出し位置合わせが容易になる。このため、バルブ自動組立システムにおいて、確実にＯリングを１枚ずつ供給し次工程に支障をきたすことなくＯリング２を供給することができるので、効率よくバルブの自動組立をすることができる。
【００５２】
また、小径環状部品供給装置１はすり鉢型のホッパ本体３であり、小径環状部品供給装置１の付属装置をホッパ本体３の下やホッパ本体３外側の周囲に収容可能で、小径環状部品供給装置１は、コンパクトに設計されているので、ロボットの周辺に配置してもスペースを取らず、他の装置と干渉することなく集約して配置可能であるから、バルブ自動組立システム１００の構成要素をコンパクトに集約して、システム全体の省スペース化を可能にする。
なお、部品切出し部材４を固定し、ホッパ本体３が昇降動すると共に、部品切出し部材４の嵌入部５に小径環状部品２が嵌入案内されるような構成でもよい。この場合でも、部品切出し部材４が上昇するときと同様に、ホッパ本体３が昇降動することで、部品切出し部材４で小径環状部品を切り出して、次工程に部品を供給することができる。
【００５３】
また、本発明に係る小径環状部品供給装置１を、ワッシャ供給装置に実施することもできる。Ｏリングの場合と比べてワッシャを供給する場合には、ワッシャ同士が絡まった状態で収容したり、２枚重なって嵌入部に嵌入案内されることは稀であるから、払い落し機構６やエアー供給ノズル７を省略することができる。このため、本発明に係る小径環状部品供給装置１をワッシャ供給装置に実施したときには、払い落し機構６やエアー供給ノズル７を省略する以外は、上述のＯリング供給装置の場合と同一の構成となるから説明は省略する。
【００５４】
＜小径環状部品供給装置の供給動作＞
次に、小径環状部品供給装置１の供給動作について説明する。ホッパ本体３内に複数のＯリング２を収容する。所定のタイミングでホッパ本体３外側にあるエアーシリンダが駆動して、駆動力が動力伝達部によって部品切出し部材４に伝達して、部品切出し部材４が、ホッパ本体３の底部からホッパ本体３の開口部８側に向けて上昇する。
【００５５】
部品切出し部材４が上昇する際に、ホッパ本体３内にバラ積みされたＯリング２が部品切出し部材４の嵌入部５に嵌入案内され、Ｏリング２がホッパ本体３の開口部８の高さまで押上げられる。Ｏリング２は、必ず部品切出し部材４の嵌入部５に芯出した状態で部品切出し部材４上に載置されて、切出し供給される。
【００５６】
Ｏリング２が部品切出し部材４により開口部８の高さまで押上げられた際に、部品切出し部材４の嵌入部５にＯリング２が２枚重なって嵌入しているときは、払い落とし機構６により、不用なＯリング２ａを払い落しする。払落し機構６のピストンシリンダ６ａの先端に設けた払い落とし部６ｂの先端部６ｃを重なったＯリング２の上のＯリング２ａに突き当て、不用なＯリング２ａをホッパ本体３内に払い落しする。このため、Ｏリング２ｂは確実に１個ずつ供給される。なお、ワッシャの場合は払い落し機構による払い落しはない。
【００５７】
払い落し機構６の払い落とし動作後に、図示しない所定の位置にあるカメラでＯリングの切出し供給が成功したか、失敗したかを判定する。失敗と判定した場合は（Ｏリング２が嵌入部にない場合）、部品切出し部材４が下降して、エアー供給ノズル７によるエアー攪拌の後、再度、部品切出し部材４が上昇してＯリング２の切出しをする（成功するまで繰り返される）。成功と判定した場合は（Ｏリング２が嵌入部にある場合）、１個のＯリングが確実に切出しされており、次工程にＯリングが供給される。なお、ワッシャの場合はカメラ判定を省略してもよい。
【００５８】
切出し供給された小径環状部品２（Ｏリング・ワッシャ）は、搬送用の専用機又はロボットによって次工程に搬送する。専用の搬送装置でＯリングを搬送する場合は、例えば、専用機のピッキング部によってＯリングをチャックして、専用の仮置き場所にＯリングを搬送する。次工程では、この仮置き場所に載置きしたＯリングをピックアップして搬送し、ステム組付け機で、バルブ構成部品であるステムに組付けされる。また、ロボットでワッシャを搬送する場合には、例えばロボットアームのエンドエフェクタの３爪でチャックして、次工程にワッシャを搬送し、ステム組付け機でバルブ構成部品であるステムに組付けされる。次工程への部品搬送後は、部品切出し部材４は降下し、所定のタイミングで再度、押上げ部材４は上昇して、小径環状部品２（Ｏリング・ワッシャ）の供給及び搬送が繰り返される。
【００５９】
このように、小径環状部品２が供給されて次工程に搬送され、バルブ自動組立システム１００において、バルブ構成部品が自動で組立される。本発明に係る小径環状部品供給装置１は、バルブの構成部品であるステムに取付ける小径のＯリングやワッシャを供給するのに好適である。
【００６０】
本発明の一実形態を説明してきたが、本発明の小径環状部品供給装置は、バルブ自動組立システムにおける部品供給装置のほか、他の組立装置や組立システムにも利用可能である。また、特許請求の範囲に記載した構成の一部を変更や修正した場合であっても、本発明の要旨を逸脱しない範囲である限り、均等なものである。
【符号の説明】
【００６１】
１    小径環状部品供給装置
２    小径環状部品（Ｏリング・ワッシャ）
３    ホッパ本体
４    部品切出し部材
５    嵌入部
６    払い落し機構
７    エアー供給ノズル
８    開口部
１００    バルブ自動組立システム
【図１】
2020175461.tif 000003
【図２】
2020175461.tif 000004
【図３】
2020175461.tif 000005
【図４】
2020175461.tif 000006