(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端に中心を頂点とする円錐状の載置面をもち、鉛直方向に対して傾斜した内軸心回りに回転可能に設けられた内輪と、上端に搬送面をもつとともに内周に規制面をもち、該内輪の外周側を囲みつつ外軸心回りに回転可能に設けられた外輪と、該外輪の外周側を囲み、該搬送面と連続した排出開口をもつ案内面と、を有し、
該載置面と該規制面とは、無整列状態で多数投入される軸長が外径より大きいパーツを収納する収納空間を確保し、該載置面は、各該パーツの摩擦力と重力と該内輪の回転による遠心力とにより、該収納空間に収納された各該パーツを軸方向で整列した後に該搬送面に乗り移し、該案内面は該搬送面上の各該パーツを該外輪の回転による遠心力から規制し、該排出開口は該外輪の回転による遠心力で該搬送面から各該パーツを順次排出するパーツフィーダにおいて、
前記外輪の前記搬送面は、内端が外端より前記外軸心方向で高く形成されているとともに前記載置面から前記搬送面への前記パーツの乗り移り部分における前記内輪の該載置面の傾斜角度、及び前記外輪の該搬送面の傾斜角度は、該載置面の中心を頂点とする下り坂の同一の傾斜角度となり、該載置面と該搬送面とが平行な直線上にくるように前記内軸心と前記外軸心とのなす角度が構成されていることを特徴とするパーツフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸長が外径より大きいパーツを無整列状態で多数投入することにより、各パーツを軸方向で整列状態とし、この状態で各パーツを次工程へ順次排出するパーツフィーダ（部品自動供給装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特開昭６１−２７３４１５号公報にパーツフィーダが開示されている。このパーツフィーダでは、図８に模式的に示すように、円板状の内輪８０が鉛直方向Ｏに対して傾斜した内軸心ＯI 回りに回転可能に設けられており、外輪９０がこの内輪８０の外周側を囲みつつ外軸心ＯO （仮に鉛直方向Ｏと一致させている。）回りに回転可能に設けられている。内輪８０の上端は内軸心ＯI と直交する平坦な載置面８０ａとされている。また、外輪９０の上端は外軸心ＯO と直交する平坦な搬送面９０ａとされ、外輪９０の内周は外軸心ＯO を中心線とする下窄みの円錐状をなす規制面９０ｂとされている。ここで、内輪８０の載置面８０ａと外輪９０の規制面９０ｂとは、無整列状態で多数投入される軸長が外径より大きいパーツＷを収納する収納空間Ｓを確保している。収納空間Ｓに投入された各パーツＷは、載置面８０ａ上において、摩擦力と各パーツＷの自重と内輪８０の内軸心ＯI 回りの回転による遠心力ＦI とにより、軸方向で整列され、この後で搬送面９０ａに乗り移される。そして、外輪９０の外周側には、搬送面９０ａ上の各パーツＷが外輪９０の外軸心ＯO 回りの回転による遠心力ＦO で放出されないように規制する案内面７０が形成されており、案内面７０に搬送面９０ａと連続して形成された図示しない排出開口は外輪９０の回転による遠心力ＦO で各パーツＷを搬送面９０ａから順次排出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のパーツフィーダでは、載置面８０ａから搬送面９０ａへの各パーツＷの乗り移しと、搬送面９０ａから排出開口を経て行われる各パーツＷの排出とが内輪８０及び外輪９０の回転数の設定によっては好適に行われにくい場合があることが明らかとなった。
【０００４】
すなわち、このパーツフィーダでは、載置面８０ａから搬送面９０ａへの乗り移りは内輪８０の回転による遠心力ＦI の水平分力ＦItでのみ行われる。ここで、内輪８０の回転数が小さ過ぎれば、小さな遠心力ＦI により各パーツＷが載置面８０ａ上を上死点側に移動することすらできないことから、通常内輪８０の回転数を比較的大きく設定することとしている。しかしながら、内輪８０の回転数が大き過ぎれば、水平分力ＦItが大きいために、各パーツＷが案内面７０と反発し、再び載置面８０ａ上に戻ってしまう。
【０００５】
この点、外輪９０の回転数を大きくすれば、搬送面９０ａ上の各パーツＷに外輪９０の回転による大きな遠心力ＦO を作用することができるため、反発力をこの遠心力ＦO により低減して各パーツＷが再び載置面８０ａ上に戻ることを防止することができると考えられる。しかしながら、外輪９０の回転数が大きくなれば、パーツＷは排出開口から排出されず、搬送面９０ａ上に乗ったままとなる不具合を生じてしまう。
【０００６】
また、図９に模式的に示すように、外輪９０の外軸心ＯO を鉛直方向Ｏに対して傾斜し、これにより搬送面９０ａのうち載置面８０ａから各パーツＷが乗り移される乗り移り部分９０ｃを内端から外端にかけて下り坂にするとすれば、乗り移り部分９０ｃ上に乗り移った各パーツＷにはさらに重力Ｇが作用するため、反発力をこの重力Ｇによりさらに低減して各パーツＷが再び載置面８０ａ上に戻ることを防止することができると考えられる。なお、図９では外輪９０とともに内輪８０及び案内面７０を同一平面内で傾斜させている。しかしながら、このパーツフィーダでは、外輪９０の搬送面９０ａが外軸心ＯO と直交する平坦なものであるため、外輪９０を傾斜すれば、乗り移り部分９０ｃばかりでなく、搬送面９０ａ全体が傾斜してしまう。この場合、搬送面９０ａのうち乗り移り部分９０ｃ以外の他の部分、例えば乗り移り部分９０ｃと対称位置の対称部分９０ｄも外端から内端にかけて下り坂となる。このため、他の部分上に搬送された各パーツＷが収納空間Ｓ内に転げ落ちやすく、他の部分に案内面７０の排出開口が設けられていれば、せっかく他の部分まで整列して搬送した各パーツＷを排出できないことになってしまう。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、載置面から搬送面への各パーツの乗り移しと、搬送面から排出開口を経て行われる各パーツの排出とを好適に行い得るパーツフィーダを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のパーツフィーダは、上端に中心を頂点とする円錐状の載置面をもち、鉛直方向に対して傾斜した内軸心回りに回転可能に設けられた内輪と、上端に搬送面をもつとともに内周に規制面をもち、該内輪の外周側を囲みつつ外軸心回りに回転可能に設けられた外輪と、該外輪の外周側を囲み、該搬送面と連続した排出開口をもつ案内面と、を有し、
該載置面と該規制面とは、無整列状態で多数投入される軸長が外径より大きいパーツを収納する収納空間を確保し、該載置面は、各該パーツの摩擦力と重力と該内輪の回転による遠心力とにより、該収納空間に収納された各該パーツを軸方向で整列した後に該搬送面に乗り移し、該案内面は該搬送面上の各該パーツを該外輪の回転による遠心力から規制し、該排出開口は該外輪の回転による遠心力で該搬送面から各該パーツを順次排出するパーツフィーダにおいて、
前記外輪の前記搬送面は、内端が外端より前記外軸心方向で高く形成されているとともに、前記載置面から前記搬送面への前記パーツの乗り移り部分における前記内輪の該載置面の傾斜角度、及び前記外輪の該搬送面の傾斜角度は、該載置面の中心を頂点とする下り坂の同一の傾斜角度となり、該載置面と該搬送面とが平行な直線上にくるように前記内軸心と前記外軸心とのなす角度が構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１のパーツフィーダでは、内輪の載置面を頂点が広角度の円錐状とし、外輪の搬送面を内端が外端より外軸心方向で高い形状として、載置面から搬送面へのパーツの乗り移り部分においては、内輪の載置面の傾斜角度と外輪の搬送面の傾斜角度とは、載置面の中心を頂点とする下り坂の同一の傾斜角度となり、さらに、載置面と搬送面とが平行な直線上にくる構成となっているので、各パーツには遠心力のみならず重力も作用して載置面から搬送面への乗り移りがより容易に行われる。
また、この乗り移り部分上に乗り移った各パーツには重力が作用するため、案内面との反発力をこの重力により低減して各パーツが再び載置面上に戻ることを防止することができる。
【００１０】
また、このパーツフィーダでは、内端が外端より外軸心方向で高い搬送面を有しているため、搬送面の乗り移り部分を内端から外端にかけて下り坂にしたとしても、搬送面の乗り移り部分以外の他の部分を外端から内端にかけて下り坂にしないようにできる。このため、他の部分上に搬送された各パーツを収納空間内に転げ落とさないようにすることができる。
【００１１】
したがって、請求項１のパーツフィーダでは、内輪及び外輪の回転数の設定を従来よりも容易に行いつつ、載置面から搬送面への各パーツの乗り移しと、搬送面から排出開口を経て行われる各パーツの排出とを好適に行なうことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、請求項１のパーツフィーダを具体化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。
このパーツフィーダでは、図１〜３に示すように、水平面Ｌ上にフレーム１が載置されており、鉛直方向Ｏに立設されたフレーム１の内ブラケット１ａには内輪駆動モータ２、歯車機構３及び軸受４を介して鉛直方向Ｏに対してθI °だけ傾斜した内軸心ＯI 回りに内輪５が回転可能に設けられている。内輪５の上端は、図４（Ａ）に示すように、水平面Ｌ’（水平面Ｌと平行。以下同様。）に対してａ°傾斜した円錐状の載置面５ａとされている。こうして、図５に示すように、載置面５ａの上死点は、水平面Ｌ’に対して（ａ＋θI ）°だけ下り坂にされている。
【００１３】
また、図１〜３に示すように、４隅で鉛直方向Ｏに立設されたフレーム１の長さの異なる４本の足１ｂにはそれぞれ外ブラケット１ｃを介して傾斜台６が固定されている。図２に示すように、傾斜台６の下面には取り付けブラケット７を介して歯車機構を内蔵する外輪駆動モータ８が固定されており、傾斜台６の上面には外輪台９が固定されている。外輪台９には軸受１０を介し、外輪駆動モータ８の外歯車８ａと噛合する内歯歯車１１が回転可能に設けられ、内歯歯車１１の上面に外輪１２が固定されている。この外輪１２は、内歯歯車１１に固定される環状の底板１２ａと、底板１２ａから複数本立設されたレッグ１２ｂと、各レッグ１２ｂと連設され、内輪５の外周側を囲む円筒状の外輪本体１２ｃとからなる。この実施形態では、底板１２ａにレッグ１２ｂを介して外輪本体１２ｃを固定するように構成したが、外輪本体１２ｃを底板１２ａに直接固定しても良い。こうして、この外輪１２は、傾斜台６が水平面Ｌに対して傾斜されていることにより、鉛直方向Ｏに対して内軸心ＯI と同一平面内でθO °だけ傾斜した外軸心ＯO 回りに回転可能に設けられている。なお、外軸心ＯO を鉛直方向Ｏと一致させてもよい。そして、外輪本体１２ｃの上端は、図４（Ｂ）に示すように、水平面Ｌ’に対してｂ°傾斜されることで、内端が外端より外軸心ＯO 方向で高い円錐状の搬送面１２ｄとされている。図５に示すように、この搬送面１２ｄのうち内輪５の上死点と対面する部分、つまり搬送面１２ｄの下死点が載置面５ａから各パーツＷが乗り移される乗り移り部分１２ｐである。こうして、この乗り移り部分１２ｐは、載置面５ａの上死点と平行をなして、内端から外端にかけて水平面Ｌ’に対して（ｂ＋θO ）°だけ下り坂にされている。また、外輪本体１２ｃの内周は外軸心ＯO と平行な円筒状の規制面１２ｅとされている。ここで、内輪５の載置面５ａと外輪本体１２ｃの規制面１２ｅとは、図２に示すように、各パーツＷを収納する収納空間Ｓを確保している。この収納空間Ｓの上方には各パーツＷを順次投入するコンベアＣの一端が設けられている。
【００１４】
さらに、外輪１２の底板１２ａには上窄まりの隔離面１３ａをもつカバー１３の底部が固定され、外輪１２のレッグ１２ｂには外軸心ＯO の下方に延在するロッドを介して外輪台９より外方の傾斜台６と摺接するゴム製のスクレーバ１４が固定されている。また、外輪台９より外方の傾斜台６には適数個の貫通孔６ａが貫設され、外輪台９の下方には各貫通孔６ａと連通する適数個の回収箱１５が固定されている。
【００１５】
また、図１〜３に示すように、傾斜台６の上面にはスクレーバ１４より外方において、外軸心ＯO と平行な略円筒状のハウジング１６ａ、１６ｂが固定されており、ハウジング１６ａ、１６ｂ間にはハウジング１６ａ、１６ｂのフランジ１７ａ、１７ｂにより外輪本体１２ｃの外周側を囲む略円環状の案内部材１８が挟持されている。この案内部材１８の内周は外軸心ＯO を中心線とする下窄みの案内面１８ａとされている。この実施形態では、ハウジング１６ａ、１６ｂの間に案内部材１８を挟持するように構成したが、ハウジング１６ａ、１６ｂを一体に構成してその内周を案内面としてもよい。
【００１６】
そして、図１及び図３に示すように、ハウジング１６ａ、１６ｂには開口１６ｃが貫設され、開口１６ｃ内で案内部材１８は切断されて搬送面１２ｄと連続する排出開口１８ｂを形成している。搬送面１２ｄのうち排出開口１８ｂと連続する部分が排出部分１２ｒであり、この排出部分１２ｒは、図７に示すように、内端から外端にかけて水平面Ｌ’に対して（ｂ−ｘ）°だけ下り坂にされている。ここで、ｘはθI 、θO 及び排出開口１８ｂが内軸心ＯI と外軸心ＯO とで形成される平面となす角度で算出される。図１及び図３に示すように、案内部材１８における外輪１２の回転方向前方側の一端１８ｃは接線方向に延在され、案内部材１８の他端１８ｂ近傍には一端１８ｃとほぼ平行の案内部材１９がフランジ１７ｂに固定されている。一端１８ｃと案内部材１９との間には案内管２１が下方に延在されている。
【００１７】
また、図１〜３に示すように、ハウジング１６ｂの上死点には、搬送面１２ｄからパーツＷの外径より高く、軸長より低い位置に邪魔板２０が内側に向けて突設されている。邪魔板２０の内端には、外輪１２の回転方向前方側が高く、後方側が低いテーパ面２０ａが形成されている。この邪魔板２０の下方にある搬送面１２ｄのうち乗り移り部分１２ｐの対称位置となる対称部分１２ｑは、図６に示すように、内端から外端にかけて水平面Ｌ’に対して（ｂ−θO ）°だけ下り坂にされている。なお、θO の設定によって対称部分１２ｑを水平にすることもできる。
【００１８】
以上のように構成されたパーツフィーダにおいて、軸長が外径より大きい円柱状のパーツＷをコンベアＣにより無整列状態で多数投入する。すると、図２及び図３に示すように、横になった各パーツＷは、摩擦力と重力と内輪５の内軸心ＯI 回りの回転による遠心力との合力により、内輪５の載置面５ａを下死点側に転がり、収納空間Ｓ内に収納される。このとき、載置面５ａが円錐状をなしているため、各パーツＷは下死点側以外にも内軸心ＯI から放射方向に転がる。このため、軸方向が載置面５ａの周方向になるように各パーツＷが整列する。
【００１９】
そして、整列された各パーツＷは、外輪１２ｃの規制面１２ｅにより規制され、重力にもかかわらず、摩擦力と内輪５の回転による遠心力との合力で下死点側に滑ることなく、載置面５ａの上死点まで移動される。整列状態で上死点まで移動した各パーツＷは、外輪１２ｃの規制面１２ｅによる規制が解除されるため、図５に示すように、重力Ｇと内輪５の回転による遠心力ＦI との合力により、外輪１２ｃにおける搬送面１２ｄの乗り移り部分１２ｐに乗り移される。このとき、このパーツフィーダでは、乗り移り部分１２ｐが内端から外端にかけて水平面Ｌ’に対して（ｂ＋θO ）°だけ下り坂にされ、この乗り移り部分１２ｐ上に乗り移った各パーツＷには重力Ｇが作用するため、案内部材１８の案内面１８ａとの反発力をこの重力Ｇにより低減して各パーツＷが再び載置面５ａ上に戻ることを防止している。
【００２０】
搬送面１２ｄに乗り移った各パーツＷは、図２及び図３に示すように、案内部材１８の案内面１８ａにより規制され、重力にもかかわらず、摩擦力と外輪１２の外軸心ＯO 回りの回転による遠心力との合力で下死点側に滑ることなく、かつ重力と外輪１２の回転による遠心力との合力で載置面５ａ側に転がることなく、整列された状態で搬送面１２ｄの上死点まで移動される。
【００２１】
ここで、コンベアＣから投入した後、載置面５ａ上を撥ね、搬送面１２ｄのうち乗り移り部分１２ｐの対称位置となる対称部分１２ｑ上で立ったり又は積み重なっりした各パーツＷは、図６にも示すように、邪魔板２０のテーパ面２０ａと干渉し、収納空間Ｓ内に戻される。他方、整列されて搬送面１２ｄの対称部分１２ｑまで移動された各パーツＷは、図２に示すように、邪魔板２０のテーパ面２０ａと干渉しない。このとき、このパーツフィーダでは、搬送面１２ｄの乗り移り部分１２ｐを内端から外端にかけて下り坂にしていても、搬送面１２ｄの対称部分１２ｑを外端から内端にかけて下り坂にしていない。このため、対称部分１２ｑ上に搬送された各パーツＷを収納空間Ｓ内に転げ落とさない。こうして、このパーツフィーダでは、θO の設定により、搬送面１２ｄに立ったり又は積み重なったりした各パーツＷを収納空間Ｓに戻しつつ、整列した各パーツＷを収納空間Ｓに戻さないため、必要な整列と無駄な搬送の防止とを両立している。
【００２２】
そして、各パーツＷは、図３及び図７に示すように、搬送面１２ｄの排出部分１２ｒで案内面１８ａの排出開口１８ｂに到り、重力Ｇと外輪１２の回転による遠心力ＦO との合力により案内部材１８の一端１８ｃと案内部材１９との間から接線方向に放出され、案内管２１内へ順次排出される。このとき、このパーツフィーダでは、搬送面１２ｄの乗り移り部分１２ｐを内端から外端にかけて下り坂にしていても、搬送面１２ｄの排出部分１２ｒをも外端から内端にかけて下り坂にしていない。このため、排出部分１２ｒ上に搬送された各パーツＷをも収納空間Ｓ内に転げ落とさない。
【００２３】
したがって、このパーツフィーダでは、内輪５及び外輪１２の回転数の設定を従来よりも容易に行いつつ、載置面５ａから搬送面１２ｄへの各パーツＷの乗り移しと、搬送面１２ｄから排出開口１８ｂを経て行われる各パーツＷの排出とを好適に行なうことができる。このため、このパーツフィーダにより次工程へのパーツ供給を行えば、次工程のサイクルに合ったタイミングで各パーツＷを順次安定して供給できる。
【００２４】
また、このパーツフィーダでは、内輪５と外輪本体１２ｃとの間隙から落下する異物は、カバー１３の隔離面１３ａにより外輪台９より外方の傾斜台６上に落下され、そこで外輪１２とともに回転するスクレーバ１４により貫通孔６ａに掻き集められ、回収箱１５に回収される。このため、軸受４、１０を異物で損傷しない。
【００２５】
さらに、このパーツフィーダでは、内輪５が円錐状の載置面５ａをもって厚く形成されているため、各パーツＷをコンベアＣから投入する際の音が低いものとなり、作業環境の向上を実現できた。内輪を円錐台で構成しても同様である。
なお、実施形態では外輪本体１２ｃの搬送面１２ｄを円錐状として、これにより内端が外端より外軸心ＯO 方向で高く形成したが、円弧状とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のパーツフィーダの側面図である。
【図２】実施形態のパーツフィーダの縦断面図である。
【図３】実施形態のパーツフィーダに係り、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】実施形態のパーツフィーダに係り、（Ａ）は内輪の一部拡大側面図、（Ｂ）は外輪の一部拡大断面図である。
【図５】実施形態のパーツフィーダに係り、乗り移し部分における内輪の側面図及び外輪の断面図である。
【図６】実施形態のパーツフィーダに係り、対称部分における外輪等の断面図である。
【図７】実施形態のパーツフィーダに係り、排出部分における外輪の断面図である。
【図８】従来のパーツフィーダの模式断面図である。
【図９】従来のパーツフィーダの変形模式断面図である。
【符号の説明】
５…内輪
５ａ…載置面
Ｏ…鉛直方向
ＯI …内軸心
１２…外輪（１２ｃ…外輪本体）
１２ｄ…搬送面
１２ｅ…規制面
ＯO …外軸心
１８…案内部材（１８ａ…案内面）
１８ｂ…排出開口
Ｗ…パーツ
Ｓ…収納空間
Ｇ…重力
ＦI …内輪の回転による遠心力
ＦO …外輪の回転による遠心力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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