(57)【要約】【課題】簡素な構造で、複数の板状部品を所定の配列に自動で配置する。【解決手段】上面に、複数の板状部品（ワッシャＷ）を収容可能な複数の凹部１２が、ワーク（シリンダヘッドＨ）に対する供給位置（ボルト穴Ｈ１）と同じ配列で設けられた配列台１０と、配列台１０上に移動可能な状態で載置され、下方を開口し、内部に多数のワッシャＷをストックする部品ストック部２０と、部品ストック部２０を配列台１０上で移動させて複数の凹部１２上を通過させる駆動部３０とを有する板状部品配列装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに供給される複数の板状部品を、ワークに対する供給位置と同じ配列で配置するための板状部品配列装置であって、
上面に、前記複数の板状部品を収容可能な複数の凹部が前記供給位置と同じ配列で設けられた配列台と、前記配列台上に移動可能な状態で載置され、下端を開口し、内部に多数の前記板状部品をストックした部品ストック部と、前記部品ストック部を前記配列台上で移動させて前記複数の凹部上を通過させる駆動部とを有する板状部品配列装置。
【請求項２】
前記駆動部により、前記部品ストック部を所定方向で往復動させながら前記複数の凹部上を通過させ、前記部品ストック部の内壁が、前記部品ストック部の内側に配された前記凹部に平面視で接する位置で、前記部品ストック部の往復動の向きを反転させる請求項１記載の板状部品配列装置。
【請求項３】
前記部品ストック部の内壁から内側に突出した突出部を設け、前記配列台の上面から前記突出部までの高さが、前記板状部品の厚さ方向と直交する方向の外形寸法よりも小さい請求項２記載の板状部品配列装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワッシャ等の板状部品を配列するための板状部品配列装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとの組み付けは、シリンダヘッドのボルト穴にワッシャをセットした後、シリンダブロック及びシリンダヘッドのボルト穴にボルトを挿通して締め付けることにより行われる。このとき、シリンダヘッドのボルト穴へのワッシャの供給は、作業者の手作業によることが多い。しかし、多数のワッシャがストックされた箱からワッシャを一つずつ取り出してシリンダヘッドにセットする作業は、ワッシャの平板形状に起因した掴みづらさや嵩張りにより、非常に手間がかかる。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、多数のワッシャを収容した箱体から、ワッシャを一つずつ自動で取り出す供給装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２０２４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような供給装置を用いた場合でも、この供給装置から取り出された板状部品をワークの複数の供給位置に一つずつセットする手間は変わらないため、作業効率はそれほど向上しない。
【０００６】
例えば、予め、ワークの近傍に設けた配列台の上に、ワークに対する供給位置と同じ配列で複数の板状部品を配置した後、この配列状態を維持しながら複数の板状部品をワークに一括して供給する方法が考えられる。このとき、配列台の上に板状部品を一つずつ配置すると、ワークに板状部品を一つずつ直接供給する場合と手間が変わらない。また、ロボットアームを有する配列装置を用いれば、板状部品を所定の配列に自動で配置することはできるが、かかる装置は大型且つ高価であるため、より簡素な構造の板状部品配列装置が要求されている。
【０００７】
本発明が解決すべき技術的課題は、簡素な構造で、板状部品を所定の配列に自動で配置できる板状部品配列装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するためになされた本発明は、ワークに供給される複数の板状部品を、ワークに対する供給位置と同じ配列で配置するための板状部品配列装置であって、上面に、複数の板状部品を収容可能な複数の凹部が上記の供給位置と同じ配列で設けられた配列台と、配列台上に移動可能な状態で載置され、下端を開口し、内部に多数の板状部品をストックした部品ストック部と、部品ストック部を配列台上で移動させて複数の凹部上を通過させる駆動部とを有するものである。
【０００９】
このように、下端を開口した部品ストック部を配列台上に載置することで、部品ストック部の内部にストックされた多数の板状部品が配列台の上面に直接接触した状態となる。この状態で、部品ストック部を配列台上で移動させて複数の凹部上を通過させることにより、部品ストック部の内部の板状部品が各凹部に一つずつ嵌め込まれ、板状部品が凹部と同様の配列で配置される。
【００１０】
上記の板状部品配列装置において、部品ストック部の内部には多数の板状部品がランダムに収容されているため、部品ストック部を配列台の凹部上を単に通過させるだけでは、板状部品と凹部との位置が合わずに板状部品が凹部に嵌らない場合がある。そこで、駆動部により、部品ストック部を所定方向で往復動させながら複数の凹部上を通過させ、部品ストック部の内壁が、部品ストック部の内側に配された凹部に平面視で接する位置で、部品ストック部の往復動の向きを反転させることが好ましい。部品ストック部の内壁が部品ストック部の内側に配された凹部に平面視で接した状態では、この内壁に当接した板状部品と凹部との所定方向（往復動方向）における位置が一致する。この状態で、部品ストック部の往復動の向きを反転させることで、部品ストック部の所定方向の移動が一瞬停止されるため、板状部品が凹部に嵌り込む確率を高めることができる。
【００１１】
このとき、図９に示すように、部品ストック部１２０の内壁１２１に板状部品Ｗ’が寄りかかって立設されると、内壁１２１と水平状態のワッシャＷ”との間に立設した板状部品Ｗ’が挟まれた状態となるため、内壁１２１を平面視で凹部と接する状態としても、水平状態のワッシャＷ”と凹部１２との位置が合わない恐れがある。そこで、部品ストック部の内壁から内側に突出した突出部を設け、配列台の上面から突出部までの高さが、板状部品の厚さ方向と直交する方向の外形寸法（例えば、ワッシャの場合はその外径寸法）よりも小さくすれば、部品ストック部の内壁付近の板状部品は突出部により立設することができないため、板状部品が立設することによる不具合を防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明の板状部品配列装置によれば、部品ストック部を配列台上で移動させるだけで複数の板状部品を所定の配列に配することができるため、ロボットアームを有する配列装置と比べて構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る板状部品配列装置の平面図である。
【図２】上記板状部品配列装置の断面図である。
【図３】上記板状部品配列装置の配列台の凹部付近の拡大断面図である。
【図４】上記板状部品配列装置の部品ストック部の下端開口部付近の拡大断面図である。
【図５】配列台上における部品ストック部の幅方向の動きを示す断面図である。
【図６】配列台上における部品ストック部の動きを示す平面図である。
【図７】他の実施形態に係る板状部品配列装置の平面図である。
【図８】（ａ）は、他の実施形態に係る部品ストック部の突出部の断面図であり、（ｂ）は、図４の部品ストック部の内部でワッシャが略鉛直方向に立設した状態を示す断面図である。
【図９】立設した板状部品が凹部に嵌り込んだ様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る板状部品配列装置１は、図１及び図２に示すように、コンベアＣ上を搬送されるワークとしてのシリンダヘッドＨに対して、板状部品としてのワッシャＷを供給するにあたり、予め、シリンダヘッドＨに対する供給位置（ボルト穴Ｈ１）と同じ配列でワッシャＷを配置するものである。板状部品配列装置１は、配列台１０と、部品ストック部２０と、駆動部３０とを備える。図示例では、シリンダヘッドＨのボルト穴Ｈ１が４列×２列の計８箇所に設けられている。尚、以下の説明では、シリンダヘッドＨの長手方向（図１の左右方向）を搬送方向と言い、搬送方向に対して直交する水平方向（図１の上下方向）を幅方向と言う。
【００１６】
配列台１０の上面には、平坦面１１と、平坦面１１から一段下がった複数の凹部１２とが設けられる（図２参照）。複数の凹部１２は、シリンダヘッドＨのボルト穴Ｈ１と同じ配列で設けられる。凹部１２の底面１２ａの軸心には穴１２ｂが形成される。凹部１２は、ワッシャＷが嵌り込むことができる形状とされる。本実施形態では、凹部１２の内周面が円筒面状をなし、ワッシャＷの外径Ｌよりも少し大きい内径を有する（図３参照）。凹部１２の深さＤ（すなわち、凹部１２の底面１２ａと平坦面１１との高さの差）は、ワッシャＷの厚さＴWよりも若干深くなっている。
【００１７】
平坦面１１のうち、凹部１２に隣接した一部領域は昇降可能とされる。図示例では、平坦面１１に設けられた長穴１１ａに、昇降手段１４（例えばエアシリンダ）で昇降可能な複数の昇降部材１３が設けられる（図２参照）。昇降部材１３には、平坦な上面１３ａと、上面１３ａから一段下がった平坦な肩面１３ｂとが設けられる。昇降部材１３を上端位置に配した状態（図２の実線参照）では、平坦面１１と昇降部材１３の上面１３ａとが面一に連続し、且つ、凹部１２の底面１２ａと昇降部材１３の肩面１３ｂとが面一に連続する。昇降部材１３を下降させた状態（図２の点線参照）では、平坦面１１の長穴１１ａが上方に開口する。
【００１８】
部品ストック部２０は、内部に多数のワッシャＷをストックし、配列台１０上に移動可能な状態で載置される。部品ストック部２０は、上下両端を開口した筒状の側部２１と、側部２１の上端開口部を覆うカバー部（図示省略）とを備える。側部２１は、幅方向で対向する一対の平板２１ａ，２１ｂと、長手方向で対向する一対の平板２１ｃ，２１ｄとからなる角筒形状をなしている（図１参照）。側部２１の下端は配列台１０上に載置され、これにより側部２１の下端開口部が配列台１０の上面で閉塞された状態となる（図２参照）。
【００１９】
部品ストック部２０には、内壁（側部２１の内周面）から内側に突出した突出部２２が設けられる。突出部２２は、少なくとも幅方向で対向する一対の平板２１ａ，２１ｂの内面２１ａ１，２１ｂ１に設けられ、図示例では、側部２１の内周面の全周（平板２１ａ〜２１ｄの内面２１ａ１〜２１ｄ１の水平方向全長）に、水平方向に延びる板状の突出部２２が設けられる。図４に示すように、配列台１０の上面から突出部２２の下面までの高さｈは、ワッシャＷの外径Ｌよりも小さく設定される（ｈ＜Ｌ）。また、突出部２２の側部２１の内周面からの突出量Ｐは、ワッシャＷの外径Ｌよりも小さく設定される（Ｐ＜Ｌ）。
【００２０】
駆動部３０は、部品ストック部２０を配列台１０上で移動させるものである。駆動部３０は、図１に示すように、部品ストック部２０に取り付けられた本体部３１と、搬送方向に延びるスライドレール３２とを備える。本体部３１には、本体部３１自身をスライドレール３２に沿って搬送方向に移動させる第１駆動部３３と、部品ストック部２０を本体部３１に対して幅方向に移動させる第２駆動部３４とが設けられる。第１駆動部３３及び第２駆動部３４は、図示しない制御部に接続される。このように、駆動部３０に、互いに直交する方向で部品ストック部２０を駆動する２つの駆動部３３，３４を設けることで、第１駆動部３３及び第２駆動部３４を何れも位置制御機能を有さない簡素な駆動手段（例えばエアシリンダ）で構成することが可能となる。
【００２１】
以下、ワッシャＷをシリンダヘッドＨのボルト穴Ｈ１に供給する方法を、上記の板状部品配列装置１によるワッシャＷの配列方法を中心に説明する。
【００２２】
まず、図１及び図２に示すように、初期位置に配置された部品ストック部２０の内部に多数のワッシャＷを投入する。このとき、部品ストック部２０の側部２１は下端が開口しているため、側部２１の内周に投入されたワッシャＷは配列台１０の上面と直接接触する。そして、昇降部材１３を上端位置に配置し（図２の実線で示す状態）、図示しない制御部からの指令に基づいて、第１駆動部３３が本体部３１を一定速度で搬送方向前方（図中右側）に移動させると共に、第２駆動部３４が本体部３１に対して部品ストック部２０を幅方向に往復動させる。これにより、図１に鎖線で示すように、部品ストック部２０がジグザグ走行しながら配列台１０の上面の凹部１２上を通過し、部品ストック部２０にストックされたワッシャＷが各凹部１２に一つずつ嵌り込む。
【００２３】
このとき、部品ストック部２０が幅方向一方の端部に配された状態（図５の実線参照）では、部品ストック部２０の幅方向他方の内壁（図５の右側の平板２１ｂの内面２１ｂ１）が、幅方向他方の凹部１２の幅方向他端（図５では右端）と幅方向で同じ位置に配される。換言すると、図６に示す平面視において、実線で示す部品ストック部２０の平板２１ｂの内面２１ｂ１が、部品ストック部２０の内側に配された凹部１２と接した状態となる。同様に、部品ストック部２０が幅方向他方の端部に配された状態（図５及び図６の鎖線参照）では、部品ストック部２０の幅方向一方の内壁（図５の左側の平板２１ａの内面２１ａ１）が、幅方向一方の凹部１２の幅方向一端（図５では左端）と幅方向で同位置に配される。換言すると、図６に示す平面視において、鎖線で示す部品ストック部２０の平板２１ａの内面２１ａ１が、部品ストック部２０の内側に配された凹部１２と接した状態となる。すなわち、部品ストック部２０が凹部１２に対して上記のような位置関係となるように、第２駆動部３４による部品ストック部２０の幅方向のストロークが設定される。
【００２４】
そして、図５に示す部品ストック部２０が幅方向一方側（図中左側）から幅方向他方側（図中右側）へ向けて移動すると、部品ストック部２０の幅方向一方側の内壁（平板２１ａの内面２１ａ１）に当接したワッシャＷが幅方向他方側に移動し、部品ストック部２０の内側に配された幅方向一方側の凹部１２に幅方向一方側（図５では左側）から接近する。そして、鎖線で示すように、部品ストック部２０の幅方向一方側の内壁（内面２１ａ１）が、幅方向一方側の凹部１２の幅方向一端（図５では左端）に達したら、第２駆動部３４による部品ストック部２０の幅方向移動（往復動）の向きを反転させる。このとき、部品ストック部２０の幅方向移動が一瞬停止されると共に、内面２１ａ１に当接したワッシャＷと幅方向一方側の凹部１２とが幅方向で同じ位置に配されるため、このワッシャＷが高い確率で図中左側の凹部１２に嵌り込む。その後、部品ストック部２０が幅方向他方側から幅方向一方側へ向けて移動し、上記と同様にして、幅方向他方側の内壁（内面２１ｂ１）に当接したワッシャＷが幅方向他方側の凹部１２に嵌り込む。
【００２５】
このとき、部品ストック部２０の内壁（側部２１の平板２１ａ，２１ｂの内面２１ａ１，２１ｂ１）に突出部２２を設けたことで、部品ストック部２０の内壁付近でのワッシャＷの立設を防止できる。すなわち、突出部２２の配列台１０の上面からの高さｈがワッシャＷの外径（直径）Ｌよりも小さいことで、突出部２２の下方に配されたワッシャＷが立設しようとしても（図４の点線参照）、突出部２２に当たって立設することができないため、ワッシャＷの立設を防止できる。これにより、部品ストック部２０の内壁に水平状態のワッシャＷを直接当接させることができるため、部品ストック部２０の内壁が凹部１２と平面視で接した状態とすることで、この内壁に当接した水平状態のワッシャＷと凹部１２との幅方向位置を正確に一致させることができ、ワッシャＷを凹部１２に確実に嵌め込むことができる。
【００２６】
そして、部品ストック部２０が全ての凹部１２上を通過し、搬送方向前方端位置（図１の右端）に到達したら、第１駆動部３３による部品ストック部２０の搬送方向移動の向きを反転させ、本体部３１及び部品ストック部２０を搬送方向後方側（図１の左側）に移動させる。この後退時にも、第２駆動部３４で部品ストック部２０を幅方向に往復動させながら凹部１２上を通過させることで、前進時にワッシャＷを嵌め込むことができなかった凹部１２があった場合でも、この凹部１２に後進時にワッシャＷを嵌め込むことができる。そして、部品ストック部２０が初期位置に到達したら、部品ストック部２０を停止させる。以上により、全ての凹部１２にワッシャＷが嵌め込まれ、これにより搬送台１０の上面にシリンダヘッドＨのボルト穴Ｈ１と同じ配列でワッシャＷが配置される。
【００２７】
こうしてボルト穴Ｈ１と同じ配列で配置されたワッシャＷが、その配列状態を維持しながら、図示しない治具で持ち上げて保持される。このとき、配列台１０の昇降部材１３を下降させることで、長穴１１ａの上端開口部から治具を挿入することができるため、ワッシャＷを容易に保持することができる。こうして治具で保持したワッシャＷを、コンベアＣ上のシリンダヘッドＨのボルト穴Ｈ１に一括して供給する。以上により、シリンダヘッドＨのボルト穴Ｈ１へのワッシャＷの供給が完了する。
【００２８】
本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、部品ストック部２０をジグザグ走行させながら凹部１２上を通過させる場合を示したが、これに限られない。例えば図７に示すように、部品ストック部２０を、搬送方向で往復動させながら複数の凹部１２上を通過させてもよい。具体的には、部品ストック部２０を前方に移動させた（矢印Ａ参照）後、少し後退させ（矢印Ｂ参照）、また前方に移動させる（矢印Ａ参照）、という動作を繰り返す。このとき、部品ストック部２０の内壁が、部品ストック部２０の内部に配された凹部１２と平面視で接する位置（例えば鎖線参照）で、部品ストック部２０の搬送方向移動（往復動）の向きが反転される。これにより、この内壁に当接したワッシャＷが高い確率で凹部１２に嵌り込む。尚、本発明者らの検証によれば、図７に示す実施形態よりも、図１等に示すように部品ストック部２０をジグザグ走行させた方が、ワッシャＷが凹部１２に嵌り込む確率が高かった。また、図７に示す実施形態では、部品ストック部２０の位置を制御するために電機制御等の複雑な駆動部が必要となり、設備が大掛かりとなる。以上より、ワッシャＷを凹部１２に確実に嵌め込み、設備を簡素化する観点から、図１に示すように部品ストック部２０をジグザグ走行させる方が好ましい。
【００２９】
また、上記の実施形態では、平坦面１１及び凹部１２の底面１２ａの一部を昇降させる昇降部材１３を設けたが、特に不要であればこれを省略してもよい。この場合、平坦面１１及び凹部１２の底面１２ａが一部材で連続して形成される。
【００３０】
また、上記の実施形態では、突出部２２が、水平方向に延びる平板状である場合を示したが、これに限られない。例えば、図８（ａ）に示すように、突出部２２に、部品ストック部２０の内壁（側部２１の内周面）から内側に向けて斜め上方に延びる傾斜面２２ａを設けてもよい。図示例では、突出部２２が三角柱形状を成し、部品ストック部２０の内壁の全周に連続的に設けられる。本発明者らの検証によれば、突出部２２に図８（ａ）のような傾斜面２２ａを設けることで、図８（ｂ）に示すような平板状の突出部２２と比べて、ワッシャＷが凹部１２に嵌り込む確率がより一層高くなった。これは、以下の理由によると推定される。すなわち、図８（ｂ）の場合、部品ストック部２０の内壁に沿って複数のワッシャＷが真上に積み上げられると、この積み上げられたワッシャＷを介して他のワッシャＷが略鉛直方向に立設され、この略鉛直方向に立設したワッシャＷが水平状態のワッシャＷの凹部１２への嵌り込みを阻害する恐れがある。これに対し、図８（ａ）の場合、突出部２２の傾斜面２２ａに沿って複数のワッシャＷが斜めに積み上げられるため、この積み上げられたワッシャＷを介して他のワッシャＷが略鉛直方向に立設することはなく、水平状態のワッシャＷの凹部１２への嵌り込みが阻害される事態を防止できる。
【符号の説明】
【００３１】
１     板状部品配列装置
１０   配列台
１１   平坦面
１２   凹部
１３   昇降部材
１４   昇降手段
２０   部品ストック部
２１   側部
２１ａ〜２１ｄ       平板
２１ａ１〜２１ｄ１   内面（内壁）
２２   突出部
３０   駆動部
３１   本体部
３２   スライドレール
３３   第１駆動部
３４   第２駆動部
Ｃ     コンベア
Ｈ     シリンダヘッド（ワーク）
Ｈ１   ボルト穴（供給位置）
Ｗ     ワッシャ（板状部品）
【図１】
2014037312.tif 000003
【図２】
2014037312.tif 000004
【図３】
2014037312.tif 000005
【図４】
2014037312.tif 000006
【図５】
2014037312.tif 000007
【図６】
2014037312.tif 000008
【図７】
2014037312.tif 000009
【図８】
2014037312.tif 000010
【図９】
2014037312.tif 000011