(57)【要約】【課題】本発明はプッシュナットなど表裏形状が異なる部品の表裏一方の面を揃えて列状に整列収容することが可能で、また整列された部品の取り外しも容易である整列トレイを提供する。【解決手段】収容する部品の形状、数量および保管スペースに応じた形状のトレイを設け、このトレイには長手方向に複数の部品を収納可能な部品収納溝を複数列状に設ける。そしてこの各部品収納溝は、縦横いずれか所定方向姿勢の部品形状と適合する溝間隔で、この所定方向姿勢の部品の表裏いずれか一方の面と適合する溝形状で、これ等と姿勢および表裏面が異なる不揃い部品を溝長手方向と異なる方向に移動除去可能に構成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏形状の異なる部品を整列収納するトレイであって、
該トレイは長手方向に複数の部品を収納可能な部品収納溝を複数列状に備え、
この各部品収納溝は、縦横いずれか所定方向姿勢の部品形状と適合する溝間隔で、この所定方向姿勢の部品の表裏いずれか一方の面と適合する溝形状で、
これ等と姿勢および表裏面が異なる不揃い部品を溝長手方向と異なる方向に移動除去可能に構成され、
この各部品収納溝の長手方向一端には整列された部品を取外す取出開口が設けられていることを特徴とする部品整列トレイ。
【請求項２】
前記部品収納溝は、前記不揃い部品を溝上面に浮上した状態で載置する形状に構成され、
この溝上面には不揃い部品と水平方向に対し傾斜した方向で係合する段差面若しくは傾斜面から成る係合面が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の部品整列トレイ。
【請求項３】
前記トレイは、前記部品収納溝と略々直交する方向に配置された不揃い部品収納部を備え、
前記複数の列状に配置された収納溝の上面は前記不揃い部品を上記不揃い部品収納部に案内することを特徴とする請求項２に記載の部品整列トレイ。
【請求項４】
前記部品収納溝には前記所定方向姿勢の部品形状と異なる姿勢の不揃い部品を下方に位置するトレイ底部に落下する選別開口を有していることを特徴とする請求項１に記載の部品整列トレイ。
【請求項５】
表裏形状の異なる部品を整列収納するトレイと、このトレイを支持する装置フレームとから構成され、
上記トレイは長手方向に複数の部品を収納可能な部品収納溝を複数列状に備え、
この各部品収納溝は、縦横いずれか所定方向姿勢の部品形状と適合する溝間隔で、この所定方向姿勢の部品の表裏いずれか一方の面と適合する溝形状で、
これ等と姿勢および表裏面が異なる不揃い部品を溝長手方向と異なる方向に移動除去可能に構成され、
上記装置フレームは上記トレイを左右及び又は上下に揺動自在に支持することを特徴とする部品整列装置。
【請求項６】
前記装置フレームは、前記トレイを前記部品収納溝と交叉する方向に移動自在に案内するガイド手段を有し、このガイド手段は水平方向に対し所定角度傾斜して上記装置フレームに取付けられていることを特徴とする請求項５に記載の部品整列装置。
【請求項７】
前記ガイド手段は、上下揺動自在に前記装置フレームに軸受け支持されていることを特徴とする請求項６に記載の部品整列装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は機械部品、電子部品などの各種部品の整列トレイ及びこれを用いた部品整列装置に係わり、例えばプッシュナットなどの各種機器の組立工程で使用する部品の整列トレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にこの種の部品整列トレイは、使用する部品の形状に合施する凹陥溝トレイ内に複数配列し、トレイ内に投入した部品のうちこの凹陥溝に適合して装着された部品が所定の形状に備えられ、適合しない部品を取除くことによって所定姿勢に部品を整列させるようにしている。一方、プッシュナット、ネジなどの機械部品は各種機器の組立工程で広く使用され、例えばプッシュナットなど表裏形状の異なる部品は作業者が手指或いはピンセットで裏表を合わせて正しく装着しなければならず、１つの機器に数多く使用する場合には非常に煩雑な作業を強いられている。
【０００３】
このような部品を整合する方法として特許文献１には、上下２段に配置したプレートに上部プレートには大きな穴を下部プレートには所定方向に整列した状態の部品外形と適合する穴を設け、この上下プレートを同時に振動することによって上部プレートの穴内に挿入した部品を回転させ下部プレートの穴形状に合施した姿勢でこの穴に装着し、この所定の状態に揃った部品をフィーダ装置に給送するものが開示されている。また、自動組立のラインには部品整列機能を備えたフィーダ装置が用いられ、その多くは部品を移送する過程で部品搬送ガイドに振動などで部品の特定な面を沿わせることによって整列する構造が広く採用されている。
【特許文献１】特開２００３−２８９１９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように各種機器の組立工程などで使用する部品を正しい姿勢で整列し、この整列した部品を順次１枚ずつ取り出す方法としては、パーツフィーダが広く知られている。しかし、例えばプッシュナットなどの小物部品をこのようなパーツフィーダで整合しながら供給することは、設備が大型で高価なことは勿論、製品の組立現場、修理現場などでは到底採用することが出来ない。
【０００５】
一方前掲特許文献１のように、プレートに形成した穴を通過することによって部品を整列するものは、表裏形状が異なる部品を整列するには適さない。そこで本発明はプッシュナットなど表裏形状が異なる部品の表裏一方の面を揃えて列状に整列収容することが可能で、また整列された部品の取り外しも容易である整列トレイの提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の部品整列トレイは、上記課題を達成するため以下の構成を採用する。
まず、収容する部品の形状、数量および保管スペースに応じた形状のトレイを設け、このトレイには長手方向に複数の部品を収納可能な部品収納溝を複数列状に設ける。そしてこの各部品収納溝は、縦横いずれか所定方向姿勢の部品形状と適合する溝間隔で、この所定方向姿勢の部品の表裏いずれか一方の面と適合する溝形状で、これ等と姿勢および表裏面が異なる不揃い部品を溝長手方向と異なる方向に移動除去可能に構成する。つまり溝間隔は縦横いずれか所定姿勢の部品形状と一致させる。非常に薄いプッシュナットのように倒立姿勢とならない部品はすべてが溝形状と一致し、非常に厚いプッシュナットのように例外的に転倒姿勢となった部品は溝形状に適合しないように溝間隔を選択する。
【０００７】
そして所定姿勢で溝内に位置する部品は表裏いずれか一方の面と適合する溝形状に構成し、このトレイを傾斜或いは溝の長手方向と直交する方向に左右に振ると、姿勢および表裏面が異なる不揃い部品は溝から離脱して移動し、トレイの隅部に設けた不揃い部品収納部に集積する。上記収納溝には長手方向一端に整列された部品を取外す取出開口を設け、収納溝に列状に整列された部品をこの取出開口から１つ宛取り出すようにする。従ってトレイ上の収納溝には表裏面が揃った状態で部品が収納されこの溝の取出開口から使用の都度取り出す事が可能となり前述の課題を達成することができる。
【０００８】
また前記部品収納溝は、前記不揃い部品を溝上面に浮上した状態で載置する形状に構成し、この溝上面には不揃い部品と水平方向に対し傾斜した方向で係合する段差面若しくは傾斜面から成る係合面を備えることによって表裏面が異なった不揃い部品を列状に配列した収納溝の外部にこの係合面に沿って移送することができる。また前記トレイには、前記部品収納溝と略々直交する方向に配置された不揃い部品収納部を備え、前記複数の列状に配置された収納溝の上面は前記不揃い部品を上記不揃い部品収納部に案内する。前記部品収納溝には前記所定方向姿勢の部品形状と異なる姿勢の不揃い部品を下方に位置するトレイ底部に落下する選別開口を備える。
【０００９】
次に本発明の整列装置についてその構成を説明すると表裏形状の異なる部品を整列収納するトレイと、このトレイを支持する装置フレームとから構成する。このトレイは前述の構成と同様に長手方向に複数の部品を収納可能な部品収納溝を複数列状に配置し、各部品収納溝は、縦横いずれか所定方向姿勢の部品形状と適合する溝間隔で、この所定方向姿勢の部品の表裏いずれか一方の面と適合する溝形状で、これ等と姿勢および表裏面が異なる不揃い部品を溝長手方向と異なる方向に移動除去可能に構成する。
【００１０】
このトレイを上記装置フレームに左右及びまたは上下に揺動自在に支持する。このようにトレイをフレーム上に支持することによって例えば使用者がフレームに支持されたトレイを左右もしくは上下に移動することによってトレイ上に乱雑に投入した部品を表裏面が所定の方向に揃った状態に整列し収納保管することができ、組立ラインなどの机上に据え付けて使用することが可能となる。この場合前記装置フレームには、前記トレイを前記部品収納溝と交叉する方向に移動自在に案内するガイド手段を設け、またこのガイド手段は水平方向に対し所定角度傾斜して上記装置フレームに取付ければ良い。
【発明の効果】
【００１１】
本発明はトレイ上に投入した表裏形状の異なる部品をこのトレイに列状に配置した収納溝に表裏一方の面が適合して正しい姿勢の部品のみが溝内に嵌合保持され、異なる溝側方に移動除去されるようにしたものである。従ってプッシュナットなどの表裏形状が異なる部品を表裏違えることなく、器械装置に組み付けることが可能である。またこのトレイは軽量でコンパクトに構成することが出来、部品の整列と同時に保管持ち運びなどにも便利である。部品整列トレイは軽量でコンパクトに構成することが可能となり、またその構造も簡単で安価に製造することができるなど、本発明は従来プッシュナットなどの小物部品をピンセットなどで選別していた作業を簡単な装置で整列させることが出来、各種機器の組立時の作業効率を向上させることが出来る。
【００１２】
また本発明の部品整列装置は上記構成のトレイに左右振動或いは上下動を付与することによってプッシュナットなどの微細な部品がトレイ外部に飛散することがなく、部品の整列から保管までを効率的に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図示の好適な実施の形態に基づいて本発明を詳述する。
本発明は、プッシュナットなど各種機器製品の組立などに用いる機械部品、電子部品を所定の姿勢に揃えて作業場所で保管及び使用する部品整列トレイ１２０（以下、整列トレイと称する）及び部品整列装置１００に関し、図１は本発明の整列トレイ１２０を示す斜視図であり、図２は整列トレイ１２０の平面図、図３は図２記載のＸ−Ｘ線の断面図であり、図６乃至図９はこの整列トレイを用いた部品整列装置１００の説明図である。
【００１４】
まず、本発明を機械部品である円形プッシュナットの整列トレイに適用した場合について説明する。一般にプッシュナット１１０は図４に示すように扁平の一方が凸面、他方が凹面を有する小型皿状部品であり、素材厚寸法ｔのバネ用鋼をプレス成形等で成形して作られる。そしてこのプッシュナット１１０には軸用および穴用があり、両者とも素材の弾性を利用して被締結部材（図５に示す１１６）を固定締結する。軸用プッシュナットで説明すると図４に示す中心穴１１１の周囲に放射状に複数の割り部１１３が設けられ、プッシュナット１１０の凹面側から中心穴径ｄ＋αの若干太目の取付軸１１５が割り部１１３を弾性変形させながら進入すると、中心穴１１１の内周端面１１４で取付軸１１５に喰い付き、プッシュナット１１０の外周縁部１１２で弾性変形の反力により被締結部材１１６を固定締結する。
【００１５】
このようなプッシュナット１１０は表裏の方向を正しく軸に装着する必要があり、表裏を逆にして使用した場合には被締結部材１１６を堅固に固定することが出来ず締め付けるナットに弛みを生じたり、取付軸表面を損傷する恐れがある。しかし小径なプッシュナットではその表裏を見分けて正しい姿勢で軸に装着するにはピンセットなどを用いて煩雑な作業が余儀なくされる。
【００１６】
そこで本発明は上述のような表裏形状が異なる部品をその表裏を揃えて作業台などに保管する整列トレイ１２０およびこの整列トレイを具えた部品整列装置１００に関し、以下順次その構成を説明する。
【００１７】
まず整列トレイ１２０は、図１及び図２に示すように皿状の底部１２７と周囲のフランジ部１２６とで部品を収容する大きさに例えば樹脂のモールド成形によって形成する。そしてこの整列トレイ１２０には部品を収納する複数の列状収納溝１２１を設ける。この収納溝１２１は長手方向（図２上下方向）に複数の部品を収納可能な長さ形状で、適宜数列配置する。そしてこの収納溝１２１は縦横いずれか所定方向姿勢の部品形状と適合する溝間隔に構成する。つまり偏平形状の部品で整列しようとする姿勢が偏平フラット面の場合には偏平面の形状に適合する溝間隔で構成する。
【００１８】
図示のプッシュナットの場合はトレイ上に投入されたとき部品形状から偏平面の姿勢で載置され、厚さ方向に部品が倒立することがない。従ってすべての部品が収納溝１２１の溝間隔に適合することとなる。一方厚さ方向に倒立する部品形状の場合には収納溝１２１の下方に落下孔を設けてトレイ底部１２７に収納するように構成する。同様に所定の姿勢と異なる姿勢で載置される部品、例えば図６（ｄ）に示す小型ビスの場合には転倒した部品は溝と直交する方向に転動して排出するようにしても良い。このようにトレイ内に収容された部品が所定の姿勢以外の倒立姿勢或いは転倒姿勢になる性状の部品の場合には溝間隔に適合せず、溝下方に落下するか或いは溝側方に移動する構成を採用する必要がある。
【００１９】
このように予め定めた部品姿勢に適合する溝間隔内に収容された部品は表裏面がランダムな状態となり、そこで溝形状を次のように形成する。各収納溝の形状は、部品の表裏いずれか一方の面と適合する形状に構成する。図７にその形状を示すように同図ａのプッシュナット１１０は所定面（以下表面という）が溝に適合した状態であり、溝形状を表面の外周縁部１１２と同一寸法にしてある。またプッシュナット１１０の反対面は同図ｂに示すようにプッシュ形状と溝とは非適合の状態となる。この状態でトレイを使用者が手に持って溝の長手方向と直交する図２左右方向（図示ａ−ｂ）に振ると、溝と非適合の状態の部品は同図ｃに示すように溝を形成するリブ上を滑って移動することとなる。
【００２０】
更に、図示のものは収納溝１２１内に非適合状態で位置する部品を溝のリブ状に移動して排除するように溝と直交する方向に傾斜した段差係合面１２３を設けると非適合状態の部品を排除することが出来る。この段差係合面１２３はプッシュナットのように部品自体が傾斜面を備えているときは図６（ｂ）のように溝側に段差係合面１２３を形成すれば良く、部品自体が段差面で形成されている場合には同図（ｃ）のように溝側に傾斜係合面１２４を設ける。
【００２１】
つまり溝形状は使用する部品の形状に応じて、溝に正しい面が位置する部品は一致する形状でその位置に保持し、溝に反対面が位置する部品は互いの形状は一致せず、しかも溝側方（溝の長手方向と直交する方向）に滑りやすい形状に溝と部品との接点が傾斜するように段差面或いは傾斜面で構成する。図６には、同図（ａ）は正しい姿勢のプッシュナット１１０、同図（ｂ）は逆姿勢のプッシュナットを段差係合面１２３で支持し、同図（ｃ）は正しい姿勢のビス、（ｄ）は逆姿勢のビスを傾斜係合面１２４でそれぞれ支持する場合を示している。
【００２２】
この収納溝１２１の作用を図７に基づいて説明すると、収納溝１２１をａのように凸側が上を向く整列姿勢では、平らな外周縁部１１２が収納溝１２１に納まり適合するような溝形状になっている。またこのプッシュナットが容易に溝から離脱しないように外周縁部端面に平行に対向する素材厚寸法ｔと同等の高さｈの壁を有する溝形状にしてある。この溝の形状は部品の外径厚さH、高さｈ、素材厚寸法ｔとの関係がＨ＞ｈ≠ｔの関係になるようにしてある。一方同図ｂの凸側が下を向く姿勢のものは、収納溝１２１内に入っていても割り部１１３のテーパ面１１７が収納溝１２１の壁に対して図示左側に移動した場合は容易にこの溝から外れて図示ｃの方向に移動する。
【００２３】
従って整列トレイ１２０を図２左右に振るか、或いは傾けることによって所定の同図ａに示す姿勢のプッシュナットのみが収納溝内に残ることとなる。つまり収納溝１２１を上述の溝間隔、溝形状とすることで、整列トレイ１２０上にランダムな状態で置かれたプッシュナット１１０の内、所定の整列姿勢で溝間隔に適合して収納溝１２１に安定的に納まったもの以外は、部品姿勢に関わらず不安定な状態であり溝長手方向と異なる方向（図示のものは直交方向）に整列トレイ１２０を傾ける等で力が働くと、容易に収納溝１２１の壁を乗り越えて移動可能となる。
【００２４】
上述の不安定な状態で整列トレイ１２０上にあるプッシュナット１１０は、整列トレイ１２０を傾ける等で力を加えると容易に収納溝１２１の壁を乗り越えて移動し、所定の整列姿勢で溝間隔に適合するものは移動途中で他の収納溝１２１に収まるか、もしくは所定の整列姿勢と異なる不揃い部品と共に溝上面を滑って、収納溝１２１と略々直交する方向に配置された不揃い部品収納部１２５に収納される。
【００２５】
また、整列トレイ１２０の収納溝１２１の長手方向一端には整列されたプッシュナット１１０を取外す取出開口１２２が設けられ、整列されたプッシュナット１１０を指の腹等で順次、１つずつ取り出すことができる。さらにまた、整列トレイ１２０上の取出開口１２２が設けられた一辺を除く三辺にはフランジ１２６が設けられ、プッシュナット投入時および整列トレイ揺動時の部品の、飛散、落下を防止する。
【００２６】
この他不揃い部品の回収については、上述の収納溝１２１と略々直交する方向に配置された不揃い部品収納部１２５に加え整列トレイ１２０の収納溝底面に選別開口を設け、整列トレイ１２０の下方に位置するトレイ底部１２７に所定の整列姿勢と異なる不揃い部品を落下させることもできる。
【００２７】
次に、本考案の部品整列装置１００の構成について説明する。
部品整列装置１００は、整列すべき表裏形状の異なる部品を収納し整列させ整列部品と不揃い部品を区分け収納可能な整列トレイ１２０を有し、整列トレイ１２０が中継ホルダー１４０を介して固定された保持台１５０と、整列トレイ１２０と一体になった保持台１５０を整列のため移動させるガイドレール１６０からなり、さらにガイドレール１６０上で保持台１５０を整列のため移動させるために傾斜させる傾斜台１７０、または揺動させる揺動支点１７１を有する。
【００２８】
この整列装置について図２および図８、図９に基づいて説明すると、部品整列装置１００は、整列すべき表裏形状の異なる部品を収納し整列させ整列部品と不揃い部品を区分け収納可能な整列トレイ１２０を有し、この整列トレイ１２０を支持し、かつ左右及び又は上下に揺動自在に支持する装置フレーム１３０とから構成される。また装置フレーム１３０は、中継ホルダー１４０を介して整列トレイ１２０が固定される保持台１５０と、保持台１５０を整列のため移動させるガイドレール１６０からなり、さらにガイドレール１６０上で上記整列トレイ１２０と一体となった保持台１５０を部品の収納溝１２１と交叉する方向に左右及び又は上下に揺動自在に支持する。またガイドレール１６０の左右両端には整列トレイ１２０と一体となった保持台１５０が左右移動したときのストッパー１６１がある。このストッパー１６１に適当な速度で当てた衝撃によっても、収納溝１２１へのプッシュナット等の部品の整列が可能となる。
【００２９】
図８は整列トレイ１２０と一体となった保持台１５０を水平方向に対し所定角度傾斜させるために、ガイドレール１６０の一端に傾斜台１７０を取り付け固定し上記装置フレーム１３０を傾斜させ構成した部品整列装置１００の実施例である。
【００３０】
整列トレイ１２０と一体となった保持台１５０は、ガイドレール１６０上を部品の収納溝１２１と交叉する方向に左右に自在に移動可能であり、整列トレイ１２０上にランダムにプッシュナット等の部品を載せた状態で斜面の高い位置に移動させ、重力で斜面を移動させることで、上述のように収納溝１２１内に部品を整列させることができる。移動は手動またはモータ等電動のいずれでも可能であり、また移動せずに適当な振動を与えて収納溝１２１に適合しない部品を整列トレイ１２０の斜面上を滑らせ排除することもできる。収納溝１２１に適合しなかった部品は収納溝１２１と略々直交する方向の整列トレイの端部に配置された不揃い部品収納部１２５に収納される。
【００３１】
図９は、実施例の形態で上記装置フレーム１３０のガイドレール１６０のほぼ中央部に軸受け支持される揺動支点１７１を設け、上述の整列トレイ１２０を上記装置フレーム１３０毎、シーソー状に揺動させるようにした部品整列装置１００である。シーソー状に揺動させることで、整列トレイ１２０がガイドレール１６０上を左右に移動しガイドレール両端のストッパー１６１に当たり、その適当な衝撃で収納溝１２１内に部品を整列させることができる。収納溝１２１に適合しなかった部品は収納溝１２１と略々直交する方向の整列トレイ１２０に配置された不揃い部品収納部１２５に収納される。この場合不揃い部品収納部１２５は、ガイドレール１６０の左右両端に配置し整列効率を上げることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の部品整列トレイを示す斜視図。
【図２】図１のトレイを用いた部品整列装置の平面図。
【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図。
【図４】プッシュナットの形状を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は中央断面図。
【図５】図４のプッシュナットの使用状態図。
【図６】図１のトレイ及び図２の部品整列装置における部品係合溝の形状を示し、（ａ）は整列状態のプッシュナット、（ｂ）は不揃い状態のプッシュナット、（ｃ）は整列状態のビス、（ｄ）は不揃い状態のビスを示す。
【図７】図１のトレイ及び図２の装置における部品収納溝の動作状態の説明図。
【図８】図２の装置のフレーム構造を示す正面図。
【図９】図８と異なるフレーム構造の説明図。
【符号の説明】
【００３３】
１００  部品整列装置
１１０  プッシュナット
１１１  中心穴
１１２  外周縁部
１１３  割り部
１１４  内周端面
１１５  取付軸
１１６  被締結部材
１２０  整列トレイ
１２１  収納溝
１２２  取出開口
１２３  段差係合面
１２４  傾斜係合面
１２５  不揃い部品収納部
１２６  フランジ
１２７  トレイ底部
１３０  装置フレーム
１４０  中継ホルダー
１４１  取付ネジ
１５０  保持台
１６０  ガイドレール
１６１  ストッパー
１７０  傾斜台
１７１  揺動支点
【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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