(57)【要約】【課題】  簡易な構成で部品を部品の軸が鉛直方向となるように確実に配置する部品配置装置、および部品配置装置配列を実現する。【解決手段】  水平面に対して９０度より小さい角度を保ち下端が中心軸から離れた線分を前記中心軸を軸として螺旋状に１回転して形成される斜面と、前記斜面の上端に接触し前記斜面の上端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする上部円筒と、前記斜面の下端に接触し前記斜面の下端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする下部円筒とを備える。【選択図】      図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面に対して９０度より小さい角度を保ち下端が中心軸から離れた線分を前記中心軸を軸として螺旋状に１回転して形成される斜面と、
前記斜面の上端に接触し前記斜面の上端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする上部円筒と、
前記斜面の下端に接触し前記斜面の下端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする下部円筒とを備えることを特徴とする部品配置装置。
【請求項２】
水平面に対して９０度より小さい第１の角度を保ち下端が中心軸から離れた第１の線分と、第１の線分を含む平面上で第１の線分の上端に片端が接触し前記水平面に対して前記第１の角度より小さい第２の角度を保つ第２の線分とを前記中心軸を軸として螺旋状に１回転して形成される斜面と、
前記斜面の上端に接触し前記斜面の上端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする上部円筒と、
前記斜面の下端に接触し前記斜面の下端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする下部円筒とを備えることを特徴とする部品配置装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載される複数の部品配置装置が配列されてなる部品配置装置配列において、前記複数の部品配置装置はそれぞれの前記中心軸の方向が一致し、かつそれぞれの前記上部円筒の上端面が同一面に一致する様に配列される部品配置装置配列。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品配置装置、および部品配置装置配列に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器は大量生産から多品種少量生産へ変化し、グローバル（global）生産が行われている。これに伴い、機器を構成する部品は、１つの供給元から大量に購入するのではなく、複数の供給元から必要な量だけを購入するという傾向にある。そのため、供給元ごとに異なる多様な荷姿で部品が納入されている。
【０００３】
一方、生産工程では、生産設備に投入される部品が一様な向きになっていなければ、取り扱いが非常に難しいことがある。しかし、複数の部品供給元に対して統一した納入荷姿を指定することは原価高の原因となる。そのため、部品納入から生産設備への投入に至る間に、自動機が扱いやすいように部品の姿勢変換や整列作業を行う必要がある。
【０００４】
特許文献１では、簡単な構成で複数の部品を一度に姿勢変換して各部品の向きを一致させる治具として、以下の技術が示されている。即ち、トレー（tray）上に並べられた複数の部品について、姿勢変換前後のトレーを重ね合せて上下反転して、変換後トレー上で姿勢変換するような凹部を設けている。この治具は、トレー内の部品を一度に姿勢変換することができる。
【０００５】
また、一般的な技術として、図１１に示す治具１００の様に、整列穴１０２の入口に漏斗状の斜面１０１を設ける方法がある。そして、斜面１０１に投入された部品が整列穴１０２に入って部品が起立する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５２９４７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されている方法は、起立している部品を横にして同じ向きに整列する技術であり、横になっている部品を起立させることは出来ない。
【０００８】
また、図１１に示す関連技術による治具１００では、図１２に示す様に部品１６の長手方向が水平のまま斜面１０１に引っ掛かりやすい。その為、治具１００に対して振動や衝撃を与えながら、部品を整列穴１０２に入れる必要がある。そのため、治具の構造が複雑になる。
【０００９】
本発明の部品配置装置および部品配置装置配列は、簡易な構成で部品を部品の軸が鉛直方向となるように確実に配置することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の部品配置装置は、水平面に対して９０度より小さい角度を保ち下端が中心軸から離れた線分を前記中心軸を軸として螺旋状に１回転して形成される斜面と、前記斜面の上端に接触し前記斜面の上端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする上部円筒と、前記斜面の下端に接触し前記斜面の下端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする下部円筒とを備える。
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明の部品配置装置配列は、水平面に対して９０度より小さい角度を保ち下端が中心軸から離れた線分を前記中心軸を軸として螺旋状に１回転して形成される斜面と、前記斜面の上端に接触し前記斜面の上端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする上部円筒と、前記斜面の下端に接触し前記斜面の下端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする下部円筒とを備えることを特徴とする複数の部品配置装置が配列されてなる部品配置装置配列において、前記複数の部品配置装置はそれぞれの前記中心軸の方向が一致し、かつそれぞれの前記上部円筒の上端面が同一面に一致する様に配列される部品配置装置配列。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、部品配置装置および部品配置装置配列は、簡易な構成で部品を部品の軸が鉛直方向となるように確実に配置することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態の構成例を説明する図である。
【図５】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図６】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図７】第１の実施形態の動作を説明する図である。
【図８】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図９】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態の構成例を示す図である。
【図１１】関連技術の構成を示す図である。
【図１２】関連技術を説明する図である。
【図１３】第３の実施形態の構成例を示す図である。
【図１４】第４の実施形態の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１の実施形態］
次に、本発明の実施の形態について図１乃至図４を参照して詳細に説明する。
［構成の説明］
図１に本実施形態の部品配置装置１０の構成を示す。
【００１５】
また、図１には部品配置装置１０で部品の姿勢を変える前の状態で部品が収納されている、片側開口のトレー２０が示されている。図１では、トレー２０の開口は下向きに記されている。
【００１６】
更に、図１には部品配置装置１０で部品の姿勢を変えた後の状態で部品が収納される、片側開口のトレー３０が示されている。図１では、トレー３０の開口は上向きに記されている。
【００１７】
部品配置装置１０は、部品投入口１１、部品排出口１２、斜面１３、上部円筒１４、および下部円筒１５によって構成される。
【００１８】
また、図４に、部品配置装置１０に投入される部品１６を示す。部品１６は、図４の点線に示される様に、外形が図中Ｃ−Ｃで示す部品の軸（以下、部品軸）に平行な側面と、部品軸と直交する２つの端面で表現できる円柱形状を有する。また、部品１６は、部品１６の中心に対して、部品軸方向に対称形である。この様な形状の部品１６を、以下、円柱状の部品１６と称する場合がある。
【００１９】
図２は図１に示される部品配置装置１０の、Ａ−Ａにおける断面図である。
【００２０】
図３は図１に示される部品配置装置１０の、Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【００２１】
斜面１３は、水平面に対して９０度より小さい角度を保ち下端が中心軸から離れた線分を前記中心軸を軸として螺旋状に１回転して形成される形状をしている。図１の例では、斜面１３は、上面から見て起点から右回りに１周するにつれて、側面から見た高さが低くなっていく形状である。
【００２２】
尚、斜面１３は、図１の上面に相当する面から見て、起点から左回りに１周するにつれて、側面から見た高さが低くなっていく形状であってもよい。
【００２３】
上部円筒１４は斜面１３の上端に接触し、斜面１３の上端を前記水平面へ正射影した径と同じ径で、前記中心軸を軸とする円筒である。上部円筒の直径は、部品１６の外形の円柱の高さより大きい。
【００２４】
ここで、図２に示す様に本実施形態の例では上部円筒は、上部円筒１４の上端と斜面１３の最上端が一致している。しかし、上部円筒１４の上端が斜面１３の最上端より上にあっても良い。
【００２５】
部品投入口１１は、上部円筒１４の上端の穴であり、部品配置装置１０に部品を投入する穴である。
【００２６】
下部円筒１５は斜面１３の下端に接触し、斜面１３の下端を前記水平面へ正射影した径と同じ径で、前記中心軸を軸とする円筒である。下部円筒の直径は、円柱状の部品１６の円柱の直径より大きく、円柱の高さより小さい。
【００２７】
部品排出口１２は下部円筒の下端の穴である。部品１６は、部品１６の部品軸と下部円筒１５の中心軸とが平行となって部品排出口１２から落下する。
【００２８】
また、トレー２０の開口２１は、部品投入口１１とほぼ同じ大きさに設計されている。例えば、開口２１が正方形であれば、正方形の一辺の長さが部品投入口１１の直径とほぼ一致する。
【００２９】
更に、トレー３０の開口３１は、部品１６が部品の端面で自立出来れば部品排出口１２の直径より大きければ良い。また、開口３１は、部品１６が部品の端面で自立できなければ、部品１６が倒れない大きさの開口である必要がある。
［動作の説明］
次に本実施形態の動作の説明を図１乃至図９を参照して説明する。
【００３０】
はじめに、図１および図７を参照して、本実施形態の部品配置装置１０の使用方法を説明する。
【００３１】
部品の保管状態では、トレー２０は開口２１を上にして部品１６を保管している。
【００３２】
この状態で、部品配置装置１０をトレー２０の上に、部品投入口１１を下、部品排出口１２を上にしてトレー２０に乗せる。
【００３３】
次に、トレー３０の開口３１を下にして部品配置装置１０の部品排出口１２の上にトレー３０を載せる。この状態で、図７の左図の様に、下から順にトレー２０、部品配置装置１０、トレー３０の順に重なっている。
【００３４】
そして、これらが重なった状態のまま、上下を反転する。すると、図７の右図の様に、下から順にトレー３０、部品配置装置１０、トレー２０の順になる。この様にすることで、トレー２０に保管されていた部品１６は、部品配置装置１０の中を通り、トレー２０に落下する。
【００３５】
この後、部品配置装置１０とトレー２０を取り去ると、トレー３０には部品配置装置１０の部品排出口１２から落下した部品１６が起立した状態で配置されている。
【００３６】
以上が、部品配置装置１０の使用方法である。
【００３７】
次に、本実施形態の部品配置装置１０と、図１１に示される関連技術の治具１００の動作とを比較するために、関連技術の動作の問題点について図１２を参照して説明する。
【００３８】
図１１に示す治具１００に、部品１６が落下する場合を説明する。
【００３９】
部品１６は漏斗状の斜面７１の上部にさまざまな姿勢で落下する。すると、図１２に示す様に部品１６は斜面１０１に接触した際に、円柱状の部品１６の側面が水平状態になる可能性がある。
【００４０】
ここで、斜面１０１の最大傾斜方向と直交する向きは、同一高さにおける斜面１０１の何れの位置でも水平方向である。そのため、図１２に示す様に円柱状の部品１６の円柱の側面が斜面１０１と水平に接触すると、部品１６はこの状態で静止してしまって整列穴１０２へ落下しない。
【００４１】
以上が、図１１に示す関連技術による動作の問題点である。
【００４２】
次に、本実施形態の動作の説明を図１乃至図６を参照して説明する。
【００４３】
図５は、図１に示した部品配置装置１０のＡ−Ａ断面であり、図２の部品配置装置１０と同一である。
【００４４】
図６は、図１に示した部品配置装置１０のＢ−Ｂ断面であり、図３の部品配置装置１０と同一である。
【００４５】
図５では、部品１６がトレー２０から落下して、円柱状の部品１６の側面が、斜面１３に水平に接触した様子を示している。
【００４６】
斜面１３は、上面から見て起点から右回りに１周するにつれて、側面から見た高さが低くなっている。従って、図５の断面図に示す左側の斜面１３は、図の手前から奥に対して高さが低くなる勾配がついている。また、図５の断面図に示す右側の斜面１３は、図の奥から手前に対して高さが低くなる勾配がついている。
【００４７】
そのため、図５の矢印に示す様に、部品１６の左端は図の手前から奥へ回転する力が働く。また、部品１６の右端は図の奥から手前へ回転する力が働く。この回転する力は部品１６の両端が斜面１３と接触している間、常に働く。
【００４８】
図６は、部品１６が図５の状態から斜面１３を回転しながら移動し、図６の位置に到達した状態を示している。
【００４９】
部品１６は、図６の位置から更に斜面１３を回転移動し、やがて部品１６の片端が下部円筒１５に上部に達した後、部品１６は下部円筒に移動し、部品１６の部品軸が鉛直方向となって部品排出口１２から落下する。
【００５０】
前述した、図１１および図１２に示した関連技術による治具１００では、図１２に示す様に円柱状の部品１６の円柱の側面が斜面７１と水平に接触すると、部品１６はこの状態で静止してしまって整列穴１０２へ落下しなかった。しかし、本実施形態の部品配置装置１０は、図５を参照して説明した様に、円柱状の部品１６の円柱の側面が斜面１３に水平に接触しても、斜面１３が図面と垂直方向に傾斜がついているために、部品１６が転がる力が働く。そのため、円柱状の部品１６の円柱の側面が、斜面１３に水平に接触しても斜面１３に静止してしまうことがない。
【００５１】
また、特許文献１に示される治具の様に、部品姿勢を変換する前にトレー上で部品が整列している必要もない。
【００５２】
以上説明した様に、本実施形態の部品配置装置１０は、簡易な構成で部品１６を部品軸が鉛直方向となるように確実に配置することが可能となる。
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について図８乃至図１０を参照して説明する。
［構成の説明］
図８乃至図１０に第２の実施形態の構成を示す。
【００５３】
図８に示す本実施形態の部品配置装置８０の外観は、図１に示される第１の実施形態の部品配置装置１０の外観と、ほぼ同じである。しかし、第１の実施形態の部品配置装置１０の斜面１３と、本実施形態の部品配置装置８０の斜面の形状が異なる。
【００５４】
図９は図８に示される部品配置装置８０の、Ａ−Ａにおける断面図である。
【００５５】
図１０は図８に示される部品配置装置８０の、Ｂ−Ｂにおける断面図である。
【００５６】
部品配置装置８０の斜面１７は、下端が中心軸から離れた第１の線分と第１の線分の上端に接続され第１の線分と同一面内の第２の線分を、前記中心軸を軸として螺旋状に１回転して形成される形状をしている。ここで、第１の線分は水平面に対して９０度より小さい角度を保ち、第２の線分は第１の線分の水平面に対する角度より更に小さい角度を保つ。
【００５７】
図８の例では、斜面１７は、上面から見て起点から右回りに１周するにつれて、側面から見た高さが低くなっていく形状である。
【００５８】
尚、斜面１７は、図８の上面に相当する面から見て、起点から左回りに１周するにつれて、側面から見た高さが低くなっていく形状であってもよい。
【００５９】
斜面１７の形状以外は、第１の実施形態の部品配置装置１０と同じであるので、斜面１７以外の構成の説明は省略する。
［動作の説明］
本実施形態の斜面１７は、勾配が２段階になっていて、水平状態に落下した部品が上部の勾配を回転しながら下方に移動すると、途中で下部の勾配に達する。下部の勾配は上部の勾配より急こう配であるので、鉛直方向へ部品が傾く力が強く作用する。
【００６０】
この様にすることで、本実施形態の部品配置装置８０は、第１の実施形態で示した部品配置装置１０と比べて、より確実に部品１６を配置することが可能となる。
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について図１３を参照して説明する。
【００６１】
図１３は、本実施形態の実施形態の部品配置装置配列２００の構成例を示している。
【００６２】
第１の実施形態の部品配置装置１０は、部品１６が１つの場合に用いる装置であった。
【００６３】
本実施形態の部品配置装置配列２００は、部品配置装置１０を複数個配列して一体構造としている。
【００６４】
尚、部品配置装置１０の外形は、直方体であった。しかし、本実施形態の部品配置装置配列２００は、内壁の形状に対して一定の厚みをもち、内壁の形状とほぼ相似形の外形となっている。この様な外形にしても、部品配置装置の機能は変わらない。また、部品配置装置配列２００の全体の外形を直方体としてもよい。
【００６５】
ここで、部品配置装置１０を使用する際には、部品配置装置１０に投入前の部品を保管するトレー２０、および部品配置装置１０から排出されて起立した部品を収納するトレー３０を利用していた。
【００６６】
本実施形態の部品配置装置配列２００を使用する際も同様に、部品配置装置配列２００に投入前の複数の部品を保管するトレーを用い、このトレーには部品配置装置配列２００の複数の部品投入口に対向する、複数の開口を有する。
【００６７】
更に、部品配置装置配列２００を使用する際には、部品配置装置配列２００から排出されて起立した部品を収納するトレーを用い、このトレーには部品配置装置配列２００の複数の部品排出口に対向する、複数の開口を有する。
【００６８】
これらの２つのトレーと部品配置装置配列２００の使用方法は、第１の実施形態で示したトレー２０、トレー３０、および部品配置装置１０の使用法と同様であるので、説明を省略する。
【００６９】
尚、上記の説明では第１の実施形態で示した部品配置装置１０を複数個配列しているが、第２の実施形態で示した部品配置装置８０を複数個配列しても良い。
【００７０】
以上説明した様に、本実施形態の部品配置装置配列２００は、複数の部品配置装置１０を複数個配列することで、同時に複数の部品を部品軸が鉛直方向となるように配置することが可能となる。
［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態について図１４を参照して説明する。
【００７１】
本実施形態の部品配置装置３００は、水平面に対して９０度より小さい角度を保ち下端が中心軸から離れた線分を前記中心軸を軸として螺旋状に１回転して形成される斜面３０１を備える。また、部品配置装置３００は、前記斜面３０１の上端に接触し前記斜面３０１の上端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする上部円筒３０２を備える。そして、前記斜面３０１の下端に接触し前記斜面３０１の下端の前記水平面への正射影と同じ径で前記中心軸を軸とする下部円筒３０３とを備える。
【００７２】
この様にすることで、上部円筒３０２から投入された円柱状の部品は、円柱の側面が斜面３０１に水平に接触しても、部品が転がる力が働く。そのため、円柱状の部品の円柱の側面が、斜面３０１に水平に接触しても斜面３０１に静止してしまうことがない。
【００７３】
以上説明した様に、本実施形態の部品配置装置３００は、簡易な構成で部品軸が鉛直方向となるように部品を確実に配置することが可能となる。
【００７４】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、次のように拡張または変形できる。
【符号の説明】
【００７５】
１０  部品配置装置
１１  部品投入口
１２  部品排出口
１３  斜面
１４  上部円筒
１５  下部円筒
１６  部品
１７  斜面
２０  トレー
２１  開口
３０  トレー
３１  開口
７１  斜面
８０  部品配置装置
１００  治具
１０１  斜面
１０２  整列穴
２００  部品配置装置配列
３００  部品配置装置
３０１  斜面
３０２  上部円筒
３０３  下部円筒
【図１】
2018043831.tif 000003
【図２】
2018043831.tif 000004
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2018043831.tif 000014
【図１３】
2018043831.tif 000015
【図１４】
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