(57)【要約】【課題】小型で、部品の向きなどを判別することができるパーツフィーダを提供する。【解決手段】ボス部Ｗ１を有し、重量バランスに偏りのあるワークＷを、配列スペースＳ内に起立姿勢で配列し、配列スペースＳの底部をなすベース部２３を昇降させて、上方に傾斜する荷重板２７とワークＷとを当接させ、ボトムプレート２１側にボス部Ｗ１が向いているワークＷをベース部２３から落下させる一方で、サイドプレート２２側にボス部Ｗ１が向いているワークＷは落下させずに搬出口２５ａから次工程に送り出すように構成した。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された多数のワークを所定の向きで整列させて順番に次工程に送り出すパーツフィーダにおいて、
前記ワークを起立させた姿勢で一列に配列して押し上げて、起立姿勢での前記ワークの重量バランスの偏りを利用し、前記所定の向きと反対の向きである排除すべき向きの前記ワークを落下させて前記ワークの姿勢を選別するように構成したことを特徴とするパーツフィーダ。
【請求項２】
一列に配列させた前記ワークを起立姿勢で押し上げるベース部を立設したプレートに沿って昇降自在に設けると共に、前記プレートに前記ベース部の上死点近傍で前記プレートから前記ベース部に向かって傾斜する荷重板を設けたことを特徴とする請求項１に記載のパーツフィーダ。
【請求項３】
上死点にある前記ベース部から前記ワークを前記次工程に送り出す搬出口を設けたことを特徴とする請求項２に記載のパーツフィーダ。
【請求項４】
前記ベース部の上面に前記ワークを前記排出口に導く傾斜を設けたことを特徴とする請求項３に記載のパーツフィーダ。
【請求項５】
前記プレートに向かって下り勾配を有する傾斜部を備える底部を有し、前記プレートと前記傾斜部との間に前記ベース部を配設したことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のパーツフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品の整列や供給に使用するパーツフィーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ネジやピンなどの部品を自動組み立て機に自動的に供給したり、供給する部品を整列させたりするパーツフィーダの従来技術としては、スパイラル状の搬送路を備えるボウルを上下振動させたり、回転振動させたりし、ボウル内に部品を搬送路に沿って整列させつつ搬送するものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２４８９１号公報（第１頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−１２４２１４号公報（段落番号００１３、００２７、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のパーツフィーダで、例えばウォームホイールなどの比較的大型の部品を整列させ、搬送しようとすると、部品をスパイラル状に搬送させるボウル自体が大きくなり、パーツフィーダの装置自体が大型化するという問題がある。
さらに、ウォームホイールなど非対称な形状を有する部品を、その向きを正しく自動組み立て機に供給する場合には、手作業で向きを確認しなければならないので、作業性が悪かった。
この発明は、上記の課題を解決することを目的とし、小型で、部品の向きなどを判別することができるパーツフィーダを提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の請求項１にかかる発明は、供給された多数のワークを所定の向きで整列させて順番に次工程に送り出すパーツフィーダにおいて、前記ワークを起立させた姿勢で一列に配列して押し上げて、起立姿勢での前記ワークの重量バランスの偏りを利用し、前記所定の向きと反対の向きである排除すべき向きの前記ワークを落下させて前記ワークの姿勢を選別するように構成したことを特徴とするパーツフィーダとした。
【０００６】
このパーツフィーダは、その形状などにより重量バランスに偏りを有するワークの整列および供給に用いられる。パーツフィーダは、不揃いな向きで供給される多数のワークを最初に起立姿勢にさせる。この際に、ワークを一列に配列させることでワークの向きを２通りに特定する。上記したようにワークは重量バランスに偏りを有するので、２通りの向きに特定されたワークはその向きにより異なる重心位置を有する。そこで、この状態でワークを上方に押し上げて、その重量バランスの偏りに応じて一方の向きのワークのみを落下させて、起立姿勢で所定の向きのワークのみを選別する。
【０００７】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載のパーツフィーダにおいて、一列に配列させた前記ワークを起立姿勢で押し上げるベース部を立設したプレートに沿って昇降自在に設けると共に、前記プレートに前記ベース部の上死点近傍で前記プレートから前記ベース部に向かって傾斜する荷重板を設けたことを特徴とする。
【０００８】
このように構成したパーツフィーダは、重量バランスの偏りを利用してワークを落下させる手段として、傾斜して配置された荷重板を用いる。この荷重板はベース部に配設されたワークをプレート側から押圧するように作用する。つまり、プレート側に重心位置が寄っているワークは荷重板に押圧されても落下しない。これに対して、プレート側と反対側に重心位置が寄っているワークが荷重板に押圧されると、重量バランスを崩してベース部から落下する。
【０００９】
請求項３にかかる発明は、請求項２に記載のパーツフィーダにおいて、上死点にある前記ベース部から前記ワークを前記次工程に送り出す搬出口を設けたことを特徴とする。
このように構成したパーツフィーダは、荷重板により選別されたワークを、ベース部の上死点において次工程に送り出す。
【００１０】
請求項４にかかる発明は、請求項３に記載のパーツフィーダにおいて、前記ベース部の上面に前記ワークを前記排出口に導く傾斜を設けたことを特徴とする。このように構成したパーツフィーダは、起立姿勢のワークが自走する形状を有する場合に、ベース部の傾斜によりワークが自動的に搬出口に導く。
【００１１】
請求項５にかかる発明は、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のパーツフィーダにおいて、前記プレートに向かって下り勾配を有する傾斜部を備える底部を有し、前記プレートと前記傾斜部との間に前記ベース部を配設したことを特徴とする。
【００１２】
このパーツフィーダは、プレートと傾斜部との間を利用してワークを起立姿勢にしてベース部に配列させる。例えば、ベース部の下死点を傾斜部よりも下側にすると、ベース部を底面とし、プレートと傾斜部とで区画されるスペースにワークが起立姿勢で導かれるようになる。また、ベース部に配列しきれなかったワークや、重量バランスの偏りを利用して落下させられたワークが傾斜部において、その向きを反転させられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１はパーツフィーダの平面図であり、図２はパーツフィーダの側面図である。さらに、図３はパーツフィーダの選別部の斜視図である。
【００１４】
本実施形態におけるパーツフィーダは、ワークをその起立姿勢における重心の位置により選別して不図示の自動組み立て機に順番に供給するものである。以下においてワークは、高さに比べ径が充分に大きい円筒形状を有する基部と、基部の一方の面を一部突出させたボス部とを有する。ボス部を有することでワークの重心は基部の中心よりもボス部側に偏っている。なお、このようなワークの例としては、歯車が基部に相当し、歯車よりも小径の出力軸がボス部に相当するウォームギヤや、減速機構付きのモータの減速機構部の開口部分を覆うボトムカバーなどがあげられる。
【００１５】
図１、図２、および図３に示すように、パーツフィーダは、供給部１から送り込まれるワークＷを不図示の自動組み立て機に供給する選別部２を有する。選別部２は、供給部１の搬出端１ａに一端が連結された底部であるボトムプレート２１を備える。このボトムプレート２１は供給部１側の一端を基点として下り勾配を有する傾斜部２１ａを有し、傾斜部２１ａの先にはさらに大きな下り勾配を有する傾斜部２１ｂを有する。そして、傾斜部２１ｂよりも先に位置するボトムプレート２１の先端部２１ｃは、屈曲線２１ｄから鉛直下方に屈曲させてある。ボトムプレート２１の傾斜部２１ｂおよび先端部２１ｃから所定距離だけ離間した位置にはサイドプレート２２を配設してあり、ボトムプレート２１とサイドプレート２２との間には、その長さ方向に沿って板状のベース部２３を昇降自在に配置してある。ボトムプレート２１およびサイドプレート２２の長さ方向のそれぞれの端部には一対のエンドプレート２４，２５を当接させてあり、ワークＷの脱落を防止している。図３に示すように、一方のエンドプレート２５には選別後のワークＷを自動組み立て機に送り出す搬出口２５ａを形成してある。なお、図３は一対のエンドプレート２４，２５のうち、エンドプレート２４を除いた状態が図示してある。
【００１６】
ベース部２３は、細長形状の板状部材からなり、その長さはエンドプレート２４，２５間の距離に略等しい。ベース部２３の幅は、ボトムプレート２１の先端部２１ｃとサイドプレート２２との間の距離にほぼ等しく、起立姿勢のワークＷの幅と同程度である。ベース部２３の上面２３ａは、エンドプレート２４側からエンドプレート２５側にかけて下り勾配となる傾斜を有する。また、このベース部２３は昇降機構２６により所定の上死点と下死点との間を往復移動する。なお、上死点は、ベース部２３の上面２３ａの最も高さの低い端部がエンドプレート２５の搬出口２５ａと同じ高さになる位置であり、下死点はボトムプレート２１の傾斜部２１ｂと先端部２１ｃとの間の境界線２１ｄよりも下方で、かつボトムプレート２１とサイドプレート２２の間からワークＷが脱落しない位置である。このときの先端部２１ｃとサイドプレート２２と、エンドプレート２４，２５、およびベース部２３の上面２３ａが形成する空間が、ワークＷを起立姿勢で一列に配列させる配列スペースＳ（図３参照）となる。
【００１７】
昇降機構２６は、ベース部駆動用モータ３１の回転を直線運動に変換してベース部２３をスライドレール３２に沿って昇降させるスライダクランク機構であり、ベース部２３の下端に取り付けられている連結板３３と、この連結板３３に一端が回動可能に取り付けられた揺動アーム３４を有する。揺動アーム３４の他端には、ベース部駆動用モータ３１の出力軸に連結された回転アーム３５の一端を回動可能に取り付けてある。回転アーム３５の一端がベース部駆動用モータ３１の出力軸の真下に位置するときが、ベース部２３が最も下側に位置する下死点となる。この位置からベース駆動用モータ３１を正転または逆転させると、揺動アーム３４は連結板３３を押し上げるように作用し、連結板３３がサイドプレート２２に沿って並設した２本のガイドレール３２にスライド部材３６を摺動させながら上昇する。そして、回転アーム３５の一端がベース部駆動用モータ３１の出力軸の真上に位置するときが、ベース部２３が最も上側に位置する上死点となる。また、この連結板３３は、２本のワイヤー３７で吊り下げられている。ワイヤー３７の一端は、プーリ３８を介してバランサ３９に係止してある。ベース部２３が上昇するとバランサ３９が下降し、ベース部２３が下降するとバランサ３９が上昇して、ベース部２３の昇降をスムーズに行わせる。
【００１８】
サイドプレート２２は、フレーム４１に固定されており、その上端はベース部２３の上死点よりも高い位置にある。サイドプレート２２の上端にはヒンジなどを用いて荷重板２７の下端が取り付けてある。この荷重板２７は、ベース部２３に向かって傾斜する傾斜姿勢を通常の姿勢とする。一方、ベース部２３がワークＷを押し上げたときには、荷重板２７がワークＷにより押し上げられて下端を回動支点として立ち上がる。なお、荷重板２７の重さや、傾斜角度は、後に説明するように、一定の方向を向いたワークＷを落下させるのに必要な重さや、傾斜角である。
【００１９】
このような選別部２にワークＷを供給する供給部１は、底部にベルトコンベア１１を有するホッパからなる。ベルトコンベア１１は、ホッパの最も低い位置に軸支した従動プーリ１２と、従動プーリ１２よりも高い位置であって、選別部２のボトムプレート２１に近接した位置に軸支した駆動プーリ１３との間にベルト１４を架け渡した構成を有し、コンベア駆動用モータ１５で駆動プーリ１３を回転させてワークＷを従動プーリ１２側の搬入端から駆動プーリ１３側の搬出端１ａまで搬送し、搬出端１ａから選別部２にワークＷを送り出す。
【００２０】
なお、パーツフィーダの制御は、図示しない制御装置において行われる。制御装置は、自動組み立て機の稼動状態に応じて、供給部１のコンベア駆動用モータ１５の回転制御と、選別部２の昇降機構２６のベース部駆動用モータ３１の回転制御と、搬出口２５ａを覆うシャッタ（不図示）の開閉制御とを行う。
【００２１】
次に、この実施形態の作用について説明する。初期条件として、搬出口２５ａは自動組み立て機にワークＷを供給するレールに連結されているものとし、ベース部２３は下死点で待機しているものとする。
まず、供給部１内に所定量のワークＷを供給する。制御装置はコンベア駆動用モータ１５を回転させて、コンベア１１を稼働し、ワークＷを搬入端から搬出端１ａまで搬送する。搬出端１ａに達したワークＷは、選択部２のボトムベース２１上に落下する。
【００２２】
このようにして選択部２に供給されたワークＷは、図３に示すように、ボトムプレート２１の傾斜部２１ａ，２１ｂに沿ってボトムプレート２１の先端部２１ｃとサイドプレート２２との間に形成される配列スペースＳに向かって移動する。この際に、ワークＷが先端部２１ｃに向かって徐々に傾斜角度を増加させる傾斜部２１ａ，２１ｂに沿って起立姿勢に近い姿勢で配列スペースＳに導入され、一部のワークＷが配列スペースＳ内で起立姿勢になる。なお、起立姿勢とは、図３に破線で示すように、大径の基部Ｗ２の円周面がベース部２３と接触し、ここを起点としてワークＷの回転軸を水平に保つような姿勢である。言い換えると、基部Ｗ２の平面で設地する平置き姿勢から、基部Ｗ２の円周の端部を起点として９０度立ち起こした状態である。
【００２３】
供給部１から供給されるワークＷは順番に配列スペースＳ内に起立姿勢で配列される。しかしながら、ワークの小径のボス部Ｗ１の向きは一致しておらず、ボス部Ｗ１がボトムプレート２１の先端部２１ｃ側を向いているものもあれば、ボス部Ｗ１がサイドプレート２２側に向いているものもある。そして、配列スペースＳに収容可能な数だけワークＷが収容されたら、配列スペースＳ内に納まりきらない残りのワークＷが配列スペースＳから一部が露出したり、他のワークＷに重なるようにして配列スペースＳの上方に留まったりする。
【００２４】
この状態でベース部駆動用モータ３１を回転させて、回転アーム３５および揺動アーム３４を駆動させてベース部２３をサイドレール３２に沿って上昇させると、図４に示すように、ベース部２３により配列スペースＳ内に配列させられているワークＷが押し上げられ、配列スペースＳ間に配列させられていたワークＷは、主にベース部２３の上面２３ａによって支えられることになる。この際に、配列スペースＳに収容しきれなかったワークＷは、ベース部２３およびベース部２３に押し上げられるワークＷにより払い除けられ、ボトムプレート２１の傾斜部２１ｂに戻される。このときに、一部のワークＷは回転してボス部Ｗ１の位置が反転する。
【００２５】
ここで、ベース部２３により押し上げられるワークＷは、ボス部Ｗ１を有することにより基部Ｗ２の中心から重心がずれているが、ベース部２３はワークＷを保持するのに充分な幅を有するので、この段階でワークＷがベース部２３から脱落することはほとんどない。
【００２６】
さらに、ベース部２３が上昇すると、その上死点に至る前に、起立状態で配列したワークＷの基部Ｗ２が荷重板２７に当接する。図５（ａ）に示すように、ワークＷは荷重板２７に押圧されて傾く。ここで、荷重板２７は、ボス部Ｗ１をサイドプレート２２側に向けたワークＷを傾けてベース部２３から落下させるように、あらかじめ荷重板２７の重さや傾斜角度を設定してあるので、ボス部Ｗ１をボトムプレート２１側に向けたワークＷ（図５（ｂ）参照）は、図６に示すように、重量バランスを崩してベース部２３の上面２３ａから落下する。落下したワークＷはボトムプレート２１の傾斜部２１ａ，２１ｂに戻る。なお、このときに落下するワークＷの中には回転してボス部Ｗ１の位置が反転するものがある。
【００２７】
これに対して、図５（ｂ）に示すように、ボス部Ｗ１をボトムプレート２１側に向けたワークＷは、基部Ｗ２の中心よりもボトムプレート２１側に重心位置があるので、荷重板２７に押圧されてもワークＷは落下する程度には傾かない。したがって、ボス部Ｗ１をサイドプレート２２側に向けたワークＷは、上死点においても落下せずに、ベース部２３の傾斜した上面２３ａを自走して搬出口２５ａから自動組み立て機に向かって送り出される。また、このときに、荷重板２７は落下しなかったワークＷによって押し上げられて立ち上がった状態となっている。
【００２８】
ワークＷが搬出口２５ａから送り出された後は、ベース部２３が下降する。ベース部２３の上面２３ａがボトムプレート２１の屈曲線２１ｄよりも下がると、ベース部２３の下降により形成される配列スペースＳに、ボトムプレート２１の傾斜部２１ｂ，２１ｃに待機していたワークＷが入り込んでベース部２３の上面２３ａにワークＷが起立姿勢で一列に配設される。以降は、上記の動作を繰り返して起立姿勢でサイドプレート２２側にボス部Ｗ１を向けたワークＷのみが搬出口２５ａから送り出される。ここで、ボトムプレート２１側にボス部Ｗ１を向けたワークＷは、荷重板２７により振り落とされるときや、配列スペースＳに入りきらずに、ベース２３の上昇時に払い除けられるときに反転して、最終的にはサイドプレート２２側にボス部Ｗ１を向けたワークＷとなり、搬出口２５ａから送り出される。同様の収容スペースの長さ方向に沿わない姿勢のワークＷもベース部２３の昇降時にその姿勢が変わり、最終的にはサイドプレート２２側にボス部Ｗ１を向けたワークＷとなる。
【００２９】
このように、外形が大きいワークＷを起立姿勢にし、重心位置がサイドプレート２２または荷重板２７側に偏るような向きのワークＷを順番に次工程に送り出すようにし、反対向き（重心位置がエンドプレート２１側に偏るような向き）のワークＷを排除するようにしたので、装置全体を小型化することができる。また、ワークＷが有する重量のバランスの偏りを利用することで、一定の向きのワークＷのみを次工程に送り出すことができる。荷重板２７の重さや、傾斜角度をワークＷに合わせて設定することで、異なる形状や、異なる重量バランスを有するワークＷであっても選別することが可能になる。このため、ワークＷの形状はボス部Ｗ１を有するものに限定されずに、凸部や凹部を有することで重量バランスに偏りを有するものであれば良い。
【００３０】
なお、ベース部２３に傾斜を設けてもワークＷが自走しない形状である場合には、ベース部２３の上死点においてワークＷを搬出口２５ａに向けて押圧するプッシャを設けても良い。すでに充分な量のワークＷが次工程に向けて送り出されているときには、パーツフィーダが作動しないか、搬出口２５ａのシャッタを閉じる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、重量バランスに偏りを有し、不揃いな向きで供給される多数のワークを起立姿勢で配列させ、さらに重量バランスの偏りに応じて一方の向きのワークのみを落下させて、起立姿勢で所定の向きのワークのみを選別するようにしたので、装置形状を小さく抑えつつ、比較的に大型で重量バランスに偏りを有するワークを所定の向きで整列させて順番に次工程に送り出すことが可能になる。
請求項２によれば、傾斜して配置された荷重板を用い、重心位置の違いによりバランスを崩して傾くようなワークを落下させるようにしたので、簡単な構成でワークの向きの選別を行うことが可能になる。
請求項３によれば、上死点付近に搬出口を設けることで、ワークを上方向に移動させながらワークの向きの選別を行うことができるので、装置を小型化できる。
請求項４によれば、起立姿勢のワークが自走する形状を有する場合に、ベース部の傾斜によりワークが自動的に搬出口から次工程に送り出すことが可能になる。
請求項５によれば、プレートと傾斜部との間を利用してワークを起立姿勢でベース部に導くようにすると共に、傾斜部でワークの向きを反転できるようにしたので、向きが不揃いな状態で供給されるワークを確実に所定の向きに整列させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるパーツフィーダの正面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるパーツフィーダの側面図である。
【図３】パーツフィーダの選別部の斜視図である。
【図４】パーツフィーダの選別部の斜視図である。
【図５】荷重板による選別を説明する図である。
【図６】パーツフィーダの選別部の斜視図である。
【符号の説明】
１      供給部
２      選択部
２１    ボトムプレート（底部）
２１ｂ  傾斜部
２２    サイドプレート（プレート）
２３    ベース部
２３ａ  上面
２５ａ  排出口
２７    荷重板
Ｗ      ワーク
Ｗ１    ボス部
Ｗ２    基部
【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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