(57)【要約】【課題】安全率を多く取るのではなく、供給出口からの部品供給量を定量とすることを目的として、振動するボールを利用して部品を供給する場合に、部品供給量のばらつきを抑え、部品供給出口からの定量供給を可能とする。【解決手段】振動するボール２の内面に部品搬送溝２０を形成した部品供給装置において、最外周の部品搬送溝２０に水平搬送部分２２を設け、かつ該水平搬送部分２２で部品供給出口５０に至るまでの部品搬送溝の半径を徐々に小さくしている。また、前記部品搬送溝には前記水平搬送部分２２の手前側に上り勾配部分２１が設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動するボールの内面に部品搬送路を形成した部品供給装置において、
最外周の部品搬送路に水平搬送部分を設け、かつ該水平搬送部分で部品供給出口に至るまでの部品搬送路の半径を徐々に小さくしたことを特徴とする定量供給式部品供給装置。
【請求項２】
前記部品搬送路には前記水平搬送部分の手前側に上り勾配部分が設けられている請求項１記載の定量供給式部品供給装置。
【請求項３】
前記部品搬送路の最終箇所に直線部分が設けられている請求項１又は２記載の定量供給式部品供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボールフィーダーと言われている振動体を利用した部品供給装置（パーツフィーダー）に係り、とくにワークの定量供給（供給タイミングの安定化）を可能にする定量供給式部品供給装置に関する。搬送対象とするワークは、直方体形状の部品等、例えば角チップ形状の電子部品（チップコンデンサ、チップインダクタ、チップ抵抗、チップサーミスタ、チップバリスタ等）である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボールフィーダーと言われている振動体を利用した部品供給装置において、ボールと言われる内面がすり鉢形状となった振動体の内面に部品搬送溝を形成し、部品を整列搬送する供給装置がある。この場合、前記部品搬送溝は、ボール内底部からスパイラル状に外周上部に伸びているのが普通である。
【０００３】
この種の部品供給装置としては、下記特許文献１、特許文献２及び特許文献３が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１６７１２号公報
【特許文献２】特開平７−１１２８１７号公報
【特許文献２】実開平６−５４６２５号公報
【０００５】
特許文献１は、スパイラル状トラックの合流による部品供給量の安定化及び凹曲面状トラック形状による合流時の部品姿勢安定化に関する提案であり、部品供給量の定量化（部品供給タイミングを安定化すること）を目的とするものではない。
【０００６】
特許文献２は、姿勢選別部で所望の姿勢の部品と他の部品とを選別して、該他の部品は他の移送路に送り、姿勢を矯正する姿勢矯正部で所望の姿勢に矯正させ、上記所望の姿勢の部品と姿勢が矯正された部品とを合流することを特徴とする。姿勢の揃った部品の供給量を確保することを目的とするが、部品供給量の定量化を図るものではない。
【０００７】
特許文献３は、最上段部の水平トラック（搬送路）をほぼ３６０度にわたって確保することにより、部品を高速で次工程（リニアフィーダ）に供給することができる。供給速度の向上を図ることを目的とするが、部品供給量の定量化を目的とするものではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ボールフィーダーと称される部品供給装置は次のような問題点を有している。
【０００９】
（１）  部品を整列する際、重なった物や方向の違う物を除去しながら整列する為、排出した部品に起因して部品整列搬送時に隙間が生じる。
【００１０】
（２）  すり鉢形状の内面に形成した部品搬送溝は、スパイラル状に溝が形成され最外周円弧部で部品供給出口となる。前記すり鉢形状内面に形成された円弧は部品供給出口が最大径となり周速が速くなる為（周速＝角速度（一定）×半径であるため）、部品間の隙間がより拡大される傾向がある。
【００１１】
（３）  上記（１），（２）の為、部品前後間の距離はまちまちで定量供給（部品の供給タイミングの安定化）が行えなかった（供給量のばらつき、換言すれば供給タイミングのばらつきが大きい）。
【００１２】
一般的に、この種の部品供給装置（パーツフィーダ）の供給能力は、時間当りの部品供給個数で表される（例：１２０個／分等）。この能力は前述の例（１２０個／分）の場合、後工程の処理が２個／秒であれば一見問題がないように思われる（２個／秒＝１２０個／分）。しかし、現実には１２０個／分というのはマクロ的能力であり、必ずしも１２０個／分＝２個／秒ではない。これは部品供給装置の供給能力はミクロ的に見ると変動があるためで、例えば１分の間に１個／秒の時や３個／秒の時が入り混じって、トータルで１２０個／分が成り立っているということになる。
【００１３】
この課題に対する解決は、従来多くの場合、部品供給装置の供給能力の安全率を多くとることで対応してきた（例：後工程２個／秒→１２０個／分→部品供給装置１５０個／分）。
【００１４】
しかしながら、ピックアップ・アンド・プレース等の移載手段を用いないで、部品供給装置の供給出口からの部品を別の搬送手段上にそのまま供給する機構では、ミクロ的な供給量のばらつきが次工程にそのまま持ち越される不都合があり、供給能力の安全率を多くとる方法は採用できない。
【００１５】
本発明は、安全率（バッファ）を多く取るのではなく、供給出口からの部品供給量を定量とする（供給タイミングのばらつきを無くす）ことを目的とするものであり、振動するボールを利用して部品を供給する場合に、部品供給量のばらつきを抑え、部品供給出口からの定量供給を可能とした定量供給式部品供給装置を提供しようとするものである。
【００１６】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１の発明に係る定量供給式部品供給装置は、振動するボールの内面に部品搬送路を形成した構成において、
最外周の部品搬送路に水平搬送部分を設け、かつ該水平搬送部分で部品供給出口に至るまでの部品搬送路の半径を徐々に小さくしたことを特徴としている。
【００１８】
本願請求項２の発明に係る定量供給式部品供給装置は、請求項１において、前記部品搬送路には水平搬送部分の手前側に上り勾配部分が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
本願請求項３の発明に係る定量供給式部品供給装置は、請求項１又は２において、前記部品搬送路の最終箇所に直線部分が設けられていることを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る定量供給式部品供給装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００２１】
図１及び図２は本発明に係る定量供給式部品供給装置の実施の形態であって、全体構成を示し、図２及び図３は実施の形態における縦方向部品除去部の構成を示し、図４は部品搬送路の上り勾配部分を示し、図５は部品搬送路の最外周が前半部分と後半部分とで円弧の曲率半径が異なることを示す。
【００２２】
これらの図において、１は基台であり、基台１上にボール２が設置されている。ボール２は、図示しない振動発生手段によりボール中心軸を中心として振動を行うものである。搬送対象ワークとしての直方体形状のチップ部品１０（角チップ形状の電子部品等）を搬送する部品搬送路として、ボール２のすり鉢形状の内面には部品搬送溝２０，３０が形成されている。
【００２３】
前記部品搬送溝２０，３０はボール２の内底部からスパイラル状に伸びて最外周の周回部分に至り、合流位置Ｐ１にて部品搬送溝３０は部品搬送溝２０に合流している。ボール２の内底部にはバラの部品１０が収納されており、各部品搬送溝２０，３０は当初はチップ部品幅の数倍程度の幅広の寸法を備え、上方にスパイラル状に伸びながら徐々にその幅を狭くすることでチップ部品１０を一列に整列させて合流位置Ｐ１に搬送する。このように、複数列で整列搬送して来たワークを最外周の部品搬送溝２０の円弧溝で合流させることによって、最外周の円弧溝に十分な量のチップ部品１０を供給可能とし、チップ部品間の隙間を埋める効果がある。
【００２４】
前記部品搬送溝２０，３０の合流により合流位置Ｐ１より下流側ではチップ部品１０の搬送密度が高まる。その際、正しくない搬送姿勢のチップ部品１０が発生する可能性があり、これを除去するために縦方向部品除去部４０が合流位置Ｐ１の下流側における部品搬送溝２０に設けられている。
【００２５】
図２及び図３に示すように、縦方向部品除去部４０においては、部品搬送溝２０に切欠部４１を形成することにより、部品搬送溝２０の幅を狭く形成した狭幅部４２が設けられている。この狭幅部４２は、図３のように、チップ部品１０の長手方向寸法の１／２よりも狭く形成されているため、チップ部品１０の長手方向が部品搬送溝２０の搬送方向に沿っている場合（正常姿勢の部品の場合）には、図３（Ａ）のように部品搬送溝２０上を進行するが、チップ部品１０の長手方向が部品搬送溝２０の搬送方向に直交する場合（縦方向部品の場合）には図３（Ｂ）のように搬送途中で落下する。このとき、エアーブロー手段４５からの下向きのエアーブローをチップ部品１０に吹き付けるといっそう排出効果が大きい。
【００２６】
前記合流位置Ｐ１から前記縦方向部品除去部４０を通過して位置Ｐ２までは部品搬送溝２０は水平であるが、位置Ｐ２から位置Ｐ３までの１／４周の間は図４のように上り勾配部分２１となっており、ここで搬送速度差を発生させている（位置Ｐ３に近づくのに従って低速となる）。
【００２７】
前記縦方向部品除去部４０を通過することで、正常姿勢のチップ部品１０以外は除去され、正常姿勢のチップ部品１０が上り勾配部分２１の始まる位置Ｐ２に至るが、図４のように位置Ｐ２より手前側では各チップ部品１０間の隙間Ｓ１はランダムな隙間となっている。位置Ｐ２通過後、上り勾配初期では各チップ部品１０間の隙間Ｓ２はランダムな隙間が残っているが、上り勾配部分２１でチップ部品１０の搬送速度が低下するため、上り勾配後半ではチップ部品１０間の隙間Ｓ３はゼロ近くに縮小する（Ｓ２≧Ｓ３≧０）。位置Ｐ３で上り勾配部分２１は終わり水平搬送となり、重力の影響が少なくなることに起因して、位置Ｐ３通過後の部品搬送溝２０の水平搬送部分では、当初、搬送速度が上がるために生じた比較的等間隔の隙間（Ｓ４≧Ｓ３）が生まれる。
【００２８】
前記部品搬送溝２０の最外周における最後の１／４周となる位置Ｐ３から位置Ｐ４までは、水平搬送部分２２となっており、上り勾配から水平搬送に変わることに起因して生じる速度差を吸収する為、部品搬送溝２０の水平搬送部分２２の半径を図５（Ａ）のＲ１から徐々に小さくして図５（Ｂ）のＲ２とし、位置Ｐ３〜位置Ｐ４間で速度差（位置Ｐ４の方が低速）を発生させ、チップ部品距離を詰めるように設定する。
【００２９】
これにより、水平搬送部分２２ではチップ部品１０間に一旦図５（Ａ）の隙間Ｓ４が生じるが、部品搬送溝２０の水平搬送部分２２の半径をＲ１から徐々に小さくしてＲ２としてあるため、図５（Ｂ）のように部品供給出口５０に近接乃至到達するときには各チップ部品１０間の隙間Ｓ５は実質的にゼロとなる。
【００３０】
すなわち、水平搬送部分２２で部品搬送溝２０の半径を徐々に小さくする構成により、周速＝角速度（一定）×半径の関係から搬送速度差が生じ、位置Ｐ４に向かって周速が低下していくためにチップ部品間距離を詰めることが可能となる（Ｒ１＞Ｒ２とすることによりボール２の振動による角速度が一定のため、円弧の半径が大きい方が周速が速くなる為である。）。前記部品供給出口５０ではチップ部品１０が密着した状態で供給されるため、チップ部品の供給タイミングにばらつきのない定量供給が可能となる。
【００３１】
なお、部品搬送路の最終箇所となる位置Ｐ４から部品供給出口５０までの部品搬送溝２０は、位置Ｐ４から接線方向に延長した直線部分５５を設けてもよい。
【００３２】
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００３３】
（１）  振動するボールの内面に部品搬送路としての部品搬送溝を形成し、最外周の部品搬送溝２０に水平搬送部分２２を設け、かつ該水平搬送部分で部品供給出口５０に至るまでの部品搬送溝２０の半径を徐々に小さくすることで、チップ部品１０間の隙間を縮小できる。
【００３４】
（２）  前記部品搬送溝２０には前記水平搬送部分２２の手前側に上り勾配部分２１が設けられており、上り勾配で搬送速度を低下させることで、チップ部品１０間のランダムな隙間を縮小できる。
【００３５】
（３）  上記（１），（２）の両方を備えることで、上り勾配部分でチップ部品間のランダムな隙間を縮小し、水平搬送部分で速度が上昇することで一旦チップ部品間に隙間が発生しても部品供給出口５０に至るまでの部品搬送溝２０の半径を徐々に小さくすることによって、部品供給出口５０ではチップ部品を密着状態で順次供給可能となる。このため、従来装置では供給量の変動が１０〜２０％と大きかったが、本実施の形態ではチップ部品１０の供給のタイミングにばらつきのない定量供給が可能となる。さらに、部品供給出口のストッパ機能が不要、或いは簡易化され、部品供給出口から次工程への移載機能が不要、或いは簡易化される利点がある。
【００３６】
（４）  供給量のばらつきが少なくなる為、本実施の形態に係る部品供給装置を生産設備等に搭載すれば、その生産設備の生産数の変動を少なくして、安定した処理能力が得られる。
【００３７】
なお、上記実施の形態では、部品搬送路としての部品搬送溝は角チップ部品に対応した溝断面が方形の角溝形状であるが、これに限定されることなくＶ溝等の他の断面形状でも、その効果は同じである。
【００３８】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る定量供給式部品供給装置によれば、部品供給出口から供給される部品の供給量変動が従来１０〜２０％であったものを大幅に低減でき、部品供給タイミングのばらつきを無くした定量供給を実現できる。
【００４０】
また、部品供給量のばらつきが少なくなる為、この本発明装置を生産設備等に搭載した際の生産数の変動が少なく、生産設備側においても安定した処理能力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る定量供給式部品供給装置の実施の形態であって、全体構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態における縦方向部品除去部の構成を説明する平面図である。
【図３】同じく縦方向部品除去部であって、（Ａ）は正常姿勢のチップ部品搬送時、（Ｂ）は縦方向部品搬送時の横断面図である。
【図４】実施の形態における部品搬送溝の上り勾配部分の縦断面図である。
【図５】実施の形態における最外周の部品搬送溝の水平搬送部分の半径を徐々に小さく設定した構成であって、（Ａ）は半径Ｒ１の水平搬送部分上流側、（Ｂ）は半径Ｒ２の水平搬送部分下流側をそれぞれ示す平面図である。
【符号の説明】
１  基台
２  ボール
１０  チップ部品
２０，３０  部品搬送溝
２１  勾配部分
２２  水平搬送部分
４０  縦方向部品除去部
４１  切欠部
４２  狭幅部
５０  部品供給出口
５５  直線部分
【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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