JP2005194072A - パーツフィーダ - Google Patents

Abstract

【課題】Ｃ型形状のパーツでは箱などに多数ストックしておくと、パーツ同士が相互に絡み合って、１つずつ取り出す作業が非常に煩わしくなる。特に製造ラインでそのパーツを製品に組み付けるような場合には、パーツを取り出す作業に時間を浪費させることができない。
【解決手段】ホッパー２内に充填されたパーツＰを掻き取り部３１で掻き上げ、回転軸３に移載し、螺旋状の線材３０でパーツＰの相互間隔を広げながら取り上げ位置Ａに１個ずつパーツＰを搬送するようにした。４はモータである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、特にＣ型形状のパーツをホッパー内から取り出し１個ずつ順に供給するパーツフィーダに関する。

環状部の一部が開放されたＣ型形状のパーツでは、複数のパーツを箱などに入れると、パーツ同士が相互に引っ掛かり絡まり合った状態になる。その中からパーツを１個取り出そうとすると、パーツ同士が絡まり合っているため、取り出そうとするパーツから他のパーツを外さなければならないという煩わしさが生じる。そこで、多数のパーツがストックされている中から自動的にパーツを整列させた状態で１つずつ並べて所定の場所に搬送するパーツフィーダが要望される。

従来のこの種のパーツフィーダは、円筒形状のホッパーを備えており、このホッパーを円周方向に振動させることにより、ホッパーの内周面に螺旋状に形成した搬送路をパーツが１列に整列した状態で移動するようにしたものが知られている（特許文献１および特許文献２を参照）。

このような、いわゆる振動型のパーツフィーダでは、ホッパー全体を加振する振動ユニットを備えている。また搬送路を登りながら移動するパーツの姿勢が他のパーツと異なっていたり、パーツ同士が絡み合ったままの状態で搬送路を登ろうとすると、途中で搬送路からホッパー内へこれらパーツが脱落する工夫が搬送路に施されている。
特開２０００−３４０１５号公報（図１） 特開２００３−１０４５３９号公報（図１）

上記従来の振動型のパーツフィーダでは、ホッパー全体を振動させるだけの能力を備えた振動ユニットを取り付けなければならず、パーツフィーダ全体の大きさがパーツに比べて大変大きくなってしまう。また、搬送路から姿勢の相違するパーツや絡み合っているパーツを脱落させる工夫はパーツフィーダのメーカでなければ作成が難しく１品製作になる。そのためパーツフィーダの価格が高くなるという不具合が生じる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、Ｃ型形状のパーツを簡便に搬送することのできるパーツフィーダを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明によるパーツフィーダは、Ｃ型形状のパーツが複数充填されたホッパー部から取り出し、整列させた状態で搬出するパーツフィーダにおいて、ホッパー部の外側に回転駆動手段を配設し、基端部がこの回転駆動手段に連結され、先端部がホッパー部内に位置するように片持ち保持された回転軸を備え、この回転軸の先端部に、フック状に形成された掻き取り部を設けると共に、回転駆動手段によって回転軸が回転された状態で回転軸に跨った状態のパーツを先端部側から基端部側へと搬送する螺旋部を回転軸の表面に形成したことを特徴とする。

回転軸を回転させると回転軸の先端に設けられた掻き取り部がホッパー部内で旋回する。この掻き取り部の先端はフック状に形成されているので、掻き取り部の先端がホッパー内のパーツが堆積している部分を通過すると、フック状の先端にパーツが引っ掛けられる。

掻き取り部はそのまま旋回しフック状の先端が上方に位置すると、掻き取り部に引っ掛けられたパーツは掻き取り部に沿って回転軸の先端部側に滑り落ちる。するとパーツは掻き取り部から回転軸へと移動し、回転軸に跨った状態になる。回転軸には螺旋部が形成されているので、回転軸に跨った状態のパーツは回転軸の回転と共に回転軸の基端部へと１列に並んだ状態で搬送される。作業者は基端部へと搬送されてきたパーツを回転軸から順次取り上げることができる。

掻き取り部に引っ掛けられたパーツが単体であればよいが、その引っ掛けられたパーツに更に他のパーツが引っ掛かっていると、そのままの状態で回転軸に移動するおそれが生じる。そこで、上記掻き取り部には引っ掛けられていないが、この掻き取り部に引っ掛けられたパーツに対して引っ掛かった状態のパーツを除去する第１除去手段を設けることが望ましい。

また、回転軸に跨った状態のパーツが単体であればよいが、その跨った状態のパーツに更に他のパーツが引っ掛かっていると、パーツを基端部へと１個ずつ搬送できない。このような場合には、上記回転軸に跨った状態のパーツに引っ掛かった状態のパーツであって、回転軸に跨っていないものを除去する第２除去手段を設ければよい。

ところで、螺旋部のピッチが疎であると、１つのピッチ内に多くのパーツが入り込み、作業者がパーツを１個ずつ取り上げにくい。一方、パーツが１個ずつ搬送されてきてもパーツの相互間隔が狭いとやはり取り上げにくい。このような場合には、上記螺旋部のピッチを、先端部のピッチが基端部のピッチより密になるように設定することが望まれる。このように設定すると、掻き取り部から回転軸へ移動したパーツは螺旋部のピッチが密であるため、１ピッチ内に少数のパーツしか入り込めない。そしてそのパーツが基端部へ移動するとピッチが疎になるので、パーツの相互間隔が広くなる。

回転軸の基端部へと搬送されたパーツを順次取り上げられればよいが、取り上げるタイミングが遅れると基端部にパーツが滞留することになる。そのような場合には、上記回転軸に跨った状態のパーツが基端部側の所定位置まで搬送されてきたことを検知して検知信号を出力する検知手段を設け、この検知手段から検知信号が出力されるまで上記回転駆動手段により回転軸を回転させればよい。すなわち、パーツが所定位置まで搬送されてくると検知手段から検知信号が出力され、回転駆動手段が停止し回転軸の回転が止まるのでパーツが基端部に滞留することがない。

ところで、この所定位置まで搬送されてきたパーツが例えば揺れていると、検知信号が断続して出力される、いわゆるチャタリング現象が生じるおそれがある。そこで、上記検知手段がパーツを検知しない状態になった時点から所定時間経過後に回転駆動手段による回転軸の回転を再開させるようにすれば、所定時間内にパーツの揺れが収まり、チャタリング現象の発生を回避することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、片持ち保持された回転軸を回転させるだけでホッパー部からＣ型形状のパーツを１個ずつ整列させた状態で搬送することができるので、パーツフィーダの大きさを小さくすることができ、かつ比較的安価にパーツフィーダを製作することができる。

図１を参照して、１は本発明によるパーツフィーダである。このパーツフィーダ１には複数個のパーツＰが投入され充填されるホッパー２が設けられている。パーツＰはリング形状の円周部の一部が切断されたＣ型形状に成形されており、回転軸３に跨ることができる。

この回転軸３の表面には針金状の線材３０が螺旋状に巻回されている。また、回転軸３の基端部３Ｘには回転駆動手段であるモータ４が連結されている。このモータ４によって回転軸３は４０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍ程度の回転速度で、基端部Ｘ側から見て時計方向に回転される。この回転軸３には線材３０が螺旋状に巻回されているので、回転軸３に跨っているパーツＰは線材３０のピッチ間に挟まれた状態で基端部３Ｘへと移動する。

基端部３Ｘ近傍には取り上げ位置Ａが設定されており、パーツＰがこの取り上げ位置Ａまで搬送されてくると、近接スイッチ５がパーツＰを検知する。この近接スイッチ５は光学式のものであり、射出した光がパーツＰにあたって反射してきた反射光を受光し、パーツＰが取り上げ位置Ａまで搬送されてきたことを検知するものである。

この近接スイッチ５が取り上げ位置ＡまでパーツＰが搬送されてきたことを検知すると、図示しないモータ駆動回路に検知信号を出力する。するとモータ駆動回路はモータ４の作動を停止させる。作業者が取り上げ位置ＡにあるパーツＰを回転軸３から取り上げ、取り上げ位置Ａから取り除くと、近接スイッチ５はパーツＰを検知しなくなるので、モータ駆動回路はモータ４を再び回転させる。そして、次のパーツＰが取り上げ位置Ａまで搬送されてくると、近接スイッチ５はその新たなパーツＰが取り上げ位置Ａまで搬送されてきたことを検知し、モータ４が再び停止する。

ところで、パーツＰは細く、そのため近接スイッチ５から射出された光が当たる部分が小さい。また、パーツＰは回転軸３に跨っているだけであって、回転軸３に対して固定されているわけではない。そのため、パーツＰは揺れながら搬送される場合がある。

このように揺れた状態で取り上げ位置ＡまでパーツＰが搬送されてくると、近接スイッチ５は一旦パーツＰを検知するが、揺れているため次の瞬間パーツＰを検知しない状態になる。パーツＰは揺れているのでこのように近接スイッチ５が検知しない状態なってもパーツＰの姿勢が変わってふたたび近接スイッチ５がパーツＰを検知することになる。

このようにパーツＰの揺れ周期に合わせて近接スイッチ５からの検知信号が断続すると、モータ４もパーツＰの揺れ周期に合わせて断続して作動と停止を繰り返すことになる。このような現象はいわゆるチャタリングと呼ばれるものであり、モータ４の耐久性やその他の点から望ましいものではない。

そこで、本形態では近接スイッチ５が取り上げ位置Ａまで搬送されてきたパーツＰを検知すると、パーツＰを検知しない状態になった時点から所定時間経過するまで検知信号を出力し続けるようにした。なお、パーツＰが検知されない状態になると近接スイッチ５からの検知信号の出力を直ちに停止させるが、モータ駆動回路がモータ４の作動の再開を、検知信号の出力停止から所定時間経過後に行うように構成してもよい。上記所定時間は２秒程度で十分チャタリングの発生を防止することができる。また、２秒程度であればモータ４の作動再開が遅れても使用上全く不都合は生じない。

回転軸３の先端部３Ｙはホッパー２の壁面に開設された開口２３を通ってホッパー２内に位置している。この先端部３Ｙには掻き取り部３１が一体に取り付けられている。この掻き取り部３１は回転軸３に対してほぼ直角に突き出して設けられている。

図２に示すように、この掻き取り部３１の先端は回転方向に曲げられフック部３２が形成されている。掻き取り部３１は回転軸３に一体に設けられているので、回転軸３が回転すると、掻き取り部３１も旋回する。この旋回時には充填状態のパーツＰの中にフック部３２は先端３２ａから入っていく。そのため、フック部３２がパーツＰの充填部分から離脱する際に、いくつかのパーツＰがフック部３２に引っ掛かった状態で掻き上げられる。

フック部３２に直接引っ掛かって掻き上げられるパーツＰの他に、フック部３２に直接引っ掛かったパーツＰに絡まった状態で掻き上げられるパーツＰをホッパー２内に脱落させる必要がある。そこで、ホッパー２の壁面２１の内側に第１除去手段である１対の凸部材を２２を設けた。

図３を参照して、フック部３２が両凸部材２２の間を通過するように設定されており、かつ両凸部材２２の間隔はパーツＰが１個通過できる程度に設定されている。したがって、フック部３２に直接引っ掛かっているパーツＰはフック部３２と共に凸部材２２の間を通過してもフック部３２から脱落することはない。ところが、パーツＰに絡んだ状態でフック部３２に引っ掛かっていないパーツＰは凸部材２２の間を通過する際に凸部材２２に当たって他のパーツＰから外れ、ホッパー２内へと脱落し戻る。

掻き取り部３１は更に旋回してフック部３２が回転軸３の先端部３Ｙの上方へと移動すると、フック部３２に引っ掛かっているパーツＰは掻き取り部３１に沿って滑り降り、回転軸３の先端部３Ｙに移る。このようにして移ったパーツＰは回転軸３に跨った状態となり、かつ螺旋状の線材３０のピッチ間に入り込む。

線材３０のピッチは図１及び図２に示すように、先端部３Ｙ側はピッチが狭く密に巻回されているが、基端部３Ｘに近づくに連れてピッチが拡がり疎に巻回されている。このように、先端部３Ｙ付近での線材３０のピッチを密にすることにより、掻き取り部３１から回転軸３へと移載されたパーツＰが１つのピッチに１つしか入り込まない。そして、パーツＰが基端部３Ｘに搬送されるのに伴って、線材３０のピッチが拡がるのでパーツＰの相互の間隔が拡がる。そして取り上げ位置ＡにパーツＰが到達した時点ではパーツＰの相互の間隔が十分に拡がっているので、取り上げ位置ＡにあるパーツＰをつまみ上げる際に、他のパーツＰが邪魔になることがない。

ところで、掻き取り部３１から回転軸３の先端部３Ｙに移載された直後のパーツＰは凸部材２２によって落とされなかった他のパーツＰが引っ掛かっている場合がある。その引っ掛かっているパーツＰは開口２３を通過する際に脱落するが、ホッパー２の外側まで出てきた場合には、第２の除去手段によって除去される。

この第２の除去手段は、回転軸３の左右に配設された１対の回転ブラシ６で構成される。図１及び図４を参照して、この回転ブラシ６は各々モータ６１の回転軸に連結されており、両回転ブラシ６はともに、回転軸３に跨っているパーツＰを上から下に向かってはたく方向に回転している。

回転軸３に跨っているパーツＰは回転ブラシ６によって下方に向かって左右両側からはたかれても回転軸３から脱落することはないが、回転軸３ではなくパーツＰにのみ引っ掛かっているパーツＰは回転ブラシ６によってはたき落とされる。したがって、この回転ブラシ６の設置位置を通過したパーツＰはすべて回転軸３に跨った状態のもののみになり、それらパーツＰに引っ掛かっているパーツＰは事前にすべて除去される。

ところで、上述の形態では回転軸３を先端部３Ｙが上方に位置するように傾けたが、回転軸３を水平に設置し、あるいは先端部３Ｙが基端部３Ｘよりも下方に位置するように逆方向に傾けても全く問題ない。また、回転軸３に線材３０を巻回して螺旋部を形成したが、回転軸の表面に螺旋部を一体に形成してもよく、あるいは回転軸３の表面に螺旋状の溝を形成して螺旋部としてもよい。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

本発明の一実施の形態の構成を示す斜視図 回転軸近傍を示す正面図 第１除去手段である凸部材の構成を示すIII-III矢視図 第２除去手段である回転ブラシ６を説明するIV-IV矢視図

符号の説明

１ パーツフィーダ
２ ホッパー
３ 回転軸
３Ｘ 基端部
３Ｙ 先端部
４ モータ
５ 近接スイッチ
６ 回転ブラシ
３０ 線材
Ｐ パーツ

Claims (6)

1. Ｃ型形状のパーツが複数充填されたホッパー部から取り出し、整列させた状態で搬出するパーツフィーダにおいて、ホッパー部の外側に回転駆動手段を配設し、基端部がこの回転駆動手段に連結され、先端部がホッパー部内に位置するように片持ち保持された回転軸を備え、この回転軸の先端部に、フック状に形成された掻き取り部を設けると共に、回転駆動手段によって回転軸が回転された状態で回転軸に跨った状態のパーツを先端部側から基端部側へと搬送する螺旋部を回転軸の表面に形成したことを特徴とするパーツフィーダ。
2. 上記掻き取り部には引っ掛けられていないが、この掻き取り部に引っ掛けられたパーツに対して引っ掛かった状態のパーツを除去する第１除去手段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。
3. 上記回転軸に跨った状態のパーツに引っ掛かった状態のパーツであって、回転軸に跨っていないものを除去する第２除去手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパーツフィーダ。
4. 上記螺旋部のピッチを、先端部のピッチが基端部のピッチより密になるように設定したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のパーツフィーダ。
5. 上記回転軸に跨った状態のパーツが基端部側の所定位置まで搬送されてきたことを検知して検知信号を出力する検知手段を設け、この検知手段から検知信号が出力されるまで上記回転駆動手段により回転軸を回転させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のパーツフィーダ。
6. 上記検知手段がパーツを検知しない状態になった時点から所定時間経過後に回転駆動手段による回転軸の回転を再開させることを特徴とする請求項５に記載のパーツフィーダ。
   

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