JP2010513165A - 連続動作式脱進による部品供給 - Google Patents

Abstract

本発明は、例えば処理機械における部品フィーダー（６２ａ）から部品受取り要素（９２、１０８）へと、部品（２８、８４、１００、１００’）の流れを個々の部品（２８、８４、１００’）として、又は個々の部品が切り出される連続したストリップ（１００）若しくはバンドとして移送するための方法及びシステムに関し、個々の部品（２８、８４、１００、１００’）はフィーダー（６２ａ）から例えば連続動作式に制御して脱進される。

Description

本発明は高速かつ連続的動作でパーツ又は部品を機械に装填するための装置及び方法に関する。

自動組立て機械への部品供給には次の３つの要素：（ｉ）複数の部品を個別に扱えるように分離する個別化（singulation）と、（ｉｉ）次の処理工程で必要とされる特定の向き（方向）に部品を向ける方向付け（orientation）と、（ｉｉｉ）ラインの終端から部品を制御しながら分離及び移送し、組立て機械等の処理機械に処理機械によって必要とされる部品間の特定の間隔で挿入する脱進（escapement）と、がある。脱進において更なる個別化及び方向付けの要素が含まれてもよい。

米国特許第３，６０１，０４１号には錠剤又はカプセル等のパーツを供給及び方向付けするための装置が記載されている。カプセルは溝形成された放射状経路を有する回転ディスク上に設置されたホッパーによって運搬される。カプセルはホッパーから回転ディスク上に落下すると、遠心力の作用により溝状の経路に沿って外周部に向かって投げ出され、カプセルの端と端が揃った状態で溝内部に押し込まれる。カプセルは方向付けされた姿勢で印刷部材の間に通過させられた後、ホッパー内に放出される。

米国特許第３，４７１，０００号には、果物等の物品を方向付け及び供給し、包装を行う位置にまで移送するための機構が記載されている。物品はコンベヤーによって回転機構に送達される。回転機構は複数の放射状アームを有し、この放射状アームは回転サイクルの特定の点において上昇して、放射状アームと同時に回転する棚に物品を載せる。棚が特定のステーションに到達すると、物品はシュート又は放出口内に押し出される。このサイクルは機構の回転運動の間、連続して行われる。

米国特許第３，９１２，１２０号、同第３，９６０，２９３号、同第４，８２１，９２０号、及び同第５，７４０，８９９号もまた、物品を供給、方向付け、及び／又は分離するための回転機構並びに装置について記載している。

図１に示されるように、公知の脱進機構では処理機械に「スライス」供給としても知られる間欠的な部品の供給を行う。すなわち、各部品又は部品のバッチを、所定の部品間の間隔で処理機械に移送して挿入することができるように停止又は瞬間的な静止状態にまで減速する。ここで、部品が停止される時間間隔によって必要な間隔が与えられる。

一般に多数の部品ホルダー２２を有する移送ディスク２０は矢印２６の方向に軸２４を中心として回転する。各部品ホルダー２２が部品２８の流れの終端と接触すると、ホルダーは部品を捕捉して流れから分離する。流れ２８の残りのパーツは部品が取り除かれて空いた位置又は点３０に速やかに前進し、次の部品ホルダー２２が位置３０に前進してくるまで待機する。この時間の遅れは、部品２８が点３４において移送ディスク２０から出て行く際に、部品ホルダー２２間、したがって部品２８間の所定の間隔３２によって生ずる。図１に見られるように、ディスク２０上の部品ホルダー２２間の曲線に沿った距離は、各部品が位置又は点３４においてディスクから出て行った後の部品間の距離にほぼ等しい。

米国特許第３，６０１，０４１号 米国特許第３，４７１，０００号 米国特許第３，９１２，１２０号 米国特許第３，９６０，２９３号 米国特許第４，８２１，９２０号 米国特許第５，７４０，８９９号

このようなスライス供給機構は、部品間の必要な間隔を与えるものであるが、すべての部品が１個ずつ停止する必要がある。こうしたプロセスはエネルギー及び時間の無駄が生じ、全体の処理速度を大きく限定するものである。更に、部品が停止する際の軋りによって部品が破損し、高速で処理される非対称かつ非球形の部品を扱う際に特に重要となる部品の方向付けの障害となる可能性がある。

本発明は、表面（例、円形又は多角形のディスク）の中心軸から第１の距離で、かつ第１の径方向に位置する捕捉点に部品を移送し、捕捉点にある部品１個だけを能動的に把持する部品ホルダーを用いて第２の径方向に位置する達送点の部品を規定の向きに配することによって、制御可能な連続した流れで、かつ規定の向きで、部品をある点から別の点へ円滑に移送することが可能であり、移送経路上のすべての点で部品を停止させる必要がない、という認識に一部基づいてなされたものである。

一般に、本発明は一側面において、回転式ディスクを備えた連続動作式脱進システムであって、回転式ディスクは、中心軸と、中心軸から第１の距離で、かつ中心軸に対して第１の径方向に位置する捕捉点と、中心軸に対して第２の径方向に位置する送達点と、ディスク上に配置された複数の部品移送機構と、を備える回転式ディスクを有し、各部品移送機構は、捕捉点にある部品１個だけを能動的に把持するように構成された部品ホルダーを含み、各部品移送機構は、部品ホルダーを捕捉点から送達点へと移動し、部品ホルダーが規定の向きで部品を送達点に置くことを可能とし、空きとなった部品ホルダーをディスクの１回転以内で捕捉点に戻すこと、を特徴とする連続動作式脱進システムを提供する。

この新規なシステムでは、送達点は中心軸から第１の距離と異なる第２の距離に位置することができ、中心軸からの部品の距離は、部品移送機構が部品を捕捉点から送達点へ移動する際に変化し得る。第２の距離は第１の距離よりも小さくても大きくてもよく、第１の距離と等しくともよい。例えば、第２の距離が第１の距離よりも長い場合、部品が送達点を離れる際の部品間の間隔は部品が捕捉点に到達する際の部品間の間隔と比較して大きくなる。特定の実施形態では、中心軸から部品までの距離は、部品移送機構が捕捉点から送達点へと部品を移動する際に連続的に変化する。

本システムは更に、中心軸を中心としてディスクを回転させる駆動部、及び回転速度を制御する制御部を含んでもよく、ディスクの連続的回転によって部品移送機構が捕捉点から送達点へと部品の連続的な流れを送達する。本システムは更に、部品を個別化して、部品ホルダーが個々の部品を把持できるような向きで部品を捕捉点に供給するように構成された部品フィーダーを含んでもよい。

異なる実施形態において、部品移送機構はディスク上に中心軸を中心として対称的に配置することが可能であり、第２の距離が第１の距離よりも大きい場合には各部品移送機構が部品ホルダーを捕捉点から送達点へと径方向に沿って外側に移動させることができる。

他の実施形態において、第２の距離が第１の距離よりも小さい場合には各部品移送機構は部品ホルダーを捕捉点から送達点へと径方向に沿って内側に移動させることができる。

部品移送機構は末端及び基端を備えるアームを有し、部品ホルダーが末端に取り付けられ、アームが基端を中心として旋回することによって、中心軸から部品ホルダーまでの距離が第１の距離から第２の距離へと変わる。こうしたアームを有する本システムは更にカムを備えてもよく、その場合、アームはカムと接触することによって旋回する。例えば、第２の距離が第１の距離よりも大きい場合には、各アームは捕捉点から送達点へと部品ホルダーを径方向に沿って外側に移動させることが可能であり、あるいは第１の距離が第２の距離よりも大きい場合には、各アームは捕捉点から送達点へと部品ホルダーを径方向に沿って内側に移動させることが可能である。

特定の態様では部品移送機構はブロックであり得、その場合、部品ホルダーがブロックに取り付けられ、ディスクが回転するに従ってブロックは捕捉点における第１の距離から送達点における第２の距離までディスクの表面に平行な経路に沿って移動する。こうしたシステムは更にカムを備えることができ、その場合、ブロックはカムと接触すると径方向に沿って外側又は内側に摺動する。

こうしたシステムでは、ディスクが回転するに従って部品ホルダーはディスクの表面に平行な経路に沿って捕捉点における第１の距離から送達点における第２の距離まで径方向に動くか、あるいは部品ホルダーはディスクの表面に対して所定の角度をなす経路に沿って捕捉点における第１の距離から送達点における第２の距離まで径方向に動くことができる。特定の実施形態ではディスクは円形又は多角形であり得る。

別の実施形態では本発明は、中心軸から第１の距離で、かつ中心軸に対して第１の径方向に位置する捕捉点の部品移送機構によって各部品を捕捉及び把持し、部品を把持した部品移送機構を、中心軸に対して第１の径方向と異なる第２の径方向に位置する送達点へ移動し、部品を送達点の部品受取り要素に規定の向きで置くことによって、捕捉点から送達点まで部品の流れを連続的に移送する方法を提供する。

こうした方法では、各部品は個別に把持すればよく、送達点は中心軸から第１の距離と異なる第２の距離に位置し、中心軸から部品までの距離は、部品移送機構が部品を捕捉点から送達点へ移動する際に変化し得る。特定の実施形態では、中心軸からの部品の距離は、部品が捕捉点から送達点へと移動する際に連続的に変化する。更に、部品が捕捉点に到達する際の部品間の第１の間隔は、部品が送達点を離れる際の部品間の第２の間隔よりも小さくても、大きくて（あるいは同じ）もよく、中心軸からの第１の距離は、中心軸からの第２の距離よりも小さくても、大きくても（あるいは同じでも）よい。

異なる実施形態において、捕捉点は第１の平面上に設けられることができ、送達点は第２の平面上に設けられることができ、第２の平面は第１の平面とは異なる高さに位置し得る。例えば、第１の平面は第２の平面よりも高くてもよく、あるいは捕捉点と送達点とが同一平面上に設けられ得る。

特定の実施形態では、捕捉点は部品フィーダーの終端にあり、部品受取り要素は部品が所定の向きで挿入される個々の部品ホルダーを含み得る。部品は捕捉点に連続的な流れとして供給することができ、部品間の第１の間隔は例えば３０ｍｍ以下であり得る。部品は例えば５０ｍｍ以上の第２の間隔で送達点を離れるようにすることが可能である。特定の実施形態では、部品は捕捉点において第１の向きであればよく、部品受取り要素において第１の向きと同じか又は異なる第２の向きで放され得る。

制御式又は連続動作式脱進のためのこうした新規な方法及びシステムによれば、間欠式すなわち「スライス供給」動作式の脱進システムで多く見られるエネルギー及び効率の損失が避けられる。更に、こうした新規な方法及びシステムにより部品の機械的軋りが避けられるため、処理システムにおける部品詰まりによる破損及び損失が防止される。本システムは更に、個々の部品が捕捉点から送達点へ移送される際に個々の部品の能動的な把持及び正確な方向付けを可能とするものである。この結果は、極めて高速で、部品のずれ、損失又は破損をほとんどあるいは全く生じることなく、部品フィーダーから部品受取り要素へと制御可能な、例えば連続的な部品のフローを与えるシステムである。本システムは更に、部品ホルダー内部に適当な動作の軸を取り入れることによって部品を高速で再方向付けするための手段を提供する。すなわち、捕捉点から送達点への移送時に部品を任意の所望の向きに制御によって回転又は反転することができる。

こうした方法及びシステムにおいては、部品は、所望の供給速度に搬入される部品の間隔を乗じた積に等しい速さでシステムに進入し、供給速度に所望の部品間隔を乗じた積に等しい速さでシステムから出て行く。

特に定義しない限り、本明細書で用いる技術的及び科学的用語は、本発明の属する分野における当業者に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されるものと同様又は同等の方法及び材料を本発明を実施又は試験するうえで用いることが可能であるが、好適な方法及び材料は以下に記載するものである。本明細書で言及するすべての刊行物、特許出願、特許、及び他の引用文献はその全容に亘って援用するものである。記載が矛盾する場合には、用語の定義を含め本明細書が優先するものとする。更に前記の材料、方法、及び実施例は説明を目的としたものであって、発明の限定を目的としたものではない。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」、及び「特許請求の範囲」から明らかとなろう。

従来技術に基づく間欠動作式部品脱進システムの概略図。 新規な連続動作式部品脱進システムの概略図。 フィーダーから連続処理機械へとプラスチック製のカミソリのカートリッジハウジングを移送するための連続動作式脱進システムの概略平面図。 図３Ａの３Ｂ−３Ｂ線から見た図３Ｂの概略側面図。 簡略化のために特定のパーツのみを示した、図３Ａに類似した構成の概略平面図。 図３Ａの連続動作式脱進システムの部品移送機構の概略斜視図。 図４Ａの部品移送機構の概略部分側断面図。 図４Ａの部品移送機構の概略分解斜視図。 部品フィーダーの案内溝の終端における、プラスチック製のカミソリカートリッジハウジングを把持した捕捉点の図４Ａの部品移送機構の概略斜視図。 処理機械内に移動しようとしている、移送パック上の「ネスト」内にプラスチック製のカミソリカートリッジハウジングを置く、送達点の図４Ａの部品移送機構をそれぞれ図３Ａの６Ａ−６Ａ、６Ｂ−６Ｂ、及び６Ｃ−６Ｃ線から見た概略図である。図６Ａはオーバーヘッドカム溝に進入する機構を示し、図６Ｂはカートリッジを置いている機構を示し、図６Ｃはカートリッジから離れた機構を示し、カートリッジはパック内に残されている。 処理機械内に移動しようとしている、移送パック上の「ネスト」内にプラスチック製のカミソリカートリッジハウジングを置く、送達点の図４Ａの部品移送機構をそれぞれ図３Ａの６Ａ−６Ａ、６Ｂ−６Ｂ、及び６Ｃ−６Ｃ線から見た概略図である。図６Ａはオーバーヘッドカム溝に進入する機構を示し、図６Ｂはカートリッジを置いている機構を示し、図６Ｃはカートリッジから離れた機構を示し、カートリッジはパック内に残されている。 処理機械内に移動しようとしている、移送パック上の「ネスト」内にプラスチック製のカミソリカートリッジハウジングを置く、送達点の図４Ａの部品移送機構をそれぞれ図３Ａの６Ａ−６Ａ、６Ｂ−６Ｂ、及び６Ｃ−６Ｃ線から見た概略図である。図６Ａはオーバーヘッドカム溝に進入する機構を示し、図６Ｂはカートリッジを置いている機構を示し、図６Ｃはカートリッジから離れた機構を示し、カートリッジはパック内に残されている。 コンベヤーから処理機械に移送パックを移動するための連続動作式脱進システムの概略図。 切断されることによって移送パックに移送されるインサートを形成する、部品材料の連続したストリップ用の連続動作式脱進システムの概略図であり、インサートは処理機械内に移動するか、既にパック内にある他の部品に直接組み付けられる。 レーザーにより切断されることによって個別のインサートを形成する、部品材料の連続したストリップの概略斜視図。 部品材料の連続したストリップ用の連続動作式脱進システムの一実施形態の概略斜視図であり、部品材料のストリップを切断するのに用いられるフライングナイフカッターによってストリップが切断されている。 図８〜１０の連続動作式脱進システムの部品移送機構の概略図。 個別のインサートストリップを保持した図１１の部品移送機構の把持爪の拡大概略側面図。 個別のインサートストリップを保持した図１１の部品移送機構の把持爪の拡大概略四分の三正面図。

異なる図中、類似の参照符号は類似の要素を示す。

本発明は、個別の部品を（例えば処理機械の）部品フィーダーから制御しつつ連続動作の脱進によって、部品の流れを個別の部品として、又は個別の部品が切り出される連続したストリップとして、部品フィーダーから部品受取り要素へと移送するための方法及びシステムに関するものである。この新規な方法及びシステムは任意のサイズの部品に対して用いることができる。

一般的方法
一般的には図２に示されるように、新規な方法及びシステムでは、多数の部品ホルダー４２を備えた、例えばディスク４０（ディスクは円形であってもよく、あるいは例えば卵形、楕円形、又は八角形、六角形、五角形、正方形、長方形若しくは三角形のような多角形等の他の形状を有してもよい）の移送面を必要とする。ディスク４０は矢印４６の方向に中心軸４４を中心として回転する。各部品ホルダー４２は部品２８の流れの終端と接触する位置に移動すると捕捉位置又は点の部品を拾い上げるが、その際、部品の流れ全体を停止させる必要はない。その代わりに、新規なシステムでは部品が部品ホルダー４２を離れた後、例えばディスク４０が回転して捕捉点５０から送達点５４へと特定の部品ホルダーが移動する際に中心軸４４からのホルダーの距離が連続的に増大することなどによって、部品間の必要な間隔５２が形成される。したがって部品ホルダーは、図２において捕捉点５０から１８０°の点である送達点（ただし捕捉点から約９０〜約２７０°以上の任意の点であってよい）に到達する時には、部品２８が送達点５４において部品ホルダーから出て行く際の部品２８間の必要な間隔５２を与えるような中心軸４４からの距離に到達している。

この必要な間隔は、部品が捕捉点に到達する際の部品間の間隔と等しいか、それよりも小さくても、又は大きくてもよい。特定の実施形態では、この間隔は一切変化せず、システムは単に部品を捕捉点から送達点へと制御しつつ移動させる目的（例えば部品が送達点に置かれた時に部品に所定の向きを与える目的で）で使用される。

新規な方法は、捕捉点における中心軸から第１の距離から送達点における中心軸から第２の距離へと部品を移動することが可能な各種の装置及びシステムにおいて実施することができる。したがって一般的には、新規な方法は、部品間の第１の間隔（例、部品間に間隔がほとんどあるいは全くない）で捕捉点に到達する連続した部品の流れを、例えば円形のディスクの中心軸から第１の距離で、かつディスクの第１の径方向に対して第１の径方向に位置する捕捉点において各部品を個別に捕捉及び把持することによって、第１の間隔と異なる部品間の第２の間隔で、部品受取り要素に移送することと、各部品を、例えば第１の距離と異なる、中心軸から第２の距離で、かつ第１の径方向の位置と異なるディスクの第２の径方向に位置する送達点に移動することと（ただし、部品の中心軸からの距離は部品が捕捉点から送達点に移動する際に連続的又はほぼ連続的に変化しうる）、部品を部品間の第２の間隔で送達点の部品受取り要素内に置くことと、を含む。

新規な方法の特定の実施形態では、個別のプラスチック又は金属製パーツ等の部品間の第１の間隔は、部品間の第２の間隔よりも小さく、中心軸からの第１の距離は中心軸からの第２の距離よりも小さい。例えば、部品間の間隔はほぼ０ｍｍ又は１若しくは２ｍｍ程度でよく、その場合、各部品は重なった又はほぼ重なった状態で脱進装置に到達する。この後、部品間の間隔は少なくとも１０ｍｍ以上、例えば２０、５０、７５又は１００ｍｍ以上に増大される。部品供給の場合では、搬入される部品間の間隔は供給溝内で端部同士が接触している各部品の長さにほぼ等しい。第２の間隔は処理機械内の部品ネスト間の距離となる。一般的な応用例では長さ１０〜３０ｍｍの部品及び２５〜１００ｍｍ以上の間隔で離間した処理ネストを有してもよい。

他の実施形態では、例えば、部品が比較的大きな間隔で到達し、連続した次の機械用に間隔を狭める必要がある場合や、部品を処理機械から搬出して供給溝内又はコンベヤー上に制御しつつ滑らかに移送する必要がある場合には、部品間の第１の間隔は部品間の第２の間隔よりも大きくともよい。こうした場合、中心軸からの第１の距離は中心軸からの第２の距離よりも大きい。

特定の実施形態では、例えば、部品が連続した次の機械で必要とされる間隔にほぼ等しい間隔で到達する場合には、部品間の第１の間隔は部品間の第２の間隔に等しくてよい。こうした場合、中心軸からの第１の距離は中心軸からの第２の距離に等しく、システムは捕捉点から送達点へと部品を制御しつつ滑らかに移行させるために用いられる。これらの実施形態の一部では、本システムは部品が内部に置かれるネストと部品の向きが揃うように部品を操作するためにも用いられる。例えば、部品は１以上の軸を中心として回転させる必要がある場合がある。例えば、捕捉点に部品が到達する際の向きから部品を反転させる必要がある場合がある。

特定の実施形態では、捕捉点は第１の平面上に位置してよく、送達点は第２の異なる平面上、例えば第１の平面と平行な平面上に位置してよい。第１の平面は第２の平面よりも高くても低くてもよい。捕捉点と送達点の両方が同一平面上に設けられ得る。平面における変化は中心軸からの距離の変化を伴っても伴わなくてもよい。

一般的に、新規な本システムは、部品を把持、操作し、捕捉点から送達点へと移動する部品移送機構を含んでいる。部品移送機構は、把握又は把持爪、フック、フィンガー、１以上のチャック、又は個々の部品を一時的にではあるがしっかりと把持できる他の装置を含み得る部品ホルダーを、例えばアーム又はレバーの末端に通常備える。部品ホルダーは、ホルダーが捕捉点から送達点へと移動する際に変化しうる（せずともよい）３次元的空間内でホルダーに対して固定した向きに部品を維持する。すなわち、部品は捕捉点においては第１の相対的向きにあってよく、部品受取り要素において第２の異なる相対的向きで放されるか又は送達されればよい。しかしながら実施形態によっては、ホルダーは、部品を捕捉点から送達点へと移動する際に空間内で同じ相対的向きに部品を維持する。

連続動作式脱進システム
新規な本方法は各種の装置及びシステムにおいて実施することが可能である。一般に新規な連続動作式脱進装置は少なくとも以下の要素を含む。すなわち、中心軸を有する回転式プレート又はディスクと、中心軸から第１の距離で、かつディスクの第１の径方向に位置する捕捉点と、ディスクの第２の径方向の位置で場合により中心軸から第１の距離と異なる第２の距離に位置する送達点と、ディスク上に配置された複数（例、２、５、１０、２０、３０又はそれ以上）の部品移送機構と、である。各部品移送機構は捕捉点において一度に１個のみの部品（又は例えば２、３又は４個といったセット数の部品）を能動的に把持するように構成された部品ホルダーを備えている。

個々の部品は別々の部品として供給されてもよく、捕捉点に搬入される際、捕捉点にある時、又は捕捉点から搬出される際に別々の個々の部品に切断される部品材料の連続したストリップとして供給されてもよい。

部品移送機構は、捕捉点から送達点へと部品ホルダーを移動し、部品ホルダーが送達点において部品を放しておく、すなわち送達することを可能とし、空きとなった部品ホルダーをディスクの１回転以内で捕捉点に戻すように構成されている。

個々の部品の連続供給
こうしたシステムの１つが図３Ａ〜３Ｃ、４Ａ〜４Ｃ及び５に示されており、これらの図は、部品フィーダー６２ａの終端に配置された連続動作式脱進システム６０と、複数の部品移送機構７０とを示している。システムは中心軸６６及び中心シャフト６８を有する回転ディスク６４を含む。部品移送機構７０はそれぞれ、アーム７２と、１対の把持爪７６及び７８（図４Ａ〜４Ｃに示す）を有する部品ホルダー７４（図４Ａ〜４Ｃを参照）と、基部８０と、旋回軸８２と、を有する。把持爪の各対は、例えばプラスチック製のカミソリカートリッジハウジング等の部品８４を有する。部品移送機構７０はディスク上に中心軸を中心として対称的に配置することができる。アーム７２は部品ホルダー７４が連結される末端と、旋回軸８２で終端する基端とを有する。

ディスク６４は矢印８６の方向に中心軸６６を中心として回転する。アーム７２の旋回軸８２を中心とした回転は歯車部８８によって制御される。ディスク６４が回転すると、固定カム９８（図３Ａ〜３Ｃ、４Ａ及び４Ｂ）により各アーム７２は垂直の捕捉位置（図３Ａ〜３Ｃ及び４Ａ〜４Ｃに示す）から水平の送達位置（図６Ａに示す）へと回転する。カムフォロア９５が各アーム基部８０内で摺動部材９７に固定されている。各摺動部材は旋回アーム７２に取り付けられた円形の歯車部８８と噛み合うラック（直線歯車）９９を有している。フォロア９５は中央の固定カム９８に当接しており、ディスクが回転するとカムがフォロア／摺動部材／ラックを外側及び内側に動かすことによって、歯車部と旋回アーム７２が旋回軸８２を中心として回転する。

カムは滑らかな輪郭を有するため、部品ホルダー７４（したがって部品）の中心軸６６からの距離は、部品移送機構７０が部品８４を捕捉点５０（図２）から送達点５４（図２）に移動する際に連続的に変化する。

図４Ａは、アーム７２、把持爪７６及び７８を有する部品ホルダー７４、基部８０及び旋回軸８２を備えた個別の部品移送機構７０をより詳細に示したものである。アーム７２は垂直の捕捉位置にあり、爪７６及び７８が部品を受け入れるための位置にある。機構７０はローラー／カムフォロア９４を有するプランジャ７３を更に備える。このプランジャは部品８４が部品ホルダーすなわち「ネスト」９０（図３Ａ及び６Ｂ参照）内に置かれる際に部品８４を一時的に固定する働きを有する。部品移送機構７０は、下記に詳述するように固定カム９８に対して押圧されるカムフォロア９５を備えた摺動部材９７を更に有する。

図４Ｂは図４Ａに示される部品移送機構７０の側面図を示したものである。図に示されるように、この機構は摺動部材９７に固定されたローラー／カムフォロア９５を備え、摺動部材９７は旋回点８２においてアーム７２に取り付けられた円形の歯車部８８と噛み合う直線歯車９９を有する。基部８０内のコイルばね９９’が摺動部材９７を径方向内側に付勢することによって、カムフォロア９５は中心シャフト６８上の固定カム９８に対して常に押圧された状態となる。図４Ｃは図４Ａ及び４Ｂに示される部品移送機構７０の分解図を示したものである。

図５は部品ホルダー７４の拡大図を示したものであり、把持爪７６及び７８がプラスチック製のカミソリカートリッジハウジング８４を保持する。カートリッジは部品フィーダー６２ａの延長部分である、曲線状のガイド溝６２ｂ内にまだ入った状態である。分かりやすさのために１本のアーム７２及び１個の部品８４を示してあるが、示したものの後には多数のアームと部品の流れが続いている。部品８４の流れは、部品の端部同士が若干の圧力で接するように、重力、空気圧又は他の力の作用下で曲線状の溝６２ｂ内に進入する。ディスク６４（例えば図３Ａを参照）が回転してアームと爪が捕捉された部品と共に曲線状溝６２ｂに沿って移動すると、部品の流れが追従し、後続のアーム及び爪が外側に動いて隣の部品を捕捉する。アームの径方向の位置は、爪の間の周方向の間隔が曲線状溝内における部品の端部と端部との間の間隔に等しくなり、したがって捕捉動作の際に爪と部品との間で周方向の相対運動がなく、爪の径方向の相対運動のみによって部品が捕捉されるようにカムによって設定される。部品は処理機械によって必要とされる値に設定されるディスクの速度でアームに追従する。部品が捕捉された時に曲線状溝６２ｂは終端し、アーム７２が外側に動くことが可能になることで部品が送達位置に移送される。

図６Ａでは、アーム７２は、カムフォロア９５がカム９８と当接することによって旋回軸８２を中心として約９０°回転したことで水平な送達位置（図４Ｂの矢印８９の方向）となっている。この時、アーム７２及び部品ホルダー７４は捕捉点から送達点における送達位置へと、径方向外側に動く。この位置において、部品ホルダー７４は部品８４を回転ディスク上の部品「ネスト」９０内に載置する（図６Ｂに最も分かりやすく示されている）。部品の載置後、能動的動作の「脱離」機構を用いてアームが上方に動いて部品から外れる間にネスト内の部品を押さえておく。

ディスク６４が矢印８６の方向に引き続き回転するに従って、ローラー／カムフォロア９４が固定オーバーヘッドカム９６の下を通過すると固定オーバーヘッドカム９６はプランジャ７３を部品８４に対して押し下げて図６Ｂに示されるように部品８４をネスト９０内で押さえつける。フォロア９４が、プランジャ７３を押さえつけ更にカートリッジをネスト内に押さえつける固定カム９６の下にある間に、アーム７２が上方に動き出し、バネ付勢された把持フィンガー７６及び７８がカートリッジ等の部品をすり抜けてこれを放し、ネスト９０内に部品が残される。図６Ｂは固定カム９６の下から出ようとしているプランジャ７３とローラー／カムフォロア９４を示している。図６Ｃは図６Ｂと同じ図であるが数度の回転後の状態を示したものであり、ディスク６４が矢印８６の方向に引き続き回転するに従ってオーバーヘッド固定カム９６が終端し、これによりプランジャ７３が解放されてアーム７２が矢印８７の方向に垂直位置へと上方に動いて部品８４がネスト９０内に残される様子を示している。

この実施形態では、部品ホルダーの中心軸６６までの距離は、曲線状溝６２ｂの捕捉点から部品受取り要素９２の送達点にかけて大きくなる。この距離の増加によって、部品が送達点を離れる際の部品間の間隔距離が大きくなる。更に、部品はディスク６４の表面に対して所定角度をなす経路に沿って移動する。

図６Ａ〜６Ｃは多数の部品移送機構の１個だけを示している点に留意されたい。

他の実施形態において、各部品移送機構は部品ホルダーを捕捉点から送達点へと径方向に沿って内側に移動させることができる。これらの実施形態では中心軸からの第２の距離は中心軸からの第１の距離よりも小さい。

他のシステムでは、各部品移送機構はブロックを含み、その場合、部品ホルダーはブロックに取り付けられ、ディスクが回転するに従ってブロックは捕捉点における第１の距離から送達点における第２の距離へと、ディスクの表面に平行な経路に沿って移動する。ブロックはディスクの表面に対して平行に移動してもよく、表面に対して所定の角度で移動してもよい。これらのシステムでは、ブロックはカムとの接触によって動かされる。例えば、図７は部品受取り要素すなわち「輸送パック」用の連続動作式脱進のためのシステムを示している。

図７に示されるように、ディスク６４ａが矢印８６ａの方向に回転すると、それぞれカムフォロア１１６を有する径方向に摺動するブロック１１４も同様に回転する。カムフォロア１１６はディスク６４ａの下側に配置された固定カム１１８に対して押圧される。パック９２ａ（１個のみを示す）が高スリップコンベヤー６３（破線にて示す）によって捕捉点へと移動され、システムへの入口の曲線状ガイド１１９で列を形成し、把持要素１２０によって掴まれる。ブロック１１４は把持要素１２０間の間隔がコンベヤー上のパックの間隔と等しくなるように捕捉点において引き込まれる。ディスク６４ａが回転して最初のブロック１１４が列の先頭のパックを掴むと、コンベヤー上のパックが追従し、次のブロック１１４が次のパックを掴む。ディスク６４ａが回転すると、ブロック１１４は送達位置へと径方向外側に移動し、次いでパック９２ａが、（図７のディスク６４ａの後方で）列中における間隔よりも大きい所望の間隔で処理機械へと移送される。他の実施形態では、固定カム１１８の輪郭に基づいた摺動ブロック１１４の運動に応じ、パック９２ａがコンベヤー及び捕捉点を離れる際の間隔がパックがシステムに到達する際のパックの間隔と比較して小さくなってもよい。

上記の新規な動作脱進システムはいずれも、ディスク６４、６４ａを回転させると共にディスクが回転する速度を制御するための標準的な駆動及び制御システム（図示せず）を備える。処理速度においてディスク６４は例えば０〜６０ｒｐｍの速度で回転してもよく、幾何学的な単純性によって同期が保たれる提案されるシステムに大きな影響を与えることなく始動、停止、加速、及び／又は減速してもよい。本実施形態ではディスクの駆動用に直接駆動型のサーボシステムを採用しているが、駆動システムとして比較的滑らか、かつ安定した制御を与えることが可能な任意の種類又は形態のものを用いることができる。

更に本システムは、部品を個別化し、部品ホルダーが個別の部品を把持できるような向きで部品を捕捉点に供給するように構成された部品フィーダー６２ａと併せて動作する。

部品材料ストリップの連続的供給
新規な本システムは部品材料の連続したストリップとして連続動作式脱進装置に到達する部品を受け入れるように設計することも可能である。図８に示されるように、プラスチック又は金属等の部品材料の連続したストリップ１００が捕捉点５０に供給される。ディスク１０４が矢印１０６の方向に回転するに従って部品ホルダー１０２がストリップを把持して移動させる。部品受取り要素１０８がディスク１０４と接触させられる。

ディスク１０４が回転すると、材料のストリップが把持要素（図１１、１２Ａ及び１２Ｂに示される７６ａ及び７８ａ）の経路の接線上に設けられる捕捉点５０に引き込まれ、ディスク１０４が回転するに従って把持要素が順次ストリップ１００を掴まえる。ホルダー１０２は切断領域１１０内に円弧状にストリップを移動させ、切断領域においてストリップはスライスブレード又は所謂「フライングナイフ」（後述する）又はレーザー１１２等の切断装置によって隣り合った把持要素間で切断される。ディスクが極めて高速で回転するような特定の実施形態では、ブレード又はレーザー光線をストリップの運動方向に振り動かして（次いで「上流」方向に戻す）移動する部品材料のストリップを追跡することできれいな径方向の切断を可能とする。ストリップ１００が個々の部品１００’に切断されると、部品ホルダー１０２は送達点５４へと経路上を引き続き移動して個々のストリップ部品１００’を放して部品受取り要素１０８に挿入する。部品１００’がそれぞれの部品受取り要素によって送達点を離れる際、個々の部品１００’は次の処理工程で必要とされる正確な距離の間隔で離間する。

図９はレーザーによって個々の部品１００’に切断された部品材料１００の連続したストリップを示したものである。材料のストリップのレーザーによる切断は図８に示されるように切断領域１１０内で行われる。また、ブレード又はナイフによって切断を行うことも可能である。例えば、図１０は切断領域１１０内で部品材料のストリップ１００を切断するために用いられるフライングナイフカッター１３０を有する実施形態を示したものである。フライングナイフ１３０は回転キャリア１３６上のブレードホルダー１３４に少なくとも２枚のブレード１３２を有する。キャリア１３６が回転するとブレード１３２は材料のストリップ１００を切断する。ブレード間の間隔、キャリア１３６の回転速度、及び材料のストリップの速さによって正確な間隔で切断がなされることで、適正な長さの部品材料１００の切断ストリップが得られる。切断は、部品材料の連続したストリップ１００及び個別の部品１００’をそれぞれ把持した２個の部品移送機構７０ａ（図１０には示されていない）間で行われる。

図１１は、図４に示される部品移送機構７０に似ているが、部品材料の細いストリップを把持し、ストリップが切断される間にこれを保持し（例えば、隣り合う部品移送機構によって切断部の両側を能動的に把持することによる）、個々の切断部品が送達点５４に送達されるまでの間、これを引き続き保持するように設計された部品移送機構７０ａを示したものである。

部品移送機構７０ａはアーム７２ａ、把持爪７６ａ及び７８ａを備えた部品ホルダー７４ａ、基部８０ａ、及び旋回軸８２ａを有する。アーム７２ａは、爪７６ａ及び７８ａが切断されたストリップ部品１００’を保持した、所定角度の捕捉位置にある。図１２Ａ及び１２Ｂは、切断されたプラスチックのストリップ１００’を把持爪７６ａ及び７８ａが保持した、部品ホルダー７４ａの拡大図を示したものである。アーム７２ａの旋回軸８２ａを中心とした回転は歯車部８８ａによって制御される。ディスク１０４が回転するに従って、ディスク上の固定カム（図６Ａ及び６Ｂでディスク６４上のカム９８として示したもの）がアーム７２ａを下方に回転させることにより、プラスチックのストリップ１００’がパック１０８のネスト内に置かれる。アーム７２ａの動作は図４Ａ〜４Ｃ及び６Ａ〜６Ｃに示したアーム７２の動作と似ている。カムは滑らかな輪郭を有するため、部品ホルダー７４ａ（したがって部品１００’）の中心軸６６からの距離は、部品移送機構７０ａが部品１００’を捕捉点５０（図９）から送達点５４（図９）に移動する際に連続的に変化する。無論、他の方法でアームを回転させてもよく、例えば個別の小型サーボモーターをディスクに用いたり、異なるカムアクチュエータを使用することができる。例えばほぼ球状の立体的カムによってアームを直接駆動することが可能であり、これによりギア／ラック機構を用いる必要がなくなる。

図１２ａ及び１２Ｂに示されるように、アーム７２ａはそれぞれ、プランジャ７３ａと接触するローラー／カムフォロア９４ａを備え、プランジャ７３ａは部品ホルダー７４ａを押し下げ、これにより把持爪７６ａ及び７８ａは切断された部品ストリップ１００’を放し、その部品ストリップ１００’を図６Ａ及び６Ｂにおいてプランジャ７３が部品を部品ホルダー７４に押し込むのとほぼ同様にして部品受取り要素１０８内に押し込む。

この実施形態では、部品ホルダー７４ａの中心軸６６までの距離は、部品ストリップ供給ガイド１０１の捕捉点５０から部品受取り要素１０８の送達点５４にかけて大きくなる。この距離の増加によって、部品が送達点を離れる際の部品間の間隔距離が大きくなる（部品が捕捉点に到達する際に部品が１本の連続したストリップの一部である場合の間隔０から）。更に、個々の部品はストリップから一旦切断されるとディスク１０４の表面に対して所定の角度をなす経路に沿って移動する。

応用例
制御された連続動作式の新規な本脱進システムは、広範な種類の部品について動作するように構成することができる。例えば部品は、カートリッジハウジング又はフード、こうしたハウジング用のインサート及び金属ブレード等の個別のカミソリカートリッジ部品、及び／又は、ブレード支持部材又はトリマー部品であってよい。部品はまた、ポリマーを含有するプラスチックで形成された潤滑性ストリップ、又は長いスチールのストリップから切り取られたブレード等、システムによって個別の部品に切断される、材料の連続したストリップであってもよい。

電極、ハウジング及び接点等の電池並びにその部品、電気ハブラシのブラシヘッド及びその部品、軍需品、タバコ及び医療機器の各種部品、並びに、例えば自動車及び航空機産業における部分組立て品におけるようなパーツを移送するための他のシステムを製造することも可能である。一般的に新規な本方法及びシステムを、方向付けかつ供給溝で送達することが可能なあらゆる部品の組立てに使用することができる。

その他の実施形態
以上、本発明の多くの実施形態を述べた。しかしながら本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく様々な改変が可能である点は理解されるであろう。したがって他の実施形態は特許請求の範囲に包含されるものである。

Claims (20)

1. 連続動作式脱進システム（６０）であって、
   中心軸（４４、６６）を有する回転式ディスク（４０、６４、６４ａ、１０４）と、
   前記中心軸から第１の距離で、かつ中心軸（４４、６６）に対して第１の径方向に位置する捕捉点（５０）と、
   前記中心軸に対して第２の径方向に位置する送達点（５４）と、
   前記ディスク上に配置された複数の部品移送機構（７０、７０ａ）と、を備え、
   各部品移送機構（７０、７０ａ）が、捕捉点（５０）の部品（２８、８４、１００’）を能動的に把持するように構成された部品ホルダー（４２、７４、７４ａ、１０２）を有し、
   各部品移送機構（７０、７０ａ）が、部品ホルダー（４２、７４、７４ａ、１０２）を捕捉点（５０）から送達点（５４）へと移動し、部品ホルダー（４２、７４、７４ａ、１０２）が規定の向きで部品（２８、８４、１００’）を送達点（５４）に置くことを可能とし、空きとなった部品ホルダー（４２、７４、７４ａ、１０２）をディスク（４０、６４、６４ａ、１０４）の１回転以内で捕捉点（５０）に戻すこと、を特徴とする連続動作式脱進システム。
2. 送達点（５４）が中心軸（４４、６６）から第１の距離と異なる第２の距離に位置し、部品移送機構（７０、７０ａ）が捕捉点（５０）から送達点（５４）へと部品（２８、８４、１００’）を移動させる際に、中心軸（４４、６６）から部品（２８、８４、１００’）までの距離が変化する、請求項１に記載のシステム（６０）。
3. 前記第２の距離が前記第１の距離よりも長い、請求項１又は２に記載のシステム（６０）。
4. 部品移送機構（７０、７０ａ）が捕捉点（５０）から送達点（５４）へと部品（２８、８４、１００’）を移動させる際に、中心軸（４４、６６）から部品（２８、８４、１００’）までの距離が連続的に変化する、請求項２又は３に記載のシステム（６０）。
5. 各部品移送機構（７０、７０ａ）が捕捉点（５０）から送達点（５４）へと部品ホルダー（４２、７４、７４ａ、１０２）を径方向外側に移動させ、中心軸（４４、６６）からの第２の距離が中心軸（４４、６６）からの第１の距離よりも長い、請求項２〜４のいずれか一項に記載のシステム（６０）。
6. 各部品移送機構が末端及び基端を有するアーム（７２、７２ａ）を有し、部品ホルダー（４２、７４、７４ａ）が前記末端に取り付けられ、前記アームが前記基端を中心として旋回することによって、中心軸（４４、６６）から部品ホルダー（４２、７４、７４ａ）までの距離が第１の距離から第２の距離へと変わる、請求項２〜５のいずれか一項に記載のシステム（６０）。
7. カム（９８）を更に備え、アーム（７２、７２ａ）がカム（９８）と接触することによって旋回する、請求項６に記載のシステム（６０）。
8. 各部品移送機構がブロック（１１４）を有し、前記部品ホルダーがブロック（１１４）に取り付けられ、ディスク（６４ａ）が回転するに従って、ブロック（１１４）が捕捉点（５０）における第１の距離から送達点（５４）における第２の距離へとディスク（６４ａ）の表面に平行な経路に沿って移動する、請求項２〜５のいずれか一項に記載のシステム（６０）。
9. ディスク（４０、６４、６４ａ、１０４）が回転するに従って部品ホルダー（４２、１０２）が捕捉点（５０）における第１の距離から送達点（５４）における第２の距離へとディスク（４０、６４ａ、１０４）の表面に平行な経路に沿って移動する、請求項２〜５のいずれか一項又は請求項８に記載のシステム（６０）。
10. ディスク（４０、６４、１０４）が回転するに従って部品ホルダー（４２、７４、７４ａ、１０２）が捕捉点（５０）における第１の距離から送達点（５４）における第２の距離へとディスク（４０、６４、１０４）の表面に対して所定の角度をなす経路に沿って移動する、請求項２〜７のいずれか一項に記載のシステム（６０）。
11. 捕捉点（５０）から送達点（５４）へと部品（２８、８４、１００、１００’）の流れを連続的に移送する方法であって、
    中心軸（４４、６６）から第１の距離でかつ中心軸（４４、６６）に対して第１の径方向に位置する捕捉点（５０）において各部品（２８、８４、１００、１００’）を部品移送機構（７０、７０ａ）によって捕捉及び把持する工程と、
    部品（２８、８４、１００、１００’）を把持した部品移送機構（７０、７０ａ）を中心軸（４４、６６）に対して第１の径方向と異なる第２の径方向に位置する送達点（５４）へと移動させる工程と、
    前記送達点の部品受取り要素（９２、１０８）内に規定の向きで部品（２８、８４、１００、１００’）を置く工程と、を備えた方法。
12. 各部品（２８、８４、１００’）は個別に把持される、請求項１１に記載の方法。
13. 送達点（５４）が中心軸（４４、６６）から第１の距離と異なる第２の距離に位置し、部品移送機構（７０、７０ａ）が捕捉点（５０）から送達点（５４）へと部品（２８、８４、１００、１００’）を移動させる際に中心軸（４４、６６）からの部品（２８、８４、１００、１００’）の距離が変化する、請求項１１又は１２に記載の方法。
14. 捕捉点（５０）から送達点（５４）へと部品（２８、８４、１００、１００’）が移動する際に中心軸（４４，６６）からの部品（２８、８４、１００、１００’）の距離が連続的に変化する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 部品（２８、８４、１００、１００’）が捕捉点（５０）に到達する際の部品（２８、８４、１００、１００’）間の第１の間隔が、部品が送達点を離れる際の部品（２８、８４、１００、１００’）間の第２の間隔よりも小さく、中心軸からの第１の距離が中心軸からの第２の距離よりも短い、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 部品（２８、８４）が捕捉点（５０）に到達する際の部品（２８、８４）間の第１の間隔が、部品（２８、８４）が送達点（５４）を離れる際の部品（２８、８４）間の第２の間隔よりも大きく、中心軸（４４、６６）からの第１の距離が中心軸（４４、６６）からの第２の距離よりも長い、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
17. 捕捉点（５０）が第１の平面上に設けられ、送達点（５４）が第２の平面上に設けられ、第２の平面は第１の平面とは異なる高さに位置する、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記第１の平面が前記第２の平面よりも高い、請求項１７に記載の方法。
19. 捕捉点（５０）が部品フィーダー（６２ａ）の終端に設けられている、請求項１１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 部品受取り要素（９２、１０８）は部品（２８、８４、１００’）が所定の向きで挿入される個別の部品ネスト（９０）を有する、請求項１１〜１９のいずれか一項に記載の方法。

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