JP2015083508A - 部品取出装置及び部品取出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
多数の部品を投入するホッパーから部品を整列させて取り出す部品取出装置及び取出方法であって、小型で、振動を利用することのない静粛性に優れた部品取出装置及び方法を得る。
【解決手段】
多数の部品を投入するホッパーと、該ホッパーの上部に配置した部品受取レールと、上記ホッパー内に昇降可能に支持され、上昇運動によって、その上端の部品掻き上げ面により、該ホッパー内の部品を持ち上げて上記部品受取レール上に受け渡すリフタと、を有する部品取出装置。
【選択図】図６

Description

本発明は、部品取出装置及び部品取出方法に関する。

各種工業製品の組立工程では、各種部品を搬送ラインで自動搬送し、自動機によって組み立てることが行われており、部品取出装置は、例えばこのような自動組立工程において、部品を１個ずつ整列させて搬送する目的で用いられている（例えば特許文献１）。

この特許文献１の部品取出装置は、ホッパー（有底ボウル）から取り出された部品を整列させて１個ずつ搬送する具体的な構成を提案している。有底ボウルは、円筒状をなしており、同ボウル内にランダムに投入された多数の部品は、該有底ボウルに振動を与えることにより、同ボウルの内壁面に沿って設けた螺旋状の搬送レールに沿って、１個ずつ送られている。

特開２０１０-１６３２３３号公報

特許文献１の部品取出装置は、ホッパーから取り出した後の部品を、破損することなく高速で搬送することを技術テーマとしており、ホッパーからの部品の取出を問題としていない。特許文献１のホッパー、すなわち有底ボウルは平面円形であり、該有底ボウルに与える振動によってその内壁面に沿わせて設けた螺旋状の搬送レールに沿って部品を移動させるという構成上、大型となることが避けられず、また振動を与えるため騒音の問題があり、かつ高価であった。さらに、ホッパー内の全ての部品を取り出すことが機構上できない。

本発明は、多数の部品をランダムに投入するホッパーから部品を整列させて取り出す部品取出装置であって、小型で、振動を利用することのない静粛性に優れた部品取出装置を得ることを目的とする。また本発明は、原理的にホッパー内の全ての部品を取り出すことができる部品取出装置及び部品取出方法を得ることを目的とする。

本発明は、直線運動するリフタ（取出体）によりホッパー内の部品を列状にして持ち上げ、持ち上げた部品を部品受取レールに落とし込むことにより部品を取り出すという着眼に基づいてなされたものである。

本発明は、部品取出装置の態様では、多数の部品を投入するホッパーと、該ホッパーの上部に配置した部品受取レールと、上記ホッパー内に昇降可能に支持され、上昇運動によって、その上端の部品掻き上げ面により、該ホッパー内の部品を持ち上げて上記部品受取レール上に受け渡すリフタと、を有することを特徴としている。

部品受取レールとリフタは、ホッパー内の部品を段階的に受け渡すように、上下方向に複数段を配置することができる。

リフタの上端の部品掻き上げ面の幅は、部品の形状に応じ、部品が一つだけ載る幅に定める。また長さは、複数の部品を同時に載せることができる長さとすることが好ましい。

リフタの上端の部品掻き上げ面には、部品が自重で上記部品受取レールに滑り落ちるように、部品受取レール側が低くなる傾斜案内面を設けることが好ましい。

また、部品受取レールは、リフタから供給された部品が該部品受取レール上を自重で落下するように傾斜していることが好ましい。

また本発明は、多数の部品を投入したホッパーから部品を取り出す方法の態様では、上記ホッパーの上部に部品受取レールを配置し、上記ホッパー内に上端部に部品掻き上げ面を有し昇降運動するリフタを準備するステップと、上記リフタの上昇運動によって、上記部品掻き上げ面により、該ホッパー内の部品を持ち上げるステップと、上昇した上記リフタの部品掻き上げ面から上記部品受取レール上に部品を受け渡すステップと、を有することを特徴としている。

本発明の部品取出方法では、上記部品受取レールとリフタは、上記ホッパー内の部品を段階的に受け渡すように、上下方向に複数段を配置し、上記リフタにより部品を持ち上げるステップと、持ち上げた部品を上記部品受取レールに受け渡すステップを上下方向に複数回実行することが可能である。

また、上記部品掻き上げ面の幅を部品が一つだけ載る幅に定め、上記リフタにより部品を掻き上げるステップでは部品を一列ずつ持ち上げるのが好ましい。

リフタ上端の部品掻き上げ面には、部品が自重で上記部品受取レールに滑り落ちるように、部品受取レール側が低くなる傾斜案内面を設け、上記リフタを上昇させるステップでは、リフタの部品掻き上げ面から部品受取レール上に部品が自然落下するようにすることが好ましい。

本発明によれば、ホッパー内に投入した多数の部品を、昇降運動するリフタによって部品受取レール上に取り出すので、小型化できる。また、振動を利用しないため、静粛性に優れた安価な部品取出装置を得ることができる。

本発明の部品取出装置の一実施形態の平面図である。 同正面図である。 図１のIII-III線に沿う断面図である。 図１ないし図３の部品取出装置のホッパー単体の斜視図である。 図１ないし図３の部品取出装置の部品整列搬送部の斜視図である。 図１ないし図３の部品取出装置の部品掻き上げ機構の待機状態の斜視図である。 同掻き上げ状態の斜視図である。

図１ないし図７は、本発明による部品取出装置の一実施形態を示している。本実施形態は、取り出すべき多数の部品Ｐをランダムに投入するホッパー１０、このホッパー１０内に配置した部品掻き上げ機構２０及び取り出した部品Ｐを整列させて送り出す部品整列搬送部３０を主たる構成要素としている。

ホッパー１０は、図４に単体形状を示すように、一対の左右縦壁１１、一対の左右縦壁１１の一端部を接続する接続縦壁１２、左右縦壁１１の他端部に連続する一対の区画縦壁１３、及び底壁１４を有していて上端が開放されており、底壁１４には、部品掻き上げ機構２０を挿入する開口１５が形成されている。以下の説明において、前後方向は部品の取出方向、左右方向は左右縦壁１１と直交する方向とし、各図に図示している。

底壁１４は、開口１５に向けて下方に傾斜する傾斜壁からなっており、接続縦壁１２に連続する前後傾斜底壁１４ａと、左右縦壁１１に連続する一対の左右傾斜底壁１４ｂとを有している。一対の左右傾斜底壁１４ｂは、前後傾斜底壁１４ａよりも一段低くかつその内端縁が開口１５の一部を形成している。

ホッパー１０は、接続縦壁１２の中央に、一対の左右縦壁１１と平行な固定分割壁１６を有しており、固定分割壁１６の下端は前後傾斜底壁１４ａに達している。固定分割壁１６は、ホッパー１０内をＡ室とＢ室の２室に分割する。この実施形態では、Ａ室とＢ室を独立させ、各室内に投入した部品Ｐを部品掻き上げ機構２０によって個別に取り出す（Ａ室とＢ室内には別々の部品を投入することができる）。

部品掻き上げ機構２０は、以上のホッパー１０の一対の区画縦壁１３、開口１５及び固定分割壁１６の間に挿入されるもので、図１ないし図３に示すように、ホッパー１０の固定分割壁１６と同一平面上に延びる板状の固定中央壁２１を有している。部品掻き上げ機構２０は、Ａ室とＢ室内の部品Ｐを同時に取り出すように、固定中央壁２１に関し対称構造の一対がセットをなしている。

固定中央壁２１の板面の両側には、図６及び図７にはその一方のみを示すように、上方部品受取レール板２２が密着固定され、この上方部品受取レール２２の左右には、リフタ摺動空間２４を確保して、下方部品受取レール板２３が固定されている。また、下方部品受取レール板２３とホッパー１０の開口１５のエッジ（左右傾斜底壁１４ｂの低端部）との間には、リフタ摺動空間２５が形成されている。上方部品受取レール板２２と下方部品受取レール板２３の上端部には、固定中央壁２１側が低い部品受取レール面（左右傾斜案内面）２２ａと部品受取レール面（左右傾斜案内面）２３ａが形成されている。

部品掻き上げ機構２０には、このリフタ板摺動空間２４と２５内に位置させて、上下の部品受取レール板２２、２３に対して摺動する板状の上方リフタ板２６と下方リフタ板２７が配置されている。この上方リフタ板２６と下方リフタ板２７は、一つのエアシリンダ装置２８の昇降板２９に接続されていて、一緒に昇降運動する。下方リフタ板２７の上端部には、下方リフタ板２７が最も下降した状態において、ホッパー１０の左右傾斜底壁１４ｂと面一となる固定中央壁２１側が低い部品掻き上げ面（左右傾斜案内面）２７ａが形成されており、上方リフタ板２６の上端部には、上方リフタ板２６が最も下降した状態において下方部品受取レール板２３の部品受取レール面２３ａと面一となる固定中央壁２１側が低い部品掻き上げ面（左右傾斜案内面）２６ａが形成されている。これらの部品受取レール板２２、２３及びリフタ板２６、２７は、互いに平行をなす平行平板からなっている。

下方部品受取レール板２３の部品受取レール面２３ａ、上方リフタ板２６の部品掻き上げ面２６ａ及び下方リフタ板２７の部品掻き上げ面２７ａはそれぞれ略水平（開口１５のエッジと平行）に延出している。これに対し、上方部品受取レール板２２の部品受取レール面２２ａは、図２、図５ないし図７に示すように、ホッパー１０の固定分割壁１６側が高く、部品整列搬送部３０側（固定分割壁１６の反対側）に向かって傾斜する部品滑落レールを構成している。すなわち、部品受取レール面２２ａは、固定中央壁２１に向かって下方傾斜し、かつ部品整列搬送部３０に向かって下方傾斜している。上方リフタ板２６は、最も上昇した位置においては、その部品掻き上げ面２６ａの全てが上方部品受取レール板２２の部品受取レール面２２ａより上方に位置する。また、部品受取レール面２２ａ、部品受取レール面２３ａ、部品掻き上げ面２６ａ、部品掻き上げ面２７ａの幅（板状の上方部品受取レール板２２、下方部品受取レール板２３、上方リフタ板２６、下方リフタ板２７の厚さ）は、１つの部品Ｐを載せることができる幅（左右方向に２つ以上の部品Ｐが載らない幅）に定められている。一方、これらのレール面あるいは掻き上げ面の前後方向の長さは、数個ないし１０数個の一列状の部品Ｐを同時に支持できる長さとするのが実際的である。

部品整列搬送部３０には、図１、図２及び図５に示すように、部品掻き上げ機構２０の固定中央壁２１と面一に延びる分割壁３１と、この分割壁３１の左右に位置する整列搬送レール３２と、リターンレール３３とが設けられている（図５では一方のみ図示）。整列搬送レール３２は、左右の部品受取レール面２２ａ上を滑落する部品Ｐを受け止めて整列搬送するもので、下方レール３２ａと上方レール３２ｂを備え、上方レール３２ｂの部品掻き上げ機構２０側の端部には、前方に向けて分割壁３１から離間する方向に傾斜した傾斜排除面３２ｃが形成されている。両レール３２ａと３２ｂの間隔ｄ(図２、図５)は、１つの部品Ｐの厚さに対応していて、２つ以上重なった部品Ｐは、上方レール３２ｂの先端の傾斜排除面３２ｃによって、リターンレール３３上に落下する。リターンレール３３は、ホッパー１０の戻し口１７に導かれていて、部品Ｐをホッパー１０に戻すような傾斜が与えられている。リターンレール３３は、動力を用いたコンベヤに代えることも可能である。

上記構成の本部品取出装置は、ホッパー１０のＡ室とＢ室にランダムに多数の部品Ｐを投入した状態でエアシリンダ装置２８により上方リフタ板２６と下方リフタ板２７を駆動する。ここでは、部品Ｐとして、最も単純で方向性のない円形板状部品を想定する。上方リフタ板２６と下方リフタ板２７が最下方に位置する状態（図６）では、ホッパー１０の固定分割壁１６側が低い左右傾斜底壁１４ｂと下方リフタ板２７の部品掻き上げ面２７ａが面一となっており、部品Ｐは部品掻き上げ面２７ａ上に滑り落ちている。この状態でエアシリンダ装置２８により、下方リフタ板２７（と上方リフタ板２６）を上昇させると、部品掻き上げ面２７ａ上に前後方向に並ぶ部品Ｐが一列状になって持ち上げられる。そして、下方リフタ板２７が上昇端に達すると、部品掻き上げ面２７ａが下方部品受取レール板２３の部品受取レール面２３ａと面一となって、一列状の部品Ｐが部品受取レール面２３ａ上に滑り落ちる。このときには、上方リフタ板２６は上昇位置にあり、部品Ｐは部品受取レール面２３ａ上において上方リフタ板２６の側面に接触した状態で保持される。

この状態で、上方リフタ板２６と下方リフタ板２７が下降すると、上方リフタ板２６が下降端に達して部品掻き上げ面２６ａが下方部品受取レール板２３の部品受取レール面２３ａと面一になったとき、部品Ｐが部品掻き上げ面２６ａ上に滑り落ちる。下方リフタ板２７が下降端に達して部品掻き上げ面２７ａが左右傾斜底壁１４ｂと面一になると、左右傾斜底壁１４ｂから部品掻き上げ面２７ａ上に部品Ｐが滑り落ちる。

この状態で、上方リフタ板２６と下方リフタ板２７が上昇すると（図７）、部品掻き上げ面２６ａ上の部品Ｐが上方に運ばれ、部品掻き上げ面２６ａの方が上方部品受取レール板２２の部品受取レール面２２ａより高くなった瞬間に、部品Ｐが部品受取レール面２２ａ上に落下する。部品受取レール面２２ａ上に落下した部品Ｐは、部品受取レール面２２ａの滑落傾斜に従って部品整列搬送部３０の整列搬送レール３２に落下する。

整列搬送レール３２上に落下した部品Ｐのうち、下方レール３２ａに直接載っている下方の部品Ｐは、該下方レール３２ａと上方レール３２ｂの隙間を通って前方に運ばれ、重なっている上方の部品Ｐは、上方レール３２ｂの傾斜排除面３２ｃによってリターンレール３３上に落下し、戻し口１７からホッパー１０に戻される。以下、上方リフタ板２６と下方リフタ板２７の昇降運動により、同様の動作が繰り返され、ホッパー１０内の部品Ｐが整列状態で部品整列搬送部３０に取り出される。特にこの実施形態では、下方リフタ板２７の下降端において、リフタ板２７の部品掻き上げ面２７ａがホッパー１０の左右傾斜底壁１４ｂと面一になるので、ホッパー１０内の最後の部品Ｐ迄確実に取り出すことができる。

以上の実施形態では、上方部品受取レール板２２の部品受取レール面２２ａを部品Ｐを滑落させる滑落傾斜レールとしたが、部品受取レール面２２ａを、部品Ｐを前方に搬送するコンベヤ構造とすることも可能である。

以上の実施形態では、部品Ｐとして方向性のない円形板状部品を想定したが、方向性のある部品についても、本発明は適用可能である。方向性のある部品は、上下のリフタ板２６と２７の部品掻き上げ面２６ａと２７ａに正しく載らないように、部品掻き上げ面２６ａと２７ａの幅や形状を設定し、部品が部品掻き上げ面２６ａと２７ａから落下して再びホッパー１０内に戻るようにすることができる。あるいは、部品整列搬送部３０において、方向が異なる部品を排除する機構を設けることができる。

以上の実施形態では、ホッパー１０内をＡ室とＢ室に分け、各室内に対称構造の部品取出装置を配置したが、ホッパー内を複数の室に分けることは必須でない。また以上の実施形態では、上方リフタ板２６と下方リフタ板２７を単一のエアシリンダ装置２８により同時に昇降させるとしたが、上方リフタ板２６と下方リフタ板２７を個別のエアシリンダ装置に接続して個別に昇降運動させる態様も可能である。

また、以上の実施形態では、上下２段のリフタ板２６、２７及び部品受取レール板２２、２３により段階的に部品受取レール面２２ａに部品Ｐを取り出すようにしたが、リフタ板と部品受取レール板は、１段または３段以上でもよい。

Ｐ 部品
１０ ホッパー
１１ 左右縦壁
１２ 接続縦壁
１３ 区画縦壁
１４ 底壁
１４ａ 前後傾斜底壁
１４ｂ 左右傾斜底壁
１５ 開口
１６ 固定分割壁
１７ 戻り口
２０ 部品掻き上げ機構
２１ 固定中央壁
２２ 上方部品受取レール板
２３ 下方部品受取レール板
２２ａ ２３ａ 部品受取レール面
２４ ２５ リフタ板摺動空間
２６ 上方リフタ板
２７ 下方リフタ板
２８ エアシリンダ装置
２６ａ ２７ａ 部品掻き上げ面
３０ 部品整列搬送部
３２ 整列搬送レール
３３ リターンレール

Claims (10)

1. 多数の部品を投入するホッパーと、
   該ホッパーの上部に配置した部品受取レールと、
   上記ホッパー内に昇降可能に支持され、上昇運動によって、その上端の部品掻き上げ面により、該ホッパー内の部品を持ち上げて上記部品受取レール上に受け渡すリフタと、
   を有することを特徴とする部品取出装置。
2. 請求項１記載の部品取出装置において、上記部品受取レールとリフタは、上記ホッパー内の部品を段階的に受け渡すように、上下方向に複数段が配置されている部品取出装置。
3. 請求項１または２記載の部品取出装置において、上記リフタの上端の部品掻き上げ面の幅は、部品が一つだけ載る幅に定められている部品取出装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載の部品取出装置において、上記リフタ上端の部品掻き上げ面には、部品が自重で上記部品受取レールに滑り落ちるように、部品受取レール側が低くなる傾斜案内面が設けられている部品取出装置。
5. 請求項４記載の部品取出装置において、上記ホッパーの底壁は、上記リフタが下降位置にあるとき、該リフタ上端の部品掻き上げ面と面一になる傾斜壁からなる部品取出装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載の部品取出装置において、上記部品受取レールは、上記リフタから供給された部品が該部品受取レール上を自重で落下するように傾斜している部品取出装置。
7. 多数の部品を投入したホッパーから部品を取り出す方法であって、
   上記ホッパーの上部に部品受取レールを配置し、上記ホッパー内に上端部に部品掻き上げ面を有し昇降運動するリフタを準備するステップと、
   上記リフタの上昇運動によって、上記部品掻き上げ面により、該ホッパー内の部品を持ち上げるステップと、
   上昇した上記リフタの部品掻き上げ面から上記部品受取レール上に部品を受け渡すステップと、
   を有することを特徴とする部品取出方法。
8. 請求項７記載の部品取出方法において、上記部品受取レールとリフタは、上記ホッパー内の部品を段階的に受け渡すように、上下方向に複数段が配置されており、上記リフタにより部品を持ち上げるステップと、持ち上げた部品を上記部品受取レールに受け渡すステップが上下方向に複数回実行される部品取出方法。
9. 請求項７または８記載の部品取出方法において、上記部品掻き上げ面の幅は、部品が一つだけ載る幅に定められており、上記リフタにより部品を掻き上げるステップでは部品が一列ずつ持ち上げられる部品取出方法。
10. 請求項７ないし９のいずれか１項記載の部品取出方法において、上記リフタ上端の部品掻き上げ面には、部品が自重で上記部品受取レールに滑り落ちるように、部品受取レール側が低くなる傾斜案内面が設けられており、上記リフタを上昇させるステップでは、リフタの部品掻き上げ面から部品受取レール上に部品が自然落下する部品取出方法。

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