JP2023019207A - 振動式部品供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な機構で安価に取付けすることができ、部品を汚染することなく、かつ、部品を一列に整列させて長時間安定的に供給し続ける振動式部品供給機を提供することを課題とする。【解決手段】溝で構成される搬送路３２を振動させることにより、搬送路３２に沿って部品を搬送して供給する振動式部品供給装置１００において、搬送路３２の一部を非直線形状の迂回路３３とし、迂回路３３の一方の端を非直線形状に沿った壁面３１とすると共に他方の端に壁面を設けないことを特徴とする振動式部品供給装置１００。非直線形状の迂回路３３は、搬送される部品のうち、姿勢不良のものが不安定となって落下するように配置されていることを特徴とする。また、非直線形状の迂回路３３が、頂点角度１２０°未満の凸部を有することを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、振動式部品供給装置、特に微小ネジ供給装置に関する。

従来から、複数の物品を振動によって搬送することによって部品を供給する振動式部品供給装置が知られている。この装置により、作業者や作業機械の下に、素早く向きの揃った状態で部品を供給することができ、次の作業工程を滞りなく行うことが可能となる。

例えば、特許文献１、２では、部品をらせん状のボウルに入れて振動させることにより、部品が搬送路に沿って搬送されて供給される部品供給装置が開示されている。ここでの部品は、リベット、すなわち、頭部とねじ部のない胴部からなり、穴をあけた部材に差し込んで専用の工具でかしめることで反対側の端部を塑性変形させて接合させる部品である。

従来の振動式部品供給装置においては、搬送路、特にシュートの入り口で部品がひっかかったり、シュートの中でつまりが生じたりして、連続して部品を供給できないという問題が生じていた（特許文献３、４）。このような問題が生じた場合は、部品のひっかかりやつまりを解消するために時間がかかるため、稼働率低下の原因となっていた。

このような問題を解消するために、特許文献１では、頭部抑え２５を設けることで、リベットの飛び出しが防止され、後続のリベットにより押し上げられることなく円滑に搬送さえることが提案されている（段落００２３、図１～５など）。

また、特許文献２では、ボウル内の搬送路の途中に、層崩し溝３３、切り欠き３１、くぼみ３２を設けることによって部品の積み重なりを崩すことが提案されている（段落００４１、図４など）。加えて、同文献では、従来例として、ボウル内の搬送路の途中に、層崩し板１３２を設けることが知られていたことも開示されている（図１６）。

他にも、特許文献５などのように、姿勢不良の部品にエアブローを吹き付けて搬送路から排除する機構も知られている。

しかしながら、特許文献１、２の方法によっても、部品を一列に整列させて長時間安定的に供給し続けることは困難であり、部品の姿勢不良などによるひっかかりなどが生じて部品を供給できない供給不良が避けられなかった。また、特許文献５の方法では、機構が複雑になることから高価になるということと、エアブローに含まれる微量のオイルミストが部品を汚染してしまうという別の問題があった。

特開平８－１６８９２６ 特開平１０－１８１８５０ 実全平３－０１８０２３ 特開昭６１－２９１３１８ 特開２００６－３３５４８７

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、簡単な機構で安価に取付けすることができ、部品を汚染することなく、かつ、部品を一列に整列させて長時間安定的に供給し続けることを課題とする。

本発明にかかる一の実施形態である振動式部品供給装置は、溝で構成される搬送路を振動させることにより、搬送路に沿って部品を搬送して供給する振動式部品供給装置であって、搬送路の一部を非直線形状の迂回路とし、迂回路の一方の端を非直線形状に沿った壁面とすると共に他方の端に壁面を設けないことを特徴とする。

本発明にかかる一の実施形態である振動式部品供給装置は、更に、非直線形状の迂回路が、搬送される前記部品のうち、姿勢不良のものが不安定となって落下するように配置されていることを特徴とする。

本発明にかかる一の実施形態である振動式部品供給装置は、更に、非直線形状の迂回路が、頂点角度１２０°未満の凸部を有することを特徴とする。

本発明にかかる一の実施形態である振動式部品供給装置は、更に、搬送路は、ボウルの底面から内周面へらせん状に立ち上がる搬送路を含み、かつ、ボウルが中心軸の周りにねじり振動を付与されることによって振動することを特徴とする。

本発明にかかる一の実施形態である振動式部品供給装置は、更に、他方の端が、ボウルの内部であって、より低い位置の搬送路に繋がっていることを特徴とする。

本発明にかかる一の実施形態である振動式部品供給装置は、更に、迂回路が、ボウルのらせん状の搬送路の外に設けられていることを特徴とする。

本発明にかかる一の実施形態である振動式部品供給装置は、更に、前記部品がねじであることを特徴とする。

本発明にかかる一の実施形態である振動式部品供給装置は、更に、前記迂回路の先の前記搬送路に、前記溝に加えて、前記ねじのねじ首部分を収納する深溝が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な機構で安価に取付けすることができ、部品を汚染することなく、かつ、部品を一列に整列させて長時間安定的に供給し続ける振動式部品供給機が提供される。

本発明の一実施形態である微小ねじ供給装置１００の斜視図である。 シュート３０の全体の斜視図である。 シュート３０の全体の上面図である。 迂回路３３の他の具体例を示す図である。 シュート３０の深溝３４部分のｙｚ平面断面図である。 ボウル２０の全体の斜視図である。 ボウル２０の上面図及び断面図である。

〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施の形態について、図１～７を参照しながら説明する。

（概略構成）
本実施形態にかかる微小ねじ供給装置１００の概略構成について、図１を用いて説明する。図１は、微小ねじ供給装置１００の斜視図である。微小ねじ供給装置１００は、全体が筐体９０で覆われている。なお、図１では、説明のため、筐体９０が半透明に描かれており、その内部構造まで図示している。

微小ねじ供給装置１００は、コントローラ１０、ボウル２０、シュート３０、インデックス４０を含んで構成される。筐体９０は、微小ねじ供給装置１００の全体を覆っており、コントローラ１０、及びインデックス４０の一部が取出口６０から外部に露出している。

部品である微小ねじ１は、筐体９０のボウル２０上に設けられた投入口５０を開けることによって、直接ボウル２０に投入することができる。

ボウル２０は、その底面から内周面へらせん状に立ち上がる搬送路を有している。また、ボウル２０は、振動機の上に配置されており、この振動機が振動することによって、ボウル２０内の微小ねじ１にも振動が伝わるように設計されている。この振動機による振動は、微小ねじ１が搬送路に沿って進むように、回転を含む振動であることが好ましい。

シュート３０は、ボウル２０のらせん状の搬送路の排出端に接続するように固定された部品であり、らせん状の搬送路を進行してきた微小ねじ１を整列させて、インデックス４０に供給する機能を有する。

インデックス４０には、微小ねじ１のねじ首を収納する複数の孔がその外周に設けられた円盤が回転可能に埋設されており、シュート３０から供給された微小ねじ１のねじ首はこの孔に挿入され、円盤の回転と共に円形の取出口６０の下に供給される。

作業者や作業機械は、取出口６０の下に供給された微小ねじ１を取り出してねじ締めに用いることができる。

微小ねじ供給装置１００全体の電源のオンオフ、ボウル２０に加えられる振動のオンオフ及び振動数の調整、インデックス４０の回転速度の調整などは、コントローラ１０によって操作可能となっている。

まとめると、微小ねじ１の全体の動きは、次の通りである。ボウル２０の底面に供給された微小ねじ１は、振動によってその底面から内周面へらせん状に立ち上がる搬送路に沿って登っていき、その排出端に接続されているシュート３０の搬送路３２に搬送され、整列された上で、インデックス４０の円盤に設けられた孔に挿入されて、円盤が回転することによって取出口６０の下に供給される。

（シュート３０）
図２（ａ）は、本実施形態にかかる微小ねじ供給装置１００に用いられるシュート３０の斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）をｚ軸時計回りに約１２０度回転させた斜視図である。

シュート３０には、溝で構成される搬送路３２が設けられている。搬送路の中心位置に示した直線が溝を表す。搬送路３２は、同じ搬送路である迂回路３３、深溝３４、傾斜搬送路３５に接続されている。

矢印Ｘは、ボウル２０の排出端から、シュート３０の搬送路３２に微小ねじ１が搬送される流れを示している。矢印Ｙは、傾斜搬送路３５から、インデックス４０に微小ねじ１が搬送される流れを示している。

シュート３０の搬送路３２の先には、非直線形状の迂回路３３が配置されている。この迂回路３３は、略直線である搬送路３２の延長をベースラインとしたときに凸部を構成している。凸部曲線形状としては、略円弧形状であることが好ましいが、これに限定されない。

図３は、図２のシュート３０をｚ軸方向上方から見た上面図である。

迂回路３３の一方の端には、迂回路３３に沿った壁面３１が設けられており、他方の端には壁面が設けられていない。壁面が設けられているのは、搬送路３２の延長をベースラインとしたときのベースライン側である。他の表現で言えば、図１でも分かるように、ボウル２０の外側壁面を延長した側である。これは、図３、４でいえば迂回路３３の下側に相当する。これにより、凸部の頂点付近では上側に姿勢不良の微小ねじ１が落下することになる。

壁面３１は、迂回路３３の曲線形状に沿って概ね垂直上方に設けられているが、迂回路３３側にせり出して傾斜している壁面、迂回路３３の反対側に傾斜している壁面のいずれであってもよい。壁面３１の高さは、姿勢不良の微小ねじ１に接触して排出することができる高さであれば十分である。

また、壁面３１は、連続した一様な壁面である必要はなく、姿勢不良の微小ねじ１に接触して排出することができる形状であれば足りる。例えば、壁面３１の全体が細かい凸部の集合体で形成されていても良い。この場合凸部の先端が壁面として、姿勢不良の微小ねじ１に接触して排出することが可能である。

微小ねじ１は、矢印Ｘの向きに搬送路３２に搬送されてくるが、この時点ではまだ重なりや姿勢不良が生じている。ところが、微小ねじ１が、迂回路３３に搬送されると、一方の端が壁面で他方の端が崖になっている非直線形状、すなわち、部品の搬送に不安定な搬送路となっていることから、搬送される微小ねじ１の姿勢に動きが生じ、特に姿勢不良の微小ねじ１が搬送路に乗り切れずに崖から落下する現象が生じる。これにより、迂回路３３において、姿勢不良の微小ねじ１を排出し、姿勢良好なものに選別して整列することが可能となる。

姿勢不良の微小ねじ１の例としては、重なりの生じたもの、ねじ頭の向きが搬送方向と平行でないものなどを指す。ねじ頭の向きが搬送方向と略同一又は略正反対のものは、姿勢良好である。

このように、迂回路３３により、搬送される微小ねじ１を、ねじ頭の向きが搬送方向と略同一又は略正反対のものに絞り込み整列させることができる。

図４（ａ）～（ｃ）は、迂回路３３の他の具体例を示す。迂回路３３の形状は、折線状、先端が円弧の一部である折線状、放物線状、円弧状など、非直線状であれば特に限定されるものではない。非直線形状とは、迂回路が全くない最短距離を進む直線形状に対する概念である。搬送路３２の延長をベースラインとして見たときのベースラインとも言い換えることができる。この迂回路３３の形状は、搬送される微小ねじ１のうち、姿勢不良のものが不安定となって落下するように配置されている。落下する場所は、迂回路３３の凸部の頂点付近であるのが通常である。

迂回路３３の形状は、頂点角度θが１２０°未満の凸部を有することが好ましい。凸部の頂点角度θが小さければそれだけ迂回路３３が急カーブすることになるが、それにより姿勢不良の微小ねじ１が不安定となって落下しやすくなるためである。頂点角度θは９０°以上であることが好ましい。あまりに頂点角度θが小さい場合には、姿勢良好の微小ねじ１まで落下する可能性があるためである。

迂回路３３の頂点角度θの求め方は、図４に示す通りである。図４（ａ）では、折線状の迂回路を示している。この場合の頂点角度θは、折線が交差する角度である。図４（ｂ）では、先端が円弧である折線状の迂回路を示している。この場合の頂点角度θは、折線の延長線が交差する角度である。図４（ｃ）では、先端が円弧である折線状の迂回路を示している。この場合の頂点角度θは、円弧の頂点とベースラインとなる搬送路と円弧の交差点を結ぶ三角形の頂点の角度である。なお、搬送路の中心位置（溝）を基準とする。迂回路３３の形状は、種々あり得るが、上記以外の形状の場合でも、同様に凸部のカーブ具合を測定するに適した頂点角度θを測定することになる。

迂回路３３は複数設けられていてもよい。

壁面が設けられていない端、すなわち崖から落下した微小ねじ１は、ボウル２０の内部であって、より低い位置の搬送路に繋がっている構造となっていることが好ましい。なお、繋がっている先としての搬送路２１は、底面２２も搬送路に繋がっていることから、底面２２も含む概念である。これにより、姿勢不良で一旦排出された微小ねじ１であっても、より低い位置の搬送路に戻されて、再度搬送路を搬送されてくるサイクルに戻すことが可能となる。

図１、２、６からは、シュート３０が、ボウル２０の排出端２３に接続され、姿勢不良で排出された微小ねじ１がボウル２０の内部の搬送路２１、底面２２に繋がっている様子が分かる。

本実施形態にかかる微小ねじ供給装置１００に用いられるシュート３０においては、迂回路３３の先に、溝３６に加えて微小ねじ１のねじ首部分を収納する深溝３４が設けられている。深溝３４は、微小ねじ１のねじ首部分だけを収納するようにその大きさが調整されており、収納時において、微小ねじ１のねじ頭は、溝３６に引っかかった状態のまま保持される。

迂回路３３によってねじ頭の向きが搬送方向と略同一又は略正反対のものに絞り込み整列された微小ねじ１が、この深溝３４に搬送されると、ねじ首が重力によって自動的に深溝３４に収容されることになる。

図５は、図２のシュート３０のうち、深溝３４が形成されている部分のｙｚ平面の断面図であり、図３のシュート３０のＢ－Ｂ断面図である。微小ねじ１のねじ首が深溝３４に収容された状態を示している。

溝３６は、微小ねじ１を安定的に搬送させる目的で、搬送路３２の略中心部に形成される。溝３６の形状は特に限定されないが、Ｖ字溝、Ｕ字溝、凹部溝など適宜設計することが可能である。

シュート３０は、樹脂、金属などで製作することができる。

（ボウル２０）
図６（ａ）は、ボウル２０の全体の斜視図である。図６（ｂ）は、ボウル２０に微小ねじ１を投入して搬送させている状況を示す図である。ボウル２０は、底面２２と、底面２２から内周面へらせん状に立ち上がる搬送路２１を含む。

搬送路２１のらせんを登って行った先には、排出端２３がある。図５の固定孔２４と図２のシュート３０の固定孔３７とがねじ等で固定される。このため、排出端２３は、図２の搬送路３２に接続されることになる。

図６のボウル２０をｚ軸上方から見た図が図７（ａ）であり、図７（ｂ）が図７（ａ）のＡ－Ａ断面図である。ボウル２０の底面２２は、投入された微小ねじ１がらせん状の搬送路２１に供給されやすいように真ん中が盛り上がっている。

ボウル２０の下には、振動機が設けられており、制御された振動をボウル２０に伝えることが可能である。この振動は、中心軸の周りにねじり振動を付与したものであることが好ましい。この振動により、底面２２に供給された微小ねじ１は、らせん状に立ち上がる搬送路２１を登っていくことが可能となる。

（部品）
本実施形態においては、部品として微小ねじ１を例に挙げたが、部品はこれに限定されない。部品としては、一般的なねじや、ボルト、ナット、電子部品など同種の物を大量に供給する必要があるパーツであれば何でもよい。

搬送路の形状、シュート３０の形状は、部品の重さ、形状、バランスなどに応じて、姿勢不良な部品に接触して排出しやすいように適宜設計することが可能である。

〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施の形態について、以下に説明する。

（概略構成）
本実施形態にかかる微小ねじ供給装置２００（図示しない。）は、コントローラ、ボウル、シュート、インデックスを含んで構成される。第１の実施形態との違いは、迂回路が、シュート３０の搬送路ではなく、ボウルの底面から内周面へらせん状に立ち上がる搬送路に設けられている点である。

本実施形態にかかる迂回路の形状は、第１の実施形態で述べた迂回路３３と基本的には同じである。この迂回路の設置方法としては、（１）ボウルを設計する際に迂回路の形状を鋳型などに反映させても良いし、（２）ボウルの底面から内周面へらせん状に立ち上がる搬送路に後付けで迂回路を取り付けても良い。

迂回路を取り付ける位置については、ボウルの排出端から近い位置が好ましい。ボウルの底面に近い位置に取り付けた場合、微小ねじ１を一旦迂回路で姿勢良好なものに選別して整列させたとしても、その後搬送路で搬送される距離が長いと、再び姿勢不良が発生する可能性が高くなるためである。ボウルの排出端から近い位置としては、具体的には、ボウルの排出端から微小ねじ１の全長２０個分以内（例えば４ｃｍ）の距離内の搬送路が挙げられる。

本実施形態では、迂回路が、ボウルの底面から内周面へらせん状に立ち上がる搬送路に設けられているが、これに加えて、第１の実施形態で説明したように、ボウルの排出端に接続されるシュートの搬送路にも迂回路を設けても良い。これにより、より精度高く微小ねじ１を整列させることができる。

１ 微小ねじ
１０ コントローラ
２０ ボウル
２１ 搬送路
２２ 底面
２３ 排出端
２４ 固定用孔
３０ シュート
３１ 壁面
３２ 搬送路
３３ 迂回路
３４ 深溝
３５ 傾斜搬送路
３６ 溝
３７ 固定用孔
４０ インデックス
５０ 投入口
６０ 取出口
９０ 筐体
１００ 微小ねじ供給装置

Claims (8)

1. 溝で構成される搬送路を振動させることにより、前記搬送路に沿って部品を搬送して供給する振動式部品供給装置において、
   前記搬送路の一部を非直線形状の迂回路とし、前記迂回路の一方の端を前記非直線形状に沿った壁面とすると共に他方の端に壁面を設けないことを特徴とする振動式部品供給装置。
2. 前記非直線形状の迂回路が、搬送される前記部品のうち、姿勢不良のものが不安定となって落下するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の振動式部品供給装置。
3. 前記非直線形状の迂回路が、頂点角度θが１２０°未満の凸部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の振動式部品供給装置。
4. 前記搬送路は、ボウルの底面から内周面へらせん状に立ち上がる搬送路を含み、かつ、前記ボウルが中心軸の周りにねじり振動を付与されることによって振動することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の振動式部品供給装置。
5. 前記他方の端が、前記ボウルの内部であって、より低い位置の前記搬送路に繋がっていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の振動式部品供給装置。
6. 前記迂回路が、前記ボウルのらせん状の搬送路の外に設けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の振動式部品供給装置。
7. 前記部品がねじであることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の振動式部品供給装置。
8. 前記迂回路の先の前記搬送路に、前記溝に加えて、前記ねじのねじ首部分を収納する深溝が設けられていることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の振動式部品供給装置。
   
   

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