JP3738872B2 - 部品整列装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は多数のチップ部品を一列に整列させて供給する部品整列装置および部品整列方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の部品整列装置としては、バルクフィーダや振動式ボウルフィーダが知られている。バルクフィーダは、エアーによるブリッジブレークと、突き上げピンによるブリッジブレークとに大別される。しかし、エアー式の場合、エアー量や方向の調整が難しいという欠点があり、突き上げピン方式では、毎回部品にピンが当たるため、部品に傷が付きやすいという欠点がある。また、いずれの場合も、漏斗状の出口に向かってチップ部品が一斉に集中する方式であるので、一回ブリッジブレークを行なっても、直ぐにブリッジが再生されてしまい、整列効率が悪い。一方、振動式ボウルフィーダの場合には、ブリッジは形成されにくいが、装置が高価であるし、振動が他の装置に伝わりやすく、しかも大きなスペースを必要とするという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題点を解消するものとして、特開平8−143164号公報のように、チップ部品を収容する円筒状のストッカーと、ストッカーの外周壁の外周に配置されるリング体と、ストッカーの外周壁とリング体の内周面との間に形成される隙間に回転自在に配置される環状のインデックス部を有する回転円板とを備え、インデックス部がチップ部品を個別に捕捉する複数のチップ収容凹部を有し、チップ収容凹部の移動経路上であってストッカーの外周壁の下部位置に、チップ貯留部に連通するチップ排出穴を形成した部品整列装置が提案されている。この場合には、駆動方式は回転駆動のみであり、調整が簡単で、チップ部品に与える損傷が少なく、小型化が可能である。
【0004】
しかしながら、上記部品整列装置の場合、少なくともストッカーとリング体と回転円板とを必要とするので、構造が複雑で、故障も発生しやすい。また、回転円板には個々のチップ部品の形状に応じたチップ収容凹部を円周状に形成する必要があるが、寸法が1mm程度の超小型のチップ部品を整列させるには、チップ収容凹部もこれに応じて超小型に加工しなければならず、構造が非常に複雑で、加工に手間がかかり、コスト高になるという欠点がある。
【0005】
また、回転円板のインデックス部のチップ収容凹部でチップ部品を1個ずつ保持し、回転円板の回転によって強制的にシュータに向かって送り込むようになっているので、もしシュータが何らかの事情で詰まったり、オーバーフローした場合には、後から送り込まれるチップ部品が噛み込み、チップ部品を損傷したり、装置自体が故障する恐れがある。そのため、シュータが詰まったりオーバーフローした場合には、満杯センサによって回転円板を即座に停止させる必要があった。
【0006】
そこで、本発明の目的は、構造が簡単で、チップ部品に与えるダメージが少なく、チップ排出通路が詰まったりオーバーフローしても全く支障のない部品整列装置および部品整列方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、固定ドラムと回転ドラムとで構成され、水平軸を軸心とする円筒状空間で形成された多数のチップ部品を収納する部品収納室と、上記固定ドラムの少なくとも底部内周面に形成された円弧状の溝で構成され、その中にチップ部品が落ち込むことによりチップ部品を所定の向きに整列させて下方へ滑らせるシュート溝と、上記シュート溝の下端に形成され、シュート溝に沿って横倒姿勢で滑り降りるチップ部品を1個ずつ通過させるゲート口と、上記ゲート口を通過したチップ部品を一列に整列させて排出する排出通路と、上記回転ドラムの内面に突設された爪部で構成され、シュート溝にそって回転することにより上記ゲート口で停止している起立姿勢のチップ部品を除去または横倒させて詰まりを解除する詰まり解除手段と、を備えたものである。
【0008】
固定ドラムと回転ドラムとで構成され、水平軸を軸心とする円筒状空間で形成された部品収納室に投入されたチップ部品は、重力によってシュート溝に落ち込む。シュート溝は所定の幅寸法に形成されているので、チップ部品がシュート溝に落ち込むとともに、所定の向きに整列される。例えばチップ部品が幅および高さに比べて長さが長い直方体形状の場合、シュート溝の幅をチップ部品の幅および高さより大きく、長さより小さく設定すれば、シュート溝でチップ部品を縦列方向に整列させることができる。シュート溝の中に落ち込んだチップ部品は重力により下方に滑り、ゲート口に至る。ここで、正しい姿勢(例えば横倒姿勢)のチップ部品はそのままゲート口を通過し、排出通路へと排出される。しかし、不正常な姿勢(例えば起立姿勢)のチップ部品がゲート口に到達すると、チップ部品がゲート口で詰まることになる。そこで、回転ドラムの内面に突設された爪部で構成され、シュート溝にそって回転する詰まり解除手段がゲート口で停止しているチップ部品を除去または横倒させて、このチップ部品をゲート口から取り除くか、あるいは正常姿勢にする。これによって詰まりが解除され、後続のチップ部品がゲート口から排出される。また爪部は、チップ部品の詰まり解除機能の他に、部品収納室内のチップ部品を撹拌してシュート溝に滑り落ちないチップ部品のブリッジを解消する機能、部品収納室内のチップ部品が少なくなった時に最後まで残らずチップ部品をシュート溝に送り込む機能などを有する。さらに部品収納室の側壁を構成する回転ドラムが詰まり解除手段を兼ねるので、構造が簡素化される。
【0009】
請求項2のように、部品収納室の内面に、シュート溝に向かってチップ部品を滑り込ませるガイド面を形成すれば、シュート溝へのチップ部品の落ち込みが円滑となり、整列効率が向上する。ガイド面は傾斜面のほかに、曲面形状であってもよく、チップ部品を円滑にシュート溝に滑り込ませることができる面であればよい。
【0010】
請求項3のように、回転ドラムの内面に突設された爪部で構成され、シュート溝にそって回転する詰まり解除手段が上記ゲート口の直上をチップ部品の排出方向と逆方向に回転する場合には、その爪部の先端でゲート口で停止しているチップ部品を排出方向と逆方向に付勢し、詰まりを解除することができる。なお、爪部の形状や個数は限定されない。
【0011】
請求項4のように、詰まり解除手段として内面に爪部が突設された回転ドラムを間欠回転させると、ゲート口に詰まったチップ部品を容易に倒すことができるので、詰まり解消効果が向上する。
【0014】
請求項5のように、排出通路を円弧状のシュート溝のほぼ接線方向に形成し、ゲート口をシュート溝と排出通路との接点に設ければ、シュート溝からゲート口を経て排出通路に至るチップ部品の移動が非常にスムーズとなるので望ましい。なお、排出通路はシュート溝に対して厳密な接線方向に限らず、多少の角度がついていてもよい。
【0015】
請求項6のように、部品収納室の内面に複数本のシュート溝を並列に形成し、これらシュート溝の下端にそれぞれゲート口を形成し、各ゲート口から排出されたチップ部品を一列に供給する複数の排出通路を形成した場合には、チップ部品の供給効率が一層向上する。
【0016】
なお、本発明は縦および横寸法に比べて長さ寸法が長い直方体形状のチップ部品の整列作業に適している。但し、本発明は直方体形状のチップ部品のほか、立方体形状や円柱形状のチップ部品の整列・供給にも用いることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1〜図7は本発明にかかる部品整列装置の一例を示す。
この実施例では、図8に示すように、高さおよび幅がそれぞれH,W(但し、H≒W)で、長さがL(L>H,L>W)の直方体形状のチップ部品Cが用いられる。チップ部品Cの長さ方向の両端には電極Ca,Cbが形成されている。
【0018】
固定ドラム1は縦向きに設置された硬質のプレート部材よりなり、その表面側には略円形の凹部2が形成され、その中心部に回転軸3を嵌合保持するための保持穴4が形成されている。凹部2の内周面には、チップ部品Cの幅寸法Wに一定のクリアランスを見込んだ幅で、かつチップ部品Cの高さ寸法Hに一定のクリアランスを見込んだ深さのシュート溝5が半円弧状に形成されている。凹部2は鉛直下方を中心として時計回り方向に角度θ1 および反時計回り方向に角度θ2 の範囲に亘って切り欠かれており、この切欠部2aには第1ブロック6がネジ止め等によって固定され、凹部2とブロック6との内面には連続した円弧面が形成されている。上記凹部2の内周およびブロック6の内周面には、シュート溝5の断面方向にテーパ状のガイド面2b,6aが形成されている。特に、凹部2の内周に形成されたガイド面2bはシュート溝5に向かって傾斜し、チップ部品Cをシュート溝5に導く機能を有する。なお、ガイド面2bはテーパ状である必要はなく、チップ部品Cをシュート溝5へ滑り込ませる形状であればよい。
【0019】
また、凹部2の切欠部2aには、第1ブロック6の下面側に隣接して第2ブロック7が固定されている。第1ブロック6の下面には第1溝6bが形成されており、第2ブロック7の上面には、第1ブロック6の下面を塞ぐ平面7aと、第1溝6bに連続する第2溝7bとが形成されている。そして、第1ブロック6および第2ブロック7を固定ドラム1に対して固定することで、2つの溝6b,7bによってシュート溝5に連通するゲート口8と排出通路9とが形成される。排出通路9は円弧状のシュート溝5に対して接線方向に形成され、かつ所定のすべり角α(=θ1 )をもって下方へ傾斜している。このすべり角αは30°≦α<90°の範囲に設定するのが望ましい。そして、ゲート口8は円弧状のシュート溝5と接線方向の排出通路9との接点に設けられている。上記ゲート口8はチップ部品Cが1個ずつ縦列方向で通過しうる大きさ、つまり高さおよび幅がHおよびWよりやや大きく、かつLより小さく形成されている。ゲート口8の幅はシュート溝5の幅と等しい。
なお、固定ドラム1の上面には、上記凹部2に連通する部品投入口10が形成されている。
【0020】
固定ドラム1の凹部2は回転ドラム11によって閉じられている。回転ドラム11は、その中心部に設けられたベアリング13を回転軸3に嵌合することにより、固定ドラム1に対して回転自在に取り付けられる。なお、14は回転ドラム11を回転軸3に対して取り付けるネジである。両ドラム1,11の間には、多数のチップ部品Cを収納できる部品収納室12が形成され、部品投入口10より投入されたチップ部品Cが収納される。回転ドラム11は内部のチップ部品Cの量を確認できるように、透明な材料(例えばアクリル樹脂)で形成するのが望ましい。また、回転ドラム11の内面に静電防止用のコーティングを施したり、あるいはチップ部品より小形の凹凸を設けてチップ部品の密着を防止するようにしてもよい。回転ドラム11は、図5のように凹部2および第1ブロック6で構成される円弧面の内側に嵌合する円筒部11aと、この円筒部11aの先端に一定角度ごとに突設された複数個(図では6個)の爪部11bとを備えている。これら爪部11bはゲート口8およびシュート溝5の上を通過するよう寸法が設定されており、ゲート口8の詰まりを解除する詰まり解除手段として働く。回転ドラム11の円筒部11aの内面には、凹部2および第1ブロック6のガイド面2b,6aと対向するテーパ状のガイド面11cが形成されている。
【0021】
固定ドラム1の表面でかつ凹部2の周辺部には、駆動プーリ20と従動プーリ21とが回転自在に配置されており、両プーリ20,21にはベルト22が巻きかけられている。従動プーリ21は固定ドラム1から突設された回転軸23を中心に回転自在である。駆動プーリ20の軸心部には、固定ドラム1の裏面側に配置されたモータ24の回転軸24aが連結されている。モータ24の回転軸24aがA方向に回転すると、プーリ20,21に巻きかけられたベルト22が回転ドラム11の円筒部11aの周面に接しながら移動することで、回転ドラム11はB方向に回転する。
【0022】
なお、回転ドラム11の駆動方式は、上記のようにベルト22を回転ドラム11の周面に接触させながら回転させる間接駆動方式に限らず、例えばモータ24の回転軸24aを回転ドラム11の軸心に連結し、直接駆動する方式でもよいことは勿論である。
【0023】
ここで、上記構成よりなる部品整列装置の動作を図6,図7に従って説明する。まず、部品投入口10より部品収納室12へチップ部品Cを投入すると、固定ドラム1および回転ドラム11に形成されたガイド面2b,11cによりチップ部品Cはシュート溝5に集められる。このとき、シュート溝5はチップ部品Cの幅寸法Wに一定のクリアランスを見込んだ幅で、かつチップ部品Cの高さ寸法Hに一定のクリアランスを見込んだ深さに形成されているので、チップ部品Cがシュート溝5によって所定の向きに整列される。この内、シュート溝5内を滑り下りる部品C1 〜C4 は縦列状態でかつ横倒姿勢に整列されているので、図6のようにゲート口8を支障なく通過し、排出通路9を経て外部へ供給される。一方、シュート溝5内を起立状態で滑り下りる部品C5 はゲート口8を通過できず、ゲート口8を塞ぐことになる。そのため、後続の整列した部品C6 〜C8 もゲート口8を通過できず、詰まりが生じる。
【0024】
この状態で回転ドラム11が矢印B方向に回転すると、爪部11bもしくはこの爪部で押されたチップ部品が、図7のように部品C5 をチップ排出方向とは逆方向に押し倒しながらゲート口8を開放する。この時、部品C5 に加わる荷重は部品C5 より後の部品C6 〜C8 の重量のみであり、重力以外の拘束力が作用しないので、部品C5 に過大な負荷をかけずに簡単に除去あるいは横倒しすることができる。これによって、部品C5 を含む後続の部品C6 〜C8 をゲート口8から排出することができる。
【0025】
従来のバルクフィーダの場合、チップ部品の高さ,幅、長さ(H,W,L)の全ての選別を1回で行なおうとするため、整列効率が悪かったが、上記実施例のように、固定ドラム1に設けられたシュート溝5でチップ部品Cの高さおよび幅方向(H,W方向)の選別を行い、ゲート口8と爪部11bとで長さ方向(L方向)の選別を行なうことで、供給効率が従来のバルクフィーダに比べて格段に向上する。また、チップ部品の排出量は、回転ドラム11の回転速度の影響を殆ど受けないため、回転ドラム11をゆっくり回転させることで部品に与えるダメージが少なくなり、静粛である。
【0026】
また、回転ドラム11の爪部11bは、ゲート口8での詰まりを解除するだけでなく、ガイド面2b,11cにブリッジができてシュート溝5に落ち込みにくい状態のチップ部品を攪拌し、シュート溝5への落ち込みを促進する効果を有する。また、部品収納室12内のチップ部品の数が少なくなると、シュート溝5に落ち込むチップ部品も少なくなるが、回転ドラム11の爪部11bが第1ブロック6の内面に溜まったチップ部品をシュート溝5方向へ送り込む効果を有するので、部品収納室12内のチップ部品を残らず排出することが可能となる。さらに、部品収納室12に多量のチップ部品を投入した場合、その荷重がゲート口8近傍に整列しているチップ部品に作用し、チップ部品の流れを阻害する可能性があるが、定期的に回転ドラム11の爪部11bがゲート口8近傍を通過して荷重による拘束を解除するので、チップ部品が円滑にゲート口8を通過できる。
【0027】
本発明では、チップ部品が自重によってシュート溝5を滑り下りるようになっており、従来のようにチップ部品を拘束していないので、排出通路9が詰まったりオーバーフローした場合であっても、チップ部品を損傷したり、装置が故障する恐れはない。つまり、排出通路9が詰まったりオーバーフローした場合、シュート溝5にチップ部品Cが溜まるだけであり、チップ部品は後方から強制的に押されておらず、回転ドラム11の爪部11bはチップ部品の落下方向と逆方向に移動するのみであるから、不正常な姿勢のチップ部品が上方に押し戻されるだけで、チップ部品には過大な負荷が掛からない。つまり、排出通路9が詰まったりオーバーフローした場合に、回転ドラム11を回転し続けても、何ら問題が生じない。
【0028】
上記実施例では、回転ドラム11が連続回転する例を示したが、回転ドラム11を間欠回転させてもよい。
すなわち、図6に示すように爪部11bがゲート口8で停止しているチップ部品C5 をシュート溝5方向に押し戻す際、回転ドラム11が連続回転している場合には、後続のチップ部品C6 がチップ部品C5 の後面に当たっているので、チップ部品C5 と後続のチップ部品C6 の間に隙間ができず、チップ部品C5 は起立状態のまま押し戻され、倒れないことがある。
これに対し、回転ドラム11を間欠回転させた場合には、図9に示すように、爪部11bがゲート口8で停止しているチップ部品C5 を押し戻す際に、爪部11bは一旦停止するので、慣性によってチップ部品C5 と後続のチップ部品C6 の間に隙間δができる。この隙間δによって、チップ部品C5 は後方へ倒れ、正常な姿勢となる。したがって、チップ部品C5 はゲート口8を容易に通過できる。なお、間欠回転させる場合に、回転ドラム11の停止直後に少しだけ戻し方向に回転させるのが望ましい。この場合には、回転ドラム11の順回転から逆回転への変化によって、チップ部品C5 とC6 の間に隙間δを一層効率よく形成することができる。
【0029】
図10は本発明にかかる部品整列装置の第2実施例を示す。なお、第1実施例と同一部品には同一符号を付して重複説明を省略する。
この実施例では、固定ドラム1の両側にそれぞれ回転ドラム11を取り付け、固定ドラム1の内周に2本のシュート溝5を設けたものである。固定ドラム1は表裏両方向に開口した略筒形状に形成されており、その中央部には内径側に突出した円環状の突起部30が形成され、この突起部30の両側面にはシュート溝5に向かって傾斜したテーパ状のガイド面2bが形成されている。なお、各シュート溝5の下端部にはそれぞれゲート口と排出通路(図示せず)が連続的に設けられている。
上記実施例では、部品収納室12は1個であるが、2本のシュート溝5を有することで、チップ部品Cの供給効率が向上する。
【0030】
上記実施例では、幅Wと高さHがほぼ等しく、長さLの長い直方体形状のチップ部品Cを例にとって説明したが、上記部品整列装置では、例えば図11のように、直径がd(d≒W,H)で、長さがL(L>d)の円柱形状のチップ部品Cでも同様に整列させることが可能である。
なお、直径dが長さLと等しい、あるいは直径dが長さLより長い円板形状のチップ部品でも整列可能である。
【0031】
さらに、図12のように幅Wと高さHとの間に寸法差のある直方体形状(L>W>H)のチップ部品Cを整列させることもできる。この場合には、シュート溝5の幅をWより大きくかつLより小さくし、ゲート口8の高さをHより大きくかつWより小さくすることで、図12の(A)のように幅Wを横向きにした姿勢でゲート口8を通過させることができる。また、ゲート口8の高さをWより大きくかつLより小さくしておけば、図12の(A)のような姿勢だけでなく、(B)のように幅Wを縦向きにした姿勢でもゲート口8を通過させることもできる。
なお、上記のようなW,Hに比べてLの長いチップ部品の他に、W,H,Lが全て等しい立方体形状のチップ部品でも整列可能である。
【0032】
本発明の部品整列装置は上記実施例の構造に限定されるものではないことは勿論である。
上記実施例では、排出通路は円弧状のシュート溝のほぼ接線方向に形成されているが、シュート溝の接線方向である必要はなく、チップ部品がシュート溝からゲート口を経て排出通路に円滑に流れるものであればよい。
また、シュート溝に向かってチップ部品が滑り込むガイド面を固定ドラムと回転ドラムの両方の内面に形成したが、いずれか一方の内面に形成してもよい。
【0033】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、チップ部品をシュート溝に落とし込んで一列に整列させ、ゲート口を通過させることでチップ部品の姿勢を選別しながら排出するようにしたので、構造が非常に簡単になり、故障も少ない。特に、チップ部品を1個ずつ拘束しながら搬送するのではなく、シュート溝を自重で滑らせながらゲート口から排出するようにしているので、チップ部品に無理な荷重がかからず、排出通路が詰まったりオーバーフローしても全く支障がない。
【0034】
また、ゲート口でチップ部品が詰まっても、詰まり解除手段でこのチップ部品を除去あるいは姿勢を正すことによって詰まりを解除するので、チップ部品に与えるダメージが少なく、部品の不良率を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる部品整列装置の一例の斜視図である。
【図2】図1の部品整列装置の分解斜視図である。
【図3】図1の部品整列装置におけるゲート口部分の拡大斜視図である。
【図4】第1ブロックと第2ブロックの拡大斜視図である。
【図5】回転ドラムの内側からみた斜視図である。
【図6】本発明の部品整列装置の詰まり解除動作を示す説明図である。
【図7】図6のX−X線断面図である。
【図8】チップ部品の一例の斜視図である。
【図9】回転ドラムを間欠駆動した場合の動作説明図である。
【図10】本発明にかかる部品整列装置の第2実施例の断面図である。
【図11】チップ部品の他の例の斜視図である。
【図12】チップ部品のさらに他の例の斜視図である。
【符号の説明】
C チップ部品
1 固定ドラム
5 シュート溝
8 ゲート口
9 排出通路
11 回転ドラム
2b,11a ガイド面
11b 爪部
24 モータ
Claims (7)
- 固定ドラムと回転ドラムとで構成され、水平軸を軸心とする円筒状空間で形成された多数のチップ部品を収納する部品収納室と、
上記固定ドラムの少なくとも底部内周面に形成された円弧状の溝で構成され、その中にチップ部品が落ち込むことによりチップ部品を所定の向きに整列させて下方へ滑らせるシュート溝と、
上記シュート溝の下端に形成され、シュート溝に沿って横倒姿勢で滑り降りるチップ部品を1個ずつ通過させるゲート口と、
上記ゲート口を通過したチップ部品を一列に整列させて排出する排出通路と、
上記回転ドラムの内面に突設された爪部で構成され、シュート溝にそって回転することにより上記ゲート口で停止している起立姿勢のチップ部品を除去または横倒させて詰まりを解除する詰まり解除手段と、を備えたことを特徴とする部品整列装置。 - 上記部品収納室の内面には、上記シュート溝に向かってチップ部品を滑り込ませるガイド面が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の部品整列装置。
- 上記詰まり解除手段は上記ゲート口の直上をチップ部品の排出方向と逆方向に回転することを特徴とする請求項1または2に記載の部品整列装置。
- 上記回転ドラムは間欠回転することを特徴とする請求項3に記載の部品整列装置。
- 上記排出通路は上記円弧状のシュート溝のほぼ接線方向に形成されており、ゲート口はシュート溝と排出通路との接点に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の部品整列装置。
- 上記部品収納室の内面には複数本のシュート溝が並列に形成され、これらシュート溝の下端にはそれぞれゲート口が形成され、かつ各ゲート口から排出されたチップ部品を一列に供給する複数の排出通路が形成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の部品整列装置。
- 上記チップ部品は高さHおよび幅W寸法に比べて長さL寸法が長く形成され、
上記ゲート口の幅はシュート溝と同一幅で、上記高さHおよび幅W寸法より大きく、長さLより小さく形成され、ゲート口の高さは上記高さHおよび幅W寸法より大きく、長さLより小さく形成されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の部品整列装置。
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