JP4620918B2 - ホッパ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーツフィーダのような部品搬送装置内の部品の残量が少なくなったときに、前記部品搬送装置に前記部品を供給するホッパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ターンテーブルや無端ベルトコンベア等の搬送体の上に、部品を順次供給しつつ、前記ターンテーブルや無端ベルトコンベア等とともに前記部品を間歇的に送りながら、前記部品を互いに組み付けて、所定の組立体を完成させる組立機が知られている。
図４は、このような組立機で組み立てられる組立体の一例を示すもので、カナと歯車とからなる時計の中心車の縦断面図である。
カナｗ１は、貫通孔ｗ１ａが中心に形成された軸部ｗ１ｂと、この軸部ｗ１ｂの途中部位に形成されたフランジ部ｗ１ｃと、このフランジ部ｗ１ｃよりも軸部ｗ１ｂの一端寄りに膨出形成された膨出部ｗ１ｄとを有している。
軸部ｗ１ｂの外周には、図４に示すように、予め複数箇所に凹凸が形成されている。
【０００３】
カナｗ１に組み付けられる歯車ｗ２は、中心に軸部ｗ１ｂの外径とほぼ同じ大きさの内径を有する孔ｗ２ａが形成されている。そして、この孔ｗ２ａにカナｗ１の軸部ｗ１ｂの一端を挿入し、歯車ｗ２を膨出部ｗ１ｄに向けて押すことで、歯車ｗ２が膨出部ｗ１ｄを越えてフランジ部ｗ１ｃに受け止められ、カナｗ１に組み付けられる。
【０００４】
上記の組立機では、ターンテーブルまでのカナｗ１の搬送，供給、ターンテーブルまでの歯車ｗ２の搬送，供給、歯車ｗ２のカナｗ１に対する組み付け、組立体である中心車Ｗの搬出が前記搬送体の割出し回転によって順次行なわれる。
そして、カナｗ１のターンテーブルへの供給、歯車ｗ２のターンテーブルへの供給，カナｗ１に対する歯車ｗ２の組み付け、中心車Ｗのターンテーブルからの搬出は、ターンテーブルに沿って配置された個別のユニットによって行なわれるのが一般的である。
【０００５】
ところで、上記した従来の組立機においては、以下のような問題がある。
カナｗ１及び歯車ｗ２のターンテーブルへの供給は、カナｗ１及び歯車ｗ２を貯蔵するホッパからパーツフィーダ等の部品搬送装置を経て行われる。
ここで、ホッパには、バイブレータによる振動を利用して貯蔵部内の部品を送り出すものや、スパイラル状のリード溝を有する円筒状の貯蔵部を回転させて貯蔵部内の部品を送り出すものがある。
しかし、これら従来のホッパは、貯蔵部内の部品の貯蔵状態が均一でないため、振動又は回転動作による単位時間当たりの部品の送り出し量に大きなばらつきがあるという問題がある。特に、振動を利用するホッパは騒音が大きく、作業環境を悪化させる一因になっている。
【０００６】
また、振動や回転動作によって貯蔵部に貯蔵された部品を移動させているため、ホッパが大きくなり、組立機を大型化しているほか、振動や回転によってカナｗ１や歯車ｗ２等の微小な部品がホッパ内で互いに絡み合い、あるいはぶつかりあって、これら部品に傷や変形を生じさせるおそれがある。
さらに、パーツフィーダ等に設けられたリミットスイッチ等のレベルセンサでパーツフィーダ内の部品の残量を判断するようにしているが、パーツフィーダ内における部品の状態によってこの残量判断がばらつき、かつ、振動や回転動作によってホッパから供給される部品の量にもばらつきがあるので、パーツフィーダ内の部品の量的なばらつきがきわめて大きく、パーツフィーダの稼働が不安定になりやすい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の問題点にかんがみてなされたもので、部品の貯蔵状態をほぼ均一に保つとともに、パーツフィーダ等の部品搬送装置への部品供給量をほぼ一定にすることができ、かつ、静寂で簡素かつコンパクトな構成のホッパを提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載のホッパは、部品を貯蔵する筒状の貯蔵部と、この貯蔵部に形成され、部品が排出される部品出口と、前記貯蔵部内に収容され、該貯蔵部から突出することなく貯蔵部内で昇降する昇降部材とを有し、昇降部材上に収容される部品を、昇降部材の上昇によって部品出口から排出させて部品搬送装置に供給するホッパにおいて、前記昇降部材は、前記貯蔵部の内径と同一の外径を有するとともに前記貯蔵部の底部として構成され、前記昇降部材の上端に配置された頭部と、この頭部の外周面に形成され、前記貯蔵部の内周面と摺接しながら昇降を案内する摺接面と、前記頭部の下方に延設して前記頭部と一体に形成されるとともに、前記孔内周面との間に隙間を有するように前記頭部よりも小さい外径に形成され、かつ、下端にねじ孔が形成された胴部とを有し、前記貯蔵部の下端に、モータとこのモータの回転軸に一体的に固定・連結されたねじ軸とを設け、前記昇降部材の昇降を案内するガイドを、前記ねじ孔に前記ねじ軸を螺入し、前記頭部の摺接面を前記貯蔵部の内周面に摺接させることで構成して前記昇降部材の上下端に配置し、前記モータの駆動による前記ねじ軸の回転により、前記昇降部材を前記頭部及び前記ねじ軸のみで案内しながら昇降させる構成としてある。
この構成によれば、貯蔵部に貯蔵された部品を、振動ではなく、昇降部材の昇降によってパーツフィーダ等に供給することが可能であるので、騒音がきわめて小さく、かつ、小型の貯蔵部を得ることができる。また、ホッパから供給される部品の数を安定的にすることができる。
【０００９】
請求項２に記載のホッパは、前記部品搬送装置に供給される前記部品の量が、前記昇降部材の上昇高さに基づいて決定されるように構成してある。
この場合、請求項３に記載するように、前記部品搬送装置から送り出された前記部品の個数をカウントするカウンタを備え、昇降部材が単位寸法上昇したときにホッパから供給される部品の数を予め求めた個数と、前記カウンタでカウントされた部品の個数とから前記昇降部材の必要上昇高さを求め、得られた前記昇降部材の必要上昇高さに基づいて、前記駆動部が前記昇降部材を上昇させるようにするとよい。
【００１０】
上記したように、本発明のホッパによれば、ホッパから供給される部品の数を安定的にすることができる。そのため、パーツフィーダ等にレベルセンサ等のセンサを設けることなく、組み立てられた組立体の数をカウントし、このカウント数に見合う数の部品をホッパから供給することが可能になる。すなわち、昇降部材が単位寸法（例えば１ｃｍ）上昇したときに、ホッパから供給される部品の数（単位個数）を予め計測しておき、この単位個数と生産された組立体との数とから、昇降部材の上昇量を求めるとよい。
このように本発明ではパーツフィーダ等に供給される部品の数をほぼ一定に保つことができるので、パーツフィーダ等において安定的な部品の供給が可能になる。また、レベルセンサ等の別体のセンサを設ける必要もなくなる。
また、請求項４に記載するように、前記貯蔵部の上部に、前記部品を前記貯蔵部に投入しやすくするための漏斗状の投入口を設けるとよい。
【００１１】
請求項５に記載のホッパは、前記貯蔵部が傾倒自在に設けられ、前記貯蔵部の側面に形成された前記取り出し口から、前記昇降部材の上昇によって前記貯蔵部内の部品が供給される構成としてある。
このように構成することで、昇降部材が上昇して貯蔵された部品が取り出し口に達すると、前記貯蔵部の傾倒によって取り出し口から部品が落下し、パーツフィーダ等に供給される。
【００１２】
請求項６に記載のホッパは、前記貯蔵部の前記底部が、前記取り出し口に向けて、前記貯蔵部の傾倒方向と同方向に傾斜して形成されている構成としてある。
このように構成することで、貯蔵部内の部品は昇降部材の傾斜面を滑落して取り出し口からパーツフィーダ等に供給される。そのため、貯蔵部内の全ての部品をパーツフィーダ等に受け渡すことが可能になる。
【００１３】
本発明のホッパは、請求項７に記載するように、時計に用いられるカナ及び歯車のような微細部品の組み立てに特に適している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図１及び図２を参照しながら、本発明にかかる第一の実施形態のホッパの概略構成を説明する。
図１は、第一の実施形態にかかるホッパの断面図、図２は、昇降部材の上限位置及び下限位置を検出するための昇降部材位置検出部の平面図、図３はこの実施形態にかかるホッパの作用を説明する図である。
【００１５】
ホッパ１００は、部品を貯蔵する貯蔵部としてのシリンダ１１０と、このシリンダ１１０の内部で昇降する昇降部材１２０と、この昇降部材１２０を昇降させる駆動部１３０と、シリンダ１１０，昇降部材１２０及び駆動部１３０を支持する支持台１４０とを有している。
シリンダ１１０の上端には、シリンダ１１０内にカナｗ１や歯車ｗ２（図４参照）等の部品を投入するための部品投入部１１１が取り付けられている。この部品投入部１１１は、漏斗状の傾斜面１１１ａと、この傾斜面１１１ａの底部に形成され、シリンダ１１０の内部に連通する開口１１１ｂとを有している。
【００１６】
また、シリンダ１１０の上部側面には、ホッパ１００から部品を排出するための部品出口１１２が形成されている。この部品出口１１２には、排出された部品をパーツフィーダ６に導くためのガイド１１３が取り付けられている。シリンダ１１０の内部には、大径孔１１０ａと、この大径孔１１０ａの下方に形成された小径孔１１０ｂとが形成されている。また、昇降部材１２０は、中空状の胴部１２１とこの胴部１２１の上端に形成された頭部１２２とを有していて、シリンダ１１０の上端からシリンダ１１０内に挿入される。そして、大径孔１１０ａに嵌め込まれた頭部１２２の外周面（摺接面）が大径孔１１０ａの孔内周面に摺接することで案内されながら、昇降部材１１０ａがシリンダ１１０内で昇降する。
【００１７】
貯蔵部（シリンダ１１０）では、大径孔１１０ａの孔内周面と、昇降部材１２０の頭部１２２の上面１２２ａとで囲まれた領域に、部品が貯蔵される。また、頭部１２２の上面１２２ａは、部品出口１１２に向かうにしたがって低くなる傾斜面として形成されている。そのため、昇降部材１２０が上昇して頭部１２２の上面１２２ａが部品出口１１２まで達すると、この傾斜面に沿って部品が部品出口１１２に向かって滑落し、前記貯蔵部内に貯蔵されている部品が残らず、部品出口１１２から部品搬送装置であるパーツフィーダ６に供給される。
【００１８】
胴部１２１の下端には、中空状の胴部１２１の孔１２１ａまで貫通するねじ孔１２１ｂが形成されている。そして、このねじ孔１２１ｂにねじ軸１３１が螺入されている。ねじ軸１３１の他端は、シリンダ１１０の下端に取り付けられたサーボモータ等のモータ１３２の回転軸１３２ａに連結されている。
したがって、モータ１３２が駆動して回転軸１３２ａとともにねじ軸１３１が回転すると、このねじ軸１３１とねじ孔１２１ｂで螺合する昇降部材１２０がシリンダ１１０内を昇降する。
【００１９】
昇降部材１２０の上昇限界及び下降限界は、昇降部材１２０の位置を昇降部材位置検出装置１５０が検出することで設定することができる。この昇降部材位置検出部１５０は、近接スイッチやリミットスイッチ等で構成することが可能である。
この実施形態では、図１及び図２に示すように、シリンダ１１０の側面に、上下方向に長孔１１６が形成されているとともに、胴部１２１の下端側面に、長孔１１６を挿通してシリンダ１１０の外側に突出するピン１２４が取り付けられている。そして、ピン１２４に、上下のタッチセンサ１５２，１５４の接触子１５１，１５３のいずれかが接触することで、検出信号が信号線１５５，１５６を介して図示しない制御装置に送信され、この検出信号によって、前記制御装置からモータ１３２に停止指令信号が出力される。
【００２０】
シリンダ１１０は、図１に示すように、基台１１上の支持台１４０に保持部材１３３を介して取り付けられている。保持部材１３３は、支持台１４０の回転軸１４３によって、図１中時計回り方向及び反時計回り方向に回動自在である。また、支持台１４０の回転軸１４３にはハンドル１４２が一体に取り付けられていて、このハンドル１４２を操作することによって、保持部材１３３とともにシリンダ１１０を直立状態の倒立位置とパーツフィーダ６側に傾斜した傾倒位置との間で回動させることができる。
支持台１４０にはストッパ１４１が取り付けられていて、このストッパ１４１にシリンダ１１０が当接することで、シリンダ１１０が前記傾倒位置で保持される。また、保持部材１３３の一端が支持台１４０に当接することで、シリンダ１１０が前記倒立位置で保持される。
【００２１】
上記構成のホッパ１００の作用を、図１及び図３を参照しながら説明する。
図３（ａ）は、部品ｗをシリンダ１１０に投入する際の状態を示すホッパ１００の部分断面図、図３（ｂ）は、部品ｗをホッパ１００からパーツフィーダ６に供給する際の状態を示すホッパ１００の部分断面図、図３（ｃ）は、昇降部材１２０が上限位置まで上昇したときの状態を示す部分断面図である。
図３（ａ）に示すように、部品ｗは、ハンドル１４２を時計回り方向に回転させてシリンダ１１０を直立状態にし、かつ、モータ１３２を駆動して昇降部材１２０を下限位置まで下降させた状態で、部品投入部１１１からシリンダ１１０内に投入する。部品投入部１１１は漏斗状に形成されているので、部品ｗのシリンダ１１０への投入が容易である。昇降部材１２０の下限位置は、胴部１２１に取り付けたピン１２４が、昇降部材位置検出部１５０の下方のタッチセンサ１５４の接触子１５３に接触することで検出することができ、これによってモータ１３２の駆動が自動停止する。
【００２２】
次いで、図３（ｂ）に示すように、ハンドル１４２を反時計回り方向に操作し、シリンダ１１０がストッパ１４１に当接するまで傾倒させる。これにより、ホッパ１００からパーツフィーダ６に部品ｗの供給が可能になる。モータ１３２を間歇的に駆動させ、昇降部材１２０を段階的に押し上げることで、部品出口１１２からパーツフィーダ６に部品ｗが供給される。
【００２３】
部品出口１１２からパーツフィーダ６に供給される部品ｗの個数は、昇降部材１２０の上昇寸法によって決定される。すなわち、昇降部材１２０の単位寸法当たりの上昇によって部品出口１１２からパーツフィーダ６に供給される部品ｗの個数（単位個数）が予めわかっていれば、パーツフィーダ６から送り出された部品ｗの個数を前記単位個数で除することにより、昇降部材１２０の必要上昇量を求めることができ、これによってモータ１３２の駆動を制御することができる。
【００２４】
例えば、前記単位個数が約１０００個／ｃｍである場合において、５００個の部品ｗをパーツフィーダ６から送り出すごとにホッパ１００からパーツフィーダ６に部品ｗを供給するように設定する場合には、部品ｗの使用個数を計数するカウンタのカウント数が５００になったときに、モータ１３２を駆動させて、昇降部材１２０を０．５ｃｍ上昇させればよい。
【００２５】
昇降部材１２０が上限位置にきたときに、昇降部材１２０の頭部１２２は部品出口１１２と同じ高さに位置している。頭部１２２の上面１２２ａは部品出口１１２に向けて下降する傾斜面として形成されているので、上面１２２ａ上の部品ｗが残らず部品出口１１２からパーツフィーダ６に供給される。
このように、この実施形態のホッパ１００によれば、パーツフィーダ６から送り出された部品ｗとほぼ同じ数の部品ｗをホッパ１００からパーツフィーダ６に供給することができるものである。
【００２６】
そのため、パーツフィーダ６の稼働を安定的にして部品ｗの供給を安定させることができる。また、パーツフィーダ６内の部品ｗの残量を検出するためのレベルセンサやリミットスイッチ等が不要になる。さらに、モータで昇降部材１２０を昇降させながら部品ｗをパーツフィーダ６に供給するので、振動による騒音もなく、きわめて静寂なホッパ１００を得ることができ、振動や回転による部品ｗの傷付き等も防止することができるという利点がある。
【００２７】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の説明により何ら限定されるものではない。
例えば、本発明のホッパは上記で説明したカナｗ１や歯車ｗ２等の部品に限らず、他のあらゆる部品にも適用が可能である。
また、上記の実施形態では、ホッパを構成するシリンダは円筒状であることを前提に説明しているが、シリンダの形状はこれに限られるものでなく、楕円形状，四角形状，三角形状及び多角形状等、ホッパの使用環境に応じて適宜の形状の中から選択することが可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のホッパによれば、騒音を低減して作業環境を向上させ、かつ、振動を用いずに部品を供給しているので、部品に傷を付けたり、変形を生じさせるということもない。
また、本発明のホッパによれば、使用された部品の個数に応じて、ほぼ必要個数に近い個数の部品を、パーツフィーダ等の部品搬送装置に供給することができる。さらに、部品の供給量が安定しているので、パーツフィーダ等の部品搬送装置の動作を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第一の実施形態にかかるホッパの断面図である。
【図２】 昇降部材の上限位置及び下限位置を検出するための昇降部材位置検出部の平面図である。
【図３】 図１のホッパの作用の説明図である。
【図４】 本発明のホッパが適用される部品の一例にかかり、カナと歯車とからなる時計の中心車の縦断面図を示している。
【符号の説明】
１００,２００,３００，４００，５００ ホッパ
１１０，２１０．３１０，４１０，５１０ シリンダ（貯蔵部）
１１１ 部品投入部
１１２，２１２ 部品出口
１２０、２２０，３２０，４２０，５２０ 昇降部材
１３０，２３０ 駆動部
１４０，２４０ 支持部
ｗ 部品

Claims (7)

1. 部品を貯蔵する筒状の貯蔵部と、この貯蔵部に形成され、部品が排出される部品出口と、前記貯蔵部内に収容され、該貯蔵部から突出することなく貯蔵部内で昇降する昇降部材とを有し、昇降部材上に収容される部品を、昇降部材の上昇によって部品出口から排出させて部品搬送装置に供給するホッパにおいて、
   前記昇降部材は、前記貯蔵部の内径と同一の外径を有するとともに前記貯蔵部の底部として構成され、前記昇降部材の上端に配置された頭部と、
   この頭部の外周面に形成され、前記貯蔵部の内周面と摺接しながら昇降を案内する摺接面と、
   前記頭部の下方に延設して前記頭部と一体に形成されるとともに、前記孔内周面との間に隙間を有するように前記頭部よりも小さい外径に形成され、かつ、下端にねじ孔が形成された胴部とを有し、
   前記貯蔵部の下端に、モータとこのモータの回転軸に一体的に固定・連結されたねじ軸とを設け、
   前記昇降部材の昇降を案内するガイドを、前記ねじ孔に前記ねじ軸を螺入し、前記頭部の摺接面を前記貯蔵部の内周面に摺接させることで構成して前記昇降部材の上下端に配置し、前記モータの駆動による前記ねじ軸の回転により、前記昇降部材を前記頭部及び前記ねじ軸のみで案内しながら昇降させること、
   を特徴とするホッパ。
2. 前記部品搬送装置に供給される前記部品の量が、前記昇降部材の上昇高さに基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載のホッパ。
3. 前記部品搬送装置から送り出された前記部品の個数をカウントするカウンタを備え、
   前記貯蔵部内に貯蔵された前記部品の単位個数と、前記カウンタでカウントされた部品の個数とから前記昇降部材の必要上昇高さを求め、得られた前記昇降部材の必要上昇高さに基づいて、前記駆動部が前記昇降部材を上昇させることを特徴とする請求項２に記載のホッパ。
4. 前記貯蔵部の上部に、前記部品を前記貯蔵部に投入しやすくするための漏斗状の投入口を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のホッパ。
5. 前記貯蔵部が傾倒自在に設けられ、前記貯蔵部の側面に形成された前記取り出し口から、前記昇降部材の上昇によって前記貯蔵部内の部品が供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のホッパ。
6. 前記貯蔵部の前記底部が、前記取り出し口に向けて、前記貯蔵部の傾倒方向と同方向に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のホッパ。
7. 前記部品が、時計に用いられるカナ及び歯車を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のホッパ。

Images