JP5535513B2

JP5535513B2 - ワーク選別装置

Info

Publication number: JP5535513B2
Application number: JP2009095787A
Authority: JP
Inventors: 教志杉立
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2029-04-10
Also published as: JP2010247902A

Description

この発明はワーク選別装置に関し、例えば、軸方向に径差を有する円すい状または円筒状のワークの搬送過程において、小端側を上にしたワークを排除して大端側を上にしたワークだけを選別する場合に利用することができる。

円すいころ軸受の転動体として用いられる円すいころは円すい形状であるため、円筒形状の円筒ころや針状ころと異なり、方向性を有している。つまり、軸方向で径差がある。ちなみに転がり軸受用語によれば、円すいころの大径側の端面を大端面、小径側の端面を小端面と呼ぶ。したがって、円すいころの外周面（転動面）もしくは端面の機械加工、または、円すいころ軸受の組み立てに際しては、円すいころの向きを揃えて供給する必要がある。

従来、この種のワークを向きを揃えて搬送するためには、２本ロールと呼ばれる整列装置を用いていた（特許文献１参照）。この装置は、図４に示すように、パーツフィーダ（図示せず）から送られてきた方向未整列のワーク（円すいころ）２を、ほぼ平行かつワーク搬送方向に向かってやや下り勾配に設置した２本のロール４ａ、４ｂ間に逐次供給する。２本のロール４ａ、４ｂは、そのすきま６がワーク２の小端面側径φｄ１より大きく、大端面側径φｄ２より小さく、かつ、ワーク２がすきま６にはさまれた際にワーク２の重心が２本のロール４ａ、４ｂによる支持位置よりも下方に位置するように設定してある。図４（Ａ）に円弧矢印で示すように互いに逆方向でワーク２をかみこまない向きにロール４ａ、４ｂを回転させることにより、ワーク２は、大端面を上にし、小端面を下にした姿勢でシュート８に落とし込まれ、加工機または組立機へ搬送される。

実開平４−８５７３２号公報

パーツフィーダからのワーク２の供給間隔が厳密に一定に制御可能ならば、上記２本ロールの信頼性はきわめて高い。しかし、バーツフィーダの供給能力（毎分の供給個数）はパーツフィーダ内のワークの個数や重量、ワークの偏在、油脂の付着等々によってむらがあるのが通常である。また、加工機あるいは組立機との連動により、間欠的に起動・停止を繰り返す。このような条件で運転した場合、２本ロール上に存在するワークの数量、個々のワークの姿勢や運動速度が不均一となる。その結果、２本ロール上で相前後するワーク同士が衝突・干渉し、ワークが正しい姿勢に整列されないまま、あるいは排出直前で姿勢を転ぜられてシュートに落とし込まれるといった事態が発生しうる。

円すいころは大量に生産されるため、万が一にもこのようなことが発生すると生産ラインが停止するだけでなく、加工機または組立機を破損し重大な損失につながる。

この発明の目的は、上述の２本ロールの問題点を除去して、軸方向に径差を有する円すいまたは円筒状ワークをその向きによって確実に選別し、機械への逆向き投入を防止することにある。

この発明のワーク選別装置は、軸方向に径差を有する円すい状または円筒状のワークを大径端側を上にした向きに揃えて搬送するワーク選別装置であって、ワークを縦にした状態で収容できるワークポケットを外周に複数配置した回転可能な円板状のワークキャリヤと、ワークキャリヤの下方に位置し、周方向の一部に切除部を有し、前記切除部以外の領域でワークを下から受け支えるキャリヤベースと、切除部に対応する周方向領域で、ワークキャリヤによって搬送されるワークの移動軌跡に沿った通路とを具備し、通路の幅はワークの小端側径より大きく、ワーク大端側径より小さいことを特徴とするものである。

前記通路は、一対のブレードの端面を向かい合わせにして配置したとき、両者の端面同士間に形成させることができる（請求項２）。あるいは、前記通路は、１枚のブレードの端面とキャリヤポケットの壁面との間に形成させることもできる（請求項３）。後者の場合、部品点数が減少して簡略化が図れる。

１枚のブレードの端面とキャリヤポケットの壁面との間に通路を形成させる場合、ブレードの端面を半径方向外側に配置し、キャリヤポケットの側壁を半径方向内側に配置するとともに（請求項４）、ワークキャリヤの回転軸を垂直軸に対して傾けて（請求項５）、前記通路をワークキャリヤの回転中心よりも高い位置に設けるのが好ましい（請求項６）。キャリヤポケットの壁面でワークの重量の大部分を受けて、ブレードに対する負荷をできるだけ少なくするためである。

前記ブレードの前記通路を形成する表面は耐摩耗性にすぐれたしゅう動材料で構成するのが好ましい（請求項７）。前記通路に沿って移動するワークとの接触による摩耗を少なくするためである。

ワークの代表例として円すいころを挙げることができる（請求項８）。なお、この発明は、軸方向に径差を有する円すい状または円筒状のワークに広く適用することができる。軸方向に径差を有する円すい状のワークの例としては、円すいころのほか、テーパピンなどが挙げられる。軸方向に径差を有する円筒状のワークの例としては、ねじ、ボルト、段付きシャフトなどが挙げられる。

この発明によれば、各ワークをワークキャリヤのワークポケットに収容した状態で搬送し、その間に選別を行なうため、ワーク同士が相互に接することがなく確実に選別が行なえる。また、ワークポケット内ではワークは反転し得ないので選別後のワークは反転のおそれがなく、正しい向きのまま後工程へ供給することができる。

実施例を示す斜視図である。選別部の通路部分の断面図である。別の実施例を示す断面図である。従来の技術を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。なお、円すいころがワークである場合を例にとって説明する。また、円すいころの大端面を上にした正しい向きのワークをＯＫワーク、小端面を上にした逆向きのワークをＮＧワークと呼ぶことがある。符号ＷａはＯＫワークを表し、符号ＷｂはＮＧワークを表す。

まず、図１を参照すると、ワーク選別装置１０は、ワークキャリヤ１２と、キャリヤベース１６と、選別部２０と、ワーク投入部２８と、ワーク排出部３０を有している。ワークキャリヤ１２は、想像線で示すフレーム上に、垂直な回転軸まわりに回転自在に支持させてある。ワークキャリヤ１２は図面に現れていないサーボモータその他の適当な駆動装置によって一方向に回転するようになっている。図１は円弧矢印で示すように反時計方向に回転する例である。

ワークキャリヤ１２は円板状で、その外周に、円周方向に所定の間隔で複数のワークポケット１４が設けてある。ワークキャリヤ１２は文字どおりワークを搬送するためのもので、ワークポケット１４に１個ずつ、ワークを収容することができる。ここではワークポケット１４は貫通孔の形態をしていて、その内径をワークの大端面側径よりも大きく設定してある。また、ワークポケット１４の内径はワークの全長よりも小さく設定してある。

ワークキャリヤ１２の下にキャリヤベース１６が配置してある。キャリヤベース１６はフレームに固定してあり、ワークポケット１４に投入されたワークを下から受け支えるようになっている。ワークキャリヤ１２の厚さはワークの全長よりも小さく、キャリヤベース１６上のワークの上面（大端面の場合も小端面の場合もありえる）がワークキャリヤ面よりも上に突出するように設定してある。

キャリヤベース１６は、符号１８で示すように、円周方向の一部領域を切除してある。図１では、キャリヤポケット３個分に相当する領域にわたって切除した場合が例示してある。したがって、この切除部１８の領域では、図２からよく分かるように、ワークを下から受け支えるというキャリヤベース１６の機能は働かない。なお、図示は省略してあるが、切除部１８の下方にはＮＧワークＷｂをＮＧトラップへ送るためのシュートを設置する。

選別部２０の上流側に、ワークキャリヤ１２のワークポケット１４にワークを投入するためのワーク投入部２８が設けてある。また、選別部２０の下流側に、ワークを次の工程へ送るためのワーク排出部３０が設けてある。ここでは、自然落下式のシュートの形態をしたワーク投入部２８と、ＯＫワークＷａをエアで排出するタイプのシュートの形態をしたワーク排出部３０が例示してある。

選別部２０は、投入ワークのうち、ＮＧワークＷｂを排除してＯＫワークＷａのみを選択的に通過させる役割を果たす。その選別部２０は、この実施例では一対のブレード２２、２４によって構成される。ブレード２２、２４はおおむね円弧状で、両者の端面間に円弧状の通路２３を形成している。図２では、この通路２３の幅を符号ｗ_１で示してある。ワークキャリヤ１２によって搬送されるワークは、選別部２０では、ブレード２２、２４間の通路を通過する。言い換えれば、ワークキャリヤ１２によって搬送されるワークの移動軌跡に沿って、通路２３が形成してある。通路２３の幅ｗ_１は、ワークの小端面側径φｄ１より大きく、大端面側径φｄ２より小さく設定してある。また、ブレード２２、２４の高さ方向の位置は、ワークキャリヤ１２の上面と、キャリヤベース１６上のワークの上面との間になるように設定してある。

ブレード２２、２４の少なくとも通路２３を形成する表面は、耐摩耗性に優れたしゅう動材で構成するのが好ましい。具体例としては、超硬合金、ダイヤモンド焼結体もしくは砲金材、または、スチール製の台金にＤＬＣ(ダイヤモンドライクコーティング)、ＴｉＮ（窒化チタン）、ＴｉＣＮ（炭窒化チタン）等のコーティングを施したものなどが挙げられる。また、図２では、ブレード２２、２４のワークと接する部分を鋭角のエッジ部２６とした例が示してあるが、丸みをつけた断面形状としてもよい。

次に、上述のワーク選別装置１０の作用について述べる。ワークキャリヤ１２は一定方向に回転し、ワーク投入部２８で、各ワークポケット１４にそれぞれ最大１個のワークが投入される。この段階では各ワークの向き（正、逆）は確認されない。

ワーク投入部２８からワークキャリヤ１２のワークポケット１４に投入されたワークは、ワークキャリヤ１２の回転に伴い、選別部２０に到来する。このとき、大端面が上になった正しい向きのワークすなわちＯＫワークＷａは、図２に示すように２枚のブレード２２、２４によってその中間部よりも幾分上の付近を支持されて、いわば吊り下げの状態で、通路２３に沿って移動する。そして、キャリヤベース１６の切除部１８を通過し、ワーク排出部３０へと運ばれる。

一方、小端面を上にした逆向きのワークすなわちＮＧワークＷｂは、２枚のブレード２２、２４によって形成された通路２３の幅ｗ_１よりも小径端側が小さいため、ブレードによって支持されず、しかも下から受け支えるものが存在しないため、キャリヤベース１６の切除部１８からシュート（図示せず）を経てＮＧトラップへと落下する。ＮＧトラップへ落下したワークＷｂはパーツフィーダ（図示せず）へ回収される。

各ワークポケット１４に投入されたワークは、ワークキャリヤ１２で搬送されているかぎり他のワークと直接干渉することはなく、かつ、ワークポケット１４内で反転することもない。したがって、選別部２０を通過したワークすなわちＯＫワークＷａは、大端面を上にした正しい向きのままワーク排出部３０から排出される。このようにして、正しい向きのワークのみを選別して次工程へ供給することができる。

次に、図３に示す別の実施例について述べる。この実施例では、選別部すなわち通路２５を設けた部分がワークキャリヤ１２の回転中心よりも高くなるように、ワークキャリヤ１２の回転軸Ｙ２を垂直軸Ｙ１に対して任意の角度αだけ傾けてある。この場合、ブレードは１枚だけ、すなわち半径方向外側のブレード２２だけで、そのブレード２２とワークキャリヤ１２のワークポケット１４の壁面によって形成される通路２５の幅ｗ_２がワークの小端面側径φｄ_１よりも大きく、かつ、大端面側径φｄ_２よりも小さくなるように設定してある。

図１の実施例では、円すい角または径差が非常に小さい、言い換えれば小端面側径φｄ_１と大端面側径φｄ_２の差が非常に小さいワークの場合、２枚のブレード２２、２４で形成される通路２３の幅ｗ_１の調整が困難であることと、ワーク自重の両ブレード２２、２４への分力がきわめて大きくなるためブレード２２、２４への負荷が大きく、ブレード２２、２４の早期摩耗やワークのブレード間への噛み込みといった事態が想定される。これに対して図３の実施例では、ワーク自重の大部分をワークポケット１４の壁面が負担するため、ブレード２２の負荷が大幅に軽減されるといった利点がある。

ここに述べたワーク選別装置は、パーツフィーダの後工程に設置し、パーツフィーダから方向未選別のまま供給されたワークを、ＮＧワークすなわち小端面が上になった逆向きのワークを排除して、ＯＫワークすなわち大端面が上になった正しい向きのワークのみ選別して後工程へ供給することができる。しかしながら、積極的にワークの向きを整列させる機能は持たないため、後工程への供給能力（毎分の供給個数）は、パーツフィーダから供給を受ける個数の約１／２である。そこで、例えば従来の２本ロールと組み合わせて使用することにより、パーツフィーダから供給されたワークのほぼ全数を、きわめて高い信頼性をもって後工程へ供給することができる。

以上、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明したが、この発明は、ここに示し、かつ記述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しないかぎり、他の種々の形態で実施し得ることはもちろんのこと、この発明は、特許請求の範囲よって画定されるもののほかそれと均等の、あらゆる変更を含むものと諒解されるべきである。

１０選別装置
１２ワークキャリヤ
１４ワークポケット
１６キャリヤベース
１８切除部
２０選別部
２２ブレード
２３通路
２４ブレード
２５通路
２６エッジ部
２８ワーク投入部
３０ワーク排出部
ＷａＯＫワーク（正しい向き）
ＷｂＮＧワーク（逆向き）

Claims

軸方向に径差を有する円すい状または円筒状のワークを大径端側を上にした向きに揃えて搬送するワーク選別装置であって、ワークを縦にした状態で収容できるワークポケットを外周に複数配置した回転可能な円板状のワークキャリヤと、ワークキャリヤの下方に位置し、周方向の一部に切除部を有し、前記切除部以外の領域でワークを下から受け支えるキャリヤベースと、切除部に対応する周方向領域で、ワークキャリヤによって搬送されるワークの移動軌跡に沿った通路とを具備し、通路の幅はワークの小端側径より大きく、ワーク大端側径より小さい、ワーク選別装置。
前記通路は、一対のブレードの向かい合った端面同士の間に形成される請求項１のワーク選別装置。
前記通路は、ブレードの端面とキャリヤポケットの壁面との間に形成される請求項１のワーク選別装置。
前記ブレードの端面を半径方向外側に配置し、キャリヤポケットの側壁を半径方向内側に配置した請求項３のワーク選別装置。
前記ワークキャリヤの回転軸は垂直軸に対して傾けてある請求項３または４のワーク選別装置。
前記通路は前記ワークキャリヤの回転中心よりも高い位置に設けてある請求項３、４または５のワーク選別装置。
前記ブレードの前記通路を形成する表面は耐摩耗性にすぐれたしゅう動材料で構成してある請求項２から６のいずれか１項のワーク選別装置。
ワークが円すいころである請求項１から７のいずれか１項のワーク選別装置。