JP5956160B2 - 振動式部品供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、コイルばね等の絡み合いやすい部品を１個ずつに分離した状態で整列供給する振動式部品供給装置に関する。

小型のコイルばね等、互いに重なり合って絡み合いやすい部品を１列１層に整列させて次工程に供給するのに適した振動式部品供給装置として、部品を互いに反対方向に搬送する２つのトラフを並列に配置したリターンフィーダに、互いに絡み合った部品を１個ずつに分離する部品分離装置を組み込んだものがある（特許文献１参照。）。

上記特許文献１に記載された部品供給装置は、部品を搬送しながら整列させ、整列した部品を次工程に供給する整列供給トラフと、その整列供給トラフと並列に配置され、未整列の部品を整列供給トラフと反対の方向に搬送して整列供給トラフの上流側に供給するリターントラフとを備えており、リターントラフの下流側で互いに絡み合った状態の部品を選別して部品分離装置へ送り、部品分離装置で１個ずつに分離して整列供給トラフに戻すことにより、部品を効率よく整列させて次工程に供給できるようにしている。

この部品供給装置に組み込まれた部品分離装置は、縦置き円筒状の分離容器の底部にモータで駆動される回転円板を配置して、この回転円板を回転させることにより、その上面に取り付けられたブレードで部品を跳ね飛ばして分離容器内で旋回させ、部品を伸縮させたり曲げたりしてその絡み合いを外すものである。

ところで、この部品分離装置では、分離容器の投入口は側壁に設けられているが、排出口は分離容器の上部開口を塞ぐ上蓋の径方向に張り出した部分に設けられている。このように部品分離装置の分離容器の排出口が高い位置にあるため、部品供給装置が全体としても高さ寸法の大きなものとなり、高さ方向に大きなスペースが必要になるという難点があった。また、分離容器の排出口から整列供給トラフの搬送路までの落差が大きいため、排出口から飛び出してきた部品が整列供給トラフの外側へ飛散してしまいやすいという問題もあった。

一方、部品分離装置としては、上記のように回転体を回転させる方式のもののほかに、分離容器の内面から噴出するエアで部品を旋回させながら分離する方式のものも提案されている。例えば、特許文献２に記載された部品分離装置は、図９に示すように、分離容器５１が横置きテーパ筒状で、その大径側の底部にエア噴出口５２を設けて、このエア噴出口５２から噴出するエアで部品を旋回させ、分離容器５１内面に取り付けられた突起部材５３に衝突させて分離するものである。そして、その分離容器５１の小径側の側壁に部品の投入口５４が設けられ、大径側の側壁を形成する蓋５５に排出口５６が設けられている。

したがって、上記特許文献２の部品分離装置を特許文献１のリターンフィーダに組み込めば、部品供給装置全体の高さを抑えるとともに、分離容器の排出口から整列供給トラフの搬送路までの落差を小さくすることができる。

しかしながら、特許文献２の部品分離装置では、分離容器５１の排出口５６が大径側の蓋５５から斜め下方へ延びるように形成されており、絡み合ったままの部品も排出されてしまいやすい。そして、絡み合ったまま排出された部品は整列供給トラフで排除されることになるため、部品供給能力の低下をまねくおそれがある。

特開２００７−１６１３６０号公報 特許第３６９２４５８号公報

そこで、本発明は、絡み合いやすい部品を安定して整列供給できるコンパクトな振動式部品供給装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、部品を搬送しながら整列させ、整列した部品を次工程に供給する整列供給トラフと、前記整列供給トラフと並列に配置され、未整列の部品を整列供給トラフと反対の方向に搬送して整列供給トラフの上流側に供給するリターントラフとを備えたリターンフィーダに、前記整列供給トラフまたはリターントラフの搬送路の途中に設けた分離容器の内部で、互いに絡み合った部品を旋回させながら１個ずつに分離する部品分離装置を組み込んだ振動式部品供給装置において、前記部品分離装置の分離容器の排出口を、分離容器の側壁から斜め上方へ延びるように形成したのである。

この構成によれば、絡み合ったままの部品が分離容器から排出されにくくなるので、部品分離装置の下流側で排除される部品を増やすことなく、分離容器の排出口の位置を低くして、その排出口から排出された部品の飛散を防止でき、部品を安定して整列供給することができるとともに、部品分離装置ひいては振動式部品供給装置全体の高さ寸法を小さくできる。

ここで、前記分離容器の排出口の傾斜角度は、３０〜６０°とすることが望ましい。また、前記分離容器の側壁に、前記排出口を開閉する方向にスライドする排出量調整板を取り付ければ、分離容器から排出される部品の量やそのうちの絡み合ったままの部品の割合に応じて排出口の開口面積を調整することにより、より効率よく部品を整列供給できるようになる。一方、前記分離容器の長さ寸法を内径寸法よりも小さくすれば、部品供給装置全体を一層コンパクト化することができる。

前記部品分離装置としては、前記分離容器の内面から噴出するエアで部品を旋回させるもの（以下、この分離方式を「エア式」と称する。）や、前記分離容器の底部に配置された回転体の回転によって部品を旋回させるもの（以下、この分離方式を「回転式」と称する。）を採用することができる。

また、前記部品分離装置を、前記整列供給トラフの部品整列部の上流側近傍の搬送路に設置して、部品分離装置で分離した部品が再び絡み合う前に整列されるようにしたり、前記部品分離装置を複数設置して、部品分離能力を高めたりすることにより、部品の整列供給が一層効率よく行えるようになり、部品供給能力の向上を図れる。部品分離装置を複数設置する場合は、前記部品分離装置を部品搬送方向で２台が隣接するように設置し、その上流側の部品分離装置をエア式のものとし、下流側の部品分離装置を回転式のものとするとよい。低コストのエア式のものを上流側に配し、部品分離性能の高い回転式のものを下流側に配することにより、コストの上昇を抑えつつ部品分離能力の向上を図れるからである。

さらに、前記部品分離装置の分離容器の上流側近傍および下流側近傍に部品検出センサを設け、これらの各部品検出センサの検出結果に基づいて分離容器内の部品滞留量を管理するようにし、その部品滞留量が所定値を超えるときに前記部品分離装置の上流側の搬送路から部品を排除する手段を設けることにより、分離容器内の部品滞留量を適正に保って、部品分離装置自体のトラブルや部品の変形、キズ、破損等を防止することができる。

ここで、前記部品分離装置の上流側の搬送路から部品を排除する手段としては、前記搬送路上の部品にその側方からエアを吹き付けるもの、あるいは圧電アクチュエータに取り付けられたアームで、前記搬送路上の部品をその側方から押圧するものを採用することができる。

また、前記部品がコイルばねである場合には、前記部品分離装置の上流側近傍の搬送路の幅を、前記コイルばねの直径の３倍以下として、部品分離装置の上流側近傍である程度の量の部品が排除されるようにすることにより、分離容器への部品投入量を制限し、部品分離装置自体のトラブルや部品の不具合の発生を防止するようにしてもよい。

本発明の振動式部品供給装置は、上述したように、リターンフィーダの搬送路の途中に設けた部品分離装置の分離容器の排出口を、分離容器の側壁から斜め上方へ延びるように形成して、絡み合ったままの部品が分離容器から排出されにくいようにしたものであるから、部品分離装置の下流側で排除される部品を増やすことなく、分離容器の排出口の位置を低くして、その排出口から排出された部品の飛散を防止でき、部品を安定して整列供給することができるとともに、装置全体を高さ方向にコンパクト化することができる。

第１実施形態の部品供給装置の外観斜視図 図１の平面図 図１の正面図 図１の部品供給装置に組み込まれた部品分離装置の縦断面図 図１の部品分離装置の上流側に部品排除手段を設けた例を示す平面図 図１の部品分離装置の上流側に別の部品排除手段を設けた例を示す平面図 第２実施形態の部品供給装置に組み込まれる部品分離装置の縦断面図 第３実施形態の部品供給装置の平面図 従来の部品分離装置の縦断面図

以下、図１乃至図８に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は第１の実施形態を示す。この振動式部品供給装置は、図１乃至図３に示すように、加振機構１から伝わる振動により小型のコイルばねＰ（以下、「部品Ｐ」と称する。）を互いに反対方向に搬送する整列供給トラフ２とリターントラフ３とを備えたリターンフィーダに、互いに絡み合った部品Ｐを１個ずつに分離する部品分離装置４を組み込んだものである。

前記加振機構１は、基台５に防振ゴム６を介して取り付けられる下部振動体７と、下部振動体７に固定されたカウンターウェイト８と、整列供給トラフ２に連結される上部振動体９と、両振動体７、９の間に対向配置される電磁石および可動鉄心（いずれも図示省略）と、両振動体７、９を連結する板ばね１０と、上部振動体９とリターントラフ３を連結する板ばね（図示省略）とで構成され、電磁石と可動鉄心の作用により、整列供給トラフ２およびリターントラフ３を振動させる。

前記整列供給トラフ２は、加振機構１から伝わる振動により、２列の搬送路２ａ、２ｂで部品Ｐを図２、３における図面左側へ搬送する。その内側の搬送路２ａは、図示省略したホッパから投入された部品Ｐおよび外側の搬送路２ｂから排除された部品Ｐをリターントラフ３の上流側へ送るためのものである。一方、外側の搬送路２ｂは、リターントラフ３の下流側から送られてきた部品Ｐをその姿勢が揃うように整列させて次工程に供給するもので、その上流部分２ｂ’の途中に前記部品分離装置４が設けられている。そして、部品分離装置４の下流側に、外側の搬送路２ｂの下流部分を形成するシュート部１１が設けられている。

前記リターントラフ３は、加振機構１から伝わる振動により、整列供給トラフ２の内側搬送路２ａから送られてきた部品Ｐを戻し搬送路３ａで図２、３における図面右側へ搬送し、整列供給トラフ２の外側の搬送路２ｂの上流部分２ｂ’へ送るものである。

前記部品分離装置４は、基台５上に立設された支柱１２に取り付けられる横置きテーパ筒状の分離容器１３を有するエア式のものである。その分離容器１３は、図４に示すように、長さ寸法Ｌが内径寸法Ｄよりも小さく形成され、小径側の側壁に投入口１４が、大径側の側壁を形成する蓋１５に排出口１６がそれぞれ設けられている。また、分離容器１３の内面の上部には軸方向に延びる断面三角形状の突起部材１７が取り付けられており、大径側の底部にはエア供給管１８の先端部が差し込まれ、その先端のエア噴出口１９から分離容器１３の内面の周方向に接する方向にエアが噴出されるようになっている。そして、分離容器１３の大径側の蓋１５には、排出口１６を開閉する方向にスライドする排出量調整板２０が取り付けられ、排出口１６の開口面積を調整して部品Ｐの排出量を調整できるようになっている。

ここで、分離容器１３の排出口１６は、大径側の蓋（側壁）１５から約３５°の傾斜角度で斜め上方へ筒状に延び、その先端側で上方と側方を塞がれて、下方へ部品Ｐを排出するように形成されている。なお、排出口１６の傾斜角度は、３０〜６０°の範囲で設定するとよい。

次に、図２に基づいて、部品Ｐの流れを説明する。整列供給トラフ２の内側搬送路２ａに投入された部品Ｐは、一旦図面左側へ搬送されてリターントラフ３に送られた後、図面右側へ搬送されて整列供給トラフ２の外側搬送路２ｂに送られる。

整列供給トラフ２の外側搬送路２ｂの上流部分２ｂ’に送られた部品は、まず部品分離装置４の分離容器１３に投入される。分離容器１３の投入口１４から投入された部品Ｐは、エア噴出口１９から噴出するエアに吹き上げられて分離容器１３の内部で旋回し、旋回中に突起部材１７に衝突して１個ずつに分離される。分離された部品Ｐは、絡み合っているものよりも軽くなるとともに絡み合いで拘束されていたばね弾性が回復して高く跳ね上がりやすくなり、排出口１６から排出されて外側搬送路２ｂに戻される。

そして、外側搬送路２ｂに戻された部品Ｐはシュート部１１に送られ、シュート部１１に設けられた部品整列部２１で整列された後、ゲート部２２を通過して次工程へと送られる。ここで、部品整列部２１は絡み合った状態の部品Ｐを内側搬送路２ａへ戻すものであるが、この部品整列部２１を部品分離装置４の下流側近傍に設けることにより、部品分離装置４で分離された部品Ｐが再び絡み合う前に整列されるようにしている。

なお、整列供給トラフ２のシュート部１１には、ゲート部２２に向けて上流側と下流側からエアを噴出するエアノズル（いずれも図示省略）と部品確認センサ２３が設けられている。その上流側のエアノズルは、部品Ｐがゲート部２２をスムーズに通過するように補助するエアを噴出するものである。一方、下流側のエアノズルは、部品確認センサ２３でシュート部１１の下流部分の部品Ｐが満杯状態にあると判断したときに、エアを噴出して部品Ｐのゲート部２２への進入を防止したり、部品確認センサ２３が所定時間部品Ｐを検出しなかったときに、エアを短時間噴出してゲート部２２での部品詰まりを解消したりするものである。

この部品供給装置は、上記の構成であり、リターンフィーダに組み込んだ部品分離装置４の分離容器１３の排出口１６を、分離容器１３の大径側の側壁を形成する蓋１５から斜め上方へ延びるように形成したので、絡み合ったままの部品Ｐは分離容器１３から排出されにくい。

したがって、部品分離装置４の下流側で排除される部品Ｐを増やすことなく、分離容器１３の排出口１６の位置を低くすることができる。その結果、分離容器１３の排出口１６から整列供給トラフ２の外側搬送路２ｂまでの落差が小さくなり、その排出口１６から排出された部品Ｐの飛散を防止でき、部品Ｐを安定して整列供給できるとともに、部品分離装置４ひいては部品供給装置全体の高さ寸法を小さくすることができる。

また、部品分離装置４の分離容器１３に排出量調整板２０を取り付けているので、分離容器１３から排出される部品Ｐの量やそのうちの絡み合ったままの部品Ｐの割合に応じて排出口１６の開口面積を調整することにより、より効率よく部品Ｐを整列供給することができる。さらに、部品分離装置４を整列供給トラフ２の部品整列部２１の上流側近傍に設置し、部品分離装置４で分離した部品Ｐが再び絡み合う前に整列されるようにしており、この点でも部品供給能力の向上が図られている。

すなわち、この振動式部品供給装置では、部品供給能力を低下させることなく、高さ方向にコンパクト化して設置スペースを少なくすることができる。また、分離容器１３の長さ寸法Ｌを内径寸法Ｄよりも小さく形成したことによっても、装置全体がコンパクト化されている。

図５および図６は、それぞれ上述した第１実施形態の部品供給装置に、部品分離装置４の分離容器１３内の部品滞留量を適正に保つための構成を追加した例を示す。

図５の例では、整列供給トラフ２上流端とリターントラフ３下流端の境界部分および分離容器１３の排出口１６上部に部品検出センサ２４、２５を設けるとともに、リターントラフ３下流端部の戻し搬送路３ａ上の部品Ｐにその側方からエアを吹き付けるエアノズル２６を設けている。そして、各部品検出センサ２４、２５の検出結果に基づいて分離容器１３内の部品滞留量を管理するようにし、その部品滞留量が所定値を超えたときに、エアノズル２６からエアを噴出させてその前を通過しようとする部品Ｐにエアを吹き付け、その部品Ｐを戻し搬送路３ａから排除して整列供給トラフ２の内側搬送路２ａへ戻すようにしている。これにより、分離容器１３内の部品滞留量を適正に保って、部品分離装置４自体のトラブルや部品Ｐの変形、キズ、破損等を防止することができる。

一方、図６の例では、部品分離装置４の上流側の戻し搬送路３ａから部品Ｐを排除する手段として、図５のエアノズル２６に代えて、圧電アクチュエータ２７に取り付けられたアーム２８で、戻し搬送路３ａ上の部品Ｐをその側方から押圧するものを採用し、図５の例と同様の効果が得られるようにしている。

また、図５および図６の例では、リターントラフ３の下流端、すなわち部品分離装置４の上流側近傍の戻し搬送路３ａの幅を部品Ｐの直径の３倍以下に形成して、部品分離装置４の上流側近傍である程度の量の部品Ｐが排除されるようにしており、これによっても、分離容器１３への部品投入量が制限され、部品分離装置４自体のトラブルや部品Ｐの不具合の発生の防止が図られている。

図７は、第２実施形態の部品供給装置に組み込まれる部品分離装置２９を示す。この部品分離装置２９は、縦置き円筒状の分離容器３０の底部にモータ３１で駆動される回転円板（回転体）３２を配置した回転式のものである。その分離容器３０は、長さ（高さ）寸法Ｌが内径寸法Ｄよりも小さく形成され、上部に投入口３３が、側壁に排出口３４がそれぞれ設けられている。また、分離容器３０の側壁には、排出口３４を開閉する方向にスライドする排出量調整板３５が取り付けられ、排出口３４の開口面積を調整して部品Ｐの排出量を調整できるようになっている。そして、分離容器３０の下端部が嵌め込まれた支持筒３６が、基台５上に立設された支柱３７に取り付けられている。

この第２実施形態の部品分離装置２９では、分離容器３０内で回転円板３２を回転させることにより、その上面に取り付けられたブレード３８で投入口３３から投入された部品Ｐを跳ね飛ばして旋回させ、部品Ｐを伸縮させたり曲げたりして１個ずつに分離し、排出口３４から排出するようになっている。そして、その分離容器３０の排出口３４は、第１実施形態の場合と同様に、側壁から約３５°の傾斜角度で斜め上方へ筒状に延び、その先端側で上方と側方を塞がれて、下方へ部品Ｐを排出するように形成されている。したがって、第１実施形態のエア式部品分離装置４に代えてこの回転式部品分離装置２９を組み込んだ第２実施形態の部品供給装置でも、部品供給能力を低下させることなく、高さ方向にコンパクト化して設置スペースを少なくすることができる。

図８は、第３実施形態の部品供給装置を示す。この実施形態は、第１実施形態のエア式部品分離装置４の設置位置をリターントラフ３の下流端に変更するとともに、その部品分離装置４が設置されていた整列供給トラフ２の上流部に、第２実施形態の回転式部品分離装置２９を設置したものである。

そして、リターントラフ３の下流端部には、図５の例と同様に、エア式部品分離装置４の分離容器１３内の部品滞留量を適正に保つために、エアで部品Ｐを戻し搬送路３ａから排除するエアノズル２６を設けている。また、整列供給トラフ２の上流部には、エア式部品分離装置４から排出された部品Ｐを選別する部品選別部３９を設けている。この部品選別部３９は、シュート状送路４０で搬送される部品Ｐにその側方からエアノズル４１でエアを吹き付けることにより、１個ずつに分離されている部品Ｐはそのままシュート部１１へ送り、絡み合ったままの部品Ｐは回転式部品分離装置２９に投入するものである。

この第３実施形態の部品供給装置では、低コストのエア式部品分離装置４を部品搬送方向の上流側に設置し、これに下流側で隣接するように部品分離性能の高い回転式部品分離装置２９を設置したので、第１および第２実施形態のものに対して、コストの上昇を抑えながら、部品分離能力を高めて部品Ｐの整列供給を一層効率よく行えるようにし、部品供給能力の向上を図ることができる。

なお、本発明は、上述した各実施形態で整列供給の対象としたコイルばねに限らず、絡み合いやすい部品を対象とする振動式部品供給装置に有効に適用できる。

２ 整列供給トラフ
２ａ、２ｂ、２ｂ’ 搬送路
３ リターントラフ
３ａ 戻し搬送路
４ 部品分離装置
１１ シュート部
１３ 分離容器
１４ 投入口
１５ 蓋（側壁）
１６ 排出口
１７ 突起部材
１９ エア噴出口
２０ 排出量調整板
２１ 部品整列部
２４、２５ 部品検出センサ
２６ エアノズル
２７ 圧電アクチュエータ
２８ アーム
２９ 部品分離装置
３０ 分離容器
３１ モータ
３２ 回転円板（回転体）
３３ 投入口
３４ 排出口
３５ 排出量調整板
３８ ブレード
３９ 部品選別部
Ｐ 部品（コイルばね）

Claims (9)

1. 部品を搬送しながら整列させ、整列した部品を次工程に供給する整列供給トラフと、前記整列供給トラフと並列に配置され、未整列の部品を整列供給トラフと反対の方向に搬送して整列供給トラフの上流側に供給するリターントラフとを備えたリターンフィーダに、前記整列供給トラフまたはリターントラフの搬送路の途中に設けた分離容器の内部で、互いに絡み合った部品を旋回させながら１個ずつに分離する部品分離装置を組み込んだ振動式部品供給装置において、
   前記部品分離装置を部品搬送方向で２台が隣接するように設置し、その上流側の部品分離装置を前記分離容器の内面から噴出するエアで部品を旋回させるものとし、下流側の部品分離装置を前記分離容器の底部に配置された回転体の回転によって部品を旋回させるものとし、
   前記各部品分離装置の分離容器の排出口を、分離容器の側壁から斜め上方へ延びるように形成したことを特徴とする振動式部品供給装置。
2. 前記分離容器の排出口の傾斜角度を３０〜６０°としたことを特徴とする請求項１に記載の振動式部品供給装置。
3. 前記分離容器の側壁に、前記排出口を開閉する方向にスライドする排出量調整板を取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の振動式部品供給装置。
4. 前記分離容器の長さ寸法を内径寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の振動式部品供給装置。
5. 前記部品分離装置を、前記整列供給トラフの部品整列部の上流側近傍の搬送路に設置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の振動式部品供給装置。
6. 前記部品分離装置の分離容器の上流側近傍および下流側近傍に部品検出センサを設け、これらの各部品検出センサの検出結果に基づいて分離容器内の部品滞留量を管理するようにし、その部品滞留量が所定値を超えるときに前記部品分離装置の上流側の搬送路から部品を排除する手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の振動式部品供給装置。
7. 前記部品分離装置の上流側の搬送路から部品を排除する手段が、前記搬送路上の部品にその側方からエアを吹き付けるものであることを特徴とする請求項６に記載の振動式部品供給装置。
8. 前記部品分離装置の上流側の搬送路から部品を排除する手段が、圧電アクチュエータに取り付けられたアームで、前記搬送路上の部品をその側方から押圧するものであることを特徴とする請求項６に記載の振動式部品供給装置。
9. 前記部品がコイルばねであり、前記部品分離装置の上流側近傍の搬送路の幅を、前記コイルばねの直径の３倍以下としたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の振動式部品供給装置。
   

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