JP6845174B2 - 部品供給装置 - Google Patents

Description

本開示は、部品供給装置に関する。

工業製品の生産過程においては、例えばボルト等の部品を取り付ける作業が発生する。通常、部品の取り付け作業では、作業者が所定数の部品を供給装置から受け取り、部品の取り付けを行う。

このような部品の取り付け作業において、作業効率を高めるために、部品を所定数ごとに供給する装置が考案されている（特許文献１参照）。

特開２００８−８７１０６号公報

上記公報に開示される装置では、作業者が供給される複数の部品を手の平で受け取る必要がある。そのため、取り付け前に作業者が部品を持ち替える必要があり、作業効率が十分に改善されていない。

本開示の一局面は、所定数の部品を受け取る作業の効率を高められる部品供給装置を提供することを目的としている。

本開示の一態様は、ガイド部と、把持部と、操作部と、送り出し部と、を備える部品供給装置である。ガイド部は、複数の部品を一定の向きに整列させつつ、自重によって把持位置に移動させるように構成される。把持部は、把持位置に移動した複数の部品を上方から把持するように構成される。操作部は、把持部に連結されると共に、把持部が把持位置にある複数の部品を把持可能な第１状態と、把持部が複数の部品を持ち上げる第２状態とに変位可能である。送り出し部は、ガイド部上の複数の部品のうち、所定数の部品を把持位置に送るように構成される。

また、送り出し部は、ガイド部における複数の部品の把持位置への移動を規制する規制位置と、複数の部品の移動を規制しない規制解除位置とに、それぞれ変位可能な第１ストッパ及び第２ストッパを有する。第２ストッパは、第１ストッパよりも把持位置に近接し、かつ、複数の部品の移動方向に沿って第１ストッパから所定数の部品に対応する距離離間した位置に配置される。

さらに、操作部が第１状態に変位した際、第１ストッパが規制解除位置に変位すると共に第２ストッパが規制位置に変位し、かつ、操作部が第２状態に変位した際、第１ストッパが規制位置に変位すると共に第２ストッパが規制解除位置に変位する。

このような構成によれば、送り出し部によって把持位置に所定数で送られた複数の部品を整列した状態で把持部によって持ち上げることができる。そのため、所定数の部品を取り付けに供し易い向きで受け取ることができる。また、１つの操作部の操作によって、把持部と送り出し部とを同時に作動させることができる。したがって、所定数の部品を受け取る作業の効率が高められる。

本開示の一態様は、複数の部品が収納される供給箱と、供給箱に収納された複数の部品をガイド部に供給するように構成されたリフトと、をさらに備えてもよい。また、リフトは、供給箱内の複数の部品のうち少なくとも１つの部品を自重によりガイド部に向かってスライドさせるように構成されたスライド部と、スライド部上に少なくとも１つの部品が載置されるように、スライド部を供給箱の内部で昇降させるように構成された駆動部と、を有してもよい。このような構成によれば、供給箱に投入された複数の部品を整列が容易な状態でガイド部に供給することができる。

本開示の一態様は、ガイド部上の所定の位置における複数の部品の存在を検知するように構成されたセンサ部をさらに備えてもよい。また、リフトは、センサ部が複数の部品の存在を検知しなかった場合にスライド部の昇降を行い、複数の部品の存在を検知した場合にスライド部の昇降を停止するように構成されてもよい。このような構成によれば、必要に合わせてリフトを稼働できるので、部品供給装置のランニングコストを下げることができる。

本開示の一態様では、複数の部品は、強磁性体であってもよい。把持部は、磁石で構成されてもよい。このような構成によれば、比較的簡潔な構造で、部品を把持して持ち上げることができる。

本開示の一態様は、送り出し部と、操作部とを連結する連結部材をさらに備えてもよい。また、連結部材は、操作部の変位に連動して第１ストッパ及び第２ストッパを変位させるように構成されてもよい。このような構成によれば、容易かつ確実に、操作部に対し第１ストッパ及び第２ストッパを連動させることができる。

図１は、実施形態における部品供給装置の模式的な側面図である。 図２は、図１の部品供給装置の模式的な正面図である。 図３は、図１の部品供給装置の模式的な平面図である。 図４Ａは、図１の部品供給装置における操作部の第１状態を示す模式的な側面図であり、図４Ｂは、図１の部品供給装置における操作部の第２状態を示す模式的な側面図である。 図５Ａは、図１の部品供給装置における操作部の第１状態に対応する送り出し部の状態を示す模式的な平面図であり、図５Ｂは、図１の部品供給装置における操作部の第２状態に対応する送り出し部の状態を示す模式的な平面図である。

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１、図２及び図３に示す部品供給装置１は、所定数の部品Ｐを整列した状態で作業者に供給するための装置である。本実施形態では、部品Ｐは、図４Ａに示す鉄製のボルトである。ボルトの頭部の形状は、図５Ａでは六角形であるが、六角形以外の多角形であってもよいし、円形であってもよい。ただし、部品Ｐは、ボルトに限定されず、ナット、カラー等であってもよい。また、部品Ｐの材質は、鉄等の金属に限定されず、樹脂等であってもよい。

部品供給装置１は、ガイド部２と、把持部３と、操作部４と、送り出し部５と、供給箱６と、リフト７と、センサ部８と、連結ワイヤー９とを備える。これらの部材は、枠体１０に備え付けられている。

＜ガイド部＞
ガイド部２は、複数の部品Ｐを一定の向きに整列させつつ、各部品Ｐの自重によって把持位置２Ａに移動させるように構成されている。

ガイド部２は、レール２１と、滑り台２２と、第３ストッパ２３とを有する。
レール２１は、水平方向に離間して配置された２本の棒体から構成されている。レール２１の幅は、部品Ｐの一部が下方に突出するように部品Ｐが懸架可能な大きさとされている。

レール２１は、図１に示すように、水平方向に対して傾斜して配置されている。レール２１の下端部には、第３ストッパ２３が配置されている。第３ストッパ２３は、部品Ｐの下方への移動を規制する。把持位置２Ａは、レール２１の第３ストッパ２３よりも上方の領域に設定されている。

レール２１の上端部は、後述する供給箱６に近接して配置されている。したがって、供給箱６からリフト７によって排出された部品Ｐは、レール２１に沿って、重力により把持位置２Ａに向かってスライドする。

滑り台２２は、図２に示すように、レール２１からレール２１の幅方向外側かつ上方に延伸する２枚の板材２２Ａ，２２Ｂで構成されている。各板材２２Ａ，２２Ｂは、表面に乗せられた部品Ｐをレール２１に向かって滑り落とす機能を奏する。

また、各板材２２Ａ，２２Ｂの下端部（つまり、把持位置２Ａ寄りの端部）は、上方に屈曲することで、部品Ｐがレール２１の下方に落下することを防ぐガイド壁を構成している。

リフト７によって排出された部品Ｐのうち、滑り台２２上に排出された部品Ｐは、滑り台２２によって、向きを揃えながらレール２１に誘導される。レール２１に誘導された部品Ｐは、上述のように把持位置２Ａに向かってスライドする。

＜把持部＞
把持部３は、把持位置２Ａに移動した複数の部品Ｐを上方から把持すると共に、把持した複数の部品Ｐを持ち上げるように構成されている。

把持部３は、図１に示すように、後述する操作部４に取り付けられている。そのため、操作部４の上下方向の動きに連動して、操作部４も上下方向に移動するように構成されている。

本実施形態では、部品Ｐが強磁性体であるので、把持部３は磁石で構成されている。把持部３は、図４Ａに示すように、磁力によって複数の部品Ｐを同時に把持部３の下面に吸着する。また、把持部３は、図４Ｂに示すように、複数の部品Ｐを上方に持ち上げて保持する。

なお、把持部３は、必ずしも磁石で構成される必要はない。把持部３は、例えば真空吸着によって複数の部品Ｐを把持できるように構成されてもよいし、クランプ等の機械的な機構で複数の部品Ｐを把持できるように構成されてもよい。

＜操作部＞
操作部４は、把持部３に連結されている。操作部４は、把持部３が把持位置２Ａにある複数の部品Ｐを把持可能な第１状態（図４Ａ参照）と、把持部３が複数の部品Ｐを持ち上げる第２状態（図４Ｂ参照）とに変位可能である。

本実施形態では、操作部４は、枠体１０に支持され、枠体１０との連結部分を中心に上下方向に搖動可能なレバーとして構成されている。図２に示すように、操作部４の先端部４１は、レール２１の長手方向（つまり部品Ｐのスライド方向）と垂直な方向に延伸している。先端部４１の延伸方向の中央部分は下方に突出しており、中央部分の下端に、把持部３が取り付けられている。

図１に示すように、操作部４の先端部４１と反対側の後端部４２には、ワイヤー４５がバネ４３を介して連結されている。ワイヤー４５は、後端部４２から下方に延伸しており、下端に重り４４が連結されている。なお、先端部４１は、後端部４２よりも把持位置２Ａ寄りに位置している。また、操作部４の揺動中心軸（つまり支点）は、先端部４１と後端部４２との間に配置されている。

重り４４は、操作部４の後端部４２を下方に引っ張る荷重を発生させる。そのため、操作部４は、先端部４１を下方に押し下げて第１状態にした後、作業者が手を放すと、重り４４の荷重によって、第２状態に自動に移行する。

＜送り出し部＞
送り出し部５は、ガイド部２上の複数の部品Ｐのうち、所定数の部品Ｐを把持位置２Ａに送るように構成されている。

なお、図４Ａ，４Ｂ等では、送り出し部５が送る部品Ｐの所定数を４としているが、この所定数は４に限定されるものではない。
送り出し部５は、２つのストッパ（つまり第１ストッパ５１及び第２ストッパ５２）と、支持台５３とを有する。

第１ストッパ５１及び第２ストッパ５２は、それぞれ、ガイド部２における複数の部品Ｐの把持位置２Ａへの移動を規制する規制位置と、複数の部品Ｐの移動を規制しない規制解除位置とに、それぞれ変位可能である。

具体的には、第１ストッパ５１及び第２ストッパ５２は、それぞれ、レール２１と交差する方向に延伸すると共に、延伸方向（具体的には水平方向）に移動可能に構成されている。第１ストッパ５１及び第２ストッパ５２は、それぞれ、規制位置において、レール２１を跨るように配置されることで、部品Ｐに当接してその移動を規制する。

第２ストッパ５２は、第１ストッパ５１よりも把持位置２Ａに近接する位置に配置されている。また、第２ストッパ５２は、複数の部品Ｐの移動方向に沿って第１ストッパ５１から所定数の部品Ｐに対応する距離離間した位置に配置されている。つまり、レール２１上における、第１ストッパ５１から第２ストッパ５２までの距離は、所定数以上の部品Ｐが配置できない長さとされている。

本実施形態では、第１ストッパ５１及び第２ストッパ５２は、共に支持台５３に固定されている。支持台５３は、連結ワイヤー９によって、操作部４の把持部３とは反対側の端部と連結されている。つまり、操作部４の変位に連動して支持台５３がレール２１と交差する方向にスライドすることにより、支持台５３に取り付けられた第１ストッパ５１及び第２ストッパ５２が同時に変位する。

第１ストッパ５１は、図５Ａ，５Ｂ中の右から左に向かってスライドすることで、規制解除位置から規制位置に変位する。また、第１ストッパ５１は、部品Ｐであるボルトのネジ山に当接する。そのため、第１ストッパ５１は、ネジ山を傷つけないナイロン等の樹脂又はゴムで形成されている。第１ストッパ５１が、部品Ｐの頭部ではなくネジ山に当接するように設けられることで、部品Ｐを切り分け易くできる。

第２ストッパ５２は、第１ストッパ５１と反対方向に、つまり図５Ａ，５Ｂ中の左から右に向かってスライドすることで、規制解除位置から規制位置に変位する。また、第２ストッパ５２は、部品Ｐであるボルトの頭部に当接する。第２ストッパ５２は、金属の棒体で形成されている。

操作部４が第１状態に変位した際（つまり、把持部３が部品Ｐを把持したとき）、図５Ａに示すように、第１ストッパ５１が規制解除位置に変位すると共に、第２ストッパ５２が規制位置に変位する。

この状態では、部品Ｐは第２ストッパ５２よりも上方に保持される。つまり、部品Ｐが第２ストッパ５２まで供給される。また、レール２１上における第１ストッパ５１と第２ストッパ５２との間の領域には、規定数の部品Ｐが存在する。

一方、操作部４が第２状態に変位した際（つまり、把持部３が持ち上がったとき）、図５Ｂに示すように、第１ストッパ５１が規制位置に変位すると共に、第２ストッパ５２が規制解除位置に変位する。

この動作によって、レール２１上における第１ストッパ５１と第２ストッパ５２との間に存在していた所定数の部品Ｐが把持位置２Ａに移動する。つまり、所定数の部品Ｐが、多数の部品Ｐの列から切り出される。切り出されなかった残りの部品Ｐは、第１ストッパ５１よりも上方に保持される。切り出された所定数の部品Ｐは、第３ストッパ２３まで供給され、把持部３によって持ち上げられる。

なお、図２に示すように、支持台５３には、一端が枠体１０に対して固定されたバネ５４が取り付けられている。バネ５４は、支持台５３のスライド方向に支持台５３を付勢している。

＜供給箱＞
供給箱６は、複数の部品Ｐが収納されている。供給箱６内では、複数の部品Ｐは整列されずにランダムな向きで収納されている。

供給箱６は、図２に示すように、ガイド部２に近接する壁に設けられた排出口６１を有する。排出口６１は、レール２１の端部に近接して設けられている。また、排出口６１は、供給箱６の底面に対し、一定の高さに設けられている。

＜リフト＞
リフト７は、供給箱６に収納された複数の部品Ｐをガイド部２に供給するように構成されている。リフト７は、図１に示すように、スライド部７１と、駆動部７２とを有する。

スライド部７１は、供給箱６内の複数の部品Ｐのうち少なくとも１つの部品Ｐを自重によりガイド部２に向かってスライドさせるように構成されている。具体的には、スライド部７１は、部品Ｐが載置可能で、かつ排出口６１に向かって傾斜した溝を有している。

また、スライド部７１は、駆動部７２によって、供給箱６内で昇降を繰り返す。そのため、スライド部７１は、図１に点線で示す位置に降下することで複数の部品Ｐ内に沈降し、図１に一点鎖線で示す位置に上昇することで少なくとも１つの部品Ｐを溝内にすくい上げる。つまり、少なくとも１つの部品Ｐがスライド部７１に載置される。すくい上げられた部品Ｐは、自重によって溝内をスライドし、排出口６１からガイド部２に向かって排出される。

本実施形態では、スライド部７１の溝の幅は、部品Ｐであるボルトが軸方向にスライド可能な大きさに設計されている。そのため、部品Ｐは、一定の向きでガイド部２に送られる。

駆動部７２は、スライド部７１上に少なくとも１つの部品Ｐが載置されるように、スライド部７１を供給箱６の内部で昇降させる。

＜センサ部＞
センサ部８は、ガイド部２上の所定の位置における複数の部品Ｐの存在を検知するように構成されている。

センサ部８は、図１に示すように、発光器８１と、受光器８２とを有する光学式の変位センサである。発光器８１と、受光器８２とは、レール２１を挟んで上下方向に離間して配置されている。なお、発光器８１と受光器８２とは、位置を入れ替えて配置されてもよい。

センサ部８は、発光器８１と受光器８２との間でレール２１を通過するレーザ光の送受信を行い、このレーザ光が部品Ｐによって遮蔽されることによって、部品Ｐの存在を検知する。

リフト７は、センサ部８が部品Ｐの存在を検知しなかった場合にスライド部７１の昇降を行い、部品Ｐの存在を検知した場合にスライド部７１の昇降を停止するように構成されている。つまり、部品供給装置１は、ガイド部２の所定の位置において部品Ｐが存在しない場合のみ、リフト７の昇降を行う。リフト７の昇降の繰り返しによって部品Ｐがガイド部２の所定の位置に到達するまで供給されると、部品供給装置１は、リフト７の昇降を停止する。これにより、供給箱６内の部品Ｐが自動でガイド部２に供給され続ける。

なお、センサ部８は、光学式の変位センサに限定されない。センサ部８は、所定の位置における部品Ｐの存在が検知できるものであれば、あらゆる公知の変位センサを用いることができる。

＜連結ワイヤー＞
連結ワイヤー９は、操作部４の変位に連動して第１ストッパ５１及び第２ストッパ５２を変位させるように構成されている。

具体的には、図５Ａ，５Ｂに示すように、連結ワイヤー９の第１端は、送り出し部５の支持台５３に連結されている。連結ワイヤー９の第２端は、図１に示すように、バネ４３を介して操作部４に連結されている。また、連結ワイヤー９は、複数の滑車９１，９２，９３によって案内されている。

操作部４が第２状態（つまり、把持部３が持ち上がっている状態）から第１状態（つまり、把持部３が部品Ｐを把持している状態）に変位すると、連結ワイヤー９の第２端が上方に引っ張られるので、第１端に連結された支持台５３が図５Ａ，５Ｂにおける右側にスライドする。

一方、操作部４が第１状態から第２状態に変位すると、連結ワイヤー９の第２端が下方に移動するので、第１端に連結された支持台５３が図５Ａ，５Ｂにおける左側にスライドする。

［１−２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）送り出し部５によって把持位置２Ａに所定数で送られた複数の部品Ｐを整列した状態で把持部３によって持ち上げることができる。そのため、所定数の部品Ｐを取り付けに供し易い向きで受け取ることができる。また、１つの操作部４の操作によって、把持部３と送り出し部５とを同時に作動させることができる。したがって、所定数の部品Ｐを受け取る作業の効率が高められる。

（１ｂ）供給箱６内で昇降することで部品Ｐを送り出すスライド部７１を有するリフト７によって、供給箱６に投入された複数の部品Ｐを整列が容易な状態でガイド部２に供給することができる。

（１ｃ）センサ部８が複数の部品Ｐの存在を検知しなかった場合にのみスライド部７１の昇降が行われることで、必要に合わせてリフト７を稼働できる。その結果、部品供給装置１のランニングコストを下げることができる。

（１ｄ）送り出し部５と、操作部４とを連結する連結ワイヤー９によって、容易かつ確実に、操作部４に対し、第１ストッパ５１及び第２ストッパ５２を連動させることができる。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（２ａ）上記実施形態の部品供給装置１において、リフト７は、必ずしもセンサ部８の検知に基づいて昇降を行わなくてもよい。例えば、リフト７は、手動で昇降を制御されるように構成されてもよいし、常時昇降を行うように構成されてもよい。

（２ｂ）上記実施形態の部品供給装置１は、必ずしもリフト７を備えなくてもよい。部品供給装置１は、リフト７の代わりに、供給箱６に収納された複数の部品Ｐをガイド部２に供給する他の機構を備えてもよい。

（２ｃ）上記実施形態の部品供給装置１において、連結ワイヤー９以外の機構によって、第１ストッパ５１及び第２ストッパ５２と、操作部４とが連動するように構成されてもよい。

（２ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１…部品供給装置、２…ガイド部、２Ａ…把持位置、３…把持部、４…操作部、
５…送り出し部、６…供給箱、７…リフト、８…センサ部、９…連結ワイヤー、
１０…枠体、２１…レール、２２…滑り台、２２Ａ，２２Ｂ…板材、
２３…第３ストッパ、４１…先端部、４２…後端部、４３…バネ、４４…重り、
４５…ワイヤー、５１…第１ストッパ、５２…第２ストッパ、５３…支持台、
５４…バネ、６１…排出口、７１…スライド部、７２…駆動部、８１…発光器、
８２…受光器、９１，９２，９３…滑車。

Claims (5)

1. 複数の部品を一定の向きに整列させつつ、自重によって把持位置に移動させるように構成されたガイド部と、
   前記把持位置に移動した前記複数の部品を上方から把持するように構成された把持部と、
   前記把持部に連結されると共に、前記把持部が前記把持位置にある前記複数の部品を把持可能な第１状態と、前記把持部が前記複数の部品を持ち上げる第２状態とに変位可能な操作部と、
   前記ガイド部上の前記複数の部品のうち、所定数の部品を前記把持位置に送るように構成された送り出し部と、
   を備え、
   前記送り出し部は、前記ガイド部における前記複数の部品の前記把持位置への移動を規制する規制位置と、前記複数の部品の移動を規制しない規制解除位置とに、それぞれ変位可能な第１ストッパ及び第２ストッパを有し、
   前記第２ストッパは、前記第１ストッパよりも前記把持位置に近接し、かつ、前記複数の部品の移動方向に沿って前記第１ストッパから前記所定数の部品に対応する距離離間した位置に配置され、
   前記操作部が前記第１状態に変位した際、前記第１ストッパが前記規制解除位置に変位すると共に前記第２ストッパが前記規制位置に変位し、かつ、
   前記操作部が前記第２状態に変位した際、前記第１ストッパが前記規制位置に変位すると共に前記第２ストッパが前記規制解除位置に変位する、部品供給装置。
2. 請求項１に記載の部品供給装置であって、
   前記複数の部品が収納される供給箱と、
   前記供給箱に収納された前記複数の部品を前記ガイド部に供給するように構成されたリフトと、
   をさらに備え、
   前記リフトは、
   前記供給箱内の前記複数の部品のうち少なくとも１つの部品を自重により前記ガイド部に向かってスライドさせるように構成されたスライド部と、
   前記スライド部上に前記少なくとも１つの部品が載置されるように、前記スライド部を前記供給箱の内部で昇降させるように構成された駆動部と、
   を有する、部品供給装置。
3. 請求項２に記載の部品供給装置であって、
   前記ガイド部上の所定の位置における前記複数の部品の存在を検知するように構成されたセンサ部をさらに備え、
   前記リフトは、前記センサ部が前記複数の部品の存在を検知しなかった場合に前記スライド部の昇降を行い、前記複数の部品の存在を検知した場合に前記スライド部の昇降を停止するように構成される、部品供給装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の部品供給装置であって、
   前記複数の部品は、強磁性体であり、
   前記把持部は、磁石で構成される、部品供給装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部品供給装置であって、
   前記送り出し部と、前記操作部とを連結する連結部材をさらに備え、
   前記連結部材は、前記操作部の変位に連動して前記第１ストッパ及び前記第２ストッパを変位させるように構成される、部品供給装置。