JP7106906B2 - 部品整列装置、部品整列システム、および部品整列方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品を整列させる部品整列装置、部品整列システム、および部品整列方法に関する。特に、本発明は、コイルバネを自動的に整列させる部品整列装置、部品整列システム、および部品整列方法に関する。

電子部品の製造や組み立てで使用される生産設備に投入される部品が一様に整列していると、生産性が向上する。しかしながら、生産設備に投入される部品は、整列された状態で納入されていないことがある。例えば、コイルバネのような部品は、同じ袋の中にたくさん入れられた状態では互いに絡み合ってしまう。そのため、コイルバネは、複数のセルに区切られたトレイの各セルの中に一つずつ並べられた状態で納入されることがある。

特許文献１には、トレイ上に並べられた複数の直方体のワークの向きを簡便に変えることができるトレイ治具について開示されている。特許文献１の治具は、主面に１以上の第１開口を有する部品供給トレイと、主面に１以上の第２開口を有する部品収容トレイとを有する。部品収容トレイの第２開口は、部品収容トレイに形成された凹部の開口である。凹部の底部のうち、部品供給トレイと部品収容トレイとを重ね合わせた際に第１開口と対向する部分にワーク載置面が形成される。ワーク載置面は、凹部の底部よりも低い位置に形成されている。

特許文献２には、棒状部品の整列装置について開示されている。特許文献２の装置は、直進フィーダ、非磁性体隔壁、および磁石を含む。直進フィーダは、凹溝に収容した棒状部品を一方向に搬送する。非磁性体隔壁は、直進フィーダの棒状部品供給部上方に直進フィーダと略平行配置される。磁石は、隔壁の上方で、磁極方向を直進フィーダの搬送方向と平行配置され、かつ、上下動自在に配置される。

特許第５２９４７０１号公報 実開昭６３－１６１２２２号公報

特許文献１の治具を用いれば、部品供給トレイの主面と部品収容トレイの主面とを向かい合わせて重ねることで、部品供給トレイから部品収容トレイにワークを移載することができる。しかし、特許文献１の治具には、部品長尺方向を水平方向から垂直方向へ変換するような姿勢変換する際に、テーパ状の斜面部に部品が引っ掛かりやすいという問題点があった。また、特許文献１の治具には、振動や衝撃を与えながら部品を整列穴に入れることが多いため、整列機構が複雑になるという問題点があった。

特許文献２の装置によれば、ランダムな向きの状態の棒状部品を供給した際に、磁石を隔壁の上面に接近させて、磁力によって鉛直上方の隔壁に部品を吸着することによって、部品を一方向に向けて整列させることができる。しかし、特許文献２の装置には、棒状部品を磁石に吸着させる際に、水平方向に向けて整列させることはできるが、垂直方向に向けて整列させることができないという問題点があった。

本発明の目的は、上述した課題を解決するために、ランダムな向きで供給された部品の向きを一括して垂直方向に向けて整列させることができる部品整列装置を提供することにある。

本発明の一態様の部品整列装置は、部品の姿勢を変換させる姿勢変換穴が下方に向けて少なくとも一つ開口された姿勢調整治具と、姿勢調整治具の上方に配置され、少なくとも一つの磁石を有する吸引部と、姿勢調整治具の下方の位置まで磁石の磁力が及ぶ高さと、姿勢調整治具の位置まで磁石の磁力が及ばない高さとを含む範囲で吸引部の高さを変更可能な第１移動機構と、姿勢調整治具に開口された姿勢変換穴の位置に対応させた誘導孔が少なくとも一つ貫通する誘導治具とを備える。

本発明の一態様の部品整列システムは、部品の姿勢を変換させる姿勢変換穴が下方に向けて少なくとも一つ開口された姿勢調整治具と、姿勢調整治具の上方に配置され、少なくとも一つの磁石を有する吸引部と、姿勢調整治具の下方の位置まで磁石の磁力が及ぶ高さと、姿勢調整治具の位置まで磁石の磁力が及ばない高さとを含む範囲で吸引部の高さを変更可能な第１移動機構と、姿勢調整治具に開口された姿勢変換穴の位置に対応させた誘導孔が少なくとも一つ貫通する誘導治具と、第１移動機構に接続される制御装置とを備え、制御装置は、磁石の磁力が姿勢調整治具を超えて及ぶ高さと、磁石の磁力が姿勢調整治具に及ばない高さとを含む範囲で吸引部の高さを変更させるように第１移動機構を制御する。

本発明の一態様の部品整列方法においては、部品の姿勢を変換させる姿勢変換穴が下方に向けて少なくとも一つ開口された姿勢調整治具と、姿勢調整治具の上方に配置され、少なくとも一つの磁石を有する吸引部と、姿勢調整治具の下方の位置まで磁石の磁力が及ぶ高さと、姿勢調整治具の位置まで磁石の磁力が及ばない高さとを含む範囲で吸引部の高さを変更可能な第１移動機構と、姿勢調整治具に開口された姿勢変換穴の位置に対応させた誘導孔が少なくとも一つ貫通する誘導治具とを用いて、姿勢調整治具に開口された姿勢変換穴の下方に整列対象の部品が供給された際に、整列対象の部品に磁石の磁力が及ぶ高さよりも下方に吸引部を下降させるように第１移動機構を制御し、磁石の磁力によって姿勢調整治具の姿勢変換穴の中に部品が収容された状態で、姿勢調整治具の姿勢変換穴の下方に誘導治具の誘導孔が位置する際に、姿勢調整治具の姿勢変換穴の中に収容された部品に磁石の磁力が及ばなくなる高さよりも上方に吸引部を上昇させるように第１移動機構を制御する。

本発明によれば、ランダムな向きで供給された部品を一括して垂直方向に向けて整列させることができる部品整列装置を提供することが可能になる。

本発明の第１の実施形態に係るバネ整列装置の構成の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列装置が備える吸引ユニットの構成の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列装置が備える吸引ユニットが有する磁石ユニットに発生する磁力について説明するための模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列装置の吸引ユニット、バネ整列治具、および部品供給トレイの位置関係について説明するための断面構造の模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る誘導治具および変換後トレイの位置関係について説明するための断面構造の模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列装置の構成の一例の別の状態を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列工程について説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列工程に含まれる第１工程について説明するための模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列工程に含まれる第２工程について説明するための模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列工程に含まれる第３工程について説明するための模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列工程に含まれる第４工程について説明するための模式図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係るバネ整列装置の構成の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係るバネ整列装置のバネ整列治具にバネが整列した状態の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係るバネ整列装置によって部品収容トレイにバネが並べられた状態の一例を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列装置によって整列されたバネが収容される部品収容トレイの変形例の構成の一例を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るバネ整列装置によって整列されたバネが収容される部品収容トレイの別の変形例の構成の一例を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るバネ整列装置の吸引ユニットおよびバネ整列治具について説明するための断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るバネ整列システムの構成の一例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るバネ整列システムが備える制御装置を実現するハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。なお、以下の実施形態の説明に用いる全図においては、特に理由がない限り、同様箇所には同一符号を付す。また、以下の実施形態において、同様の構成・動作に関しては繰り返しの説明を省略する場合がある。また、図面中の矢印の向きは、一例を示すものであり、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係るバネ整列装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態のばね整列装置は、複数のセルに仕切られたトレイにランダムな向きで並べられたコイルバネ（以下、バネと記載）を整列させる装置である。なお、本実施形態において、バネは磁力によって吸引される材質で構成されているものとする。

（構成）
図１は、本実施形態のバネ整列装置１（部品整列装置とも呼ぶ）の構成の一例を示す概念図である。図１のように、バネ整列装置１は、吸引部１１、高さ調整機構１２、姿勢調整治具１３、水平移動機構１４、および誘導治具１５を備える。吸引部１１、高さ調整機構１２、および姿勢調整治具１３は、バネ整列機構を構成する。バネ整列装置１は、部品供給トレイ１７で供給されたバネの向きを垂直方向にそろえて部品収容トレイ１８に整列させる。

吸引部１１は、整列対象のバネを磁力によって吸引する。吸引部１１は、少なくとも一つの磁石を含む。なお、吸引部１１に用いる磁石は、永久磁石であってもよいし、電磁石であってもよい。

図２は、吸引部１１の一例を示す模式図である。吸引部１１は、固定板１１１と、複数の磁石１１２とを有する。吸引部１１は、高さ調整機構１２によって鉛直方向の位置が変更可能である。

固定板１１１は、複数の磁石１１２を固定するための板状部材である。固定板１１１の一方の主面（第１面とも呼ぶ）には、複数の磁石１１２が並べて固定される。第１面の対向面である第２面には、高さ調整機構１２が接続される。

通常、固定板１１１は、複数の磁石１１２が固定された第１面を下方に向けて配置される。なお、複数の磁石１１２によって発生する磁力によって、第２面側に位置するバネを吸引できるのであれば、固定板１１１は、複数の磁石１１２が固定された第１面を上方に向けて配置されてもよい。

磁石１１２は、固定板１１１の第１面に固定される。図２の例では、複数の磁石１１２が、異なる極性が隣接し合うように、固定板１１１の第１面に隙間１１５を開けて並べられて固定されている。

図３は、複数の磁石１１２によって発生する磁場の様子を示す模式図である。なお、図３においては、磁石１１２の上方などの磁力線は省略し、一部の磁力線のみを図示している。図３のように、隙間１１５の近傍領域１１７において磁束密度が大きくなる。磁石１１２の配置を工夫して近傍領域１１７を複数箇所設ければ、吸引部１１の面内において磁力を均一に分布させることができる。

高さ調整機構１２（第１移動機構とも呼ぶ）は、伸縮機構１２１および突出棒１２３を有する。本実施形態においては、高さ調整機構１２として回り止め機能の付いたエアシリンダを用いる例を挙げる。なお、高さ調整機構１２には、エアシリンダではない機構を用いてもよい。高さ調整機構１２には、汎用品を用いることができる。

高さ調整機構１２は、可動支持部１６１に固定される。可動支持部１６１は、鉛直方向に平行に立てられた柱面と、柱面の上部に固定された支持面とを有し、支持台１６２の上面に水平方向に移動可能に接続される。図１の例では、支持台１６２の上面にレール１６４を敷き、可動支持部１６１の下端がレール１６４に移動可能に接続される例を示す。なお、可動支持部１６１の移動機構は、図１の例に限られない。

高さ調整機構１２は、可動支持部１６１の支持板の主面に対して伸縮方向が垂直になるように可動支持部１６１に固定される。伸縮機構１２１からは、突出量が可変の突出棒１２３が突出する。突出棒１２３は、可動支持部１６１の支持板の貫通孔から突出する。例えば、突出棒１２３の突出量は、図示しない制御装置によって制御される。

突出棒１２３は、伸縮機構１２１からの突出量が可変の棒状部材である。突出棒１２３の端部には、固定板１１１が固定される。本実施形態において、突出棒１２３は、回転防止機能によって、鉛直軸に対して回転しない方が好ましい。伸縮機構１２１からの突出棒１２３の突出量を制御することによって、吸引部１１の高さを調整できる。

姿勢調整治具１３は、部品供給トレイ１７に並べられたバネの姿勢を調整するための治具である。姿勢調整治具１３は、主面が鉛直軸に垂直になるように可動支持部１６１の柱板に固定される。姿勢調整治具１３には、バネの伸縮軸を鉛直方向に姿勢変換するための複数の穴（姿勢変換穴とも呼ぶ）が形成されている。

図４は、図１のＡ－Ａ切断線で切断した断面構造を含む模式図である。図４のように、姿勢調整治具１３は、支持部１３１および姿勢変換部１３２を有する。図４には、姿勢調整治具１３とともに、吸引部１１と部品供給トレイ１７とを図示している。部品供給トレイ１７の上面には、整列対象のバネを個別に入れておくためのセル１７１が形成される。

支持部１３１は、姿勢変換部１３２を可動支持部１６１に固定する板状部材である。支持部１３１の第１面には、姿勢変換部１３２が固定される。

姿勢変換部１３２には、バネの伸縮軸を鉛直方向に姿勢変換するための複数の姿勢変換穴が開口する。姿勢変換部１３２の姿勢変換穴の内部には、部品供給トレイ１７に形成された複数のセル１７１に配置されたバネが垂直方向に姿勢変換されて収容される。

姿勢変換部１３２の姿勢変換穴の内部には、第１姿勢調整面１３３と第２姿勢調整面１３４とが形成される。第１姿勢調整面１３３は、姿勢変換部１３２の下部に形成され、上方に向けて先細ったテーパ状の面である。第２姿勢調整面１３４は、第１姿勢調整面１３３の上端と連続する面であり、姿勢変換部１３２の上部に形成される。姿勢変換穴は、姿勢変換部１３２を貫通するように形成されるが、姿勢変換部１３２の上方を支持部１３１で塞ぐことによって、バネが吸引部１１の磁石１１２に吸着することを防ぐ。姿勢変換部１３２は、吸引部１１が有する複数の磁石１１２の間に形成される隙間１１５が第２姿勢調整面１３４の上方に位置するように配置される。

図４のように、姿勢変換部１３２によってバネの姿勢を変換させる際には、姿勢変換部１３２の下面に部品供給トレイ１７を対向させてセットする。このとき、第１姿勢調整面１３３の開口領域１３５の下方に、セル１７１の開口領域１７５を位置させる。部品供給トレイ１７の各セル１７１には、整列対象のバネを配置する。吸引部１１を吸引位置まで降下させると、部品供給トレイ１７に配置されたバネに磁力が及ぶため、バネが姿勢変換部１３２の方に引き寄せられて浮上する。テーパ状の第１姿勢調整面１３３に到達したバネは、テーパ状の面をなぞって伸縮軸が鉛直方向に沿うように姿勢を変換されて、第２姿勢調整面１３４に囲まれたバネ整列領域１３６に収容される。

水平移動機構１４（第２移動機構とも呼ぶ）は、吸引部１１、高さ調整機構１２、および姿勢調整治具１３によって構成されるバネ整列機構を水平方向に移動させる機構である。図１の例では、水平移動機構１４は、支持台１６２の上面のレール１６４に移動可能に固定された可動支持部１６１を水平方向に移動させることによって、バネ整列機構を水平方向に移動させる。

水平移動機構１４は、姿勢調整治具１３にバネが整列した際に、バネ整列機構を誘導治具１５の上方まで水平移動させる。また、水平移動機構１４は、姿勢調整治具１３からバネが落下した後、部品供給トレイ１７が配置される台１６３の上方までバネ整列機構を移動させる。

水平移動機構１４は、伸縮機構１４１および突出棒１４３を有する。本実施形態においては、水平移動機構１４としてエアシリンダを用いる例を挙げる。なお、水平移動機構１４には、エアシリンダではない機構を用いてもよい。水平移動機構１４には、汎用品を用いることができる。

水平移動機構１４は、固定板１６５によって支持台１６２の上面に固定される。固定板１６５は、鉛直方向に平行に立てられた支持面を有する。

水平移動機構１４は、固定板１６５の支持面に対して伸縮方向が水平になるように可動支持部１６１に固定される。伸縮機構１４１からは、突出量が可変の突出棒１４３が突出する。突出棒１４３は、可動支持部１６１の支持板の貫通孔から突出する。例えば、突出棒１４３の突出量は、図示しない制御装置によって制御される。

突出棒１４３は、伸縮機構１４１からの突出量が可変の棒状部材である。突出棒１４３の端部には、可動支持部１６１の側端が固定される。伸縮機構１４１からの突出棒１４３の突出量を制御することによって、バネ調整機構の水平方向の位置を調整できる。

誘導治具１５は、姿勢調整治具１３によって姿勢調整されたバネを部品収容トレイ１８に誘導するための治具である。誘導治具１５は、主面が鉛直軸に垂直になるように支持台１６２の側面に固定される。誘導治具１５には、バネの伸縮軸が鉛直方向に揃ったままの姿勢で部品収容トレイ１８に誘導するための複数の孔（誘導孔とも呼ぶ）が形成されている。

図５は、図１のＢ－Ｂ切断線で切断した誘導治具１５の断面構造を含む模式図である。図５には、誘導治具１５とともに、部品収容トレイ１８を図示している。部品収容トレイ１８の上面には、バネの伸縮軸が鉛直方向に揃った状態で維持するための複数のピン１８１が突出している。

誘導治具１５には、バネの伸縮軸を鉛直方向に維持したまま誘導するための複数の誘導孔が貫通する。誘導治具１５の誘導孔の内部には、第１誘導面１５３と第２誘導面１５４とが形成される。第１誘導面１５３は、誘導治具１５の上部に形成され、下方に向けて先細ったテーパ状の面である。第２誘導面１５４は、第１誘導面１５３の下端と連続する面であり、誘導治具１５の下部に形成される。

図６は、吸引部１１、高さ調整機構１２、および姿勢調整治具１３によって構成されるバネ整列機構を誘導治具１５の上方に移動させた状態である。このとき、姿勢調整治具１３の下面と誘導治具の上面とを対向させる。図６の状態では、誘導治具１５の第１誘導面１５３の開口領域１５５の上方に、姿勢調整治具１３の第１姿勢調整面１３３の開口領域１３５を位置させる。

誘導治具１５の誘導孔を通してバネを落下させる際には、図５のように、誘導治具１５の下面を部品収容トレイ１８に対向させる。このとき、第２誘導面１５４の開口領域１５６の下方に、ピン１８１を位置させる。吸引部１１を離脱位置まで上昇させると、姿勢調整治具１３の第２姿勢調整面１３４に囲まれたバネ整列領域１３６に収容されたバネを吸引していた磁力が弱まり、バネが誘導治具１５に落下する。誘導治具１５から落下したバネは、第１誘導面１５３および第２誘導面１５４を通過して部品収容トレイ１８のピン１８１に向けて落下する。その結果、整列対象のバネは、部品収容トレイ１８の各ピン１８１の周囲を取り巻くように部品収容トレイ１８に収容される。誘導治具１５から落下したバネは、第１誘導面１５３に触れて姿勢が崩れても、第１誘導面１５３がテーパ状であるため、第２誘導面１５４を通過する段階では、伸縮軸が鉛直軸に沿うように姿勢変換されて部品収容トレイ１８に収容される。また、誘導治具１５から落下したバネは、第１誘導面１５３に触れないで第２誘導面１５４を通過される場合は、伸縮軸が鉛直軸に沿ったままの状態で部品収容トレイ１８に収容される。

以上が、バネ整列装置１の構成についての説明である。

〔バネ整列工程〕
次に、バネ整列装置１によるバネ整列工程について図面を参照しながら説明する。図７は、バネ整列工程について説明するためのフローチャートである。図８～図１１は、バネ整列工程に含まれる各工程について説明するための模式図である。なお、図８～図１１においては、説明を簡略化するために、姿勢調整治具１３の姿勢調整穴と、誘導治具の誘導孔とを一つずつ図示している。

図７において、まず、部品供給トレイ１７の各セル１７１にバネ１００を入れた状態で、部品供給トレイ１７を姿勢調整治具１３の下方にセットする（ステップＳ１１）。このとき、図８のように、第１姿勢調整面１３３の開口領域１３５の下方に、部品供給トレイ１７の各セル１７１の開口領域１７５を位置させる。例えば、ステップＳ１１の処理は、部品供給トレイ１７の搬送装置を設置し、その搬送装置を制御装置（図示しない）によって制御することで自動化できる。

次に、バネ１００を吸着できる吸着位置まで吸引部１１を下降させる（ステップＳ１２）。このとき、図９のように、姿勢調整治具１３の姿勢変換部１３２の姿勢変換穴の中にバネ１００が収容された状態になる。例えば、ステップＳ１２の処理は、高さ調整機構１２を制御装置（図示しない）によって制御することで動化できる。

次に、誘導治具１５の上方にバネ整列機構を移動させる（ステップＳ１２）。このとき、図１０のように、誘導治具１５の第１誘導面１５３の開口領域１５５の上方に、姿勢調整治具１３の第１姿勢調整面１３３の開口領域１３５が位置した状態になる。例えば、ステップＳ１３の処理は、水平移動機構１４を制御装置（図示しない）によって制御することで自動化できる。

次に、バネ１００が離脱する離脱位置まで吸引部１１を上昇させる（ステップＳ１４）。その結果、図１１のように、誘導治具１５の誘導孔を通過したバネ１００は部品収容トレイ１８のピン１８１に収容される。

以上が、バネ整列装置１によるバネ整列工程についての説明である。なお、上述のバネ整列工程は、バネ整列装置１を用いてバネを整列させる一例であって、バネ整列装置１を用いたバネ整列工程を限定するものではない。

以上のように、本実施形態のバネ整列装置（部品整列装置）は、姿勢調整治具と、吸引部と、高さ調整機構（第１移動機構）と、誘導治具とを備える。姿勢調整治具には、部品の姿勢を変換させる姿勢変換穴が下方に向けて少なくとも一つ開口される。吸引部は、姿勢調整治具の上方に配置され、少なくとも一つの磁石を有する。高さ調整機構は、姿勢調整治具の下方の位置まで磁石の磁力が及ぶ高さと、姿勢調整治具の位置まで磁石の磁力が及ばない高さとを含む範囲で吸引部の高さを変更可能である。誘導治具には、姿勢調整治具に開口された姿勢変換穴の位置に対応させた誘導孔が少なくとも一つ貫通する。

本実施形態のバネ整列装置は、姿勢調整治具に開口された姿勢変換穴の下方に整列対象の部品が供給された際に、整列対象の部品に磁石の磁力が及ぶ高さよりも下方に吸引部を下降させるように高さ調整機構を制御する。その結果、磁石の磁力によって姿勢調整治具の姿勢変換穴の中に部品が収容された状態になる。本実施形態のバネ整列装置は、この状態で、姿勢調整治具の姿勢変換穴の下方に誘導治具の誘導孔が位置する際に、姿勢調整治具の姿勢変換穴の中に収容された部品に磁石の磁力が及ばなくなる高さよりも上方に吸引部を上昇させるように高さ調整機構を制御する。

また、本実施形態のバネ整列装置は、整列対象の部品が供給される位置と誘導治具が配置された位置とを少なくとも含む範囲で、バネ整列機構（部品整列機構）を移動させる水平移動機構（第２移動機構）を備える。

姿勢調整治具に開口された姿勢変換穴の内面は、第１姿勢調整面と、第２姿勢調整面とを含む。第１姿勢調整面は、下端が開口し、上方に向けてテーパ状に先細る。第２姿勢調整面は、第１姿勢調整面の上端に連続し、上面が閉ざされる。誘導治具を貫通する誘導孔の内面は、第１誘導面と、第２誘導面とを含む。第１誘導面は、上端が開口し、下方に向けてテーパ状に先細る。第２誘導面は、第１誘導面の下端に連続し、下端が開口する。

吸引部は、異なる極性が隣接するように隙間を開けて固定された複数の磁石を有し、吸引部と姿勢調整治具とは、複数の磁石の間の隙間が姿勢変換穴の上方に位置するように配置される。

すなわち、本実施形態によれば、複雑な機構を用いずに、ランダムな向きで供給された部品の向きを一括して垂直方向に向けて整列させることができる部品整列装置を提供することが可能になる。

なお、本実施形態のバネ整列装置は、コイルバネに限らず、磁石によって吸引可能な細長い部品の姿勢変換を行うために利用することができる。例えば、本実施形態のバネ整列装置は、ねじや釘、針、棒などの部品の姿勢変換を行うために利用できる。

（変形例）
ここで、第１の実施形態のバネ整列装置１の変形例について図面を参照しながら説明する。図１２～図１４は、変形例のバネ整列装置１－１について説明するための模式図である。本変形例では、吸引部１１、高さ調整機構１２、および姿勢調整治具１３によって構成されるバネ整列機構を水平方向に移動させずに、部品供給トレイ１７を搬送路１６９によって搬送する。図１２～図１４には、間隔を開けて配置された２本のベルトで搬送路１６９を構成する例を示す。

吸引部１１、高さ調整機構１２、および姿勢調整治具１３によって構成されるバネ整列機構は、支持台１６８の上面に固定された支持部１６７によって固定される。支持部１６７の形状は、可動支持部１６１と同様である。可動支持部１６１と同様に、バネ整列機構は支持部１６７固定される。

本変形例では、姿勢調整治具１３の下面と、誘導治具１５の上面とを対向させて配置する。姿勢調整治具１３と誘導治具１５との間には、部品供給トレイ１７を搬送する搬送路１６９を配置する。搬送路１６９は、姿勢調整治具１３の第１姿勢調整面１３３の開口領域１３５と、誘導治具１５の第１誘導面１５３の開口領域１５５との間に位置しないように配置される。搬送路１６９は、紙面の左右方向に延伸され、図示しない駆動装置によって紙面の左方向に部品供給トレイ１７を搬送する。例えば、搬送路１６９は、図示しない制御装置によって制御される。

図１２は、各セル１７１にバネ１００を入れた部品供給トレイ１７が搬送路１６９によって搬入されてきた状態である。図１３は、部品供給トレイ１７が姿勢調整治具１３の下方に到達し、吸引部１１を下降させて姿勢調整治具１３の姿勢変換部１３２の姿勢変換穴の中にバネ１００を収容した状態である。図１４は、空になった部品供給トレイ１７を搬送路１６９によって搬出し、吸引部１１を上昇させてバネ１００を誘導治具１５に落下させた後に、部品収容トレイ１８のピン１８１にバネ１００が収容された状態である。

以上のように、本変形例の部品整列装置は、姿勢調整治具と誘導治具との間に配置される搬送路を備える。姿勢調整治具と誘導治具とは、少なくとも一つの姿勢変換穴の開口領域と、少なくとも一つの誘導孔の開口領域とが重なるように、搬送路を挟んで対向して配置される。本変形例によれば、水平移動機構（第２移動機構）を省略できるため、装置を簡略化できる。

次に、部品収容トレイ１８の変形例について図面を参照しながら説明する。

図１５は、部品収容トレイ１８－１の構成を示す模式図である。部品収容トレイ１８－１は、部品収容トレイ１８のピン１８１の替わりに、収容筒１８２を有する。収容筒１８２は、バネ１００の外径よりもやや大き目の内径を有し、内部にバネ１００を立てた状態で収容できる。部品収容トレイ１８のピン１８１と同様に、収容筒１８２は、誘導治具１５の第２誘導面１５４の開口領域１５６の下方に位置するように形成される。

図１６は、部品収容トレイ１８－２の構成を示す模式図である。部品収容トレイ１８－２は、部品収容トレイ１８のピン１８１の替わりに、収容穴１８３が開口する。収容穴１８３は、バネ１００の外径よりもやや大き目の内径を有し、内部にバネ１００を立てた状態で収容できる。部品収容トレイ１８のピン１８１と同様に、収容穴１８３は、誘導治具１５の第２誘導面１５４の開口領域１５６の下方に位置するように形成される。

以上のように、部品収容トレイに関しても、種々の変形を加えることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るバネ整列装置について図面を参照しながら説明する。本実施形態のバネ整列装置は、第１の実施形態のバネ整列装置とは、吸引部の構造が異なる。なお、本実施形態のバネ整列装置は、吸引部の構造以外は第１の実施形態のバネ整列装置と同様であるため、以下の説明においては、吸引部以外の構成については説明を省略する。

図１７は、本実施形態のバネ整列装置が備える吸引部２１の構成の一例を示す模式図である。図１７においては、吸引部２１との位置関係を示すために、姿勢調整治具２３も図示している。

図１７のように、吸引部２１は、固定板２１１、磁石２１２、およびヨーク２１３を有する。吸引部１１は、第１の実施形態の高さ調整機構１２によって鉛直方向の位置が変更可能である。

固定板２１１は、少なくとも一つの磁石２１２を固定するための板状部材である。固定板２１１の一方の主面（第１面とも呼ぶ）には、一つの磁石２１２が固定される。第１面の対向面である第２面には、第１の実施形態の高さ調整機構１２が接続される。

磁石２１２は、固定板２１１の第１面に固定される。図１７の例では、一つの磁石２１２が、固定板１１１の第１面に固定されている。

ヨーク２１３は、磁石２１２の両脇に配置され、固定板２１１の第１面に固定される。ヨーク２１３は、磁石２１２の吸引力を増幅させる。例えば、ヨーク２１３は、軟鉄板によって実現される。

図１７のように、姿勢調整治具２３は、支持部２３１および姿勢変換部２３２を有する。支持部２３１の第１面には、姿勢変換部２３２が固定される。姿勢変換部２３２には、バネの伸縮軸を鉛直方向に姿勢変換するための複数の姿勢変換穴が開口する。姿勢変換部２３２の姿勢変換穴の内部には、姿勢調整面２３３とバネ整列面２３４とが形成される。吸引部２１の磁石２１２とヨーク２１３との隙間をバネ整列面２３４の上方に位置させれば、他の箇所と比較してバネ整列面２３４に囲まれたバネ整列領域２３６における磁力が相対的に大きくなるので、バネ整列領域２３６にバネを吸引させやすくなる。

通常、磁石２１２の周囲には、磁石２１２の磁軸を中心とする全周に亘ってＮ極からＳ極に向けて磁力線が形成される。磁石２１２の両脇にヨーク２１３を配置すると、ヨーク２１３と磁石２１２との間に磁力を集中させることができる。その結果、第１の実施形態よりも磁石の数を減らしても、第１の実施形態と同様に、姿勢調整治具２３の姿勢変換部２３２のバネ整列領域２３６にバネを吸引させることができる。

以上のように、本実施形態においては、吸引部を一つの磁石で構成する。吸引部は、少なくとも二つのヨークを有する。少なくとも二つのヨークは、磁石を挟んで、磁石の側方に隙間を開けて配置される。吸引部と姿勢調整治具とは、磁石とヨークとの間の隙間が姿勢変換穴の上方に位置するように配置される。そのため、本実施形態によれば、第１の実施形態と比較して、吸引部の構造を簡略化できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係るバネ整列システムについて図面を参照しながら説明する。本実施形態のバネ整列システムは、ランダムな向きで供給された部品の向きを一括して垂直方向に向けて整列させる工程を自動化するためのシステムである。

図１２は、本実施形態のバネ整列システム３の構成の一例を示すブロック図である。図１２のように、バネ整列システム３は、バネ整列装置３１と制御装置３３とを備える。

バネ整列装置３１は、第１の実施形態のバネ整列装置１、第１の実施形態の変形例のバネ整列装置１－１、および第２の実施形態バネ整列装置の少なくともいずれかである。

制御装置３３は、バネ整列装置３１に接続され、バネ整列装置３１を制御する。例えば、制御装置３３は、コンピュータやサーバなどの情報処理装置によって実現できる。

例えば、制御装置３３は、図７のフローチャートに沿って、高さ調整機構１２および水平移動機構１４を制御する。また、制御装置３３は、図１２～図１４に示した搬送路１６９を制御するように構成してもよい。

〔ハードウェア〕
ここで、本実施形態に係る制御装置を実現するハードウェア構成について、図１３のコンピュータ９０を一例として挙げて説明する。なお、図１３のコンピュータ９０は、本実施形態の制御装置を実現するための構成例であって、本発明の範囲を限定するものではない。

図１３のように、コンピュータ９０は、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６を備える。図１３においては、インターフェースをＩ／Ｆ（Interface）と略して表記する。プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３、入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、バス９９を介して互いにデータ通信可能に接続される。また、プロセッサ９１、主記憶装置９２、補助記憶装置９３および入出力インターフェース９５は、通信インターフェース９６を介して、インターネットやイントラネットなどのネットワークに接続される。

プロセッサ９１は、補助記憶装置９３等に格納されたプログラムを主記憶装置９２に展開し、展開されたプログラムを実行する。例えば、コンピュータ９０にインストールされたソフトウェアプログラムを用いる構成とすればよい。プロセッサ９１は、本実施形態の制御装置による処理を実行する。

主記憶装置９２は、プログラムが展開される領域を有する。主記憶装置９２は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などの揮発性メモリとすればよい。また、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）などの不揮発性メモリを主記憶装置９２として構成・追加してもよい。

補助記憶装置９３は、種々のデータを記憶する。補助記憶装置９３は、ハードディスクやフラッシュメモリなどのローカルディスクによって構成される。なお、種々のデータを主記憶装置９２に記憶させる構成とし、補助記憶装置９３を省略することも可能である。

入出力インターフェース９５は、コンピュータ９０と周辺機器とを接続するためのインターフェースである。通信インターフェース９６は、規格や仕様に基づいて、インターネットやイントラネットなどのネットワークを通じて、外部のシステムや装置に接続するためのインターフェースである。入出力インターフェース９５および通信インターフェース９６は、外部機器と接続するインターフェースとして共通化してもよい。

コンピュータ９０には、必要に応じて、キーボードやマウス、タッチパネルなどの入力機器を接続するように構成してもよい。それらの入力機器は、情報や設定の入力に使用される。なお、タッチパネルを入力機器として用いる場合は、表示機器の表示画面が入力機器のインターフェースを兼ねる構成とすればよい。プロセッサ９１と入力機器との間のデータ通信は、入出力インターフェース９５に仲介させればよい。

また、コンピュータ９０には、情報を表示するための表示機器を備え付けてもよい。表示機器を備え付ける場合、コンピュータ９０には、表示機器の表示を制御するための表示制御装置（図示しない）が備えられていることが好ましい。表示機器は、入出力インターフェース９５を介してコンピュータ９０に接続すればよい。

また、コンピュータ９０には、必要に応じて、ディスクドライブを備え付けてもよい。ディスクドライブは、バス９９に接続される。ディスクドライブは、プロセッサ９１と図示しない記録媒体（プログラム記録媒体）との間で、記録媒体からのデータ・プログラムの読み出し、コンピュータ９０の処理結果の記録媒体への書き込みなどを仲介する。記録媒体は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光学記録媒体で実現できる。また、記録媒体は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＳＤ（Secure Digital）カードなどの半導体記録媒体や、フレキシブルディスクなどの磁気記録媒体、その他の記録媒体によって実現してもよい。

以上が、本実施形態の制御装置を可能とするためのハードウェア構成の一例である。なお、図１３のハードウェア構成は、本実施形態の制御装置による処理を実行するためのハードウェア構成の一例であって、本発明の範囲を限定するものではない。また、本実施形態の制御装置に関する処理をコンピュータに実行させるプログラムも本発明の範囲に含まれる。さらに、本実施形態に係るプログラムを記録したプログラム記録媒体も本発明の範囲に含まれる。本実施形態の制御装置の構成要素は、任意に組み合わせることができる。また、本実施形態の制御装置の構成要素は、ソフトウェアによって実現してもよいし、回路によって実現してもよい。

以上のように、本実施形態のバネ整列システム（部品整列システム）は、姿勢調整治具と、吸引部と、高さ調整機構（第１移動機構）と、誘導治具と、制御装置とを備える。姿勢調整治具は、部品の姿勢を変換させる姿勢変換穴が下方に向けて少なくとも一つ開口される。吸引部は、姿勢調整治具の上方に配置され、少なくとも一つの磁石を有する。高さ調整機構は、姿勢調整治具の下方の位置まで磁石の磁力が及ぶ高さと、姿勢調整治具の位置まで磁石の磁力が及ばない高さとを含む範囲で吸引部の高さを変更可能である。誘導治具は、姿勢調整治具に開口された姿勢変換穴の位置に対応させた誘導孔が少なくとも一つ貫通する。制御装置は、高さ調整機構を制御する。制御装置は、磁石の磁力が姿勢調整治具を超えて及ぶ高さと、磁石の磁力が姿勢調整治具に及ばない高さとを含む範囲で吸引部の高さを変更させるように高さ調整機構を制御する。

また、本実施形態の制御装置は、水平移動機構（第２移動機構）を制御してもよい。水平移動機構は、整列対象の部品が供給される位置と誘導治具が配置された位置とを少なくとも含む範囲で、姿勢調整治具、吸引部、および第１移動機構によって構成される部品整列機構を移動させる機構である。制御装置は、第２移動機構に接続され、整列対象の部品が供給される位置と誘導治具が配置された位置とを少なくとも含む範囲で、部品整列機構を移動させるように第２移動機構を制御する。

また、本実施形態の制御装置は、第１の実施形態の変形例の搬送路の駆動装置を制御してもよい。搬送路は、姿勢調整治具と誘導治具との間に配置される。また、姿勢調整治具と誘導治具とは、少なくとも一つの姿勢変換穴の開口領域と、少なくとも一つの誘導孔の開口領域とが重なるように、搬送路を挟んで対向して配置される。制御装置は、搬送路の駆動機構に接続され、整列対象の部品が姿勢調整治具の下方に搬送され駆動機構を制御する。

本実施形態のバネ整列システムによれば、ランダムな向きで供給された部品の向きを一括して垂直方向に向けて整列させる工程を自動化できる。

以上、実施形態を参照して本発明を説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

１ バネ整列装置
１１ 吸引部
１２ 高さ調整機構
１３ 姿勢調整治具
１４ 水平移動機構
１５ 誘導治具
１７ 部品供給トレイ
１８ 部品収容トレイ
１１１ 固定板
１１２ 磁石
１２１ 伸縮機構
１２３ 突出棒
１３１ 支持部
１３２ 姿勢変換部
１４１ 伸縮機構
１４３ 突出棒
１６１ 可動支持部
１６２ 支持台
１６３ 台
１６４ レール
１６５ 固定板
１６７ 支持部
１６８ 支持台
１６９ 搬送路

Claims (9)

1. 磁力によって吸引されるコイルバネ の姿勢を変換させる姿勢変換穴が下方に向けて少なくとも一つ開口された姿勢調整治具と、
   前記姿勢調整治具の上方に配置され、少なくとも一つの磁石を有する吸引部と、
   前記姿勢調整治具の下方の位置まで前記磁石の磁力が及ぶ高さと、前記姿勢調整治具の位置まで前記磁石の磁力が及ばない高さとを含む範囲で前記吸引部の高さを変更可能な第１移動機構と、
   前記姿勢調整治具に開口された前記姿勢変換穴の位置に対応させた誘導孔が少なくとも一つ貫通する誘導治具とを備え 、
   前記誘導治具は、
   前記コイルバネの長尺方向が鉛直方向に揃った状態で維持するための少なくとも一つの収容部が上面側に設けられた部品収容トレイが、前記誘導治具の下方に配置された状態において、前記誘導孔を通過した前記コイルバネを前記収容部に誘導す る部品整列装置。
2. 前記姿勢調整治具に開口された前記姿勢変換穴の内面は、
   下端が開口し、上方に向けてテーパ状に先細る第１姿勢調整面と、
   前記第１姿勢調整面の上端に連続し、上面が閉ざされた第２姿勢調整面とを含み、
   前記誘導治具を貫通する前記誘導孔の内面は、
   上端が開口し、下方に向けてテーパ状に先細る第１誘導面と、
   前記第１誘導面の下端に連続し、下端が開口する第２誘導面とを含む請求項１に記載の部品整列装置。
3. 前記吸引部は、
   異なる極性が隣接するように隙間を開けて固定された複数の前記磁石を有し、
   前記吸引部と前記姿勢調整治具とは、複数の前記磁石の間の隙間が前記姿勢変換穴の上方に位置するように配置される請求項１または２に記載の部品整列装置。
4. 前記吸引部は、
   少なくとも二つのヨークを有し、
   少なくとも二つの前記ヨークは、
   前記磁石を挟んで、前記磁石の側方に隙間を開けて配置され、
   前記吸引部と前記姿勢調整治具とは、前記磁石と前記ヨークとの間の隙間が前記姿勢変換穴の上方に位置するように配置される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の部品整列装置。
5. 整列対象の前記コイルバネが供給される位置と前記誘導治具が配置された位置とを少なくとも含む範囲で、前記姿勢調整治具、前記吸引部、および前記第１移動機構によって構成される部品整列機構を移動させる第２移動機構を備える請求項１に記載の部品整列装置。
6. 前記姿勢調整治具と前記誘導治具との間に配置される搬送路を備え、
   前記姿勢調整治具と前記誘導治具とは、少なくとも一つの前記姿勢変換穴の開口領域と、少なくとも一つの前記誘導孔の開口領域とが重なるように、前記搬送路を挟んで対向して配置される請求項１乃至５のいずれか一項に記載の部品整列装置。
7. 磁力によって吸引されるコイルバネ の姿勢を変換させる姿勢変換穴が下方に向けて少なくとも一つ開口された姿勢調整治具と、
   前記姿勢調整治具の上方に配置され、少なくとも一つの磁石を有する吸引部と、
   前記姿勢調整治具の下方の位置まで前記磁石の磁力が及ぶ高さと、前記姿勢調整治具の位置まで前記磁石の磁力が及ばない高さとを含む範囲で前記吸引部の高さを変更可能な第１移動機構と、
   前記姿勢調整治具に開口された前記姿勢変換穴の位置に対応させた誘導孔が少なくとも一つ貫通する誘導治具と、
   整列対象の前記コイルバネが供給される位置と前記誘導治具が配置された位置とを少なくとも含む範囲で、前記姿勢調整治具、前記吸引部、および前記第１移動機構によって構成される部品整列機構を移動させる第２移動機構と、
   前記第１移動機構および前記第２移動機構に接続される制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   整列対象の前記コイルバネが供給される位置と前記誘導治具が配置された位置とを少なくとも含む範囲で、前記部品整列機構を移動させるように前記第２移動機構を制御して、前記コイルバネの長尺方向が鉛直方向に揃った状態で維持するための少なくとも一つの収容部が上面側に設けられた部品収容トレイが、前記誘導治具の下方に配置された状態において、前記誘導孔を通過した前記コイルバネを前記収容部に誘導する前記誘導治具の上方に、前記部品整列機構を移動させ、
   前記磁石の磁力が前記姿勢調整治具を超えて及ぶ高さと、前記磁石の磁力が前記姿勢調整治具に及ばない高さとを含む範囲で前記吸引部の高さを変更させるように前記第１移動機構を制御する部品整列システム。
8. 前記姿勢調整治具と前記誘導治具との間に配置される搬送路を備え、
   前記姿勢調整治具と前記誘導治具とは、少なくとも一つの前記姿勢変換穴の開口領域と、少なくとも一つの前記誘導孔の開口領域とが重なるように、前記搬送路を挟んで対向して配置され、
   前記制御装置は、
   前記搬送路の駆動機構に接続され、整列対象の前記コイルバネが前記姿勢調整治具の下方を含む範囲で搬送されるように前記駆動機構を制御する請求項７に記載の部品整列システム。
9. 磁力によって吸引されるコイルバネ の姿勢を変換させる姿勢変換穴が下方に向けて少なくとも一つ開口された姿勢調整治具と、前記姿勢調整治具の上方に配置され、少なくとも一つの磁石を有する吸引部と、前記姿勢調整治具の下方の位置まで前記磁石の磁力が及ぶ高さと、前記姿勢調整治具の位置まで前記磁石の磁力が及ばない高さとを含む範囲で前記吸引部の高さを変更可能な第１移動機構と、前記姿勢調整治具に開口された前記姿勢変換穴の位置に対応させた誘導孔が少なくとも一つ貫通する誘導治具と、整列対象の前記コイルバネが供給される位置と前記誘導治具が配置された位置とを少なくとも含む範囲で、前記姿勢調整治具、前記吸引部、および前記第１移動機構によって構成される部品整列機構を移動させる第２移動機構とを用いて、
   前記姿勢調整治具に開口された前記姿勢変換穴の下方に整列対象の前記コイルバネが供給された際に、整列対象の前記コイルバネに前記磁石の磁力が及ぶ高さよりも下方に前記吸引部を下降させるように前記第１移動機構を制御し、
   整列対象の前記コイルバネが供給される位置と前記誘導治具が配置された位置とを少なくとも含む範囲で、前記部品整列機構を移動させるように前記第２移動機構を制御して、前記コイルバネの長尺方向が鉛直方向に揃った状態で維持するための少なくとも一つの収容部が上面側に設けられた部品収容トレイが、前記誘導治具の下方に配置された状態において、前記誘導孔を通過した前記コイルバネを前記収容部に誘導する前記誘導治具の上方に、前記部品整列機構を移動させ 、
   前記磁石の磁力によって前記姿勢調整治具の前記姿勢変換穴の中に前記コイルバネが収容された状態で、前記姿勢調整治具の前記姿勢変換穴の下方に前記誘導治具の前記誘導孔が位置する際に、前記姿勢調整治具の前記姿勢変換穴の中に収容された前記コイルバネに前記磁石の磁力が及ばなくなる高さよりも上方に前記吸引部を上昇させるように前記第１移動機構を制御する部品整列方法。

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