JP5660339B2

JP5660339B2 - 部品整列装置

Info

Publication number: JP5660339B2
Application number: JP2012219341A
Authority: JP
Inventors: 周二郎栗林; 十三雄倉内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2012-10-01
Publication date: 2015-01-28
Anticipated expiration: 2032-10-01
Also published as: JP2014069958A; WO2014053892A1

Description

本発明は、軸方向の一端側と他端側で異なる形状を有する部品を方向整列する部品整列装置に関するものである。

従来から、軸方向の一端側と他端側で異なる形状を有する部品、例えば不等ピッチスプリングを方向整列する装置として、特許文献１に記載するようなものがあった。
これは、整列対象である部品（スプリング）の外周をレーザスリット光で照射し、部品からの反射光だけをフィルタを通してカメラに入射させて部品の被照明部分を撮像し、その画像を処理して部品の向きを判定する、というものである。このような従来技術においては、逆方向に向いた部品は反転装置によって反転させる。

特開平０５−３４０７３９号公報

上記従来装置では、部品の向きを高精度で自動的に判定できるが、レーザ照明部や撮像部が必要になるため装置が高価になる。また、逆方向に向いた部品は反転装置によって反転させることになるが、これによっても装置が高価になる。

本発明は、軸方向の一端側と他端側で異なる形状、特に径が異なる形状を有する部品（以下、単に径が異なる部品と記す。）の方向整列を簡単、確実に行える安価な部品整列装置を提供することを課題とする。

上記課題は、部品整列装置を下記各態様の構成とすることによって解決される。
各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴及びそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、１つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではなく、一部の事項のみを取り出して採用することも可能である。

以下の各項のうち、（１）項が請求項１に、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、（４）項が請求項４に、（５）項が請求項５に、各々対応する。

（１）軸方向の一端側と他端側で径が異なる部品を方向整列する部品整列装置であって、シュートからの前記部品を、その軸方向を特定方向に向けた状態で該特定方向に直交する方向に送り出す部品軸方向整列部と、前記特定方向に直交する方向に直線状に下り傾斜する溝部を有し、該溝部に前記部品軸方向整列部から送り込まれた部品を流下させ方向整列させる部品方向整列部と、を具備し、前記溝部の下流側には、前記部品の外形状に相似し、かつ、それよりやや大きい形状であって、小径部側を下流側に向けた形状を有し、適正方向とは逆方向に向いた部品を落下排出させる落とし穴が穿設されていることを特徴とする部品整列装置。
（２）前記部品方向整列部は、前記溝部が横断面弧状の樋状部であって、該樋状部に前記部品軸方向整列部から送り込まれた部品を自重で流下させ、その両端側間の径差によって方向整列させることを特徴とする（１）項に記載の部品整列装置。
（３）前記部品方向整列部は、前記溝部が、前記落とし穴が穿設される幅方向の中央部が深溝でその両側が浅溝となっている横断面逆凸字状の樋状部であって、該樋状部の全溝幅は部品の軸方向長さを上回る寸法に設定され、中央の深溝の溝幅は部品の大径部寸法を上回る寸法に設定され、該樋状部に前記部品軸方向整列部から送り込まれた部品を自重で流下させ、その両端側間の径差によって方向整列させることを特徴とする（１）項又は（２）項に記載の部品整列装置。
（４）前記部品方向整列部により方向整列され、該部品方向整列部から落下する部品を、その小径部側を上方に向けた状態で受けて定置させる部品直立規制部を具備することを特徴とする（１）項ないし（３）項のいずれか１の項に記載の部品整列装置。
（５）前記部品直立規制部は、半円筒状の規制板及び平板状の規制板を有してなることを特徴とする（１）項ないし（４）項のいずれか１の項に記載の部品整列装置。

（１）項に記載の発明によれば、軸方向の一端側と他端側で異なる形状、特に径が異なる部品の方向整列を簡単、確実に行え、かつ安価な装置で実現できる。また、簡単な構成で、方向整列されなかった部品を溝部の下流端に達する前に排除できる。
（２）項に記載の発明によれば、径が異なる部品の方向整列をより簡単、確実に行える安価な部品整列装置を提供できる。
（３）項に記載の発明によれば、（２）項の発明とは異なる横断面形状の樋状部を備えた、部品整列装置を提供できる。
（４）項に記載の発明によれば、部品方向整列部により方向整列されて落下する部品を、小径部側を上方に向けた状態で受けて定置でき、例えば部品組付工程等の次工程への供給に便宜を図ることができる。
（５）項に記載の発明では、部品方向整列部により方向整列されて落下する部品が、半円筒状の規制板及び平板状の規制板により台上に定置させる。

本発明の一実施形態に係る部品整列装置（本発明装置）の概要を示す斜視図である。同じく概略平面図である。図２中のIII−III線断面矢視図である。図２中のIV−IV線断面矢視図である。図２中のV−V線断面矢視図である。本発明装置の部品方向整列部における部品方向整列の原理説明図である。本発明装置の部品方向整列部に穿設される落とし穴を説明するための平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、各図間において、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１及び図２に例示する本発明装置は、軸方向の一端側と他端側で、ここでは一端と他端で径が異なる形状を有する、例えば柱状や棒状の部品（ワーク）Ｗを方向整列する部品整列装置である。具体的には、部品Ｗを、その軸方向を上下方向に向け、のみならず大径部側を下方（小径部側を上方）に向ける部品整列装置である。
この部品整列装置は、図示例では、シュート１、部品軸方向整列部２、部品方向整列部３及び部品直立規制部４を備えてなる。

整列対象である部品Ｗとしては、軸方向の一端と他端で径が異なる、具体的には先端部分の巻きが細くなっているコイルスプリングが挙げられる。
シュート１は、パーツフィーダ（Ｐ／Ｆ）からの部品Ｗを自重で部品軸方向整列部２に送る下り傾斜の横断面ほぼＵ字状の樋状体である。

部品軸方向整列部２は、シュート１からの部品Ｗを、その軸方向を特定方向に向けた状態で同特定方向に交差する方向、基本的には図２に示すように直交する方向に送り出す（部品方向整列部３に送り込む）装置部である。この部品軸方向整列部２は、例えばＶブロック２ａと、各々一対の落下防止板２ｂ，２ｃ及びガイド板２ｄ，２ｅとを備えてなる（図３及び図４参照）。

上記Ｖブロック２ａは、図１及び図２に示すシュート１からの部品Ｗを、シュート１の傾斜方向（延出方向）と同方向にその延出方向が向けられたＶ溝２ｆ上に溝端から受け入れ、部品Ｗの軸方向を整列する部材で、上下動可能である。
一対の落下防止板（前後落下防止板）２ｂ，２ｃは、シュート１からの部品ＷをＶブロック２ａのＶ溝２ｆ上に位置決めさせる部材である。
一対のガイド板２ｄ，２ｅは、Ｖブロック２ａが部品位置決め位置から下降することによって、部品Ｗを部品方向整列部３の入口に向けて送り出す部材である。このような機能を果たすため、一対のガイド板２ｄ，２ｅは、前後落下防止板２ｂ，２ｃの内側に位置し、上端面２ｇ，２ｈが部品方向整列部３の入口に対して遠い奥側から近い手前側に向かって下り傾斜する形状とされている。

部品方向整列部３は、部品軸方向整列部２から部品Ｗを送り出す方向と同方向に下り傾斜（延出）する溝部、図示例では横断面弧状の樋状部３ａを有し、同樋状部３ａに部品軸方向整列部２から送り込まれた部品Ｗを自重で転動流下させ、その両端間の径差によって部品Ｗを方向整列させる装置部である。
具体的には、部品軸方向整列部２から送り込まれた部品Ｗを、その軸方向を樋状部３ａの傾斜方向（延出方向）に向け、のみならず大径部側を下流側（小径部側を上流側）に向けさせる装置部である。

樋状部３ａは、上記のように部品Ｗを方向整列させるために、その横断面形状を次のように形成している。
すなわち、樋状部３ａの横断面形状は、部品軸方向整列部２から部品Ｗが送り出された際に、つまり樋状部３ａの傾斜方向に直交する方向に軸方向が向けられて部品Ｗが部品軸方向整列部２から送り込まれた際に、同部品Ｗの大径部と小径部のみがその樋状部３ａの内周面に接する弧状をなしている。
図５は、このような樋状部３ａの横断面形状を例示する。同図５において、Ｐ１は部品Ｗの大径部が樋状部３ａの内周面に接する点を示し、Ｐ２は部品Ｗの小径部が樋状部３ａの内周面に接する点を示す。

樋状部３ａの横断面形状が、上記のように部品Ｗの大径部と小径部のみがその樋状部３ａの内周面に接する弧状に形成されると、樋状部３ａに送り込まれた部品Ｗは次のように方向整列される。
すなわち部品Ｗは、樋状部３ａの下流端（部品方向整列部３の出口）に達するまでに、その軸方向が樋状部３ａの傾斜方向に向けられ、のみならず大径部側が下流側（小径部側が上流側）に向けられる。

このような部品Ｗの方向整列作用を図６を参照して説明する。
図６は、樋状部３ａの傾斜方向に直交する方向に軸方向が向けられて部品軸方向整列部２から樋状部３ａに部品Ｗが送り込まれた際に、その大径部が部品軸方向の左側Ｌ又は右側Ｒのどちら側に位置しても、樋状部３ａの下流端に達するまでには常に大径部側が下流側に向けられる原理を示す。
初めに、部品Ｗの大径部が軸方向の左側Ｌに位置する場合について説明すると、この場合は、部品ＷLが自重で転動流下し始めると、
部品ＷLの大径部が描く円弧ＡlL側の周速V（大）は、V（大）＝r（大）＊ωとなり、
部品ＷLの小径部が描く円弧ＡsL側の周速V（小）は、V（小）＝r（小）＊ωとなる。
ただし、V：周速（ｍ／ｓ）、r：部品Ｗの大，小径部の外径（ｍ）、ω：回転角速度（ｒａｄ／ｓ）とする。
すなわち、部品ＷLの大径部の転動流下時の周速は小径部の周速よりも高くなって、部品ＷLの大径部が小径部よりも先行し、樋状部３ａの延出長さを適宜設定すれば、部品ＷLは、樋状部３ａの下流端に達するまでにその大径部側が下流側に向く。
次に、部品Ｗの大径部が軸方向の右側Ｒに位置する場合について説明する。
この場合も上記と同様に、部品ＷRの大径部の転動流下時の周速は小径部の周速よりも高くなって、部品ＷRの大径部が小径部よりも先行し、部品ＷRは、樋状部３ａの下流端に達するまでにその大径部側が下流側に向く（図６中の部品ＷRの大径部が描く円弧ＡlR、小径部が描く円弧ＡsR参照）。

部品直立規制部４は、上記部品方向整列部３により方向整列され、同部品方向整列部３から落下する部品Ｗを、その小径部側を上方（大径部側を下方）に向けた状態で受けて台５上に定置させる装置部であって、半円筒状の規制板４ａ及び平板状の規制板４ｂからなる。
なお、図１中の６１は、部品ＷがＶ溝２ｆ上に位置決めされたことを検知するセンサ、６２は、部品直立規制部４により台５上に部品Ｗが定置されたことを検知するセンサである。

次に、本発明装置の動作について説明する。
まず、パーツフィーダ（Ｐ／Ｆ）から部品Ｗがシュート１に供給されると、同部品Ｗは、自重でシュート１内を滑り落ちて部品軸方向整列部２に至る。
具体的には、シュート１内を滑り落ちてきた部品Ｗは、部品軸方向整列部２のＶブロック２ａのＶ溝２ｆ上に溝端側から進入し、前方側が前落下防止板２ｂで停止され、後方側が後落下防止板２ｃで位置規制されて、同Ｖ溝２ｆ上に位置決めされる。これにより、部品Ｗはその軸方向を特定方向、ここではＶ溝２ｆの延出方向に整列（部品軸方向整列）される。

部品ＷがＶ溝２ｆ上に位置決めされたことをセンサ６１が検知すると、Ｖブロック２ａがそれまでの部品位置決め位置から下降する。
すると、一対のガイド板２ｄ，２ｅの上端面２ｇ，２ｈがＶブロック２ａのＶ溝２ｆ上に位置決めされた部品Ｗの軸方向両端部下面に達する。更に、Ｖブロック２ａが下降して一対のガイド板２ｄ，２ｅの上端面２ｇ，２ｈに当接している部品ＷがＶ溝２ｆよりも上方に位置（Ｖ溝２ｆ上から離脱）すると、部品Ｗは一対のガイド板２ｄ，２ｅの上端面２ｇ，２ｈのみに載った状態となる。
すると、一対のガイド板２ｄ，２ｅは、その上端面２ｇ，２ｈが樋状部３ａの上流端（部品方向整列部３の入口）に向かって下り傾斜しているので、部品Ｗはその軸方向がＶ溝２ｆの延出方向に整列（部品軸方向整列）された状態で、樋状部３ａに向けて送り出される。

部品Ｗが一対のガイド板２ｄ，２ｅの上端面２ｇ，２ｈに載って下り傾斜を降下する際、部品Ｗの大径部が小径部に先行して下り傾斜を降下し始めるので、部品Ｗの大径部が小径部に僅かに先行して樋状部３ａに送り出されるように作用する。したがって、樋状部３ａ（部品方向整列部３）による部品方向整列作用に対して、部品軸方向整列部２から樋状部３ａへの部品送り出し時において、はずみをつける。

部品軸方向整列部２から上記のように樋状部３ａに向けて送り出された部品Ｗは、樋状部３ａの上流端（部品方向整列部３の入口）に送り込まれ、樋状部３ａの下流端（部品方向整列部３の出口）に向かって樋状部３ａ上を自重で転動流下する。
ここで、部品Ｗは一端と他端で径が異なる。また樋状部３ａの横断面形状は、部品軸方向整列部２から部品Ｗが送り込まれた際に、同部品Ｗの大径部と小径部のみがその樋状部３ａの内周面に接する弧状をなしている。したがって、図６を参照して上述したように、樋状部３ａにおける転動流下時の部品Ｗの大径部の周速は小径部の周速よりも高くなって小径部よりも先行し、部品Ｗは樋状部３ａの下流端において常に大径部側が下流側に向く（方向整列される）。
部品直立規制部４は、部品方向整列部３により方向整列され、同部品方向整列部３から落下する部品Ｗを、その小径部側を上方に向けた状態で受けて台５上に定置させる。

以上述べた本発明装置によれば、軸方向の一端と他端で径が異なる部品Ｗの方向整列を、レーザ照明部や撮像部等の高価な装置を用いることなく、簡単かつ安価な部品軸方向整列部２と部品方向整列部３とで行うことができる。
特に、部品方向整列部３における部品Ｗの方向整列は、横断面弧状の樋状部３ａにおける部品両端間の径差（部品転動流下時における部品両端間の周速差）によるという自然法則に従って、つまり自動的に行うことができ、かつ確実に行うことができる。したがって、装置を簡単かつ安価に構成でき、また、部品Ｗを反転させる高価な反転装置は不要になる。

なお、適正方向、つまり大径部側が下流側になる方向に向いた部品Ｗは落下させずにそのまま流下させ、適正方向とは逆方向に向いた部品Ｗは落下排出させる形状を有した落とし穴７１（図７参照）を樋状部３ａの下流側の幅方向ほぼ中央部に穿設してもよい。
落とし穴７１の形状としては、図７に示すように、部品Ｗの外形状に相似し、かつ、それよりやや大きい形状であって、小径部側を下流側に向けた形状が好例である。
このような落とし穴７１によれば、簡単な構成で、方向整列されなかった部品Ｗを樋状部３ａの下流端に達する前に排除できる。
また上述実施形態では、部品方向整列部３の溝部として横断面弧状の樋状部３ａを用いたが、これのみに限定されない。例えば、横断面逆凸字状（中央部が深溝でその両側が浅溝となっている２段溝）の溝部を用いてもよい。この場合基本的に、全溝幅は部品Ｗの軸方向長さを上回る寸法〔樋状部３ａの幅寸法（図５中の樋状部３ａの左右方向の寸法）とほぼ同様の寸法〕に、中央の深溝の溝幅は部品Ｗの大径部寸法を上回る寸法に設定される。

図１に例示するように、押出しアーム部７２等を付設し、部品直立規制部４によって台５上に定置された部品Ｗを部品組付工程等の次工程に送るように構成すれば、部品Ｗを方向整列した直立状態で次工程に送る部品供給装置の部品整列装置部として本発明装置を用いることができる。

１：シュート、２：部品軸方向整列部、３：部品方向整列部、３ａ：樋状部、４：部品直立規制部、７１：落とし穴、Ｗ：部品。

Claims

軸方向の一端側と他端側で径が異なる部品を方向整列する部品整列装置であって、
シュートからの前記部品を、その軸方向を特定方向に向けた状態で該特定方向に直交する方向に送り出す部品軸方向整列部と、
前記特定方向に直交する方向に直線状に下り傾斜する溝部を有し、該溝部に前記部品軸方向整列部から送り込まれた部品を流下させ方向整列させる部品方向整列部と、を具備し、
前記溝部の下流側には、前記部品の外形状に相似し、かつ、それよりやや大きい形状であって、小径部側を下流側に向けた形状を有し、適正方向とは逆方向に向いた部品を落下排出させる落とし穴が穿設されていることを特徴とする部品整列装置。
前記部品方向整列部は、前記溝部が横断面弧状の樋状部であって、該樋状部に前記部品軸方向整列部から送り込まれた部品を自重で流下させ、その両端側間の径差によって方向整列させることを特徴とする請求項１に記載の部品整列装置。
前記部品方向整列部は、
前記溝部が、前記落とし穴が穿設される幅方向の中央部が深溝でその両側が浅溝となっている横断面逆凸字状の樋状部であって、該樋状部の全溝幅は部品の軸方向長さを上回る寸法に設定され、中央の深溝の溝幅は部品の大径部寸法を上回る寸法に設定され、
該樋状部に前記部品軸方向整列部から送り込まれた部品を自重で流下させ、その両端側間の径差によって方向整列させることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品整列装置。
前記部品方向整列部により方向整列され、該部品方向整列部から落下する部品を、その小径部側を上方に向けた状態で受けて定置させる部品直立規制部を具備することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１の項に記載の部品整列装置。
前記部品直立規制部は、半円筒状の規制板及び平板状の規制板を有してなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１の項に記載の部品整列装置。