JP7768100B2 - ワーク供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワーク供給装置に関する。

従来、高低差を有するスペース内で、低所から高所へのワーク搬送が可能なパーツフィーダが知られている。例えば、特許文献１のリフタ機構付部品供給装置は、リフタ機構により低所にある貯留部から高所にある搬送路へ部品を移送する。また特許文献２の搬送装置では、容器内の複数のワークは、容器の内周壁に設けられた螺旋状の内レールの上を容器の内周壁に沿って上方に移動する。

特開２０１４－４７０７６号公報 特開２０１５－９３７６３号公報

特許文献１のようなリフタ式ワーク供給装置では、低所から高所へのワーク搬送にリフタ機構を用いるため、リンク機構を外部動力により回転駆動するかシリンダ機構を圧縮空気により昇降駆動する必要があり、ワーク搬送が不連続で効率が悪い、リフタ機構の隙間にワークが挟まる噛み込み不良によりワーク品質が低下しやすいなどの課題がある。

一方、特許文献２のようなボウル式ワーク供給装置では、設置スペースが大きい。しかし、高低差を維持しながら設置スペースを小さくしようとして傾斜勾配を大きくすると、今度はワークが急勾配を登坂困難となり傾斜搬送できなくなる。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、省スペース、かつ、比較的大きな勾配の傾斜搬送が可能なワーク供給装置を提供することにある。

本発明は、ランダムに重なり合った複数のワークを、坂路（１１）の低所側から高所側へ搬送し、整列路（２１）上に投入し、ワークの重なり合いを解消して次工程に送り出すワーク供給装置（１）であり、傾斜搬送部（１０）と、整列部（２０）とを備える。

傾斜搬送部は、坂路と、第１フィーダ（１２）と、板ばね装置（１３）と、転回路（１４）とを有し、坂路をワークに登坂させる。

このうち、坂路は、ワーク進行方向に斜面を含みかつ低所側に投入部（１１２）を有する。第１フィーダは、水平面内で楕円振動を発生させる。板ばね装置は、第１フィーダの上面に対し傾斜して設けられかつ当該上面からの高さが異なる複数の板ばねにより第１フィーダの上面と坂路の下面とを接続し、第１フィーダが発生させた楕円振動を斜面を含む坂路に伝達する。転回路は、坂路の突当りに位置しかつ登坂したワークを方向転換させて整列路上に投入する。

整列部は、整列路と、第２フィーダと、支持部とを有し、転回路から整列路に投入されたワークを搬送し、投入されたワークが重なり合っている場合、重なり合った複数ワークのうち上側のワークを傾斜高低差による重力を利用して整列路から落下させ、投入部に戻し、落下しなかったワークのみ搬送する。

このうち、整列路は、ワーク進行方向に斜面を含まずかつワーク進行方向と交差する方向にワークを傾斜させる。第２フィーダは、水平面内で楕円振動を発生させる。支持部は、複数の支持体により第２フィーダの上面と整列路の下面とを接続して第２フィーダを支持し、第２フィーダが発生させた楕円振動を整列路に伝達する。

以上の構成により、本発明のワーク供給装置は、不連続搬送方式のリフタ機構に代えて、複数の振動フィーダを組み合わせて独自の登坂及び振り分け機構を構成し、連続搬送方式とすることで、より簡便な構成で低所から高所への効率的ワーク搬送を実現する。

このように本発明では、振動を増幅させることで、比較的大きな勾配での傾斜搬送が可能となる。このため同じ高低差を確保するための坂路の長さが短くて済み、設置スペースが小さくなる。また、不連続搬送から連続搬送に転換することでワークの搬送効率を向上させる。さらにリフタ機構の使用に伴う噛み込み不良もなくなり、外部動力及び圧縮空気も不要となる。

一実施形態によるワーク供給装置の斜視図。 一実施形態によるワーク供給装置の正面図。 一実施形態によるワーク供給装置の平面図。 電磁式パーツフィーダ（比較例）の正面図。 一実施形態によるワーク供給装置の傾斜搬送部の正面図（図３及び図６のＶ－Ｖ線断面図）。 一実施形態によるワーク供給装置の右側面図。

以下、一実施形態によるワーク供給装置を図面に基づき説明する。符号付き名称は初出の場合に鍵括弧（「…」）に入れて明示する。

（一実施形態）
一実施形態のワーク供給装置を図１～３に示す。「ワーク供給装置１」は、「傾斜搬送部１０」と、「整列部２０」とを備え、ランダムに重なり合った複数の「ワークＷ」を、「坂路１１」の低所側から高所側へ搬送し、「整列路２１」上に投入し、ワークＷの重なり合いを解消して次工程に向けて送り出す装置である。なお、本実施形態は、薄板から打ち出された金属板からなる環状のワークＷを想定したものである。

傾斜搬送部１０は、坂路１１、「第１フィーダ１２」、「板ばね装置１３」、「転回路１４」を有する。坂路１１は、「ワーク進行方向Ｄ」（図３）に斜面を含み、かつ低所側には「投入部１１２」を有し、高所側には転回路１４を有する。投入部１１２は、ワーク供給装置１が供給する複数のワークＷが最初に投入されるワーク溜めである。転回路１４は坂路１１の突当りに位置しており、登坂したワークＷを方向転換させて整列路２１に導く役割を担う。

第１フィーダ１２は水平面内で楕円振動を発生させ、これを板ばね装置１３が増幅して坂路１１に伝達し、坂路１１上のワークＷに登坂可能な駆動力を与える。駆動力を得たワークＷは、坂路１１の投入部１１２から転回路１４に向け登坂し、転回路１４で方向転換して整列路２１に至る。以下、第１フィーダ１２と板ばね装置１３について説明する。板ばね装置１３は「複数の板ばね１３１」を含み、複数の板ばね１３１により、構造部材及び弾性部材として機能する。

構造部材としての板ばね装置１３は、第１フィーダ１２の上面と坂路１１の下面とを接続している。複数の板ばね１３１は、第１フィーダ１２の上面に対し、それぞれ同じように傾斜して設けられ、かつ第１フィーダ１２の上面からの高さはそれぞれ異なっており、この高さの違いにより坂路１１の所定の傾斜角度を維持し、固定している。

本実施形態では、坂路１１の水平面に対する傾斜角度Ａ１は３度以上かつ１１度以下の範囲にある。ここで、傾斜角度Ａ１の下限値を３度としたのは、一般的な振動機を傾斜搬送に利用した場合のワークの登坂可能な上限値がおよそ３度と考えられることから、本実施形態によれば、少なくとも３度を超える勾配での傾斜搬送が可能であることによる。一方、傾斜角度Ａ２の上限値を１１度としたのは、本実施形態の構成によっても、安定的なワーク登坂が可能な上限値がおよそ１１度であることが実験的に確認できたことによる。

また、本実施形態では、各板ばね１３１の水平面に対する傾斜角度Ａ２は５０度以上かつ７０度以下の範囲にある。ここで、傾斜角度Ａ２の範囲を５０度以上かつ７０度以下としたのは、この範囲であれば概ね良好な振動増幅効率が得られること、この範囲より小さくても大きくても振動増幅効率が低下することが実験的に確認できたことによる。

一方、弾性部材としての板ばね装置１３は、公知の電磁式パーツフィーダの構成から着想されたものである。図４を参照し、電磁式パーツフィーダの振動発生機構について説明する。「電磁式パーツフィーダＰ」は、「マグネットＰ１」、「可動コアＰ２」、「複数の板ばね機構Ｐ３」を備え、交流電源接続時、コイルに通電すると着磁、コイルへの通電を停止すると脱磁することにより、マグネットＰ１と可動コアＰ２とが着磁と脱磁を繰り返す装置である。これにより両者が互いに密着と分離を連続的に行い、振動を発生させる。このように電磁式パーツフィーダＰは、マグネットＰ１と可動コアＰ２とが協働して発生させた微細な振動を板ばね機構Ｐ３が増幅して伝達することで、ワークＷを漸進させる。

これに対し、本実施形態では、第１フィーダ１２、及び後述する「第２フィーダ２２」ともカムの回転により駆動力を生み出すいわゆるカムフィーダを使用する。これはカム機構をモータで回転させて楕円振動を作り出して伝達し、ワークＷを漸進させるもので、通常は単に水平路上でワークを直進させるために用いられるものである。

図５を参照する。本実施形態では、水平路直進用カムフィーダを、ワークＷに坂路１１を登坂させるために用い、これに電磁式パーツフィーダＰの板ばね機構Ｐ３に相当する構成（板ばね装置１３）を組み合わせて使用する。上述の通り、板ばね装置１３は複数の板ばね１３１を含み、各板ばね１３１は第１フィーダ１２の上面からの高さがそれぞれ異なるように構成されて坂路１１の傾斜角度を保っており、カムフィーダ（第１フィーダ１２）が発生させた楕円振動を増幅して坂路１１に伝達する。このカムフィーダと板ばね機構との組み合わせにより、傾斜路での低所から高所へのワーク搬送が可能となる。

以上により、傾斜搬送部１０は坂路１１の低所（投入部１１２）から高所（転回路１４）までワークＷを登坂させる。上述の通り、登坂し転回路１４に到達したワークＷは整列部２０の整列路２１に移入する。ワークＷはその後、整列路２１上を第２フィーダの働きによって次工程に向け搬送される（図３）。

図２～３、６を参照し、整列部２０について説明する。整列部２０は、整列路２１と、第２フィーダ２２と、「支持部２３」とを有し、転回路１４から整列路２１に移入したワークＷを搬送する。このとき、移入した複数のワークＷが重なり合っている場合、重なり合った「複数ワークＷｓ」のうち上側のワークＷを「傾斜高低差Ｈ」による重力を利用して整列路２１から「戻し路２４」に落下させ、（さらに戻し路２４から投入部１１２に戻し）、落下しなかったワークＷのみをそのまま次工程に向けて搬送する。

整列路２１は、ワーク進行方向Ｄに斜面を含まずかつワーク進行方向と交差する方向にワークＷを傾斜させるように全体が傾斜したまま搬送を行う。第２フィーダ２２は、傾斜搬送部１０の第１フィーダ１２と同じく、水平面内で楕円振動を発生させる。支持部２３は、「複数の支持体２３１」により第２フィーダ２２の上面と整列路２１の下面とを接続し、整列路２１を支持し、第２フィーダ２２が発生させた楕円振動を整列路２１に伝達する。各支持体２３１は傾斜搬送部１０の各板ばね１３１とは異なり高さは同じである。

戻し路２４は整列路２１の直下に位置し、また整列部２０の一部でもあるため、第２フィーダ２２が発生させた楕円振動は、戻し路２４にも伝達される。これにより、戻し路２４は水平方向に各ワークＷを搬送することができる。戻し路の突当り箇所も傾斜搬送部１０の転回路１４と同様の役割を果たし、落下後に搬送されたワークＷを再び傾斜搬送部１０の投入部１１２に回送する。これにより、落下後のワークＷも投入部１１２から傾斜搬送される一群の複数ワークＷｓに加わり、再び傾斜搬送コースに投入される。

以上、本実施形態により、振動を増幅させることで、比較的大きな勾配での傾斜搬送が可能となる。このため、同じ高低差を確保するための坂路長さが短くて済み、設置スペースが小さくなる。また不連続搬送が連続搬送に転換され、ワークの搬送効率が向上する。さらにリフタ機構が不要となるためリフタ使用に伴う噛み込み不良も解消される。同時に外部動力及び圧縮空気も不要となり、省エネ効果も期待できる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、カムフィーダを駆動源とする例を示した。しかし、増幅前の振動を生成する機構の駆動源は上述の例に限られず、例えば他の実施形態では電磁式パーツフィーダを用いてもよく、さらに別の機構を用いてもよい。

上述の実施形態では、環状の薄板をワークに想定した。しかし、ワークの形状や種類は上述の例に限られず、転がりやすいものでなく、重心が比較的低く、高さに対して設置面積の大きいワークであれば、形状によらず適用可能である。

このように、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１ ワーク供給装置、１０ 傾斜搬送部、１１ 坂路、１１２ 投入部
１２ 第１フィーダ、１３ 板ばね装置、１４ 転回路、
２０ 整列部、２１ 整列路、２２ 第２フィーダ、２３ 支持部

Claims (3)

1. ランダムに重なり合った複数のワークを、坂路（１１）の低所側から高所側へ搬送し、整列路（２１）上に投入し、ワークの重なり合いを解消して次工程に送り出すワーク供給装置（１）であって、
   ワーク進行方向に斜面を含みかつ低所側に投入部（１１２）を有する前記坂路と、水平面内で楕円振動を発生させる第１フィーダ（１２）と、前記第１フィーダの上面に対し傾斜して設けられかつ当該上面からの高さが異なる複数の板ばねにより前記第１フィーダの上面と前記坂路の下面とを接続し、前記第１フィーダが発生させた楕円振動を斜面を含む前記坂路に伝達する板ばね装置（１３）と、前記坂路の突当りに位置しかつ登坂したワークを方向転換させて前記整列路上に投入する転回路（１４）とを有し、ワークに前記坂路を登坂させる傾斜搬送部（１０）と、
   ワーク進行方向に斜面を含まずかつワーク進行方向と交差する方向にワークを傾斜させる前記整列路と、水平面内で楕円振動を発生させる第２フィーダ（２２）と、複数の支持体により前記第２フィーダの上面と前記整列路の下面とを接続して前記第２フィーダを支持し、前記第２フィーダが発生させた楕円振動を前記整列路に伝達する支持部（２３）とを有し、前記転回路から前記整列路に投入されたワークを搬送し、投入されたワークが重なり合っている場合、重なり合った複数ワークのうち上側のワークを傾斜高低差による重力を利用して前記整列路から落下させ、前記投入部に戻し、落下しなかったワークのみ搬送する整列部（２０）と、
   を備えるワーク供給装置。
2. 前記坂路の斜面の前記第１フィーダの上面に対する角度は１１度以下である請求項１に記載のワーク供給装置。
3. 傾斜して設けられた各前記板ばねの前記第１フィーダの上面に対する角度は５０度以上かつ７０度以下である請求項１又は２に記載のワーク供給装置。