JP2008150164A

JP2008150164A - 部品供給装置

Info

Publication number: JP2008150164A
Application number: JP2006340416A
Authority: JP
Inventors: Koji Iritani; 浩司入谷; Masaru Nomoto; 大野本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2026-12-18
Also published as: JP5127216B2

Abstract

【課題】部品供給装置における汚染の発生を低減する。
【解決手段】ネジ等の頭付き棒材を多数貯留可能なホッパ部２内で回転するディスク５の外周部分に設けた支持穴５ｂに頭付き棒材を吸引保持し、ディスク５を回転させて部品供給位置に頭付き棒材を搬送する。回転するディスク５とリングプレート９とが接触しないように、ディスク５とリングプレート９との間に隙間が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネジ等の頭付き棒材を効率的に供給する部品供給装置に関する。

従来、円盤形状のディスクの外周部分に設けた貫通穴にネジ等の頭付き棒材を吸引保持し、ディスクを回転させて部品供給位置に頭付き棒材を搬送するディスク吸着式の部品供給装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この部品供給装置は、図５に示すように、頭付き棒材の一例であるネジ１を多数貯留可能なホッパ部２を備える。このホッパ部２は、台座３と、この台座３に所定角度傾斜して取り付けられた筒状のバケット部４とからなる。

ホッパ部２の底部をなす台座３には、図示しないステッピングモータに連結された円盤形状のディスク５が配置され、ディスク５はステッピングモータの駆動を受けて回転するようになっている。ディスク５と台座３との間には、後述するエア吸引時の機密性を高めるため、樹脂製のリングプレート６が介在させてある。

ディスク５の外周部分には面取り部５ａが設けられ、面取り部５ａには、当該面取り部５ａに対して直交する方向に延びてディスク５を貫通する複数の支持穴５ｂが穿設されている。

台座３のディスク５の最低位付近に相当する箇所には、吸引穴３ａが形成してあり、この吸引穴３ａに連通してリングプレート６には、連通穴６ａが形成されている。また、台座３におけるディスク５の部品供給位置（最高位）に相当する箇所には、吸引穴３ｂが形成されており、しかも、リングプレート６には、部品供給位置の支持穴５ｂと吸引穴３ｂとを連通させる連通穴６ｂが形成されている。

吸引穴３ａ，３ｂからは、図示しないエア吸引部によりエアが吸引されるようになっている。さらに、吸引穴３ｂとエア吸引部とを結ぶ管路上には、図示しない圧力計が設けられており、吸引穴３ｂを通じたエア吸引経路内の圧力変化を検出できるように構成されている。

吸引穴３ａからのエア吸引により、ホッパ部２に貯留されたネジ１は、連通穴６ａに連通するいくつかの支持穴５ｂに吸引保持され、ディスク５の回転に伴って部品供給位置に運ばれるようになっている。また、吸引穴３ｂからのエア吸引により、部品供給位置にある支持穴５ｂにネジ１が支持されているかどうかが圧力計の検出圧力により確認できる。

つまり、支持穴５ｂにネジ１がある場合には、吸引穴３ｂから圧力計に至る経路の圧力が高まるため、この経路の圧力が所定の閾値以上のとき、部品供給位置にある支持穴５ｂにネジ１が支持されていることが検出される。

部品供給位置にある支持穴５ｂにネジ１が支持されていることを検出すると、ステッピングモータの駆動を停止するとともに、吸引穴３ｂからのエアの吸引を停止する。そして、外部のネジ締め装置（図示せず）によりネジ１が取り出される。このネジ締め装置によるネジ１の取り出しが完了すると、ステッピングモータによるディスク５の回転駆動を再開する。
特開２００３−１３７４１８号公報

図５に示すディスク吸着式の部品供給装置は、振動で部品を整列搬送するボール振動方式や、部品を跳ね上げてレール上に整列供給する方式の部品供給装置と比較すると、部品同士の擦れで発生する汚染が少なく、クリーン環境での使用に適している。

しかし、図５に示す部品供給装置では、供給する部品（ネジ等）同士の擦れで発生する汚染は少ないものの、回転するディスク５とリングプレート６との擦れに起因する汚染が発生する。このため、より高いクリーン度が要求される分野では使用できないという問題があった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、汚染の発生を低減し、高いクリーン度が要求される分野でも使用可能な部品供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の部品供給装置は、多数の頭付き棒材を貯留可能なホッパ部と、このホッパ部の底部に平行して、水平から所定角度傾斜させて回転自在に設けられかつ外周部分に頭付き棒材が嵌合可能な支持穴が複数等分配置されたディスク部と、前記ホッパ部の底部上において、上面が前記ディスク部の下面に対向してかつ所定の隙間を介して設けられ、前記ホッパ部に貯留された頭付き棒材を吸引保持する保持位置にある支持穴に連通する第１の連通穴と、所定の取り出し位置にある支持穴に連通する第２の連通穴とを有する環状のリングプレートと、前記第１の連通穴を介して前記保持位置にある支持穴に連通するように前記ホッパ部の底部に形成された保持用吸引穴からエア吸引を行う第１のエア吸引部と、前記第２の連通穴を介して前記所定の取り出し位置にある支持穴に連通するように前記ホッパ部の底部に形成された確認用吸引穴からエア吸引を行う第２のエア吸引部と、前記確認用吸引穴から前記第２のエア吸引部へのエア吸引経路内の圧力を検出する圧力検出部と、前記ディスク部を前記支持穴のピッチ毎間欠回転駆動する駆動部と、前記圧力検出部の検出結果に応じて前記駆動部を駆動制御する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、汚染の発生を低減し、高いクリーン度が要求される分野でも使用可能な部品供給装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜４を参照して説明する。なお、図１〜４において、図５に示した従来の部品供給装置と同一構成には同一符号を付して説明する。

図１〜図４において、本実施の形態に係る部品供給装置は、頭付き棒材の一例であるネジ１を多数貯留可能なホッパ部２を備える。このホッパ部２は、ベース７に取り付けられた台座３と、この台座３に所定角度傾斜して取り付けられた筒状のバケット部４とからなる。

ホッパ部２内には、ホッパ部２の底部をなす台座３に平行して、回転駆動部８に連結された円盤形状のディスク５が配置されている。このディスク５と台座３との間には、後述するエア吸引時の機密性を高めるため、金属製のリングプレート９が転がり軸受１０を介して設けられている。

ディスク５は、図２に示すように、外周部分に面取り部５ａが施された円盤形状であり、面取り部５ａには、当該面取り部５ａに対して直交する方向に延びてディスク５を貫通する支持穴５ｂが、所定のピッチで複数等分配置されている。この支持穴５ｂは、ネジの脚部（ネジ部）が挿通可能かつ頭部が進入不可能な径であり、ディスク５の回転に伴って最高位に移動した時、鉛直に向くようになっている。つまり、面取り部５ａの角度がそのように設定されている。本実施の形態の部品供給装置では、このディスク５の最高位がネジ１の部品供給位置に設定されている。

台座３のディスク５の最低位付近に相当する箇所には、エア吸引部１１Ａに接続された吸引穴（保持用吸引穴）３ａが形成してあり、この吸引穴３ａに連通してリングプレート９には、弧状の連通穴９ａが形成されている。また、台座３におけるディスク５の部品供給位置（最高位）に相当する箇所には、エア吸引部１１Ｂに接続された吸引穴（確認用吸引穴）３ｂが形成されており、しかも、リングプレート９には、部品供給位置の支持穴５ｂと吸引穴３ｂとを連通させる連通穴９ｂが形成されている。さらに、吸引穴３ｂとエア吸引部１１Ｂを結ぶ管路上には、圧力計１２が設けられており、吸引穴３ｂを通じたエア吸引経路内の圧力を検出できるように構成されている。

リングプレート９は、図３に示すように、環状の円盤形状であり、中央の穴の周囲に凹部９ｃを有している。上記連通穴９ａ，９ｂは、上面９ｄから下面までリングプレート９を貫通して形成されている。本実施の形態では、リングプレート９は、高い剛性を得るために金属製とする。そして、リングプレート９は、図４に示すように、ディスク５の下面と凹部９ｃとの間に転がり軸受１０が配置され、ディスク５の下面とリングプレート９の上面９ｄとが所定の隙間を介して対向するように設置される。

ここで、ディスク５の下面とリングプレート９の上面９ｄとの間隔ａは、５〜１０μｍであることが好ましい。間隔ａが５μｍ未満の場合、高精度での平面加工が必要となり、製造が困難である。間隔ａが１０μｍを超える場合、吸引穴３ｂからエア吸引部１１Ｂへのエア吸引経路内の真空圧力を確保できず、このため、部品供給位置においてネジ１が支持されているか否かを判断することができない。

回転駆動部８は、ステッピングモータ１３と、このステッピングモータ１３の駆動軸１３ａに一体に連結された歯付きプーリ１４と、ディスク５が取り付けられた主軸１５と、この主軸１５に一体に連結された歯付きプーリ１６と、この歯付きプーリ１６と歯付きプーリ１４とに巻き掛けられた無端歯付きベルト１７（以下、単にベルト１７という）とを備える。

制御部１８は、エア吸引部１１Ａ，１１Ｂ、ステッピングモータ１３をそれぞれ駆動制御する。また、制御部１８は、圧力計１２の検出結果に基づいて、部品供給位置の支持穴５ｂにネジ１が支持されているか否かを判断し、その判断結果を外部のネジ締め装置１９に出力する。

次に、本実施の形態に係る部品供給装置の作用について説明する。

外部から開始指示が入力されると、制御部１８は、吸引穴３ａからエアを吸引するようにエア吸引部１１Ａを制御し、吸引穴３ｂからエアを吸引するようにエア吸引部１１Ｂを制御する。

吸引穴３ａからのエア吸引により、ホッパ部２に貯留されたネジ１は、図４に示すように、連通穴９ａに連通するいくつかの支持穴５ｂに吸引保持される。また、吸引穴３ｂからのエア吸引により、部品供給位置にある支持穴５ｂにネジ１が支持されているか否かが圧力計１２の検出結果から確認できる。

ここで、本実施の形態の部品供給装置では、ディスク５の下面とリングプレート９の上面９ｄとの間に隙間を設けているため、この隙間（漏れ経路）からエアが漏れることになる。しかし、この隙間の間隔ａを５〜１０μｍとしているので、漏れ経路の摩擦圧力損失が十分に大きくなり、吸引穴３ｂからエア吸引部１１Ｂへのエア吸引経路内の真空圧力を確保できる。

したがって、支持穴５ｂにネジ１がある場合には、吸引穴３ｂから圧力計１２に至る経路の圧力が高まるため、この経路の圧力が所定の閾値以上のとき、制御部１８は、部品供給位置にある支持穴５ｂにネジ１が支持されていると判断する。

これに対して、隙間の間隔ａが１０μｍを超える場合は、吸引穴３ｂからエア吸引部１１Ｂへのエア吸引経路内の真空圧力を確保できない。このため、支持穴５ｂにネジ１がある場合でも、吸引穴３ｂから圧力計１２に至る経路の圧力が十分に高まらず、圧力計１２の検出圧力からは支持穴５ｂにネジ１が支持されているかどうかを判断することができなくなる。

また、制御部１８は、前述の開始指示が入力されると、所定のパルス電流をステッピングモータ１３に供給してステッピングモータ１３を駆動する。このようにステッピングモータ１３が駆動すると、歯付きプーリ１４，１６、ベルト１７および主軸１５を通じてディスク５に回転伝達がなされ、ディスク５は支持穴５ｂの１ピッチ分回転する。このことを確認するため、制御部１８は、パルス電流供給と並行してステッピングモータ１３のエンコーダ１３ｂの出力パルス数を計数し、これが所定時間内に所定数に達するか否かを確認する。

制御部１８は、支持穴５ｂの１ピッチ分だけディスク５が回転したことを確認すると、圧力計１２の検出圧力を確認し、圧力計１２の検出圧力が所定の閾値より小さい場合は、新たなパルス電流をステッピングモータ１３に供給する。これにより、部品供給位置の支持穴５ｂにネジ１が支持されていない場合、ディスク５はさらに支持穴５ｂの１ピッチ分だけ回転する。

また、圧力計１２の検出圧力が所定の閾値以上の場合、制御部１８は、部品供給位置の支持穴５ｂにネジ１が支持されていると判断し、部品供給位置のネジ１を取り出すネジ締め装置１９に取り出し指示信号を出力する。

そして、制御部１８は、部品供給位置のネジ１を取り出したネジ締め装置１９からの取り出し完了信号を待ち、この取り出し完了信号が入力されると、新たなパルス電流をステッピングモータ１３に供給する。これにより、部品供給位置の支持穴５ｂにネジ１が支持されている場合、ディスク５は、そのネジ１が取り出されるまで待ってから再度間欠回転する。このようにしてディスク５の間欠回転が制御される。

また、圧力計１２の検出圧力が所定の閾値以上の場合には、制御部１８は、吸引穴３ｂからのエア吸引を停止するようにエア吸引部１１Ｂを制御する。これにより、部品供給位置にあるネジ１の吸引抵抗がなくなり、ネジ締め装置１９によるネジ１の取り出しが容易になる。

本実施の形態の部品供給装置では、ディスク５の下面とリングプレート９の上面９ｄとの間に隙間を設けているため、ディスク５が回転してもリングプレート９と擦れることがない。これにより部品供給装置の汚染要因が低減するので、高いクリーン度が要求される分野でも使用することができる。

なお、上記実施の形態では、ネジ１を供給する例について説明したが、本発明に係る部品供給装置は、ネジ以外のリベット、頭付きピン、釘等の各種頭付き棒材の供給を行うことができ、これらネジ以外の頭付き棒材の供給を行う場合も、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

本発明の実施の形態に係る部品供給装置を示す構成図である。図１中の矢印Ａ方向から見たディスク周辺の拡大図である。リングプレートの斜視図である。図１に示す部品供給装置の要部拡大一部切欠断面図である。従来の部品供給装置の要部断面図である。

符号の説明

２…ホッパ部、３…台座、３ａ，３ｂ…吸引穴、４…バケット部、５…ディスク、５ｂ…支持穴、８…回転駆動部、９…リングプレート、９ａ，９ｂ…連通穴、１０…転がり軸受、１１Ａ，１１Ｂ…エア吸引部、１２…圧力計、１３…ステッピングモータ、１５…主軸、１８…制御部。

Claims

多数の頭付き棒材を貯留可能なホッパ部と、
このホッパ部の底部に平行して、水平から所定角度傾斜させて回転自在に設けられかつ外周部分に頭付き棒材が嵌合可能な支持穴が複数等分配置されたディスク部と、
前記ホッパ部の底部上において、上面が前記ディスク部の下面に対向してかつ所定の隙間を介して設けられ、前記ホッパ部に貯留された頭付き棒材を吸引保持する保持位置にある支持穴に連通する第１の連通穴と、所定の取り出し位置にある支持穴に連通する第２の連通穴とを有する環状のリングプレートと、
前記第１の連通穴を介して前記保持位置にある支持穴に連通するように前記ホッパ部の底部に形成された保持用吸引穴からエア吸引を行う第１のエア吸引部と、
前記第２の連通穴を介して前記所定の取り出し位置にある支持穴に連通するように前記ホッパ部の底部に形成された確認用吸引穴からエア吸引を行う第２のエア吸引部と、
前記確認用吸引穴から前記第２のエア吸引部へのエア吸引経路内の圧力を検出する圧力検出部と、
前記ディスク部を前記支持穴のピッチ毎間欠回転駆動する駆動部と、
前記圧力検出部の検出結果に応じて前記駆動部を駆動制御する制御部と
を備えることを特徴とする部品供給装置。
前記リングプレートの上面と前記ディスク部の下面との間隔が５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。