特開 2020-158259 整列方法および整列装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-158259(P2020-158259A)

(43)【公開日】2020年10月1日

(54)【発明の名称】整列方法および整列装置

(51)【国際特許分類】

   B65G 47/14 20060101AFI20200904BHJP

   B65G 47/248 20060101ALI20200904BHJP

【ＦＩ】

   B65G47/14 L

   B65G47/248 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2019-59771(P2019-59771)

(22)【出願日】2019年3月27日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り １ （運転デモンストレーションの実施） 平成３０年４月１９日、東レ・プレシジョン株式会社（滋賀県大津市大江１丁目１番４０号）において、植田征典が、太陽誘電株式会社従業員立会いのもと、植田征典、上原正嗣、森口涼介が発明した部品整列装置について、当該検査装置の購入を検討していた太陽誘電株式会社へ、運転デモンストレーションを行った。 ２ （運転デモンストレーションの実施） 平成３０年７月２０日、東レ・プレシジョン株式会社（滋賀県大津市大江１丁目１番４０号）において、植田征典が、太陽誘電株式会社従業員立会いのもと、植田征典、上原正嗣、森口涼介が発明した部品整列装置について、当該検査装置の購入を検討していた太陽誘電株式会社へ、運転デモンストレーションを行った。 ３ （運転デモンストレーション動画の公開） 平成３０年９月２７日、太陽誘電株式会社（群馬県吾妻郡中之条町中之条１９８８）において、植田征典が、太陽誘電株式会社従業員立会いのもと、植田征典、上原正嗣、森口涼介が発明した部品整列装置について、当該検査装置の購入を検討していた太陽誘電株式会社へ、運転デモンストレーション動画の公開を行った。

(71)【出願人】

【識別番号】592245568

【氏名又は名称】東レ・プレシジョン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】230112276

【弁護士】

【氏名又は名称】藤野 睦子

(72)【発明者】

【氏名】植田 征典

(72)【発明者】

【氏名】上原 正嗣

(72)【発明者】

【氏名】森口 涼介

【テーマコード（参考）】

3F080

3F081

【Ｆターム（参考）】

3F080AA13

3F080BC03

3F080CC04

3F080CC23

3F080DA16

3F080DB09

3F081AA22

3F081BA03

3F081BB05

3F081BE08

3F081CA48

3F081DB09

(57)【要約】

【課題】ワークの姿勢を揃える新たな技術を提供する。
【解決手段】磁力を利用してワークを搬送部材から浮かせて回転させることで、姿勢を揃える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁性を有するフランジ部を備えるワークを整列させる方法であって、
前記ワークを乗せた状態で移動することで前記ワークを搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の上方から磁力によって前記ワークを前記搬送部材から浮かせることで回転させて前記ワークの向きを揃える姿勢制御工程と、
前記姿勢制御工程後に、磁力を弱めることで前記ワークを前記搬送部材に戻す解放工程と、
を備えるワークの整列方法。

【請求項2】

前記姿勢制御工程は、前記搬送部材の上方の磁力発生部と、前記磁力発生部と前記搬送部材との間に配置した非磁性体とを用い、
前記姿勢制御工程を、前記磁力発生部の磁力により前記ワークを前記非磁性体に吸着させることで行い、
前記解放工程において、前記磁力発生部からワークに作用する磁力を弱めることで前記非磁性体から離間させる、
請求項１に記載のワークの整列方法。

【請求項3】

前記磁力発生部は永久磁石であり、
前記永久磁石を前記非磁性体に近づけることで前記ワークを非磁性体に吸着させ、
前記永久磁石を前記非磁性体から離すことで前記ワークを解放する、
請求項２に記載のワークの整列方法。

【請求項4】

前記非磁性体と前記搬送部材との距離Ｇ１が、ワークの最大長Ｌの１．１〜２倍である、
請求項２または３に記載のワークの整列方法。

【請求項5】

前記ワークの上方に位置する電磁石である磁力発生部を用い、
前記電磁石に供給する電流によって磁力の強弱を制御することで、姿勢制御工程および解放工程を行う、
請求項１〜４のいずれかに記載のワークの整列方法。

【請求項6】

ワーク高さＨの3倍以上の距離をおいて配置された複数の磁力発生部を用いる
請求項２〜５のいずれかに記載の整列方法。

【請求項7】

磁性を有するフランジ部を備えるワークを整列させる整列装置であって、
前記ワークを乗せた状態で移動することで前記ワークを搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の上方に配置され、磁力によって前記ワークを前記搬送部材から浮かせることで回転させて前記ワークの向きを揃え、磁力を弱めることで前記ワークを前記搬送部材に戻す姿勢制御部と
を備える整列装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部品等の微細なワークの向きを揃えて整列させる方法および装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークの向きを揃えるための手段はこれまでにいくつか提案されている。
例えば特許文献１には、振動式パーツフィーダが開示されており、この振動式パーツフィーダは、強磁性体である積層セラミックチップコンデンサを搬送するものである。振動式パーツフィーダは非磁性材のボウルを有し、ボウルの中央部は、被搬送部品としての積層セラミックチップコンデンサをバラ状態で収容する皿部である。ボウル内周には、皿部からスパイラル状に周回して伸びる部品搬送路が形成されている。振動により積層セラミックチップコンデンサは皿部から部品搬送路に入り、これをスパイラル状に昇っていく。部品搬送路の部品送出口にはリニアフィーダが接続され、整列した積層セラミックチップコンデンサを直線的に搬送するようになっている。

【0003】

この振動式パーツフィーダでは、磁界発生手段が、ボウル外側側面に所定距離だけ離して配置され、移動している積層セラミックチップコンデンサに磁界が加えられる。ここで、磁界発生手段磁極からの磁力線は点線のように積層セラミックチップコンデンサに水平方向に印加されるから、コンデンサ内部に積層状態で多層に形成された平面状内部電極は水平状態となった姿勢で安定する。つまり、移動している積層セラミックチップコンデンサの内部電極面が水平であれば、そのまま通過するが、内部電極面が鉛直のものがあれば、内部電極面が水平となるように姿勢変換されて搬送されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５‐２１７１３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ワークは、必ずしも特許文献１のように電極の方向によって姿勢を揃えられるものだけではなく、新たな技術が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

課題を解決する手段として、以下の技術が挙げられる。

【0007】

（１）磁性を有するフランジ部を備えるワークを整列させる方法であって、
前記ワークを乗せた状態で移動することで前記ワークを搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の上方から磁力によって前記ワークを前記搬送部材から浮かせることで回転させて前記ワークの向きを揃える姿勢制御工程と、
前記姿勢制御工程後に、磁力を弱めることで前記ワークを前記搬送部材に戻す解放工程と、
を備えるワークの整列方法。

【0008】

（２）前記姿勢制御工程は、前記搬送部材の上方の磁力発生部と、前記磁力発生部と前記搬送部材との間に配置した非磁性体とを用い、
前記姿勢制御工程を、前記磁力発生部の磁力により前記ワークを前記非磁性体に吸着させることで行い、
前記解放工程において、前記磁力発生部からワークに作用する磁力を弱めることで前記非磁性体から離間させる、
上記（１）に記載のワークの整列方法。

【0009】

（３）前記磁力発生部は永久磁石であり、
前記永久磁石を前記非磁性体に近づけることで前記ワークを非磁性体に吸着させ、
前記永久磁石を前記非磁性体から離すことで前記ワークを解放する、
上記（２）に記載のワークの整列方法。

【0010】

（４）前記非磁性体と前記搬送部材との距離Ｇ１が、ワークの最大長Ｌの１．１〜２倍である、
上記（２）または（３）に記載のワークの整列方法。

【0011】

（５）前記ワークの上方に位置する電磁石である磁力発生部を用い、
前記電磁石に供給する電流によって磁力の強弱を制御することで、姿勢制御工程および解放工程を行う、
上記（１）〜（４）のいずれかに記載のワークの整列方法。

【0012】

（６）ワーク高さＨの3倍以上の距離をおいて配置された複数の磁力発生部を用いる、
上記（２）〜（５）のいずれかに記載の整列方法。

【0013】

（７）磁性を有するフランジ部を備えるワークを整列させる整列装置であって、
前記ワークを乗せた状態で移動することで前記ワークを搬送する搬送部材と、
前記搬送部材の上方に配置され、磁力によって前記ワークを前記搬送部材から浮かせることで回転させて前記ワークの向きを揃え、磁力を弱めることで前記ワークを前記搬送部材に戻す姿勢制御部と
を備える整列装置。

【発明の効果】

【0014】

本発明の整列方法および装置は、磁性を有するフランジ部を備えるワークを対象とし、ワークを乗せた状態でそれ自身が移動（テーブルによる回転移動、ベルトによる移動等を含む）する搬送部材によってワークを搬送し、かつそのワークを磁力によって浮かせることで、ワークの向きを揃えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】ワークの一例を示す側面図および上面図である。

【図2】搬送装置の一例を示す上面図である。

【図3】（ａ）および（ｂ）は、規制天井による姿勢制御を示す図である。

【図4】（ａ）は磁力を利用した姿勢制御部の上面図、（ｂ）は断面図である。

【図5】（ａ）〜（ｃ）は姿勢制御部による姿勢転換工程を表す図であり、（ｄ）は姿勢転換後にワークが解放された状態を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

［ワーク］
ワークの例を図１に示す。図１のワークＷは、円形であり、互いに平行になるように配置された２つのフランジ部１０とその間の軸部１２とを備える。適切な姿勢においては、軸部１２が鉛直方向（後述の回転テーブルの面方向に垂直な方向）に平行になる。つまり、フランジ部１０の面（フランジ面１０ａ）が水平方向（回転テーブルの面方向）に平行になる。以下、この姿勢を「縦向き」と呼び、軸部１２が水平方向を向く姿勢を「横向き」と呼ぶ。

【0017】

縦向きのワークにおける高さ、つまり一方のフランジ部の面から、他方のフランジ部の面までの距離（言い換えると軸部の長手方向におけるワークの長さ）Ｈよりも、幅、つまりフランジ部の直径（言い換えると水平方向におけるワークの長さ）Ｒの方が大きい。フランジ部１０の直径Ｒは軸部１２の直径およびフランジ部１０の厚みよりも大きい。

【0018】

ワークＷにおいて、少なくともフランジ部１０は磁性を有するが、軸部１２は非磁性であってもよい。またフランジ面を有すれば円柱状体であっても良い。

【0019】

［整列装置］
図２に、整列装置２の平面図を示す。図２の整列装置２は、搬送部材である回転テーブル２０を備え、回転テーブルの回転方向に沿って、ホッパ２１、規制天井２２、外寄せガイド２３、天井ガイド２４、姿勢制御部２５、合流ガイド２６、整列ガイド２７、リニアフィーダ２８を備える。図示の便宜上、回転テーブル２０表面が表れている領域にドットのハッチングを付した。また、縦向きのワークの進行方向を白矢印、横向きのワークの進行方向を格子ハッチングの矢印、いずれの場合もあり得る進行方向を斜線ハッチングの矢印で示す。

【0020】

回転テーブル２０は平たい円盤状の部材であり、ワークを載せた状態で、図示しないモータ等の駆動部によって、回転軸を中心に黒矢印方向（図２では反時計回り）に回転する。ワークはこの回転によって移動する。なお、回転テーブル以外に、ベルト等の部材を搬送部材として適用することができる。

【0021】

ホッパ２１は回転テーブル２０上にワークを供給する。このとき供給されるワークの姿勢は統一されていない。

【0022】

規制天井２２は、回転テーブル２０の上方に、回転テーブル２０から、ワーク高さＨより大きく、ワーク幅Ｒよりは小さい間隔をおいて配置される。ワークは、回転テーブル２０の回転によって、規制天井２２を横切るように移動する。この移動よって、縦向きワークは規制天井２２の下を通って天井ガイド２４に向かう。また、図３に示すように、横向きワークは、そのフランジ部が規制天井２２に当たることで９０°回転し、その結果縦向きになる。縦向きワークは天井ガイド２４に向かう。一方、規制天井２２でも姿勢が変わらなかった横向きワークは、規制天井２２の下を通過できずに、外寄せガイド２３へ移動する。

【0023】

外寄せガイド２３は、横向きワークを天井ガイド２４に導く。

【0024】

天井ガイド２４は、規制天井２２と同様に、回転テーブル２０の上方に、回転テーブル２０から、ワーク高さＨより大きく、ワーク幅Ｒよりは小さい間隔をおいて配置される。天井ガイド２４は縦向きワークを通過させ、横向きワークを姿勢制御部２５に導く。言い換えると、天井ガイド２４は、縦向きワークに姿勢制御部２５を迂回させる。

【0025】

姿勢制御部２５は、ワークのフランジ部に磁力発生部の磁力を作用させることで、ワークを吸着する。この吸着によってワークが回転してフランジ面の向き、つまりワークの姿勢が揃えられる（姿勢制御工程）。その後、磁力を弱めることでワークを吸着から解放し、ワークを再び回転テーブルによる移動に戻すことができる（解放工程）。

【0026】

姿勢制御部２５の具体例の平面図を図４（ａ）に、断面図を図４（ｂ）に示す。本例では、姿勢制御部２５は、回転テーブル２０の上方に配置された磁力発生部Ｍ１〜Ｍ３と、磁力発生部と回転テーブル２０との間に配置された非磁性シート２５１と、を備える。

【0027】

磁力発生部が永久磁石である場合は、姿勢制御部は、永久磁石を非磁性シート２５１に近づけたり、非磁性シート２５１から遠ざけたりする磁石移動機構（図示せず）を有する。非磁性シート２５１に近づいたときには、永久磁石の磁界がワークに作用し、ワークが非磁性シート２５１に吸着される。また、永久磁石が非磁性シート２５１から離れることで、ワークに作用する磁力が弱められ、ワークも非磁性シート２５１から離間する。

【0028】

磁力発生部が電磁石である場合には、電流によって磁力の強弱を切り替えればよい。電磁石を用いる場合は非磁性シート２５１を省略できるが、ワークが磁力発生部に吸着されるときの衝撃を和らげる緩衝材も兼ねて、永久磁石と同様に磁力発生部の下方に非磁性シートを設けてもよい。

【0029】

磁力が作用してワークが磁力発生部に引きつけられたとき、ワークが到達する最高点と、回転テーブル２０との距離Ｇ１は、ワークの最大長Ｌよりも大きく設定される。これによってワークの回転が可能となる。距離Ｇ１は好ましくはワークの最大長Ｌの１．１〜２倍である。図４では姿勢制御部２５が非磁性シート２５１を有するので、回転テーブル２０上面と非磁性シート２５１の下面との距離が距離Ｇ１となる。非磁性シート２５１が無い構成では、回転テーブル２０と磁力発生部の下面との距離が距離Ｇ１となる。

【0030】

磁力発生部は、永久磁石および電磁石のいずれの場合も、水平方向の形状が円形であることが好ましい。

【0031】

磁力発生部の水平方向の寸法は、ワーク幅Ｒよりも小さいことが好ましい。

【0032】

磁力発生部は、本例では３つだが、その数は変更可能である。磁力発生部を複数設ける場合は、ワークの移動方向に沿って並べることが好ましい。このように配置することで、姿勢制御を横向きのまま通過するワークの数を減らすことができる。

【0033】

磁力発生部Ｍ１とＭ２，Ｍ２とＭ３との中心間距離Ｇ２は、ワーク高さＨの３倍以上であることが好ましい。距離Ｇ２がこの範囲であることで、吸着時に、横向きワークが横向きのまま持ち上がるのではなく、回転しやすい。

【0034】

例えば、ワーク幅Ｒが7.4mm、ワーク高さＨが5.8mm、対角寸法（ワークの最大長Ｌ）が9.0mmである場合、距離Ｇ１を10mm、距離Ｇ２を23mmとすることができる。
図５は、ワークが回転する様子を示す模式図である。図５では磁力発生部Ｍ１を上下させることで磁力の強弱を切り替えているが、上述したように、電磁石に供給する電流によって磁力の強弱を切り替えてもよい。図５に示すように、搬送されてきたワークのフランジ部に磁力が作用し、ワークが持ち上げられる（図５（ａ）、（ｂ））。ワークの上昇は、ワークの姿勢が最も安定する状態、つまりフランジ部の上面（フランジ面）が非磁性シート２５１に接触した状態で止まる（図５（ｃ））。言い換えると、ワークはフランジ面が水平方向を向いた状態で、磁力発生部Ｍ１によって非磁性シート２５１に吸着される。よって、吸着前は横向きだったワークは９０°回転して縦向きになる。その後、磁力発生部が非磁性シート２５１から離れることで磁力が弱まり、ワークは開放されて、吸着されていたときの縦向き姿勢のままで回転テーブル２０に戻される（図５（ｄ））。

【0035】

磁力発生部の磁束密度は、横向きワークの上端（つまりフランジの横端）に作用して吸着できる程度に設定される。また、縦向きワークは横向きワークよりも高さが小さいので、磁力発生部からの距離が大きくなり、作用する磁力も小さくなる。そこで、磁束密度は、縦向きワークは持ち上げられない程度に設定されてもよい。ただし、磁束密度は、縦向きワークも持ち上げられる程度に大きくてもよい。磁束密度が縦向きワークも吸着できる程度に大きくても、フランジ面がフランジ部の厚みよりも大きいので、フランジ面が磁力発生部を向く姿勢が最も安定するからである。

【0036】

ワークを回転させやすいように、ワーク重量当たりの個々の磁力発生部の磁束密度は、横向きワークの上端（つまりフランジの横端）が磁力発生部の真下にあるときに、１０ｍＴ／ｇ以上であることが好ましく、５０ｍT／ｇ以下であることが好ましい。

【0037】

姿勢制御部２５の上流に設けられた規制天井２２と天井ガイド２４によって、ある程度ワークの姿勢が縦向きに揃えられ、それでも横向きになっているワークのみが姿勢制御部２５に送られる。つまり、磁力を用いる姿勢制御の前に、予め姿勢制御（規制天井２２）と、姿勢による振り分け（規制天井２２，天井ガイド２４）を行うことによって、間引かれた状態で、姿勢制御部２５にワークが送られる。よって、ワーク間の距離は、あるワークが磁力による吸着、解放を経ても、その後ろのワークに衝突しない程度に開いている可能性が高い。

【0038】

また、ワークの寸法、搬送速度（つまりテーブルの回転速度）およびワークの間隔に応じて、吸着されたワークがその次のワークに衝突しないように、磁力発生部の磁力のＯＮ／ＯＦＦ（以下、「ＯＮ／ＯＦＦ」とは、磁力の強弱の切り替えおよび一定磁力の磁石の非磁性体への距離の変更を含む）の速度を変更してもよい。特に、ＯＮになっている時間の長さを調整することで、次のワークとの衝突を避けることができる。姿勢制御部２５の前に姿勢に応じた間引きが行われない場合、ワークの間隔は、ホッパによるワーク供給速度および搬送速度の影響を受ける。

【0039】

また、複数の磁力発生部を搬送方向に沿って配置する場合は、１つのワークが、少なくとも２つの磁力発生部による姿勢制御工程を経ることが好ましい。ここで、「姿勢制御工程を経る」とは、それが成功した場合にかぎらず、横向きのままである場合も含む。つまり、磁力発生部Ｍ１〜Ｍ３のＯＮ／ＯＦＦを一斉に切り替える場合は、１つのワークが姿勢制御部２５の下を通過する間に、少なくとも２回ＯＮ／ＯＦＦの切り替えが行われればよい。こうすることで、１つ目の磁力発生部Ｍ１で姿勢を制御できなかった場合も、２つ目以降の磁力発生部によって姿勢制御を試みることができる。

【0040】

合流ガイド２４は、姿勢制御部２５を通ったワークを、天井ガイド２４によって分岐した搬送経路を通ってきたワークと合流するように導く。

【0041】

本例では、その後、縦向きワークは規制天井２２の下を通り、整列ガイド２７によって一列に整列し、リニアフィーダ２８によって回転テーブル２０外に導かれる。

【0042】

姿勢制御部でも縦向きにならなかったワークは、規制天井２２によって、再び外寄せガイド２３に導かれる。導かれたワークに対しては、縦向きへの姿勢制御が再び試みられる。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明は、部品等の微細なワークの向きを揃えて整列させることができるので、ワークの検査およびワークを用いた他の作業を効率良く進めることに利用可能である。

【符号の説明】

【0044】

Ｗ ワーク
１０ ワークのフランジ部
１０ａ フランジ面
１２ ワークの軸部
Ｈ ワーク高さ
Ｒ ワーク幅
Ｌ ワークの最大長
２ 整列装置
２０ 回転テーブル
２１ ホッパ
２２ 規制天井
２３ 外寄せガイド
２４ 天井ガイド
２５ 姿勢制御部
２６ 合流ガイド
２７ 整列ガイド
２８ リニアフィーダ
Ｍ１〜Ｍ３ 磁力発生部
２５１ 非磁性シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】