特開 2020-158260 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2020-158260(P2020-158260A)

(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 V

   B65G47/248 G

   B65G47/14 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2019-59772(P2019-59772)

(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。 ２ （運転デモンストレーションの実施） 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

3F080BB06

3F080BE10

3F080CC04

3F080CC23

3F080DB09

3F080EA15

3F081AA22

3F081BA03

3F081BB06

3F081BE03

3F081BE09

3F081CA04

3F081CA48

3F081DB09

3F081EA09

3F081EA15

(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４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸を中心に回転し、かつ前記回転軸の周方向において間欠的に設けられた複数の磁力発生部を有する磁気ロールと、
前記磁力発生部の磁界にワークを導く反転搬送路と、
裏向きのワークを選り分けて前記反転搬送路に送り込む仕分け部と、
前記磁気ロールに吸着され、表裏が反転したワークを磁気ロールから外す脱着部と、
を有する整列装置。

【請求項2】

前記脱着部は、前記磁気ロールの表面に当接するスクレイパーである
請求項１に記載の整列装置。

【請求項3】

ワークを乗せた状態で回転することで前記ワークを搬送する回転テーブルと、
前記回転テーブル上のワークの表裏を判定する判定部と、
をさらに備え、
前記磁気ロールは前記回転テーブルの上方に配置され、
前記反転搬送路は前記回転テーブル上の前記磁気ロールに対向する領域を含み、
前記仕分け部は、前記判定部により裏向きと判断されたワークを、表向きと判断されたワークから選り分ける、
請求項１に記載の整列装置。

【請求項4】

回転軸を中心に回転し、かつ前記回転軸の周方向において間欠的に設けられた複数の磁力発生部を有する磁気ロールを用いて、ワークの表裏を揃える整列方法であって、
裏向きのワークを選り分ける工程、
選り分けられた前記ワークを、回転軸の周方向において間欠的に設けられた複数の磁力発生部を有する磁気ロールに吸着させる工程、
前記磁気ロールを回転させることで、前記ワークを反転させる工程、および
反転することで表向きになった前記ワークを前記磁気ロールから外す工程
を備える整列方法。

【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。

【0003】

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。

【0004】

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、

【0005】

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】

【0006】

【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】

【0007】

特許文献１のように電極の方向によって姿勢を揃えても、表裏があるワークについて表裏を揃えることはできず、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】

【0008】

課題を解決する手段として、以下の技術が挙げられる。

【0009】

（１）回転軸を中心に回転し、かつ前記回転軸の周方向において間欠的に設けられた複数の磁力発生部を有する磁気ロールと、
前記磁力発生部の磁界にワークを導く反転搬送路と、
裏向きのワークを選り分けて前記反転搬送路に送り込む仕分け部と、
前記磁気ロールに吸着され、表裏が反転したワークを磁気ロールから外す脱着部と、
を有する整列装置。

【0010】

（２）前記脱着部は、前記磁気ロールの表面に当接するスクレイパーである
上記（１）に記載の整列装置。

【0011】

（３）ワークを乗せた状態で回転することで前記ワークを搬送する回転テーブルと、
前記回転テーブル上のワークの表裏を判定する判定部と、
をさらに備え、
前記磁気ロールは前記回転テーブルの上方に配置され、
前記反転搬送路は前記回転テーブル上の前記磁気ロールに対向する領域を含み、
前記仕分け部は、前記判定部により裏向きと判断されたワークを、表向きと判断されたワークから選り分ける、
上記（１）に記載の整列装置。

【0012】

（４）回転軸を中心に回転し、かつ前記回転軸の周方向において間欠的に設けられた複数の磁力発生部を有する磁気ロールを用いて、ワークの表裏を揃える整列方法であって、
裏向きのワークを選り分ける工程、
選り分けられた前記ワークを、回転軸の周方向において間欠的に設けられた複数の磁力発生部を有する磁気ロールに吸着させる工程、
前記磁気ロールを回転させることで、前記ワークを反転させる工程、および
反転することで表向きになった前記ワークを前記磁気ロールから外す工程
を備える整列方法。

【発明の効果】

【0013】

本発明によると、回転する磁気ロールによって搬送路からワークを持ち上げて表裏を反転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【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】整列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）は磁力を利用したワークの反転装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［ワーク］
ワークは磁性を有する。ワークの形状の例を図１に示す。図１のワークＷは円筒状である。すなわち、ワークＷは平面視では環状である。ただし、ワークＷは、高さ方向における一端と他端とで、つまり裏表の形状が異なる。ワークＷの表側の縁には凹凸が付いており、裏側の縁は平滑である。以下では、凹凸の付いている面（表面）が上になっている状態を表向き、平滑な面（裏面）が上になっている状態を裏向きと呼ぶ。また、表または裏向きのワークＷを縦向き、縦向きから９０°回転して、円筒の側面が後述の回転テーブル２０に接触する向きを横向きと呼ぶ。つまり、縦向きでは、径方向が回転テーブル２０の面方向（つまり水平方向）に沿い、横向きでは径方向が回転テーブル２０の面方向に垂直になる。

【0016】

本形態では、ワークＷは、その幅（環状の直径）Ｒが、高さＨよりも大きい。

【0017】

なお、本例では環状の部材を例に挙げたが、表裏の区別のある部材であれば、環状に限らず他の形状のワークであっても本発明を適用することができる。例えば、外形上では裏表が区別できないが、模様が異なるような場合も、後述の反転装置３０を利用することができる。

【0018】

［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、回転テーブル２０を備え、回転テーブル２０の回転方向に沿って、供給スロープ２１、第１外寄せガイド２２、規制天井２３、内寄せガイド２４，第２外寄せガイド２５、画像センサ２６、仕分け装置（仕分け部）２７、整列ガイド２８、リニアフィーダ２９、反転装置３０（ワーク横転防止カバー３０ａ、磁気ロール３０ｂ、スクレイパー３０ｃ）を備える。図示の便宜上、ワークＷが通り得る回転テーブル２０、供給スロープ２１およびリニアフィーダ２９にドットのハッチングを付す。また、ワークの進行方向を斜線のハッチングを付した太矢印で示す。

【0019】

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。

【0020】

以下、回転テーブルの「外側」とは、回転テーブル２０において円周側を指し、「内側」とは、回転テーブル２０において中心側を指す。

【0021】

なお、回転テーブルは、ワークを乗せた状態で移動することでワークを搬送する搬送部材の一例である。他に、ベルト状の搬送部材を適用してもよい。

【0022】

供給スロープ２１は、回転テーブル２０の外部にあるホッパから回転テーブル２０上に至る下りのスロープである。図示しないホッパから供給されたワークＷは供給スロープ２１を下って、回転テーブル２０の第１外寄せガイド２２の近傍かつ回転方向上流に到達する。

【0023】

第１外寄せガイド２２は、回転テーブル２０の内側から外側に延びるガイドである。回転テーブル２０の回転により、ワークＷは第１外寄せガイド２０の側面に接触し、回転テーブル２０の外側に押し出される。

【0024】

規制天井２３は、横向きワークを縦向きにする姿勢制御、および縦向きワークと横向きワークとを振り分ける分別の、２つの役割を持つ。図３に示すように、規制天井２３は、回転テーブル２０の上面から、高さＨ（高さが一定でない場合は最大高さ）以上、幅Ｒ（幅が一定でない場合は最短幅であることが好ましい）未満の距離をおいて設けられる。第１外寄せガイド２２によって導かれたワークＷのうち、横向きワークは規制天井２３に当たって９０°回転し、縦向きになる（図３（ａ）、（ｂ））。元々縦向きだったワークは、そのまま規制天井２３の下を通過する。なお、図３では縦向きワークを裏向きに描いているが、表向きで規制天井２３を通過する場合もありえる。

【0025】

整列装置２はさらにワーク溜め３２を有している。ワーク溜め３２は、規制天井２３の長手方向先端に、ワークＷを堰き止めるように設けられた壁である。規制天井２３を通過できなかったワーク、つまり横向きワークは、規制天井２３の長手方向に沿って移動し、ワーク溜め３２に到達する。

【0026】

なお、横向きワークを溜めるのではなく反転装置３０に搬送し、後述のワーク横転防止カバー３０ａで再度９０°回転を試みてもよい。ここで縦向きになったワークは表裏いずれにしても反転されて、２周目の整列動作に入り、そこで表裏判定を受けることができる。

【0027】

２個のワークが互いに重なってクリンチ状態になることもありえるが、ワーク溜め３２を設ける場合は、クリンチ状態のワークも反転動作には進まずに溜めおかれる。一方、ワーク溜め３２を設けず、かつ後述の反転装置３０において、ワーク横転防止カバー３０ａをつけないか、クリンチ状態のワークは通過できるようにしておいて、磁気ロール３０ｂにてクリンチ解除を試みてもよい。

【0028】

また以上に説明した以外にも、横向きやクリンチ状態のワークは、整列装置外に排除するようになっていてもよい。

【0029】

一方、規制天井２３の下を通過した縦向きワークの進路には、内寄せガイド２４が、ワークの進路を横切るように配置される。ワークＷは内寄せガイド２４に接触し、内寄せガイド２４の長手方向に沿って移動することで、一列に並ぶ。

【0030】

第２外寄せガイド２５は、内寄せガイド２４によってワークＷが導かれた先にあり、ワークＷを画像センサ２６による検知位置に導く。

【0031】

画像センサ２６は、ワークの画像情報を取得し、図示しない制御装置に出力する。制御装置では、その画像を既知の表向きワークと比較することなどによって、ワークの表裏を判定する。制御装置は、その判定に基づいて、仕分け装置２７を制御する。表向きと判定されたワークには、“ｈ”を、裏向きと判定されたワークには“ｔ”を図２において付している。

【0032】

仕分け装置２７は、表向きワークをそのまま通過させることで整列ガイド２８に導く一方で、裏向きワークを回転テーブル２０内側方向に移動させることで列から排除して、反転装置３０に導く。仕分け装置は、ワークにエアを吹き付けることでその進行方向を制御してもよいし、遮断機のようにワークに接触することで、ワークの進行方向を制御する機構を備えてもよい。図２では、仕分け装置２７としてエア吹きつけ機構を適用しており、符号は付さないが、エアによりワークが移動しすぎないようにその動きを制限し、反転装置３０に導くガイド部材をさらに設けている。

【0033】

表向きワークは、整列ガイド２８によって一列に並んでリニアフィーダ２９に導かれ、整列装置２外に搬送される。

【0034】

一方、裏向きワークは、反転装置３０によって、後述のとおり表向きに１８０°反転される。こうして表向きになったワークは、供給スロープ２１の下をくぐって、規制天井２３以降の部材を通過し、最終的にはリニアフィーダ２９により整列装置２外に搬送される。

【0035】

［反転装置］
反転装置３０は、図４に示すように、ワーク横転防止カバー３０ａ、磁気ロール３０ｂ、スクレイパー３０ｃを備える。また、反転装置３０は、磁気ロール３０ｂを回転させる駆動部を有する（図示せず）。

【0036】

磁気ロール３０ｂは、回転軸を中心に回転するようになっており、回転軸の周方向において間欠的に設けられた複数の磁力発生部を有する。具体的には、磁気ロール３０ｂは、円筒状の回転体３０ｄを備える。回転軸は、回転体３０ｄの円筒の中心をとおり、高さ方向に平行である。また、磁気ロール３０ｂは、回転体３０ｄの側面に固定され、回転体３０ｄの円筒の高さ方向に平行な複数の磁石３０ｅを磁力発生部として有する。磁石３０ｅの間には間隔が設けられている。磁気ロール３０ｂは、回転体３０ｄおよび磁石３０ｅ全体を包む外装シートを有する。これによって、磁気ロール３０ｂ全体は円柱状に形成される。

【0037】

磁石３０ｅの、磁気ロール３０ｂの回転軸方向における長さ、周方向における幅、および周方向における間隔は、縦向きワークを持ち上げられる程度に設定されればよい。例えば、２つ分の磁石３０ｅの幅とその間の間隙の幅との合計が、磁気ロール３０ｂに対して裏向きワークが取り得る姿勢において、ワークＷの幅Ｒ（幅が一定でない場合は最長幅であることが好ましい）以上であることが好ましい。この構成によって、ワークＷが安定的に吸着される。また、磁石間の間隙の幅は、ワークの取り得る姿勢においてワークＷの幅Ｒ（幅が一定でない場合は最短幅であることが好ましい）未満であることが好ましい。また、磁石３０ｅの幅は、ワークの取り得る姿勢に対してワークＷの幅Ｒ（幅が一定でない場合は最短幅であることが好ましい）未満であることが好ましい。

【0038】

磁気ロール３０ｂは、回転テーブル２０の上方に、回転テーブル２０の上面との間にワーク高さＨ（高さが一定でない場合は最大高さ）以上の距離を置いて設けられる。また、磁気ロール３０ｂと回転テーブル２０との間の距離は、ワークの取り得る姿勢におけるワーク幅Ｒ（幅が一定でない場合は最短幅であることが好ましい）未満であることが好ましい。

【0039】

磁気ロール３０ｂに対して裏向きワークが取り得る姿勢とは、反転装置３０の手前で、縦向きワークの長手方向の向きを磁気ロール３０ｂの回転軸に平行になるように揃える機構、または回転軸に垂直になるように揃える機構を設けることで、制限することができる。

【0040】

本形態では、回転テーブル２０による搬送方向は、磁気ロール３０の直下において、磁気ロール３０の回転軸に垂直である。また、磁気ロール３０の回転方向は、磁気ロール３０の下部で、回転テーブル２０による搬送方向とは逆向きである。

【0041】

ワーク横転防止カバー３０ａは、樹脂等の非磁性体で形成された板状の部材であり、磁気ロール３０ｂの側面に沿って湾曲している。ワーク横転防止カバー３０ａは、磁気ロール３０ｂおよび回転テーブル２０の上面から所定の距離をおいて、磁気ロール３０ｂの側面の一部を覆うように配置される。磁気ロール３０ｂの下部領域は、ワークＷを吸着できるだけの幅に渡って、ワーク横転防止カバー３０ａに覆われずに露出している。

【0042】

ワーク横転防止カバー３０ａと磁気ロール３０ｂとの距離は、磁気ロール上に裏面が吸着されたワークＷの移動を妨げないように設定される。また、この距離は、ワークＷが横転できない程度に小さいことが好ましい。

【0043】

ワーク横転防止カバー３０ａと回転テーブル２０との距離は、ワークＷの高さＨ（高さが一定でない場合は最大高さ）以上である。またこの距離は、ワークＷの幅Ｒ（幅が一定でない場合は最短幅であることが好ましい）未満であることが好ましい。

【0044】

裏向きワークが回転している磁気ロール３０ｂの近傍に搬送されてくると、ワーク横転防止カバー３０ａによって、磁気ロール３０ｂへのワークＷの側面の吸着が抑制される。ワークＷは、ワーク横転防止カバー３０ａの下を通って磁気ロール３０ｂの下方に到達する。ワークは磁気ロール３０ｂに引きつけられて持ち上げられる。

【0045】

こうして、ワークの裏面が磁気ロール３０ｂに接触した状態で、ワークは磁気ロール３０ｂの回転に伴って移動する。この移動中、ワーク横転防止カバー３０ａはワークが横転するのを防ぐ。

【0046】

スクレイパー３０ｃは脱着部の一例である。これ以外にも、磁気ロール３０ｂを表向きに保ってワークを引き離すことができる構成であれば、適宜採用される。スクレイパー３０ｃは、非磁性体、例えば樹脂で構成された板状の部材である。

【0047】

鉛直方向において、磁気ロール３０ｂの頂点を１８０°、真下を０°とし、回転方向に沿って角度が増加するとする。つまり、本形態でワークＷが吸着されるのが磁気ロール３０ｂの０°の位置であり、ワークが９０°回転する位置が磁気ロール３０ｂの９０°の位置であり、ワークの表裏が反転する位置が磁気ロール３０ｂの１８０°の位置である。スクレイパー３０ｃは、磁気ロール３０ｂに、頂点、つまり１８０°よりも下流、かつ２７０°より上流で接触するように配置される。スクレイパー３０ｃは磁気ロール３０ｂから回転テーブル２０に至るスロープを形成している。スクレイパー３０ｃにより形成されるスロープは、回転テーブル２０の回転方向に沿い、スクレイパー３０ｃの下流の回転テーブル２０の上面とスクレイパー３０ｃの上面の角度は鈍角に設定されている。

【0048】

磁気ロール３０ｂに吸着されて、その回転により反転されたワークは、スクレイパー３０ｃによって磁気ロール３０ｂから剥がされて、表向きになった状態で回転テーブル２０に戻される。

【0049】

以上の説明から明らかなように、磁力発生部の磁界にワークを導く反転搬送路とは、回転テーブル２０上の経路のうち、仕分け装置２７から反転装置３０に至る領域である。また、裏向きのワークを選り分けて反転搬送路に送り込む仕分け部は、仕分け装置２７と図示しない制御装置であり、ワークの表裏を判定する判定部は、画像センサ２６および図示しない制御装置である。

【0050】

また、仕分け装置２７および制御装置は、裏向きのワークを選り分ける工程を行い、反転装置３０は、選り分けられた裏向きワークを、回転軸の周方向において間欠的に設けられた複数の磁力発生部を有する磁気ロールに吸着させる工程、磁気ロールを回転させることで、ワークを反転させる工程、および反転することで表向きになったワークを磁気ロールから外す工程を実行する。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明は、ワークの表裏を揃え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】

【0052】

Ｗ ワーク
Ｈ ワーク高さ
Ｒ ワーク幅
２ 整列装置
２０ 回転テーブル
２１ 供給スロープ
２２ 第１外寄せガイド
２３ 規制天井
２４ 内寄せガイド
２５ 第２外寄せガイド
２６ 画像センサ
２７ 仕分け装置
２８ 整列ガイド
２９ リニアフィーダ
３０ 反転装置
３０ａ ワーク横転防止カバー
３０ｂ 磁気ロール
３０ｃ スクレイパー
３０ｄ 回転体
３０ｅ 磁石
３２ ワーク溜め

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】