特開 2024-162711 部材供給装置

(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】P2024162711

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】部材供給装置

(51)【国際特許分類】

   B23P 19/00 20060101AFI20241114BHJP

【ＦＩ】

B23P19/00 301B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023078533

(22)【出願日】2023-05-11

【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 工場見学の実施日：令和４（２０２２）年１０月７日、同月１３日、同月２６日、１１月７日、同月９日、同月２９日、令和５（２０２３）年２月１３日、同月２７日、３月３日、同月９日、同月１５日、同月２４日、４月１７日、同月２１日、５月９日 工場の場所：シヤチハタエンジニアリング株式会社 山形工場 （山形県山形市くぬぎざわ西２番１）

(71)【出願人】

【識別番号】390017891

【氏名又は名称】シヤチハタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078101

【弁理士】

【氏名又は名称】綿貫 達雄

(74)【代理人】

【識別番号】100085523

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 文夫

(74)【代理人】

【識別番号】230117259

【弁護士】

【氏名又は名称】綿貫 敬典

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 浩一

(72)【発明者】

【氏名】後藤 大輔

(72)【発明者】

【氏名】高山 凌駕

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 愛輔

(72)【発明者】

【氏名】矢口 隼人

(72)【発明者】

【氏名】半澤 貴久

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 宏

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 宣幸

(72)【発明者】

【氏名】安孫子 茂宣

(72)【発明者】

【氏名】東海林 達也

(72)【発明者】

【氏名】大沼 瑞基

(72)【発明者】

【氏名】荻野 和彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 友一

【テーマコード（参考）】

3C030

【Ｆターム（参考）】

3C030AA03

(57)【要約】

【課題】振動だけでは解消しにくい部材同士の重なりを容易に解消できる部材供給装置を提供すること。
【解決手段】複数の部材９１を収容し、収容した部材９１を供給する部材供給手段３０と、部材供給手段３０から供給された部材９１を載置する載置面２１１を備えた部材載置手段２１と、部材載置手段２１を振動させる振動発生手段とを備えた部材供給装置１０であって、載置面２１１と対向する位置に配置され、載置面２１１上の部材９１の重なりを解消するスクレーパー５０を備えた部材供給装置１０とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の部材を収容し、収容した前記部材を供給する部材供給手段と、
前記部材供給手段から供給された部材を載置する載置面を備えた部材載置手段と、
前記部材載置手段を振動させる振動発生手段とを備えた部材供給装置であって、
前記載置面と対向する位置に配置され、前記載置面上の前記部材の重なりを解消するスクレーパーを備えた部材供給装置。

【請求項2】

前記スクレーパーが可撓性部材からなる請求項１に記載の部材供給装置。

【請求項3】

前記載置面に載置された前記部材を撮影可能な撮影手段と、
前記撮影手段の撮像結果に基づいて前記部材を把持して前記載置面以外の場所に供給可能な部材把持手段とを備えた請求項１または２に記載の部材供給装置。

【請求項4】

前記部材供給手段が、前記載置面に前記部材を複数回に分けて投入することが可能な分割投入手段を備えている請求項１または２に記載の部材供給装置。

【請求項5】

前記部材が繊維加工体を含むペン芯である請求項１または２に記載の部材供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部材供給装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

部材が収容されたホッパーから載置面上に部材を供給する部材供給装置が知られている。このような部材供給装置では、載置面上の部材の重なりを解消するために載置面を振動させる機構が設けられることがある。特許文献１には、周囲を壁部で囲まれたトレーにボルト等の軸状部品が供給される部品供給装置において、前記トレーを十分な距離で往復移動させ、トレー上の軸状部品を前記壁部に衝突させることにより軸状部品の重なりを解消することが記載されている。

【0003】

このように、重なった部材に振動を与えてばらす従来技術では、部材表面の摩擦力が小さい場合はスムーズに重なりを解消できるが、部材の素材や表面形状によってはバラシが不完全となることがあった。例えば、フェルト製のペン芯などは表面の摩擦力が高いため、振動だけでは部材同士の重なりを解消することが容易ではなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１－２３５３９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の目的は、上記した従来の問題点を解決し、振動だけでは解消しにくい部材同士の重なりを容易に解消できる部材供給装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、複数の部材を収容し、収容した前記部材を供給する部材供給手段と、前記部材供給手段から供給された部材を載置する載置面を備えた部材載置手段と、前記部材載置手段を振動させる振動発生手段とを備えた部材供給装置であって、前記載置面と対向する位置に配置され、前記載置面上の前記部材の重なりを解消するスクレーパーを備えた部材供給装置とする。

【0007】

また、前記スクレーパーが可撓性部材からなる構成とすることが好ましい。

【0008】

また、前記載置面に載置された前記部材を撮影可能な撮影手段と、前記撮影手段の撮像結果に基づいて前記部材を把持して前記載置面以外の場所に供給可能な部材把持手段とを備えた構成とすることが好ましい。

【0009】

また、前記部材供給手段が、前記載置面に前記部材を複数回に分けて投入することが可能な分割投入手段を備えた構成とすることが好ましい。

【0010】

また、前記部材が繊維加工体を含むペン芯であることが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明では、振動だけでは解消しにくい部材同士の重なりを容易に解消できる部材供給装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態の部材供給装置の平面図である。なお、２つのテーブルが部材供給位置にある状態を表している。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】実施形態の部材供給装置の平面図である。なお、右側のテーブルが撮像・ピッキング位置にある状態を表している。

【図4】実施形態のスクレーパーを表す斜視図である。

【図5】図２の部分拡大図である。

【図6】図３のＢ-Ｂ断面図の部分拡大図である。

【図7】実施形態のピッキング装置を表す模式図である。

【図8】実施形態の部材供給装置における部材供給の流れを表す模式図である。

【図9】実施形態のペン芯が用いられている筆記具の中央縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

（部材）
以下に本発明の実施形態を説明するが、まず、実施形態の部材供給装置１０にて供給される部材について説明する。実施形態の部材供給装置１０にて供給される部材は、図９に示す筆記具９０に用いられるフェルト製のペン芯９１である。ペン芯９１の材質はフェルトに限定されず、他の繊維加工体を含むものであってもよい。実施形態の部材供給装置１０は、筆記具９０の組立ラインの一部を構成するものである。

【0014】

（部材供給装置）
実施形態の部材供給装置１０の構造について説明する。本明細書においては、図１などに示したとおり、部材供給装置１０の設置面側すなわち鉛直下側を部材供給装置１０の下側とし、その反対側を上側とする。また、部材供給装置１０のピッキングエリア側を前側とし、その反対側を後側とする。さらに、上下方向及び前後方向に対して直角となる方向を、部材供給装置１０の左右方向とする。

【0015】

図１及び図２に示されるように、実施形態の部材供給装置１０は、ベース１１と、ベース１１の上に固定されたレール台１２と、レール台１２の上に固定されたガイドレール１３とを備えている。本実施形態では、部材供給装置１０の前後方向にわたって延びる一対のガイドレール１３が、左右に隣り合うように２組設けられている。

【0016】

これらのガイドレール１３には、１組のガイドレール１３に対して１つの可動部２０が前後方向にスライド可能に取り付けられている。実施形態の可動部２０は、ペン芯９１が載置されるテーブル２１と、テーブル２１の底部に設けられたスライド部材２２とを備えている。これらのスライド部材２２がガイドレール１３にスライド可能に組み付けられ、所定の位置に停止できるように制御されている。テーブル２１の構成については後段で詳述する。

【0017】

実施形態のベース１１には、４本の脚部１４が立設されている。脚部１４の上部に固定され平面視略コ字状に組まれた３本のフレームが、フレーム構造体１５を形成している。さらに、実施形態のフレーム構造体１５は、そのコ字状の内側空間において左右方向に架け渡された複数の横フレームを備えている。実施形態のフレーム構造体１５には、図１に示されるように、前側の第１横フレーム１５１と、第１横フレーム１５１の後ろ側に間隔を空けて取り付けられた第２横フレーム１５２と、第２横フレーム１５２の後ろ側に間隔を空けて取り付けられた第３横フレーム１５３とが設けられている。

【0018】

第２横フレーム１５２と第３横フレーム１５３の上面には、２つのホッパー３０が左右に並んで取り付けられている。ホッパー３０は、複数のペン芯９１を収容し、収容したペン芯９１をテーブル２１の上に供給する部材供給手段である。図１及び図２に示されるように、実施形態のホッパー３０は、平面視で前後方向に長い形状を有し、ペン芯９１がばら積みされる箱型の部材であって、第２横フレーム１５２と第３横フレーム１５３に架け渡されるように取り付けられている。

【0019】

なお、図１は、ホッパー３０の構造を見やすくするために、部材供給装置１０の右側のホッパー３０にペン芯９１が収容されている状態を示し、左側のホッパー３０に収容されたペン芯９１は図示を省略している。

【0020】

実施形態のホッパー３０は、底面と、左右両側面と、背面とに囲まれた平面視略矩形の箱型形状を備え、前側が開口している。底面の前端である前端部３１の下方には、前方に向かって斜め下向きに傾斜したスライダ３２が設けられている。ホッパー３０に収容されたペン芯９１は、スライダ３２の上を滑り降りてテーブル２１の上に落下する。

【0021】

ホッパー３０は、テーブル２１上にペン芯９１を複数回に分けて供給可能とする分割投入手段を備えていることが好ましい。実施形態のホッパー３０の底面には、収容されたペン芯９１を前方へ送る搬送コンベア３３を備えている。実施形態の搬送コンベア３３はピッチ送りコンベアであり、ペン芯９１を複数回に分けて前端部３１から送り出し、テーブル２１に投入することができる。このように、分割投入手段を備えたホッパー３０とすれば、ペン芯９１をテーブル２１に複数回に分けて少しずつ供給することができ、テーブル２１上におけるペン芯９１の初期の重なりを抑制することができる。

【0022】

なお、ホッパー３０の構造は実施形態のものに限定されず、他の構成であってもよい。

【0023】

さらに、実施形態の部材供給装置１０では、スライダ３２の前方に、ペン芯９１の投入位置をガイドする傾斜ガイド４０が設けられている。図１及び図２に示されるように、実施形態の傾斜ガイド４０は、第１横フレーム１５１に取り付けられた断面略コ字状の板状部材であり、スライダ３２と対向するように配置され、後方に向かって斜め下向きに傾斜している。スライダ３２を滑り下りてきたペン芯９１は、傾斜ガイド４０に当たってからテーブル２１上に落下する。

【0024】

次に、テーブル２１について説明する。前述したように、実施形態のテーブル２１は、ガイドレール１３に沿って前後方向にスライド可能であって、かつ、所定の位置に停止可能に制御されている。図１及び図２に示されるように、実施形態のテーブル２１は、前後方向に長い平面視略矩形に形成され、その上面はペン芯９１を載置する平滑面である載置面２１１となっている。載置面２１１の左右両側の端部には、載置面２１１から立ち上がる壁部２１２が設けられている。実施形態の壁部２１２は、外側に向かって高くなる傾斜面を備え、ペン芯９１の落下を抑制している。

【0025】

実施形態のテーブル２１は、透光性を有する照光テーブルであり、内部に照明手段２１４を備えている。実施形態の照明手段２１４はテーブル２１の中心より前側の位置に配置された面状発光体である。実施形態の照明手段２１４は、撮像・ピッキング位置にあるテーブル２１（図３の右側のテーブル２１）の前側半分程度の領域全体を下側から照らすことができる。なお、後述するように、テーブル２１の前側領域において、ピッキング装置の動作領域と重なる部分が、図３において点線で示したピッキングエリアＡ１となる。ピッキングエリアＡ１が下から照明されると、ピッキングエリアＡ１上に散在するペン芯９１が相対的に暗くなり、撮像データ上の認識が容易となる。

【0026】

実施形態のテーブル２１の前端にはシューター２１３が設けられていることが好ましい。実施形態のシューター２１３は、略中央に開口部を有し、この開口に向かって斜め下向きに傾斜する板部を備えている。シューター２１３は、後述するペン芯９１の排出時にペン芯９１の排出をガイドする部材である。

【0027】

また、部材供給装置１０には、部材載置手段であるテーブル２１に振動を発生させることが可能な振動発生手段が設けられている。前記振動発生手段がペン芯９１を載せたテーブル２１を振動させることにより、ペン芯９１の重なりの少なくとも一部をバラすことができる。実施形態の振動発生手段は、テーブル２１を水平方向に往復移動させる移動機構であるが、テーブル２１に上下方向の振動を与える振動発生手段が設けられていても良い。

【0028】

また、本実施形態の部材供給装置１０は、各テーブル２１の載置面２１１と対向する位置に、載置面２１１上のペン芯９１の重なりを解消する前側スクレーパー５０を備えている。図４に示されるように、実施形態の前側スクレーパー５０は可撓性部材からなり、ペン芯９１と干渉して撓む際の応力によりペン芯９１の重なりを解消するものである。前側スクレーパー５０には、図４に示されるように、複数の切込みが設けられていてもよい。これにより、重なったペン芯９１と干渉したときに柔軟に撓みやすくなる。

【0029】

実施形態の前側スクレーパー５０は、金属製の取付部材５１に固定されており、図２及び図５に示されるように、この取付部材５１を介して第１横フレーム１５１に固定されている。前側スクレーパー５０の下端と、載置面２１１との間にはペン芯９１の直径よりわずかに大きい隙間が設けられている。これにより、図６に示されるように、ペン芯９１が載置されたテーブル２１がスライドして前側スクレーパー５０の下を通る際に、重なったペン芯９１に前側スクレーパー５０が干渉して確実に重なりを解消することができる。テーブル２１の挙動については後段で詳述する。

【0030】

さらに、部材供給装置１０には、部材排出用のスクレーパーが設けられていることが好ましい。実施形態の部材供給装置１０では、図２及び図５に示されるように、
載置面２１１上におけるペン芯投入位置の後方に部材排出用の後側スクレーパー６０が設けられている。実施形態の後側スクレーパー６０は、図４に示す前側スクレーパー５０と同じ形状であり、第２横フレーム１５２に取り付けられている。部材供給装置１０におけるペン芯９１の排出動作については後段で詳述する。

【0031】

また、部材供給装置１０は、載置面２１１に載置されたペン芯９１を撮影する撮影手段と、この撮影手段の撮像結果に基づいてペン芯９１を把持し、把持したペン芯９１を載置面２１１以外の場所に移動させることができる部材把持手段とを備えることが好ましい。

【0032】

実施形態の部材供給装置１０には、図７に示されるように、左右のテーブル２１の前側の位置にピッキング装置７０が配置されている。実施形態のピッキング装置７０は、カメラ７１と、ワークを保持可能なワーク保持部７２と、ワーク保持部７２を移動させるロボットアーム７３とを備えている。ピッキング装置７０の動作領域を可動域Ａ３とすると、載置面２１１のうち可動域Ａ３内に含まれる領域がピッキングエリアＡ１となる。

【0033】

ピッキング装置７０は、カメラ７１が撮影したピッキングエリアＡ１の撮像結果に基づき、ピッキングエリアＡ１に散在するペン芯９１にワーク保持部７２を接近させて把持する。ピッキング装置７０は、把持したペン芯９１を、可動域Ａ３内にある移送エリアＡ２に移送する。実施形態のピッキング装置７０は、移送エリアＡ２に移送したペン芯９１の姿勢を一定の向きとなるように揃え、図示しないラインフィーダに供給してペン芯９１を筆記具９０の組立ラインに流す。

【0034】

（動作）
次に、実施形態の部材供給装置１０の動作について、図８等を参照して説明する。なお、図８は模式図であり、傾斜ガイド４０など一部の図示を省略している。

【0035】

（ペン芯投入開始）
実施形態においては、図３に示される左側のテーブル２１の位置がペン芯供給位置となる。図８（１）（２）に示されるように、ペン芯供給位置にて停止しているテーブル２１上に、ホッパー３０からペン芯９１が供給される。このとき、前述したように、ホッパー３０から複数回に分けてペン芯９１が投入されることが好ましい。

【0036】

（ペン芯バラシ）
所定の量のペン芯９１が載置面２１１に供給されると、図８（３）に示されるように、前記振動発生手段である移動機構がテーブル２１を往復移動させ、テーブル２１が前後方向に揺すられる。テーブル２１の振動に伴い、ペン芯９１の重なりの少なくとも一部が解消される。なお、実施形態では、テーブル２１の前進と後退を各１回ずつ行っているが、部材の種類によって前進と後退の数や移動距離を増減させることができる。

【0037】

また、このペン芯バラシ工程において、テーブル２１の水平移動距離を、テーブル２１の少なくとも一部が前側スクレーパー５０の下を通過する程度に設定すると、重なったペン芯９１の少なくとも一部と前側スクレーパー５０とが干渉して重なりを解消することが可能である。

【0038】

ところで、後側スクレーパー６０と載置面２１１との距離はペン芯９１の直径より小さいため、載置面２１１上のペン芯９１は後側スクレーパー６０の下を通過して後方に移動することができない。これにより、テーブル２１の振動に伴ってペン芯９１がピッキングエリアを外れて後方に転がり出てしまうことを防ぎ、ペン芯９１をピッキングエリア内に保持しておくことができる。

【0039】

（撮像・ピッキング）
次に、テーブル２１は、図８（４）に示されるように所定の撮像・ピッキング位置まで前進して停止する。このとき、ピッキングエリアＡ１上に重なったペン芯９１と前側スクレーパー５０とが干渉し、ペン芯９１同士の重なりが解消される。前述したように、実施形態の前側スクレーパー５０は可撓性を有しており、当接したペン芯９１に追従して撓み、摩擦力の大きいペン芯９１を効率的にならすことができる。なお、少なくともピッキングエリアＡ１となる領域全体が前側スクレーパー５０の下を通過する位置までテーブル２１を前進させることが好ましい。

【0040】

テーブル２１が撮像・ピッキング位置にて停止すると、照光手段２１４が発光して載置面２１１が照らされ、撮影とピッキングが行われる。このとき、載置面２１１上の全てのペン芯９１がピッキングされなくてもよく、例えばピッキングエリアＡ１からはみ出すなどした一部のペン芯９１が載置面２１１上に残される場合もある。

【0041】

（ペン芯排出）
所定の数量または所定の時間のピッキングが終了したら、図８（５）に示されるように、テーブル２１が後退する。このとき、載置面２１１上に残ったペン芯９１は、テーブル２１の後退に伴い後側スクレーパー６０に突き当たって掻き集められる。

【0042】

実施形態のレール台１２には、後側スクレーパー６０の前側の位置に、図示しないペン芯排出口が形成されている。図８（６）に示されるように、後退したテーブル２１の前端またはその近傍の部分が後側スクレーパー６０の下を通過すると、後側スクレーパー６０に堰き止められたペン芯９１が載置面２１１から落下し、ペン芯排出口から排出される。実施形態ではペン芯排出口の下にペン芯回収ボックス１６が設けられており、落下したペン芯９１を回収することができる。

【0043】

載置面２１１上のペン芯９１が排出されたテーブル２１は、再び図８（１）に示すペン芯供給位置に戻る。

【0044】

このように、本発明の部材供給装置１０では、振動だけでは解消しにくい部材同士の重なりを確実に解消することが可能となる。また、実施形態の部材供給装置１０では、部材載置手段であるテーブル２１がペン芯供給位置と撮像・ピッキング位置との間を移動するのに伴って自動的に部材の重なりを解消することが可能であるため、装置自体の構成を簡素化することができる。

【0045】

また、実施形態の部材供給装置１０は、２台のホッパー３０と、２台のテーブル２１とが１つのフレーム構造体１５に組付けられてユニットを形成している。これにより、製品組立ラインにおいて部材供給装置１０をユニットとして配置することが可能となり、部材の種類に応じたカスタマイズが容易となる。

【0046】

以上、実施形態を例に挙げて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、テーブル２１のペン芯供給位置は図１及び図３に図示した位置に限定されず、例えばテーブル２１の前端または可動部２０の前端が第１横フレーム１５１の前端とほぼ揃う位置であってもよい。

【符号の説明】

【0047】

１０ 部材供給装置
１２ レール台
１３ ガイドレール
１５ フレーム構造体
１５１ 第１横フレーム
１５２ 第２横フレーム
１５３ 第３横フレーム
２０ 可動部
２１ テーブル
２１１ 載置面
２１２ 壁部
２１３ シューター
２１４ 照明手段
３０ ホッパー
３２ スライダ
３３ 搬送コンベア
４０ 傾斜ガイド
５０ 前側スクレーパー
６０ 後側スクレーパー
９１ ペン芯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】