JP5685779B2 - バネ分離装置 - Google Patents

Description

本発明は、バネ分離装置に関し、さらに詳細には、絡み合ったバネを分離させるバネ分離装置に関する。

近年、精密機械装置、精密電子機器等において、構成部品として微細なコイルバネ（以下、単に「バネ」と記載する場合がある）が使用される場合が多くなっている。
例えば、それらの装置・機器の組立ラインにおいては、バネ同士が相互に絡み合った状態でライン上を流れてくる場合が少なくないため、当該バネをパーツフィーダ等の供給装置に送る前に、バネの絡み合いを解消させる必要がある。

従来のバネを分離させる方法の例として、絡み合ったバネをケースに入れてエアガンによる圧縮空気を吹き付けることでケースの壁に衝突させて、絡み合いを解消する方法があった。しかし、そのような方法では、分離した個々のバネをケースからライン上へ戻す作業が必要となるため、組立ラインの自動運転ができず、作業者が監視する必要があった。また、絡み合いの解消後であっても、給材中に再び絡み合いが生じてしまうため、繰り返し、絡み合いを解消する作業が必要になっていた。

そのため、従来から絡み合ったバネを分離させて、自動組付機等の供給装置に流れていく場合にも供給不良を起こさないようなバネ分離装置の開発が行われてきた（特許文献１、２参照）。
例えば、特許文献１記載のバネ分離装置１００（図４参照）は、バネ通路１１５の底部の圧縮空気吹出し口１１８からこの底部の垂直方向に吹き出す圧縮空気Ｗで絡み合ったバネ１２０を一組ずつ当該圧縮空気Ｗに載せて吹き上げて、この絡み合ったバネ１２０を筐体１０４の上面部１１０の内面に衝突させることによって、絡み合ったバネを分離させる装置である。

特開平９−４０１４８号公報 特開２００３−３４１８２４号公報

しかしながら、例えば特許文献１に開示される装置では、筐体１０４の底部の圧縮空気吹出し口１１８から吹き出す圧縮空気Ｗによって、絡み合ったバネ１２０を筐体１０４の内面に衝突させ、絡み合ったバネ１２０を分離させることができる作用が得られる一方で、筐体１０４内に吹き出された圧縮空気Ｗが、バネ１２０と共に排出口１１４から排気される作用が生じることとなる。このような排気作用が原因となり、当該装置を例えば外径が２．０［ｍｍ］未満程度の微細バネには適用できないという課題があった。すなわち、微細バネは非常に軽量であるため、バネの排出口に空気流が発生すると吹き飛ばされてしまうという課題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、微細バネに対してその絡み合いを好適に解消することが可能であって、手作業によることなくインラインでの自動運転を可能とすることで歩留まり性の向上が可能なバネ分離装置を提供することを目的とする。

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

開示のバネ分離装置は、絡み合ったバネを分離させるバネ分離装置であって、一端に圧縮空気を送り込むノズルが設けられ、他端に衝突壁が設けられて塞がれると共に該他端近傍の外周部を貫通する排出孔が設けられた管状の送出管と、前記送出管の中間部に接続される管状の供給管と、を備え、前記ノズルから、前記送出管の一端から他端に向かう方向に圧縮空気を送り込んで、前記供給管内に負圧を発生させることにより、該供給管の先端開口部からバネを吸引して前記送出管内に取り込み、該バネを前記圧縮空気の流れによって前記衝突壁に衝突させて絡み合いを解消させて前記排出孔から該圧縮空気の排気と共に排出することを特徴とする。
これによれば、絡み合いが生じているバネを取り込んで衝突壁に衝突させ、その際の衝撃によって絡み合いを解消して、個々のバネに分離させることが可能となる。

また、前記排出孔に対して前記送出管の径方向に離間して該排出孔を覆うカバーをさらに備え、前記カバーは、前記排出孔から排出される圧縮空気を通過させて排気する排気口が設けられ、前記排気口は、前記排出孔に対して前記送出管の軸線方向および周方向において一致する位置に配設されると共に、該排出孔よりも外形が大きく形成され、且つ、前記バネの通過を阻止するフィルタ部材が取り付けられていることを特徴とする。
これによれば、微細バネを吹き飛ばしてしまうことなく分離させることが可能となる。すなわち、このバネ分離装置は、特に、バネ外径が２．０［ｍｍ］未満程度の微細コイルバネに対して好適に適用することができる。

また、前記衝突壁は、前記送出管の他端から一端に向かう方向に突起する形状であって、前記排出孔は、前記突起形状の斜面に対して前記送出管の軸線方向において一致する位置に設けられていることを特徴とする。
これによれば、当該突起形状の頂点および斜面を利用して絡み合った個々のバネを異なる方向に引き離す作用が得られるため、バネの分離効果を向上させることができる。さらに、衝突壁が斜面を有する突起形状であること、および排出孔の配設位置が当該斜面と一致していることによって、衝突壁に衝突して絡み合いが解消されたバネが排出孔から容易に排出される効果が得られる。

また、前記カバーは、前記送出管の前記排出孔の周囲を覆って密閉する形状で、且つ、前記排気口、および前記排出孔から排出されるバネを除材する除材口が開口する形状に形成され、前記除材口は、前記バネの重力落下による排出が可能なように前記カバーの下部位置に設けられていることを特徴とする。
これによれば、分離されて排出孔から排出された微細バネが吹き飛んでしまうことが防止でき、微細バネを重力落下によって除材口から供給（除材）することが可能となる。

また、前記送出管は、他端と前記供給管が接続される位置との間の管路にディフューザが交換可能に設けられていることを特徴とする。
これによれば、バネの大きさに応じて、ディフューザの内径を変更することが可能となる。

開示のバネ分離装置によれば、微細バネに対してその絡み合いを好適に解消することが可能となる。また、手作業によることなく、インラインでの自動運転ができるため、歩留まり性の向上が可能となる。

本発明の実施形態に係るバネ分離装置の例を示す概略図（正面断面図）である。 図１に示すバネ分離装置の概略図（側面図）である。 図１に示すバネ分離装置の排出孔および排気口の例を示す概略図（拡大図）である。 従来の実施形態に係るバネ分離装置の例を示す概略図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係るバネ分離装置１の例を示す正面断面図（概略図）であり、図２は、バネ分離装置１の左側面図である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、以下の説明中、「送出管の軸線方向」とは、「送出管の（中心軸の）長手方向」の意として、「送出管の径方向」とは、「送出管の軸線方向と直交する半径方向」の意として、「送出管の周方向」とは、「送出管の軸線方向と直交する切断面の外周に沿う方向」の意として、それぞれ用いる。

本実施形態に係るバネ分離装置１は、精密機械装置・精密電子機器等の構成部品として使用される微細バネが、例えば組立ライン上を流れてくる際等において複数個絡み合っている場合に、その絡み合いを解消して個々のバネに分離させる装置である。このバネ分離装置１は、特に、バネ外径が２．０［ｍｍ］未満程度の微細コイルバネに対して好適に適用することができる。具体的なバネ形状の一例を挙げれば、バネ外径：０．４３５［ｍｍ］、バネ長さ：１．５［ｍｍ］、バネ重量：０．０００３１［ｇ／個］といった形状である。このような微細バネは、非常に軽量であるために、僅かな空気流によっても吹き飛ばされてしまうことが課題となる。

本実施形態に係るバネ分離装置１は、図１、図２に示すように、管状の送出管１０および当該送出管１０の中間部に接続される管状の供給管１１を備える。ここで、送出管１０と供給管１１とは、それぞれの管路が連通するように接続されている。なお、同図中の供給管１１は、管継手を兼ねた構造で図示している。

送出管１０は、一端１０ａに圧縮空気を送り込むノズル１２が設けられている。ノズル１２は、管継手１６およびこれに接続される配管（不図示）を介して、空気圧縮機（不図示）に連通しており、送出管１０内への圧縮空気の送出を可能としている。
一方、送出管１０の他端１０ｂには衝突壁１３が設けられて端面開口部が塞がれた構成となっている。また他端１０ｂ近傍の外周部を貫通する排出孔１４が設けられている。

また、送出管１０の管路には、圧縮空気の流量・流速を規定するディフューザ１５が設けられている。ディフューザ１５は、送出管１０における他端１０ｂと供給管１１が接続される位置との間の配設されており、内部を通過するバネの大きさに対応して内径を変更することができるように（詳細は後述）、交換可能に構成されている。

ここで、送出管１０の他端１０ｂに設けられる衝突壁１３は、本実施形態においては、送出管１０の他端１０ｂから一端１０ａに向かう方向に突起する円錐形状を有している。さらに、当該衝突壁１３の円錐形状の斜面１３ａに対して送出管１０の軸線方向において一致する位置に、排出孔１４が設けられている。
なお、突起形状は、円錐形状に限定されるものではなく、三角錐形状、四角錐形状、半球形状等のように形成することが考えられる。

また、バネ分離装置１は、送出管１０の排出孔１４に対して当該送出管１０の径方向に離間（離間距離：Ｌ）して当該排出孔１４を覆うカバー２０を備えている。このとき、離間距離Ｌは、バネ２のバネ外径よりも大きく設定する必要がある。
本実施形態においては、カバー２０は、排出孔１４の周囲すなわち当該排出孔１４を含む送出管１０の他端１０ｂ領域を覆うようにして密閉する形状に形成されている。ただし、カバー２０には、送出管１０の排出孔１４から排出される圧縮空気を通過させて排気する排気口２１、および排出孔１４から排出されるバネ２を除材する除材口２３が開口して設けられている。

ここで、本実施形態に特徴的な構成として、カバー２０に設けられる排気口２１は、排出孔１４に対して送出管１０の軸線方向および周方向において一致する位置に配設されると共に、当該排出孔１４よりも大きい形状に形成され、且つ、バネ２の通過を阻止するフィルタ部材２２が取り付けられている。

これによれば、排出孔１４から排気口２１に向かう方向以外に、圧縮空気を流さない作用が得られる。すなわち、微細なバネ２を吹き飛ばす原因となる空気流（特に、除材口２３方向に向かう空気流）の発生を防止することができる。なお、厳密に言えば、排出孔１４から排気口２１に向かう方向以外の圧縮空気の分流成分はゼロではないが、無視できる程度に低減された状態にできる。

図２、図３に示すように、本実施形態では、一例として、排出孔１４は長孔形状に形成され、排気口２１は円形に形成されている。このとき、排気口２１の内径が排出孔１４の長手方向の内径よりも大きい形状に形成されている。なお、図３は、図２における排出孔１４および排気口２１の近傍を拡大した概略図であり、それぞれの形状を分かり易くするために、フィルタ部材２２の図示を省略している。

一方、カバー２０に設けられる除材口２３は、排出孔１４から排出されてフィルタ部材２２に衝突したバネ２が重力落下して排出されるように、カバー２０の下部位置に設けられている。本実施形態では、送出管１０の一端１０ａが上位置に、他端１０ｂが下位置になるように配置して、これに伴って、筒状のカバー２０の端面に開口して形成される除材口２３が最下位置に配置される構成となっている。

なお、送出管１０に設けられる排出孔１４、および当該排出孔１４に対応する位置に設けられる排気口２１の設置個数は適宜設定すればよい。本実施形態では、排出孔１４および排気口２１を、それぞれ四箇所ずつ形成する構成としている。

また、排気口２１に取り付けられるフィルタ部材２２は、バネ２の通過を阻止する作用が得られればよく、一例として、金属材料もしくは樹脂材料を用いて形成されるメッシュ状部材である。なお、その他の例として、スリット状部材等を使用してもよい。

続いて、図１を参照して、上記構成を備えるバネ分離装置１を用いて絡み合ったバネを分離させる方法について説明する。なお、図１における実線矢印は圧縮空気の通過経路を示し、破線矢印はバネ２の通過経路を示す。

先ず、ノズル１２から、送出管１０内へ圧縮空気を送り込む。このとき、図１の実線矢印で示すように、圧縮空気を送出管１０の一端１０ａから他端１０ｂに向かう方向に送出する。これによって、供給管１１内に負圧が発生する。

次いで、供給管１１内に発生した負圧を利用することによって、絡み合ったバネ２（ここでは、バネ２Ａおよび２Ｂ）を供給管１１の先端開口部１１ａから供給管１１内に吸引して取り込む。なお、供給管１１は図１、２に示す形状に限定されるものではなく、延長配管（不図示）等を接続することによって、先端開口部の位置を組立ラインにおける最適な位置に配設することが可能となる。

次いで、供給管１１内に取り込んだ絡み合った状態のバネ２Ａ、２Ｂを、送出管１０内を流れる圧縮空気の作用によって、当該供給管１１から連通する送出管１０内へと引き込んで、圧縮空気の流れによってディフューザ１５内を通過させて、衝突壁１３に衝突させる。この衝突の際に絡み合ったバネ２および２Ｂに衝撃が与えられることによって絡み合いが解消され、個々のバネ２Ａとバネ２Ｂとに分離することができる。
なお、ディフューザ１５は、交換可能に構成されているため、バネ２の大きさに応じて内径を変更することができ、バネ分離装置１を汎用的に用いることが可能となる。

ここで、本実施形態では、衝突壁１３が、送出管１０の他端１０ｂから一端１０ａに向かう方向に突起する円錐形状であることによって、絡み合ったバネの分離効果を向上させることができる。これは、圧縮空気によって送出管１０内を送出される絡み合ったバネ２および２Ｂを、円錐形状の頂点に接触させ、且つ、円錐形状の斜面１３ａを利用して個々のバネ２を異なる方向に引き離す作用が得られるためである。一例として、衝突壁１３の円錐形状は、頂点のなす角が図１の断面図に示す程度の鈍角である形状が効果的である。

次いで、絡み合いが解消されたバネ２Ａおよびバネ２Ｂは、圧縮空気の排気と共に排出孔１４から送出管１０の外へ排出される。このとき、排出孔１４から排出された圧縮空気は、カバー２０の排気口２１を通過して装置外部へ排気される。
本実施形態では、排出孔１４が、衝突壁１３の円錐形状の斜面１３ａに対して送出管１０の軸線方向において一致する位置に設けられていることによって、衝突壁１３に衝突して絡み合いが解消されたバネ２が排出孔１４から容易に排出される効果が得られ、送出管１０内の衝突壁１３近傍にバネ２が滞留してしまうことが防止できる。

次いで、排出孔１４から排出されたバネ２は、カバー２０の排気口２１に取り付けられたフィルタ部材２２に衝突し、重力の作用で下方に落下して、カバー２２の下部位置に設けられている除材口２３から排出される。

このとき、排出孔１４から排出される圧縮空気のほぼ全てを排気口２１に流す作用が得られるため、当該圧縮空気が排気口２１以外の方向に流れることを防止する効果が得られる。これは、排気口２１が、排出孔１４に対して送出管１０の軸線方向および周方向において一致する位置に配設され、当該排出孔１４よりも大きい形状に形成されているため、排出孔１４から排出された圧縮空気がカバー２０によって遮られず、流れ方向が変化しないことによって得られる効果である。

すなわち、排出孔１４から排出された圧縮空気が排気口２１以外の方向、特に、除材口２３に向かう方向に分流することを防止できる。その結果、バネ２をフィルタ部材２２に衝突させる作用以外の作用を生じさせる空気流（特に、除材口２３へ向かう空気流）をほぼゼロにする（影響が無視できる程度まで低減する）ことができるため、極めて軽量であるバネ２を除材口２３から吹き飛ばしてしまうことが防止できる。したがって、当該バネ２の自然落下（重力落下）による供給（除材口２３からの除材）が可能となる。

なお、絡み合ったバネの個数は二つの場合に限定されるものではなく、三つ以上の場合にも同様の作用が得られる。したがって、三つ以上のバネによる絡み合いを想定して、各構成部材の寸法を設定することが好適である。

以上説明した通り、開示のバネ分離装置によれば、微細バネに対してその絡み合いを好適に解消することが可能となる。また、その際に、微細バネを圧縮空気によって除材口から吹き飛ばしてしまうことが防止できる。

また、従来のバネ分離方法では、バネを取り扱う自動組立ラインにおいてバネ同士の絡み合いが発生した場合、ライン上でバネを分離させることは困難であったため、ラインの外部へ取り出して分離作業を行った後、再度、ライン上に戻す必要があった。その結果、手間と時間がかかり歩留まり性を低下させる要因となっていた。
これに対して、開示のバネ分離装置によれば、手作業によることなく、インラインでの自動運転によって絡み合ったバネの分離が可能となるため、歩留まり性を著しく向上させることが可能となる。

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。特に、分離させる対象物として微細コイルバネを例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、その他の微細バネ、さらには微細形状を有するワークに対しても適用が可能である。

１ バネ分離装置
２ バネ
１０ 送出管
１１ 供給管
１２ ノズル
１３ 衝突壁
１４ 排出孔
１５ ディフューザ
１６ 管継手
２０ カバー
２１ 排気口
２２ フィルタ部材
２３ 除材口

Claims (6)

1. 絡み合ったバネを分離させるバネ分離装置であって、
   一端に圧縮空気を送り込むノズルが設けられ、他端に衝突壁が設けられて塞がれると共に該他端近傍の外周部を貫通する排出孔が設けられた管状の送出管と、
   前記送出管の中間部に接続される管状の供給管と、を備え、
   前記ノズルから、前記送出管の一端から他端に向かう方向に圧縮空気を送り込んで、前記供給管内に負圧を発生させることにより、該供給管の先端開口部からバネを吸引して前記送出管内に取り込み、該バネを前記圧縮空気の流れによって前記衝突壁に衝突させて絡み合いを解消させて前記排出孔から該圧縮空気の排気と共に排出すること
   を特徴とするバネ分離装置。
2. 前記排出孔に対して前記送出管の径方向に離間して該排出孔を覆うカバーをさらに備え、
   前記カバーは、前記排出孔から排出される圧縮空気を通過させて排気する排気口が設けられ、
   前記排気口は、前記排出孔に対して前記送出管の軸線方向および周方向において一致する位置に配設されると共に、該排出孔よりも外形が大きく形成され、且つ、前記バネの通過を阻止するフィルタ部材が取り付けられていること
   を特徴とする請求項１記載のバネ分離装置。
3. 前記衝突壁は、前記送出管の他端から一端に向かう方向に突起する突起形状であって、
   前記排出孔は、前記突起形状の斜面に対して前記送出管の軸線方向において一致する位置に設けられていること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載のバネ分離装置。
4. 前記カバーは、前記送出管の前記排出孔の周囲を覆って密閉する形状で、且つ、前記排気口、および前記排出孔から排出されるバネを除材する除材口が開口する形状に形成され、
   前記除材口は、前記バネの重力落下による排出が可能なように前記カバーの下部位置に設けられていること
   を特徴とする請求項２記載のバネ分離装置。
5. 前記送出管は、他端と前記供給管が接続される位置との間の管路にディフューザが交換可能に設けられていること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバネ分離装置。
6. 前記バネは、バネ外径が２．０ｍｍ未満程度の微細コイルバネであること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバネ分離装置。

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