JP2011105481A - 振動式部品供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加振機構の振動を２段の板ばねで増幅して部品を搬送する振動式部品供給装置において、大きな部品供給能力が安定して得られるようにする。
【解決手段】下部振動体３と上部振動体４とを第１の板ばね５ａ、５ｂで連結し、上部振動体４とトラフ７とを剛性の高い第２の板ばね８ａと剛性の低い第２の板ばね８ｂで連結することにより、一種類の第２の板ばねを用いた装置に比べて、加振機構６の駆動力（交流電磁石１２が可動鉄芯１３を吸引する力）が剛性の高い第２の板ばね８ａからトラフ７に効率よく伝達され、かつトラフ７の大きな振幅を得られる振動周波数の範囲が低周波領域で広がるようにした。このようにすれば、トラフ７の振幅が大きくなるとともに、外乱に対する安定性が高くなり、搬送しにくい部品も大きな搬送速度で安定して搬送することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加振機構の振動を２段に設けた板ばねで増幅して部品を搬送する振動式部品供給装置に関する。

加振機構の振動を利用して部品を直線的に搬送する振動式部品供給装置としては、防振部材を介して床上の基台に支持された下部振動体とその上方に配される上部振動体とを前後一対の傾斜板ばねで連結して、これらの両振動体の間に加振機構を設け、上部振動体の上部に直線的な搬送路を有するトラフ（部品搬送部材）を取り付けて、加振機構で両振動体を振動させることにより、トラフを概ね傾斜板ばねの板厚方向に振動させてトラフ上の部品を搬送するものが多い（例えば、特許文献１参照。）。

このような従来の部品供給装置では、一般に、その加振機構が交流電磁石とこれに所定の間隔で対向する可動鉄芯とで構成されている。このため、部品搬送速度を大きくしようとしてトラフの振幅を大きくする場合は、交流電磁石と可動鉄芯の間隔も拡げる必要があり、それに伴って電磁石に流れる電流が大きくなるので、消費電力の増大や電磁石の発熱による焼損のおそれが生じる。

これに対して、本出願人は、上部振動体と部品搬送部材とを第２の板ばねで連結することにより、交流電磁石と可動鉄芯の間隔を拡げることなく、部品搬送部材の振幅を上部振動体の振幅に対して増幅し、低コストで安全に大きな部品搬送速度が得られるようにした部品供給装置を提案した（特許文献２参照。）。

しかしながら、上記のように第２の板ばねを組み込んだ部品供給装置では、上部振動体と部品搬送部材との間に第２の板ばねが介在する分、加振機構の駆動力（交流電磁石が可動鉄芯を吸引する力）が従来よりも部品搬送部材に伝達されにくいため、部品搬送部材の振幅の増幅量があまり大きくならないという点に改善の余地があった。特に、供給対象となる部品が柔らかい、あるいは滑りやすい等搬送しにくいものである場合は、部品搬送部材の振幅の不足により十分な部品搬送速度が得られないこともあった。

また、搬送動作の安定性の点でも、部品搬送部材の大きな振幅を得られる振動周波数の範囲が狭いため、部品重量の変化等の外乱に対して加振機構の振動周波数を調整しようとしたときに、部品搬送部材の振幅が急激に小さくなって部品搬送速度が大幅に低下するトラブルが生じやすいという難点があった。

上述した加振機構の駆動力の伝達および外乱に対する安定性の問題は、第２の板ばねの剛性を高くすることにより改善できると考えられる。しかし、その場合には、部品搬送部材に大きい振幅を与えられる振動周波数が高周波領域に移行することにより、柔らかいあるいは滑りやすい部品はかえって搬送しにくくなってしまうおそれがある。

特開平８−２３９１１３号公報 特開２００９−３５４１２号公報

本発明の課題は、加振機構の振動を２段の板ばねで増幅して部品を搬送する振動式部品供給装置において、大きな部品供給能力が安定して得られるようにすることである。

上記の課題を解決するため、本発明は、防振部材を介して床上に支持された下部振動体とその上方に配される上部振動体とを第１の板ばねで連結し、これらの両振動体の間に両振動体を振動させる加振機構を設け、前記上部振動体とその上方に配される部品搬送部材とを搬送方向の複数個所で第２の板ばねにより連結した振動式部品供給装置において、前記複数の第２の板ばねのうちの少なくとも一つの剛性をその他の第２の板ばねの剛性よりも高くした構成を採用した。

すなわち、上部振動体と部品搬送部材とを連結する第２の板ばねを剛性の高い板ばねと剛性の低い板ばねとで構成することにより、加振機構の駆動力が剛性の高い第２の板ばねから部品搬送部材に効率よく伝達され、部品搬送部材の大きな振幅を得られる振動周波数の範囲が低周波領域で広くなるようにして、部品搬送部材の振幅の増幅量を大きくするとともに、外乱に対する搬送動作の安定性を向上させ、搬送しにくい部品も大きな搬送速度で安定して搬送できるようにしたのである。

上記の構成においては、前記加振機構の振動周波数の調整により、前記部品搬送部材が上部振動体と同位相で振動するようにすることが望ましい。これは、図５（ａ）に示すように、部品搬送部材が上部振動体と逆位相で振動する場合は、第２の板ばねが上部振動体の振幅（μ１）と部品搬送部材の振幅（μ２）とを加えた振幅（μ１＋μ２）で曲げ応力を受け、第２の板ばねの折損が生じやすいのに対し、図５（ｂ）に示すように、部品搬送部材を上部振動体と同位相で振動させた場合は、第２の板ばねに作用する曲げ応力の振幅がμ２−μ１となって、第２の板ばねが折損しにくくなるからである。

また、前記下部振動体と上部振動体とが搬送方向の複数個所で前記第１の板ばねに連結され、これらの複数の第１の板ばねと前記複数の第２の板ばねがそれぞれ搬送方向の上流側へ傾斜した姿勢で組み込まれている場合は、その下流側の第２の板ばねの剛性を上流側の第２の板ばねの剛性よりも高くすることが望ましい。これは、上部振動体とその上方の部品搬送部材との間に第２の板ばねを介在させると、上部振動体に部品搬送部材を直接取り付けた装置に比べて上部振動体から上の部分の重心位置が高くなり、図６（ａ）に示すように部品搬送部材の下流側の振動角度がθ１からθ２へと大きくなって、部品のピッチング（踊り）が大きくなりやすいが、下流側の第２の板ばねの剛性を高めれば、図６（ｂ）に示すように下流側の振動角度をθ２からθ３へ小さくして部品搬送の安定性を確保できるからである。なお、図６（ｂ）において振動角度が小さくなったときに振幅が大きくなっているのは、前述した本発明の増幅量拡大作用によるものである。

前記第２の板ばねは、合成樹脂で形成することにより、ばね鋼で形成した従来のものよりも許容振幅を大きくして、折損しにくくすることができる。一方、前記部品搬送部材が食品を搬送するものである場合は、前記第２の板ばねをステンレス鋼で形成することもできる。ステンレス鋼製の板ばねは、許容振幅はばね鋼製のものと同程度であるが、錆の発生がない等、食品の環境を良好に保ちやすいからである。

前記部品搬送部材の送路部を網状に形成すれば、柔らかいあるいは滑りやすい部品でも大きな摩擦力をかけて確実に搬送できるようになる。さらに、その送路部として、ひし形のメッシュ形状を有するものを採用し、各メッシュの短い方の対角線が搬送方向に延びるように配すれば、送路部の凹凸への部品の食い込みが大きくなり、部品搬送の安定性を一層高めることができる。また、その送路部は焼結金網で形成することができる。

本発明の振動式部品供給装置は、上述したように、下部振動体と上部振動体を第１の板ばねで連結し、上部振動体と部品搬送部材とを剛性の高い第２の板ばねと剛性の低い第２の板ばねで連結したものであるから、一種類の第２の板ばねを用いた装置に比べて、部品搬送部材の振幅が大きく、かつ外乱に対する安定性が高いものとなり、搬送しにくい部品も大きな搬送速度で安定して搬送することができる。

実施形態の部品供給装置の正面図 図１の右側面図 図１の平面図 図３の要部拡大平面図 ａ、ｂは、それぞれ部品搬送部材の振動位相の説明図 ａ、ｂは、それぞれ部品搬送部材の振動角度の説明図

以下、図１乃至図４に基づき、本発明の実施形態を説明する。この振動式部品供給装置は、略立方体形状で柔らかく滑りやすい部品（例えば、食品のこんにゃく）を搬送対象とし、図１および図２に示すように、防振部材１を介して床上の基台２に支持された下部振動体３とその上方に配される上部振動体４とを前後一対の第１の板ばね５ａ、５ｂで連結し、これらの両振動体３、４の間に両振動体３、４を振動させる加振機構６を設け、上部振動体４とその上方に配されるトラフ（部品搬送部材）７とを前後の第２の板ばね８ａ、８ｂで連結したものである。なお、下部振動体３には、その上流側部分にカウンターウェイト９が取り付けられている。

前記トラフ７の下面中央部と上流側端面には、それぞれ第１の連結部材１０ａ、１０ｂを介して第２の板ばね８ａ、８ｂの上端部と連結される連結部７ａ、７ｂが設けられている。また、前記上部振動体４の下流側端面には、第２の板ばね８ａの下端部が連結される第２の連結部材１１と第１の板ばね５ａの上端部とが重なった状態で固定され、上流側端面には第２の板ばね８ｂの下端部と第１の板ばね５ｂの上端部とが重なった状態で固定されている。そして、前記下部振動体３に前後の第１の板ばね５ａ、５ｂの下端部が固定されている。これにより、下部振動体３と上部振動体４とが第１の板ばね５ａ、５ｂで連結され、上部振動体４とトラフ７とが第２の板ばね８ａ、８ｂで連結されている。

前記第１および第２の板ばね５ａ、５ｂ、８ａ、８ｂは、それぞれ搬送方向（図中の矢印方向）の上流側へ同じ角度だけ傾斜した姿勢で組み込まれている。そのうちの第１の板ばね５ａ、５ｂは、ばね鋼（ＪＩＳ規格：ＳＵＰ１０）で前後同一寸法に形成されており、その剛性（ばね定数）は約４００Ｎ／ｍｍとなっている。一方、第２の板ばね８ａ、８ｂは、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）で形成され、幅と長さの寸法は前後同じであるが、上流側（後側）よりも下流側（前側）が厚く高剛性になっている。具体的には、上流側の第２の板ばね８ｂは厚みが１．５ｍｍで剛性が約１３０Ｎ／ｍｍであるのに対し、下流側の第２の板ばね８ａは厚みが５ｍｍで剛性が約１６００Ｎ／ｍｍとなっている。

前記加振機構６は、下部振動体３に取り付けられる交流電磁石１２と、この電磁石１２と所定の間隔をおいて対向するように上部振動体４に取り付けられる可動鉄芯１３とで構成されており、電磁石１２に交流電流を印加することにより、電磁石１２が可動鉄芯１３を吸引する力が生じて下部振動体３と上部振動体４を振動させるようになっている。そして、上部振動体４が振動すると、これに第２の板ばね８ａ、８ｂで連結されたトラフ７が上部振動体４の振幅よりも大きい振幅で振動して、トラフ７の送路部７ｃ上の部品が図１および図３に矢印で示した方向に搬送される。ここで、電磁石１２に印加される交流電流は、トラフ７が上部振動体４と同位相で振動する（図５（ｂ）参照）ように周波数が調整されている。

また、図３および図４に示すように、前記トラフ７の送路部７ｃは、ひし形のメッシュ形状を有し、各メッシュの短い方の対角線Ａが搬送方向に延びるように配された焼結金網で形成され、柔らかく滑りやすい部品でもメッシュの凹凸へ大きく食い込ませて確実に搬送できるようになっている。

この部品供給装置は、上記の構成であり、上部振動体４とトラフ７とを剛性の高い第２の板ばね８ａと剛性の低い第２の板ばね８ｂで連結しているので、一種類の第２の板ばねを用いた装置に比べて、加振機構６の駆動力（交流電磁石１２が可動鉄芯１３を吸引する力）が剛性の高い第２の板ばね８ａからトラフ７に効率よく伝達され、かつトラフ７の大きな振幅を得られる振動周波数の範囲が低周波領域で広がるようになっている。従って、トラフ７の振幅が大きく、かつ外乱に対する安定性が高いものとなっており、搬送しにくい部品も大きな搬送速度で安定して搬送することができる。

また、剛性の高い第２の板ばね８ａを下流側に配し、剛性の低い第２の板ばね８ｂを上流側に配しているので、上部振動体４から上の部分の重心位置が高くても、トラフ７の下流側の振動角度は大きくなりにくく、トラフ７下流側での部品のピッチングを抑えることができる。

さらに、第２の板ばね８ａ、８ｂを許容振幅の大きい合成樹脂で形成するとともに、トラフ７を上部振動体４と同位相で振動させて第２の板ばね８ａ、８ｂに作用する曲げ応力を抑えるようにしたので、トラフ７の振幅を大きくしても第２の板ばね８ａ、８ｂが折損するおそれが少ない。

なお、上述した実施形態では、搬送方向の下流側に剛性の高い第２の板ばねを配し、上流側に剛性の低い第２の板ばねを配したが、第１の板ばねが部品のピッチングを生じにくい姿勢（例えば、下流側の板ばねが垂直、上流側が４５°程度で傾斜する姿勢）で組み込まれている場合は、第２の板ばねの配置を上流側と下流側で逆にしてもよい。

また、第２の板ばねの材質は、折損しにくさを重視して合成樹脂を採用したが、従来と同じくばね鋼とすることもできるし、食品の環境を重視してステンレス鋼とすることもできる。

１ 防振部材
２ 基台
３ 下部振動体
４ 上部振動体
５ａ、５ｂ 第１の板ばね
６ 加振機構
７ トラフ
７ｃ 送路部
８ａ、８ｂ 第２の板ばね
１２ 交流電磁石
１３ 可動鉄芯

Claims (8)

1. 防振部材を介して床上に支持された下部振動体とその上方に配される上部振動体とを第１の板ばねで連結し、これらの両振動体の間に両振動体を振動させる加振機構を設け、前記上部振動体とその上方に配される部品搬送部材とを搬送方向の複数個所で第２の板ばねにより連結した振動式部品供給装置において、前記複数の第２の板ばねのうちの少なくとも一つの剛性をその他の第２の板ばねの剛性よりも高くしたことを特徴とする振動式部品供給装置。
2. 前記加振機構の振動周波数の調整により、前記部品搬送部材が上部振動体と同位相で振動するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の振動式部品供給装置。
3. 前記下部振動体と上部振動体とが搬送方向の複数個所で前記第１の板ばねに連結され、これらの複数の第１の板ばねと前記複数の第２の板ばねがそれぞれ搬送方向の上流側に傾斜した姿勢で組み込まれており、その下流側の第２の板ばねの剛性を上流側の第２の板ばねの剛性よりも高くしたことを特徴とする請求項１または２に記載の振動式部品供給装置。
4. 前記第２の板ばねを合成樹脂で形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の振動式部品供給装置。
5. 前記部品搬送部材が食品を搬送するものであり、前記第２の板ばねをステンレス鋼で形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の振動式部品供給装置。
6. 前記部品搬送部材の送路部を網状に形成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の振動式部品供給装置。
7. 前記部品搬送部材の送路部が、ひし形のメッシュ形状を有し、各メッシュの短い方の対角線が搬送方向に延びるように配されていることを特徴とする請求項６に記載の振動式部品供給装置。
8. 前記部品搬送部材の送路部を焼結金網で形成したことを特徴とする請求項６または７に記載の振動式部品供給装置。

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