JP2012121660A - 振動式部品搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複合振動式の部品搬送装置において、防振部材の本体支持機能を低下させることなく、鉛直方向の振動絶縁性を高める。
【解決手段】複合振動式部品搬送装置の装置本体を弾性支持する防振部材２２を、円筒状に形成して、その軸方向を部品搬送方向と直交する水平線方向とした姿勢で配置し、その一端部を下部振動体３に、他端部を基台２１にそれぞれ固定して、防振部材２２の部品搬送方向および鉛直方向のばね定数が、部品搬送方向と直交する水平線方向のばね定数よりも小さくなるようにした。これにより、従来と比べて防振部材２２の本体支持機能を低下させることなく、鉛直方向の振動絶縁性を高めることができ、その結果、トラフ１の鉛直方向の振動振幅の調整が容易に行え、部品搬送に最適な振動をトラフ１に付与することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、加振機構の駆動により部品搬送部材を振動させて部品を搬送する振動式部品搬送装置に関する。

振動式部品搬送装置には、部品搬送部材に対して部品搬送に最適な振動を付与することを目的として、部品搬送部材の水平方向の振動と鉛直方向の振動をそれぞれ調整できる構成とした複合振動式のものがある（例えば、特許文献１参照。）。

上記のような複合振動式の部品搬送装置としては、例えば図８に示すように、部品搬送部材であるトラフ５１が取り付けられる上部振動体５２の周囲に矩形枠形状の中間振動体５４を配して、中間振動体５４と下部振動体５３とを鉛直方向に向けた第１の板ばね（水平振動用弾性部材）５５で連結し、上部振動体５２と中間振動体５４とを水平方向に向けた第２の板ばね（鉛直振動用弾性部材）５６で連結し、水平方向の振動を発生させる第１の加振機構５７と鉛直方向の振動を発生させる第２の加振機構５８を設け、このようにして構成した装置本体を、床面に固定される基台６３と下部振動体５３との間に設けた防振部材６４で弾性支持した構造のものが一般的である。

そして、前記各加振機構５７、５８はそれぞれ交流電磁石５９、６１と可動鉄心６０、６２とで構成され、各加振機構５７、５８の電磁石５９、６１に印加する電圧を別々に制御することにより、トラフ５１の水平方向の振動と鉛直方向の振動をそれぞれ調整できるようになっている。

このような複合振動式部品搬送装置では、一般に、部品搬送速度を大きくしようとするときには、少ない電力で効率よく水平方向の振動の振幅を大きくするために、各加振機構をトラフの水平方向の固有振動数付近の周波数で駆動する。この際、水平方向と鉛直方向の振動振幅は、装置自体や搬送する部品のサイズによっても異なるが、通常、水平方向の振動振幅が０．５〜２ｍｍ程度、鉛直方向の振動振幅が０．０５〜０．２ｍｍ程度になるように調整することが望ましい。

また、前述のように装置本体を防振部材で弾性支持し、床面に対して振動絶縁することにより、装置本体と床面との間で振動を伝わりにくくして、部品搬送部材の振動を部品搬送に最適なものに近づけるようにしている。

ここで、上記防振部材としては、通常、図９に示すように円筒状に形成され、両端に固定用のねじ等が取り付けられる防振ゴムが用いられる。そして、その軸方向を鉛直方向とした姿勢で配置し、その上端部を下部振動体に、下端部を基台にそれぞれ固定している（図８参照）。ところが、円筒状の防振ゴムをこのように設置した場合は、防振ゴムの軸方向のばね定数の方が径方向のばね定数よりも大きいために、水平方向の振動に対する絶縁性は高くなるが、鉛直方向の振動に対する絶縁性が低くなるので、部品搬送部材の鉛直方向の振動振幅を前述のような微小な領域に調整することが困難となり、理想的な部品搬送の実現が難しくなる。

一方、防振ゴムの直径を小さくする等して軸方向のばね定数を小さくすれば、鉛直方向の振動絶縁性を高めることはできるが、その場合には径方向のばね定数も小さくなってしまい、防振ゴムで装置本体をバランスよく支持することが困難となる。

特開昭５５−８４７０７号公報

本発明の課題は、複合振動式の部品搬送装置において、防振部材の本体支持機能を低下させることなく、鉛直方向の振動絶縁性を高めることである。

上記の課題を解決するため、本発明は、部品搬送路が形成された部品搬送部材と、前記部品搬送部材が取り付けられる上部振動体と、床面に固定される基台と、前記基台に防振部材を介して取り付けられる下部振動体と、前記上部振動体と下部振動体との間に設けられる中間振動体と、前記中間振動体と下部振動体とを連結する第１の弾性部材と、前記上部振動体と中間振動体とを連結する第２の弾性部材とを備え、前記第１の弾性部材と第２の弾性部材のうちの一方を水平振動用弾性部材、他方を鉛直振動用弾性部材とし、前記水平振動用弾性部材と第１の加振機構とで部品搬送部材に水平方向の振動を付与し、前記鉛直振動用弾性部材と第２の加振機構とで部品搬送部材に鉛直方向の振動を付与するようにした振動式部品搬送装置において、前記防振部材の部品搬送方向および鉛直方向のばね定数を、部品搬送方向と直交する水平線方向のばね定数よりも小さくすることにより、従来と比べて防振部材の本体支持機能を低下させることなく、鉛直方向の振動絶縁性を高められるようにしたのである。

ここで、前記防振部材を、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定するようにすれば、部品搬送方向と直交する方向が防振部材の圧縮方向となり、部品搬送方向および鉛直方向が防振部材のせん断方向となるので、上述した防振部材のばね定数の特性が容易に得られる。

具体的には、前記防振部材を円筒状に形成し、その軸方向を部品搬送方向と直交する水平線方向とした姿勢で配置して、その一端部を前記下部振動体に固定し、他端部を前記基台に固定した構成とすることができる。また、前記防振部材の材質はゴムとすることができる。

前記防振部材は４個所以上に設置することが望ましい。防振部材の設置個所が３個所以下の場合は、装置本体をバランスよく支持することが難しくなったり、十分な振動絶縁性が得られにくくなったりするおそれがあるからである。

また、前記水平振動用弾性部材を、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定するようにすれば、水平振動用弾性部材の水平方向の変形が鉛直方向の変位につながらなくなり、水平方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生を抑えられるので、鉛直方向の振動絶縁の効果を一層高めることができる。

一方、前記鉛直振動用弾性部材は、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定したり、部品搬送方向と平行な同一水平線上の２箇所の固定位置で固定したりすることができる。

前記各加振機構を電磁石と可動鉄心とで構成し、そのうちの一方の電磁石への印加電圧設定回路に、印加電圧の基準波形を発生させる基準波形発生手段と、前記基準波形に対して振幅を調整する波形振幅調整手段を設け、他方の電磁石への印加電圧設定回路には、前記基準波形に対して所定の位相差をもつ波形を発生させる位相差調整手段と、位相差調整手段で発生した波形に対して振幅を調整する波形振幅調整手段を設けて、各電磁石への印加電圧の波形、周期、位相差および振幅を自在に制御できるようにすれば、水平方向の振動と鉛直方向の振動を容易に所望の振動に近づけることができる。

また、前記各加振機構の電磁石への印加電圧設定回路に、それぞれの前記波形振幅調整手段で振幅を調整された波形をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に変換するＰＷＭ信号発生手段を設けて、ＰＷＭ方式で各加振機構を駆動することができる。

本発明の振動式部品搬送装置は、上述したように、装置本体を弾性支持する防振部材の部品搬送方向および鉛直方向のばね定数を、部品搬送方向と直交する水平線方向のばね定数よりも小さくしたものであるから、従来と比べて防振部材の本体支持機能を低下させることなく、鉛直方向の振動絶縁性を高めることができる。従って、部品搬送部材の鉛直方向の振動振幅の調整が容易に行え、部品搬送部材に対して部品搬送に最適な振動を付与することができる。

実施形態の部品搬送装置の正面断面図 図１のトラフを除いた上面図 図１の右側面図 図１の部品搬送装置の各加振機構の印加電圧設定回路の概略図 図１の板ばねの配置の変形例を示す正面断面図 図５のトラフを除いた上面図 図１の板ばねの配置の別の変形例のトラフを除いた上面図 従来の部品搬送装置の正面断面図 ａは一般的な防振ゴムの正面図、ｂはａの上面図

以下、図１乃至図７に基づき、本発明の実施形態を説明する。この部品搬送装置は、図１乃至図３に示すように、直線状の搬送路１ａが形成されたトラフ（部品搬送部材）１を上部振動体２の上面に取り付け、上部振動体２の周囲に矩形枠形状の中間振動体４を配して、中間振動体４と下部振動体３とを鉛直方向に向けた第１の板ばね（水平振動用弾性部材）５で連結し、上部振動体２と中間振動体４とを水平方向に向けた第２の板ばね（鉛直振動用弾性部材）６で連結し、中間振動体４と下部振動体３の間に水平方向の振動を発生させる第１の加振機構７を設け、上部振動体２と下部振動体３の間に鉛直方向の振動を発生させる第２の加振機構８を設け、このようにして構成した装置本体を、床面に固定される基台２１と下部振動体３との間の４個所に設けた防振部材２２で弾性支持したものである。

前記第１の板ばね５は、鉛直方向の２箇所の固定位置で、中間振動体４と下部振動体３の両端上面に設けられた板ばね取付ブロック３ａに固定されている。一方、前記第２の板ばね６は、部品搬送方向（図１、図２における左右方向）と平行な同一水平線上の２箇所の固定位置で、上部振動体２と中間振動体４に固定されている。

前記各防振部材２２は、円筒状に形成され、両端に固定用のねじ等が取り付けられる一般的な防振ゴム（図９参照）が用いられる。そして、これらの各防振部材２２が、その軸方向を部品搬送方向と直交する水平線方向とした姿勢で配置され、その一端部が下部振動体３に、他端部が基台２１にそれぞれ固定されている。これにより、下部振動体３が各防振部材２２を介して基台２１に取り付けられ、装置本体が防振部材２２に弾性支持されるようになっている。

前記第１の加振機構７は、下部振動体３上に設置される交流電磁石９と、この電磁石９と所定の間隔をおいて対向するように中間振動体４に取り付けられる可動鉄心１０とで構成されている。なお、可動鉄心１０は、この例では中間振動体４に取り付けたが、上部振動体２に取り付けるようにしてもよい。一方、前記第２の加振機構８は、下部振動体３上に設置される交流電磁石１１と、この電磁石１１と所定の間隔をおいて対向するように上部振動体２に取り付けられる可動鉄心１２とで構成されている。

第１の加振機構７の電磁石９に通電すると、電磁石９と可動鉄心１０との間に断続的な電磁吸引力が作用し、この電磁吸引力と第１の板ばね５の復元力により、中間振動体４に水平方向の振動が発生し、この振動が第２の板ばね６を介して上部振動体２およびトラフ１に伝わる。また、第２の加振機構８の電磁石１１に通電すると、電磁石１１と可動鉄心１２との間に断続的な電磁吸引力が作用し、この電磁吸引力と第２の板ばね６の復元力により、上部振動体２およびトラフ１に鉛直方向の振動が発生する。そして、この水平方向の振動と鉛直方向の振動により、トラフ１に供給された部品が直線状搬送路１ａに沿って搬送される。

従って、各加振機構７、８の電磁石９、１１への印加電圧を別々に設定することにより、トラフ１の水平方向の振動と鉛直方向の振動をそれぞれ調整することができる。

図４は各加振機構７、８の電磁石９、１１へ印加電圧を設定する回路を示す。第１の加振機構７の回路には、印加電圧の基準波形を発生させる基準波形発生手段１３が設けられている。基準波形発生手段１３では、波形の種類（例えば、正弦波）とその波形の周期（周波数）の設定値に応じた基準波形を発生させる。一方、第２の加振機構８の回路には、基準波形発生手段１３で発生した基準波形に対して所定の位相差をもつ波形を発生させる位相差調整手段１４が設けられている。

そして、各加振機構７、８の回路において、基準波形発生手段１３または位相差調整手段１４で発生した波形を、波形振幅調整手段１５で所定の振幅に調整して、ＰＷＭ信号発生手段１６でＰＷＭ信号に変換した後、電圧増幅手段１７で昇圧し、それぞれの電磁石９、１１へ印加するようになっている。これにより、各電磁石９、１１への印加電圧の波形、周期、位相差および振幅を自在に制御して、水平方向の振動と鉛直方向の振動をそれぞれ調整することができる。なお、ＰＷＭ方式で各加振機構を駆動しない場合は、ＰＷＭ信号発生手段１６は不要となる。

この振動式部品搬送装置は、上記の構成であり、装置本体を弾性支持する円筒状の防振部材２２が、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で軸方向両端部を固定されているので、防振部材２２の部品搬送方向および鉛直方向のばね定数が、部品搬送方向と直交する水平線方向のばね定数よりも小さくなっている。このため、従来と比べて防振部材２２の本体支持機能を低下させることなく、鉛直方向の振動絶縁性を高めることができる。従って、トラフ１の鉛直方向の振動振幅の調整が容易に行え、部品搬送に最適な振動をトラフ１に付与することができる。また、部品搬送方向の振動絶縁性は従来と同等であり、部品搬送方向と水平に直交する方向については装置本体を強固に支持できるので、外乱による揺れを抑制できる。

図５および図６は第１の板ばね５の配置の変形例を示す。この変形例では、下部振動体３の両端に柱状の板ばね取付部３ｂを立設し、第１の板ばね５を、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で、中間振動体４と下部振動体３の板ばね取付部３ｂに固定している。このようにすれば、第１の板ばね５の水平方向の変形が鉛直方向の変位につながらなくなり、水平方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生を抑えられるので、鉛直方向の振動絶縁の効果を一層高めることができる。

また、図７は、上述した図５、図６の例をベースとして、第２の板ばね６を、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で、上部振動体２と中間振動体４に固定した例を示す。

上述した実施形態では、中間振動体と下部振動体とを連結する第１の板ばねを水平振動用弾性部材とし、上部振動体と中間振動体とを連結する第２の板ばねを鉛直振動用弾性部材としたが、これとは逆に、第１の板ばねが鉛直振動用弾性部材、第２の板ばねが水平振動用弾性部材となるように構成してもよい。また、板ばねは各箇所に１枚ずつ配置したが、２枚以上重ねて使用してもよい。また、板ばねは水平振動用と鉛直振動用に４箇所ずつ配置したが、２箇所以上で構成してもよい。

また、防振部材は、実施形態のような円筒状の防振ゴムに限らず、部品搬送方向および鉛直方向のばね定数を、部品搬送方向と直交する水平線方向のばね定数よりも小さくできる形状および材質のものであればよい。そして、その設置個所は、実施形態（４個所）よりも少なくすることもできるが、装置本体をバランスよく支持し、十分な振動絶縁性が得られるようにするためには、４個所以上とすることが望ましい。

さらに、実施形態では、水平振動用弾性部材および鉛直振動用弾性部材に板ばねを使用しているが、板ばね以外の弾性部材ももちろん用いることができる。また、各加振機構は、電磁石と可動鉄心とからなるものを使用しているが、これに限らず、同様の加振力を発生させることができるアクチュエータであればよい。

１ トラフ（部品搬送部材）
２ 上部振動体
３ 下部振動体
４ 中間振動体
５ 第１の板ばね（水平振動用弾性部材）
６ 第２の板ばね（鉛直振動用弾性部材）
７ 第１の加振機構
８ 第２の加振機構
９、１１ 電磁石
１０、１２ 可動鉄心
２１ 基台
２２ 防振部材

Claims (10)

1. 部品搬送路が形成された部品搬送部材と、前記部品搬送部材が取り付けられる上部振動体と、床面に固定される基台と、前記基台に防振部材を介して取り付けられる下部振動体と、前記上部振動体と下部振動体との間に設けられる中間振動体と、前記中間振動体と下部振動体とを連結する第１の弾性部材と、前記上部振動体と中間振動体とを連結する第２の弾性部材とを備え、前記第１の弾性部材と第２の弾性部材のうちの一方を水平振動用弾性部材、他方を鉛直振動用弾性部材とし、前記水平振動用弾性部材と第１の加振機構とで部品搬送部材に水平方向の振動を付与し、前記鉛直振動用弾性部材と第２の加振機構とで部品搬送部材に鉛直方向の振動を付与するようにした振動式部品搬送装置において、
   前記防振部材の部品搬送方向および鉛直方向のばね定数を、部品搬送方向と直交する水平線方向のばね定数よりも小さくしたことを特徴とする振動式部品搬送装置。
2. 前記防振部材を、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定したことを特徴とする請求項１に記載の振動式部品搬送装置。
3. 前記防振部材を円筒状に形成し、その軸方向を部品搬送方向と直交する水平線方向とした姿勢で配置して、その一端部を前記下部振動体に固定し、他端部を前記基台に固定したことを特徴とする請求項２に記載の振動式部品搬送装置。
4. 前記防振部材の材質をゴムと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搬送装置。
5. 前記防振部材を４個所以上に設置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の振動式部品搬送装置。
6. 前記水平振動用弾性部材を、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定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搬送装置。
7. 前記鉛直振動用弾性部材を、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の振動式部品搬送装置。
8. 前記鉛直振動用弾性部材を、部品搬送方向と平行な同一水平線上の２箇所の固定位置で固定したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の振動式部品搬送装置。
9. 前記各加振機構を電磁石と可動鉄心とで構成し、そのうちの一方の電磁石への印加電圧設定回路に、印加電圧の基準波形を発生させる基準波形発生手段と、前記基準波形に対して振幅を調整する波形振幅調整手段を設け、他方の電磁石への印加電圧設定回路には、前記基準波形に対して所定の位相差をもつ波形を発生させる位相差調整手段と、位相差調整手段で発生した波形に対して振幅を調整する波形振幅調整手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の振動式部品搬送装置。
10. 前記各加振機構の電磁石への印加電圧設定回路に、それぞれの前記波形振幅調整手段で振幅を調整された波形をＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ信号発生手段を設けたことを特徴とする請求項９に記載の振動式部品搬送装置。

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