JP2013032203A - 振動式ボウルフィーダ - Google Patents

Abstract

【課題】複合振動式のボウルフィーダにおいて、水平回転方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生を抑える。
【解決手段】ボウル１が取り付けられる上部振動体２と下部振動体３との間に、放射状に延びる４本のアーム４ｂが周方向に等間隔で形成された十字状の可動フレーム４を設け、上部振動体２と可動フレーム４とを回転振動用板ばね５で連結し、可動フレーム４と下部振動体３とを矩形枠状の鉛直振動用板ばね６で連結した振動式ボウルフィーダにおいて、回転振動用板ばね５は、その一端部を可動フレーム４のアーム４ｂに固定され、可動フレーム４の径方向外側へ水平に延びて、他端部を上部振動体２の脚２ａに固定されるものとした。これにより、水平回転方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生を抑えることができ、部品搬送に適した所望の振動が容易に実現できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、加振機構の駆動により螺旋状の搬送路に沿って部品を搬送する振動式ボウルフィーダに関する。

振動式ボウルフィーダは、内面に螺旋状の部品搬送路が形成されたボウルを備え、このボウルを加振機構の駆動により振動させて部品を搬送路に沿って搬送するものである。このような振動式ボウルフィーダには、ボウル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、ボウルの水平回転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（特許文献１、２参照。）。

例えば、上記特許文献１に記載された複合振動式のボウルフィーダは、図７に示すように、ボウル５１が取り付けられる上部振動体５２とその下方の下部振動体５３との間に、放射状に延びる４本のアーム５４ａを有する十字状の可動フレーム５４を設け、可動フレーム５４の各アーム５４ａの上下面に、上下一対で水平に配された矩形枠状の第１の板ばね（鉛直振動用板ばね）５５の四隅部を固定し、これらの第１の板ばね５５の各辺の中央部を連結部材５６を介して上部振動体５２に固定するとともに、可動フレーム５４の各アーム５４ａの先端部と下部振動体５３とを鉛直方向に向けた第２の板ばね（回転振動用板ばね）５７で連結し、水平回転方向の振動を発生させる第１の加振機構（図示省略）と、鉛直方向の振動を発生させる第２の加振機構（図示省略）を設けたものである。

そして、前記各加振機構は、それぞれ下部振動体５３上に設置される交流電磁石と可動フレーム５４および上部振動体５２に取り付けられる可動鉄心とで構成され、各加振機構の電磁石に印加する電圧を別々に制御することにより、ボウル５１の水平回転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。

しかしながら、上記のような複合振動式のボウルフィーダでは、回転振動用板ばねが鉛直方向の２箇所の固定位置で固定されているため、水平回転方向に振動する際にその変形が鉛直方向にも振動を発生させ、この水平回転方向の振動に起因する鉛直方向の振動が、第２の加振機構で発生させた鉛直方向の振動に加算されてボウルに伝わってしまう。したがって、ボウルの水平回転方向の振動を鉛直方向の振動に影響しないように調整することはできず、実際にボウルに所望の振動を付与することは困難である。

特開平１０−２０３６２３号公報 特開平１１−１１６０２７号公報

本発明の課題は、複合振動式のボウルフィーダにおいて、水平回転方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生を抑えることである。

上記の課題を解決するため、本発明は、螺旋状の部品搬送路が形成されたボウルと、前記ボウルが取り付けられる上部振動体と、前記上部振動体の下方に設置される下部振動体と、前記上部振動体と下部振動体との間に設けられる可動フレームと、前記上部振動体と可動フレームとを連結する第１の弾性部材と、前記可動フレームと下部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回転振動用弾性部材、他方を鉛直振動用弾性部材とし、前記回転振動用弾性部材と第１の加振機構とでボウルに水平回転方向の振動を付与し、前記鉛直振動用弾性部材と第２の加振機構とでボウルに鉛直方向の振動を付与するようにした振動式ボウルフィーダにおいて、前記可動フレームを、放射状に延びる複数のアームが周方向に等間隔で形成されたものとし、前記鉛直振動用弾性部材は、枠状に形成され、水平な姿勢で周方向の複数個所を前記可動フレームの各アームに固定され、前記各アームへの固定位置の間で前記上下の振動体のうちの一方の振動体に固定されるものとし、前記回転振動用弾性部材は、その一端部を前記可動フレームのアームに固定され、前記可動フレームの径方向外側へ水平に延びて、他端部を前記上下の振動体のうちの他方の振動体に固定されるものとしたのである。この構成では、回転振動用弾性部材の水平回転方向の変形が鉛直方向の変位につながらなくなり、水平回転方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生が抑えられる。

ここで、前記鉛直振動用弾性部材は、上下方向に間隔をおいて２つ配し、その間に前記回転振動用弾性部材を配することが望ましい。このようにすれば、回転振動用弾性部材の鉛直方向での支持の偏りによる鉛直方向の振動の発生も抑えることができる。その場合には、前記各加振機構の少なくとも一部を、前記２つの鉛直振動用弾性部材の間に配するようにして、ボウルフィーダ全体の大型化を抑えるとよい。

また、前記鉛直振動用弾性部材を、前記可動フレームの各アームの先端部に固定して、可動フレームを安定して支持できるようにしたり、前記第１の加振機構を、電磁石と可動鉄心とで構成し、その電磁石と可動鉄心とを前記回転振動用弾性部材と同一の水平面上で電磁吸引力が作用するように配したりすることによっても、水平回転方向の振動に起因する鉛直方向の振動をより少なくすることができる。

一方、前記回転振動用弾性部材は、その一端部を前記可動フレームのアームに脱着可能に固定することにより、駆動周波数を調整するための剛性の変更やメンテナンスがしやすくなるし、前記可動フレームの各アームの周方向両側に１つずつ配することにより、全体として水平回転方向の剛性が高まり、駆動周波数を高めたり振幅を大きくしたりして部品搬送速度を上げることができる。また、その他端部を、前記下部振動体の外周よりも外側で固定して、固定スパン（固定箇所の間の距離）を大きくすることにより、振幅を大きくして部品搬送の高速化を図ることもできる。

前記ボウルは、その底部を形成する分離底と、前記上部振動体に取り付けられるボウル本体とに分離し、前記分離底を前記下部振動体で支持するようにするとよい。このようにすれば、上部振動体と一体に振動するボウル本体に加わる部品重量が小さくなって振動の変動が少なくなり、より安定した部品搬送が行えるようになる。

また、前記鉛直振動用弾性部材は、樹脂材料を用いて円環状に形成することにより、組立工数の少ない構造とすることができる。

さらに、前記下部振動体を、防振ゴムを介して基台で支持し、その防振ゴムと下部振動体との間または防振ゴムと基台との間に皿ばねを挟み込むことにより、下部振動体の鉛直方向の振動を効率よく吸収して、外部への振動の伝搬を抑えることができる。

本発明は、上述したように、複合振動式のボウルフィーダの上部振動体または下部振動体と可動フレームとを連結する回転振動用弾性部材を、水平に延びる姿勢で両端部を固定されるものとしたので、水平回転方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生を効果的に抑えることができる。したがって、水平回転方向と鉛直方向の振動をそれぞれ調整する際に、水平回転方向の振動を鉛直方向の振動にほとんど影響しないように調整することができ、部品搬送に適した所望の振動を容易に実現できる。

実施形態のボウルフィーダの一部切欠き正面図 図１のII−II線に沿った断面図 図２のIII−III線に沿った要部拡大正面断面図（加振機構を除く） 図１のボウルの分離底支持構造の正面図 図１の可動フレーム周辺の組込状態を示す斜視図 鉛直振動用弾性部材の変形例の組込状態を示す斜視図 従来のボウルフィーダの一部切欠き斜視図

以下、図１乃至図６に基づき、本発明の実施形態を説明する。この振動式ボウルフィーダは、図１乃至図３に示すように、内面に螺旋状の搬送路１ａが形成されたボウル１を円盤状の上部振動体２の上面に取り付け、上部振動体２とその下方に設置される下部振動体３との間に十字状の可動フレーム４を設け、上部振動体２と可動フレーム４とを第１の弾性部材としての板ばね５で連結し、可動フレーム４と下部振動体３とを第２の弾性部材としての板ばね６で連結したうえ、上部振動体２と下部振動体３との間に、水平回転方向の振動を発生させる第１の加振機構７と鉛直方向の振動を発生させる第２の加振機構８を設けたものである。以下では、この構成のうち、ボウル１を除く部分をフィーダ本体と称する。その下部振動体３は基台９の上面に取り付けられた防振ゴム１０によって支持されており、防振ゴム１０と基台９との間には皿ばね１１が挟み込まれている。これにより、下部振動体３の鉛直方向の振動が防振ゴム１０と皿ばね１１とで効率よく吸収され、外部へ伝搬しにくくなっている。なお、皿ばね１１は、下部振動体３と防振ゴム１０との間に挟み込んでもよく、複数段に積層してもよい。

前記ボウル１は、その底部を形成する分離底１２と、上部振動体２に取り付けられるボウル本体１３とに分離されており、分離底１２とボウル本体１３との間には隙間が設けられ、運転中も両者が接触しないようになっている。分離底１２は、図４に示すように、その中央部に筒部１２ａを有しており、この筒部１２ａがスペーサ１４およびスラスト軸受１５とともに下部振動体３の上面に立てられた支軸１６に回転自在に嵌め込まれて、下部振動体３に支持されている。これにより、ボウルを一体で形成する場合よりも、上部振動体２と一体に振動するボウル本体１３に加わる部品重量が小さく、運転中の振動の変動が抑えられる。なお、図示は省略するが、ボウル本体１３にはアタッチメントが設けられ、分離底１２上にランダムに投入された部品が搬送路１ａで搬送されながら、所定の姿勢に整列されるようになっている。

前記上部振動体２は、その中央部に分離底１２の筒部１２ａを通す孔があけられ、分離底１２と干渉しないようになっている。また、外周部の下面側には、第１の板ばね５を固定するための脚２ａが周方向に等間隔で４本設けられている（図５参照）。一方、前記下部振動体３の上面には、第２の板ばね６を固定するための高さの異なるばね受け部３ａ、３ｂが、上部振動体２の脚２ａよりも内側で各脚２ａと位相が４５°ずれた位置に交互に２つずつ設けられている。

前記可動フレーム４は、図５にも示すように、円筒部４ａの外周面から放射状に延びる４本のアーム４ｂを周方向に等間隔で形成した十字状のもので、その円筒部４ａに分離底１２の筒部１２ａが運転中も干渉しないだけの隙間をもって通されるようになっている。

前記第１の板ばね５は、表裏面を水平方向に向けた２枚の帯状ばね５ａで形成され、可動フレーム４の各アーム４ｂの周方向両側に１つずつ配されている。そして、その一端部を可動フレーム４の各アーム４ｂに通されたボルト１７で固定され、可動フレーム４の径方向外側へ水平に延びて、他端部を上部振動体２の脚２ａに通されたボルト１８で固定され、上部振動体２を水平回転方向に振動可能に支持する回転振動用板ばねとなっている。また、その他端部の固定位置は下部振動体３の外周よりも外側にあり、固定スパン（固定箇所の間の距離）を大きくとれるようになっている。

一方、前記第２の板ばね６は、表裏面を鉛直方向に向けた８枚の帯状のばね６ａを２枚ずつ重ねて矩形枠状に組んだもので、その四隅部では隣り合う２辺をなす帯状ばね６ａの端部どうしが重ね合わされている。そして、上下一対で可動フレーム４を挟むように水平に配され、それぞれの四隅部を可動フレーム４の各アーム４ｂの先端部にねじ止めされている。また、各辺の中央部とその上下間隔を保持するためのパイプ１９ａ、１９ｂにボルト２０を通され、そのボルト２０が下部振動体３のばね受け部３ａ、３ｂにねじ込まれることにより、各辺の中央部が下部振動体３に固定されて、可動フレーム４を鉛直方向に振動可能に支持する鉛直振動用板ばねとなっている（図３参照）。

ここで、上下の鉛直振動用板ばね６は、図３に示したように、上下間隔の広い部分（間隔寸法Ｈ）と狭い部分（間隔寸法ｈ）が周方向で交互に形成されるように組まれており、その上下間隔の広い部分に第１の加振機構７の一部が挿入されるようになっている（図２参照）。これにより、第１の加振機構７の全体を鉛直振動用板ばね６の外側に配置する場合よりも、フィーダ本体が径方向にコンパクト化されている。

前記第１の加振機構７は、下部振動体３の上面に設置される交流電磁石２１と、この電磁石２１と所定の水平方向間隔をおいて対向するように上部振動体２の下面に取り付けられる可動鉄心２２とで構成され、その電磁石２１と可動鉄心２２とが回転振動用板ばね５と同一の水平面上で電磁吸引力が作用するように配されている。一方、前記第２の加振機構８は、下部振動体３の上面に設置される交流電磁石２３と、この電磁石２３と所定の鉛直方向間隔をおいて対向するように上部振動体２の下面に取り付けられる可動鉄心２４とで構成されている。また、第１の加振機構７と第２の加振機構８は、フィーダ本体の周方向に交互に２つずつ配置され、バランスよく振動を発生させられるようになっている。

各加振機構７、８の電磁石２１、２３に通電すると、それぞれの電磁石２１、２３と可動鉄心２２、２４との間に断続的な電磁吸引力が作用し、これらの電磁吸引力と回転振動用板ばね５および鉛直振動用板ばね６の復元力により、上部振動体２およびボウル１に水平回転方向および鉛直方向の振動が発生し、ボウル１に供給された部品が螺旋状の搬送路１ａに沿って搬送される。したがって、各加振機構７、８の電磁石２１、２３への印加電圧を別々に設定することにより、ボウル１の水平回転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。

この振動式ボウルフィーダは、上記の構成であり、第１の加振機構７を駆動したとき、フィーダ本体の中心側から外側へ水平に延びた姿勢で両端部を固定された回転振動用板ばね５が、水平回転方向にのみ変形して元の状態に戻る動作を繰り返すので、鉛直方向の振動をほとんど発生せず、ほぼ水平回転方向のみの振動が生じる。すなわち、回転振動用板ばね５の水平回転方向の変形が鉛直方向の変位につながらず、水平回転方向の振動に起因する鉛直方向の振動を小さく抑えることができる。

ここで、回転振動用板ばね５は、上下の鉛直振動用板ばね６の間に配するようにしたので、その鉛直方向での支持の偏りによる鉛直方向の振動の発生も抑えることができる。

また、鉛直振動用板ばね６を十字状可動フレーム４の各アーム４ｂの先端部に固定して、可動フレーム４を安定して支持できるようにしたこと、および第１の加振機構７の電磁石２１と可動鉄心２２を、回転振動用板ばね５と同一の水平面上で電磁吸引力が作用するように配したことによっても、水平回転方向の振動に起因する鉛直方向の振動が抑えられている。

したがって、ボウル１に発生する鉛直方向の振動がほぼ第２の加振機構８と鉛直振動用板ばね６による振動のみとなり、水平回転方向と鉛直方向の振動をそれぞれ調整する際に、水平回転方向の振動を鉛直方向の振動にほとんど影響しないように調整できるので、部品搬送に適した所望の振動を容易にボウル１に付与することができる。

また、回転振動用板ばね５は、固定スパンを大きくとれるように、一端部を可動フレーム４の各アーム４ｂの根本部分に固定し、他端部を下部振動体３の外周よりも外側で上部振動体２の脚２ａに固定しているうえ、その水平回転方向の振動の中立点は、上部側（ボウル１および上部振動体２）よりも慣性モーメント大きい下部側（可動フレーム４および下部振動体３）に近い位置となるので、容易にボウル１の振幅を大きくして部品搬送速度を上げることができる。しかも、固定スパンを大きくして高速化を図る場合も、回転振動用板ばね５が水平方向に向けられているためフィーダ本体を高くする必要がなく、従来のボウルフィーダよりもコンパクトなものとすることができる。

さらに、回転振動用板ばね５を可動フレーム４の各アーム４ｂの周方向両側に１つずつ配して、全体として水平回転方向の剛性を高くしているので、薄肉化して振幅を大きくする（高速化する）ことができるし、高精度の整列を行えるように駆動周波数を高めることもできる。

さらにまた、回転振動用板ばね５および鉛直振動用板ばね６は、ボルト等で脱着可能に固定しているので、簡単に各板ばね５、６を構成する帯状ばね５ａ、６ａの枚数を増減して剛性を変えることができ、駆動周波数の調整等が容易に行える。特に、可動フレーム４のアーム４ｂの根本部分に固定される回転振動用板ばね５の一端部が市販のレンチとスパナ等で簡単に脱着できる構成なので、メンテナンスがしやすい。

上述した実施形態では、上部振動体と可動フレームとを連結する第１の板ばねを回転振動用板ばねとし、可動フレームと下部振動体とを連結する第２の板ばねを鉛直振動用板ばねとしたが、これとは逆に、第１の板ばねが鉛直振動用板ばね、第２の板ばねが回転振動用板ばねとなるように構成してもよい。

また、鉛直振動用板ばねは、実施形態のように上下一対で配置することが望ましいが、ボウルフィーダが小型で、回転振動用板ばねの鉛直方向での支持の偏りの影響が小さい場合等には、上下のいずれか一方のみを配置するようにしてコストの削減を図ることもできる。

さらに、図６に示すように、実施形態の鉛直振動用板ばね６に代えて、円環状に形成した鉛直振動用弾性部材２５を用いることにより、組立工数の少ない構造とすることもできる。この場合、鉛直振動用弾性部材２５の材料としては、ばね鋼のほか、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プレート）や、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プレート）等の樹脂材料を用いることが好ましい。

１ ボウル
１ａ 搬送路
２ 上部振動体
２ａ 脚
３ 下部振動体
３ａ、３ｂ ばね受け部
４ 可動フレーム
４ａ 円筒部
４ｂ アーム
５ 第１の板ばね（回転振動用板ばね）
６ 第２の板ばね（鉛直振動用板ばね）
７ 第１の加振機構
８ 第２の加振機構
９ 基台
１０ 防振ゴム
１１ 皿ばね
１２ 分離底
１３ ボウル本体
２１、２３ 電磁石
２２、２４ 可動鉄心
２５ 鉛直振動用弾性部材

Claims (11)

1. 螺旋状の部品搬送路が形成されたボウルと、前記ボウルが取り付けられる上部振動体と、前記上部振動体の下方に設置される下部振動体と、前記上部振動体と下部振動体との間に設けられる可動フレームと、前記上部振動体と可動フレームとを連結する第１の弾性部材と、前記可動フレームと下部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回転振動用弾性部材、他方を鉛直振動用弾性部材とし、前記回転振動用弾性部材と第１の加振機構とでボウルに水平回転方向の振動を付与し、前記鉛直振動用弾性部材と第２の加振機構とでボウルに鉛直方向の振動を付与するようにした振動式ボウルフィーダにおいて、前記可動フレームを、放射状に延びる複数のアームが周方向に等間隔で形成されたものとし、前記鉛直振動用弾性部材は、枠状に形成され、水平な姿勢で周方向の複数個所を前記可動フレームの各アームに固定され、前記各アームへの固定位置の間で前記上下の振動体のうちの一方の振動体に固定されるものとし、前記回転振動用弾性部材は、その一端部を前記可動フレームのアームに固定され、前記可動フレームの径方向外側へ水平に延びて、他端部を前記上下の振動体のうちの他方の振動体に固定されるものとした振動式ボウルフィーダ。
2. 前記鉛直振動用弾性部材を、上下方向に間隔をおいて２つ配し、その間に前記回転振動用弾性部材を配したことを特徴とする請求項１に記載の振動式ボウルフィーダ。
3. 前記各加振機構の少なくとも一部を、前記２つの鉛直振動用弾性部材の間に挿入したことを特徴とする請求項２に記載の振動式ボウルフィーダ。
4. 前記鉛直振動用弾性部材を、前記可動フレームの各アームの先端部に固定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ボウルフィーダ。
5. 前記第１の加振機構を電磁石と可動鉄心とで構成し、その電磁石と可動鉄心を前記回転振動用弾性部材と同一の水平面上で電磁吸引力が作用するように配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ボウルフィーダ。
6. 前記回転振動用弾性部材の一端部を前記可動フレームのアームに脱着可能に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ボウルフィーダ。
7. 前記回転振動用弾性部材を、前記可動フレームの各アームの周方向両側に１つずつ配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ボウルフィーダ。
8. 前記回転振動用弾性部材の他端部を、前記下部振動体の外周よりも外側で固定したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の振動式ボウルフィーダ。
9. 前記ボウルを、その底部を形成する分離底と、前記上部振動体に取り付けられるボウル本体とに分離し、前記分離底を前記下部振動体で支持し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ボウルフィーダ。
10. 前記鉛直振動用弾性部材を、樹脂材料を用いて円環状に形成したことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の振動式ボウルフィーダ。
11. 前記下部振動体を、防振ゴムを介して基台で支持し、その防振ゴムと下部振動体との間または防振ゴムと基台との間に皿ばねを挟み込んだことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の振動式ボウルフィーダ。

Images