JP2014101168A - Drop impact relieving device of object - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自由落下した物体(例えばチップ部品や造粒物など)の落下衝撃を緩和し、物体が破損又は変形するのを抑制しつつ受け止める落下衝撃緩和装置に関する。本発明における物体とは、所定値以上の落下衝撃によって割れや欠け、又は変形が発生し得る固形物体のことであり、その素材や用途は限定されない。 The present invention relates to a drop impact mitigation device that mitigates a drop impact of a free-falling object (for example, a chip part or a granulated material) and receives the object while preventing the object from being damaged or deformed. The object in the present invention is a solid object that can be cracked, chipped, or deformed by a drop impact of a predetermined value or more, and its material and use are not limited.
従来より、積層セラミックコンデンサのようなチップ部品を製造工程の中で搬送する場合、ある高さの搬送ラインから、それより高さの低い別の搬送ラインへチップ部品を移送する必要が生じることがある。その場合、従来ではシュータのような滑り台に沿ってチップ部品を滑らせて搬送する方法が用いられているが、所定以上の高さを滑らせるには、シュータ自体が大型になると共に、水平方向にも大きなスペースを必要とする。 Conventionally, when a chip component such as a multilayer ceramic capacitor is transported in a manufacturing process, it may be necessary to transport the chip component from a certain transport line to another transport line having a lower height. is there. In that case, conventionally, a method of sliding a chip component along a slide like a shooter is used, but in order to slide a height above a predetermined level, the shooter itself becomes large and the horizontal direction Even a large space is required.
そこで、従来では図6に示すように、複数の搬送ベルト101、102、103を上下に多段階に配置し、最上段の搬送ベルト101上を搬送したチップ部品Cを、次段のベルト102上に落下させ、順次チップ部品Cを下段のベルト上へ落下させるようにして、1段当りのチップ部品Cの落下衝撃を緩和しつつ搬送する方法がある。積層セラミックコンデンサのようなチップ部品は、落下衝撃によって割れや欠けが発生しやすいため、1段当りのチップ部品の落下高さHを許容落下距離以下に管理する必要がある。
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 6, a plurality of
例えば、0.5×0.5×1.0mmの直方体形状の積層セラミックコンデンサを1mの高さから自由落下させると、落下速度は約3m/sまで加速される。この速度でチップ部品を剛体プレート(例えばセラミックプレート)に衝突させると、30%以上の確率で割れや欠けといったダメージを受けることを実験により確認した。一方、落下高さを50〜150mmとすると、割れや欠けはほぼゼロであり、許容落下距離は50〜150mmであることが確認されている。よって、150mmを超える高さから落下した場合は、何らかの落下衝撃緩和対策が必要である。 For example, when a 0.5 × 0.5 × 1.0 mm rectangular parallelepiped multilayer ceramic capacitor is dropped freely from a height of 1 m, the dropping speed is accelerated to about 3 m / s. It was experimentally confirmed that when the chip component collides with a rigid plate (for example, a ceramic plate) at this speed, damage such as cracking or chipping occurs with a probability of 30% or more. On the other hand, when the drop height is 50 to 150 mm, it is confirmed that cracks and chips are almost zero, and the allowable drop distance is 50 to 150 mm. Therefore, when dropping from a height exceeding 150 mm, some kind of drop impact mitigation measures are necessary.
ウレタンやスポンジなどのやわらかい弾性マット上にチップ部品を落下させると、そのマットが衝撃を吸収し、チップ部品の破壊や損傷の回避が可能となる。しかし、マット上に多数のチップ部品を連続的に落下させると、先に落下したチップ部品と後続のチップ部品とが衝突し、その衝撃によっても割れや欠けが発生する。 When the chip part is dropped on a soft elastic mat such as urethane or sponge, the mat absorbs the impact, and the chip part can be prevented from being broken or damaged. However, when a large number of chip components are continuously dropped on the mat, the chip component dropped first and the subsequent chip component collide with each other, and cracks and chips are generated by the impact.
特許文献1には、落下衝撃の緩和を目的としたコンベアのシュート装置が開示されている。このシュート装置は、高さ方向に複数段並べて配置される搬送路を備え、上下に隣り合う各搬送路のうち、下側に位置する搬送路の上流側端部を、その上側に位置する搬送路の下流側端部に回動自在に接続し、自由状態では各搬送路を上流側から下流側へかけて下方へ傾斜させた落下速度減少手段と、最下段の搬送路に設けられ、この搬送路を上昇又は下降させ、落下速度減少手段の高さ調整を行うワイヤーとを有するものである。
しかしながら、特許文献1に記載されたシュート装置の場合、
(1)十分に落下衝撃の緩和を図るためにはかなりの長さの搬送路が必要であること、
(2)ジグザグ状に移動させながら落下させるため、移動に多大な時間がかかること、
(3)複数の搬送路をヒンジ軸を介して回動可能に連結する必要があるため、装置が大型かつ複雑になること、などの課題がある。
However, in the case of the chute device described in
(1) A sufficiently long conveyance path is necessary to sufficiently reduce the drop impact.
(2) Because it is dropped while moving in a zigzag shape, it takes a lot of time to move,
(3) Since it is necessary to connect a plurality of conveyance paths via a hinge shaft so as to be rotatable, there is a problem that the apparatus becomes large and complicated.
そこで、本発明の目的は、個々の落下物の衝撃緩和と共に、複数の落下物が連続して落下してきた場合でも落下物同士の衝突を抑制できる落下衝撃緩和装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a drop impact mitigation device capable of suppressing collision of fallen objects even when a plurality of fallen objects fall continuously, as well as impact mitigation of individual fallen objects.
前記目的を達成するため、本発明は、自由落下した物体の落下衝撃を緩和する落下衝撃緩和装置において、水平軸を中心として回転可能な複数枚の回転羽根を持ち、前記物体の落下軌跡上に少なくとも1枚の前記回転羽根が位置するように配置されたロータと、前記回転羽根が前記物体の落下方向と同一方向に回転し、かつ前記回転羽根の周速が前記物体の落下速度より小さくなるように、前記ロータを回転駆動する駆動手段と、前記ロータの下方に配置され、前記回転羽根に衝突して衝撃力が緩和された後の物体を受け止める回収手段と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a drop impact mitigation device for mitigating a drop impact of a free-falling object, having a plurality of rotating blades that can rotate about a horizontal axis, and on the fall trajectory of the object. The rotor arranged so that at least one of the rotating blades is positioned, the rotating blade rotates in the same direction as the falling direction of the object, and the peripheral speed of the rotating blade is smaller than the falling speed of the object The drive means for rotating the rotor, and the recovery means that is disposed below the rotor and receives the object after the impact force is alleviated by colliding with the rotating blades. To do.
一般に、力積の式から、同一方向に運動している2つの物体の衝突により生じる衝撃力Fは、次の(1)式で示される。
F=mΔv/Δt ・・・(1)
ここで、mは物体の質量、Δvは同一方向に運動している物体の速度差、Δtは衝突時間である。即ち、物体の受ける衝撃力Fを低下させるには、右辺分子の運動量の減少(=速度差の減少)、もしくは右辺分母の衝突時間の増加により達成可能である。
In general, from the impulse equation, the impact force F generated by the collision of two objects moving in the same direction is expressed by the following equation (1).
F = mΔv / Δt (1)
Here, m is the mass of the object, Δv is the speed difference of the object moving in the same direction, and Δt is the collision time. That is, the impact force F received by the object can be reduced by decreasing the momentum of the right-hand side numerator (= decreasing the speed difference) or increasing the collision time of the right-side denominator.
ロータの上方から複数の物体を落下させると、物体はその落下軌跡上にあるいずれかの回転羽根に衝突する。回転羽根は物体の落下方向と同一方向で、かつ物体の落下速度より小さい周速で回転しており、物体の落下に対して物体の落下速度より小さい速度で逃げるように動くため、物体と回転羽根とは、物体が静止物に衝突する場合に比べてより小さな速度差で衝突することになり、(1)式に基づいて衝撃力が低減される。なお、本発明における周速とは、物体が衝突する回転羽根の部分の周方向速度のことである。衝突部分は、回転羽根のできるだけ外周部が望ましい。例えば、後述のように0.5×0.5×1.0mmの直方体形状の積層セラミックコンデンサを1mの高さから自由落下させると、回転羽根が静止している場合、積層セラミックコンデンサと回転羽根との速度差Δvは約3m/sとなるが、回転羽根を所定の条件で回転させることにより、両者の速度差Δvは1m/s以下とすることができ、積層セラミックコンデンサが衝突時に受ける衝撃力Fは、回転羽根が静止している場合に比べて数分の1以下に減少する。 When a plurality of objects are dropped from above the rotor, the objects collide with one of the rotating blades on the dropping locus. The rotating blade rotates in the same direction as the falling direction of the object and at a peripheral speed smaller than the falling speed of the object, and moves so as to escape at a speed smaller than the falling speed of the object with respect to the falling of the object. The blades collide with a smaller speed difference than when the object collides with a stationary object, and the impact force is reduced based on the equation (1). In addition, the circumferential speed in this invention is the circumferential direction speed of the part of the rotary blade which an object collides. The collision part is preferably the outer peripheral part of the rotating blade as much as possible. For example, when a rotary blade is stationary when a 0.5 × 0.5 × 1.0 mm rectangular ceramic capacitor is dropped freely from a height of 1 m as described later, the multilayer ceramic capacitor and the rotary blade The speed difference Δv is approximately 3 m / s, but by rotating the rotary blades under predetermined conditions, the speed difference Δv between them can be reduced to 1 m / s or less, and the impact that the multilayer ceramic capacitor receives during a collision The force F is reduced to a fraction or less compared to when the rotary blade is stationary.
ロータには複数の回転羽根が設けられているので、後続の落下物は次に回転してくる回転羽根と衝突し、先行する落下物との衝突頻度を下げることができる。また、先行する落下物が回転羽根と衝突しても、回転羽根が落下方向と同方向に回転するので、落下物の上方への跳ね返りが抑制される。その結果、後続の落下物と正面衝突する確率が低く、落下物同士の衝突による破損を抑制できる。 Since the rotor is provided with a plurality of rotating blades, the subsequent falling object collides with the rotating blade that rotates next, and the collision frequency with the preceding falling object can be lowered. Further, even if the preceding falling object collides with the rotating blade, the rotating blade rotates in the same direction as the falling direction, so that the rebounding of the falling object is suppressed. As a result, the probability of a frontal collision with a subsequent falling object is low, and damage due to the collision between falling objects can be suppressed.
許容落下速度をα、物体の実際の落下速度をVc,回転羽根の周速をVwとしたとき、
Vc−Vw<α
を満足する回転速度でロータを回転駆動するのがよい。許容落下速度αとは、物体を静止した剛体上に落下衝突させた場合、許容落下高さが得られているときの物体の衝突時点の落下速度のことである。回転羽根はその周速が物体の落下速度より小さくなるように回転駆動されるが、周速が小さ過ぎると、物体と回転羽根との衝突による衝撃力が許容衝撃力を超え、物体の破損を招く可能性がある。そこで、物体の落下速度Vcと回転羽根の周速Vwとの差が許容落下速度αより小さくなるような速度で回転羽根を駆動することで、物体と回転羽根との衝突による破損を抑制することができる。
When the allowable drop speed is α, the actual drop speed of the object is Vc, and the peripheral speed of the rotary blade is Vw,
Vc−Vw <α
The rotor should be driven to rotate at a rotational speed satisfying the above. The allowable fall speed α is a drop speed at the time of collision of an object when an allowable fall height is obtained when the object is dropped and collided on a stationary rigid body. The rotating blade is driven to rotate so that its peripheral speed is smaller than the falling speed of the object.However, if the peripheral speed is too low, the impact force caused by the collision between the object and the rotating blade will exceed the allowable impact force, and the object will be damaged. There is a possibility of inviting. Therefore, by driving the rotating blade at such a speed that the difference between the falling speed Vc of the object and the peripheral speed Vw of the rotating blade is smaller than the allowable falling speed α, damage due to the collision between the object and the rotating blade is suppressed. Can do.
複数のロータが、物体の落下軌跡上に各ロータの少なくとも1枚の回転羽根が位置するようにロータの水平軸の位置を交互にずらしながら、かつ上下に隣り合うロータの回転羽根の回転方向が逆向きになるように配置され、上段から下段にかけてロータの回転羽根の周速が順次小さくなり、上下に隣り合うロータの回転羽根の周速差が物体を静止した剛体上に落下衝突させた場合の許容落下速度α未満とするのがよい。つまり、物体と回転羽根との1回の衝突だけで落下速度を許容速度αまで低減できない場合でも、複数の回転羽根との衝突により段階的に落下速度を低減でき、一回当たりの衝撃力を小さくできる。そして、許容衝撃力を下回る衝突を繰り返すことで、落下する物体を割れ欠けなく回収できる。 While the plurality of rotors alternately shift the position of the horizontal axis of the rotor so that at least one rotor blade of each rotor is positioned on the object's fall trajectory, When the rotor blades are arranged in the opposite direction, the peripheral speed of the rotor rotor blades gradually decreases from the upper stage to the lower stage, and the difference in peripheral speed between the rotor blades of the rotors adjacent to each other in the vertical direction causes the object to fall and collide with a stationary rigid body. The allowable drop speed α is preferably less than. In other words, even if the drop speed cannot be reduced to the allowable speed α by a single collision between the object and the rotating blades, the falling speed can be reduced step by step by collision with a plurality of rotating blades, and the impact force per time can be reduced. Can be small. And by repeating the collision below the allowable impact force, the falling object can be recovered without cracking.
回転羽根を剛体で構成してもよいが、回転羽根を物体が通過できない目明きを持つ弾性メッシュで構成した場合には、弾性メッシュと落下物との衝突時間Δtを更に延ばすことができ、衝撃力が低減される。弾性メッシュの場合には、メッシュの隙間を空気が通過できるので、回転羽根が高速回転したときの気流の発生を抑えることができ、落下物が気流によって吹き飛ばされるのを抑制できる効果もある。 The rotating blades may be made of a rigid body. However, when the rotating blades are made of an elastic mesh that has a clear passage through which an object cannot pass, the collision time Δt between the elastic mesh and the falling object can be further extended, and the impact force Is reduced. In the case of an elastic mesh, air can pass through the gaps of the mesh, so that it is possible to suppress the generation of an air current when the rotating blades rotate at a high speed and to suppress the falling object from being blown away by the air current.
ロータの上部に、水平姿勢にある回転羽根の外周部に物体が衝突するように、物体の落下位置をガイドするシュータを設けてもよい。回転羽根は、内周部の周速が小さく、外周部の周速は大きい。回転羽根の周速は物体の落下速度より小さくなるように設定されるが、物体が回転羽根の周速の最大値である最外周部にできるだけ落下するようにシュータでガイドすることで、物体と回転羽根との速度差を許容落下速度以下にすることができる。 You may provide the shooter which guides the fall position of an object so that an object may collide with the outer peripheral part of the rotary blade | wing in a horizontal attitude | position at the upper part of a rotor. The rotating blade has a small peripheral speed at the inner peripheral portion and a high peripheral speed at the outer peripheral portion. The peripheral speed of the rotating blade is set to be smaller than the falling speed of the object, but by guiding the object with the shooter so that the object falls as much as possible to the outermost peripheral portion that is the maximum peripheral speed of the rotating blade, The speed difference with the rotary blade can be made lower than the allowable drop speed.
以上のように、本発明によれば、水平軸を中心として回転可能な複数枚の回転羽根を持つロータを物体の落下軌跡上に配置し、回転羽根が物体の落下方向と同一方向に回転し、かつ回転羽根の周速が物体の落下速度より小さくなるようにロータを回転駆動するため、物体の落下に対して回転羽根が物体の落下速度より小さい速度で逃げるような動きとなることで、物体と回転羽根とは、物体が静止物に衝突する場合に比べてより小さな速度差で衝突することになり、衝撃力が低減される。しかも、ロータには複数の回転羽根が設けられているので、後続の落下物は次に回転してくる回転羽根と衝突し、先行する落下物との衝突頻度を下げることができる。そのため、回転羽根との衝撃力の緩和と落下物同士の衝突回避とにより、落下物を割れや欠けを発生させずに回収できる。 As described above, according to the present invention, the rotor having a plurality of rotating blades that can rotate about the horizontal axis is arranged on the falling locus of the object, and the rotating blade rotates in the same direction as the falling direction of the object. And, because the rotor is driven to rotate so that the peripheral speed of the rotating blade is smaller than the falling speed of the object, the rotating blade escapes at a speed smaller than the falling speed of the object with respect to the falling of the object, The object and the rotating blade collide with a smaller speed difference than when the object collides with a stationary object, and the impact force is reduced. In addition, since the rotor is provided with a plurality of rotating blades, the subsequent falling object collides with the rotating blade that rotates next, and the frequency of collision with the preceding falling object can be reduced. Therefore, the fallen object can be recovered without causing cracks or chipping by relaxing the impact force with the rotating blades and avoiding collision between the fallen objects.
−第1実施例−
図1〜図3は本発明に係る落下衝撃緩和装置の第1実施例を示す。この装置1は、例えば積層セラミックコンデンサのようなチップ部品(物体)Cの落下衝撃緩和に使用される。なお、図は理解を容易にするために図示したものであり、チップ部品Cと各部材との寸法関係は実際とは異なる。
-1st Example-
1 to 3 show a first embodiment of a drop impact mitigation device according to the present invention. This
本衝撃緩和装置1は、上部に落下筒2を備え、その下部にハウジング5が連結されている。落下筒2の上部にはチップ部品Cを連続的に搬送する複数の搬送路3が設けられ、これら搬送路3を通って搬送されたチップ部品Cが落下筒2の上端開口部から投入される。落下筒2の内壁には、投入されたチップ部品Cが後述する回転羽根8の最外周部上に落下するように、チップ部品Cをガイドするシュータ4が設けられている。シュータ4の設置角度は、シュータ4と接触したチップ部品Cが跳ね返った結果生じる水平方向速度成分が、許容落下速度α以下となるように調整すれば、水平方向のチップ部品同士の衝突による割れ欠けは防止できる。このシュータ角度は、許容落下速度にもよるが、鉛直方向に対しておおよそ5〜15°の範囲を想定しておけば良い。
The
ハウジング5の内部には、複数枚の回転羽根8を持つロータ6が水平軸7を中心として回転可能に収容されている。ここでは、水平軸7は円筒形の筒体であり、この水平軸7の外周に18枚の回転羽根8が取り付けられている。回転羽根8の水平軸7に対する固定構造は任意であるが、ここでは、落下したチップ部品Cが回転羽根8に衝突したあと、水平軸7側に溜まるのを抑制するため、回転羽根8を水平軸7の接線方向でかつ回転方向に向かって延びるように固定している。ロータ6は、チップ部品Cの落下軌跡上に少なくとも1枚の回転羽根8が位置するように配置されている。回転羽根8は、剛体プレートでもよいが、ここではチップ部品Cが通過できない目明きを持つ弾性メッシュを使用している。弾性メッシュとしては、所望のヤング率と耐久性とを持つ例えば金属メッシュを使用することができる。回転羽根8とハウジング5との隙間は、チップ部品が回転羽根8と接触せずに落下しないような狭い隙間とするのがよい。
A
ハウジング5の外部には、回転羽根8がチップ部品Cの落下方向と同一方向に回転するようにロータ6を駆動する駆動用モータ10(図2参照)が設けられている。このモータ10の駆動速度は、回転羽根8の周速Vwがチップ部品Cの落下速度Vcより小さく、かつチップ部品Cの落下速度Vcと回転羽根8の周速Vwとの差が許容落下速度αより小さくなるように設定されている。すなわち、
0<Vc−Vw<α
A driving motor 10 (see FIG. 2) for driving the
0 <Vc−Vw <α
ロータ6の下方には、回転羽根8に衝突して衝撃力が緩和された後のチップ部品Cを受け止める回収トレー11が設置されている。ロータ6から回収トレー11までの高さは、許容落下距離以下(例えば50mm)とされており、ロータ6を通過したチップ部品Cは、その落下エネルギーが十分に低いので、回収トレー11が弾性体で構成されていなくても、割れや欠けを発生させずにチップ部品Cを回収できる。
Below the
ここで、上記構成からなる落下衝撃緩和装置1の動作について、図3を参照しながら説明する。落下筒2の中を通って複数のチップ部品Cを連続的に自由落下させると、幾つかのチップ部品Cは回転羽根8の外周部に衝突し、その落下衝撃が許容値を超えると、チップ部品Cに割れや欠けが発生する。また、落下してきたチップ部品Cが、回転羽根8上で跳ね返ったチップ部品C、又は回転羽根8上で静止(チップ部品Cが回転羽根8と同速度で運動)しているチップ部品Cに直接衝突した場合は、回転羽根8の弾性による衝撃吸収効果が薄れ、チップ部品Cの割れ欠けが生じる可能性が増大する。そこで、複数枚の回転羽根8を備えたロータ6をチップ部品Cの落下方向と同方向に回転させ、その周速によってチップ部品Cの終端速度との速度差ΔVを減少させる。
Here, operation | movement of the drop
チップ部品Cの落下速度をVcとし、回転羽根8がチップ部品Cの落下方向と同じ方向に周速Vwで移動すると仮定すると、速度差ΔV=Vc−Vwがチップ部品Cの許容落下速度α以下となるように、ロータ6の回転速度を制御する。例えば、チップ部品Cを静止した剛体上に落下衝突させた場合の許容落下高さを50mmとすると、その衝突時点の落下速度αは1m/sに相当する。したがって、ΔV<1m/sを満足するようにロータ6の回転速度を設定すれば、回転羽根8として弾性メッシュを使用しなくても、1台のロータ6でチップ部品Cを割れなく回収できることになる。この際、回転羽根8上に静止しているチップ部品Cと衝突したとしても、その速度差は許容速度以下であるため、ダメージは許容される。また、落下チップ部品Cと回転羽根8の相対速度ΔVが1m/sレベルにおいては、回転羽根8と衝突したチップ部品Cの跳ねもわずかであり、跳ねたチップ部品Cと落下してきたチップ部品Cとの衝突による割れ欠けも回避できる。
Assuming that the drop speed of the chip part C is Vc and the
原理上、回転羽根8はメッシュ等の弾性体である必要はなく、セラミックプレートや金属等の剛体でも可能であるが、何らかの理由で許容速度を超えるようなケースが発生する可能性も想定し、より安全側のメッシュを用いた方が良い。弾性のある回転羽根8上にチップ部品Cを落下させた場合、チップ部品Cが速度ゼロに減速する時間Δtは、セラミックプレートのような剛体に衝突した場合に比べて、1桁以上長くなる。その結果、式(1)に示すように、衝突時の衝撃力Fは衝突時間Δtに反比例して減少し、チップ部品Cの割れや欠けの発生率を低くできる。
In principle, the
実施例のように、水平軸7の直径がチップ部品Cの最大寸法より大きな筒型軸で構成され、回転羽根8が水平軸7の接線方向でかつ回転方向に向かって延びるように固定されている場合には、落下してくるチップ部品Cが回転羽根8に衝突したあと、水平軸7側に溜まるのを抑制できるので、チップ部品C同士の衝突頻度を下げる効果がある。
As in the embodiment, the
−模擬実験−
第1実施例の効果を確かめるため、次のような模擬実験を行った。0.5×0.5×1.0mmサイズの直方体形状のセラミックチップを1mの高さより落下させると、落下速度は約3m/sまで加速される。この速度で、例えばセラミックプレートのような剛体プレートに衝突させると、30%以上の確率で割れや欠けといったダメージを受けることを確認した。一方、落下高さを100mmとすると、割れ欠けはゼロであった。
-Mock experiment-
In order to confirm the effect of the first embodiment, the following simulation experiment was conducted. When a rectangular parallelepiped ceramic chip having a size of 0.5 × 0.5 × 1.0 mm is dropped from a height of 1 m, the dropping speed is accelerated to about 3 m / s. It was confirmed that when this was made to collide with a rigid plate such as a ceramic plate at this speed, damage such as cracking or chipping occurred with a probability of 30% or more. On the other hand, when the drop height was 100 mm, the cracks were zero.
さて、200×200mmの剛性を持つ回収板を落下位置に水平に配置した。チップの落下に合わせて回収板を下方に加速〜定速移動〜減速移動させ、回収板上にチップを落下させる。その際のタイミングチャートを図4に示す。落下中の先頭チップが高さ900mmに到達する時間をあらかじめ計測しておき、900mmに達したタイミング(時刻ゼロ)で高さ700mmに待機した回収板を下方に加速させた。100mm秒後に2.25m/sに達し、その直後に先頭チップは回収板と速度差0.75m/sで衝突する。回収板は、その後2.25m/sの定速度で降下させ、210m秒後に最後尾チップと衝突し回収する。速度差0.75m/sで回収板と衝突したチップは、回収板上で若干の跳ね返りは示したものの、ほぼ衝突位置に留まった。回収板は、その後高さ200mmの位置に達したところから減速させた。回収したチップを調べたところ、衝突による割れ欠け等のダメージがないことを確認した。図4では、回収板を水平姿勢のまま降下させた時の実験であるが、図1のように回転羽根を回転させた場合でも、その周速を制御することで同様の効果が得られる。 Now, a recovery plate having a rigidity of 200 × 200 mm was horizontally arranged at the dropping position. As the chip falls, the recovery plate is accelerated, moved at a constant speed, decelerated, and dropped onto the recovery plate. FIG. 4 shows a timing chart at that time. The time for the falling tip to reach a height of 900 mm was measured in advance, and the recovery plate waiting at a height of 700 mm was accelerated downward at the time when the tip reached 900 mm (time zero). After 100 mm seconds, it reaches 2.25 m / s. Immediately after that, the top chip collides with the recovery plate with a speed difference of 0.75 m / s. The recovery plate is then lowered at a constant speed of 2.25 m / s, and after 210 milliseconds, it collides with the last tip and recovers. The chip that collided with the recovery plate at a speed difference of 0.75 m / s remained at the collision position, although showing a slight bounce on the recovery plate. The recovery plate was then decelerated from the point where it reached a position with a height of 200 mm. When the collected chips were examined, it was confirmed that there was no damage such as cracks due to collision. Although FIG. 4 shows an experiment when the collecting plate is lowered in a horizontal posture, the same effect can be obtained by controlling the peripheral speed even when the rotating blade is rotated as shown in FIG.
−第2実施例−
図5は本発明にかかる落下衝撃緩和装置の第2実施例を示す。図5において、図1と同一又は対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。第1実施例では、1つのロータだけでチップ部品Cの落下衝撃を緩和した例であるが、第2実施例の落下衝撃緩和装置20では、チップ部品Cの落下軌跡上に複数(ここでは3台)のロータ21〜23が鉛直方向に配置され、かつ上下に隣り合うロータ21〜23の回転羽根の回転方向が逆向きになるように配置されている。上段から下段にかけてロータ21〜23の回転羽根の周速が順次小さくなり、上下に隣り合うロータ21〜23の回転羽根の周速差が、チップ部品Cを静止した剛体上に落下衝突させた場合の許容落下速度α未満とされている。ロータ21〜23を収容したハウジング5の下方には、回収手段として、水平方向に駆動されるベルトコンベア25が配置されている。最下段のロータ23とベルトコンベア25までの高さは許容落下高さ以下(例えば50mm)とされている。したがって、ベルトコンベア25が硬質材料で形成されていても、ベルトコンベア25との衝突によるチップ部品の破損は発生しない。また、先に落下したチップ部品の上に後から落下してきたチップ部品が衝突しても、チップ部品に破損等が発生することもない。
-Second Example-
FIG. 5 shows a second embodiment of the drop impact mitigating device according to the present invention. In FIG. 5, the same or corresponding parts as in FIG. In the first embodiment, the drop impact of the chip component C is reduced by using only one rotor. However, in the drop
1段目(最上)のロータ21は、水平軸21aとその周囲に固定された複数枚の回転羽根21bとを備えている。同様に、2段目、3段目のロータ22、23も、水平軸22a、23aとその周囲に固定された複数枚の回転羽根22b、23bとを備えており、水平軸21a〜23aは図示しない駆動手段によって互いに逆方向に駆動される。チップ部品Cの落下軌跡上に各ロータ21〜23の少なくとも1枚の回転羽根が位置するように、水平軸21a,22a,23aは交互にずらして配置されている。最上のロータ21の回転羽根21bの周速をV1、2段目のロータ22の回転羽根22bの周速をV2、3段目のロータ23の回転羽根23bの周速をV3とすると、
V1>V2>V3
に設定され、かつ上下に隣り合うロータの回転羽根の周速差は、
V1−V2<α, V2−V3<α
となるように設定されている。
The first-stage (top)
V1>V2> V3
The circumferential speed difference between the rotor blades of the rotor that is set to
V1-V2 <α, V2-V3 <α
It is set to become.
この実施例は、チップ部品Cと第1のロータ21の回転羽根21bとの1回の衝突だけでチップ部品Cの落下速度を許容速度αまで低減できない場合でも、第2、第3のロータ22、23の回転羽根22b,23bとの衝突により段階的に落下速度を低減することで、落下するチップ部品Cを割れ欠けなく回収することができる。
In this embodiment, even when the drop speed of the chip part C cannot be reduced to the allowable speed α by only one collision between the chip part C and the
次に、第2実施例に係る装置の効果を以下の実験で確かめた。長さ150mm、径20mmの金属製の筒状水平軸に、長さ150mm、幅60mmの金属製の回転羽根を18°間隔で20枚張り付けた。この構造体(ロータ)を3セット準備し、図5に示すような位置になるよう調整した。即ち、第1のロータ21の回転羽根21bの最外周部が、チップ部品Cの落下する落下筒2の内周面の延長線に一致させ、落下するチップ部品Cがロータ21の回転羽根21bに必ず衝突するように配置した。第2のロータ22は、第1のロータ21の下方にセットし、第2のロータ22の回転羽根22bの最外周部が、第1のロータ21の回転羽根21bが鉛直下向きになる位置に合わせた。第3のロータ23も第2のロータ22と同様な考え方で第2のロータ22の下方にセットした。第1のロータ21を周速(ここでは最外周の速度)V1=2.25m/sで回転させ、第2のロータ22は同じくV2=1.5m/s、第3のロータ23はV3=0.75m/sで回転させた。
Next, the effect of the apparatus according to the second example was confirmed by the following experiment. Twenty metal rotating blades having a length of 150 mm and a width of 60 mm were attached to a metal cylindrical horizontal shaft having a length of 150 mm and a diameter of 20 mm at intervals of 18 °. Three sets of this structure (rotor) were prepared and adjusted so as to be in the position shown in FIG. That is, the outermost peripheral portion of the
落下してきたチップCの終端速度は3m/sであり、第1のロータ21と速度差約0.75m/sで衝突し、回転羽根21b上に留まるとともに第1のロータ21の回転によって第2のロータ22上へ落下速度約2.25m/sで落下した。落下したチップCは、周速1.5m/sで回転する第2のロータ22の回転羽根22bに衝突し、その回転羽根22b上に留まるとともに、第2のロータ22の回転によって第3のロータ23上へ落下速度約1.5m/sで落下した。落下したチップCは、周速0.75m/sで回転する第3のロータ23の回転羽根23bに衝突し、その回転羽根23b上に留まるとともに、第3のロータ23の回転によりベルトコンベア25上に落下速度約0.75m/sで落下し、静止した。
The terminal speed of the chip C that has dropped is 3 m / s, collides with the
第1〜第3のロータ21〜23の回転羽根21b〜23bへの衝突速度、および最終的なベルトコンベア25への衝突速度は0.75m/sであり、チップCの許容落下速度である1m/sをいずれも下回っていた。回収したチップ100個の外観等を調べた結果、割れ欠け等のダメージの無い事を確認した。落下中の挙動を高速カメラにて観察したところ、第1〜第3のロータ21〜23に留まったチップ上にチップが衝突するケースも見られたが、チップ同士の衝突にもかかわらず、割れ欠け等のダメージが発生しなかったことになる。
The collision speed of the first to
本発明が対象とする物体としては、チップ部品に限らず、造粒体や、成形品、焼結体、金属体などであってもよい。造粒体の場合、チップ部品と同様に落下衝撃により割れや欠けが発生しやすいので、本発明が有効である。焼結体や金属体の場合も、落下衝撃により変形や歪みが発生するので、本発明が有効である。物体の形状は、直方体に限らず、円盤形や錠剤のような形状でもよい。 The object targeted by the present invention is not limited to a chip component, and may be a granulated body, a molded product, a sintered body, a metal body, or the like. In the case of a granulated body, the present invention is effective because cracks and chips are likely to occur due to a drop impact as in the case of chip parts. In the case of a sintered body or a metal body, the present invention is effective because deformation and distortion occur due to a drop impact. The shape of the object is not limited to a rectangular parallelepiped, and may be a disk shape or a tablet shape.
ロータを構成する回転羽根の形状は平板状である必要はなく、例えば回転方向に湾曲していてもよい。水平軸に対する回転羽根の固定構造も図1のような構造に限るものではなく、落下してくる物体と適切な速度差で均等に衝突できるような形状であればよい。 The shape of the rotary blades constituting the rotor need not be flat, and may be curved in the rotational direction, for example. The structure for fixing the rotating blades to the horizontal axis is not limited to the structure shown in FIG. 1, but may be any shape that can collide with a falling object evenly with an appropriate speed difference.
C チップ部品(物体)
1 衝撃緩和装置
2 落下筒
3 搬送路
4 シュータ
5 ハウジング
6 ロータ
7 水平軸
8 回転羽根
10 駆動モータ
11 回収トレー
20 衝撃緩和装置
21〜23 ロータ
21a〜23a 水平軸
21b〜23b 回転羽根
25 ベルトコンベア
C Chip parts (objects)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
水平軸を中心として回転可能な複数枚の回転羽根を持ち、前記物体の落下軌跡上に少なくとも1枚の前記回転羽根が位置するように配置されたロータと、
前記回転羽根が前記物体の落下方向と同一方向に回転し、かつ前記回転羽根の周速が前記物体の落下速度より小さくなるように、前記ロータを回転駆動する駆動手段と、
前記ロータの下方に配置され、前記回転羽根に衝突して衝撃力が緩和された後の物体を受け止める回収手段と、を備えたことを特徴とする落下衝撃緩和装置。 In a drop impact mitigation device that mitigates the drop impact of a free-falling object,
A rotor having a plurality of rotating blades rotatable about a horizontal axis, and arranged such that at least one of the rotating blades is positioned on a falling locus of the object;
Drive means for rotationally driving the rotor so that the rotating blade rotates in the same direction as the falling direction of the object and the peripheral speed of the rotating blade is smaller than the falling speed of the object;
A drop impact mitigating device, comprising: a recovery unit that is disposed below the rotor and receives an object after the impact force is mitigated by colliding with the rotating blades.
Vc−Vw<α
を満足する回転速度で前記ロータは回転駆動されることを特徴とする、請求項1に記載の落下衝撃緩和装置。 When the object is allowed to drop and collide with a stationary rigid body, the allowable fall speed is α, the actual fall speed of the object is Vc, and the peripheral speed of the rotary blade is Vw.
Vc−Vw <α
The apparatus according to claim 1, wherein the rotor is rotationally driven at a rotational speed satisfying the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012252856A JP2014101168A (en) | 2012-11-19 | 2012-11-19 | Drop impact relieving device of object |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|---|
KR20190066976A (en) * | 2017-12-06 | 2019-06-14 | 주식회사 포스코 | Chute apparatus of belt conveyor |
CN111977409A (en) * | 2020-07-28 | 2020-11-24 | 安丘博阳机械制造有限公司 | Z-direction multilayer relay ladder |
-
2012
- 2012-11-19 JP JP2012252856A patent/JP2014101168A/en active Pending
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