JP2014201390A

JP2014201390A - 振動式部品搬送装置

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Publication number: JP2014201390A
Application number: JP2013077652A
Authority: JP
Inventors: 石河　智海; Tomomi Ishikawa; 智海石河; 高橋　亨; Toru Takahashi; 亨高橋
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2013-04-03
Filing date: 2013-04-03
Publication date: 2014-10-27
Anticipated expiration: 2033-04-03
Also published as: JP6163343B2

Abstract

【課題】複数の振動発生機構が発生させる振動によって部品を直線的に搬送する振動式部品搬送装置の部品搬送部のヨーイング運動を抑制する。
【解決手段】加振機構と第１、第２の板ばね３、５とからなる二組の振動発生機構が発生させる振動によって部品を直線的に搬送する振動式部品搬送装置において、各振動発生機構により振動を付与する上部振動体１（整列供給用トラフを含む）とカウンタ振動体４（リターン用トラフを含む）とを、幅方向（Ｙ方向）寸法の中央を通り、部品搬送方向（Ｘ方向）と鉛直方向（Ｚ方向）で構成される同一平面（ＸＺ平面）Ｐに対して対称形状として、各振動体１、４の重心を同じＸＺ平面Ｐ上に配することにより、基台２に作用する反力が打ち消し合い、基台２の重心を通る鉛直軸（Ｚ軸）のまわりのモーメントが発生しないようにして、各部品搬送部におけるヨーイング運動の発生を防止したのである。
【選択図】図２

Description

本発明は、加振機構の駆動によりトラフ等の部品搬送部材を振動させて部品を直線的に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、互いに逆方向に直線的に部品を搬送する整列供給用トラフとリターン用トラフとをわずかな間隔をおいて並設し、両トラフの間で部品を循環させながらその姿勢の矯正を行い、所望の姿勢となった部品のみを次工程に供給するものがある。

上記のように部品を循環させながら姿勢矯正を行う部品搬送装置では、通常、図７乃至図９の簡易モデルに示すように、整列供給用トラフ２１とリターン用トラフ２２をそれぞれ支持する板ばね２３、２４を、互いに逆向きに傾けて基台２５に取り付け、図示省略した加振機構で各トラフ２１、２２を水平方向（部品搬送方向、図中のＸ方向）および鉛直方向（図中のＺ方向）に振動させることにより、各トラフ２１、２２の部品搬送路上の部品を互いに逆方向に搬送する。

ここで、従来は、整列供給用トラフ２１とリターン用トラフ２２とを逆位相かつ同一の振幅で振動させ、各トラフ２１、２２の振動によって基台２５が受ける水平方向の反力を打ち消し合わせることにより、基台２５から基台２５が固定されている設置面への振動の伝搬を抑えて、同じ設置面上に設置されている他の装置の動作への影響を小さくしようとしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開昭５８−１４４０１０号公報

ところが、上述したような従来の部品搬送装置では、図８に示すように、整列供給用トラフ２１の重心Ｇ１とリターン用トラフ２２の重心Ｇ２とが、Ｘ方向とＺ方向で構成される同一のＸＺ平面上にない（図中のＹ方向は水平面内でＸ方向と直交する方向）。このため、整列供給用トラフ２１にＡ方向の変位、リターン用トラフ２２にＢ方向の変位をそれぞれ与えると、図９に示すように、基台２５の一側(図中の上側)の板ばね固定部２５ａには、整列供給用トラフ２１の変位によるＢ方向の反力Ｆ１、他側(図中の下側)の板ばね固定部２５ｂには、リターン用トラフ２２の変位によるＡ方向の反力Ｆ２が作用する。そして、これらの反力Ｆ１、Ｆ２が、基台２５の重心Ｇ３を通る鉛直軸（Ｚ軸）のまわりのモーメントを発生させる。

したがって、基台２５には、水平面（ＸＹ平面）内での回転運動、いわゆるヨーイング運動が発生する。このヨーイング運動は板ばね２３、２４を介して各トラフ２１、２２にも発生する。そして、部品搬送速度を速くするために各トラフ２１、２２の振動周波数を上げたり、振動変位を大きくしたりすると、同時に部品搬送方向（Ｘ方向）に発生する加振力が大きくなり、反力Ｆ１、Ｆ２も増加するため、各トラフ２１、２２のヨーイング運動が大きくなる。このヨーイング運動は、各トラフ２１、２２の部品搬送路上での部品の蛇行を引き起こし、実質的な部品搬送速度の低下を招く。

そこで、本発明の課題は、複数の振動発生機構が発生させる振動によって部品を直線的に搬送する振動式部品搬送装置の部品搬送部のヨーイング運動を抑制することである。

上記の課題を解決するため、本発明は、加振力発生機能と、復元力発生機能と、案内機能を有する少なくとも二組の振動発生機構によって、ほぼ水平な直線状の部品搬送路を有する部品搬送部に、部品搬送路に沿う部品搬送方向の成分と鉛直方向の成分からなる振動を発生させることにより、部品搬送路上の部品を部品搬送方向に搬送する振動式部品搬送装置において、前記各振動発生機構により振動を付与する各振動体の重心位置を、部品搬送方向と鉛直方向で構成される同一平面上に配するか、あるいは部品搬送方向にほぼ平行な同一直線上に配するようにした。

ここで、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から成る部品搬送部と、床上に設置される基台と、前記上部振動体と基台とを連結し、復元力発生機能および案内機能を有する第１の弾性部材と、カウンタ振動体と前記基台とを連結し、復元力発生機能および案内機能を有する第２の弾性部材と、前記上部振動体および前記カウンタ振動体のそれぞれに加振力を作用させる加振機構から成る振動発生機構を備えた振動式部品搬送装置においては、前記第２の弾性部材を、部品搬送方向と水平面で直交する方向に対して２箇所以上に設け、前記第２の弾性部材どうしの間に前記第１の弾性部材を配するか、あるいは前記第１の弾性部材を、部品搬送方向と水平面で直交する方向に対して２箇所以上に設け、前記第１の弾性部材どうしの間に前記第２の弾性部材を配するようにするとよい。

本発明の振動式部品搬送装置は、上述したように、複数の振動発生機構により振動を付与する各振動体の重心位置を、部品搬送方向と鉛直方向で構成される同一平面上に配するか、あるいは部品搬送方向にほぼ平行な同一直線上に配するようにしたものであるから、部品搬送部のヨーイング運動を抑制し、部品搬送に最適な振動を実現することができる。

第１実施形態の部品搬送装置のトラフを除いた一部切欠き正面図図１の上面図図１の右側面図第２実施形態の部品搬送装置の正面図図４の上面図図４の右側面図従来の部品搬送装置の簡易モデルでの正面図図７の簡易モデルの上面図（ヨーイング運動の説明図）図７の簡易モデルの基台の上面図（ヨーイング運動の説明図）

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。図１乃至図３は第１実施形態の振動式部品搬送装置を示す。この部品搬送装置は、図示省略した整列供給用トラフ（部品搬送部材）を取り付ける上部振動体１が、略矩形の基台２の両短辺の中央付近に設けられた第１の板ばね（第１の弾性部材）３で支持されている。一方、図示省略したリターン用トラフ（部品搬送部材）を取り付ける矩形枠状のカウンタ振動体４は、上部振動体１を囲む（接触はしない）状態で、基台２の四隅に設けられた第２の板ばね（第２の弾性部材）５で支持されている。なお、基台２は、直接床上（または床上の設置台）に固定してもよいし、防振ゴムや防振ばねのような防振部材を介して床上に固定してもよい。

前記上部振動体１（整列供給用トラフを含む）とカウンタ振動体４（リターン用トラフを含む）は、それぞれ幅方向（部品搬送方向と水平面で直交する方向、図中のＹ方向）寸法の中央を通り、水平方向（部品搬送方向、図中のＸ方向）と鉛直方向（図中のＺ方向）に延びるＸＺ平面Ｐに対して対称形状となっている。また、各トラフには、それぞれほぼ水平な直線状の部品搬送路が形成されている（図示省略）。

前記第１の板ばね３と第２の板ばね５は、互いに逆向きに傾けられて基台２に取り付けられ、後述する加振機構が発生させる振動によって、整列供給用トラフの部品搬送路上の部品とリターン用トラフの部品搬送路上の部品が互いに逆方向に搬送されるようになっている。

前記基台２には電磁石６が設置され、上部振動体１およびカウンタ振動体４には、電磁石６と所定の間隔をおいて対向する位置に可動鉄心７、８がそれぞれ設置されている。これらの電磁石６と可動鉄心７、８とで、上部振動体１およびカウンタ振動体４のそれぞれに加振力を作用させる加振機構が構成されている。

ここで、前記加振機構の可動鉄心７、８は電磁石６を挟んで対向するように配されているので、電磁石６に通電して吸引力を作用させると、上部振動体１とカウンタ振動体４は部品搬送方向（Ｘ方向）において逆方向に変位する。

すなわち、この部品搬送装置は、加振力発生機能を有する加振機構と、復元力発生機能および案内機能を有する第１、第２の板ばね３、５とからなる二組の振動発生機構によって、整列供給用トラフと上部振動体１からなる第１の部品搬送部、およびリターン用トラフとカウンタ振動体４からなる第２の部品搬送部のそれぞれに、部品搬送路に沿う部品搬送方向（Ｘ方向）の成分、および鉛直方向（Ｚ方向）の成分からなる振動を発生させることにより、各トラフの部品搬送路上の部品を部品搬送方向において互いに逆方向に搬送するものである。

また、上部振動体１（整列供給用トラフを含む）とカウンタ振動体４（リターン用トラフを含む）は同じ質量とされ、第１の板ばね３と第２の板ばね５のばね定数も同じに設定されている。これにより、両振動体１、４の固有振動数が一致し、周波数応答が同じになるため、電磁石６をどのような周波数で駆動しても、Ｘ方向における両振動体１、４の振動波形は逆位相になる。なお、通常は、電磁石６を両振動体１、４の固有振動数付近の周波数で駆動し、共振を発生させて、少ない電力で効率よく振動させるか、大きな振動振幅が得られるようにしている。

そして、この部品搬送装置では、上部振動体１とカウンタ振動体４がＹ方向寸法の中央を通るＸＺ平面Ｐに対して対称形状となっているので、各振動体１、４の重心も同じＸＺ平面Ｐ上にある。このため、各振動体１、４に発生させた振動の反力も、それぞれＸＺ平面Ｐ上に発生する。その反力は両振動体１、４の振動と同様にＸ方向において互いに逆方向となり、打ち消し合うため、基台２の重心を通る鉛直軸（Ｚ軸）のまわりのモーメントは発生しない。

したがって、各部品搬送部にはヨーイング運動が発生せず、部品搬送に最適な振動を実現することができる。

なお、この第１実施形態では、装置中央に配した上部振動体１を囲むようにカウンタ振動体４を配したが、両振動体の配置は逆にしてもよい。

また、リターン用トラフが不要な用途では、リターン用トラフの代わりにこれに相当する質量をもつ錘を設置することもできる。あるいは、図４乃至図６に示す第２実施形態のように、リターン用トラフをなくして、整列供給用トラフ１０を二つのトラフ部材１１、１２に分割し、その一方のトラフ部材１１を上部振動体１に、他方のトラフ部材１２をカウンタ振動体４にそれぞれ取り付けるとともに、第２の板ばね５を第１の板ばね３と同じ方向に傾けるようにしてもよい。

この第２実施形態では、整列供給用トラフを一体で形成した場合に比べて、各トラフ部材１１、１２の質量が小さくなり、固有振動数が高くなるので、より高周波での駆動が可能となり、部品搬送速度を大きくすることができる。

上述した各実施形態では、上部振動体１とカウンタ振動体４の重心位置を、部品搬送方向（Ｘ方向）と鉛直方向（Ｚ方向）で構成される同一平面（ＸＺ平面）Ｐ上に配したが、部品搬送方向にほぼ平行な同一直線（例えば、上部振動体１のほぼ中央を通るＸ軸）上に配するようにしても同様の効果が得られる。

また、第１、第２の板ばね３、５の配置は、第２の板ばね５をＹ方向に対して２箇所以上に設け、第２の板ばね５どうしの間に第１の板ばね３を配したが、これと逆に、第１の板ばねをＹ方向に対して２箇所以上に設け、第１の板ばねどうしの間に第２の板ばねを配するようにしてもよい。

また、カウンタ振動体４は一体形状としているが、分割してねじ等により連結してもよい。

さらに、振動の発生には電磁石６と板ばね３、５を用いたが、圧電素子等、同様の振動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。また、一体の電磁石６に代えて、２つのＥ型コアの電磁石を背面合わせで配置する等、２つの電磁石を同じ機能をもつように配置することもできる。

１上部振動体
２基台
３第１の板ばね（第１の弾性部材）
４カウンタ振動体
５第２の板ばね（第２の弾性部材）
６電磁石
７、８可動鉄心
１０整列供給用トラフ
１１、１２トラフ部材

Claims

加振力発生機能と、復元力発生機能と、案内機能を有する少なくとも二組の振動発生機構によって、ほぼ水平な直線状の部品搬送路を有する部品搬送部に、部品搬送路に沿う部品搬送方向の成分と鉛直方向の成分からなる振動を発生させることにより、部品搬送路上の部品を部品搬送方向に搬送する振動式部品搬送装置において、
前記各振動発生機構により振動を付与する各振動体の重心位置を、部品搬送方向と鉛直方向で構成される同一平面上に配したことを特徴とする振動式部品搬送装置。
加振力発生機能と、復元力発生機能と、案内機能を有する少なくとも二組の振動発生機構によって、ほぼ水平な直線状の部品搬送路を有する部品搬送部に、部品搬送路に沿う部品搬送方向の成分と鉛直方向の成分からなる振動を発生させることにより、部品搬送路上の部品を部品搬送方向に搬送する振動式部品搬送装置において、
前記各振動発生機構により振動を付与する各振動体の重心位置を、部品搬送方向にほぼ平行な同一直線上に配したことを特徴とする振動式部品搬送装置。
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から成る部品搬送部と、床上に設置される基台と、前記上部振動体と基台とを連結し、復元力発生機能および案内機能を有する第１の弾性部材と、カウンタ振動体と前記基台とを連結し、復元力発生機能および案内機能を有する第２の弾性部材と、前記上部振動体および前記カウンタ振動体のそれぞれに加振力を作用させる加振機構から成る振動発生機構を備えた振動式部品搬送装置において、
前記第２の弾性部材を、部品搬送方向と水平面で直交する方向に対して２箇所以上に設け、前記第２の弾性部材どうしの間に前記第１の弾性部材を配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搬送装置。
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から成る部品搬送部と、床上に設置される基台と、前記上部振動体と基台とを連結し、復元力発生機能および案内機能を有する第１の弾性部材と、カウンタ振動体と前記基台とを連結し、復元力発生機能および案内機能を有する第２の弾性部材と、前記上部振動体および前記カウンタ振動体のそれぞれに加振力を作用させる加振機構から成る振動発生機構を備えた振動式部品搬送装置において、
前記第１の弾性部材を、部品搬送方向と水平面で直交する方向に対して２箇所以上に設け、前記第１の弾性部材どうしの間に前記第２の弾性部材を配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搬送装置。