JP2015151243A - 振動式部品搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品を直線的に搬送する振動式部品搬送装置において、水平方向振動および鉛直方向振動の床面への伝搬を効果的に抑制する。
【解決手段】基台５の上方に４つの振動体１〜４を並列に配置し、そのうちの第一、第二の振動体１、２とそれぞれを基台５に連結する駆動ばね６、７とで１組のペア振動系を構成し、第三、第四の振動体３、４とそれぞれを基台５に連結する駆動ばね８、９とでもう１組のペア振動系を構成し、一方のペア振動系の２つの駆動ばね６、７と他方のペア振動系の２つの駆動ばね８、９の傾斜方向を逆向きにし、各ペア振動系の２つの振動体が互いに逆位相で振動するようにした。これにより、基台５が駆動ばね６〜９を介して各振動体１〜４から受ける水平方向の反力と鉛直方向の反力がいずれも相殺されて、基台５の水平方向振動および鉛直方向振動が小さくなり、床面への伝搬が効果的に抑えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加振機構が発生させる加振力により、振動体とそれに取り付けた搬送トラフ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は、各種の機器の製造工程等において部品を整列搬送して後工程へ供給する手段としてよく用いられる。その一般的な構造は、基台とその上方に配置される上部振動体とを傾斜した姿勢の駆動ばねで連結し、直線状の部品搬送路を有する搬送トラフを上部振動体に取り付け、加振機構が発生させる加振力により、上部振動体および搬送トラフを水平方向および鉛直方向に振動させて、部品を直線的にほぼ水平に搬送するものが多い。

ところが、このような振動式部品搬送装置では、上部振動体の振動の反力によって基台にも振動が発生し、その振動が床面（床の基台設置面）へ伝搬して、同じ床面上に設置されている他の機器の動作に影響を及ぼす場合がある。

一方、振動式部品搬送装置には、搬送トラフでの整列に失敗した部品や搬送トラフからオーバーフローした部品を搬送トラフの上流側へ戻すために、リターントラフが取り付けられたカウンタ振動体を上部振動体と並列に配置し、このカウンタ振動体を上部振動体用の駆動ばねと逆向きに傾斜する駆動ばねで基台に連結して加振機構でリターントラフとともに振動させることにより、リターントラフで部品を搬送トラフと逆方向に搬送するようにしたものもある。

このように部品を循環させるタイプの振動式部品搬送装置では、上部振動体とカウンタ振動体を逆位相で振動させることにより、基台が受ける水平方向の反力を相殺して、基台の水平方向振動の床面への伝搬を抑えることができる。しかし、基台が受ける鉛直方向の反力は加算されるので、基台の鉛直方向振動の床面への伝搬は増大することになる。このため、通常は、基台の質量を大きくしたり、基台と床面との間にコイルスプリングや水平方向に延びる板ばね等の防振ばねを設けたりすることにより、基台の鉛直方向振動の床面への伝搬を抑えようとしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開昭５８−１４４０１０号公報

しかしながら、従来の上部振動体とカウンタ振動体を逆位相で振動させる振動式部品搬送装置では、基台が受ける鉛直方向の反力が加算される影響が大きく、上述したような基台の質量増加や防振ばねの設置等の手段では、基台の鉛直方向の振動を十分に小さくしたり吸収したりすることができず、その鉛直方向振動が床面へ少なからず伝搬してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、部品を直線的に搬送する振動式部品搬送装置において、水平方向振動および鉛直方向振動の床面への伝搬を効果的に抑制することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の振動式部品搬送装置は、床上に設置される基台と、前記基台の上方に並列に配置される２つの振動体とその振動体をそれぞれ基台に連結する駆動ばねとで１組をなすペア振動系の複数組と、前記各振動体に振動を付与する加振機構とを備え、前記各ペア振動系は、２つの振動体が同じ傾斜角度で配された駆動ばねによって前記基台に連結され、かつ前記加振機構によって互いに逆位相の振動を付与されるようになっており、少なくとも１組のペア振動系の駆動ばねの傾斜方向が、その他のペア振動系の駆動ばねの傾斜方向と逆向きであり、所定の傾斜方向の駆動ばねを有するペア振動系の少なくとも１つの振動体に、直線状の部品搬送路を有する搬送トラフが取り付けられ、傾斜方向が逆向きの駆動ばねを有するペア振動系の少なくとも１つの振動体に、前記搬送トラフと逆方向に部品を搬送するリターントラフが取り付けられた構成を採用した。

上記の構成によれば、各ペア振動系の２つの振動体が同じ傾斜角度の駆動ばねによって基台に連結された状態で互いに逆位相で振動するので、基台が駆動ばねを介して各振動体から受ける水平方向の反力と鉛直方向の反力をいずれも相殺して、基台の水平方向振動および鉛直方向振動を小さくすることができ、その水平方向振動および鉛直方向振動の床面への伝搬を効果的に抑えることができる。そして、搬送トラフとリターントラフが駆動ばねの傾斜方向が逆向きの振動体に取り付けられるので、搬送トラフとリターントラフの間で安定して部品を循環させて、後工程へ効率よく部品を供給することができる。

前記ペア振動系を２組備える場合は、各ペア振動系の振動体は４つで一列の振動体列を形成しており、その振動体列の内側には両方のペア振動系の振動体が１つずつ配され、前記振動体列の内側の２つの振動体を同位相で振動させる構成とすることが望ましい。このようにすれば、振動体列の内側の２つの振動体が同位相で振動し、これと逆位相で外側の２つの振動体が振動するので、基台のローリング運動やヨーイング運動を抑えることができ、より安定した部品搬送が行える。この場合、前記振動体列の内側の２つの振動体の一方に前記搬送トラフを取り付け、他方に前記リターントラフを取り付けるようにすれば、部品搬送の安定性を一層高めることができる。

また、前記ペア振動系を２組備える場合、各ペア振動系の振動体は４つで一列の振動体列を形成しており、その振動体列の内側に１組のペア振動系の２つの振動体が配され、前記搬送トラフを上流部と下流部に分割し、前記振動体列の内側の２つの振動体の一方に前記搬送トラフの上流部を、他方に前記搬送トラフの下流部をそれぞれ取り付け、前記振動体列の外側の２つの振動体のそれぞれに前記リターントラフを取り付けた構成とすることもできる。このようにすれば、トラフを含む各振動体の重量調整が容易になるので、この点で安定した部品搬送を実現させやすくなる。

そして、前記加振機構としては、前記各ペア振動系の２つの振動体の一方に取り付けられる電磁石と、他方に取り付けられる可動鉄芯とからなるもの、あるいは、前記基台に取り付けられる電磁石と、前記各振動体に取り付けられる可動鉄芯とからなるものを採用することができる。

本発明の振動式部品搬送装置は、上述したように、基台が各振動体から受ける水平方向の反力と鉛直方向の反力がいずれも相殺されるようにしたものであるから、基台の水平方向振動および鉛直方向振動を小さくすることができ、その水平方向振動および鉛直方向振動の床面への伝搬を効果的に抑えることができる。したがって、従来の部品を循環させるタイプのものよりも周囲の機器への影響を抑えるための制約が少なく、搬送トラフおよびリターントラフの振動の振幅を大きくしたり周波数を高くしたりして部品搬送の高速化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上面図 図１の正面図 図２の右側面図 図１の各トラフを除いた一部切欠き上面図 第２実施形態の部品搬送装置の上面図 第３実施形態の部品搬送装置の上面図 図６のVII−VII線に沿った断面図 図７の右側面図 図９の各トラフを除いた上面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は第１の実施形態を示す。この振動式部品搬送装置は、四角柱状の第一乃至第四の振動体１〜４を、基台５の上方に並列に配置してそれぞれ前後（部品搬送方向の下流側と上流側）一対の駆動ばね６〜９で基台５に連結し、そのうちの第三の振動体３に搬送トラフ１０を、第二の振動体２にリターントラフ１１をそれぞれ取り付け、第一の振動体１と第二の振動体２の間、および第三の振動体３と第四の振動体４の間にそれぞれ加振機構１２を設けたものである。なお、基台５は、直接床上に設置してもよいし、防振ゴムや防振ばねのような防振部材を介して床上に設置してもよい。また、各駆動ばね６〜９は、板ばねで形成されているが、これに代えてその他の弾性体を用いることもできる。

前記各振動体１〜４のうち、第一の振動体１と第二の振動体２は、それぞれを基台５に連結する駆動ばね６、７とで１組のペア振動系を構成し、第三の振動体３と第四の振動体４は、それぞれを基台５に連結する駆動ばね８、９とでもう１組のペア振動系を構成している。その一方のペア振動系の２つの駆動ばね６、７は、同じ傾斜角度で前方（図１、図２の右側）へ傾くように配され、他方のペア振動系の２つの駆動ばね８、９は、同じ傾斜角度で後方（図１、図２の左側）へ傾くように配されている。

前記搬送トラフ１０は、上面側にほぼ水平な直線状の部品搬送路１０ａが形成され、下面側を第三の振動体３に取り付けられている。一方、前記リターントラフ１１は、上面側に部品搬送方向の上流側へ向かって高くなる直線状の部品返送路１１ａが形成され、下面側を第二の振動体２に取り付けられている。そして、両トラフ１０、１１は互いに隣接するように配置され、搬送トラフ１０の部品搬送路１０ａの一側からオーバーフローした部品がリターントラフ１１の部品返送路１１ａへ落下するようになっている。また、部品返送路１１ａはその後端部分が部品搬送路１０ａよりも高くなり、後述するようにリターントラフ１１で戻し搬送された部品が部品返送路１１ａの後端部分から部品搬送路１０ａへ乗り移るようになっている。

前記各加振機構１２は、各ペア振動系の２つの振動体の一方の下面側に取り付けられる電磁石１３と、他方の下面側に取り付けられる可動鉄芯１４とからなる（図２および図４参照）。そして、その電磁石１３と可動鉄芯１４とを部品搬送方向で所定の間隔をおいて対向するように配置し、電磁石１３に通電して電磁吸引力を作用させることにより、電磁石１３と可動鉄芯１４との間で加振力を発生させて、各ペア振動系の２つの振動体に互いに逆位相の振動を付与するものである。

この実施形態では、加振機構１２の電磁石１３が第一の振動体１および第四の振動体４に、可動鉄芯１４が第二の振動体２および第三の振動体３にそれぞれ取り付けられ、一方のペア振動系の第一の振動体１と第二の振動体２が互いに逆位相で振動し、他方のペア振動系の第三の振動体３と第四の振動体４が互いに逆位相で振動するようになっている。また、各加振機構１２は、両ペア振動系の振動周波数が同一となり、第一の振動体１と第四の振動体４が同位相で振動し、第二の振動体２と第三の振動体３が同位相で振動するように調整されている。

また、各振動体１〜４は、それぞれに取り付けられる部材（トラフ１０、１１、電磁石１３、可動鉄芯１４、図示省略した重量調整用ウェイト等）を含む重量がほぼ同一となるように重量調整されている。これにより、駆動ばね６〜９のばね定数を揃える（例えば、駆動ばねを形成する板ばねの枚数を同数とする）だけで、共振周波数をほぼ同一にでき、振動周波数の調整が簡単にできるようになっている。

なお、各加振機構１２の配置は、この実施形態のようにトラフ１０、１１側の振動体２、３に可動鉄芯１４を取り付け、トラフ１０、１１のない側の振動体１、４に電磁石１３を取り付けると、各振動体１〜４（それぞれに取り付けられる部材を含む）の重量を揃えやすい。一方、この実施形態と逆に、電磁石１３をトラフ１０、１１側の振動体２、３に取り付け、可動鉄芯１４をトラフ１０、１１のない側の振動体１、４に取り付ければ、各振動体１〜４の重心の高さ方向位置を揃えやすくなり、安定した振動が得られる。

この振動式部品搬送装置は、上述したように、２組のペア振動系を備えており、各ペア振動系は、それぞれ２つの振動体（１、２または３、４）が同じ傾斜角度で配された駆動ばね（６、７または８、９）によって基台５に連結され、かつ加振機構１２によって互いに逆位相の振動を付与されるようになっており、両ペア振動系の駆動ばね（６、７と８、９）の傾斜方向が互いに逆向きで、一方のペア振動系の第二の振動体２にリターントラフ１１が取り付けられ、他方のペア振動系の第三の振動体３に搬送トラフ１０が取り付けられている。

そして、各加振機構１２で各振動体１〜４に振動を付与すると、搬送トラフ１０が部品搬送路１０ａ上の部品を前方へ搬送して後工程へ供給し、部品搬送路１０ａからオーバーフローした部品はリターントラフ１１が部品返送路１１ａで後方へ戻し搬送して、部品搬送路１０ａの上流部に戻すようになっている。

このとき、各ペア振動系では、２つの振動体（１、２または３、４）が同じ傾斜角度の駆動ばね（６、７または８、９）によって基台５に連結された状態で互いに逆位相で振動するので、基台５が駆動ばね６〜９を介して各振動体１〜４から受ける水平方向の反力と鉛直方向の反力はいずれも相殺されることになる。ここで、各振動体１〜４を振動させる加振機構１２としては、各ペア振動系の２つの振動体の一方に電磁石１３を、他方に可動鉄芯１４を取り付ける構成を採用しているので、その２つの振動体から基台５が受ける反力は確実に相殺される。

これにより、基台５には水平方向の振動も鉛直方向の振動も生じにくくなり、基台５から床面へはほとんど振動が伝搬しない。したがって、周囲の機器への影響をほとんど考慮することなく、搬送トラフ１０およびリターントラフ１１の振動の振幅を大きくしたり周波数を高くしたりして、高速で部品搬送を行うことができる。

また、各ペア振動系の振動体１〜４は４つで一列の振動体列を形成しており、その振動体列の内側に配された２つの振動体（第二の振動体２と第三の振動体３）が同位相で振動し、これと逆位相で外側に配された２つの振動体（第一の振動体１と第四の振動体４）が振動するので、基台５のローリング運動やヨーイング運動を抑えることができ、安定した部品搬送が行える。ここで、振動体列の内側の２つの振動体の一方（第三の振動体３）に搬送トラフ１０を取り付け、他方（第二の振動体２）にリターントラフ１１を取り付けていることも、部品搬送の安定性を高めるのに寄与している。

次に、上述した第１実施形態をベースとして、ペア振動系の配置を変更した例（第２、第３の実施形態）について説明する。なお、第１実施形態と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付けて説明を省略する。

まず、図５に示す第２の実施形態では、第一の振動体１と第三の振動体３とその振動体１、３をそれぞれ基台５に連結する駆動ばね６、８とで１組のペア振動系を構成し、第二の振動体２と第四の振動体４とその振動体２、４をそれぞれ基台５に連結する駆動ばね７、９とでもう１組のペア振動系を構成している。その一方のペア振動系の駆動ばね６、８が同じ傾斜角度で前方（図５の右側）へ傾くように配され、他方のペア振動系の駆動ばね７、９が同じ傾斜角度で後方（図５の左側）へ傾くように配されている。そして、第二の振動体２に搬送トラフ１０が、第三の振動体３にリターントラフ１１がそれぞれ取り付けられている。また、図示は省略するが、各加振機構１２の配置は第１実施形態と同じである。

したがって、各加振機構１２で各振動体１〜４を振動させると、一方のペア振動系の第一の振動体１と第三の振動体３が互いに逆位相で振動し、他方のペア振動系の第二の振動体２と第四の振動体４が互いに逆位相で振動し、第二の振動体２と第三の振動体３が同位相で振動することになり、搬送トラフ１０が部品を前方へ搬送し、リターントラフ１１が部品を後方へ戻し搬送する。

そして、第１実施形態と同様、基台５が駆動ばね６〜９を介して各振動体１〜４から受ける水平方向の反力と鉛直方向の反力はいずれも相殺されるので、基台５には水平方向振動も鉛直方向振動も生じにくく、基台５から床面への振動の伝搬がほとんどない。また、振動体列の内側に配され、搬送トラフ１０とリターントラフ１１がそれぞれ取り付けられた２つの振動体（第二の振動体２と第三の振動体３）が同位相で振動し、これと逆位相で外側に配された２つの振動体（第一の振動体１と第四の振動体４）が振動するので、基台５のローリング運動やヨーイング運動が生じにくい。このため、高速で安定した部品搬送を行うことができる。

図６乃至図９は第３の実施形態を示す。この実施形態では、第一の振動体１と第四の振動体４とその振動体１、４をそれぞれ基台５に連結する駆動ばね６、９とで１組のペア振動系を構成し、第二の振動体２と第三の振動体３とその振動体２、３をそれぞれ基台５に連結する駆動ばね７、８とでもう１組のペア振動系を構成している。その一方のペア振動系の駆動ばね６、９が同じ傾斜角度で前方（図６、図７の右側）へ傾くように配され、他方のペア振動系の駆動ばね７、８が同じ傾斜角度で後方（図６、図７の左側）へ傾くように配されている。

そして、第二の振動体２と第三の振動体３に搬送トラフ１５が二分割されて取り付けられ、第一の振動体１と第四の振動体４にそれぞれリターントラフ１６、１７が取り付けられている。その搬送トラフ１５は、第二の振動体２に取り付けられた上流部１５ａと第三の振動体３に取り付けられた下流部１５ｂに分割されており、それぞれの幅方向中央に部品搬送路１５ｃが形成されている。

また、この実施形態では、加振機構１８として、基台５上面に電磁石１９を二つ取り付け、各振動体１〜４の下面側に電磁石１９と部品搬送方向で所定の間隔をおいて対向する可動鉄芯２０を取り付けている。その可動鉄芯２０のうち、第一、第二の振動体１、２に取り付けられるものは電磁石１９よりも後方に配され、第三、第四の振動体３、４に取り付けられるものは電磁石１９よりも前方に配される（図９参照）。

上記の加振機構１８によって各振動体１〜４を振動させると、一方のペア振動系の第一の振動体１と第四の振動体４が互いに逆位相で振動し、他方のペア振動系の第二の振動体２と第三の振動体３が互いに逆位相で振動し、第一の振動体１の振動と第二の振動体２の振動は同位相、第三の振動体３の振動と第四の振動体４の振動も同位相となる。そして、搬送トラフ１５の上流部１５ａと下流部１５ｂがそれぞれ部品搬送路１５ｃ上の部品を前方へ搬送し、部品搬送路１５ｃからその両側へオーバーフローした部品は、各リターントラフ１６、１７の部品返送路１６ａ、１７ａで後方へ戻し搬送され、部品搬送路１５ｃの上流部分に戻される。

この第３実施形態でも、第１、第２実施形態と同様、基台５が受ける反力は水平方向と鉛直方向のいずれも相殺されるので、床面への振動の伝搬がほとんどなく、高速で部品搬送を行うことができる。また、各振動体１〜４には、それぞれ同じ可動鉄芯２０と、搬送トラフ上流部１５ａ、搬送トラフ下流部１５ｂ、リターントラフ１６、１７のいずれかが取り付けられているので、第１、第２実施形態よりも各振動体１〜４の重量調整が容易であり、安定した搬送が可能である。さらに、各振動体１〜４は、電磁石が取り付けられないので、第１、第２実施形態に比べて、それぞれに取り付けられる部材を含む重量を軽くすることができる。このため、各振動体１〜４をより高周波で振動させることが可能となり、部品搬送速度を上げることができる。

また、搬送トラフは、第１、第２の実施形態と同様の分割されていないものを第二の振動体２と第三の振動体３のそれぞれに取り付けることもできる。また、分割されていない搬送トラフを用いる場合は、リターントラフと配置を入れ替える、すなわち第一、第四の振動体１、４にそれぞれ搬送トラフを取り付け、第二、第三の振動体２、３のそれぞれにリターントラフを取り付けるようにすることもできる。

さらに、ペア振動系の組数は複数組であればよいので、上述した各実施形態では２組としているが、３組以上とすることもできる。

１〜４ 振動体
５ 基台
６〜９ 駆動ばね
１０ 搬送トラフ
１０ａ 部品搬送路
１１ リターントラフ
１１ａ 部品返送路
１２ 加振機構
１３ 電磁石
１４ 可動鉄心
１５ 搬送トラフ
１５ａ 上流部
１５ｂ 下流部
１５ｃ 部品搬送路
１６、１７ リターントラフ
１６ａ、１７ａ 部品返送路
１８ 加振機構
１９ 電磁石
２０ 可動鉄心

Claims (6)

1. 床上に設置される基台と、前記基台の上方に並列に配置される２つの振動体とその振動体をそれぞれ基台に連結する駆動ばねとで１組をなすペア振動系の複数組と、前記各振動体に振動を付与する加振機構とを備え、
   前記各ペア振動系は、２つの振動体が同じ傾斜角度で配された駆動ばねによって前記基台に連結され、かつ前記加振機構によって互いに逆位相の振動を付与されるようになっており、少なくとも１組のペア振動系の駆動ばねの傾斜方向が、その他のペア振動系の駆動ばねの傾斜方向と逆向きであり、所定の傾斜方向の駆動ばねを有するペア振動系の少なくとも１つの振動体に、直線状の部品搬送路を有する搬送トラフが取り付けられ、傾斜方向が逆向きの駆動ばねを有するペア振動系の少なくとも１つの振動体に、前記搬送トラフと逆方向に部品を搬送するリターントラフが取り付けられた振動式部品搬送装置。
2. 前記ペア振動系を２組備え、各ペア振動系の振動体は４つで一列の振動体列を形成しており、その振動体列の内側には両方のペア振動系の振動体が１つずつ配され、前記振動体列の内側の２つの振動体を同位相で振動させる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. 前記振動体列の内側の２つの振動体の一方に前記搬送トラフを取り付け、他方に前記リターントラフを取り付け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. 前記ペア振動系を２組備え、各ペア振動系の振動体は４つで一列の振動体列を形成しており、その振動体列の内側に１組のペア振動系の２つの振動体が配され、前記搬送トラフを上流部と下流部に分割し、前記振動体列の内側の２つの振動体の一方に前記搬送トラフの上流部を、他方に前記搬送トラフの下流部をそれぞれ取り付け、前記振動体列の外側の２つの振動体のそれぞれに前記リターントラフを取り付け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。
5. 前記加振機構が、前記各ペア振動系の２つの振動体の一方に取り付けられる電磁石と、他方に取り付けられる可動鉄芯とからなるものである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. 前記加振機構が、前記基台に取り付けられる電磁石と、前記各振動体に取り付けられる可動鉄芯とからなるものである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。

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