JP2959577B2

JP2959577B2 - 振動フィーダ

Info

Publication number: JP2959577B2
Application number: JP2143349A
Authority: JP
Inventors: 正夫大橋
Original assignee: ENUTEIENU KK
Current assignee: ENUTEIENU KK
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH0439206A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、振動ボウルフィーダ等の部品整列供給機
と、部品の供給先である自動組立機等との間を中継し
て、直線状に、かつ、ほぼ水平に部品に移相する振動フ
ィーダに関する。

〔従来の技術〕

ボルトやナットその他の小部品（以下、ワークとい
う）を自動供給するため、トラフないしはシュートを長
手方向に振動させてシュート上のワークを直線状に移送
する振動フィーダは知られている。例えば、第15図に示
されるように、上部振動体（１）と下部振動体（２）を
所定角度傾けた前後一対の板バネ（３）によって連結さ
せる。下部振動体（２）上の電磁石（４）に対して適当
なすきまをあけて対向する鉄芯（５）を上部振動体
（１）に取り付ける。上部振動体（１）には樋状のシュ
ート（６）を設けてある。交流電流で電磁石（４）を断
続的に励磁させることにより鉄芯（５）に断続的な吸引
力を作用させると、板バネ（３）の反発弾力により上部
振動体（１）と下部振動体（２）に互いに反対方向の振
動が発生し、その結果、シュート（６）上のワークをシ
ュート（６）の長手方向に直線状に移動させる。

従来の振動フィーダは全体を支持するために防振ゴム
（第14図）または板バネ（第13図）を使用したいわゆる
半浮動支持を採用したものが一般的である。

一方、上述の一般的な振動フィーダに対して、特公昭
49−38357号公報、同54−24198号公報、特開平２−4311
8号公報等に記載されているように、振動するシュート
に対して反作用ウェイトを設け、お互いの振動を相殺さ
せるようにしたタイプもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

軟らかい防振ゴムで支持した振動フィーダは振動工学
的には二振動系の振動体として振動フィーダ全体が自由
に振動しているので、シュートと振動本体の重心バラン
スを正確に設定しなければ本来の性能を発揮できない。
但し、架台その他の取付け条件には影響されにくい。

板バネで支持した振動フィーダは、前記の半浮動支持
の振動フィーダに対して、下部振動体の動きを振動方向
にのみ許し振動方向と直角の方向は拘束しているので、
下部振動体を固定した一振動系に近いフィーダと考える
ことができる。したがって、架台の振動の漏れも大きく
取付け条件にもかなり影響される。

反作用ウェイトを設けて振動を相殺ないしは平衡させ
るようにしたタイプの振動フィーダによれば、支持部は
架台に完全に固定されるためシュートの定位は申し分な
い。しかしながら、シュート部は普通、大きさ、重量と
も様々なものが取り付けられるものであることから、本
来の平衡動作から外れてしまい、固定取り付け部分の異
常振動の発生、シュート上ワークの移送速度のバラツ
キ、停止・逆進等の不具合が発生することがあった。

また、シュート材質とワーク材質、形状及び移動速度
により必要な投射角度は異なるものであるが、その都
度、最適な投射角度を設定するには従来の振動フィーダ
はいずれもその構造が複雑なため本体内の板バネの工夫
だけでは困難である。

そこで、この発明の目的は、上に述べた従来の振動フ
ィーダをさらに改良して、調整が容易で、広い範囲で適
用できるようにすることである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、位置調整可能な釣り合い用重錘を設けて
外側振動体と反作用ウェイトの重心レベルを容易に合わ
せられるようにすることにより課題を解決した。すなわ
ち、この発明の振動フィーダは、シュート（６）と架台
（７）との間に位置してシュート（６）に振動を与える
加振ユニット（10）を、架台（７）に取り付けられ、架台（７）対する角度を
調節可能なベース（20）と、ベース（20）に対して垂直な板バネ（60a）を介して
ベース（20）に取り付けられた反作用ウエイト（30）
と、ベース（20）に対して垂直な板バネ（60b）を介して
ベース（20）に取り付けられ、シュート（６）を角度調
節可能に支持する外側振動体（40）と、外側振動体（40）と反作用ウエイト（30）を互いに反
対方向に振動させるための振動発生装置（50a,50b）
と、外側振動体（40）および反作用ウエイト（30）の重心
を合わせるための位置調整可能な釣り合い用重錘（70）
とで構成し、かつ、外側振動体（40）および反作用ウエイ
ト（30）の少なくとも一方に、ベース（20）に対して垂
直な長穴（46）を備えた脚部（42）を設け、前記長穴
（46）の長手方向に位置調節可能に前記釣り合い用重錘
（70）を取り付けたことを特徴とする。

なお、釣り合い用重錘は、シュートの取り換え、ワー
クの変更などに伴う質量および重心の変化に応じて、シ
ュートを取り付けた外側振動体と反作用ウェイトの重心
を合わせるためのものであることから、外側振動体また
は反作用ウェイトに取り付けられる。

〔作用〕

第12図（Ａ）のように２つの振動体が同一の質量
（m₁、m₂）と重心レベルを持ち、共通のベース上に同一
の板バネ（一組の板バネのバネ定数をk₁、k₂とする）で
支えられ、お互いに引き合って継続的な振動をしている
場合、ベース部は振動しない。また、ピッチング等の回
転運動も発生しない。

一般的にシュートの固有周波数はで与えられる。同様に反作用ウェイトの固有周波数もで与えられる。

第12図（Ａ）の条件ではf₁＝f₂になればよい。この場
合、固有周波数が同じならば質量は異なっていてもよ
い。なぜならば、双方に働く力F₁、F₂は作用反作用の
法則により同一なので、ニュートンの第二法則（Ｆ＝ｍ
α）によりm₁a₁＝m₂a₂（振幅をそれぞれa₁、a₂とする）
となる。質量と振幅の関係はとなり質量と振幅が反比例した関係で振動するだけであ
る。

第12図（Ａ）をより単純化したものが第12図（Ｂ）で
ある。実際の使用条件では第12図（Ｃ）のように一方に
シュート質量が付加されるので重心位置が上方に偏移
し、反作用ウェイトの重心との間にずれが生じる。この
ずれが回転モーメントを生じさせ、ベースを右・左回り
に回す回転振動を発生させる。この発明はこのアンバラ
ンスを相殺するため、第12図（Ｄ）のようにシュート下
方に釣り合い用重錘を上下位置調整可能に設け、重心点
を反作用ウェイトの重心高さと読一に揃えるようにして
いる。なお、第12図（Ｄ）は、シュートを取り付けるこ
とによって反作用ウェイトに対して重心位置が高くなっ
たときのことを想定してシュートと結合した外側振動体
側に釣り合い用重錘を取り付ける例を示したものである
が、大小さまざまなシュートの交換に際してはシュート
を取り付けた外側振動体の重心が反作用ウェイトの重心
より低くなることもあり得、そのような場合には反作用
ウェイト側に釣り合い用重錘を取り付けて同様に重心レ
ベルの調整を行うことも可能である。

シュートは第12図（Ａ）〜（Ｄ）においては水平方向
にしか動かないが、板バネを傾斜させて取り付けるか、
あるいは垂直な板バネをもって加振ユニット全体を傾け
ることにより、必要な振動角が得られる。

〔実施例〕

以下、添付図面の第１〜11図に従ってこの発明の実施
例を説明する。なお、ここに述べる実施例は、振動フィ
ーダの駆動部を構成する加振ユニットに板バネを垂直に
取り付け、加振ユニット全体を傾けることによってシュ
ートに対する板バネの傾斜角度を設定するようにしたも
のであるが、既述の従来例のように板バネ自体を傾けて
取り付ける形式のものにもこの発明は適用できる。

第１図に示されるように、振動フィーダの駆動部たる
加振ユニット（10）は、架台（７）とシュート（６）と
の間に取り付けられる。そして、この加振ユニット（1
0）は、第２〜８図、とりわけ第８図に示されるよう
に、ベース（20）、マグネット（50a）を担持する反作
用ウェイト（30）、可動鉄芯（50b）を担持する外側振
動体（40）、外側振動体（40）に取り付けられる釣り合
い用重錘（70）および板バネ（60a、60b）を主要な構成
要素としている。

ベース（20）は、長穴（22）を有し、この長穴（22）
と後述するベース取付台（80）の長穴（83）とを取付ボ
ルト（85）が共通に貫通してベース（20）とベース取付
台（80）とを締結する。したがって、ベース取付台（8
0）に対するベース（20）の、したがってまた、架台
（７）に対する加振ユニット（10）の取付角度は自在に
調節をすることができる。

反作用ウェイト（30）は、中央部の結合部分（31）の
みで部分的に結合した一対のブロック（32）からなり、
これらのブロック（32）間には、上記の結合部分（31）
を除いて反作用ウェイトのセンターラインに沿って前後
方向に延びるすきま、ないしは切欠き（34）が存在す
る。反作用ウェイト（30）の下部にはマグネット（50
a）を収容するための凹所（36）が形成されており、そ
こにマグネット（50a）が締結されている。反作用ウェ
イト（30）の前後端面にはねじ穴（38）が形成されてい
て、板バネ（60a）の上端が締着される。板バネ（60a）
の位置決め等のためにショルダー（37）が形成されてい
る。板バネ（60a）の下端はベース（20）に締着され
る。したがって、反作用ウェイト（30）は、両端にて、
板バネ（60a）を介してベース（20）と結合する。

外側振動体（40）は、垂下する脚部（42）を持った二
股状をしており、これらの脚部（42）は反作用ウェイト
（30）の切欠き（34）に上方から挿入され、下部が反作
用ウェイト（30）の下端を越えて延在する。脚部（42）
間に凹所（44）が存在することによって反作用ウェイト
（30）の結合部分（31）との干渉が回避されるのであ
る。反作用ウェイト（30）の下端から突出した脚部（4
2）間に釣り合い用重錘（70）が架設される。すなわ
ち、一対の釣り合い用重錘（70）を脚部（42）の長手方
向に延びる長穴（46）を貫通させたボルト（72）で両者
を結合するとともに脚部（42）に固定する。外側振動体
（40）には反作用ウェイト（30）に締着されたマグネッ
ト（50a）の磁極面に対向させて可動鉄芯（50b）が締着
されている。外側振動体（40）の前後端面には板バネ
（60b）の上端が締着される。この場合にも反作用ウェ
イト（30）と同様にショルダー（47）が形成されてい
る。板バネ（60b）の下端はベース（20）に締着され
る。なお、図示例の場合、ベース（20）に固設された板
バネ取付金具（24）に締着されている。外側振動体（4
0）の上面には貫通穴（49）を持った一対のタブ（48）
を設けてあり、シュート（６）と結合するようになって
いる。

第１図に示されているように、加振ユニット（10）
は、一方ではベース取付台（80）を介して架台（７）と
結合し、他方ではシュート取付台（92）および連結レバ
ー（94）を介してシュート（６）と結合する。ベース取
付台（80）は第９〜11図に示されるように、基部（82）
とこの基部（82）から垂直に立ち上げた２本の柱部（8
4）からなる。各柱部（84）は長手方向に沿って延びる
長穴（83）を有し、この長穴（83）を既述のように取付
ボルト（85）が貫通する。ベース取付台（80）の基部
（82）は両端にてクランプ（86）およびボルト（88）で
架台（７）上の所望位置に固定される。外側振動体（4
0）に設けられた一対のタブ（48）のうちの一方はシュ
ート取付台（92）と締結され、他方は連結レバー（94）
の一端と締結される。連結レバー（94）の他端はシュー
ト取付台（92）の長穴（93）を貫通したボルトで締結さ
れる。シュート取付（92）はシュート（６）に固定され
る。したがって、シュート（６）と加振ユニット（10）
との相対的な角度関係は自在に調節をすることができ
る。なお、連結レバー（94）の中間部のタップ穴（95）
はシュート（６）の傾斜角がより小さい場合に利用する
ものである。

組立手順を説明すると次のとおりである。

ベース（20）に板バネ（60a）を４ケ所取り付け、反
作用ウェイト（30）を載せる。この時に板バネ（60a）
の上端を反作用ウェイト（30）のショルダー（37）に当
てることによって正しい位置関係が得られる。マグネッ
ト（50a）を反作用ウェイト（30）に固定する。板バネ
（60a）の枚数を増減して反作用ウェイト（30）の固有
周波数を運転する周波数にあわせる。ベース（20）に板
バネ取付け金具（24）を両側から取り付けてこれに板バ
ネ（60b）を取り付け、外側振動体（40）を載せる。そ
の際、反作用ウェイト（30）と同様に板バネ（60b）の
上端をショルダー（47）に当てて正しい位置を出す。反
作用ウェイト（30）の切欠き（34）に上方から脚部（4
2）を挿入して外側振動体（40）に可動鉄芯（50b）を付
け、次に、脚部（42）に両側から釣り合い用重錘（70）
を取り付ける。外側振動体（40）のタブ（48）にシュー
ト取付台（92）、連結レバー（94）を各々取り付ける。
板バネ（60b）の枚数を増減して外側振動体（40）の固
有周波数を運転する周波数に合わせる。ベース（20）ま
たはベース取付台（80）への振動の伝達が最少となるよ
うに釣り合い用重錘（70）の上下方向位置を調節したう
えで固定する。ベース取付台（80）の長穴（83）及びシ
ュート取付台（92）、連結レバー（94）の長穴（93）部
を使って適当な投射角度が得られる位置に固定する。ち
なみに本実施例ではシュート（６）の振動角度を５゜〜
15゜まで設定できる。なお、必要に応じて片側または両
側をカバー（26）で覆うことができる（第１図、第５図
参照）。

ワークはシュート上で小刻みに投げ上げられて移送す
る。この時の投げ上げられる角度を投射角度と呼んでい
るが、ワークの移送速度はこの投射角度に大きく影響さ
れる。投射角度が大きいとワークの上下動が激しく移送
速度は遅い。小さい場合は上下動は少なく移送速度は速
い。但し極端に小さいと移送しなくなる。この投射角度
はワークの材質・形状とシュートの材質・表面粗さ及び
各々の反発係数によっても変わる。つまり、シュート自
体の振動方向とワークの投射角は必ずしも一致しない。
したがって、ワークに応じた最適なシュート振動角度を
現物合せ的に調整できれば理想的である。しかるに、従
来の振動フィーダはその構造が複雑な故に内部でシュー
ト振動角度の調整を行うことはできなかったが、上記実
施例によれば、加振ユニットそのものを傾けて取り付け
られるのでシュートの水平面に対する振動角度は無段階
に調整でき、これに合わせてシュートも無段階に調整で
きる。したがって、これらを各々調節することによって
シュートに対してどのような振動角も与えることができ
る。この場合各々の重心位置は角度の調整によってほと
んど変化しないので、釣り合い用重錘の再調整は不要で
ある。また、各々の固有周波数も変化しないので板バネ
の再調整も不要である。

また、、シュート末端でロボット乃至ピックアンドプ
レースユニット等でワークを直接取り出す場合には正確
な定位が要求されるが、上記実施例の振動フィーダは架
台に固定されるため、シュートがふらついたり、取り出
しチャックに押されて沈むといったようなことはない。

上述の実施例では加振ユニットのシュート、架台に対
する取付角度を垂直平面内で変更するようにしている
が、加振ユニット全体を90゜回して水平に寝かせた状態
で使用することもできる。

釣り合い用重錘は図示したような形態のものに限られ
ず、例えば薄い鋼板を重ね合わせるようにしたものでも
よい。釣り合い用重錘を外側振動体に取り付けるように
した実施例を示したが、反作用ウェイトに釣り合い用重
錘を取り付けるようにしてもよい。また、図示した実施
例では外側振動体を２本の脚部を持った二股状の形状に
してその脚部間に釣り合い用重錘を架けわたすようにし
ているが、例えば、１本の脚部を持ったＴ字状の外側振
動体となし、かつ、反作用ウェイトの中央部に切欠きな
いしはスロットを設けて、このスロットにＴ字状の外側
振動体の脚部を挿入して下方に突き出た部分に釣り合い
用重錘を取りつけるなど、種々の形態で実施をすること
ができる。

また、電磁式振動発生装置を構成するマグネットと可
動鉄芯の配置を逆にして、反作用ウェイト側に可動鉄芯
を取り付け、外側振動体側にマグネットを取り付けるよ
うにしてもよい。さらに、この電磁式振動発生装置に変
えてエアーバイブレータその他の振動発生装置を採用す
ることもできる。

なお、特別に振動のリークを極限まで防止したい場合
は、取付台の下部に防振ゴム（89）を取り付けることも
できる（第10図）。但しこの場合シュートの定位は従来
品と同様になる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、使用条件によって異なる様々なシ
ュート重量と形状に対して、釣り合い用重錘を上下させ
ることによって反作用ウェイトの重心位置と外側振動体
の重心位置を簡単かつ正確に同一高さの最適位置に合わ
せることができる。すなわち、取付台への振動の伝達が
最も少なくなるように、釣り合い用重錘を上下調整する
だけでよい。この作業には特別な計器類は一切不要であ
る。この結果、架台に対する振動のリークは極小で済
み、架台の振動によるピッチング成分の重たんによるシ
ュートの異常振動もなくなるので、長尺のシュートでも
移送速度のバラツキは最小限に押さえられる。これによ
って、実用に供せられる広範囲のシュートに対して理想
的な振動フィーダとしての動作を実現できる。

また、この発明の振動フィーダは、板バネの取付け部
がベースに対してすべて垂直・直角をなしているため、
従来の振動フィーダのように斜めの切削加工が不要で加
工コストの削減・精度の向上が期待できる。さらに、釣
り合い用重錘を取り付けるための長穴が板バネと平行に
延在することから、外側振動体と反作用ウエイトとの重
心位置を合わせる際には、この長穴に沿って釣り合い用
重錘を移動させるだけでよく、調整作業が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す正面図、第２図はカバーを取り除いた状態の加振ユニットの正面
図、第３図は第２図のIII−III線断面図、第４図は第２図のIV−IV線断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ線断面図、第６図は第２図のVI−VI線断面図、第７図は第２図のVII−VII線断面図、第８図は加振ユニットの分解斜視図、第９図〜第11図はそれぞれベース取付台の正面図、側断
面図および平面図、第12図（Ａ）〜（Ｄ）は模式図、第13図〜第15図は従来例を示す正面図である。 6:シュート 7:架台 10:加振ユニット 20:ベース 30:反作用ウェイト 40:外側振動体 50a:マグネット 50b:可動鉄芯 60a、60b:板バネ 70:釣り合い用重錘 80:ベース取付台 90:シュート取付台

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シュート（６）と架台（７）との間に位置
してシュート（６）に振動を与える加振ユニット（10）
を、架台（７）に取り付けられ、架台（７）対する角度
を調節可能なベース（20）と、ベース（20）に対して垂
直な板バネ（60a）を介してベース（20）に取り付けら
れた反作用ウエイト（30）と、ベース（20）に対して垂
直な板バネ（60b）を介してベース（20）に取り付けら
れ、シュート（６）を角度調節可能に支持する外側振動
体（40）と、外側振動体（40）と反作用ウエイト（30）
を互いに反対方向に振動させるための振動発生装置（50
a,50b）と、外側振動体（40）および反作用ウエイト（3
0）の重心を合わせるための位置調整可能な釣り合い用
重錘（70）とで構成し、かつ、外側振動体（40）および
反作用ウエイト（30）の少なくとも一方に、ベース（2
0）に対して垂直な長穴（46）を備えた脚部（42）を設
け、前記長穴（46）の長手方向に位置調節可能に前記釣
り合い用重錘（70）を取り付けたことを特徴とする振動
フィーダ。