JP4695784B2

JP4695784B2 - 物品搬送装置

Info

Publication number: JP4695784B2
Application number: JP2001222043A
Authority: JP
Inventors: 平三郎加藤
Original assignee: Sankyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Sankyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2021-07-23
Also published as: US20030015403A1; DE60200985T2; EP1279626A1; JP2003040424A; KR20030011250A; KR100460565B1; US6708815B2; DE60200985D1; EP1279626B1; TWI221458B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来いわゆるバラ部品等の物品を搬送しながら整列させて、物品を一個ずつ供給するための物品搬送装置が各種提案されている。これらの装置は、一般的に「パーツフィーダ」と呼ばれている。パーツフィーダには、振動式、回転式、揺動式、ベルト式、攪拌式等、様々な方式のものが存在するが、振動式のものが最も多い。この振動式パーツフィーダは、振動する面上に搬送する物品をのせて、物品の振動面に対する相対的な滑り、及び跳躍現象を利用して物品の整列、搬送を行う装置である。
【０００３】
リニア型振動式パーツフィーダの構成例について図７を参照しつつ説明する。図７に示すように基礎（ベース）に対して、平板が数組の板バネにより支持されている。また、基礎（ベース）には、電磁石が設けられており、この電磁石により平板と一体的に設けられたステーを引き寄せ可能となっている。したがって、電磁石に所定の周波数の交流電圧を印加すると、該周波数に応じて板バネが図中のＢ方向において振動する。これにより、平板上の物品（ワーク）が図中Ａ方向へ搬送される。
【０００４】
しかしながら、このような構造を有する振動式パーツフィーダは、種々の問題点を有している。例えば、効率よく物品の搬送を行わしめるための調整に手間がかかる、ワークが磁化されてしまう、騒音が発生する等の問題点である。特に、騒音に関しては、前述した構成の振動式パーツフィーダの場合、平板に対してワークを跳躍させながら搬送するため、平板上にワークが着地する際に騒音を発生してしまうことになる。
【０００５】
かかる問題に鑑みて、カムを用いた振動式パーツフィーダが提案されており、例えば、特公昭６３−２４８９１号に示されるようなものがある。この公報に記載されている装置は、中心軸を回動中心として、回動自在に支持したボウルをカムにより往復の加速度に大きな差を有する水平回転振動させ、摩擦力と慣性力を利用してボウル内のワークを搬送するものである。
【０００６】
この装置は、カムを用いていること、及び、ボウルが水平揺動し上下方向に往復動しないためボウル上をワークが跳躍しないこと等により、従来問題となっていた騒音の問題を緩和することができる点で優れている。しかし、この装置では、ボウルが水平揺動し上下方向に往復動しないため、ボウル上のワークは重力の作用により常に所定の力でボウルに当接している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ワークを効率的に搬送するためには、ワーク搬送面がワークの搬送方向へ移動する場合と、それとは逆の方向へ移動する場合とで、ワークのワーク搬送面に対する当接圧が異なることが好ましい。すなわち、ワーク搬送面がワークの搬送方向へ移動する際には、ワークをワーク搬送面に強い力で当接させることにより、ワークのワーク搬送面に対する滑りを抑制してワークを積極的に搬送し、逆に、ボウルがワークの搬送方向と逆の方向へ移動する際には、ワークをワーク搬送面に軽微な力で当接させることにより、ワークのワーク搬送面に対する滑りを促してワークが搬送方向と逆の方向へ戻ることを抑制することが好ましい。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カム駆動により物品を効果的に搬送することのできる物品搬送装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための第１の発明は、カムにより駆動されて、水平に対して所定角度の傾きを有する往復移動方向に往復移動する往復移動部と、前記往復移動部に支持された物品搬送部材と、物品を搬送するための物品搬送部であって、前記物品搬送部材に設けられ、水平状態にて設置されており、鉛直面において前記往復移動方向に対して前記所定角度の傾きを有し、前記往復移動部と連動する物品搬送部とを備え、前記往復移動部の往復移動により、前記物品搬送部に沿って物品を搬送する物品搬送装置であって、前記カムは、駆動手段により回動させられる入力軸とともに回動し、かつ、該入力軸の回動方向に沿ったリブにより形成されているカム部を有し、前記往復移動部は、前記リブに互いに逆側からそれぞれ当接している第１カムフォロア及び第２カムフォロアを有し、前記往復移動部の前記往復移動方向の往復移動動作は、一つの前記カム部のみによって生成されることを特徴とする物品搬送装置である。
【００１１】
前記目的を達成するための第２の発明は、第１の発明において、前記物品搬送部が第１位置から斜め上方へ移動して第２位置へ至り、該第２位置から斜め下方へ移動して第１位置へ至るよう往復移動する際に、前記物品搬送部が前記第１位置から前記第２位置へ移動するのに要する時間は、前記物品搬送部が前記第２位置から前記第１位置へ移動するのに要する時間よりも長いことを特徴とする物品搬送装置である。
【００１２】
前記目的を達成するための第３の発明は、第２の発明において、前記物品搬送部が、前記第１位置から前記第２位置へ移動するまでの間にて、該物品搬送部が所定時間の間、等速移動を行うことを特徴とする物品搬送装置である。
【００１４】
前記目的を達成するための第４発明は、第１乃至第３いずれかの発明において、前記往復移動部は、スライドガイドを用いてハウジングに支持されており、該スライドガイドに案内されて往復移動することを特徴とする物品搬送装置である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
＝＝＝物品搬送装置の概要＝＝＝
本実施の形態に係る物品搬送装置の概要を、図１を用いて説明する。図１は、物品搬送装置の概要を示した図である。図１（ａ）は、装置の上面図であり、図１（ｂ）は、装置の正面図であり、図１（ｃ）は、装置の側面図である。
【００１６】
図１に示した物品搬送装置は、物品搬送部材１２と、物品搬送部材１２に設けられた物品搬送部１０と、カム装置２０とをしている。
【００１７】
カム装置２０は、往復移動部３０と、支持部材としての板バネ４０と、ハウジング５０とを有している。板バネ４０の一端は、ハウジング５０に取り付けられており、他端が往復移動部３０に取り付けられている。これにより、往復移動部３０は、板バネ４０を介してハウジング５０に支持され、かつ、図中のＣ方向において、往復移動可能とされている。
【００１８】
往復移動部３０は、物品搬送部材１２を支持している。物品搬送部材１２を支持する方法としては、物品搬送部材１２を往復移動部３０にネジ止めする、接着する等の各種の方法が用いられる。
【００１９】
物品搬送部１０は、物品を搬送するためのものであり、図１に示した例では、物品搬送部材１２に形成された溝である。物品搬送部１０は、鉛直面において、往復移動部３０の移動方向である図中のＣ方向に対して、θの傾きを有して水平状態にて設置されており、往復移動部３０の往復移動に連動する。なお、物品搬送部１０は、物品搬送部材１２に形成された溝として構成する場合に限らず、物品搬送部材１２とは別体のものとして構成して物品搬送部材１２に固着する等、往復移動部３０の往復移動に連動しうる限りにおいて、種々の態様にて構成してよい。
【００２０】
このように構成されている物品搬送装置において、往復移動部３０が往復移動すると、物品搬送部材１２が図中の二点鎖線で示す位置と実線で示す位置との間で往復移動し（この際、当然に物品搬送部１０も往復移動する）、これにより、物品搬送部１０に沿って物品Ｗが図中のＤ方向へ搬送される。
＝＝＝カム装置２０の構成＝＝＝
次に、カム装置２０の構成について、図２、図３を参照しつつ説明する。図２は、カム装置２０の構成を示した図である。図２（ａ）は、カム装置２０の上面図であり、図２（ｂ）は、カム装置２０の正面図であり、図２（ｃ）は、カム装置２０の側面図である。図３は、カム装置２０の構成の変形例を示した図である。図３（ａ）は、変形例に係るカム装置２０の正面図であり、図３（ｂ）は、変形例に係るカム装置２０の側面図である。
【００２１】
入力軸６２は、軸受６４を介して、ハウジング５０に対して回動自在に支持されている。この入力軸６２は、モータ等の不図示の駆動源により駆動されることによって回動する。
【００２２】
カム６６は、入力軸６２の回動方向に沿って、入力軸６２と一体的に形成されており、入力軸６２とともに回動する。カム６６は、入力軸６２の回動方向に沿ったリブにより形成されたカム部を備えており、このカム部たるリブは、一側面に第１カム部６６ａを有し、他の側面に第２カム部６６ｂを有している。なお、カム６６は、入力軸６２とともに回動するようになっていればよく、入力軸６２と同一の部材により構成されていてもよいし、別部材により構成した後に、入力軸６２に固定してもよい。
【００２３】
板バネ４０の一端はハウジング５０に固定され、他端は、往復移動部３０に固定されている。これにより、往復移動部は、図中Ｅ方向において往復移動可能とされている。なお、図２中のＥ方向は、図１中のＣ方向と同じである。
【００２４】
往復移動部３０には、カムフォロア支持ブロック６８がボルト等により固定されており、カムフォロア支持ブロック６８には、第１カムフォロア７０ａ、及び、第２カムフォロア７０ｂが設けられている。第１カムフォロア７０ａは、第１カム部６６ａに対応して設けられたものであり、第２カムフォロア７０ｂは、第２カム部６６ｂに対応して設けられたものである。第１カムフォロア７０ａ及び第２カムフォロア７０ｂは、カム部を形成するリブに互いに逆側からそれぞれ当接している。すなわち、第１カムフォロア７０ａは、第１カム部６６ａに当接しており、第２カムフォロア７０ｂは、第２カム部６６ｂに当接している。このように構成することによって、バックラッシを発生させない予圧状態が作り出される。したがって、簡易な機構でもって、物品搬送装置に設けられたカム装置の高速化、高精度化、高剛性化が図られる。
【００２５】
また、第１カム部６６ａが第１カムフォロア７０ａを押圧する際には、第１カムフォロア７０ａが第１カム部６６ａから離れる（ジャンプする）ことが第２カム部６６ｂ及び第２カムフォロア７０ｂによって抑止され、第２カム部６６ｂが第２カムフォロア７０ｂを押圧する際には、第２カムフォロア７０ｂが第２カム部６６ｂから離れる（ジャンプする）ことが第１カム部６６ａ及び第１カムフォロア７０ａによって抑止される。
【００２６】
このように、第１カムフォロア７０ａ（第２カムフォロア７０ｂ）が第１カム部６６ａ（第２カム部６６ｂ）からジャンプしてしまうことが抑止される結果、従来品よりもより一層静かな物品搬送装置が実現される。
【００２７】
また、前述した例では、カム部を入力軸６２の回動方向に沿ったリブにより形成したが、カム部を入力軸６２の回動方向に沿った溝により形成し、この溝に係合するカムフォロアを設ける構成としてもよい。このような構成によっても同様の作用効果が奏される。ただし、溝とカムフォロアとの間に隙間が生じると、多少のがたつきが発生してしまう可能性があるため、カム部をリブにより形成する構成の方が好ましい。
【００２８】
また、カムフォロア支持ブロック６８を設けることなく、第１カムフォロア７０ａ及び第２カムフォロア７０ｂを、往復移動部３０に直接固定してもよい。
【００２９】
また、図２に示した例では、支持部材として板バネ４０を用いたが、図３に示す変形例のように、支持部材としてスライドガイド７２を用いてもよい。図３に示した例では、往復移動部材３０は、スライドガイド７２を介してハウジング５０に対して、往復移動可能に支持されており、スライドガイド７２に案内されて往復移動する。このように、支持部材としてスライドガイド７２を用いた場合には、支持部材として板バネ４０を用いた場合に比べて、発生する騒音をより軽減することが可能となる。なお、図３に示したカム装置２０の他の部分の構成は、図２に示したものと同じであるため説明を省略する。
【００３０】
＝＝＝物品搬送装置の物品搬送動作＝＝＝
本実施の形態に係る物品搬送装置の物品搬送動作を、図４、図５、及び図６を用いて説明する。図４は、物品Ｗに作用する力を模式的に表した図である。図５は、物品搬送部１０の動作のタイミングチャートである。図６は、加速度の正負を考慮して、物品Ｗに作用する力を模式的に表した図である。
【００３１】
本実施の形態に係る物品搬送装置の物品搬送動作を以下に説明するが、以下に説明するような効果的な物品搬送動作がただ一つのカム６６により実現される所以は、前述したように、物品搬送部１０が、ただ一つのカムにより駆動される往復移動部３０の移動方向（図１中のＣ方向）に対して、鉛直面において、θの傾きを有して水平状態にて設置されている点にある。
【００３２】
物品搬送部１０を往復移動部３０の移動方向に対して、θの傾きを有して水平状態にて設置することにより、物品搬送部１０を水平状態に維持したまま、物品搬送部１０の運動の水平方向成分と垂直方向成分を利用して、物品Ｗの物品搬送部１０に対する当接圧を変化させて好適な物品搬送動作が実現される。例えば、物品搬送部１０を往復移動部３０の移動方向に対して、θの傾きを設けることなく水平状態にて設置した場合、物品搬送部１０は単に水平方向の往復運動をするのみであり、垂直方向の運動は生じ得ず、それ故、物品Ｗの物品搬送部１０に対する当接圧も変化しない。
【００３３】
このような従来構成にはない優れた構成を前提として、本実施の形態に係る物品搬送装置の物品搬送動作を以下に詳しく説明する。
【００３４】
図４に示すように、物品Ｗには、重力ｍｇ、物品搬送部１０からの抗力Ｎ、及び、摩擦力μＮが作用している。なお、図４における、二点鎖線は、物品搬送部１０及び物品搬送部材１２の往復移動方向を示しており、Ｙ方向への移動を正とする。また、水平右方向をＸ方向とし、垂直上方向をＺ方向としている。Ｘ方向は、物品Ｗの送り方向でもある。
【００３５】
図５（ａ）は、物品搬送部１０のＹ方向変位のタイミングチャート、図５（ｂ）は、物品搬送部１０のＹ方向速度のタイミングチャート、図５（ｃ）は、物品搬送部１０のＹ方向加速度のタイミングチャート、図５（ｄ）は、物品搬送部１０のＹ方向加速度のＸ方向成分のタイミングチャート、図５（ｅ）は、物品搬送部１０のＹ方向加速度のＺ方向成分のタイミングチャートである。なお、前述したように、物品搬送部１０は物品搬送部材１２に形成された溝であり、該物品搬送部材１２は、往復移動部３０にネジ止め等の方法により支持されているから、物品搬送部材１２、及び、往復移動部３０も図５に示したタイミングチャートと同様のタイミングチャートにて移動を行う。
【００３６】
物品搬送部１０が図５のタイミングチャートに示すように、Ａ位置から斜め上方へ移動してＢ位置へ至り、該Ｂ位置から斜め下方へ移動してＡ位置へ至るよう往復移動した場合に、物品Ｗに作用する力を、図６を参照しつつ、より詳細に説明する。図５（ｅ）に示すように、物品搬送部１０のＺ方向の加速度は、Ａ位置近傍で正値、Ｂ位置近傍で負値をとる。物品搬送部１０のＺ方向の加速度が正値αをとる場合、物品搬送部１０から物品Ｗを見ると、図６（ａ）に示すように、物品Ｗには摩擦力μｍ（ｇ＋α）が作用する。一方、物品搬送部１０のＺ方向の加速度が負値（−α）をとる場合、物品搬送部１０から物品Ｗを見ると、図６（ｂ）に示すように、物品Ｗには摩擦力μｍ（ｇ−α）が作用する。したがって、物品搬送部１０のＺ方向の加速度が正値をとる場合の方が、物品搬送部１０のＺ方向の加速度が負値をとる場合よりも、大きな摩擦力が作用する。言い換えれば、物品搬送部１０のＺ方向の加速度が正値をとる場合（Ａ位置近傍）の方が、物品搬送部１０のＺ方向の加速度が負値をとる場合（Ｂ位置近傍）よりも、物品Ｗは、物品搬送部１０に対して滑りにくい。
【００３７】
以上の考察をもとに、物品搬送部１０が図５に示すタイミングチャートにしたがって往復移動した場合の、物品Ｗの搬送動作を説明する。
【００３８】
まず、図５に示したタイミングチャートから明らかなように、物品搬送部１０がＡ位置から斜め上方へ移動してＢ位置へ至り、該Ｂ位置から斜め下方へ移動してＡ位置へ至るよう往復移動する際に、物品搬送部１０がＡ位置からＢ位置へ移動するのに要する時間は、物品搬送部１０がＢ位置からＡ位置へ移動するのに要する時間よりも長い。このため、物品搬送部１０がＡ位置からＢ位置へ移動するのに要する時間とＢ位置からＡ位置へ移動するのに要する時間とが等しい場合に比べて、Ｂ地点及びＡ地点における加速度の絶対値がより大きくなる。
【００３９】
したがって、Ｂ位置近傍の方がＡ位置近傍よりも物品Ｗが物品搬送部１０に対して滑り易いことを鑑みれば、物品搬送部１０がＡ位置からＢ位置へ移動するのに要する時間とＢ位置からＡ位置へ移動するのに要する時間とが等しい場合には、Ａ地点及びＢ地点において物品Ｗが物品搬送部１０に対して滑らなかったときであっても、物品搬送部１０がＡ位置からＢ位置へ移動するのに要する時間をＢ位置からＡ位置へ移動するのに要する時間よりも長くすることによって、Ａ地点近傍では物品Ｗが物品搬送部１０に対して滑らず、かつ、Ｂ地点近傍では物品Ｗが物品搬送部１０に対して滑るようにすることができる。Ｂ位置近傍において、物品Ｗが物品搬送部１０に対して滑ると、物品Ｗが物品搬送部１０に対して送り方向（図４中のＸ方向）へ移動する。よって、物品搬送部１０の往復移動に伴って、物品Ｗが物品搬送部１０に対して送られることになる。
【００４０】
また、本実施の形態においては、図５に示すように、物品搬送部１０がＡ位置から斜め上方へ移動してＢ位置へ至る際に、物品搬送部１０が所定時間の間、等速移動を行う。物品搬送部１０が、等速移動を行うことなくＡ位置からＢ位置へ移動するよりも、等速移動を行って同じ時間でもってＡ位置からＢ位置へ移動する方が、Ａ位置、及び、Ｂ位置における加速度がより大きくなる。したがって、等速移動区間を設けてＡ位置からＢ位置へ移動する方が、より効果的に物品Ｗを物品搬送部１０に対して、物品搬送方向へ滑らせる、すなわち、物品Ｗを搬送することが可能となる。さらに、等速移動区間においては図５（ｃ）に示すようにＸ方向の加速度がゼロであり、物品Ｗには加速度に起因するＸ方向の慣性力が働かないので、該等速移動区間では物品Ｗの物品搬送部１０に対する滑りを抑制した状態で、物品搬送部１０をＡ位置から送り方向へ移動させてＢ位置へ至らしめることが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
第１の発明によれば、往復移動部の移動動作の、物品搬送方向の動作成分と該成分に垂直な動作成分とを、カムの形状によって調整することにより、効率的な物品搬送の可能な物品搬送装置を実現することが可能となる。
また、前記物品搬送部を水平状態に設置することにより、より効果的に物品を搬送することが可能な物品搬送装置を実現することが可能となる。
また、前記カムは、駆動手段により回動させられる入力軸とともに回動し、かつ、該入力軸の回動方向に沿ったリブにより形成されているカム部を有し、前記往復移動部は、前記リブに互いに逆側からそれぞれ当接している第１カムフォロア及び第２カムフォロアを有しているから、物品搬送部を確実に往復移動させることが可能となる。また、カムフォロアがリブからジャンプしてしまうことが抑止される結果、従来品よりもより一層静かな物品搬送装置が実現される。
【００４３】
第２の発明によれば、物品が物品搬送部に対して滑りやすい前記第２位置近傍において、より大きく物品Ｗを滑らすことができるから、さらに効果的に物品を搬送することが可能な物品搬送装置を実現することが可能となる。
【００４４】
第３の発明によれば、物品が物品搬送部に対して滑りやすい前記第２位置近傍において、さらにより大きく物品Ｗを滑らすことができるから、より一層効果的に物品を搬送することが可能な物品搬送装置を実現することが可能となる。
【００４６】
第４の発明によれば、往復移動部は、スライドガイドを用いてハウジングに支持されており、該スライドガイドに案内されて往復移動するから、往復移動部が往復移動する際の騒音の発生を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】物品搬送装置の概要を示した図である。
【図２】カム装置の構成を示した図である。
【図３】カム装置の構成の変形例を示した図である。
【図４】物品Ｗに作用する力を模式的に表した図である。
【図５】物品搬送部１０の動作のタイミングチャートである。
【図６】加速度の正負を考慮して、物品Ｗに作用する力を模式的に表した図である。
【図７】リニア型振動式パーツフィーダの構成例を示した図である。
【符号の説明】
１０物品搬送部
１２物品搬送部材
２０カム装置
３０往復移動部
４０板バネ
５０ハウジング
６２入力軸
６４軸受
６６カム
６８カムフォロア支持ブロック
７０ａ第１カムフォロア
７０ｂ第２カムフォロア
７２スライドガイド
Ｗ物品

Claims

カムにより駆動されて、水平に対して所定角度の傾きを有する往復移動方向に往復移動する往復移動部と、
前記往復移動部に支持された物品搬送部材と、
物品を搬送するための物品搬送部であって、前記物品搬送部材に設けられ、水平状態にて設置されており、鉛直面において前記往復移動方向に対して前記所定角度の傾きを有し、前記往復移動部と連動する物品搬送部とを備え、
前記往復移動部の往復移動により、前記物品搬送部に沿って物品を搬送する物品搬送装置であって、
前記カムは、駆動手段により回動させられる入力軸とともに回動し、かつ、該入力軸の回動方向に沿ったリブにより形成されているカム部を有し、
前記往復移動部は、前記リブに互いに逆側からそれぞれ当接している第１カムフォロア及び第２カムフォロアを有し、
前記往復移動部の前記往復移動方向の往復移動動作は、一つの前記カム部のみによって生成されることを特徴とする物品搬送装置。
請求項１に記載の物品搬送装置において、
前記物品搬送部が第１位置から斜め上方へ移動して第２位置へ至り、該第２位置から斜め下方へ移動して第１位置へ至るよう往復移動する際に、
前記物品搬送部が前記第１位置から前記第２位置へ移動するのに要する時間は、前記物品搬送部が前記第２位置から前記第１位置へ移動するのに要する時間よりも長いことを特徴とする物品搬送装置。
請求項２に記載の物品搬送装置において、
前記物品搬送部が、前記第１位置から前記第２位置へ移動するまでの間にて、該物品搬送部が所定時間の間、等速移動を行うことを特徴とする物品搬送装置。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の物品搬送装置において、
前記往復移動部は、スライドガイドを用いてハウジングに支持されており、該スライドガイドに案内されて往復移動することを特徴とする物品搬送装置。