JP5011720B2

JP5011720B2 - 部品供給装置

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Publication number: JP5011720B2
Application number: JP2005364814A
Authority: JP
Inventors: 修一成川; 哲行木村
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2025-12-19
Also published as: CN1986358A; CN1986358B; JP2007168920A

Description

本発明は、部品を振動により移送することが可能な部品供給装置に関する。

従来、部品に対して振動を与えることにより、部品を整列させるとともに、部品の供給を行う部品供給装置の一つとしてパーツフィーダがよく知られている。このパーツフィーダは、部品に振動を与えることにより部品の姿勢を整え、次工程に供給することができる。

特許文献１には、高周波数駆動時であっても十分な振幅を確保するとともに振動発生手段に作用する応力を抑制し、振動発生手段の取り替えや共振周波数の変更及び調整を容易に行うことができる圧電駆動式パーツフィーダが開示されている。
国際公開第２００４／０６７４１３号パンフレット

しかしながら、従来のパーツフィーダにおいては、ベース部、カウンターウェイト、可動部および搬送路を順に下から積み上げる構成となっていたため、支持ばねにおける揺動方向と防振用板ばねにおける揺動方向とが相反する方向となり均一な振動を搬送路に与えることができないという課題があった。以下、詳細について説明する。

図１０は従来のパーツフィーダ９００の支持ばねにおける揺動方向と防振用板ばねにおける揺動方向とを説明するための模式図である。

図１０に示すように、可動部９０２とカウンターウェイト９０３とを接続する支持ばね９８０は、図中の矢印Ｒ１の方向に揺動する状態であるが、カウンターウェイト９０３とベース部９０１とを接続する防振用板ばね９９０は、図中の矢印Ｒ１１の方向に揺動する状態であり、互いに曲げモードが逆位相となり、対向する方向に揺動していた。その結果、搬送路９０５における振動が安定せず、部品の搬送が停止したり、逆送されるという課題があった。

さらに、支持ばね９８０および防振用板ばね９９０を用いた部品供給装置では、直線状に支持ばね９８０および防振用板ばね９９０を配置させるため、部品供給装置のサイズ（図中Ｈ_１０）が大きくなっていた。

また、特許文献１記載の部品供給装置に限らず、一般の支持ばねおよび防振用板ばねを用いた部品供給装置では、２種類のばねを使用するため、ばね上質量の重心位置と、防振用板ばねの支点との距離が大きくなり、搬送部品の不安定、斜め搬送、滞留、または部品供給装置の駆動不安定性、横揺れが生じる。

本発明の目的は、防振効率を向上させるとともに、ばね上質量の重心位置の高さを低くして安定した部品の搬送および部品供給装置自体の低背化を実現することができる部品供給装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

（１）
本発明に係る部品供給装置は、搬送路に振動を発生させることにより搬送路内に供給される部品を直線状に移送する部品供給装置であって、下部に配設されるベース部と、搬送路が設けられているとともにベース部の上方に配設されて振動を発生する加振部と、加振部よりも下方でベース部よりも上方に設けられる固定部と、加振部とベース部とを直結するように取り付けられ、加振部からベース部へ伝達される振動を減衰させる防振部材と、加振部と固定部とに取り付けられ、弾性変形することにより、固定部と加振部とに互いに逆位相の振動を発生させる駆動部材とを備えたものである。

本発明に係る部品供給装置においては、下部よりベース部、固定部、加振部の順に設けられ、防振部材が加振部とベース部とに取り付けられ、駆動部材が加振部と固定部とに取り付けられる。

この場合、駆動部材と防振部材とが加振部および固定部の間において、重複して配設されるため、駆動部材および防振部材の互いの曲げモードが同位相となり、防振効率を向上させることができる。また、従来、駆動部材および防振部材が互いに直線状に配置された状態に対して、駆動部材の長手方向の長さが、防振部材の長手方向の一部と重複して設けられるため、部品供給装置自体の低背化が可能となり、部材上質量の重心位置と防振部材の支点との距離を縮めることができる。その結果、搬送部品の不安定、斜め搬送、滞留、または部品供給装置の駆動不安定性および横揺れを防止することができる。

（２）
駆動部材および防振部材は、上下方向の高さ方向において高さが互いに重なっている部分を有するように配設されてもよい。

この場合、駆動部材と防振部材とが上下方向の高さ方向において高さが互いに重なっている部分を有するので、部品供給装置の低背化が可能となり、部材上質量の重心位置と防振部材の支点との距離を縮めることができる。その結果、搬送部品の不安定、斜め搬送、滞留、または部品供給装置の駆動不安定性および横揺れを防止することができる。

（３）
駆動部材および防振部材は、互いに積層状態で配設されてもよい。

この場合、板状の弾性板からなる防振部材および駆動部材が、互いに積層された状態で配設されるので、駆動部材および防振部材の互いの曲げモードが同位相となり、防振効率を向上させることができる。

（４）
駆動部材および防振部材は、それぞれ孔を有する平板状の弾性板から形成され、防振部材および駆動部材は、加振部に対して同一の軸部材により防振部材の孔および駆動部材の孔を貫通して固定されていてもよい。

この場合、駆動部材および防振部材が、同軸部材、例えばボルト等により孔を貫通して加振器に固定される。したがって、従来、駆動部材および防振部材が互いに直線状に配置された状態に対して、駆動部材の長手方向の長さが、防振部材の長手方向の一部と重複して設けられるため、部品供給装置自体の低背化が可能となり、部材上質量の重心位置と防振部材の支点との距離を縮めることができる。さらに、ボルト等の固定部材の部品点数を削減することができるので、部品自体のコストおよび製造時におけるコストの低減を図ることができる。

以下、本発明に係る部品供給装置の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態においては、リニア型パーツフィーダ３００を例にとって説明する。

（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係るリニア型パーツフィーダ３００の一例を示す模式的側面図である。

図１に示すように、リニア型パーツフィーダ３００は、ベース部３０１、カウンターウェイト３０２、圧電式振動部３０３、振動伝達部３０４、搬送路３０５、連結板３７０、支持ばね３８０および防振用板ばね３９０を含む。

図１に示すように、ベース部３０１の上方にカウンターウェイト３０２が設けられる。カウンターウェイト３０２の上方には、支持ばね３８０を介して圧電式振動部３０３が設けられる。

また、本実施の形態におけるリニア型パーツフィーダ３００においては、支持ばね３８０および防振用板ばね３９０が重複して配設される。この重複配設の詳細については後述する。

また、図１のカウンターウェイト３０２および圧電式振動部３０３の内部には、平板を屈曲させたＬ字状の弾性部材４１０が設けられる。弾性部材４１０の一端側が圧電式振動部３０３に固定され、他端側がカウンターウェイト３０２に固定される。

さらに、弾性部材４１０の両面には、圧電素子４１１が配設される。この弾性部材４１０および圧電素子４１１からなるばね定数は、搬送する部品の重量、大きさおよび搬送路３０５の重量等によって定められる任意の共振周波数の条件に応じて適宜選択される。

圧電素子４１１は、具体的に、圧電セラミックスを分極処理して弾性部材４１０の一方の面にプラス極性の分極電位を持たせたものを貼り付け、弾性部材４１０の他方の面にマイナス極性の分極電位を持たせたものを貼り付ける。それにより、弾性部材４１０の表裏面に圧電素子４１１によるバイモルフ構造が形成される。圧電素子４１１に電荷を付与することにより振動が生じ、圧電式振動部３０３とカウンターウェイト３０２とが互いに逆方向に振動する。

続いて、圧電式振動部３０３の上部には、振動伝達部３０４が設けられる。この振動伝達部３０４は、カウンターウェイト３０２に固設された連結板３７０により固定される。すなわち、振動伝達部３０４は、カウンターウェイト３０２の振動と同期した動きをする。また、振動伝達部３０４の上面には、搬送路３０５が設けられる。搬送路３０５に振動が付与されることにより、部品が搬送路３０５に設けられた搬送溝内を移動する。

図２は、支持ばね３８０および防振用板ばね３９０の構造の一例を示す模式図である。

図２に示すように、支持ばね３８０および防振用板ばね３９０はそれぞれ平板状の弾性部材からなる。支持ばね３８０および防振用板ばね３９０の間には、平板状スペーサ３９１および２個のリング状スペーサ３９２が設けられる。

図２に示すように、支持ばね３８０の一端側に貫通穴３８０ａが２個設けられ他端側に貫通穴３８０ｂが２個設けられる。また、防振用板ばね３９０の一端側に貫通穴３９０ａが２個設けられ、中央部近傍に貫通穴３９０ｂが２個設けられ、他端側に貫通穴３９０ｃが２個設けられている。

ボルト３８５は、スプリングワッシャおよび平座金を備え、さらに支持ばね３８０の貫通穴３８０ａ、板状スペーサ３９１の貫通穴３９１ａおよび防振用板ばね３９０の貫通穴３９０ａを貫通して、圧電式振動部３０３に固定される。

また、ボルト３８６は、スプリングワッシャおよび平座金を備え、さらに支持ばね３８０の貫通穴３８０ｂ、リング状スペーサ３９２および防振用板ばね３９０の貫通穴３９０ｂを貫通して、カウンターウェイト３０２に固定される。

さらに、ボルト３９５は、スプリングワッシャおよび平座金を備え、さらに貫通穴３９０ｃを貫通してベース部３０１に固定される。

図３は、図２の示した支持ばね３８０および防振用板ばね３９０の構造を説明するための模式的断面図である。

図３に示すように、防振用板ばね３９０の貫通穴３９０ｂの直径は、他の貫通穴３８０ａ、３８０ｂ、３９０ａ、３９０ｃよりも大きい。すなわち、防振用板ばね３９０の貫通穴３９０ｂの直径は、ボルト３８６のヘッド部よりも大きな穴径から形成される。よって、支持ばね３８０が防振用板ばね３９０の動きに干渉されることなく、圧電式振動部３０３の振動をカウンターウェイト３０２側に伝達することができる。

次に、本発明の実施の形態におけるリニア型パーツフィーダ３００の効果について説明する。

図４および図５は、リニア型パーツフィーダ３００の効果について説明するための図である。図４（ａ）はリニア型パーツフィーダ３００の支持ばね３８０および防振用板ばね３９０の構造を示し、図４（ｂ）は従来のリニア型パーツフィーダ(図１０参照)の支持ばね９８０および防振用板ばね９９０の構造を示す図である。また、図５（ａ）は本発明に係る支持ばね３８０および防振用板ばね３９０の初期状態（添付符号Ｚ）および最大振幅状態を示し、図５（ｂ）は従来の支持ばね９８０および防振用板ばね９９０の初期状態（添付符号Ｚ）および最大振幅状態を示す。

図４（ａ）に示す支持ばね３８０および防振用板ばね３９０は、リニア型パーツフィーダ３００の駆動時に、同じモードで変形する。一方、図４（ｂ）に示す支持ばね９８０および防振用板ばね９９０は、リニア型パーツフィーダの駆動時に、互いに異なるモード（図中Ｘ１およびＸ２）で変形する。以下、モードについて説明する。

ここで、図５（ａ）に示すように、初期状態の支持ばね３８０Ｚおよび防振用板ばね３９０Ｚは、互いに重複した状態で設けられ、支持ばね３８０Ｚの端部と防振用板ばね３９０Ｚの端部との距離は、距離Ｌ１である。また、最大振幅の状態において支持ばね３８０および防振用板ばね３９０は、互いに動き（モード）が一致しており、支持ばね３８０の端部および防振用板ばね３９０の端部の距離Ｌ２は、距離Ｌ１とほぼ等しく、距離の変化率Ｌ２／Ｌ１が限りなく１に近い値を示す。

一方、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、初期状態の支持ばね９８０Ｚおよび防振用板ばね９９０Ｚは、一直線上に配置され、互いの間隔が距離Ｌ３である。また、最大振幅の状態において支持ばね９８０および防振用板ばね９９０は、互いに動き（モード）が逆となり、間隔が距離Ｌ４となる。この距離Ｌ３と距離Ｌ４とは、距離Ｌ３＜距離Ｌ４の関係であり、距離の変化率Ｌ４／Ｌ３が１よりも大きい、例えば図５（ｂ）においては、６に近い値を示す。

以上のように、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示す従来の支持ばね９８０および防振用板ばね９９０は、振動する際に互いの間隔が、距離Ｌ３の状態から距離Ｌ４に広がるため、互いに引っ張り合う状態となり、振動の乱れが生じることとなる。その結果、支持ばね９８０と防振用板ばね９９０とは、動き（モード）が一致せず、個々多様な動きをすることとなり、防振用板ばね９９０による防振効果が発揮されにくくなる。

一方、図４（ａ）または図５（ａ）に示す支持ばね３８０および防振用板ばね３９０は、同じ動き（モード）で振動し、振動する際に互いの間隔が、距離Ｌ１の状態から距離Ｌ１とほぼ同じ距離Ｌ２に移行するため、支持ばね３８０および防振用板ばね３９０における振動の乱れが生じない。その結果、支持ばね３８０および防振用板ばね３９０は、動き（モード）が一致し、防振用板ばね３９０による防振効果が発揮されやすい。

以上のことから、本願発明に係るリニア型パーツフィーダ３００においては、図４（ｂ）の構造を備えたリニア型パーツフィーダと比較して、防振効率が向上することがわかる。

また、図４（ａ）に示すように、支持ばね３８０が、防振用板ばね３９０の長手方向の一部と重複して配設されるため、鉛直方向の長さを縮めることができる。よって、図１０に示すリニア型パーツフィーダの全高さＨ_１０と比較して、図１のリニア型パーツフィーダ３００の全高さＨ_１は低くなる。また、図１０の防振用板ばね９９０の支点高さＨ_２０と比較して、図１の防振用板ばね３９０の支点高さＨ_２は低くなる。さらに、防振用板ばね９９０の支点高さから防振用板ばね９９０の上質量の重心Ｗまでの距離Ｌ_３０＋Ｈ_２０も、図１に示す防振用板ばね３９０の支点高さから防振用板ばね３８０の上質量の重心Ｗまでの距離Ｌ_３+Ｈ_２まで短くなる。

以上のことより、本願発明に係るリニア型パーツフィーダ３００では、搬送部品の不安定、斜め搬送、滞留、またはリニア型パーツフィーダ３００の駆動不安定性、横揺れを防止することができ、安定した部品の搬送を行うことができる。

次に、図６は、図１のリニア型パーツフィーダ３００の他の例を示す模式的側面図である。

図６に示すリニア型パーツフィーダ３００ａが図１に示すリニア型パーツフィーダ３００と異なるのは以下の点である。

図６に示すように、リニア型パーツフィーダ３００ａにおいては、図１の支持ばね３８０の配置場所に防振用板ばね３９０が設けられ、図１の防振用板ばね３９０の配置場所に支持ばね３８０が設けられる。すなわち、防振用板ばね３９０が支持ばね３８０と圧電駆動部３０２との間に設けられ、支持ばね３８０が防振用板ばね３９０およびリニア型パーツフィーダ３００の外側に設けられる。以下、その配置について詳細に説明する。

図７は、図６の支持ばね３８０および防振用板ばね３９０の構造の一例を示す模式図である。

図７に示すように、支持ばね３８０および防振用板ばね３９０はそれぞれ平板状の弾性部材からなる。支持ばね３８０および防振用板ばね３９０の間には、平板状スペーサ３９１が設けられる。

図７に示すように、支持ばね３８０の一端側に貫通穴３８０ａが２個設けられ他端側に貫通穴３８０ｂが２個設けられる。また、防振用板ばね３９０の一端側に貫通穴３９０ａが２個設けられ、中央部近傍に貫通穴３９０ｄが２個設けられ、他端側に貫通穴３９０ｃが２個設けられている。ここで、貫通穴３９０ｄは、ボルト３８６ａのヘッド部よりも大きな穴径を有する。

ボルト３８５は、スプリングワッシャおよび平座金を備え、さらに防振用板ばね３９０の貫通穴３９０ａ、平板状スペーサ３９１の貫通穴３９１ａおよび支持ばね３８０の貫通穴３８０ａを貫通して、圧電式振動部３０３に固定される。

また、ボルト３８６ａは、スプリングワッシャおよび平座金を備え、さらに支持ばね３８０の貫通穴３８０ｂを介してカウンターウェイト３０２に固定される。

さらに、ボルト３９５ａは、スプリングワッシャおよび平座金を備え、さらに貫通穴３９０ｃを貫通してベース部３０１に固定される。

図８は、図６の支持ばね３８０および防振用板ばね３９０の構造の一例を示す模式図である。

図８に示すように、防振用板ばね３９０の貫通穴３９０ｄの直径は、他の貫通穴３８０ａ、３８０ｂ、３９０ａ、３９０ｃよりも大きい。よって、支持ばね３８０が防振用板ばね３９０の動きに干渉されることなく、カウンターウェイト３０２の振動を圧電式振動部３０３側に伝達することができる。

以上のことより、本願発明に係るリニア型パーツフィーダ３００ａでは、搬送部品の不安定、斜め搬送、滞留、またはリニア型パーツフィーダ３００ａの駆動不安定性、横揺れを防止することができ、安定した部品の搬送を行うことができる。

次に、図９は、リニア型パーツフィーダ３００、３００ａの他の例を示す模式的側面図である。

図９に示すリニア型パーツフィーダ３００ｂは、防振用板ばね３９０を支持ばね３８０が設けられる面とは別の面に設けている。ちなわち、ベース部３０１および圧電式振動部３０３に凸部を形成し、防振用板ばね３９０をボルトにより圧電式振動部３０３とベース部３０１とに取り付けて固定させている。

この場合、支持ばね３８０および防振用板ばね３９０の振動モードを一致させることができるので、搬送部品の不安定、斜め搬送、滞留、またはリニア型パーツフィーダ３００ｂの駆動不安定性、横揺れを防止することができ、安定した部品の搬送を行うことができる。

本発明に係る部品供給装置においては、リニア型パーツフィーダ３００，３００ａ，３００ｂが部品供給装置に相当し、ベース部３０１がベース部に相当し、カウンターウェイト３０２が固定部に相当し、圧電式振動部３０３、搬送路３０５が加振部に相当し、防振用板ばね３９０が防振部材に相当し、支持ばね３８０が駆動部材に相当し、ボルト３８５が同一の軸部材に相当し、搬送路３０５が搬送路に相当する。

本発明は、上記の好ましい第１および第２の実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

本発明に係る実施の形態に係るリニア型パーツフィーダ３００の一例を示す模式的側面図支持ばねおよび防振用板ばねの構造の一例を示す模式図図２の示した支持ばねおよび防振用板ばねの構造を説明するための模式的断面図リニア型パーツフィーダの効果について説明するための図リニア型パーツフィーダの効果について説明するための図図１のリニア型パーツフィーダの他の例を示す模式的側面図図６の支持ばねおよび防振用板ばねの構造の一例を示す模式図図６の支持ばねおよび防振用板ばねの構造の一例を示す模式図リニア型パーツフィーダの他の例を示す模式的側面図従来のパーツフィーダの支持ばねにおける揺動方向と防振用板ばねにおける揺動方向とを説明するための模式図

符号の説明

３００，３００ａ，３００ｂリニア型パーツフィーダ
３０１ベース部
３０２カウンターウェイト
３０３圧電式振動部
３０４振動伝達部
３０５搬送路
３７０連結板
３８０支持ばね
３９０防振用板ばね
４１０弾性体
４１１圧電素子

Claims

搬送路に振動を発生させることにより前記搬送路内に供給される部品を直線状に移送する部品供給装置であって、
下部に配設されるベース部と、
前記搬送路が設けられているとともに前記ベース部の上方に配設されて振動を発生する加振部と、
前記加振部よりも下方で前記ベース部よりも上方に設けられる固定部と、
前記加振部と前記ベース部とを直結するように取り付けられ、前記加振部から前記ベース部へ伝達される振動を減衰させる防振部材と、
前記加振部と前記固定部とに取り付けられ、弾性変形することにより、前記固定部と前記加振部とに互いに逆位相の振動を発生させる駆動部材と、を備えたことを特徴とする部品供給装置。
前記駆動部材および前記防振部材は、
上下の高さ方向において高さが互いに重なっている部分を有するように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の部品供給装置。
前記駆動部材および前記防振部材は、
互いに積層状態で配設されたことを特徴とする請求項２に記載の部品供給装置。
前記駆動部材および前記防振部材は、
それぞれ孔を有する平板状の弾性板から形成され、
前記防振部材および前記駆動部材は、前記加振部に対して同一の軸部材により前記防振部材の孔および前記駆動部材の孔を貫通して固定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の部品供給装置。