JP5139034B2 - 材料送り装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス装置等の作業機械に板材や線材等の材料を間欠的に一定量ずつ送り込んでいく材料送り装置、特に電子部品業界で用いられる小型部品用の材料を高速かつ高精度でプレス装置に送り込んでいくのに適した材料送り装置に関する。

一般にコネクタおよび端子等の小型電子部品は、コイラーに巻かれた材料を材料送り装置によって所定量ずつ間欠的にプレス装置へ送り込んでプレス加工することにより製造される（例えば、特許文献１参照）。
そのような小型電子部品を高速かつ高精度でプレス加工するためには、プレス装置を高速かつ高精度で作動可能なものにするとともに、材料送り装置による材料の送りを高速かつ高精度で行なえるようにすることが必要である。
従来、板材や線材等の材料をプレス装置等の作業機械に間欠的に送り込む装置には、メインロールとサブロールとによって材料を挟持して移送するロールフィーダや、固定グリッパと固定グリッパに対して離接する方向へ移動可能な可動グリッパとによって材料を挟持して移送するグリッパフィーダ等がある（例えば、特許文献２，３参照）
また、ロールフィーダとして、メインロールをサーボモータによって回転駆動するようにして、プレス装置との同期運転を可能にした構成のものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

従来、プレス装置でのプレス加工時には、１０Ｇ〜２０Ｇの衝撃力が作用するといわれており、材料送り装置をプレス装置に取り付ける際には、その衝撃力による影響を軽減するために、材料送り装置とプレス装置とを強固に締結することが必要である。したがって、プレス装置に生じた衝撃力による振動が材料送り装置に直接的に伝達され、その振動が、材料の送り精度を悪化させるとともに、カバー類等の取り付け状態が不安定な箇所に破損を生じさせる恐れがある。従来、そのような不都合を回避するために、破損が生じそうな箇所を、ゴム板等の振動吸収部材（緩衝部材）を介して、プレス装置等の振動を生じる装置に取り付けることが行われていた（例えば、特許文献４参照）。
特開２００４−１４２８７６号公報 米国特許第５，７２０，４２１号明細書 特開２０００−１３５５３０号公報 実開平６−７６７４４号公報

従来技術における上記振動吸収部材は、材料の送り精度に関係のない箇所、例えばカバー類等の取り付け部とプレス装置との間に設けるのに適したものであるが、材料の送り精度に悪影響を及ぼす箇所への使用に適したものではない。
例えば、サーボモータによってメインロールを回転駆動する構成の既述のロールフィーダにおいては、サーボモータの回転が直接的に材料送り精度に影響を及ぼすことになる。したがって、サーボモータとプレス装置とを直接締結すると、プレス装置で生じた衝撃力による振動がサーボモータに直接作用して、材料の送り精度を悪化させるとともに、サーボモータ及びそれに関連する電気信号伝達回路等の破損を生じる恐れがある。
そのような不都合をなくすために、サーボモータとプレス装置との間の取り付け部に振動吸収部材を介在させて弾性をもたせることが考えられる。しかしながら、サーボモータの取り付け部に必要以上の弾性をもたせると、材料の送り精度を悪化させてしまう恐れがあるため、効果的な振動対策をとることが困難であった。

本発明は、上記した問題点を解消し、外部からの衝撃振動が材料送り機器等に伝達されにくい振動吸収構造を備えた材料送り装置を提供することを目的とするものである。

上記した課題を解決するために、本発明の材料送り装置は、材料送り機器を収納する内側ハウジングと、内側ハウジングを包囲し、振動吸収部材を介して内側ハウジングに連結された外側ハウジングと、内側ハウジングと外側ハウジングとの間に設けられ、外側ハウジングに衝撃力が作用したときに前記振動吸収部材を介して内側ハウジングに伝達される振動の自由度を一方向に制限するための振動拘束部材とを備えることを特徴とする。

本発明においては、ハウジングが二重構造になっており、外側ハウジングに作用する衝撃力による振動が、防振ゴム等の振動吸収部材（若しくは緩衝部材）によって減衰されて、内側ハウジングに伝達される。したがって、内側ハウジングに収納された材料送り機器及びそれに関連する電気信号伝達回路等の破損を有効に防止することができる。
振動が生じたときには、防振ゴム等の上記振動吸収部材は、互いに直交するＸ軸方向（左右方向），Ｙ軸方向（上下方向）及びＺ軸方向（前後方向）に自由に変位しようとし、また、これら各軸のまわりに捩れる方向へ自由に変位しようとするものである。しかしながら、本発明においては、振動拘束部材が、外側ハウジングから振動吸収部材を介して内側ハウジングに伝達される振動の自由度を一方向に制限する。したがって、内側ハウジングの内部に収納されている材料送り機器は、一方向にしか振動しないから、材料送りを安定して高速かつ高精度で行うことが可能になる。

材料送り装置をプレス装置に固定して使用するときには、プレス装置で生じる衝撃による振動の方向は主として上下方向であり、また、材料送り装置によってプレス装置に送り込む材料の送り方向は水平である。したがって、前記振動拘束部材が、内側ハウジングに伝達される振動の自由度を上下方向に制限するように構成するのが好ましい。このようにすれば、内側ハウジングに収納された材料送り機器に振動が伝達されたとしても、その振動方向は上下方向であり、水平方向への材料送り精度に殆ど影響を及ぼさない。

この場合に、前記振動吸収部材が、外側ハウジングの頂壁と内側ハウジングの頂壁との間に介在された上部振動吸収部材と、外側ハウジングの底壁と内側ハウジングの底壁との間に介在された下部振動吸収部材とを有するとともに、前記振動拘束部材が、外側ハウジングの頂壁と内側ハウジングの頂壁との間に上下面が挟持された上板部材と、外側ハウジングの底壁と内側ハウジングの底壁との間に上下面が挟持された下板部材とを有する構成にするとよい。

図１は、本発明実施例の材料送り装置１とプレス装置４とコイラー３との配列関係を示している。プレス装置４に固定された材料送り装置１は、コイラー３に巻かれた材料２を、材料送り機器であるメインロール５とサブロール６とで挟持して、所定量ずつ間欠的にプレス装置４へ送り込むようになっている。プレス装置４は、打ち抜き等のプレス加工を行うための金型７，８を有している。プレス加工時にプレス装置４に生じる衝撃力による振動の主たる方向は、図１に矢印Ａで示したように、上下方向である。

図２〜６に示されているように、材料送り装置１のハウジングは、内側ハウジング９と、内側ハウジング９を包囲し、防振ゴム等からなる振動吸収部材（若しくは各章部材）１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを介して内側ハウジング９に連結された外側ハウジング１１とを有する二重構造になっており、材料送り機器であるメインロール５及びサブロール６が内側ハウジング９内に収納されている。メインロール５は軸受１２ａ，１２ｂを介して内側ハウジング９に回転可能に支持され、またサブロール６は軸受１３ａ，１３ｂを介して内側ハウジング９に回転可能に支持されており、メインロール５にサーボモータ１４が連結されている。

材料送り装置１は、メインロール５とサブロール６とで材料２を挟持し、サーボモータ１４によってメインロール５を間欠的に回転駆動することによって、材料２を図３の矢印Ｂ方向へ移送して、材料２を所定量ずつ間欠的にプレス装置４へ送り込むようになっている。
なお、一対のロールで材料を挟持移送する形式の材料送り装置には、通常、プレス装置の作動に同期して作動して一対のロールにより材料に加えていた挟持力をプレス加工の直前に解放する機構や、一対のロール間の間隔を材料の厚さに合わせて調整する機構が設けられる。それらの機構は、周知の構成のものを適宜に採用すればよいものである。

内側ハウジング９と外側ハウジング１１との間には、外側ハウジング１１に衝撃力が作用したときに振動吸収部材１０ａ〜１０ｄを介して内側ハウジング９に伝達される振動の自由度を一方向に制限するための振動拘束部材が設けられている。
図示実施例においては、振動拘束部材は、外側ハウジング１１の頂壁１１ａと内側ハウジング９の頂壁９ａとの間に上下面が挟持されている上板部材１５と、外側ハウジング１１の底壁１１ｂと内側ハウジング９の底壁９ｂとの間に上下面が挟持されて上板部材１５に平行に配置されている下板部材１６とを有する。
また、図示実施例においては、振動吸収部材１０ａ〜１０ｄが、外側ハウジング１１の頂壁１１ａと内側ハウジング９の頂壁９ａとの間に介在された上部振動吸収部材１０ａ，１０ｂと、外側ハウジング１１の底壁１１ｂと内側ハウジング９の底壁９ｂとの間に介在された下部振動吸収部材１０ｃ，１０ｄとを有している。

上板部材１５は、外側ハウジング１１の頂壁１１ａ内面の軸線方向両端部付近と、内側ハウジング９の頂壁９ａの軸線方向中央部付近に形成された上板部材取付部９ａ’の外面との間に挟持され、ボルト１７ａ，１７ｂ，１７ｃによって、外側ハウジング１１の頂壁１１ａと内側ハウジング９の頂壁９ａとに固定されている。
下板部材１６は、外側ハウジング１１の底壁１１ｂ内面の軸線方向両端部付近と、内側ハウジング９の底壁９ｂの軸線方向中央部付近に形成された下板部材取付部９ｂ’の外面との間に挟持され、ボルト１８ａ，１８ｂ，１８ｃによって、外側ハウジング１１の頂壁１１ａと内側ハウジング９の頂壁９ａとに固定されている。

上部振動吸収部材１０ａ，１０ｂは、上板部材１５を貫通して延び、外側ハウジング１１の頂壁１１ａと内側ハウジング９の頂壁９ａとの間に装着されている。また、下部振動吸収部材１０ｃ，１０ｄは、下板部材１６を貫通して延び、外側ハウジング１１の底壁１１ｂと内側ハウジング９の底壁９ｂとの間に装着されている。

図７は、下板部材１６と、下部振動吸収部材１０ｃ，１０ｄと、内側ハウジング９の底壁９ｂの下板部材取付部９ｂ’との配列関係を示している。図７（ａ）に示したように、下板部材取付部９ｂ’の長さを内側ハウジング９の幅Ｗよりも小さく形成し、下板部材取付部９ｂ’の各側に１つずつの下部振動吸収部材１０ｃ，１０ｄを設ける構成にすることができる。また、図７（ｂ）に示したように、下板部材取付部９ｂ’の長さを内側ハウジング９の幅Ｗとほぼ同じにするように長くして、振動を受けたときの下板部材１６のたわみ変形を安定させることも可能である。図７（ｃ）は、図７（ａ）の構成を変更し、下板部材取付部９ｂ’の各側に２つずつの下部振動吸収部材１０ｃ，１０ｄを設けたものである。

上板部材１５と、上部振動吸収部材１０ａ，１０ｂと、内側ハウジング９の頂壁９ａの上板部材取付部９ａ’との配列は、図７に示した下板部材１６と、下部振動吸収部材１０ｃ，１０ｄと、内側ハウジング９の底壁９ｂの下板部材取付部９ｂ’との配列と同じにすることができる。しかしながら、内側及び外側ハウジングの頂部付近における各部材の配列状態と、それらハウジングの底部付近における各部材の配列状態とは、必ずしも同じにする必要はない。例えば、図７（ａ）に示した配列を、上板部材１５と、上部振動吸収部材１０ａ，１０ｂと、上板部材取付部９ａ’との配列に採用し、図７（ｃ）に示した配列を、下板部材１６と、下部振動吸収部材１０ｃ，１０ｄと、下板部材取付部９ｂ’との配列に採用することも可能である。このように振動吸収部材の数をハウジングの頂部と底部とで変更しておくことにより、固有振動数に違いが生じ、装置全体の共振周波数を高くでき、共振が発生しにくい状況を作り出すことができる。

図８は、振動拘束部材である上板部材１５と下板部材１６とを設けることによって振動の自由度が制限される状態を示している。
図８（ａ）は、外側ハウジング１１と内側ハウジング９とを振動吸収部材１０ａ〜１０ｄを介して連結し、それらハウジング１１，９の間に上板部材１５と下板部材１６とが設けられていない構成を示している。この場合には、外側ハウジング１１に振動が生じたときに、振動吸収部材１０ａ〜１０ｄ及びそれを介して外側ハウジング１１に連結された内側ハウジング９は、互いに直交するＸ軸方向（左右方向），Ｙ軸方向（上下方向）、及びＺ軸方向（前後方向）に自由に変位する。また、これら各軸のまわりに捩れる方向、即ち図８に矢印ａ，ｂ，ｃで示した方向へ自由に変位する。

図８（ａ）の構成に上板部材１５を設けて図８（ｂ）のように構成した場合には、Ｙ軸のまわりに捩れる方向の変位、即ち図８（ａ）に矢印ｂで示された変位が拘束される。また、図８（ｂ）の構成に、上板部材１５と平行に下板部材１６を加えて図８（ｃ）のように構成すると、変位方向が、上板部材１５と下板部材１６とのたわみによる変形方向である上下方向のみになり、振動はＹ軸方向のみに制限されることになる。

図示実施例の材料送り装置は、次の効果を奏する。
（１）外側ハウジング１１に作用する衝撃力による振動が振動吸収部材１０ａ〜１０ｄによって減衰されて内側ハウジング９に伝達される。したがって、内側ハウジング９に収納された材料送り機器及びそれに関連する電気信号伝達回路等の破損を有効に防止することができる。
（２）振動拘束部材である上板部材１５及び下板部材１６が内側ハウジング９に伝達される振動の自由度を一方向、即ち上下方向に制限する。したがって、内側ハウジング９に収納されている材料送り機器は、上下方向にしか振動しないから、材料送りを安定して高速かつ高精度で行うことができる。

（３）プレス装置４で生じる衝撃によって図１に矢印Ａで示した主として上下方向の振動が生じると、外側ハウジング１１を介して内側ハウジング９及びそれに収納されている送り機器が、上下方向へ振動する。ここで、図１に示されているように、メインロール５及びサブロール６の中心と金型７，８との間の距離をＬとし、内側ハウジング９及び送り機器の振動幅をＳとすると、振動幅Ｓの振動が材料２の送り方向に与える影響（即ち送り誤差）ΔＬは、次式のとおりとなり、極めて微小である。したがって、材料２を精度よくプレス装置４に送り込むことが可能である。
［数１］
ΔＬ ＝ Ｌ（１−ｃｏｓ（ｔａｎ^−１Ｓ／２Ｌ））

（４）振動拘束部材は、上板部材１５と下板部材１６とを用いるだけの極めて簡単な構成であり、その振動拘束部材を設けることにより材料送り装置を大型化させるようなことがない。また、滑り接触部がなく、潤滑も必要としないので、長期間にわたりメンテナンスの必要がない。

図示実施例の材料送り装置は、メインロールとサブロールとを使用したロールフィーダであるが、材料を送る機構として、固定グリッパと可動グリッパとを有するクリッパ方式のものを採用すること等は、勿論可能である。

本発明実施例の材料送り装置とプレス装置とコイラーとの配列関係を示す概略正面図である。 前記材料送り装置の軸線方向断面図である。 図２を側方から見た断面図である。 図２に示されている外側ハウジングと内側ハウジングとの配列関係を示す断面図で、図５を矢印ＩＶ−ＩＶ方向に見た断面図である。 図１及び図４を矢印Ｖ−Ｖ方向に見た断面図である。 図４を矢印ＶＩ−ＶＩ方向に見た断面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、図４を矢印ＶＩＩ−ＶＩＩ方向に見て、振動吸収部材と振動拘束部材の下板部材取付部との３つの異なる配列を示す断面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は、振動拘束部材によって振動の自由度が制限される状態を説明する断面図である。

Claims (3)

1. 材料送り機器を収納する内側ハウジングと、内側ハウジングを包囲し、振動吸収部材を介して内側ハウジングに連結された外側ハウジングと、内側ハウジングと外側ハウジングとの間に設けられ、外側ハウジングに衝撃力が作用したときに前記振動吸収部材を介して内側ハウジングに伝達される振動の自由度を一方向に制限するための振動拘束部材とを備え、
   前記振動拘束部材が、内側ハウジングに伝達される振動の自由度を上下方向に制限するようになっており、
   前記振動吸収部材が、外側ハウジングの頂壁と内側ハウジングの頂壁との間に介在された上部振動吸収部材と、外側ハウジングの底壁と内側ハウジングの底壁との間に介在された下部振動吸収部材とを有するとともに、前記振動拘束部材が、外側ハウジングの頂壁と内側ハウジングの頂壁との間に上下面が挟持された上板部材と、外側ハウジングの底壁と内側ハウジングの底壁との間に上下面が挟持された下板部材とを有していることを特徴とする材料送り装置。
2. 前記外側ハウジングがプレス装置のハウジングに固定されている請求項１に記載の材料送り装置。
3. 前記材料送り機器が、材料を挟持して移送するためのメインロール及びサブロールを備え、メインロールがサーボモータによって駆動されるようになっている請求項１または２に記載の材料送り装置。