JP5733603B2 - 振動フィーダ - Google Patents

Description

本発明は、ワーク（被搬送物）を所定の方向に搬送するための振動フィーダに関し、特に、ワークを収容するボウルを備えたボウルフィーダの、ボウル構造に関する。

振動フィーダの一例として、ボウルフィーダがある（例えば、下記特許文献１参照）。ボウルフィーダは、ワークを収容するボウルと、ボウルを振動（ねじり振動による加振）させる振動部とを備えている。ボウルには、その底部に膨出部と、膨出部の径方向外方部から上傾斜する円錐面状の傾斜壁面と、傾斜壁面にその周方向に倣った螺旋状トラックとが形成されている。そして、振動部を駆動させてボウルを振動させることにより、トラックの搬送面に移送されたワークが搬送方向下流側に順次搬送される。

特開平１１−３０１８３７公報

上記従来の振動フィーダでは、ボウルが振動して、収容されているワークに振動が与えられると、ワークがトラック上を搬送方向上流側から搬送方向下流側に順次移動する。一方で、トラック上に移送されないワークがある。これらは膨出部によってボウルの中心側への移動が抑えられた状態にあるから、ボウルが振動すると、ワークの重なりが均されながら傾斜壁面を面伝いにせり上がる現象が生じる。

このようなワークのせり上がりが成長（トラックの径方向外方へ拡大）すると、傾斜壁面に形成されたトラックに至ってしまう場合がある。そうなると、既にトラック上を搬送されているワークの流れの邪魔になってワークの流れを停滞させてしまい、ワークの搬送効率が低下してしまう。また、さらにせり上がりが成長すると、場合によっては、ボウルからワークがこぼれてしまうという不都合が生じる。

そこで、ワークのせり上がりを阻止するために、傾斜壁面の所定位置に板状部材や棒状部材等の障害部材を立設して、ワークのせり上がり状態を崩す（分散させる）ことが考えられる。しかしながらこの場合では、ワークが底部から障害部材に向ってせり上がりワークが障害部材に押し付けられると、ワークどうしが底部と障害部材との間に噛込むように並んでしまい、ボウルが振動してもワークが円滑に移動できない。

そこで本発明は、ワークのせり上がりを崩すことができ、傾斜壁面上でのワークの停滞を防止できる振動フィーダの提供を目的とする。

本発明は、ワークを収容するボウルと、該ボウルを振動させる振動部とを備えた振動フィーダであって、前記ボウルは、その底部に設けられた膨出部と、該膨出部の径方向外方部から上傾斜するよう形成された円錐面状の傾斜壁面と、該傾斜壁面にその周方向に倣って螺旋状に形成されたトラックと、該トラックとは別に形成されるとともに、前記振動部の駆動による振動によって底部から傾斜壁面に面伝いに重なってせり上がってきたワークのうちの少なくとも一部のワークを受け取って底部側に戻すくぼみ部とを備え、くぼみ部の始端は、トラックのワーク搬送面の径方向内方側端部に連続され、くぼみ部はその終端側がボウルの中心側へ近付く円弧状に形成されていることを特徴としている。

上記構成において、振動部の駆動によってボウルが振動されると、ボウルに収容されているワークが振動してトラックに載り順次その搬送面を移動する。またボウルの底部には膨出部があって、ワークがボウル中心に寄るのが抑えられているから、収容されたワークが多数であると、前記振動によりワークがワーク群として底部から傾斜壁面に面伝いにせり上がってくる。しかしながら、傾斜壁面にはくぼみ部が形成されているから、面伝いに重なってせり上がってきたワークのうちの少なくとも一部のワークは、くぼみ部に受け渡される（傾斜壁面からくぼみ部内に落ちる）。このためワーク群が崩れ、ワーク群が成長するといった現象が抑制される。また、せり上がってくるワークはくぼみ部内に順次受け渡されるので、ワークどうしが噛み込むことがなく、ワークの移動の停滞が回避される。

本発明の振動フィーダでは、くぼみ部は、受け取ったワークを傾斜壁面の周方向に移動させて底部側に戻すことが可能な溝状に形成することができる。

上記構成とすることで、くぼみ部に受け渡されたワークは、ボウルの振動によりくぼみ部を傾斜壁面の周方向に円滑に移動して底部側に戻される。

本発明の振動フィーダでは、くぼみ部は、ワークの移動方向始端側に比べて移動方向終端側が順次ボウルの中心に近くなるよう形成することができる。

上記構成によれば、ワーク群において傾斜壁面の径方向内外方向に並んだワークの、径方向外方側のワークから順にくぼみ部に受け渡されて、ワーク群が崩される。くぼみ部は、ワークの移動方向終端側がボウルの中心に近く、ボウルの中心側から底部に戻されるので、ワークに対する衝撃が極めて小さくなる。

本発明の振動フィーダによれば、ボウルに収容されたワークに振動が与えられてワークが底部から傾斜壁面に面伝いに重なってせり上がってきても、傾斜壁面にくぼみ部が形成されているので、ワーク群としてせり上がったワークの一部がくぼみ部に受け渡されて傾斜壁面からくぼみ部内に落ち、これによりワーク群が崩れてワーク群の成長が抑制される。また、くぼみ部内にワークが受け渡されるので、傾斜壁面の面伝いにワークが並ぶようなワークどうしの噛み込みがなくなるから、ワークの流れが傾斜壁面上で停滞するのを防止することができる。

本発明の実施形態に係る振動フィーダの全体平面図である。 同振動フィーダの側面図である。 同振動フィーダのボウルの平面図である。 同振動フィーダのボウルの中心部での縦断面図である。 同振動フィーダのくぼみ部を表すようにした一部拡大断面図である。 同振動フィーダのボウルの別の位置においてくぼみ部を表すようにした一部拡大断面図である。 同振動フィーダの一部のワークの動きを表した説明図である。

以下、本発明の一実施形態に係る振動フィーダを、図１ないし図７に基づいて説明する。図１ないし図３に示すように、振動フィーダ１は、例えばＩＣチップ等、電子部品であるワークＷを整列させるボウルフィーダ２と、ボウルフィーダ２により搬送されてきたワークＷを、さらに一定方向に搬送するリニアフィーダ３とから構成されている。

ボウルフィーダ２は、ワークＷを収容できるボウル２１と、ボウル２１の下部に設けられてボウル２１をねじり振動により加振させるための振動部２３とを有する。ここでボウル２１の構成を、図１ないし図６に基づいて詳述する。ボウル２１は円柱状部材の上面（円板形状の面）を、例えば切削によりくぼませて形成している。

底部２５はボウル２１の径方向中心に配置されており、底部２５には膨出部が形成されている。この場合、底部２５は膨出部から形成されており、該膨出部は中心部２５ａ（ボウル２１の中心）が最も高い位置にあって、中心部２５ａ近傍から径方向外方に向けて下傾斜する円錐状の突傾斜面２５ｂを備えている（特に、図４参照）。

傾斜壁面２６は、突傾斜面２５ｂの径方向外方端から順次径を拡大させるよう、突傾斜面２５ｂとは逆方向の傾斜で斜め上方に立ち上げられた円錐面状に形成されている。突傾斜面２５ｂと傾斜壁面２６は互いに傾斜方向が逆であるので、突傾斜面２５ｂおよび傾斜壁面２６の連続部分の領域が、ワークＷを貯められる収容凹部２４となっている。そして、膨出部の高さに比べて、傾斜壁面２６の高さが高く形成されている。

傾斜壁面２６に、ワークＷを移動させるためのトラック２７が形成されている。このトラック２７は、傾斜壁面２６の周方向に倣って連続して螺旋状に形成されており、傾斜壁面２６の最下端部から最上端部まで途切れることなく一条で形成されている。トラック２７において、ワークＷを搬送するワーク搬送面２７ａは、長手方向（螺旋方向）全域に亘って径方向外方に向けて下傾斜する傾斜面に形成されている。ワーク搬送面２７ａの径方向端部から上方に垂直に立ち上がる案内壁面２７ｂが形成されている。

ワーク搬送面２７ａの径方向幅Ｂ１、すなわちボウル２１の径方向に対応する幅は、ワーク搬送方向下流側（以下、単に下流側という）が、ワーク搬送方向上流側（以下、単に上流側という）に比べて順次幅狭になるよう形成されている。なお、下流側とはワークＷが搬送されて行く方向であるが、ボウル２１においては、上流側よりも下流側の方が高い位置となっている。

傾斜壁面２６に、傾斜壁面２６に沿って傾斜壁面２６の径方向外方に成長するワーク群を崩し、またワーク群を成長させず、さらにワーク搬送面２７ａに搬送されているワークＷの数を制限するための、くぼみ部４０（４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ）が形成されている。このくぼみ部４０は、複数形成されている。そして、これらくぼみ部４０は、傾斜壁面２６にトラック２７とは別に形成されている。

ここで、ひとつのくぼみ部４０の基本的構成について詳述する。各くぼみ部４０は傾斜壁面２６の一部を切削して形成されており、ボウル２１の中心から変位させた中心位置周りの円周上にあって、平面視して円弧状に形成されている。また、その底面４０ａの断面（ボウル２１の径方向に沿う断面）は、円弧状に形成されている。

くぼみ部４０において、ボウル２１の振動によりワークＷが移動する方向の上流側を始端４１と称し、下流側を終端４２と称する。くぼみ部４０の始端４１は、トラック２７の長さ方向途中部分でワーク搬送面２７ａの径方向内方側端部に、くぼみ部４０毎にトラック２７の径方向幅Ｂ１を小さくするよう連続している。

くぼみ部４０は、始端４１側に比べて終端４２側が順次ボウル２１の中心、すなわち底部２５（膨出部）に近付くよう湾曲して形成されている。換言すれば、くぼみ部４０における底部２５までの距離（傾斜壁面２６に沿う距離）は、始端４１側から終端４２側にかけて順次小さくなっている。この構成は、くぼみ部４０において、始端４１側に比べて終端４２側が順次低い位置となっていることを意味している。

くぼみ部４０の径方向幅Ｂ２（ボウル２１の径方向に対応する幅）は、始端４１側に比べて終端４２側が順次狭くなるよう形成されるとともに、各くぼみ部４０はその深さが、始端４１側に比べて終端４２側が順次浅くなるよう形成されている。

この実施形態では、上記構成のくぼみ部４０（４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅ）が、トラック２７の螺旋に沿って間欠的に且つ離間して配置されることで、傾斜壁面２６の複数箇所（図では５箇所）に設けられている。各くぼみ部４０は、それぞれボウル２１の中心から変位させた、異なる中心位置周りの円周上にある。各くぼみ部４０どうしは、トラック２７の螺旋に沿うよう配置されることで、傾斜壁面２６の径方向に沿う方向においても離間して配置されている。

所定のくぼみ部４０の終端４２は、その所定のくぼみ部４０よりも径方向内方にあって螺旋方向で隣合う二つのくぼみ部４０の間に位置している。例えば、くぼみ部４０Ａ、くぼみ部４０Ｂ、くぼみ部４０Ｃの三つのくぼみ部４０の関係において、所定のくぼみ部４０Ｃよりも径方向内方にあって螺旋方向で隣合うくぼみ部４０は、くぼみ部４０Ａおよびくぼみ部４０Ｂであり、くぼみ部４０Ｃの終端４２は、径方向において、くぼみ部４０Ａとくぼみ部４０Ｂとの間にある。

なお、ワークＷを直線的に搬送するリニアフィーダ３は、トラフ３１を板バネの共振によって水平振動させる駆動部３２を有する。また、ボウルフィーダ２の振動部２３は、ボウル２１をねじり振動（加振）させるよう構成されている。

上記構成において、振動部２３を駆動して、ボウル２１を振動させると、ボウル２１（収容凹部２４）に収容したワークＷは、トラック２７に移動するとボウル２１の振動により順次上流側から下流側に搬送される。

ところで、ボウル２１に多数個のワークＷを収容した状態で、振動部２３を駆動すると、ボウル２１には膨出部である突傾斜面２５ｂが底部２５に形成されているから、トラック２７に移動していないワークＷは、ボウル２１の中心側への移動が抑えられた状態にある。このため、ボウル２１の振動により傾斜壁面２６の傾斜に沿って重なるようにワークＷが均され、ワークＷの群れであるワーク群４３が発生する場合がある。

さらにボウル２１が振動すると、ワークＷが傾斜壁面２６を面伝いにせり上がって、ワーク群４３がトラック２７の長さ方向途中部分に向けて（径方向外方に向けて）成長をする。しかし、傾斜壁面２６にはトラック２７とは別に、くぼみ部４０が設けられている。このため、ワーク群４３を形成するワークＷのうち、傾斜壁面２６の上方（径方向外方）側にあるワークＷ（Ｗ２）がくぼみ部４０に至ると、傾斜壁面２６からくぼみ部４０に落ちてその底面４０ａに受け渡される。すなわち、ワーク群４３を形成する一部のワークＷが、くぼみ部４０の内部に入る（図７参照）。

くぼみ部４０は、ワークＷの始端４１側に比べて終端４２側が順次ボウル２１の中心に近くなるよう湾曲した溝状に形成され、始端４１側に比べて終端４２側が順次低い位置となっていて、しかもくぼみ部４０の深さは、ワークＷの始端４１側に比べて終端４２側が順次浅くなるよう形成されている。このため、くぼみ部４０内のワークＷは、ボウル２１が振動することで、くぼみ部４０の始端４１側から終端４２（ワークの移動方向終端）側に向けて円滑に移動し、始端４１側から終端４２側に向けて移動したワークＷは、終端４２側から傾斜壁面２６、底部２５に円滑に戻される。

上記のように、くぼみ部４０内のワークＷ（Ｗ２）が移動することで、ワークＷが傾斜壁面２６を面伝いにせり上がってくぼみ部４０内に順次受け渡されても、既にくぼみ部４０内にあるワークＷは順次底部２５側に戻されるから、ワーク群４３の径方向外方への成長を防止することができ、傾斜壁面２６でのワークＷの停滞を防止することができる。

くぼみ部４０は、底部２５までの距離が、始端４１側から終端４２側にかけて順次小さくなるよう形成されている。このため、ボウル２１の振動によって、ワーク群４３そのものが傾斜壁面２６上を周方向に移動して行くと、傾斜壁面２６の上方側にあるワークＷが順次くぼみ部４０に受け渡され、ワーク群４３において径方向に並んだワークＷの数が順次減少するようになる。このため、ワーク群４３の径方向外方への成長を防止することができる。

あるいは、ワーク群４３の形成態様は、場合によっては、トラック２７の途中部分を越えて傾斜壁面２６に大きく広がり、互いに径方向外方、径方向内方にあるくぼみ部４０（例えばくぼみ部４０Ａ）と、くぼみ部４０（例えばくぼみ部４０Ｅ）との間にも存在するような場合も想定される。このような場合では、ワーク群４３がボウル２１の振動によってくぼみ部４０Ａとくぼみ部４０Ｅとの間を移動すると、くぼみ部４０Ａとくぼみ部４０Ｅとの間には、別のくぼみ部４０Ｂがあるから、ワーク群４３の径方向途中部分を形成する一部のワークＷがくぼみ部４０Ｂに受け渡される。したがって、ワーク群４３がその径方向途中部分で崩され、ワーク群４３の成長を防止することができる。ワーク群４３を崩すとは、ボウル２１の振動によってワークＷが均されて発生したワーク群４３の均一性が、不均一にすることである。

くぼみ部４０どうしを、傾斜壁面２６の螺旋方向に間欠的に形成して、しかもくぼみ部４０どうしでボウル２１の周方向全域を囲う（網羅する）ようにすれば、ワーク群４３が周方向の何れの位置で形成されたとしても、何れかのくぼみ部４０にワークＷが受け渡されることで、ワーク群４３を崩したり、ワーク群４３の成長を阻止したりすることができる。

所定のくぼみ部４０の終端４２は、その所定のくぼみ部４０よりも径方向内方にあって螺旋方向で隣合う二つのくぼみ部４０の間に位置した構成を有している。この構成に基づいて、例えば、くぼみ部４０Ａ、くぼみ部４０Ｂ、くぼみ部４０Ｃの三つのくぼみ部４０の関係でワークＷの動きを説明すると、くぼみ部４０Ｃの終端４２から傾斜壁面２６に戻されたワークＷ（Ｗ３）は、くぼみ部４０Ａ、くぼみ部４０Ｂとの螺旋方向の間の領域から、底部２５側あるいはトラック２７に戻される。

ところで、ボウル２１の収容凹部２４に多数個のワークＷを収容し、振動部２３を駆動することでボウル２１をさせると、底部２５にある多数のワークＷのうちの一部は、トラック２７のワーク搬送面２７ａに載って、トラック２７に沿って順次上方に移動する。このとき、ワークＷのサイズ等によって、ワーク搬送面２７ａには、ワークＷが複数列に並んで、あるいは乱雑な状態で下流側に搬送される。

ワークＷがさらにワーク搬送面２７ａ上を下流側に移動し、その長さ方向途中部分でくぼみ部４０の始端４１（ワークの移動方向始端）がある位置に至り、仮にワークＷが複数列となって移動していたとして、複数列のワークＷのうちの径方向内方にあるものがくぼみ部４０の始端４１にかかると、そのワークＷはバランスを失ってくぼみ部４０に落ちる（図７参照）。

複数列のワークＷのうちの一部のワークＷ（Ｗ１）がくぼみ部４０に落ちることにより、トラック２７におけるワークＷの流量が減るように制限される。さらにワークＷが下流側に搬送され、径方向外方にある別のくぼみ部４０の始端４１がある位置に至り、仮にワークＷが複数列となって移動していたとして、複数列のワークＷのうちの径方向内方にあるものが、くぼみ部４０の始端４１にかかると、そのワークＷはバランスを失ってくぼみ部４０に落ちる。

このようにして、ワークＷは、トラック２７のワーク搬送面２７ａを下流側に移動することで、くぼみ部４０ごとに、上記の動作を繰返して流量制限され、トラック２７の下流側端部に至ったときには、ワーク搬送面２７ａに一列に配置された状態となっている。

そして上記のように、くぼみ部４０にワークＷが受け渡されることで、ワーク群４３の、径方向外方への成長を防止し、あるいはワーク群４３を崩すことでワーク群４３を形成するワークＷを、トラック２７へ至らしめなくすることが可能になる。このため、トラック２７に載って既に搬送されているワークＷの流量が変更されてしまうのを回避することが可能になる。

本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能であり、その他、各部の具体的構成についても同様である。上記実施形態では、くぼみ部はその深さに、始端側と終端側とで差をつけたが、くぼみ部の長さ方向に亘って同一の深さとなるよう形成してもよい。上記実施形態では、くぼみ部の幅は始端側に比べて先端側が小さくなるよう形成したが、くぼみ部の長さ方向に亘って同一の幅に形成してもよい。

また、上記実施形態では、各くぼみ部はその中心位置を異ならせて、平面視して円弧状に形成したが、くぼみ部どうしを同心円で径の異なる円弧状に形成してもよい。また、円弧状の各くぼみ部の中心を、底部の中心と一致させることも可能である。各くぼみ部の底面は、円弧状に限定されることなく矩形枠形状等であってもよい。何れの形状にしても、終端側の深さを終端に向けて浅く形成することが、ワークを円滑に底部側に戻すのに好ましい。

その他、くぼみ部の形状として次のような場合が考えられる。
（１）平面視して、傾斜壁面に直線状の形状のくぼみ部。この場合では、円弧状が直線状になるだけで、始端はトラックのワーク搬送面に接続して流量を制限するようにし、先端はボウルの中心に近付くよう傾斜壁面上で傾斜させる。
（２）始端から終端にかけてボウルの中心からの離間距離が均一な（すなわち周方向に沿う）形状のくぼみ部。
（３）ボウルの径方向にのみ沿う形状のくぼみ部。
（４）始端から周方向に沿うよう延長され、途中部分から径方向に屈曲するように沿って、終端側は始端に比べて径方向内方にある形状のくぼみ部。
（５）始端から終端にかけて周方向に沿い、その途中部分で径方向に分岐する部分を有する形状のくぼみ部。

なお、傾斜壁面に本発明のくぼみ部を形成するボウルフィーダとしては、底部がフラットのものに適用させることも、参考例として考えられる。

１…振動フィーダ、２…ボウルフィーダ、２１…ボウル、２３…振動部、２５…底部、２５ｂ…突傾斜面、２６…傾斜壁面、２７…トラック、４０…くぼみ部、４１…始端、４２…終端、４３…ワーク群、Ｗ…ワーク

Claims (4)

1. ワークを収容するボウルと、該ボウルを振動させる振動部とを備えた振動フィーダであって、
   前記ボウルは、その底部に設けられた膨出部と、該膨出部の径方向外方部から上傾斜するよう形成された円錐面状の傾斜壁面と、該傾斜壁面にその周方向に倣って螺旋状に形成されたトラックと、該トラックとは別に形成されるとともに、前記振動部の駆動による振動によって底部から傾斜壁面に面伝いに重なってせり上がってきたワークのうちの少なくとも一部のワークを受け取って底部側に戻すくぼみ部とを備え、
   くぼみ部の始端は、トラックのワーク搬送面の径方向内方側端部に連続され、くぼみ部はその終端側がボウルの中心側へ近付く円弧状に形成されていることを特徴とする振動フィーダ。
2. くぼみ部は、受け取ったワークを傾斜壁面の周方向に移動させて底部側に戻すことが可能な溝状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の振動フィーダ。
3. くぼみ部は、ワークの移動方向始端側に比べて移動方向終端側が順次ボウルの中心に近くなるよう形成されていることを特徴とする請求項２記載の振動フィーダ。
4. ワークを収容するボウルと、該ボウルを振動させる振動部とを備えた振動フィーダであって、
   前記ボウルは、その底部に設けられた膨出部と、該膨出部の径方向外方部から上傾斜するよう形成された円錐面状の傾斜壁面と、該傾斜壁面にその周方向に倣って螺旋状に形成されたトラックと、該トラックとは別に形成されるとともに、前記振動部の駆動による振動によって底部から傾斜壁面に面伝いに重なってせり上がってきたワークのうちの少なくとも一部のワークを受け取って底部側に戻すくぼみ部とを備え、
   くぼみ部は、受け取ったワークを傾斜壁面の周方向に移動させて底部側に戻すことが可能な溝状に形成され、
   くぼみ部は、ワークの移動方向始端側に比べて移動方向終端側が順次ボウルの中心に近くなるよう形成されていることを特徴とする振動フィーダ。
   

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