JP7125585B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

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Description

本発明は、進行波によりワークを搬送するワーク搬送装置に係り、特にリニアフィーダとボウルフィーダを有するものにおいて両フィーダ間のワーク受け渡しをスムーズに行えるようにしたワーク搬送装置に関する。
電子チップ部品等の小型のワークを振動により搬送しながら整列させて次工程に供給する部品供給装置には、直線状に延びる搬送路に沿ってワークを搬送するリニアフィーダと、その上流側に、ワークを多く貯留できるボウルフィーダを接続したものがよく利用される。
このようにボウルフィーダとリニアフィーダを接続した装置では、両フィーダの振動方向、振動周波数、振幅が異なるため、ボウルフィーダの搬送路からリニアフィーダの搬送路へのワーク受け渡し部で搬送路間に隙間を設ける必要があり、この隙間にワークが詰まったり引っ掛かったりしやすい。そこで、通常は、ワーク受け渡し部でボウルフィーダの搬送路よりもリニアフィーダの搬送路を低くして、ワークがスムーズに乗り移るようにしている(例えば特許文献1)。
特開2001-171826号公報
しかし、上記のようにワーク受け渡し部の搬送路間に段差を設けた場合は、ボウルフィーダでワークを整列させていても、一部のワークは、リニアフィーダに乗り移ったときにその衝撃で姿勢を変えたりワーク同士で重なり合ったりしてしまう。これら所定の姿勢でなくなったワークは、搬送路の途中で排除されるため、供給能力不足になりやすいという問題があった。
また、リニアフィーダで排除された部品をボウルフィーダへ戻す必要もあり、ボウルフィーダとリニアフィーダの接続部は、構造・機構が複雑になって、余分な加工や追加部品が必要となっている。
そこで、変位を小さくできる進行波搬送装置を適用して、図21のようにリニアフィーダ2pとボウルフィーダ1pの搬送トラック2px,1pxを同一高さにし、両者を接近させることが一つの有効な手段として考えられる。
しかし、図示のように配置する場合、ボウルフィーダ2pおよびリニアフィーダ1pの一部をくり抜いて嵌め合わせる必要があり、加工工数が増大するだけでなく、ボウルフィーダ2pおよびリニアフィーダ1pのそれぞれにおいて、やはり搬送部の構造の対称性が崩れ、進行波比が悪化してしまう。また、同図に矢印で示すように、リニアフィーダ2pの進行波D´とボウルフィーダ1pの進行波の進行方向が互いに交差する箇所周辺に、ワーク受け渡し部(接続部)が配置されるため、接続面外方向に水平振動(この場合ボウル。楕円振動の水平成分で数μm程度)が発生し、リニアフィーダ2pとボウルフィーダ1pを完全に接続することができなくなる。
本発明は、このような課題に着目し、ボウルフィーダの排出方向を工夫してこれらの課題を解決することを目的としている。
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を講じたものである。
すなわち、本発明のワーク搬送装置は、螺旋状の搬送トラックを備えた変形可能な搬送部と、前記搬送部を弾性変形させて進行波を発生させる進行波発生手段とを備え、前記進行波発生手段が発生させた進行波により、前記搬送トラックに沿って搬送したワークをワーク排出部より排出するボウルフィーダを具備するワーク搬送装置において、前記ボウルフィーダのワーク排出部は、前記ボウルフィーダの半径内においてその外周部の一部に設けられ、前記ボウルフィーダの搬送トラックを構成する螺旋の終端における接線方向から外側に開く方向に排出方向が設定されて前記ボウルフィーダの外周縁に開口しており、前記進行波による前記ワークに働く力により前記ワークを前記ワーク排出部より排出することを特徴とする。
このように構成すれば、ワーク排出部の排出方向のうち進行波の進行方向と交差する方向の成分が大きくなるほど、ワーク排出部は進行波による水平振動の影響を受けにくくなる。このため、隣接配置される要素部品との間をより近づけた配置とすることが可能になる。また、ボウルフィーダの搬送部を殆ど削らなくて済み、排出部を接線方向に延出させる必要もないため、ボウルフィーダの対称性を担保して、進行波比の低下を防止することができる。
また本発明は、リニアフィーダを更に具備し、このリニアフィーダは、直線状の搬送トラックを備えた変形可能な搬送部と、前記搬送部を含んで周回する進行波を発生させる進行波発生手段とを備え、前記進行波発生手段が発生させた進行波により、ワーク導入部より導入したワークを前記搬送トラックに沿って搬送するものであり、このリニアフィーダのワーク導入部が前記ボウルフィーダの外周縁において前記ワーク排出部に接続されていることを特徴とする。
このようにすれば、リニアフィーダのワーク導入部をボウルフィーダを構成するボウル本体の外周縁でワーク排出部に近づける配置が可能になる。
また本発明は、螺旋状の搬送トラックを備えた変形可能な搬送部と、前記搬送部に進行波を発生させる進行波発生手段とを備え、前記進行波発生手段が発生させた進行波により、前記搬送トラックに沿って搬送したワークをワーク排出部より排出するボウルフィーダを具備するワーク搬送装置において、前記ボウルフィーダのワーク排出部は、進行波の進行方向と交差する方向の成分を有する向きに排出方向が設定されている一方、リニアフィーダを更に具備し、このリニアフィーダは、直線状の搬送トラックを備えた変形可能な搬送部と、前記搬送部を含んで周回する進行波を発生させる進行波発生手段とを備え、前記進行波発生手段が発生させた進行波により、ワーク導入部より導入したワークを前記搬送トラックに沿って搬送するものであり、このリニアフィーダのワーク導入部が前記ボウルフィーダの外周縁において前記ワーク排出部に接続されているものであって、前記リニアフィーダの搬送トラックは、排出方向のメイントラックと、ワークをボウルフィーダに帰還させるためのリターントラックとを予め設定した基準線の両側に亘って配し、この基準線を延長した先は前記ボウルフィーダの中心若しくはその近傍を通るように設定されていることを特徴とする。
この基準線上においては、ボウルフィーダの進行波とリニアフィーダの進行波とは殆ど交差しておらず、互いに相手方のフィーダに向かう水平振動分はほぼ0になる。このため、リニアフィーダとボウルフィーダの接続部のギャップをほぼ0にすることができる。
また本発明のリニアフィーダは矩形状をなし、メイントラックの始端がトラック状の進行波の軌跡のうちU字部と直線部の交点から直線部を延長させた位置にワーク導入部を開口させており、この位置においてボウルフィーダのワーク排出部に接続されていることを特徴とする。
このような延長領域は進行波の軌道から外れるため、リニアフィーダからボウルフィーダへの水平振動分の影響が少なくなる。そして、この領域においては、ボウルフィーダから導入したワークの初速や、リニアフィーダのメイントラックの直線部の振動によってワークを走行させることができる。
また本発明のリニアフィーダは長円状をなし、メイントラックの始端がU字部に沿って前記基準線側に湾曲しつつ外周縁にワーク導入部を開口させ、この位置においてボウルフィーダのワーク排出部に接続されていることを特徴とする。
このようにすれば、リニアフィーダのワーク導入部が基準線に近づくほど、ボウルフィーダのワーク排出部も基準線に近づき、ボウルフィーダの進行波とリニアフィーダの進行波の交差が少なくなる。そして、リニアフィーダのメイントラックに導入されたワークは、U字部においても進行波によって有効に搬送することができる。また、リニアフィーダのボウルフィーダとの対向面が小さくなるため、より干渉し難いものとなる。
また本発明は、排出フィーダを更に下流工程に具備し、この排出フィーダは進行波を発生しない構造であって排出方向が低くなるように傾斜させて設けられ、ワーク導入部が前記上流工程のフィーダのうち末端に位置するワーク排出部に接続されていることを特徴とする。
このようにすれば、排出フィーダは進行波を発生させないことから上流工程のフィーダ排出部に極めて接近させて配置することができ、傾斜と慣性を利用して、ワークを段差なくスムーズに次工程に乗り移らせることができる。
以上、説明した本発明によれば、ボウルフィーダに隣接させてリニアフィーダ等の要素部品を配置した場合に、リニアフィーダからリニアフィーダ等にワークをスムーズに受け渡すことが可能なワーク搬送装置を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係るワーク搬送装置であるパーツフィーダを示す斜視図。 同パーツフィーダを構成するボウルフィーダに進行波を発生させるための駆動手段の構造を示す図。 搬送部に進行波が発生する状態を説明するための図。 搬送部に進行波が発生する状態を説明するための図。 同パーツフィーダを構成するリニアフィーダに進行波を発生させるための駆動手段の構造を示す図。 ボウルフィーダとリニアフィーダの接続部を示す拡大平面図。 同接続部における進行波の進行方向を示す図6に対応した平面図。 同模式図。 本発明の第2実施形態に係るボウルフィーダとリニアフィーダの接続部を示す部分拡大斜視図。 本発明の第3実施形態に係るボウルフィーダとリニアフィーダの接続部を示す部分拡大斜視図。 本発明の第4実施形態に係るボウルフィーダとリニアフィーダの接続部を示す部分拡大斜視図。 本発明の変形例に係るボウルフィーダとリニアフィーダの接続部を示す部分拡大斜視図。 本発明の第5実施形態に係るリニアフィーダと排出フィーダの接続部を示す部分拡大斜視図。 図13の部分拡大図。 同排出フィーダの取付構造を示す図。 同排出フィーダの変形例を示す図。 同排出フィーダの他の変形例を示す図。 同排出フィーダの更に他の変形例を示す図。 パーツフィーダを構成するボウルフィーダとリニアフィーダの他の接続構造を示す図。 従来のワーク搬送装置であるパーツフィーダの構成を示す斜視図。 図20の部分拡大平面図。 同パーツフィーダを構成するリニアフィーダのワーク排出部を示す模式的な側面図。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置であるパーツフィーダPFを示している。このパーツフィーダPFは、ボウルフィーダ1とリニアフィーダ2とから構成されており、ボウルフィーダ1に供給されたワークWを螺旋状に登坂させて搬送した後、隣接配置したリニアフィーダ2に受け渡して更に搬送させるものである。
ボウルフィーダ1は、ワークWを収容可能なボウル本体10と、このボウル本体10の搬送部10aに進行波を発生させる図2に示す進行波発生手段3とを含んで構成される。搬送部10aはたわみ進行波を生成する弾性部材で構成されており、進行波発生手段3は、圧電素子を用いた駆動手段31によって搬送部10aにたわみ変形を引き起こす。
ボウル本体10は、平坦な中央部11と、この中央部11から外周に向かって下り勾配で傾斜する円錐部12と、この円錐部12の外周側より外周に向かって登り勾配で傾斜する逆円錐部14と、円錐部12から逆円錐部14までの間に形成された平坦なワーク溜まり部13と、逆円錐部14の外側に位置する外縁部15とを、底面16の位置を揃えて一体に設けたもので、中央部11が押え板17を介して止着具18により支持基部である台座19に固定され、中央部11以外の部位が接地面Fから浮いた状態に設けられている。
そして、搬送部10aに搬送トラックの一形態である螺旋トラック10xを形成している。この螺旋トラック10xは、一端10x1がワーク溜まり13の外周に接続され、そこから螺旋状に1回以上周回して他端10x2にまで延び、外縁部15に設けたワーク排出部10zに連なるようにボウル本体10の表面に溝を凹設することによって構成されている。
ボウル本体10は、20kHz以上の超音波振動で、中心mの回りに少なくとも2つ以上の上下方向のたわみ波を発生させることが可能な程度の弾性を有する部材で構成されている。
図2に示すように、進行波発生手段3を構成する駆動手段31は、図1に示した螺旋トラック10xが形成された逆円錐部14から外縁部15に亘る部分の底面16に貼り付けられている。駆動手段31は圧電素子を用いたもので、搬送部10aにほぼ沿う形で中心mの周囲において周方向に伸縮することで搬送部10aに形成された螺旋トラック10xにたわみを発生させる。複数の駆動手段(圧電素子)31は、振動モードの腹の位置に1/2波長間隔で極性を交互に入れ替えて張り付けられている。また駆動手段31は、周波数を同じにしつつ、空間的に波の位相が90°ずれた2つのたわみ定在波モードで効率良く加振するために、加振する領域のうちボウル本体10の略半周を第1加振領域A、残り略半周を第2加振領域Bとして、第1加振領域Aと第2加振領域Bに駆動手段31を、進行波の波長λに対してλ(1+2n)/4(n=0、1、2、…)だけ空間的位相をずらして貼り付けるとともに、2相交流信号発信部30で発生させた90°位相の異なる交流信号を第1のアンプ32aおよび第2のアンプ32bを介して第1加振領域Aおよび第2加振領域Bの各駆動手段31に印加している。
また、2相交流信号発信部30は、波形選択部30aで選択された波形の周波数を加振周波数調整手段30bで調整し、第1の振幅調整手段30cで振幅調整した後に第1のアンプ32aに、また電気的位相調整手段30dで位相を調整した上で第2の振幅調整手段30eで振幅調整した後に第2のアンプ32bに、それぞれ入力している。なお、定在波とは、共振するとその場で単に上下に振動するものである。図8右図は搬送部10aに0°定在波モードが生じた状態を示しており、この図5から中心線の回りに円周方向へ90°ずれた位置に山と谷を有するもう一つの定在波モードである90°定在波モードが発生する。
このような駆動手段31により、搬送部10aに、周方向に沿って2箇所に時間的に位相を90°ずらした超音波の正弦波振動を与えると、空間的かつ時間的に90°ずれた2つの定常波が重ね合わされ、搬送部10a自体が共振して弾性変形し、たわみ振動が進行波となる。進行波が発生した搬送部10aの一点Zでは、図3に示すように、起算点t=0からt=3/4Tを経て楕円振動が生じる。また、搬送部10aに生成された進行波によって、波の頂点の一点ZでワークWに力が働き、ワークWと搬送部10aとの間に図4に示すように摩擦力eが発生することで、楕円振動の水平成分(水平振幅)の推進力により、進行波の進む方向(図4に示す矢符d)と逆方向(図4に示す矢符c)にワークWが搬送される。搬送部10aでこのようなたわみ波の進行波が循環することで、ワークWは螺旋トラック10xを登坂する。
図1に示すように搬送部10aの上部には、搬送方向に沿って所定間隔おきに複数のスリットS1が形成されている。スリットS1は径方向に延びるように形成されているもので、図3に示す中立軸N(搬送部が湾曲する際の曲げ中心となる仮想線)が下方に位置することとなり、搬送部を進行波の進行方向に変形させ易くして、楕円運動に係る楕円を横長形状に変形できる。このため、ワークWに働く力の水平成分を増大させるとともに、垂直成分を低減させられる。よって、スリットが形成されていない搬送部を用いた場合と比較して、搬送面上でのワークWを極力跳ねさせず、搬送速度を向上させて効率的に搬送することができる。
リニアフィーダ2については、図1および図5に示すように、メイントラック2xと並行にリターントラック20xの一部である並走部20x1が延びており、このリターントラック20xの併走部20x1はU字部20x2を介し折り返し、帰還部20x3を通じてボウルフィーダ1に接続されている。これらのトラック20x1、20x2、20x3もワーク搬送部20aに溝を凹設することによって構成されている。メイントラック2xには、そこを走行するワークWが適正姿勢か否かを選別する姿勢判別部21および不良姿勢のワークを排出する排出部22が設けられており、不良と判定されたワークWがメイントラック2xからリターントラック20xの並走部20x1にはじかれ、U字部20x2および帰還部20x3を経てボウルフィーダ1に帰還されるようになっている。
そのために、このリニアフィーダ2にも長円状の軌道に沿って進行波を発生させるべく図1、図5に示すように圧電素子を利用した駆動手段41が底面の台座19から離間した位置の底面26に配置され、その内側が止着具28で台座19に固定されている。この駆動手段41も、0°定在波モードと90°定在波モードが生じるように第1加振領域A´と第2加振領域B´の各々に1/2波長間隔で極性を異ならせて圧電素子を配置し、第1加振領域A´と第2加振領域B´の間には進行波の波長λに対してλ(1+2n)/4(n=0、1、2、…)の間隔が設けられている。そして、ボウルフィーダ1の場合と同様に、2相交流信号発生部40で発生させた所定位相差の駆動信号をアンプ42a、42bで増幅して各圧電素子41を駆動するようにしている。この2相交流信号発信部40も上記2相交流信号発信部30と同様に、波形選択部40a、加振周波数調整手段40b、電気的位相調整手段40d、第1の振幅調整手段40c、第2の振幅調整手段40eによって構成されている。
このリニアフィーダ2のメイントラック2xおよびリターントラック20xにも、所定間隔おきに搬送方向と直交方向に延びるスリットS2が形成されている。スリットS2の構造および機能は上記ボウルフィーダ1におけると同様である。ボウルフィーダ1とリニアフィーダ2の駆動周波数は一般的に異なる。
このような構成において、本実施形態に係るワーク搬送装置たるパーツフィーダPFは、ボウルフィーダ1のワーク排出部10zを、ボウルフィーダ1の半径内における外周部の一部において、進行波の進行方向と交差する方向の成分を有する向きを排出方向とするように設定されている。
つまり、搬送トラック10xは規則的に開く螺旋を描いた後、その螺旋の規則性が図6に示すように終端近くで崩れて、搬送トラック10xを構成する螺旋の終端位置における接線方向すなわち矢印E方向から矢印Fで示すように外側に開く方向に軌道を変更し、R状に湾曲して外周縁15に開口されている。
その終端の排出方向F0は、ボウルフィーダ1の径方向Rと進行波の進行方向(この実施形態では接線方向Tに近似している)の間の角度に設定され、好ましくは接線方向Tから30°以上の角度方向、さらに好ましくは60°以上とされる。図示例では約60°に設定されている。搬送部20aの表面は進行波の進行方向に水平振動するため、接線方向Tと交叉する角度が90°に近づくほど、進行波による水平振幅の影響を受けにくくなる。
ボウルフィーダ1の外周縁15は、リニアフィーダ2が接続される箇所においてリニアフィーダの幅寸法W分だけ本来の外周縁15´の領域が直線状に切除され、その切り口15tがリニアフィーダ3の端面25tと面接触できるようにしている。
一方、リニアフィーダ2は、メイントラック20x1と直交する方向である幅方向(W方向)のほぼ中心を通る線を基準線Mとした場合に、この基準線Mの両側に亘ってメイントラック20x1とリターントラック20xを配し、その基準線Mを延長した先がボウルフィーダ1の中心m若しくはその近傍を通るように、リニアフィーダ2をボウルフィーダ1の接線方向T´と略直角に突き当てまたは極接近させて配置する。この実施形態では、外周縁15´を切除することによるボウルフィーダ1の端面15tにリニアフィーダ2の端面25tを軽く接触させて配置し、ボウルフィーダ1のワーク排出部10zとリニアフィーダ2のワーク導入部20entとを合致させている。このワーク導入部20entは、メイントラック2xの始端がトラック状の進行波の軌跡のうちU字部と直線部の交点CRから直線部を延長させた部位に位置する。このとき、上流側の螺旋トラック1xのワーク接触面は下流側のメイントラック20x1のワーク接触面よりもわずかに高い位置に設定される。
また、基準線Mを挟んでメイントラック20x1のワーク導入部20entとリターントラック帰還部20x3の出口部20exiとは略対称な位置関係にあり、ボウルフィーダ2のワーク排出部10zは図21に示す従来の接線方向に設定されるワーク排出部10pから比べると、ワークWの進行方向に沿って反時計回りに略90°近く位相が進んだ位置にワーク排出部10zが設定されている。
特に水平振動が干渉し易いのは、リニアフィーダ2とボウルフィーダの接続中心部である。図20に示した従来構造では、ボウルフィーダ1の一部を切り欠いて進行波の進行方向C´と直交する方向に接続端面15tpを設け、この接続端面15tpにリニアフィーダ2の端面25tpを当接ないし近接させて配置しており、リニアフィーダ2における進行波の進行方向D´に対してボウルフィーダ1における進行波の進行方向C´がほぼ90°で交叉していたため、ボウルフィーダ1のワーク排出部10p付近の進行波の水平振動とリニアフィーダ2のワーク導入部20entp付近の進行波の水平振動とが略90°で交差して、干渉の原因となっていた。
一方、図6の構造であれば、図7および図8に示すように、ボウルフィーダ1における進行波の進行方向Cと略平行な状態でリニアフィーダ2の端面が位置し、リニアフィーダ2における進行波の進行方向Dに対してボウルフィーダ1における進行波の進行方向Cがほぼ交叉しない状態で両フィーダ1、2が接続されるため、ボウルフィーダ1の端面15tとリニアフィーダ2の端面25tとのギャップをほぼ0としても、水平振動成分による干渉を生じさせないようにすることができる。
なお、ボウルフィーダ1には、図6に示すようにリニアフィーダ2のリターントラック20x3の出口部20exiに対応する位置に溝を刻設して回収部10z2が設けてある。ボウルフィーダ1はすり鉢状であるため、ワークWの出口部20exiから放出されたワークWは、終速によって螺旋トラック10xの上を飛び越えてワーク溜まり13に帰還することが期待できる。仮に登坂途中のワークWと衝突してこれらが落下しても、後続の登坂中のワークWが間を詰めるためワーク供給に支障がでることはない。なお、図12に示すようにリニアフィーダ2を所定角度θだけ傾けてメイントラック2xよりもリターントラック20xのワーク帰還部20x3の方が高くなるようにしてもよい。これによれば、ボウルフィーダ1側の回収部10z2の溝加工深さも最小限に抑えることができる。
以上のようにして本実施形態のパーツフィーダPFは、接続方向の水平振動の重なりを0に近づけることができるため、両フィーダ1、2間のギャップも0に近づけることができる。このため、トラック1x、2xの連続性が確保されるとともに、ボウルフィーダ1のワーク排出部10zから排出されたワークWがリターントラフ2のワーク導入部20entに段差なく乗り移ることができる。
特に、スリットS1は水平振幅を大きくする役割をなしているため、図20、21に示す従来構造ではボウルフィーダ1pのワーク排出部10pとリニアフィーダ2のワーク導入部20entpとの干渉が生じ易い構造をなしていたが、本実施形態によれば進行波の進行方向が交叉しないため、このような問題が有効に解消されるものとなっている。
また、図20、21の場合には、ボウルフィーダ1pとリニアフィーダ2pを接続するために、ボウルフィーダ1pのワーク排出部10p付近およびリニアフィーダ2のリターントラック帰還部20x3pの終端付近において両フィーダ1p、2pが切り欠かれ、これにより対称性が崩れることが避けられないものであったが、図6のような構造にすると、ボウルフィーダ1のワーク排出部10z付近およびリニアフィーダ2のリターントラック帰還部20x3の終端付近において両フィーダ1、2にそのような加工が殆ど必要でなく、両フィーダ1、2の対称性が維持されることになる。このため、進行波比の高い進行波を得ることができる。
以上のように、本実施形態のワーク搬送装置たるパーツフィーダPFは、搬送トラックである螺旋トラック10xを備えた変形可能な搬送部10aと、この搬送部10aに進行波を発生させる進行波発生手段3とを備え、進行波発生手段3が発生させた進行波により、螺旋トラック10xに沿って搬送したワークWをワーク排出部10zより排出するボウルフィーダ1を具備し、このボウルフィーダ1のワーク排出部10zは、進行波の進行方向(近似的に接線T方向)と交差する方向の成分を有する向きに排出方向F0が設定されているものである。
このように構成すれば、ワーク排出部10zの排出方向F0のうち進行波の進行方向Tと交差する方向の成分が大きくなるほど、ワーク排出部10zは進行波による水平振動の影響を受けて半径方向に水平振動することが少なくなる。このため、隣接配置される要素部品との間をより近づけた配置とすることが可能になる。また、ボウルフィーダ1の搬送部10aを殆ど削らなくて済み、ワーク排出部10zを先行技術文献のように接線方向に延出させる必要もないため、ボウルフィーダ1の対称性を担保して、進行波比の低下を有効に防止することができる。
特にこの実施形態のワーク搬送装置たるパーツフィーダPFは、リニアフィーダ2を更に具備し、このリニアフィーダ2は、直線状の搬送トラックであるメイントラック2xを備えた変形可能な搬送部20aと、この搬送部20aを含んで周回する進行波を発生させる進行波発生手段4とを備え、この進行波発生手段4が発生させた進行波により、ワーク導入部20entより導入したワークWを搬送トラックであるメイントラック2xに沿って搬送するものであり、このリニアフィーダ2のワーク導入部20entがボウルフィーダ2の外周縁15においてワーク排出部10zに接続されている。
このようにすれば、リニアフィーダ2とボウルフィーダ1の駆動周波数が異なっていても、リニアフィーダ2のワーク導入部20entをボウルフィーダ1を構成するボウル本体10の外周縁15においてワーク排出部10zに軽く接触させ、或いは極接近させて配置することができ、ボウルフィーダ1とリニアフィーダ2の接続部のギャップをほぼ0にする配置が可能になる。
また、リニアフィーダ2の搬送トラック20xは、排出方向のメイントラック2xと、ワークをボウルフィーダ1に帰還させるためのリターントラック20xとを予め設定した基準線Mの両側に亘って配し、この基準線Mを延長した先はボウルフィーダ1の中心m若しくはその近傍を通るように設定されている。
すなわち、この基準線M上においては、ボウルフィーダ1の進行波とリニアフィーダ2の進行波とは殆ど交差しておらず、互いに相手方のフィーダ2、1に向かう水平振動分はほぼ0になる。このため、リニアフィーダ2とボウルフィーダ1の接続部のギャップをほぼ0にすることができる。
特にこの実施形態のリニアフィーダ2は矩形状をなし、メイントラック2xの始端がトラック状の進行波の軌跡のうちU字部と直線部の交点CRから直線部を延長させた位置にワーク導入部20entを開口させており、この位置においてボウルフィーダ1のワーク排出部10zに接続されている。
しかして、かかる延長領域EAは進行波の軌道から外れるため、リニアフィーダ2がボウルフィーダ1に及ぼす水平振動分が少なくなる。そして、ボウルフィーダ1からこの延長領域EAに入ったワークWは、その初速やリニアフィーダ2の振動によって本来のメイントラック2xにまで有効に走行することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は上述した実施形態のみに限定されるものではない。
<第2実施形態>
例えば、図9に示すワーク搬送装置たるパーツフィーダPF1は、ボウルフィーダ101にリニアフィーダ102が接続されている構成において、ボウルフィーダ101のワーク排出部110zに関して、進行波の進行方向と交差する方向の成分を有する向きに排出方向が設定されているだけでなく、リニアフィーダ102を構成するメイントラック102xのワーク導入部120entに関しても、進行波の進行方向T10´と交差する方向の成分を有する向きに導入方向F10´が設定されている。
すなわち、メイントラック102xのワーク導入部120entは、本来であれば直線状をなすところに圧電素子が貼られて進行波が発生し、U字部は進行波を周回させるために必要であって、図6の構成においてはU字部とメイントラックとの交点CRよりもボウルフィーダ1側に延びる直線状の延長領域EAではワークWは主としてボウルフィーダ1から排出された際の速度で走行する。これに対して、図9に示すメイントラック102xは、ワーク導入部120entが直線部のみならずU字部の進行波をも利用すべく中心線M側にR部側に湾曲しており、途中からそのU字部に沿った進行波の軌跡を外れて外側に湾曲しつつ端面に開口している(F101の方向)。
ここでも、進行波の進行方向を近似的にU字部のトラックの方向と同視すると、進行波の進行方向と交差する方向とは、U字軌道からそれる方向、すなわちU字軌道のRから外側に開く方向を言う。
すなわち、図6に示す第1実施形態の場合、厳密にはリニアフィーダ2の基準線M上ではボウルフィーダ1の進行波とリニアフィーダ2の進行波は交叉しないが、そこからリニアフィーダ2の幅方向に接続位置が変位するにつれて、ボウルフィーダ1の進行波にはリニアフィーダ2の方向を向く振動成分が生じ、リニアフィーダ2の進行波にはボウルフィーダ1の方向を向く振動成分が生じる。このため、接続位置は極力中心線Mに近づけることが望ましい。
これに対して、図9のような構成にすれば、ボウルフィーダ101のワーク排出部110zxとリニアフィーダ102のワーク導入部120entの接続位置がより基準線Mに近づけられるので、リニアフィーダ102およびボウルフィーダ101の接続端面125t、115tの幅寸法が小さくなり、これによって進行波同士の交叉による干渉がより抑えられた構造を実現することができる。
これは、リニアフィーダ102のリターントラフ120x側のワーク帰還部120x3とボウルフィーダ101側のワーク回収部110z2との関係においても同様である。
また、このようにリニアフィーダ102が長円状であることで、直線部とU字部の剛性が等しくなり、全体に亘って高い進行波比を得ることができる。
<第3実施形態>
図10に示すワーク搬送装置たるパーツフィーダPF2は、ボウルフィーダ201にリニアフィーダ202が接続されている構成において、ボウルフィーダ201のワーク排出部210zに関して、進行波の進行方向と交差する方向の成分を有する向きに排出方向F201が設定されているだけでなく、リニアフィーダ202を構成するメイントラック202xのワーク導入部220entに関しても、進行波の進行方向と交差する方向の成分を有する向きに導入方向F202が設定されている。そして、メイントラック202xのワーク導入部220entとボウルフィーダ201のワーク排出部210zの間に進行波を発生しない接続トラックを有する接続部材200を配し、この接続トラックを介してワーク導入部220entがボウルフィーダ201のワーク排出部210zに接続されている。
すなわち、図6に示したリニアフィーダ2は矩形状をなし、メイントラック202xのワーク導入部220entは、直線状に延びてボウルフィーダ201との接続部側の端面に開口しているが、この実施形態では進行波の軌道に沿ってリニアフィーダ202を長円状に形成し、リニアフィーダ202とボウルフィーダ201の間に生じるくさび状の隙間に接続部材200を配したものである。
すなわち、上述したように第1実施形態の場合、厳密にはリニアフィーダ2の幅方向中心線M上からリニアフィーダ2のワーク導入部20entが幅方向に離れるにつれて、ボウルフィーダ1の進行波にはリニアフィーダ2の方向を向く振動成分が生じるため、その間に進行波を発生しない接続部材200で接続することで、進行波同士の重なりによる干渉を防止することができる。
なお、リターントラフ202のワーク帰還部220x3とボウルフィーダ201のワーク回収部210z2との間にも同様の趣旨、同様の態様で接続部材200´が配置されている。これらの接続部材200、200´は圧電素子等により加振させて定在波で振動させてもよい。
<第4実施形態>
図11に示すワーク搬送装置たるパーツフィーダPF3は、ボウルフィーダ301にリニアフィーダ302が接続されている構成において、ボウルフィーダ301のワーク排出部310zに関して、進行波の進行方向と交差する方向の成分を有する向きに排出方向F301が設定されているだけでなく、リニアフィーダ302を構成するメイントラック302xのワーク導入部320entに関しても、進行波の進行方向と交差する方向の成分を有する向きに導入方向F302が設定されている。そして更に、ボウルフィーダ301のワーク排出部310zは、リニアフィーダ302の基準線Mを越えて当該リニアフィーダ302を構成するメイントラック302xのワーク導入部320entに接続されている。
すなわち、図9に示した構成であると、接続部付近でのRが小さく、ワークWが急激に方向を変えることを余儀なくされるためにトラック301x、302xから飛び出す等の恐れがあるが、図11のように構成すれば、Rを大きくとることができ、かつトラック301x、302x同士の接続部をほぼ基準線M上に位置づけることができるため、水平振動対策としても好ましいものとなる。
ただ、この場合はリターントラック320xのワーク帰還部320x3を出たところにボウルフィーダ301の螺旋トラック301xが位置し、この位置は登坂がほぼ終わった高さ位置にあるため、図1のようにワークWが螺旋トラック1xの上を跳び越すことを期待するのは難しい。そこで、図11の構成ではボウルフィーダ301のボウル本体310に螺旋トラック301xの下を通ってボウルフィーダ301の中心側に出るトンネル部300tを形成している。
ただ、このような加工を極力避けたい場合には、図12に示したと同様に、リニアフィーダ301を所定角度θだけ傾けてメイントラック301xよりもリターントラック320xのワーク帰還部320x3の方が高くなるようにすることが有効となる。
<第5実施形態>
図13および図14に示すワーク搬送装置たるパーツフィーダPF4は、直線状の排出トラック405aを備えた排出フィーダ405を更に下流工程に具備し、この排出フィーダ405は進行波を発生しない構造であって排出方向が低くなるように傾斜させて設けられ、ワーク導入部405entが上流工程のフィーダのうち末端に位置するリニアフィーダ402のメイントラック402xの終端に位置するワーク排出部420zに接続されたものである。
具体的には、リニアフィーダ402の端部形状を進行波の軌道に沿ってU字状にするとともに、そのU字部に対応するU字状の接続端形状を有する排出フィーダ405をリニアフィーダ402に隣接する位置に配置している。排出フィーダ405の排出トラック405aはリニアフィーダ402のメイントラック402xに連続する位置に配されている。
この排出フィーダ405はリニアフィーダ402のうち進行波が発生する搬送部402aには接続されておらず、図15に示すようにリニアフィーダ402の中央部を固定する取付板402Tに接続部405s、402sを介して固定されている。
排出フィーダ402の傾斜角度φはワークWが重力で滑り落ちる程度であり、なおかつワークWの姿勢を崩さないための角度として、できるだけ小さい角度にする必要があり、そのためには2°~20°程度に設定することが好ましい。勿論、重力ですべり落ちなくても、傾斜があれば振動により落下を促進させることができる。メイントラック402xのワーク接触面の位置は、排出トラック405のワーク接触面の位置よりもわずかに上(100μm程度)となるように設定されている。また、排出フィーダ405とリニアフィーダ402とのU字状の間は、わずかな隙間(10μm程度)の空隙が設けられている。この場合、軽く接触させても構わない。さらに、排出フィーダ405のワーク排出部のワーク接触面と次工程設備EQのワーク接触面の落差h´は、できるだけ小さく設定される(50μm程度)。
すなわち、図20に示す従来のリニアフィーダ搬送部では、次工程設備がリニアフィーダ2pの先端の下方に配置される場合、図22に示すようにリニアフィーダ2pのオーバーハングが必要になり、リニアフィーダ2pの排出部部のワーク設置面と次工程設備Xのワーク設置面との距離hが大きくなる結果、落下時の衝撃で、ワークの姿勢が崩れてしまう不具合があったが、また、ワークWを次工程へ供給しやすくするために排出部の位置をリニアフィーダ2pの端部と一致させるべく、排出フィーダを矩形状にしている。そのため、リニアフィーダ2pのうち直線搬送させる箇所と、搬送方向がメイントラック2pxからリターントラック20pxの帰還部20px3に切り替わるU字部とで剛性が異なり、U字部で進行波比が低下し、ワークWの速度が減少したり、停留することがあった。
こうした従来構造に対して、本実施形態のように排出フィーダ405を設ければ、惰性と傾斜を利用してワークWを最終の排出部まで移動させることができる。その際、この排出フィーダ405は進行波を発生させないことから上流工程であるリニアフィーダ2pのワーク排出部420zに極めて接近させて配置することができ、ワークWのスムーズな乗り移り動作を担保することができる。両フィーダ402、405が接触している場合にも、接触剛性に比べて搬送部の曲げ剛性がはるかに大きいため、搬送部の進行波に影響を与えることはない。
そして、リニアフィーダ402の搬送部全体に亘って搬送速度を均一にしつつ、次工程へ移る時のワーク衝撃を抑え、姿勢を安定化することができる。
なお、図16に示すように、排出フィーダ405内でワークの搬送(落下)を促進するため、当該排出フィーダ405の曲げの固有振動数とリニアフィーダ402の駆動周波数を一致させ、排出フィーダ405そのものを定在波で振動させるようにしてもよい。
また、図17に示すように、排出フィーダ405の背面に圧電素子405eを貼り付け、排出フィーダ405を曲げモードで加振させてもよい。その場合、リニアフィーダ402と同時(同周波数、同電圧)に加振させてもよいし、駆動源を別に設けて別の周波数、電圧で駆動させてもよい。
何れにしても、このように排出フィーダ405が振動することで、ワークWと搬送面の摩擦力の低下および振動搬送によりワークWの搬送を促進させることができる。
このような排出フィーダ405は、リニアフィーダ402を介さずにボウルフィーダ401のワーク排出部401zに直接接続することも可能である。
なお、リニアフィーダ402および排出フィーダ405の形状は長方形状であっても上記に準じた作用効果が奏されるし、排出フィーダ405はリニアフィーダ402の幅方向全域に亘って接続する必要はなく、図18の排出フィーダ405´に示すようにリニアフィーダ402のメイントラック402x側の半幅分であっても構わない。
さらに、例えば上記第1実施形態では、ボウルフィーダ1のワーク排出部10zにリニアフィーダ2の一端側が接続されていたが、ボウルフィーダおよびリニアフィーダ2の排出方向を進行波の進行方向と異なる方向に設定するという考え方に基づけば、図19に示すようにボウルフィーダ501のワーク排出部510zにリニアフィーダ502の端部以外の縁部に設けたワーク導入部520entを接続し、ここからリニアフィーダ502のメイントラック502xにワークを乗り移らせるように構成することもできる。
その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
1…ボウルフィーダ
2…リニアフィーa
2x…メイントラック
3…進行波発生手段
4…進行波発生手段
10a…搬送部
10x…螺旋トラック(搬送トラック)
10z…ワーク排出部
15…外周縁
20a…搬送部
20ent…ワーク導入部
101…ボウルフィーダ
102…リニアフィーダ
102x…メイントラック
110z…ワーク排出部
120ent…ワーク導入部
200…接続部材
201…ボウルフィーダ
202…リニアフィーダ
202x…メイントラック
210z…ワーク排出部
220ent…ワーク導入部
301…ボウルフィーダ
302…リニアフィーダ
302x…メイントラック
310z…ワーク排出部
320ent…ワーク導入部
402…リニアフィーダ
402x…メイントラック
405…排出フィーダ
405a…排出トラック
405ent…ワーク導入部
420z…排出部
T…進行波の進行方向
M…基準線
m…ボウルフィーダの中心
T10´…進行波の進行方向
F0…排出方向
F10´…導入方向
F301…排出方向
PF…ワーク搬送装置(パーツフィーダ)
PF1…ワーク搬送装置(パーツフィーダ)
PF2…ワーク搬送装置(パーツフィーダ)
PF3…ワーク搬送装置(パーツフィーダ)
PF4…ワーク搬送装置(パーツフィーダ)
W…ワーク





Claims (6)

  1. 螺旋状の搬送トラックを備えた変形可能な搬送部と、前記搬送部を弾性変形させて進行波を発生させる進行波発生手段とを備え、前記進行波発生手段が発生させた進行波により、前記搬送トラックに沿って搬送したワークをワーク排出部より排出するボウルフィーダを具備するワーク搬送装置において、
    前記ボウルフィーダのワーク排出部は、前記ボウルフィーダの半径内においてその外周部の一部に設けられ、前記ボウルフィーダの搬送トラックを構成する螺旋の終端における接線方向から外側に開く方向に排出方向が設定されて前記ボウルフィーダの外周縁に開口しており、前記進行波による前記ワークに働く力により前記ワークを前記ワーク排出部より排出することを特徴とするワーク搬送装置。
  2. リニアフィーダを更に具備し、このリニアフィーダは、直線状の搬送トラックを備えた変形可能な搬送部と、前記搬送部を含んで周回する進行波を発生させる進行波発生手段とを備え、前記進行波発生手段が発生させた進行波により、ワーク導入部より導入したワークを前記搬送トラックに沿って搬送するものであり、このリニアフィーダのワーク導入部が前記ボウルフィーダの外周縁において前記ワーク排出部に接続されている請求項1に記載のワーク搬送装置。
  3. 螺旋状の搬送トラックを備えた変形可能な搬送部と、前記搬送部に進行波を発生させる進行波発生手段とを備え、前記進行波発生手段が発生させた進行波により、前記搬送トラックに沿って搬送したワークをワーク排出部より排出するボウルフィーダを具備するワーク搬送装置において、
    前記ボウルフィーダのワーク排出部は、進行波の進行方向と交差する方向の成分を有する向きに排出方向が設定されている一方、
    リニアフィーダを更に具備し、このリニアフィーダは、直線状の搬送トラックを備えた変形可能な搬送部と、前記搬送部を含んで周回する進行波を発生させる進行波発生手段とを備え、前記進行波発生手段が発生させた進行波により、ワーク導入部より導入したワークを前記搬送トラックに沿って搬送するものであり、このリニアフィーダのワーク導入部が前記ボウルフィーダの外周縁において前記ワーク排出部に接続されているものであって、
    前記リニアフィーダの搬送トラックは、排出方向のメイントラックと、ワークをボウルフィーダに帰還させるためのリターントラックとを予め設定した基準線の両側に亘って配し、この基準線を延長した先は前記ボウルフィーダの中心若しくはその近傍を通るように設定されていることを特徴とするワーク搬送装置。
  4. リニアフィーダは矩形状をなし、メイントラックの始端がトラック状の進行波の軌跡のうちU字部と直線部の交点から直線部を延長させた位置にワーク導入部を開口させており、この位置においてボウルフィーダのワーク排出部に接続されている請求項3に記載のワーク搬送装置。
  5. リニアフィーダは長円状をなし、メイントラックの始端がU字部に沿って前記基準線側に湾曲しつつ外周縁にワーク導入部を開口させ、この位置においてボウルフィーダのワーク排出部に接続されている請求項3に記載のワーク搬送装置。
  6. 排出フィーダを更に下流工程に具備し、この排出フィーダは進行波を発生しない構造であって排出方向が低くなるように傾斜させて設けられ、ワーク導入部が前記上流工程のフィーダのうち末端に位置するワーク排出部に接続されている請求項1~5の何れかに記載のワーク搬送装置。
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