JP7274698B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

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関する。

従来のワーク搬送装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。このワーク搬送装置は、多数のワークを貯留する貯留部を備えるボウルフィーダと、ボウルフィーダから供給されたワークを整列させつつ搬送するリニアフィーダと、を有するパーツフィーダである。

ボウルフィーダは、ボウルフィーダを構成するボール本体がねじり方向に振動されることで、ボール本体の底部上のワークが上縁に向かって螺旋状に搬送される構成であり、また、リニアフィーダは、リニアフィーダを構成する溝状の直線状の搬送路が形成されるシュートが板バネの共振によって直線振動されることで、ボウルフィーダとの乗継部で受け取ったワークを搬送する構成である。つまり、ボウルフィーダとリニアフィーダとが異なる周波数によってワークを搬送する構成であるため、ボウルフィーダとリニアフィーダを接触させて隙間の無い状態で設けることができない。この隙間の無い状態では、ボウルフィーダとリニアフィーダとが衝突するからである。したがって、前記乗継部において隙間を空けた状態でボウルフィーダとリニアフィーダを設置しなければならない。また、ボウルフィーダとリニアフィーダを設置する際に、ボウルフィーダ側の受け渡し側端部の高さとリニアフィーダ側の受け取り側端部の高さを同一にすることができない場合があり、両端部間に段差が発生することがある。

上記のように乗継部に隙間や段差があると、ワークが搬送経路外へ落下する、あるいはワークの姿勢が乱れることがあり、ワークを良好に搬送することができない不都合が発生していた。

特開２０１５－５９０１６号公報

そこで本発明は、ワークを良好に搬送することができるワーク搬送装置を提供することを課題とする。

本発明は、ワークを載置した状態で搬送する搬送面を有する搬送部と、少なくとも前記搬送面に進行波を発生させる進行波発生手段と、を備えるワーク搬送装置において、前記搬送部は、第１搬送部及び該第１搬送部の搬送方向下流側に隣接する第２搬送部を備え、前記第１搬送部は、ワークを貯留する貯留部を備え、前記第２搬送部は、前記第１搬送部により搬送されたワークを続けて搬送するように構成され、前記第１搬送部と前記第２搬送部が一体に構成されていることを特徴とするワーク搬送装置である。

上記のように、第１搬送部と前記第２搬送部が一体に構成されているので、第１搬送部から前記第２搬送部へワークを受け渡す部分に隙間や段差が発生することがない。したがって、進行波により搬送されるワークを第１搬送部から第２搬送部にスムーズに移動させて良好に搬送することができる。

また、前記第１搬送部は、ワークが循環する循環部を備え、前記第２搬送部は、ワークを取り出す取出部を備えていてもよい。

上記のように、第１搬送部でワークを循環させながら第２搬送部に移動させて第２搬送部に備える取出部からワークを取り出すことができる。

また、前記搬送部は、前記搬送面を有する搬送路を備え、前記第１搬送部と前記第２搬送部は、平面視において前記搬送路の形状が異なっていてもよい。

上記のように、平面視において搬送路の形状が異なる第１搬送部と第２搬送部とすることで、各搬送部の目的に適した形状に第１搬送部と第２搬送部を形成することができる。

本発明によれば、第１搬送部と第２搬送部を一体に構成することによって、ワークを良好に搬送することができるワーク搬送装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置を示す斜視図である。 同ワーク搬送装置の固定部を示す平面図である。 図２におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図１における要部の拡大斜視図である。 同ワーク搬送装置の構成を示すブロック図である。 他の形態のワーク搬送装置の構成を示すブロック図である。 他の形態のワーク搬送装置の概略平面図である。 他の形態のワーク搬送装置の概略平面図である。 他の形態のワーク搬送装置の概略平面図である。 他の形態のワーク搬送装置の概略平面図である。

図１に、本実施形態に係るワーク搬送装置としてのパーツフィーダ１を示している。このパーツフィーダ1は、ベース部２上に、円盤状のボウルフィーダ部３と、ボウルフィーダ部３の外周部の１か所から径外方向に直線状に延びるリニアフィーダ部４と、を備える。

ボウルフィーダ部３とリニアフィーダ部４は、弾性を有する金属材料（例えばアルミニウム）で構成され、後述する進行波発生手段の駆動により波打つように変形できる程度の弾性を有している。具体的には、ボウルフィーダ部３とリニアフィーダ部４は、1枚の金属材料を打ち抜き加工する、又は切削加工することにより形成されているが、薄い肉厚の金属材料を複数枚重ね合わせて構成されていてもよい。このようにボウルフィーダ部３とリニアフィーダ部４が一体に構成されることにより、後述するボウルフィーダ部３の第１搬送部３１から後述するリニアフィーダ部４の第２搬送部４１へ受け渡す部分に隙間や段差がない。よって、１つのたわみ進行波（縦波進行波であってもよい）を利用してワークＷを安定して搬送することができる。

ボウルフィーダ部３は、円盤状の第１搬送部３１を備える。この第１搬送部３１は、それの中央部が図示していない固定手段（例えばボルト）にてベース部２に固定されている。この固定は、本実施形態では、１本又は複数本のボルト止めによってなされているが、他の手段により固定されてもよい。また、第１搬送部３１の上面の中央部にワークＷを貯留する所定幅を有する円環状の貯留部３２が形成されている。貯留部３２は、径方向外側に向かうほど低くなる傾斜面に形成されている（図３参照）。この貯留部３２の径方向外側に隣接して貯留部３２から滑り落ちてくるワークＷを受け取って略円環状に循環させるための循環部３３を備えている。この循環部３３は、貯留部３２よりも一段低くなっているとともに、ワークＷを循環させることができるように緩やかな下り傾斜面に構成されている。また、循環部３３には、特に搬送できない区間（図２で示す固定部２０）に、他の部分の傾斜角度よりも大きな角度を有する下り傾斜面３４（図１及び図２参照）が形成されている。この下り傾斜面３４を利用してワークＷを強制的に移動させることができる。また、循環部３３の径方向外側を周回するワークＷを１個ずつ長手方向に向いた状態に整列させながら上昇させつつ外周縁に沿って移動させることでリニアフィーダ部４のメイントラック部４２に受け渡すための溝状（断面形状略Ｖ字形状）のらせんトラック部３５が形成されている。らせんトラック部３５は、ワークＷが接触する搬送面３５１を有する。この搬送面３５１にワークＷを載置した状態で搬送する搬送路を構成している。らせんトラック部３５の外周端部３５２は、ワークＷをリニアフィーダ部４のメイントラック部４２に渡すことができる位置に形成されている。ボウルフィーダ部３の運転中、らせんトラック部３５を移動し、ワークＷは図４に矢印で示すように、外周端部３５２からメイントラック部４２に受け渡される。固定部２０は、図２にドットを付して示すように、ボウルフィーダ部３の外径よりも小さな径の円形部分２０１と、リニアフィーダ部４の幅よりも小さな幅を有する細長形状（長円形状）の部分２０２と、を備えている。

リニアフィーダ部４は、平面視において長方形状の第２搬送部４１を備える。この第２搬送部４１は、幅方向中央に位置する固定手段（図示せず）にてベース部２に固定されている。ボウルフィーダ部３と同様に、この固定は、本実施形態ではボルト止めによってなされているが、他の手段によることもできる。リニアフィーダ部４における搬送トラック部は、メイントラック部４２とリターントラック部４３とにより構成されている。メイントラック部４２は、リニアフィーダ部４の上面に送り側において長手方向に延びる直線状の溝（断面形状略Ｖ字形状の溝）を有する。溝の搬送方向終端部に搬送されてきたワークＷを取り出す取出部４４を備えている。なお、取出部４４に取り出されたワークＷは、例えば他の搬送装置により所定場所まで搬送される。リターントラック部４３は、リニアフィーダ部４の上面に幅方向の一方側（以下「送り側」）及び幅方向の他方側（以下「戻し側」）において長手方向に延びる直線状の溝４３Ａ，４３Ｂと、前記各溝をリニアフィーダ部４におけるボウルフィーダ部３から遠い側の端部近くで接続する湾曲した溝４３Ｃと、を有する。メイントラック部４２及びリターントラック部４３は、ワークＷが接触する搬送面４２１，４３１を有し、この搬送面４２１，４３１にワークＷを載置した状態で搬送する搬送路を構成している。この搬送路は、第１搬送部３１のらせん状の搬送路とは異なり、平面視において細長形状（長円形状）であり、詳細には、搬送面４２１の搬送路は、一直線状であり、搬送面４３１の搬送路は、平面視略Ｕ字形状である。このように、平面視において搬送路の形状が異なる第１搬送部３１と第２搬送部４１とすることで、各搬送部の目的に適した形状に第１搬送部３１と第２搬送部４１を形成することができる。

本実施形態では、メイントラック部４２とリターントラック部４３とが平行して形成されており、メイントラック部４２からボウルフィーダ部３に返されるべきワークＷ（姿勢が正常と異なると判断されたワークＷ）は、図１に示す分別部（切欠き形成された切欠き部）４５において図示しない移動手段（エアノズル等）によって幅方向（メイントラック部４２と直交する方向）に移動されることで、メイントラック部４２からリターントラック部４３に乗せ換えられる。

このように、ボウルフィーダ部３及びリニアフィーダ部４は、図２に示す固定部２０のまわりを周回する形状であって、前記形状を有する部分のうちの少なくとも一部が、ワークＷを載置した状態で搬送する搬送面３５１，４２１，４３１とされた搬送部（第１搬送部３１、第２搬送部４１）とされている。なお、前記「周回する形状」とは、搬送面で構成されるワークＷを搬送する搬送路が途切れずに一周している形状のことを言うのではなく、進行波を発生させる部分（換言すれば、発生する進行波によって搬送部（第１搬送部３１、第２搬送部４１）において振動する部分）が周回する形状となっていることを言う。このため、この「周回する形状」は、円盤状である第１搬送部３１はもちろんのこと、固定部２０のまわりに長円形状の領域が存在する第２搬送部４１も該当している。

リニアフィーダ部４は、搬送部（第１搬送部３１、第２搬送部４１）をたわみ振動させる進行波を発生させる進行波発生手段を備える。この進行波発生手段は、超音波域（具体的には２０kHz以上）の周波数で駆動される。この駆動により、各搬送面３５１，４２１，４３１を波打つように振動させることで、前記各搬送面に前記周回する方向に進行していく進行波を発生させる。なお、本実施形態では、ボウルフィーダ部３は、進行波発生手段を備えていない。このボウルフィーダ部３には、リニアフィーダ部４との共振により進行波が発生する。

進行波発生手段は、複数の振動発生部から構成され、その振動発生部の具体例としては、通電により伸縮するように変形する圧電素子が例示できるが、通電により何らかの動作をなすバイブレータ、偏心モータ、ソレノイド等の他の手段を採用することもできる。進行波発生手段は、第２搬送部４１の裏側、つまり、前記搬送面４３１，４４１が形成された側と反対側（裏側）の面に設けられている。前記圧電素子は、電気的に絶縁するための絶縁体であるセラミック部とセラミック部の両側面に形成された電極とから構成されている。

前記第２搬送部４１の裏側に設けられる進行波発生手段について説明すれば、図５に示すように、進行波発生手段である複数の振動発生部５が、出力位相が異なる送り側の群５Ｆと戻し側の群５Ｂの２群が、第２搬送部４１の周回方向における異なる位置に分かれて、それぞれ長手方向に所定ピッチ（λ／２）を置いて配列されている。図５では、各群で８個の振動発生部５を設けている。なお、振動発生部５の数は、第２搬送部４１の大きさや設定されるワークの搬送速度等に応じて決めることになる。各群５Ｆ，５Ｂに属する複数の振動発生部５は、隣り合う振動発生部５の極性（図示「＋」「－」）が逆になるように配列されている。そして、リニアフィーダ部４において送り側に設けられた複数の振動発生部５と、戻し側に設けられた複数の振動発生部５とは、第２搬送部４１の進行波経路に沿ってλ／４+λ／２・ｎ（ｎ：自然数）（図示「λ／４+λ／２・ｎ」）の空間的位相差のある状態で配置されている。なお、自然数は０（ゼロ）を含んでもよい。また、送り側の群５Ｆに属する複数の振動発生部５は、第２アンプ６１２に接続され、戻し側の群５Ｂに属する複数の振動発生部５は、第１アンプ６１１に接続されている。これら第１アンプ６１１及び第２アンプ６１２には、電気的位相差調整手段６１３が接続され、第２アンプ６１２には、加振周波数調整手段６１４が接続されている。加振周波数調整手段６１４に、波形選択手段６１５が接続されている。

電気的位相差調整手段６１３により、送り側の振動発生部５と戻し側の振動発生部５とで時間的に位相が９０°ずれた正弦波振動を発生させることができる。本実施形態では、第１アンプ６１１によって励起される定在波モードを「０°モード」とし、第２アンプ６１２によって励起される定在波モードを「９０°モード」とする。

そして、個々の振動発生部５が駆動されることによって励起される２つの定在波（腹と節が現れるような振動で、一定の位置で単に上下動する波）が、空間的かつ時間的に重ね合わされることで、パーツフィーダ１の外周縁に位置する前記３つの搬送面３５１，４２１，４３１に、第１搬送部３１及び第２搬送部４１における周回方向に進行していく１つの進行波を発生させることができる。このため、従来のようにボウルフィーダ部３とリニアフィーダ部４とを別々に駆動させる必要がない。

進行波が発生している各搬送面３５１，４２１，４３１の１点には楕円運動が生じている。この楕円運動の動く方向は、楕円運動の軌跡における頂部において進行波の進行方向と逆になっている。そして、各搬送面３５１，４２１，４３１上とワークＷとの間の摩擦により、各搬送面３５１，４２１，４３１上のワークＷに推進力が生じて、ワークＷは進行波とは逆方向に搬送されていく。

尚、本発明に係るワーク搬送装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、各搬送部３１，４１を周回する形状に限られず、直線状や周回しない湾曲形状であってもよい。

前記実施形態では、進行波発生手段により発生する振動の波が正弦波であったが、矩形波、三角波等、他の形状の波であってもよい。

また、前記実施形態では、リニアフィーダ部４における送り側及び戻り側の両方に振動発生部５を設けたが、リニアフィーダ部４における戻り側にのみ振動発生部５を備えていてもよい。具体的には、図６に示すように、２つの定在波のうちの一方の定在波（第１定在波）を発生させる４個の第１振動発生部５１が、リニアフィーダ部４における戻り側の裏面に所定ピッチ（λ／２）を置いて配置され、かつ、長手方向で隣り合う振動発生部５の極性（図示「＋」「－」）が逆になるように配列されている。他方の定在波（第２定在波）を発生させる４個の第２振動発生部５２が、リニアフィーダ部４における戻り側の裏面に前記４個の第１振動発生部５１に対してλ／４+λ／２・ｎ（ｎ：自然数）（図示「λ／４+λ／２・ｎ」）の空間的位相差のある状態で配置されるよう、所定ピッチ（λ／２）を置いて配置され、かつ、長手方向で隣り合う振動発生部５の極性（図示「＋」「－」）が逆になるように配列されている。なお、自然数は０（ゼロ）を含んでもよい。第１振動発生部５１及び第２振動発生部５２には、図６と同じように第１アンプ６１１，第２アンプ６１２，電気的位相差調整手段６１３，加振周波数調整手段６１４，波形選択手段６１５が接続される。図６に示すように、リニアフィーダ部４における戻り側の裏面に４個の第１振動発生部５１及び４個の第２振動発生部５２を取り付けることによって、リニアフィーダ部４における戻り側の剛性が変化して搬送されるワークＷの搬送が不安定になるものの、リニアフィーダ部４の送り側及びボウルフィーダ部３では剛性が変化することがない。よって、本来ワークＷの搬送を最も安定させたい部分（リニアフィーダ部４の送り側及びボウルフィーダ部３）においてワークＷの搬送を安定よく行うことができる。

また、前記実施形態では、リニアフィーダ部４にのみ振動発生部５を設けたが、ボウルフィーダ部３にのみ振動発生部５を設けてもよいし、リニアフィーダ部４及びボウルフィーダ部３の両方に振動発生部５を設けてもよい。なお、リニアフィーダ部４及びボウルフィーダ部３の両方に振動発生部５を設ける場合でも、１つの進行波が発生するようにリニアフィーダ部４及びボウルフィーダ部３のそれぞれに振動発生部５を配置することになる。

また、前記実施形態では、第１搬送部３１と第２搬送部４１とがラケット型で構成され、かつ、１つの直線６（図２参照）を介して左右対称形状に構成されているが、どのような形状であってもよく、例えば図７～図１０に示すように構成されていてもよい。図７では、２つの搬送部７，８が直交するように一体になったＬ字形状で構成されていてもよい。この場合、１つの直線９を挟んで２つの搬送部７，８が対称形状になっている。また、図８では、ボウルフィーダ部１０とボウルフィーダ部１０の外周縁に９０度間隔で径外方向に延びる４つのリニアフィーダ部１１とが一体になった形状で構成されている。この場合、２つの直線１２，１３を挟んで２つのリニアフィーダ部１１，１１又は１１，１１が対象形状になっており、しかも、ボウルフィーダ部１０の中心に対して９０度間隔でリニアフィーダ部１１，１１，１１，１１が配置される回転対称形状になっている。図９では、ボウルフィーダ部１０とそれの外周縁の２か所から平行に延びるリニアフィーダ部１１，１１が一体になった形状で構成されている。この場合、一方のリニアフィーダ部１１に対して他方のリニアフィーダ部１１がボウルフィーダ部１０の中心に対して１８０度回転した位置に位置している回転対称形状になっている。図１０では、ボウルフィーダ部１０とそれの外周縁に１２０度間隔で径方向に延びる３個のリニアフィーダ部１１が一体になった形状で構成されている。この場合、１個のリニアフィーダ部１１に対して残りの２個のリニアフィーダ部１１，１１がボウルフィーダ部１０の中心に対して１２０度及び２４０度回転した位置にそれぞれ位置する回転対称形状になっている。また、図示していないが、第１搬送部と第２搬送部とを備えていれば、搬送部の形状は、長円形状や長方形状であっても構わない。

１…パーツフィーダ（ワーク搬送装置）、２…ベース部、３…ボウルフィーダ部、４…リニアフィーダ部、５…振動発生部、５Ｂ…送り側の群、５Ｆ…戻し側の群、６，９，１１，１２…直線、７，８…搬送部、１０…ボウルフィーダ部、１１…リニアフィーダ部、２０…固定部、３１…第１搬送部、３２…貯留部、３３…循環部、３４…下り傾斜面、３５…トラック部、４１…第２搬送部、４２…メイントラック部、４３…リターントラック部、４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ…溝、４４…取出部、４５…分別部（切欠き部）、２０１…円形部分、２０２…縦長形状の部分、３５１，４２１，４３１…搬送面、３５２…外周端部、６１１…第１アンプ、６１２…第２アンプ、６１３…電気的位相差調整手段、６１４…加振周波数調整手段、６１５…波形選択手段、Ｗ…ワーク

Claims (3)

1. ワークを載置した状態で搬送する搬送面を有する搬送部と、
   少なくとも前記搬送面に進行波を発生させる進行波発生手段と、を備えるワーク搬送装置において、
   前記搬送部は、第１搬送部及び該第１搬送部の搬送方向下流側に隣接する第２搬送部を備え、
   前記第１搬送部は、ワークを貯留する貯留部を備え、前記第２搬送部は、前記進行波によって前記第１搬送部により搬送されたワークを続けて搬送するように構成され、
   前記第１搬送部と前記第２搬送部が一体に構成され、且つ前記進行波は、前記第１搬送部と前記第２搬送部の各搬送面を周回する方向に進行することを特徴とするワーク搬送装置。
2. 前記第１搬送部は、ワークが循環する循環部を備え、前記第２搬送部は、ワークを取り出す取出部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
3. 前記搬送部は、前記搬送面を有する搬送路を備え、前記第１搬送部と前記第２搬送部は、平面視において前記搬送路の形状が異なることを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク搬送装置。

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