JPH09142631A

JPH09142631A - 直進振動フィーダ

Info

Publication number: JPH09142631A
Application number: JP32803795A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hayashi; 真一林; Akira Furuse; 彰古瀬
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1997-06-03

Abstract

(57)【要約】【課題】被搬送物を載置するトラフを搬送方向に往復
動させる際に往復で加速度差を持たせてトラフを水平振
動させ、被搬送物を直進搬送する直進振動フィーダにお
いて、駆動源からの騒音並びに発塵をなくして、騒音、
塵を嫌うクリーンルーム用としても最適なフィーダの提
供、並びに被搬送部品の仕様毎に最適な振動条件を設定
できる搬直進振動フィーダの提供。【解決手段】基台１上の片側に載置した直動型ボイス
コイル型アクチュエータ５の上方に板状トラフ４を水平
配置した構成からなり、板状トラフ４は基台１上の他端
に立設配置したベアリング板２と該アクチュエータ５の
シャフト５２に接続されて水平振動可能に水平配置さ
れ、アクチュエータの可動部の駆動は磁気回路部とは非
接触で、該可動部とトラフとは可動部に連結するアーム
８等にて直接接続し、当該駆動源からの騒音を著しく低
減し、コイルへの印加電力を調整し電気的に制御して送
速度の任意の設定・調整並びに前進・後進の切替えが容
易に実施できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般産業用の小
物部品搬送供給に使用される直進振動フィーダの改良に
係り、駆動源に直動する可動コイル又は可動磁石を有す
る直動型のボイスコイル型アクチュエータを用いた構成
となし、被搬送部品に応じて振動条件を容易に変更・選
定でき、搬送速度の制御並びに前進・後進の切替えが容
易であり、かつ発生する振動音（騒音）を大幅に低減し
た直進振動フィーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】装置の組立てに要する小物部品を搬送供
給したり、あるいは自動組立装置に小物部品を供給する
ための所謂キャリアテープなどに小物部品を収納するた
めに、当該小物部品を所定方向に並べて１個ずつ供給す
るためのパーツフィーダとして、従来より振動フィーダ
が多用されている。

【０００３】振動フィーダとしては、ボウルフィーダ
（特公昭６３−２４８９１号）や直進振動フィーダ（実
公平３−５５５２７号、特開平６−３２１３３４号）が
知られており、さらにこれら両者を組合せた構成のパー
ツフィーダも実用化されている（特開昭５７−１８９９
１２号、特開平４−４５０１１号）。

【０００４】ボウルフィーダは、多数の部品を収納可能
なボウル内面にらせん状のトラックを設けて、このボウ
ルに所定の揺動やねじり振動を加えることにより、部品
を所定方向に並べて１個ずつ移動させるもので、振動源
として、ボウルの下面に設けた可動コアとベース間を所
定間隔で配置する複数の傾斜板ばねで結合し、ベース上
に配置した電磁石を励磁してボウルにねじり振動を加え
る電磁石型の構成からなるボウルフィーダ（特開平４−
４５０１１号）、あるいは、ボウルの下面に設けたアー
ム先端部にコイルばねを設けて付勢し、アーム最先端の
カムフォロワーにモーターで回転駆動させる偏心カムを
当接させて揺動させる偏心カム型の構成からなるボウル
フィーダ（特公昭６３−２４８９１号）が提案されてい
る。

【０００５】直進振動フィーダは、部品等を搬送するた
めの直線状のトラフに所定の揺動振動を加えることによ
り、部品を直線方向に並べて１個ずつ移動させるもの
で、振動源として、トラフ下面に上下基板間に板ばねを
接続した矩形弾性枠を設けて電磁石にて吸着離反を繰り
返して揺動振動を加える構成（実公平３−５５５２７
号、特開平４−４５０１１号）、また、矩形弾性枠を回
転する磁石で揺動振動させる構成（特開平６−３２１３
３４号）、さらに、トラフにばねを設けて付勢し、トラ
フ下面のカムフォロワーにモーターで回転駆動させる偏
心カムを当接させて揺動させる偏心カム型の構成（特開
昭５７−１８９９１２号）が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の直進振動フィー
ダの振動駆動方法は、電磁石型又は偏芯カム型の２通り
の機械的な往復運動伝達であるが、いずれの方法も駆動
源の振動により低いうなり音を発生しており、騒音問題
とともに、該振動により発塵の問題があり、例えばクリ
ーンルーム内での使用ができない問題があった。

【０００７】対象とする部品を正確に搬送するには、被
搬送部品の仕様毎に最適な振動条件を設定することが望
ましいが、従来のフィーダの振動駆動方法では、電磁石
型及び偏芯カム型も印加する電流やモーターの周波数の
変更にて対応することとなり、調整できる範囲が極めて
狭く、被搬送部品に応じて使用するばねやカムなどの変
更が必要であり、容易には対応できるものではなく、実
質的に対象とする部品の仕様の頻繁な変更は不可能であ
った。

【０００８】特に、偏心カム型の構成による直進振動フ
ィーダは、トラフを例えば送り方向（正の加速度方向）
には比較的緩やかに加速させ、戻り方向（負の加速度方
向）には素早く加速させる、すなわち往復（正負方向）
で加速度差を持たせた水平振動をトラフに加えることに
より、良好な搬送能を達成している。しかし、従来の偏
心カム型では正負の加速度をもっぱらカムの形状によっ
て決定しているため、被搬送部品の仕様毎に最適な振動
条件を設定するには、カムの交換が不可欠であるばかり
か、外部から前進と後進の加速度比の変更が不可能であ
り、また、カムフォロワーの追従性が悪いと、加速度条
件等に変動が生じて安定した搬送ができない問題があっ
た。

【０００９】この発明は、従来の直進振動フィーダの振
動源の問題を解消することを目的とするもので、具体的
には駆動源からの騒音並びに発塵をなくして、騒音、塵
を嫌うクリーンルーム用としても最適なフィーダの提
供、並びに被搬送部品の仕様毎に最適な振動条件を設
定、すなわち、搬送速度の任意の設定・調整並びに前進
・後進の切替えが容易に実施できる直進振動フィーダの
提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、被搬送物を
載置するトラフを搬送方向に往復動させる際に往復で加
速度差を持たせてトラフを水平振動させ、被搬送物を直
進搬送する直進振動フィーダにおいて、トラフの水平振
動方向に往復動可能にトラフとボイスコイル型アクチュ
エータの直動可動部を接続した直進振動フィーダであ
る。

【００１１】また、発明者は、上記の構成において、水
平振動可能に配置されたトラフの下面側にボイスコイル
型アクチュエータを並列配置し、トラフの下面と直動可
動部とを接続した直進振動フィーダ、また、直動可動部
が可動コイル又は可動磁石である直進振動フィーダを併
せて提案する。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１、図２、図３はこの発明によ
る直進振動フィーダの一例を示す側面説明図、平面説明
図、正面説明図である。ここでは、ボイスコイル型アク
チュエータに可動コイルが直動する例を説明する。この
発明による直進振動フィーダは、基台１上の図で右側に
載置した直動型ボイスコイル型アクチュエータ５の上方
に板状トラフ４を水平配置した構成からなり、板状トラ
フ４は、基台１上の図で左端に立設配置したベアリング
板２と該アクチュエータ５のシャフト５２に接続されて
後述の水平振動可能に水平配置される。

【００１３】まず、直動型ボイスコイル型アクチュエー
タ５は、水平に載置されヨークとなる円柱状ハウジング
５１の軸中心にシャフト５２を摺動自在に貫通配置し、
これと同軸に環状穴５３を設け、環状穴５３の内周面に
環状永久磁石５４が配置されて同穴５３内に磁石５４と
対向するよう可動コイル５５をカップ状コイルホルダー
５６に保持させて挿入配置してあり、コイルホルダー５
６の閉端部には上記のシャフト５２を貫通固着してあ
る。シャフト５２上に付設したセンサードグ７と位置セ
ンサー６により可動コイル５５位置を検出している。

【００１４】板状トラフ４の支持構造を詳述すると、ベ
アリング板２の上部には所要内径のガイド３ｂが設けら
れ、板状トラフ４端部下面に垂下させた板状接続片３に
所要外径のピン３ａが水平に固着され、ピン３ａがガイ
ド３ｂの孔部に摺動自在に挿入係合されている。上記ボ
イスコイル型アクチュエータ５のシャフト５２の図で右
端には接続用の板状アーム８が止着されており、板状ト
ラフ４の図で右端部下面に垂下させた板状接続片９と当
接面に円柱を介在させてボルト止め接続されている。

【００１５】板状トラフ４は一端をベアリング板２に設
けられたガイド３ｂに摺動自在に支持され、他端は直動
型ボイスコイル型アクチュエータ５のシャフト５２に接
続支持されており、可動コイル５５に連結するシャフト
５２の直動に応じて板状トラフ４が水平振動することが
できる。また、トラフ４はここでは複数条の浅い溝部を
設けた板状トラフを用いているが、被搬送物の形態、搬
送状態等の用途条件に応じてトラフの形状、構造を適宜
選定することが望ましい。

【００１６】コイルホルダー５６から突出したシャフト
５２端にセンサードグ７を垂下して基台１上の位置セン
サー６で、シャフト５２及び接続する板状トラフ４の位
置を検出するが、例えば、位置センサーを原点センサー
として、シャフト５２の基準位置が原点より正の領域に
ある時、負の加速を与え、負の領域にある時、正の加速
を与えることにより、原点を境界とする正負の領域間を
往復運動、すなわち、シャフト５２及び接続する板状ト
ラフ４を水平振動させることが可能となる。なお、上記
位置センサーには、光電型、静電容量型、磁気型等公知
のいずれの位置センサーも採用することができる。

【００１７】この発明による直進振動フィーダは、トラ
フの振動駆動源に直動する可動コイル又は可動磁石から
なる可動部を有するボイスコイル型アクチュエータを用
いることを特徴とし、該アクチュエータの可動部の駆動
はヨーク等の磁気回路部とは非接触であり、該アクチュ
エータの可動部とトラフとは可動部に連結するアーム等
を介して直接接続することから、当該駆動源からの騒音
を著しく低減することが可能であり、また、コイルへの
印加電力を制御調整で電気的にコントロールすること
で、トラフの振動周期、加速度の制御が容易に実施で
き、トラフに載せて搬送する部品の仕様に応じて振動条
件の設定が可能になる。すなわち、前述の正負の加速度
を任意に設定できることから、搬送速度の変更や調整、
前進または後進の切替えを容易に実施できる。

【００１８】この発明の直進振動フィーダを構成する直
動型のボイスコイル型アクチュエータとしては、後述す
る公知の可動コイル型または可動磁石型の種々の構成が
採用できる。また、該アクチュエータの可動部とトラフ
の接続方法には、上述の図１の例のようにトラフ下面側
に並列配置して出力のピックアップ用のシャフトとアー
ムを介在させたりするほか、トラフに直動型を直列接続
したり、あるいはアクチュエータの設置箇所が限定され
る場合に側面に並列配置するなど、被搬送物、トラフ、
フィーダの設置場所などの種々条件に応じて適宜選定す
る必要がある。いずれにしても、トラフの上下運動を発
生させないために、トラフを含む全ての可動部分の重心
が、ボイスコイル型アクチュエータの発生する推力線か
らあまり離れないことが望ましい。

【００１９】可動コイル型のボイスコイル型アクチュエ
ータの構成を説明すると、例えば、図５及び図６（図５
の縦断面図）に示すボイスコイル型アクチュエータ１０
の構成は、角柱のセンターヨーク１１と、該センターヨ
ーク１１との対向面側に板状の永久磁石１３，１３を配
置した一対の板状外部ヨーク１２，１２とをサイドヨー
ク１４にて一体に組み立てたいわゆるＥ型の磁気回路を
有し、前記センターヨーク１１に外遊嵌する角筒状の空
芯可動コイル１５を配置した構成からなるものである。

【００２０】図７に示すボイスコイル型アクチュエータ
２０の構成は、図５、図６の構成においてさらにサイド
ヨーク１６を設け、いわゆる日型の磁気回路を有する構
成からなるものである。

【００２１】図８に示すボイスコイル型アクチュエータ
３０の構成は、縦断面が図６と同様なＥ型の磁気回路構
成を有するが、図１のアクチュエータ５と同様構成であ
り、各々のヨークの形状が異なり円柱状のセンターヨー
ク３１と内側に永久磁石３３を環状に配置した円筒状の
外ヨーク３２を同心状に配置し、これらをバックヨーク
３４にて一体に組み立て、さらにセンターヨーク３１に
外遊嵌する円筒状の空芯可動コイル３５を配置した構成
からなるものである。

【００２２】図９に示すボイスコイル型アクチュエータ
４０は可動磁石型で、基本的には図１のボイスコイル型
アクチュエータ５の構成と同等であり、水平に載置され
ヨークとなる円柱状ハウジング４１の軸中心にシャフト
４２を摺動自在に貫通配置し、これと同軸に環状穴４３
を設け、環状穴４３の内周面に環状のコイル４４が配置
されて、同穴４３内にコイル４４と対向するよう可動磁
石４５をカップ状磁石ホルダー４６に保持させて挿入配
置してあり、磁石ホルダー４６の閉端部には上記のシャ
フト４２を貫通固着してある。

【００２３】以上に示す可動コイル型又は可動磁石型の
ボイスコイル型アクチュエータ１０，２０，３０，４０
は、いずれも公知の構成であり、必要に応じてヨーク形
状や磁石形状等を変更することができる。すなわち、こ
の発明においてはボイスコイル型アクチュエータの本来
的な長所、すなわち可動部がヨーク等の磁気回路部と非
接触の状態で駆動すること、コイルへの印加電力の制御
調整によって容易に作動（移動）条件を調整可能である
等の長所を有する構成であれば、目的が達成できる。

【００２４】

【実施例】前述した図１〜図３に示す構成からなる直進
振動フィーダを、可動コイル、シャフト及びトラフの可
動部重さが６２０ｇ、静摩擦力が１８０ｇ、ボイスコイ
ル型アクチュエータの力定数が３ｋｇｆ／Ａとなる条件
で作製した。

【００２５】この発明による直進振動フィーダの搬送速
度Ｖを、正の加速度Ａ₁と負の加速度、すなわち減速度
Ａ₂を種々変更して計算した。なお、摩擦係数は０．３
としている。計算結果を図４のグラフに示すが、加速度
Ａ₁をパラメータとして、横軸は減速度Ａ₂（ｍｍ／
ｓ²）、縦軸はＶ／√Ｘ₀（ｍｍ／ｓ）を示し、Ｘ₀は振
幅である。図４より、加速度Ａ₁は摩擦係数×重力加速
度＝３．０ｍ／ｓ² に近いほど搬送速度が大きく、減
速度Ａ₂が大きいほど搬送速度は大きくなることが分か
る。また、減速度Ａ₂は、アクチュエータの出力も大き
くする必要があることから、実用的には１０〜２０ｍ／
ｓ²が好ましいことが分かる。

【００２６】上述の実機による試験では、振幅Ｘ₀を４
ｍｍ、平均加速度Ａ₁を４ｍ／ｓ²、平均減速度Ａ₂を２
５ｍ／ｓ²に設定した場合、搬送速度Ｖは５５ｍｍ／ｓ
を得た。

【００２７】

【発明の効果】この発明による直進振動フィーダは、可
動部が非接触駆動であるボイスコイル型アクチュエータ
を有効的に配置することにより駆動源からの騒音をなく
し、無塵構造のパーツフィーダとして提供でき、騒音、
塵を嫌うクリーンルーム用としても最適である。また、
コイルへの印加電力を制御することにより、振動周期、
加速度の制御が可能で、実施例に示すごとく搬送速度の
設定変更も容易に実施でき、トラフ内に投入する部品の
仕様に応じて最適な振動条件に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による直進振動フィーダの一例を示す
側面説明図である。

【図２】図１のこの発明による直進振動フィーダの平面
説明図である。

【図３】図１のこの発明による直進振動フィーダの正面
説明図である。

【図４】減速度と搬送速度との関係を示すグラフであ
る。

【図５】Ｅ型の磁気回路を有するボイスコイル型アクチ
ュエータの断面説明図である。

【図６】図５の縦断説明図である。

【図７】日型の磁気回路を有するボイスコイル型アクチ
ュエータの断面説明図である。

【図８】円筒状磁気回路を有するボイスコイル型アクチ
ュエータの断面説明図である。

【図９】可動磁石型のボイスコイル型アクチュエータの
断面説明図である。

【符号の説明】

１基台２ベアリング板３，９接続片３ａピン３ｂガイド４板状トラフ５ボイスコイル型アクチュエータ６位置センサー７センサードグ８アーム１０，２０，３０，４０ボイスコイル型アクチュエー
タ１１，３１センターヨーク１２板状外部ヨーク１３，３３永久磁石１４サイドヨーク１５，３５，４７可動コイル１６サイドヨーク３２外ヨーク３４バックヨーク４１，５１ハウジング４２，５２シャフト４３，５３環状穴４４コイル４５可動磁石４６磁石ホルダー５４環状永久磁石５５可動コイル５６コイルホルダー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被搬送物を載置するトラフを搬送方向に
往復動させる際に往復で加速度差を持たせてトラフを水
平振動させ、被搬送物を直進搬送する直進振動フィーダ
において、トラフの水平振動方向に往復動可能にトラフ
とボイスコイル型アクチュエータの直動可動部を接続し
た直進振動フィーダ。
【請求項２】請求項１において、水平振動可能に配置
されたトラフの下面側にボイスコイル型アクチュエータ
を並列配置し、トラフの下面と直動可動部とを接続した
直進振動フィーダ。
【請求項３】請求項１または請求項２において、直動
可動部が可動コイル又は可動磁石である直進振動フィー
ダ。