JPH10203626A - 振動フィーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 振動音を低減し振動条件を容易に選定でき、
作動時の温度上昇が少ない直動型または揺動型振動フィ
ーダの提供。 【解決手段】 トラフ２０やボウルの振動駆動源に、板
状トラフ２０下面に可動側ヨーク３を介して設けた永久
磁石８群と、基台１０の固定側ヨーク１を介して設けた
偏平コイル２とが対向配置される構成で、可動磁石８か
らなる可動部の直進駆動に際して、対向する偏平コイル
２を載置する固定側ヨーク等の磁気回路部とは非接触で
騒音を著しく低減できるアクチュエータユニットを用
い、トラフ２０の振動周期、加速度の制御をコイル２へ
の印加電力を制御調整して電気的に制御し、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、ヨーク
並びに磁石８やコイル２の厚みを適宜選定することによ
り、装置の機構高さを低くできる。

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ボウルフィーダや直進振動
フィーダの改良に係り、駆動源にコイルと磁石をそれぞ
れ固定側、可動側として対向配置した構成のアクチュエ
ータユニットを用いた構成となし、被搬送部品に応じて
駆動力の増減、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）を大幅に低減でき、可動時の
温度上昇が少なく、装置の機構高さを低くした振動フィ
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、すなわち揺動振動フィー
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】ボウルやトラフなどの
被搬送物の載置搬送用手段に直進運動や回転（揺動）運
動するように振動を加えて、該載置搬送用手段を介して
所要方向へ被搬送物を搬送供給する構成からなる、従来
の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
の方法も供給されている部品同士がすれる音以外に、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が、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】そこで、出願人は、駆動源からの騒音並び
に発塵をなくして、騒音、塵をきらうクリーンルーム用
としても最適で、ボウル内に投入された部品の仕様毎に
最適な振動条件を設定することが可能なボウルフィーダ
として、軸支して水平方向に回動可能なボウルに揺動を
加えてボウル内の被搬送品を所定方向に移送させるボウ
ルフィーダにおいて、ボウルの回動軸の１接線方向に、
直動する可動コイルを有するボイスコイル型アクチュエ
ータの該可動コイルに連結するアームを接続したことを
特徴とするボウルフィーダ、及びボウルの回動軸に揺動
する可動コイルを有するボイスコイル型アクチュエータ
の該可動コイルに連結するアームを少なくとも１つ接続
したことを特徴とするボウルフィーダを提案（実用新案
登録第３０１８３４９号）した。

【００１０】また、出願人は、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を提案（特願平７−
３２８３３７号）した。

【００１１】しかし、これらの振動フィーダは、直動型
または揺動型のボイスコイル型アクチュエータを効果的
に使用した構成とすることにより、発生する振動音（騒
音）を大幅に低減し、かつ被搬送部品に応じて振動条件
を容易に適宜選定できるが、駆動力の増減を想定した場
合、基本的にはボイスコイル型アクチュエータの大きさ
で対応する必要があり、構造上、給電線が必要でありか
つ装置の機構高さを低くするには限度があり、また、ア
クチュエータの構成によっては、作動時の温度上昇が懸
念される問題があった。

【００１２】この発明は、出願人先に提案した直動型ま
たは揺動型のボイスコイル型アクチュエータを使用した
構成の振動フィーダにおける、その長所である、発生す
る振動音（騒音）を大幅に低減しかつ被搬送部品に応じ
て振動条件を容易に適宜選定できる点を承継しながら、
欠点である、駆動力の増減に容易に対応できない点、給
電線の配線が必要でありかつ装置の機構高さを低くする
には限度がある点、作動時の温度上昇が懸念される点に
関して、これらを解消できる構成からなるボウル型また
は直進型等の振動フィーダの提供を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】発明者らは、ボウル型ま
たは直進型等の振動フィーダに最適な駆動源を目的に種
々検討した結果、固定側ヨークに１つの偏平コイルを配
置し、可動側ヨークに異磁極が隣接して配置される一対
の磁石を配置して、これらが対向配置される構成を１ユ
ニットとして、例えば、２つの偏平コイルに対して３極
の磁石を対向配置する２ユニット型、あるいは３つの偏
平コイルに対して４極の磁石を対向配置する３ユニット
型のアクチュエータユニットを用いた構成を駆動源に採
用することにより、被搬送部品に応じて駆動力の増減を
前記のユニット数の増減で容易に対応できることを知見
した。

【００１４】また、発明者らは、このアクチュエータユ
ニットにおいて、可動磁石の駆動に際して、対向する偏
平コイルを載置する固定側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磁石は例えばボウ
ルやトラフの下面に直接配置することから、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、
固定側コイルへの印加電力を調整することでボウルやト
ラフの振動周期、加速度の制御が容易に実施でき、ボウ
ルやトラフ内に投入する部品の仕様に応じて振動条件の
設定が可能になることを知見した。

【００１５】さらに、発明者らは、このアクチュエータ
ユニットは、固定側ヨークにコイルを配置しているため
放熱向上が可能で可動時の温度上昇が少ないこと、可動
側ヨークには磁石のみで給電線の配線が不要であり、か
つ従来のごとく可動側コイルの給電線を移動させること
がなく寿命が長くなり、また、偏平コイルと板状磁石が
対向配置される構成のため、装置の機構高さを低くでき
ることを知見した。

【００１６】すなわち、この発明は、被搬送物の載置搬
送用手段に振動を加えて、載置搬送用手段を介して所要
方向へ被搬送物を搬送供給する振動フィーダにおいて、
固定側ヨークに配置された少なくとも１つの偏平コイル
の磁束発生面と、可動側ヨークに配置された少なくとも
一対の異磁極が隣接配置された磁石とを所定の空隙を介
して対向させたアクチュエータユニットを駆動源とし
て、可動側ヨークを載置搬送用手段に直接または機械的
な伝達手段を介して接続し、例えば、可動側磁石を直進
または揺動させる振動フィーダである。

【００１７】

【発明の実施の形態】この発明の特徴である駆動源のア
クチュエータは、図１に示すごとく、ユニット数を増や
すことにより駆動力を増加させることができる。図１ａ
に示す例は１ユニットであり、固定側ヨーク１上に１つ
の偏平コイル２が図で上下方向に磁束が発生するように
載置され、これに対向するよう可動側ヨーク３を配置し
て、可動側ヨーク３下面にＳ極とＮ極の異磁極が隣接す
るように一対の永久磁石４，５が着設配置され、偏平コ
イル２と永久磁石４，５の磁極面との間に所定の空隙を
設けてある。

【００１８】なお、図１ａに示すユニット例は、異磁極
を隣接させるのに２枚の磁石を使用しているが、１枚の
磁石に異磁極を着磁して１つの偏平コイルと対向配置し
たユニット構成も採用でき、以下のユニット数を増加さ
せる場合も同様構成を採用できる。

【００１９】図１ｂは、２ユニットの例であり、固定側
ヨーク１上に２つの偏平コイル２，２が並列配置され、
Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極の順に異磁極が隣接するように３個の
永久磁石４，５，６が着設配置される。また、図１ｃ
は、３ユニットの例であり、固定側ヨーク１上に３つの
偏平コイル２，２，２が並列配置され、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ
極、Ｎ極の順に異磁極が隣接するように４個の永久磁石
４，５，６，７が着設配置される。さらにユニット数を
増やす場合は、偏平コイルと永久磁石を追加することで
対応できる。

【００２０】いずれの構成のアクチュエータも偏平コイ
ル２への印加電力、電流の方向を制御調整することによ
り、可動側ヨーク３の移動方向、周期、加速度を制御す
ることが可能であり、例えば、図１ａに示す例では、一
対の永久磁石４，５の偏平コイル２との対向磁極面にＳ
極とＮ極の異磁極を隣接させて、電流の方向を図示のご
とく偏平コイル２に通電した場合、可動側ヨーク３は図
で右行きする。図１ｂ並びに図１ｃの複数ユニットの例
でも同様の作用を奏し、可動側ヨーク３の所定の移動を
センサーで検知して電流の方向を図示とは逆に切り替え
ることにより左行きさせることができる。

【００２１】また、可動側ヨーク３を往復動させる場合
に、例えば図１ｃの可動側ヨーク３の永久磁石７右端が
固定側ヨーク１右端よりはみだした際にはこの永久磁石
７の磁力が固定側ヨーク１に働き、可動側ヨーク３が引
き戻されるように吸引力が作用して復元力が発生する機
構を有している。

【００２２】図２、図３、図４はこの発明による直進振
動フィーダの一例を示す一部破断上面説明図、一部破断
正面説明図、一部破断側面説明図である。ここでは、６
ユニットからなるアクチュエータを用いた例を説明す
る。この発明による直進振動フィーダは、水平配置され
た板状の基台１０上に板状トラフ２０が水平長手方向に
直線移動可能に車輪を板状トラフ２０に設けてあり、基
台１０と板状トラフ２０間にアクチュエータが配置され
ている。

【００２３】基台１０上に非磁性材の板部材１１を介し
て固定側ヨーク１が載置され、空心コイルである偏平コ
イル２が移動方向に配列されている。板状トラフ２０の
支持構造を詳述すると、該下面には偏平コイル２を挟む
ように一対の軸支部材２１が垂下され、この軸支部材２
１の内側側面に水平軸で軸支した車輪２２と軸支部材２
１の下端面に垂直軸で軸支した車輪２３は、基台１０上
の板部材１１に並列配置したレール部材１２の上面と側
面に当接して、板状トラフ２０はレール部材１２に沿っ
た直線移動が可能になっている。

【００２４】基台１０の板部材１１上に載置された固定
側ヨーク１上の偏平コイル２に所要の空隙を介して磁極
面を対向するように、板状トラフ２０下面中央部には異
磁極が隣接するように複数の永久磁石８が配列されてい
る。複数の永久磁石８は可動側ヨーク３に隣接の磁石と
接着されて板状となり、可動側ヨーク３の複数箇所に非
磁性材のボルトにて板状トラフ２０下面に止着されてい
る。

【００２５】なお、板状トラフ２０上面はここでは単な
る平面であるが、複数条の浅い溝部を設けたり、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。

【００２６】基台１０の板部材１１近傍で長手方向の中
央上面には、位置センサー１３が設けられ、ここでは板
状トラフ２０下面の軸支部材２１の下端面に設けられた
マークを検知し、位置センサー１３を原点センサーとし
て、軸支部材２１の基準位置、換言すると板状トラフ２
０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、板状トラフ２０の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。

【００２７】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磁石からなる可動部を有
するアクチュエータユニットを用いることを特徴とし、
該アクチュエータの可動磁石部の駆動に際して、対向す
る偏平コイルを載置する固定側ヨーク等の磁気回路部と
は非接触であり、また、該アクチュエータの可動部はト
ラフに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る。

【００２８】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。

【００２９】さらに、この発明による直進振動フィーダ
は、板状トラフ２０下面に可動側ヨーク３を介して設け
た永久磁石８群と、基台１０の固定側ヨーク１を介して
設けた偏平コイル２とが対向配置される構成であり、ヨ
ーク並びに磁石やコイルの厚みを適宜選定することによ
り、装置の機構高さを低くすることが可能である。ま
た、基台１０の固定側ヨークにコイルを配置しているた
め放熱性が向上し、作動時の温度上昇が少なく、可動側
ヨークには磁石のみで給電線の配線が不要である。

【００３０】この発明によるボウルフィーダについて説
明する。図５、図６はこの発明によるボウルフィーダの
駆動部の一例を示す上面説明図、縦断正面説明図であ
る。円盤状の基台３０上に偏平円筒状のベアリング３１
を介してボウル（図示せず）を載置するためのリング状
の可動円盤３２を回転自在に配置してあり、この基台３
０と可動円盤３２との間で９０°間隔の十字方向の４か
所の外周部にアクチュエータを配置している。なお、ア
クチュエータは、１２０°間隔の３か所の外周部に配置
するなど、要求される仕様に応じてユニットの数や寸法
などを適宜選定するとよい。

【００３１】詳述すると基台３０の中心部に載置したベ
アリング３１の内レースを基台３０に固定し、外レース
を可動円盤３２に固定して可動円盤３２を回転自在に
し、基台３０の外周部に接線方向を長手方向とする固定
側ヨーク１を固着し、この固定側ヨーク１より周方向に
９０°間隔で同様に他の固定側ヨーク１を順次固着し
て、４か所に設けてそれぞれ３個の偏平コイル２を配列
する。また、可動円盤３２の下面には４か所の固定側ヨ
ーク１に対向させて、それぞれ４極の永久磁石９を着設
した可動側ヨーク３を固着配置してある。

【００３２】基台３０と可動円盤３２との間で９０°間
隔の十字方向の４か所の外周部に接線方向に可動するア
クチュエータを配置しているため、各アクチュエータの
直線運動は中央部のベアリング３１に拘束されて回転方
向の運動に変換される。また、周方向に９０°間隔で配
置されたアクチュエータ間の外周部の中央位置には、位
置センサー３３が配置され、ここでは基台３０にホール
ＩＣ、可動円盤３２に磁石片が設けられ、位置センサー
を原点センサーとして、各アクチュエータに基準位置が
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、ベアリング３
１を回転中心とする所要振幅の揺動が与えられるため、
可動円盤３２に載置したボウル内の被搬送物を揺動移動
させることができる。

【００３３】この発明によるボウルフィーダは、ボウル
（可動円盤３２）の振動駆動源に直動する可動コイルか
らなる可動部を有する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に際して、対
向する偏平コイルを載置する固定側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ボウ
ル（可動円盤３２）とは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、ボウルの振動周期、加速度の制御が容
易に実施でき、ボウルに収納、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。

【００３４】さらに、この発明によるボウルフィーダ
は、ボウルを載置する可動円盤３２下面に可動側ヨーク
３を介して設けた永久磁石９群と、基台３０の固定側ヨ
ーク１を介して設けた偏平コイル２とが対向配置される
構成であり、ヨーク、磁石やコイルの厚みを適宜選定す
ることにより、図示のごとくベアリング３１と同等高さ
まで装置の機構高さを低くすることが可能である。ま
た、基台３０の固定側ヨークにコイルを配置しているた
め放熱性が向上し、作動時の温度上昇が少なく、可動側
ヨークには磁石のみで給電線の配線が不要である。

【００３５】なお、ボウルフィーダにおいて、アクチュ
エータの直線往復運動をアームを介して回転自在にした
ボウルに揺動として伝達する機械伝達機構を用いること
も可能であり、この発明の特徴を何ら損なうことがな
い。

【００３６】

【実施例】前述した図２〜図４に示す構成からなる直進
振動フィーダを作製したところ、先に出願人が提案した
ボイスコイル型アクチュエータを使用し、トラフ高さを
実施例と同一高さとした直進振動フィーダと比較して、
アクチュエータ部の高さが１／２〜１／３と著しく低機
高となり、トラフ高さが同一であることから、装置全体
でもアクチュエータ部の低機高の効果が顕著であった。

【００３７】

【発明の効果】この発明による振動フィーダは、トラフ
やボウルの振動駆動源に直動する可動コイルからなる可
動部を有するアクチュエータユニットを用いることを特
徴とし、該アクチュエータの可動磁石部の駆動に際し
て、対向する偏平コイルを載置する固定側ヨーク等の磁
気回路部とは非接触であり、該アクチュエータの可動部
はトラフやボウルに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でき、コイルへの印
加電力を制御調整することで、トラフやボウルの振動周
期、加速度の制御が容易に実施でき、トラフやボウルに
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。

【００３８】さらに、この発明による振動フィーダは、
アクチュエータユニットを用いることことから、ヨー
ク、磁石やコイルの厚みを適宜選定することにより、装
置の機構高さを低くすることが可能であり、基台の固定
側ヨークにコイルを配置しているため放熱性が向上し、
作動時の温度上昇が少なく、可動側ヨークには磁石のみ
で給電線の配線が不要であり、かつ従来のごとく可動側
コイルの給電線を移動させることがなく寿命が長くな
り、また、可動側の構成を簡素化、軽量化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ａ，ｂ，ｃは、この発明による振動フィーダに
用いるアクチュエータを示す説明図である。

【図２】この発明による直進振動フィーダの一例を示す
一部破断上面説明図である。

【図３】図２の直進振動フィーダのＡ−Ａ線における一
部破断正面説明図である。

【図４】ａは図２の直進振動フィーダの一部破断側面説
明図であり、ｂは位置センサーを示す要部破断側面説明
図である。

【図５】この発明によるボウルフィーダの駆動部の一例
を示す上面説明図である。

【図６】ａは図５のボウルフィーダの駆動部を示す縦断
正面説明図であり、ｂは位置センサーを示す要部破断側
面説明図である。

【符号の説明】

１ 固定側ヨーク ２ 偏平コイル ３ 可動側ヨーク ４，５，６，７，８，９ 永久磁石 １０ 基台 １１ 板部材 １２ レール部材 １３ 位置センサー ２０ 板状トラフ ２１ 軸支部材 ２２，２３ 車輪 ３０ 基台 ３１ ベアリング ３２ 可動円盤 ３３ 位置センサー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被搬送物の載置搬送用手段に振動を加え
   て、載置搬送用手段を介して所要方向へ被搬送物を搬送
   供給する振動フィーダにおいて、固定側ヨークに配置さ
   れた少なくとも１つの偏平コイルの磁束発生面と、可動
   側ヨークに配置された少なくとも一対の異磁極が隣接配
   置された磁石とを所定の空隙を介して対向させたアクチ
   ュエータユニットを駆動源として、可動側ヨークを載置
   搬送用手段に直接または機械的な伝達手段を介して接続
   した振動フィーダ。
2. 【請求項２】 請求項１において、可動側ヨークに配置
   された磁石が、直進または揺動運動する振動フィーダ。