JPS5832124B2 - 振動部品搬送機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は振動部品搬送機に関し、特に低騒音で部品を高
速度で処理するのに最適な振動部品搬送機に関する。

振動部品搬送機は一般にパーツフィーダニとも呼ばれ、
従来、ボルトやナツト女どの部品の方向を一定に整列さ
せて、次工程に一個づつ供給したり、ビレット（例えば
、径が１００ｍで高さが４００ｍの円柱状の鉄材）を−
個づつ、誘導加熱炉に投入したりするのに広く使用され
ている。

このようｉパーツフィーダーとしては例えば、第１図に
示すようｉ構造の電磁石駆動型のパーツフィーダーが多
く採用されている。

この電磁石駆動型パーツフィーダーについて簡単に説明
すると、公知のようにスパイラル状の移送トラックを内
部に有する皿状のボール１が取付板２に固定され、この
取付板２は一定の角度間隔（図示の例では９０度）で、
一定の角度（例えば垂直方向に対して２０度）傾斜させ
て配置固定された複数の板はね３により駆動部取付台４
と結合されている。

駆動部取付台４の上にはコイル６を装着した電磁石５が
固定され、これに対して一定の空隙を３いて接極子７が
取付板２に固定されている。

全体は防振用のゴムばね８によって支持される。

以上のようｉパーツフィーダーのコイル６に商用電源（
例えば５０Ｈｚの商用電源）から交流を半波整流して通
電すると、ボール１は矢印で示す方向に公知のねじり振
動を行う。

なか、この振巾（ストローク）は通常１〜２閣であるが
、図をわかりやすくするために拡大して示されている。

第２図で示すように、ボール１内に固定された移送トラ
ックの方向をＸ軸方向とした場合（なむ、移送トラック
は水平方向に対して２〜３度傾斜しているが説明の便宜
上、水平方向に延びているものとする）、移送トラック
上の部品はこれに対してθ（図示の例では２０度）方向
に振動力を受ける。

移送トラックの振巾（いわゆる片振巾）をａとすれば、
Ｘ軸と垂直方向のｙ軸方向成分はａｙとなりＸ軸方向成
分はａχとなるが、部品を移送させるためにはｙ方向加
速度、すなわち、ａｙ×（角周波数）２が重力加速度以
上でなければならない。

一方、部品の移送速度を大きくするためには、ａχを大
きくしなければならないが、このためにａを大きくする
と、これに比例してａｙも大きくなる。

すなわち垂直方向の加速度成分が大きくなると、それだ
け部品は移送トラックから大きく跳躍することになる。

この結果として、部品の整列が困難とｉると共に、衝撃
音も大きくなって、騒音問題を生ずる。

この騒音問題に対処するためにはかなりの浪費を必要と
する。

な釦、第１図で示す板はね３の傾斜角を小さくして、振
動角θを小さくすることも考えられるが、このようｉ場
合には構造上、同じ振巾ａを得るのに、より大きな電流
をコイル６に流さねばならず、必然的に電磁石も大型化
するので、余り好ましくない。

本発明は以上のような問題に鑑みてなされたものであっ
て、低騒音で部品を従来より高速で移送し、もしくは整
列させ得る振動部品搬送機を供給することを目的とする
ものである。

この目的は本発明によれば、皿状の部品搬送部と、駆動
部取付台と、この駆動部取付台に固定された駆動部と、
一定角度間隔で、一定の角度だけ傾斜して配設され、前
記部品搬送部と前記駆動部取付台とを結合させる複数の
共振用弾性部材と、前記駆動部取付台を支持する防振用
弾性部材とを備える振動部品搬送機において、前記駆動
部はそれぞれの回転軸の少なくとも一方の軸端部に不平
衡重錘を固定させかつ前記回転軸の軸方向に所定距離隔
てＳ配設された一対の振動電動機と、この両振動電動機
の回転軸のそれぞれ一方の軸端部に固定され、互いに同
一の歯数を有し、相かみ合うギヤとを具備し、前記両振
動電動機の不平衡重錘はそれぞれの重心が前記両回転軸
に関してそれぞれの相反する回転方向において同一の角
度位置にあるように前記回転軸に固定されてかり前記一
対の振動電動機を前記複数の共振用弾性部材のばね常数
と、前記部品搬送部の質量とによって決定される共振々
動数にはＸ等しい周波数で駆動することを特徴とする振
動部品搬送機によって達成される。

以上の構成によって、上記皿状の部品搬送部はだ円振動
を行い、各種部品は騒音少なくして、従来より高速で移
送され、整列作用を受けることができる。

以下、本発明の一実施例につき、図面を参照にして詳細
に説明する。

第３図にかいて皿状のボール１０は第１図におけるボー
ル１と同様な構造を有し、内部には周方向に沿ってスパ
イラル状の移送トラックが設けられている。

このボール１０は円形の取付板１１に溶接などにより同
心的に固定されてかり、取付板１１の下面には、やはり
これと同心的に上側ばね取付リング１２が固定されてい
る。

下方の円形の駆動部取付板１４には、これと同心的に下
側ばね取付リング１６が固定されている。

この下側ばね取付リング１６の外周側面には、一定角度
間隔で（図示の例では４５度間隔）、方形のはね取付片
１７が垂直方向に対して一定角度だけ、例えば１０度傾
斜させて８個、それぞれの側面で固定されている。

同様に、上側ばね取付リング１２の外周面にも、一定角
度間隔で、方形のはね取付片１８が垂直方向に対してブ
定角度だけ傾斜させて８個、下側ばね取付リングに固定
されたばね取付片１７に対してそれぞれ一定角度だけ位
置をずらして、それぞれの側面で固定されている。

以上のようｌばね取付片１７，１Ｂに対して、やはり方
形の座金１９，２０及び２１，２２を介して、ボルト２
３，２５及びナツト２４，２６の固定手段により、重ね
板はね１３がそれぞれ固定される。

このようにして、一定角度（図示の例では垂直方向に対
して１０度）傾斜した８個の重ね板はね１３を介して、
ボール１０と駆動部取付板１４とは結合される。

駆動部取付板１４のはＸ中心に対して点対称の位置に、
一対の振動転勤板Ｍ、 、 Ｍ２が固定される。

この振動電動機Ｍ、 、 Ｍ２は例えば４極の誘導電動
機であって、それぞれの回転軸３２．３３の両軸端部に
は公知のようにはＸ半円形の不平衡重錘３０ａ、３０ｂ
及び３１ａ、３１ｂ（いわゆる、アンバランスウェイト
）が固定される。

振動電動機Ｍ１． Ｍ２の相対向する側の軸端には更に
、それぞれ相等しい歯数を有するギヤ３４．３５が固定
され、相かみ合っている。

な耘、ギヤ３４゜３５のかみ合い点を通り、それぞれの
ギヤ３４゜３５の直径を結ぶ線が、第４図に示すように
駆動部取付板１４の径線Ａ−Ａ上にあるように、ギヤ３
４．３５が電動機Ｍ、 、 Ｍ２の回転軸３２．３３の
軸端に固定されている。

この場合、ギヤ３４゜３５のかみ合い点が駆動部取付板
１４の中心の真上にあることが好ましい。

以上のように構成される振動部品搬送機全体は第３図に
示すように防振用の複数のコイルはね１５によって支持
される。

なか、以上の実施例では、一方のギヤ３４はナイロンか
ら成り、他方のギヤ３５は金属から成っている。

このように材料を選択することによって、ギヤ間の潤滑
効果が両ギヤが金属から成る場合より高められると共に
、かみ合いも確実となり、しかもナイロンから成るギヤ
３４の方で発熱しても、この熱は他方の金属から成るギ
ヤ３５は熱伝達性が良いので、このギヤ３５の方へと速
やかに伝達され、外部へと逃がされ得る。

なお、本実施例による不平衡重錘３０ａ、３０ｂ及び３
１ａ、３１ｂは第３図で明らかなように、静止の状態で
、それぞれの重心が、回転軸３２及び３３の軸心の直下
にあるように回転軸３２及び３３に固定される。

すなわち、不平衡重錘３０ａ。３０ｂ及び３１ａ、３１
ｂの重量がギヤ３４．３５間のかみ合いの摩擦抵抗力に
比べて充分大きい場合には、静止状態で自然にその重力
作用で第３図に示すような位置をとるように不平衡重錘
３０ａ。

３０ｂ及び３１ａ、３１ｂがそれぞれ回転軸３２及び３
３に固定される。

な釦、４個の不平衡重錘３０ａ、３０ｂ、３１ａｓ ３
１ｂは同一の形状及び重量を有するものとする。

以上のように構成される本実施例による振動部品搬送機
の作用について、以下、第５Ａ図〜第５Ｄ図を参照して
説明する。

振動電動機Ｍ、 、 Ｍ２に通電すると、第５Ａ図に示
すように一方の電動機Ｍ０は反時計方向に回転し始め、
他方の電動機Ｍ２は時計方向に回転し始める。

なか、第５Ａ図〜第５Ｄ図において、左右に略図で示さ
れた電動機Ｍ１． Ｍ２の端面図はそれぞれ電動機Ｍ１
側から見た図である。

両回転軸３２，３３はギヤ３４，３５によって結合され
ているので、一方の不平衡重錘３０ａ、３０ｂが第５Ａ
図の状態から反時計方向に９０度回転すると、他方の不
平衡重錘３１ａ、３１ｂは第５Ｂ図に示すように時計方
向に９０度回転する。

更に回転すると、それぞれの不平衡重錘３０ａ、３０ｂ
及び３１ａ、３１ｂは第５Ｃ図、第５Ｄ図に示す位置を
順次にとり、１回転して再び第５Ａ図に示す状態となる
。

以下、電動機Ｍ、 、 Ｍ２の不平衡重錘３０ａ、３０
ｂ及び３１ａ、３１ｂろ第５Ａ図〜第５Ｄ図に示す回転
位相関係を持続する。

以上のような不平衡重錘３０ａ、３０ｂ及び３１ａ、３
１ｂの回転によって、それぞれの遠心力により垂直方向
にはＦｓｉｎωｔ（ωは電動機の回転の角周波数、ｔは
時間）、水平方向にはＦ ｃｏｓωｔなる加振力が発生
する。

第５Ａ図及び第５Ｃ図から明らかなように、垂直方向に
は２つの振動電動機Ｍ、 、 Ｍ２の加振力は加算され
るが、水平方向には第５Ｂ図及び第５Ｄ図で明らかなよ
うに２つの振動電動機Ｍ１１Ｍ２の加振力は相反する方
向にある。

すなわち、第３図に矢印Ｆ０で示すように２つの振動電
動機Ｍ、 、 Ｍ２により垂直方向には２Ｆｓｉｎωｔ
なる加振力が駆動部取付板１４に与えられ、水平方向に
は第４図に矢印Ｆ２で示すように加振力が両型動機Ｍ□
１Ｍ２の中心間の距離をＬとした場合に２Ｌ＝Ｆｃｏｓ
ωｔｉる回転モーメントとして駆動部取付板１４に与え
られる。

以上のようｉ垂直方向の加振力及び水平方向に耘ける回
転モーメントの合成により、板ばね１３が変位してボー
ル１０は第３図で示すようにだ円振動を行うことになる
。

振動電動機Ｍ、 、 Ｍ２は定常状態では例えば１４２
０ｒ−ｐ−ｍの回転速度で回転するので、ボール１０は
１４２０回／分の振動数でだ円振動する。

このだ円振動の長軸方向は板はね１３の長手方向に対し
ては譬直角であり、上述の振動数は、板はね１３の上端
側に固定されている可動部（ボール１０、取付板１０な
ど）の全質量と慣性モーメント、板はね１３の下端側に
固定されている加振部（駆動部取付板１４、振動電動機
Ｍ１２Ｍ２など）の全質量及び慣性モーメント、及び板
ばね１３のはね常数で定まる振動搬送機の共振周波数に
近く設定されている。

従って加振力の大きさの割に大きいストローク、例えば
長軸方向に４．：２ＷｒＬ振動することになる。

短軸方向すなわちｙ方向には例えば０．５ｍｙｎのスト
ロークで振動する。

以上のような振動により、ボール１０内に設けられたス
パイラル状の移送トラック（傾斜角は２度位）上を部品
は騒音を殆んどたてることｉく、従来よりはるかに大き
ｉ速度で搬送されていく。

次に、以上のだ円振動について簡単に解析する。

ボール１０の側面上の一点につき第３図に図示するよう
に、座標軸をとる。

すなわち、板はね１３の長定方向に平行にｙ軸をとり、
これに対して垂直方向にＸ軸をとれば、それぞれの方向
における振巾成分は以下のように計算される。

こ＼で、Ａは可動部及び加振部のそれぞれの慣性モーメ
ント、質量、板ばね１３全体のばね常数、振動角（板ば
ねの垂直方向に対する傾斜角）、加振力などの関数で、
一定の振動搬送機については常数であり、λは駆動周波
数／共振周波数々る比を表わす。

またＢは可動部及び加振部の全質量及び加振力の関数で
やはり一定の振動搬送機については常数である。

ｉお、防振ばね１５のばね常数は板はね１３のはね常数
に比べ充分に小さいので無視し得る。

が得られる。

従って、ボール１０上の任意の一点はだ円振動を行うこ
とがわかる。

また上式からだ円振動の長軸方向の振巾と短軸方向の振
巾との比はλによって変わることがわかる。

すなわち、駆動周波数を変えることによってこの比は変
えられる。

以上、本発明の一実施例につき説明したが、本発明はこ
れに限定されるととｉく、本発明の技術的思想に基づい
て種々の変形が可能である。

例えば、振動電動機として誘導電動機が用いられたが、
これに代えて各種の交流電動機、直流電動機の使用が可
能である。

またその回転軸の両軸端部に不平衡重錘が取りつけられ
たが、どちらか一方、例えば、それぞれギヤ側には取り
つけず、外方の軸端部にのみ取りつけるようにしてもよ
い。

また、両型動機の不平衡重錘の静止状態にかける位置関
係も、第５Ａ図の状態に限ることなく、第５Ｂ図〜第５
Ｄ図のいづれかの状態、もしくはこの間の状態でそれぞ
れ回転軸に固定してもよい。

また、板ばねに代えて、棒状のロッドスプリングが用い
られてもよい。

なか、上述の実施例ではだ円振動の回転方向は第３図で
左方向であるが、電動機の回転方向を変えることによっ
て逆転することができるが、図示のように左方向である
場合の方が搬送速度が大であることが実験で明らかにな
っている。

以上、本発明によればボールはだ円ねじり振動を行ない
、ボール内の移送トラック上の部品はだ円振動力を受け
る。

従って、従来の直線状ねじり振動に比べて大きな搬送速
度が得られるにもか＼わらず低騒音である。

また、従来の電磁石駆動型パーツフィーダーに比べ構造
が非常に簡単であり、板ばねの傾斜角が小さく（以上の
実施例では２０度）でも一対の振動電動機により、板ば
ねに対してはｙ垂直方向に回転モーメントを発生し得る
ので、電磁石駆動型のように垂直方向の加振力しが発生
しｉい加振機構に比べ、駆動エネルギーは少なくて済む
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の振動部品搬送機の一部破断正面図、第２
図は同搬送機の作用を説明するための線図、第３図は本
発明の一実施例の振動部品搬送機の正面図、第４図は第
３図にかけるＩＶ−ＩＶ線矢視断面図、第５Ａ図〜第５
Ｄ図は同搬送機にかける駆動部の作用を説明するために
不平衡重錘の位置関係の変化と共に示す駆動部の平面図
。 な転回にかいて、１０・・・・・・ボール、１３・・・
・・・板ばね、１４・・・・・・駆動部取付板、３０ａ
、３０ｂ。 ３１ａ、３１ｂ・・・・・・不平衡重錘、３４，３５・
・・・・・ギヤ、Ｍ０９Ｍ２・・・・・・振動電動機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 皿状の部品搬送部と、駆動部取付台と、この駆動部
   取付台に固定された駆動部と、一定角度間隔で、一定の
   角度だけ傾斜して配設され、前記部品搬送部と前記駆動
   部取付台とを結合させる複数の共振用弾性部材と、前記
   駆動部取付台を支持する防振用弾性部材とを備える振動
   部品搬送機にかいて、前記駆動部はそれぞれの回転軸の
   少女くとも一方の軸端部に不平衡重錘を固定させかつ前
   記回転軸の軸方向に所定距離隔てＳ配設された一対の振
   動電動機と、この両振動電動機の回転軸のそれぞれ一方
   の軸端部に固定され、互いに同一の歯数を有し、相かみ
   合うギヤとを具備し、前記両振動電動機の不平衡重錘は
   それぞれの重心が前記両回転軸に関してそれぞれの相反
   する回転方向に釦いて同一の角度位置にあるように前記
   回転軸に固定されており前記一対の振動電動機を前記複
   数の共振用弾性部材のばね常数と、前記部品搬送部の質
   量とによって決定される共振々動数にはマ等しい周波数
   で駆動することを特徴とする振動部品搬送機。