JPS5912563B2 - 振動ボ−ル型部品送給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は振動により部品の自動的な送給を行う振動ボー
ル型部品送給装置に関する。

これまでこの型式の送給装置においては、装置の中心１
駆動軸線から半径方向に間隔をあげた位置に、例えば振
動するピストン等の一次力発生部材を水平方向に振動す
るように設け、この振動をボールに伝達してその中の部
品の移動を行う型式にすると、ボール内に収容できる部
品の容量が大きくなり、また処理できる部品の範囲や処
理能率も犬となることが知られている。

このような型式の装置においては、一次力発生部材が中
心駆動軸線から離れた位置に取付けるため、全体の重量
分布は非対称となり、また一般にボール内の部品用軌道
には、部品の向きが特定の方向にある場合のみその通過
を許す選択送り装置が用いられるのが普通であるから、
これも装置の重量分布を非対称にする。

このため軌道に沿った部品の送り速度は均一でなく、場
合によっては部品が停滞する領域も生じる。

また部品の変更に応じ異った選択送り装置に取替えた場
合、重量分布が変わり送り速度が変わってくる。

これまでこのような重量分布の非対称性を解消する手段
は、釣合重りを用いて平衡させることであったが、装置
全体の重量を過大にするという問題があり、かつ重りを
用いても重りを取付けた部分の付近とその他の場所では
振動の特性が異なり従って軌道全域にわたり均一な送り
速度を得ることは困難である。

上述の如き欠点に鑑み、本願発明の目的は、釣合重りを
用いることなく、非対称な重量分布にもかかわらず軌道
に沿った部品の送り速度を均一にすることが可能である
振動ボール型部品送給装置を提供することにある。

本発明は、一次力発生部材の振動方向を、中心駆動軸線
より延びる半径に直交する平面内において角度的に変化
させることにより、釣合重りを用いずに軌道に沿った部
品の均一な送りを実現できる角度を決定することに立脚
しており、以下その実施例について説明する。

特に第１図、第２図および第３図を参照すると、これら
の図には供振振動ボール型部品送給装置の１つの実施態
様が示しである。

図示した例ではこの装置は大体において底部１４から上
方に延びているはｙ円形の直立の壁１２を有する振動ボ
ール１０から成る。

壁１２の内周には底部１４からボール１０の上縁部２０
付近の排出個所１８に向は延びた軌道１６が設けである
。

ボール１０は駆動板２２上に便宜に支持され駆動板２２
とボール１０との組合わせ体は振動部材を構成する。

ボール１０を駆動板２２から分離できるようにするとボ
ール１０を取替えるのに便利であるが、ボール１０と駆
動板２２とを一体構造にすることもできるということは
理解する必要がある。

振動ボール１０と駆動板２２とからなる振動部材は台２
４に接着され複数のばね２６により台から間隙をあけら
れ、これらのばねはそれぞれ上端部と下端部とがボルト
２８の如き適当な装置により駆動板２２と台２４とに固
着されている。

図示した実施態様でばばね２６は好ましい例としてガラ
ス繊維で補強されたエポキシ樹脂の如き、繊維で補強さ
れたプラスチック材で作った平ばねまたは板ばねとして
示しである。

今まで説明した構造は周知で振動部材、台と、ばね支持
系統との他の種々の例は従来技術に属する。

特に第２図を参照すると、第１図に示した如き振動ボー
ル型部品送給装置用の共振駆動装置が示しである。

この図にはこの発明において利用できる駆動板の１つの
実施態様を明瞭に示すためボール１０は省略しである。

前にも述べたように、この発明は米国特許第３．３６７
．４８０号明細書に記載した構造の改良である。

この特許明細書に示された構造とは異なり、駆動板２２
はボール１０の如き振動式部品送給ボールの支持台を形
成するほかにさらにまた自由ピストン振動誘起装置の如
き振動誘起装置を軸線３２の如き駆動装置の中心に配置
された垂直軸線に対して間隔をあげた関係に支持する装
置としても作用する。

ばね２６はその長さ方向中心線が、駆動軸線３２から等
間隔となるように支持されている。

振動誘起モータがソケット・ボルト３６の如き装置によ
り適当に固着された支持ブロック３４により駆動板２２
上に中心の、駆動軸線３２から間隔をあげた関係にして
支持されている。

この発明の振動送給装置に有用な振動型部品送給ボール
の１つの型のものの構造が１９６６年１０月２５日付で
許可された米国特許第３２８０．９６４号明細書に記載
されている。

この発明の装置に使用するのに適当な自由ピストン振動
誘起装置３０の内部構造の細部が１９５８年１１月２５
日付で許可された米国特許第２．８６１，５４８号明細
書、特にその第６図、第７図、第８図および第９図に示
しである。

第２図に示したこの発明の実施態様では、加圧ガスはポ
ート３８から取入れられる。

シリンダの両端部からの排気は第２図に示した如く管寄
せ４０に集積されポート４２から排出される。

第３図に線図で示しであるように米国特許第３，０２３
，７３８号明細書に示した如き動力制御装置がこの特許
明細書に示した如くにして自由ピストン振動誘起装置３
０に接続されている。

自由ピストン振動誘起装置３０を１駆動軸線３２から間
隔をあげている支持ブロック３４に取付けることにより
、米国特許第３，３６７．４８０号明細書に記載した如
き側部アーム駆動装置の利点が得られる。

この発明の改良点は第１図、第２および第３図に示した
装置では振動誘起装置３０をその内部の自由ピストンが
振動する軸線をボール１０内の軌道１６に沿い運動する
部品をきわめて満足に搬送する位置が定められるように
なるまで回わすことのできるよう装着することにより得
られる。

この位置が定められると、たとえば、ボルト４６の如き
締付は具が支持ブロック３４に締付けられ錠止めワッシ
ャ４８の如き装置により支持ブロックに締付けられた状
態を保持されまた一体に取付けた支持耳状突起５０を介
して振動誘起装置３０の本体と協働する。

ボルト４６は支持ブロック３４（または側部アーム）と
振動誘起装置３０との間に協働するピンとして作用しこ
のピンの軸線を中心として振動誘起装置３０は回転せし
められる。

この発明の好ましい実施態様では、ボルト４６の軸線は
第１乃至３図に示した如く振動軌道に垂直であり、かつ
中心の駆動軸線に垂直である水平面にある。

その種の直交関係は特に持つ必要はない。第３図にはこ
の発明をさらに詳細に説明する際に重要な２つの角度が
示してあり、角度Ｂは以下に理論角度と呼称し、角度Ａ
は振動誘起装置３０内でピストンが振動する通路の実際
のまたは好適な角度と呼称する。

数学的には振動誘起装置３０が振動する通路のこの位置
の理論角度は以下の式で表わされる。

上式において、Ｌ８は駆動装置の中心軸線（第２図に符
号３２で示しである）からのばねの中心線の半径方向距
離、Ｌｖは駆動装置の中心軸線３２からの振動誘起装置
（第２図に符号３０で示しである）内の自由ピストンの
中心線の距離、角度αは垂直に対するばね２６の傾斜角
である。

第５図には垂直に対するばね角αが２２°３０′として
示しである。

第４図には振動ボール型部品送給装置の中心軸線３２か
らの距離の変化と理論角度Ｂの変化が示しである。

この特定の例において、ばねの中心線は軸線３２から約
７．６２ｃｍ （３インチ）である。

垂直運動は３０°傾斜したばねを使用したときの垂直方
向の成分で表わす。

これは単に経験的に求めた板の運動の垂直成分を表わす
にすぎない。

駆動装置の中心軸線３２から横方向に移動するに従い、
ピストンを配置する必要のある理論角度Ｂが変化するこ
とが判った。

このことが第４図に示してあり第４図は中心線からの距
離に応じた理論角度Ｂの変化を示す。

他の条件を同じと仮定して、側部アーム駆動ボール型部
品送給装置の最も満足な性能はピストンまたは振動を誘
起する慣性生起エレメントの振動通路の角度配置が理論
角度の通路に沿う時に生起すると考えるのが普通である
が実際にはこれは事実ではない。

従来技術のものにおいては便宜上これら軸線は先づ垂直
に次いで水平に配置された。

複数の駆動装置を有するある型の送給装置の場合には、
従来技術の送給装置はばねの平面に対して垂直な振動軸
線を有している。

この点に関しては、米国特許第２，６５８，２８６号明
細書を参照されたい。

従って、この点に関しては従来技術の送給装置のいずれ
も振動誘起部材の振動角度を「調整」し好適な角度配置
に位置決めする手段とはならなかった。

前記した如くに特定の送給装置には非対称性が存在して
いるので、本明細書ではＡと呼称する好適な角度は垂直
またはσすなわち水平ということもありまたは板ばね２
６の平面に対して正確に垂直の場合もある。

しかしながら、このような角度配置は特定配置において
非対称を平衡させた結果始めて得られる。

特定の装置において非対称が平衡になる角度と前記した
３つの角度のうちの１つが一致するのは純粋に偶然で非
常に可能性が薄い。

この発明によれば、非対称的に配置された複数の重錘に
よって振動系に誘起された力ベクトルが、試行錯誤法で
揺動軌道が最良となるように対向力ベクトルによっては
ｙ釣合わされるような関係を維持するように、振動誘起
装置を予め定められた角度に設定可能である。

第６図、第７図、第８図および第９図には第１図、第２
図および第３図に示した如きボール型部品送給装置の１
つの特定の例が線図とグラフとで示してありそのデータ
を提供するものである。

第１図に示した如き装置のボールを外したもので第６図
に示した如き寸法を有するものを例に取り説明すると、
中心軸線３２からＬｖで示した約１３．１８ＣｒｒＬ（
５，６３インチ）の距離に位置決めしたピストンの理論
角度は１３°４０’である。

この例では、ばね２６は２２°３σの角度αに配置され
ばねの中心は中心軸線３２からＬ８で示した約７．９１
ｃＩｒＬ（３，３１インチ）の距離に位置決めされた。

尚、第６図においてＬｂは中心軸線からボールの縁部ま
での距離でこの例では１８．０４ｃｒｆＬ（７，１イン
チ）である。

好適な性能にするため、ボルト４６は振動誘起装置３０
がボルト４６の軸線を中心として回転できるようにする
ためゆるめられた。

角度Ａを３８°３σにセットした際に好適な性能が得ら
れた。

この角度は剛性の構造の幾何学的解析により求めた角度
Ｂのほとんど３倍であった。

さらに第７図を参照しボールの縁部における動向を考察
すると、中心軸線３２から約１８．０４ＣｒｒＬ（７，
１インチ）の距離に対する理論角度は前記した式け）に
従い１０°５σであると計算できる。

約３７、５ｍ（１５インチ）のボールの外周が振動して
いる角度Ｃを実際に測定すると９°５５′になる、これ
は互いに非常に近い値でピストンに対する理論角度Ｂが
１３°４σの場合好適な角度Ａが３８°３σでありこれ
らの間の大きな差を考えると意外である。

５３°３σの角度αは経験的に求めた好適な作用を行う
角度Ａである３８°３σを理論角度として算出せしめる
ために必要なばねの角度である。

第６図に例示した寸法と第１図、第２図および第３図に
示した構造のボールを使用した別の試験では、第８図に
示すように模擬送り重錘Ｗを互いに９０°の間隔をもた
せた箇所の間でボールを中心として移動させて行った。

これら間隔をあげた個所のそれぞれにおいて、渦巻形軌
道１６に沿い運動する部品に対して好適な作用を及ぼす
ため角度Ａを測定した。

その結果が第９図に示されている。振動誘記装置３０は
約２２５°に位置決めされた。

模擬重錘をボール１６の縁部に００の角度で位置決めし
た時、６５°の角度Ａでは改良にはなったが装置の物理
的制約と振動誘起装置３０をそれ以上回転させることが
できないこととのため完全に満足な作用とはならないこ
とが判った。

試験の結果、Ａを６５°以上の大きい角度配置にすれば
その結果を更に改善することを示唆した。

重錘を９０°の位置に移動した時、好適な角度Ａは約４
６°であると判った。

模擬送り重錘を１８０°に位置決めすると、振動誘起装
置３０内の自由ピストンの振動通路の配置の好適な角度
Ａは約４３°であると判った。

第８図に示したボールの縁部における模擬送り重錘の２
７０°の位置では、角度Ａは約７°の負角度であると判
った。

このことはグラフ的にボール型送給装置における重錘の
非対称的配置に起因する非対称的作用を示す。

装置の構造は理想的な剛体によるものではなく変形が生
起する。

このような変形が非常に複雑な動きと慣性とを生起する
。

以上のデータは約１．５２ｍｍの振幅と試験される装置
の同期的または共振速度の振動周波数とで得られた。

非共振電磁装置において振動部材のまわりに重錘を非対
称的に配置することにより生じた力のベクトルにそれと
平衡するよう非対称的な力のベクトルを誘起するよう振
動部材が振動する磁場を変えることにより同じ効果が得
られる。

しかしながら、この発明の好ましい実施態様においては
、共振系統において最良の結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の原理を応用した振動ボール型部品送
給装置の斜視図、第２図は第１図の装置をそれからボー
ルを取除いて示した斜視部分図、第３図は第１図と第２
図とに示した振動ボール型部品送給装置用駆動装置の側
面図、第４図は特定の垂直運動に対して駆動軸線の中心
線に対する理論角度の変化を示すグラフ、第５図は振動
面と基部とに取付けた板ばねと振動中における運動の垂
直と水平との成分とを示す線図、第６図はこの発明に係
る典型的な側部アーム・ボール型部品送給装置の上方よ
り見た構成に対応する線図、第７図は特定構造における
半径方向個所における観察した角度と理論角度との関係
を示すグラフ、第８図と第９図とは９０°の間隔にして
位置決めされた模擬的非対称重錘の位置と共に観察した
角度の変化を示すグラフである。 １０．２２・・・・・・振動部材、２２・・・・・・支
持装置、２４・・・・・・台、２６・・・・・・板ばね
、３０・・・・・・一次力発生装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心駆動軸線のまわりに非対称な重量分布を有する
   振動ボール型部品送給装置であり、直立した壁部と該壁
   部の内面に周設されボールの底部から排出箇所にかけて
   はマ上向きに延びる傾斜した軌道とを有するはｙ円形の
   振動部材と； 台と； 中心駆動軸線のまわりに配置された複数の板ばねを含み
   、これら板ばねは予め定められた角度で傾斜しそれらの
   端部は前記振動部材と前記台とに各々剛結されている弾
   性変形する装置と；直線的な軸線に沿って振動し、該直
   線が前記中心駆動軸線より延びる半径に直交する平面内
   にある、前記振動部材の振動を誘起せしめるだめの一次
   力発生部材と、 該−次力発生部材を前記中心駆動軸線から離れた位置で
   支持する支持装置と； を有する振動ボール型部品送給装置において、前記−次
   力発生部材の振動の前記直線的な軸線を前記平面内にお
   いて角度的に調節する装置と、この調節した角度を固定
   する装置とを設け、これによって、前記−次力発生部材
   により生ぜしめられ前記振動部材に向けられた力のベク
   トルの方向が、前記非対称的な重力分布に起因する非対
   称的な慣性力を平衡させられる方向にはｇ一致させられ
   るようになしたことを特徴とする振動ボール型部品送給
   装置。