JPS62249815A - 平衡型振動フイ−ダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、振動を利用して材料や部品等を連続的に自
動供給する平衡型振動フィーダに関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

周知の如く各種の生産工程において、材料や部品等を連
続的に自動供給する手段としてフィーダが使用されてい
るが、その内、振動フィーダは、生産工場の無人化、省
力化が進むにつれて次第に重要な役割を持つようになり
、特に自動組立システムにおいては、組立ロボット利用
技術の進歩と相いまって、多段式や多重式フィーダのよ
うに高度の機能を持つ振動フィーダの要求が多くなって
いる。このような高機能を持つ振動フィーダを実用化す
るには、従来振動フィーダの振動系より優れた安定な振
動系をもつことが必要であり、その要求を充たすものと
して、特公昭５６−２０２４４号の如く平衡型振動フィ
ーダが開発されている。しかしながら従来振動フィーダ
は１つのボウル、或はトラフのような慣性体を板バネの
ような弾性支体によって支持するものであるから、１自
由度の振動系モデル図で表わされるような構造になる。

その結果、ボウル或はトラフ等の慣性体からの反力は、
弾性体を介して基礎に伝達されるので、振動フィーダの
相互干渉を生じ、基礎を同じにする他の機器にも悪影響
を及ぼす欠点があった。

その対策として基礎と慣性体間に弾性防振体を設置すれ
ば、上記欠点は少なくなるが、２自由度の振動系を構成
することになるため、逆に固有振動数の移動のために振
動振幅の変動を生じ、振動フィーダの再調整を必要とす
る等の問題が生じた。

上記振動フィーダの問題点を解決するために開発された
のが平衡型振動フィーダで、該フィーダの原理構造は、
基礎より弾性支体によって支持された２つの慣性体に、
互いに逆位相に振動する加振力を作用させ、夫々のバネ
一貫性質量系の固有振動数を等しくなるように調整して
、基礎に伝達する反力の合計を０にし、振動が外部に影
響を及ぼさないようにしたもので、その構成は第１図の
如く振動モデル図で表わされる。第１図において１と２
はボウル、或はトラフなどの慣性体、又はその一方が振
動を平衡させる目的に用いるダミーの慣性体で、慣性体
１と２は夫々独立した構造になっている。３と４は慣性
体１と２の夫々を基礎５より支持するバネ機能を持つ弾
性支体、１０は基礎５の下部に設ける弾性防振体、Ｐは
慣性体１と２に与える振動的加振力を表わす。この平衡
型フィーダは１自由度の振動系を構成するものであるが
、基礎５の下に弾性防振体１０を設置することによって
２自由度の振動系となるも、２つのバネ一貫性質量系の
固有振動数が接近しているならば実用上１自由度系のよ
うに扱うことができる。

第１図において慣性体１の質量をｍ□、慣性体２の質量
をｍ２、基礎５の質量をｍ１１弾性支体３をｋよ、弾性
支体４をに２、弾性防振体１０をに３とした場合、ｍｌ
、ｍ２の夫々の固有振動数は、それぞれに□、に２によ
って影響を受けるので、　これらのバネ定数を調整して
ｍｌとｍ２の固有振動数をできるだけ一致させることと
共に、この固有振動数は加振振動数とも一致させなけれ
ばならないので、慣性質量の大きさに応じて、さらにに
１とに２のバネ定数を調整して固有振動数の合致に努め
なければならない。この平衡型振動フィーダは基本的な
振動特性や安定性について略目的を連成しているが、そ
の製造、調整に関しては若干の理論的な知識と熟練を必
要とするために普及が遅れているのが実情である。

〔発明の目的〕

そこでこの発明は、平衡型振動フィーダに必要な基本的
振動特性と安定性を失うことなく、簡単に設計・製造・
調整を行なえるようにすると共に、安定した振動を得る
ようにし、従来の平衡型振動フィーダの問題点を解決し
たものである。

〔発明の概要〕

本発明の平衡型振動フィーダは、基礎より弾性支体によ
って別々に支持した２つの慣性体相互間を、振動連成バ
ネの効果をもつ弾性体によって結合し、弾性体と弾性支
体の少なくとも一方に電圧の負荷により伸縮する振動発
生源を取付けたものである。

〔発明の構成〕

この発明の平衡型振動フィーダは第２図に示す振動モデ
ル図の如く、２つの慣性体１，２の夫々を１弾性支体３
，４　によって基礎５より別々に支持し、両慣性体１，
２間を振動連成バネの効果をもつ弾性体６によって結合
し、且つ弾性体６と弾性支体３，４　の少なくとも一方
に電圧の負荷により伸縮する圧電磁器の振動発生源８を
取付けた構造になっている。

〔実施例〕

この発明は普通の平衡型振動フィーダに連成バネを付加
し、加振用電磁石の代りに圧電磁器の振動発生源を取付
け、諸定数の調整すれば実現できるので、基本的に容易
に実施し得る性質の発明である。第３図は上下に慣性体
を対称的に配置したツイン（双子）型と名付ける平衡型
振動フィーダの一種に本発明を適用した実施例を示すも
ので、図において慣性体１に相当する上位ボウル１１と
慣性体２に相当する下位ボウル１２は、基礎に相当する
支持コラム１５に取り付けた固定金具２５より放射状に
配置された弾性支体３，４　に相当する複数の板バネ１
３．１４によって夫々支持されている。７は上下ボウル
１１と１２に振動を与える振動発生装置で、振動発生装
置７は板バネ１３．１４に取付ける振動発生源８と、該
発生源８に結線する。コントローラ９から構成され、コ
ントローラ９に少なくとも電源周波数に無関係な振動を
可能にする発振回路１９と、電源電圧の変動を安定にす
る電圧安定化回路２９を備え１周波数トリマー３９の回
動により振動のマツチングをとり得るようになっている
。振動発生源８には電圧の負荷により伸縮する圧電磁器
１８を用い、この圧電磁器１８を弾性体６と板バネ１３
．１４の少なくとも一方の表裏両面に取付けるか、片面
に重ねて取付け、両正電磁器１８．１８’に逆位置で交
流電圧を負荷する。交流電圧が第８図の様な極性で圧電
磁器１８に作用した場合、一方の圧電磁器１８は伸び、
他方の圧電磁器１８’は縮むため、板バネ１３゜１４又
は弾性体６の伸縮により左方向にたわむ。逆の極性の電
圧が負荷されると、板バネは反対の右方向にたわむ。即
ち圧電磁器１８．１８’に交流電圧を負荷することによ
り、板バネ１３．１４又は弾性体６の振動は持続される
。上下に振動的に平衡するように設置されたボウル１１
と１２は、加振用電磁石に相当する圧電磁器１８　、１
８″の伸縮によって加振される。板バネ１３．１４と弾
性体６は部品を振動輸送できるようコラム軸１５に対し
て傾斜角θに取付けるのが普通である。この２つのボウ
ル１１．１・２間には、弾性体６に相当する連成バネ１
６が振動的に結合されている。連成バネ１６の形状は任
意のものを選択できるし、設置位置はボウル１１．１２
の内側や支持コラム１５の付近でも振動的には同じであ
るが、振動ボウルフィーダの場合、外側に取り付けた方
がトルクバネ定数が大きくなるし、空間的スペースに関
しても有利である。

〔発明の効果〕

本発明による平衡型振動フィーダにおいて、２つの慣性
体１，２間に結合した振動連成バネの効果を持つ弾性体
６をに、とじた場合、系の平衡固有振動数はに０．　ｋ
□ｙｋ２　によって決まり、いまに１．　ｋ２　に比較
してに、を３倍径度以上大きく選べば、固有振動数はほ
とんどに０によって支配され、に、、に２の影響を受け
なくなる特性がある。

このため系の固有振動数はに０のみ調整すればよいこと
になるので、平衡型振動フィーダの設計・製造調整が著
しく容易になる。

このようにに０とに工ｔｋ２の働きが異なるので振動方
向を規制する機能とバネ定数を決定する機能とを分離し
て、それぞれに分担させることができる。例えば、振動
方向を規制する役割は板バネのような弾性支体に、、　
ｋ、に与え、相対的にバネ定数を小さくしてボウルの内
部に設置し、バネ定数を決定する弾性体に０は板バネの
ような形状に限定されることなく、コイル状やリング状
のバネをも任意に選択することが可能である。また、ボ
ウルの外側に設置して調整を容易にし、併せてトルクバ
ネ定数を大きくする効果もある。弾性体の機能分担とそ
の種類・形状については種々の組合せを考えることがで
きる。又上位ボウルと下位ボウルの固有振動数にずれが
ある場合、平衡型振動フィーダでも基礎に振動反力は伝
達するが、その伝達率は連成バネのある方が小さいとい
う利点がある。特に振動発生源に用いる圧電磁器は、加
振用電磁石より著しく小型軽量であるため、圧電磁器の
取付けが容易で、且つ取付位置の制約も少ない。しかも
少ない消費電力で安定した振動が得られる大きな利点が
あると共に、搬送物が磁化されないし、搬送物を確実に
安定した状態で移送することができるばかりか、振動の
マツチングをとる際、従来の様に困難なバネ板を調整し
たり、電磁石のギャップ調整をする必要がなく、コント
ローラのトリマーを回すだけの簡単な操作で振動調整す
ることができる等、本発明の平衡型振動フィーダは製造
・調整が著しく容易になる前記特徴と共に、生産工程の
ロボット化に有益な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来平衡型振動フィーダの振動モデル図、第２
図は本発明による振動フィーダのモデル図、第３図は本
発明による平衡型振動フィーダの要部構造を示す一部切
欠正面図、第４図は弾性支体の取付例を示す慣性体の底
面図、第５図は弾性体の取付例を示すフィーダの要部側
面図、第６図（イ）（ロ）（ハ）は連成バネ、及び板バ
ネに対する圧電磁器の取付例を示す側面図、第７図は振
動発生装置の概略図、第８図と第９図は圧電磁器の作用
状態図、第１０図は本発明によるリニヤ式平衡型振動フ
ィーダの正面図、第１１図は弾性体の取付例を示すリニ
ヤ式フィーダの底面図、第１２図は第１０図のＸ−Ｘ線
矢視の断面図、第１３図は弾性体の取付例を示す要部拡
大断面図である。 １．２・・・慣性体、１１．１２・・・ボウル、３，４
・・・弾性支体、１３，１４・・・板バネ、５・・・基
礎、１５・・・支持コラム、６・・・弾性体、１６・・
・連成バネ、７・・・振動発生装置、８・・・振動発生
源、１８．１８″・・・圧電磁器、９・・・コントロー
ラ、　１０・・・弾性防振体、１９・・・発振回路、２
９・・・電圧安定化回路、Ｐ・・・振動的加振力、第１
図 第２図 、２・・慣性体 、４．・弾性支体 ５・・基礎 ６・・弾性体 １０・・弾性防振体 Ｐｌ、振動的加振力 第　　３　　図 第　　５　　図 第　　４　　図 第　　６　８ ｆ艷ｉ 昭和６２年５月；；１２日 特許庁長官　　黒　１）　明　雄　殿 １　事件の表示　　　昭和６１年特許願第９１５０２号
２発明の名称　　平衡型振動フィーダ ３　補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　　所　　石川県石川郡野々市町稲荷町１４−１１２
４代理人 〜１・１ ゛（１ １，− 一、−ｔ ）−′、口 ５　拒絶理由通知の日付　　　（自　発）７　補正の内
容 （１）明細書筒７頁１３行目の「支持されている。」の
後に、「１６はボウル１１と１２の間に結合する連成バ
ネ。」を追加する。 （２）明細書筒７頁１５行目の「振動発生装置７は板バ
ネ１３」を［振動発生装置７は連成バネ１６、又は板バ
ネ１３」と訂正する。 （３）明細書第８頁６行目の［逆位置で」を「逆位相で
」と訂正する。 （４）明細書第９頁２行目乃至３行目の「連成バネ１６
の・・・・・・設置位置は」を「連成バネ１６の設置位
置は」と訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２つの慣性体１、２の夫々を、複数の弾性支体３、
   ４によって基礎５より別々に支持し、両慣性体間を振動
   連成バネの効果をもつ弾性体６によって結合し、弾性支
   体と弾性体の少なくとも一方に振動発生装置７の振動発
   生源８を取付けた平衡型振動フィーダ。 ２）弾性体６が板バネで、この板バネ弾性体に振動発生
   源８を取付けた特許請求の範囲第１項に記載の平衡型振
   動フィーダ。 ３）慣性体１、２を支持する夫々の弾性支体３、４が板
   バネで、この板バネに振動発生源８を取付けた特許請求
   の範囲第１項に記載の平衡型振動フィーダ。 ４）振動発生装置７が振動発生源８と、該発生源に結線
   する電源コントローラ９から構成され、コントローラに
   少なくとも発振回路１９と電圧安定化回路２９を備えた
   特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の平衡型
   振動フィーダ。 ５）振動発生源８が電圧の負荷により伸縮する圧電磁器
   １８である特許請求の範囲第１項、第２項、第３項又は
   第４項に記載の平衡型振動フィーダ。