KR20120063433A

KR20120063433A - 진동식 보울 피더

Info

Publication number: KR20120063433A
Application number: KR1020110129418A
Authority: KR
Inventors: 도모미 이시카와; 다카요시 오자키
Original assignee: 엔티엔 가부시키가이샤
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2012-06-15
Also published as: TWI538865B; CN102530494B; JP2012121649A; CN102530494A; TW201228909A

Abstract

본 발명은 복합 진동식의 보울 피더에서, 수평 회전 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동의 발생을 억제하도록 하는 것을 목적으로 한다.
보울(1)이 부착되는 상부 진동체(2)와 베이스(3) 사이에 중간 진동체(4)를 설치하고, 중간 진동체(4)와 베이스(3)를 회전 진동용 판스프링(5)으로 연결하며, 상부 진동체(2)와 중간 진동체(4)를 수직 진동용 판스프링(6)으로 연결한 진동식 보울 피더에 있어서, 회전 진동용 판스프링(5)을, 보울(1)의 수직 방향 중심선(O)과 직교하는 동일 수평선상의 2지점의 고정 위치에 고정하도록 하였다. 이것에 의해, 수평 회전 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동의 발생을 억제할 수 있고, 그 결과, 수평 회전 방향과 수직 방향의 진동을 각각 조정할 때에, 수평 회전 방향의 진동을 수직 방향의 진동에 거의 영향을 미치지 않도록 조정할 수 있어, 부품 반송에 적합한 원하는 진동을 용이하게 실현할 수 있다.

Description

진동식 보울 피더{VIBRATING BOWL FEEDER}

본 발명은, 가진(加振) 기구의 구동에 의해 나선형의 반송로를 따라 부품을 반송하는 진동식 보울 피더에 관한 것이다.

진동식 보울 피더는, 내면에 나선형의 부품 반송로가 형성된 보울을 구비하고, 이 보울을 가진 기구의 구동에 의해 진동시켜 부품을 반송로를 따라 반송하는 것이다. 이러한 진동식 보울 피더에는, 보울에 대하여 부품 반송에 최적의 진동을 부여하는 것을 목적으로 하여, 보울의 수평 회전 방향의 진동과 수직 방향의 진동을 각각 조정할 수 있는 구성으로 한 복합 진동식의 것이 있다(특허문헌 1, 2 참조).

예컨대 상기 특허문헌 1에 기재된 보울 피더는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 보울(51)이 부착되는 상부 진동체(52)와 바닥 위에 설치되는 베이스(53) 사이에 십자형의 중간 진동체(54)를 설치하고, 이 중간 진동체(54)와 베이스(53)가 수직 방향으로 향하는 제1 판스프링(회전 진동용 판스프링)(55)으로 연결하며, 상부 진동체(52)와 중간 진동체(54)가 수평 방향으로 향하는 제2 판스프링(수직 진동용 판스프링)(56)으로 연결하고, 중간 진동체(54)와 베이스(53) 사이에 수평 회전 방향의 진동을 발생시키는 제1 가진 기구(도시 생략)를 설치하며, 상부 진동체(52)와 베이스(53) 사이에 수직 방향의 진동을 발생시키는 제2 가진 기구(도시 생략)를 설치한 것이다.

그리고, 상기 각 가진 기구는, 각각 베이스(53) 위에 설치되는 교류 전자석과 중간 진동체(54) 및 상부 진동체(52)에 부착되는 가동 코어로 구성되고, 각 가진 기구의 전자석에 인가하는 전압을 별도로 제어하는 것에 의해, 보울(51)의 수평 회전 방향의 진동과 수직 방향의 진동을 각각 조정할 수 있게 되어 있다.

그러나, 전술한 바와 같은 복합 진동식의 보울 피더에서는, 회전 진동용 판스프링이 수직 방향의 2지점의 고정 위치에 고정되어 있기 때문에, 도 8에 도시하는 바와 같이, 회전 진동용 판스프링(A)이 수평 회전 방향으로 진동할 때에 수직 방향으로도 진폭(Z)이 되는 진동을 발생시켜, 이 수평 회전 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동이, 제2 가진 기구로 발생시킨 수직 방향의 진동에 가산되어 보울에 전해져 버린다. 따라서, 보울의 수평 회전 방향의 진동을 수직 방향의 진동에 영향을 미치지 않도록 조정할 수 없고, 실제로 보울에 원하는 진동을 부여하는 것은 어렵다.

일본 특허 공개 평10-203623호 공보 일본 특허 공개 평11-116027호 공보

본 발명의 과제는, 복합 진동식의 보울 피더에서, 수평 회전 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동의 발생을 억제하도록 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 나선형의 부품 반송로가 형성된 보울과, 상기 보울이 부착되는 상부 진동체와, 바닥 위에 설치되는 베이스와, 상기 상부 진동체와 베이스 사이에 설치되는 중간 진동체와, 상기 중간 진동체와 베이스를 연결하는 제1 탄성 부재와, 상기 상부 진동체와 중간 진동체를 연결하는 제2 탄성 부재를 구비하고, 상기 제1 탄성 부재와 제2 탄성 부재 중 한쪽을 회전 진동용 탄성 부재, 다른 쪽을 수직 진동용 탄성 부재로 하며, 상기 회전 진동용 탄성 부재와 제1 가진 기구로 보울에 수평 회전 방향의 진동을 부여하고, 상기 수직 진동용 탄성 부재와 제2 가진 기구로 보울에 수직 방향의 진동을 부여하도록 한 진동식 보울 피더에서, 상기 회전 진동용 탄성 부재를, 상기 보울의 수직 방향 중심선과 직교하는 동일 수평선상의 2지점의 고정 위치에 고정하는 구성으로 한 것이다. 이것에 의해, 도 9에 도시하는 바와 같이, 회전 진동용 탄성 부재(B)는 그 수평 회전 방향의 변형이 수직 방향의 변위로 이어지지 않게 되어, 수평 회전 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동의 발생이 억제된다.

한편, 상기 수직 진동용 탄성 부재는, 상기 상부 진동체 또는 중간 진동체의 외주부를 따라 연장되는 동일 수평선상의 2지점의 고정 위치에 고정할 수 있다.

또한, 상기 회전 진동용 탄성 부재의 고유 진동수를, 수평 회전 방향과 수직 방향에서 상이하게 하거나, 상기 회전 진동용 탄성 부재의 수직 방향의 강성을, 수평 방향의 강성보다 높게 하거나 하는 것에 의해, 수평 회전 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

상기한 구성에서, 상기 회전 진동용 탄성 부재로서는, 표리면이 수평 방향으로 향하는 판스프링을, 상기 수직 진동용 탄성 부재로서는, 표리면이 수직 방향으로 향하는 판스프링을 각각 이용할 수 있다.

상기 각 가진 기구를 전자석과 가동 철심으로 구성하고, 그 중 한쪽의 전자석에의 인가 전압 설정 회로에, 인가 전압의 기준 파형을 발생시키는 기준 파형 발생 수단과, 상기 기준 파형에 대하여 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치하며, 다른 쪽의 전자석에의 인가 전압 설정 회로에는, 상기 기준 파형에 대하여 정해진 위상차를 갖는 파형을 발생시키는 위상차 조정 수단과, 위상차 조정 수단에서 발생한 파형에 대하여 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치하고, 각 전자석에의 인가 전압의 파형, 주기, 위상차 및 진폭을 자유롭게 제어할 수 있도록 하면, 수평 회전 방향의 진동과 수직 방향의 진동을 용이하게 원하는 진동에 근접시킬 수 있다.

또한, 상기 각 가진 기구의 전자석에의 인가 전압 설정 회로에, 각각의 상기 파형 진폭 조정 수단으로 진폭을 조정한 파형을 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 변환하는 PWM 신호 발생 수단을 설치하여, PWM 방식으로 각 가진 기구를 구동할 수 있다.

본 발명의 진동식 보울 피더는, 전술한 바와 같이, 상부 진동체 또는 베이스와 중간 진동체를 연결하는 회전 진동용 탄성 부재를, 보울의 수직 방향 중심선과 직교하는 동일 수평선상의 2지점의 고정 위치에 고정한 것이기 때문에, 수평 회전 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동의 발생이 억제된다. 따라서, 수평 회전 방향과 수직 방향의 진동을 각각 조정할 때에, 수평 회전 방향의 진동을 수직 방향의 진동에 거의 영향을 미치지 않도록 조정할 수 있어, 부품 반송에 적합한 원하는 진동을 용이하게 실현할 수 있다.

도 1은 실시형태의 보울 피더의 정면도.
도 2는 도 1의 보울을 제외한 평면도.
도 3은 도 1의 종단면도.
도 4는 도 3의 선 IV-IV를 따라 취한 단면도.
도 5는 도 3의 선 V-V를 따라 취한 단면도.
도 6은 도 1의 보울 피더의 각 가진 기구의 인가 전압 설정 회로의 개략도.
도 7은 종래의 보울 피더의 일부 절결 사시도.
도 8은 종래의 회전 진동용 판스프링의 진동 거동의 설명도.
도 9는 본 발명의 회전 진동용 탄성 부재의 변형 형태의 설명도.

이하, 도 1 내지 도 6에 기초하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이 진동식 보울 피더는, 도 1 내지 도 5에 도시하는 바와 같이, 내면에 나선형의 반송로(도시 생략)가 형성된 보울(1)을 원반형의 상부 진동체(2)의 상면에 부착하고, 상부 진동체(2)와 바닥 위에 설치되는 베이스(3) 사이에 원통형의 중간 진동체(4)를 설치하며, 중간 진동체(4)와 베이스(3)를 제1 탄성 부재로서의 판스프링(5)으로 연결하고, 상부 진동체(2)와 중간 진동체(4)를 제2 탄성 부재로서의 판스프링(6)으로 연결하며, 중간 진동체(4)와 베이스(3) 사이에 수평 회전 방향의 진동을 발생시키는 제1 가진 기구(7)를 설치하고, 상부 진동체(2)와 베이스(3) 사이에 수직 방향의 진동을 발생시키는 제2 가진 기구(8)를 설치한 것이다.

상기 베이스(3)는, 직사각형의 베이스판(9)의 상면에 블록형의 판스프링 부착 부재(10)를 고정하고, 판스프링 부착 부재(10)의 상면에 원판형의 전자석 설치판(11)을 고정한 것으로, 그 베이스판(9)이 바닥 위에 고정된 방진 고무 등의 방진 부재(도시 생략)에 의해 지지되며, 판스프링 부착 부재(10) 및 전자석 설치판(11)이 중간 진동체(4)의 하부에 삽입되어 있다.

상기 중간 진동체(4)는, 그 하단으로부터 넣어진 제1 판스프링 부착부(4a)와 상단으로부터 돌출되는 제2 판스프링 부착부(4b)가, 각각 둘레 방향으로 등간격으로 4개씩 설치되어 있다. 그리고, 상기 베이스(3)의 판스프링 부착 부재(10)에는, 중간 진동체(4)의 제1 판스프링 부착부(4a)에 대응하는 위치에 판스프링 부착부(10a)가 설치되고, 상부 진동체(2)에는, 중간 진동체(4)의 제2 판스프링 부착부(4b)가 삽입되는 절결의 일측면에 판스프링 부착부(2a)가 설치되어 있다.

상기 제1 판스프링(5)은, 표리면을 수평 방향으로 향하고, 양단의 고정 위치가 보울(1)의 수직 방향 중심선(O)과 직교하는 동일 수평선상에 위치하도록, 일단부를 중간 진동체(4)의 제1 판스프링 부착부(4a)에, 타단부를 베이스(3)의 판스프링 부착 부재(10)의 판스프링 부착부(10a)에 각각 고정하여, 중간 진동체(4)를 수평 회전 방향으로 진동 가능하게 지지하는 회전 진동용 판스프링으로 되어 있다. 이 회전 진동용 판스프링(5)은, 수평 방향의 두께 치수가 수직 방향의 폭 치수에 비해 상당히 작고, 수평 회전 방향의 고유 진동수와 수직 방향의 고유 진동수가 크게 상이하며, 또한 수직 방향의 강성이 수평 방향의 강성보다 충분히 높은 것으로 되어 있다.

한편, 상기 제2 판스프링(6)은, 표리면을 수직 방향으로 향하고, 양단의 고정 위치가 상부 진동체(2)의 외주부를 따라 연장되는 동일 수평선상에 위치하도록, 일단부를 상부 진동체(2)의 판스프링 부착부(2a)에, 타단부를 중간 진동체(4)의 제2 판스프링 부착부(4b)에 각각 고정하여, 상부 진동체(2)를 수직 방향으로 진동 가능하게 지지하는 수직 진동용 판스프링으로 되어 있다.

또한, 상기 제1 가진 기구(7)는, 베이스(3)의 전자석 설치판(11) 위에 설치되는 교류 전자석(12)과, 이 전자석(12)과 정해진 간격을 두고 대향하도록 중간 진동체(4)의 내주면에 부착되는 가동 철심(13)으로 구성되어 있다. 또한 가동 철심(13)은, 이 예에서는 중간 진동체(4)에 부착했지만, 상부 진동체(2)에 부착하도록 하여도 좋다. 한편, 상기 제2 가진 기구(8)는, 베이스(3)의 전자석 설치판(11) 위에 설치되는 교류 전자석(14)과, 이 전자석(14)과 정해진 간격을 두고 대향하도록 상부 진동체(2)의 하면에 부착되는 가동 철심(15)으로 구성되어 있다.

제1 가진 기구(7)의 전자석(12)에 통전하면, 전자석(12)과 가동 철심(13) 사이에 단속적인 전자 흡인력이 작용하여, 이 전자 흡인력과 회전 진동용 판스프링(5)의 복원력에 의해, 중간 진동체(4)에 수평 회전 방향의 진동이 발생하고, 이 진동이 수직 진동용 판스프링(6)을 통해 상부 진동체(2) 및 보울(1)에 전해진다. 또한 제2 가진 기구(8)의 전자석(14)에 통전하면, 전자석(14)과 가동 철심(15) 사이에 단속적인 전자 흡인력이 작용하여, 이 전자 흡인력과 수직 진동용 판스프링(6)의 복원력에 의해, 상부 진동체(2) 및 보울(1)에 수직 방향의 진동이 발생한다. 그리고, 이 수평 회전 방향의 진동과 수직 방향의 진동에 의해, 보울(1)에 공급된 부품이 상기 나선형 반송로를 따라 반송된다.

따라서, 각 가진 기구(7, 8)의 전자석(12, 14)에의 인가 전압을 별도로 설정하는 것에 의해, 보울(1)의 수평 회전 방향의 진동과 수직 방향의 진동을 각각 조정할 수 있다.

도 6은 각 가진 기구(7, 8)의 전자석(12, 14)에 인가 전압을 설정하는 회로를 도시한다. 제1 가진 기구(7)의 회로에는, 인가 전압의 기준 파형을 발생시키는 기준 파형 발생 수단(16)이 설치되어 있다. 기준 파형 발생 수단(16)에서는, 파형의 종류(예컨대, 정현파)와 그 파형의 주기(주파수)의 설정값에 따른 기준 파형을 발생시킨다. 한편, 제2 가진 기구(8)의 회로에는, 기준 파형 발생 수단(16)에서 발생한 기준 파형에 대하여 정해진 위상차를 갖는 파형을 발생시키는 위상차 조정 수단(17)이 설치되어 있다.

그리고, 각 가진 기구(7, 8)의 회로에서, 기준 파형 발생 수단(16) 또는 위상차 조정 수단(17)에서 발생한 파형을, 파형 진폭 조정 수단(18)에서 정해진 진폭으로 조정하고, PWM 신호 발생 수단(19)에서 PWM 신호로 변환한 후, 전압 증폭 수단(20)으로 승압하고, 각각의 전자석(12, 14)에 인가하도록 되어 있다. 이것에 의해, 각 전자석(12, 14)에의 인가 전압의 파형, 주기, 위상차 및 진폭을 자유롭게 제어하여, 수평 회전 방향의 진동과 수직 방향의 진동을 각각 조정할 수 있다. 또한 PWM 방식으로 각 가진 기구를 구동하지 않는 경우에는, PWM 신호 발생 수단(19)이 불필요해진다.

이 진동식 보울 피더는, 전술한 구성을 가지며, 제1 가진 기구(7)의 구동에 의해 중간 진동체(4)에 진동이 발생할 때, 보울(1)의 수직 방향 중심선(0)과 직교하는 동일 수평선상의 2지점의 고정 위치에 고정된 회전 진동용 판스프링(5)은, 수평 회전 방향으로만 변형되어 원래의 상태로 되돌아가는 동작을 반복한다(도 9 참조). 이것에 의해, 중간 진동체(4)에 발생하는 진동은, 수직 방향의 진동을 거의 포함하지 않고, 거의 수평 회전 방향만의 진동이 된다.

또한, 회전 진동용 판스프링(5)은, 수평 회전 방향의 고유 진동수와 수직 방향의 고유 진동수가 크게 상이하기 때문에, 이것에 의해서도 수평 회전 방향의 진동에 기인하는 수직 방향의 진동의 발생이 억제된다.

즉, 일반적으로, 복합 진동식의 보울 피더로 부품 반송 속도를 크게 하고자 할 때에는, 적은 전력으로 효율적으로 수평 회전 방향의 진동의 진폭을 크게 하기 위해, 각 가진 기구를 보울의 수평 회전 방향의 고유 진동수 부근의 주파수로 구동하는 경우가 많다. 이 때, 회전 진동용 판스프링의 수평 회전 방향의 고유 진동수와 수직 방향의 고유 진동수가 동일하거나, 또는 수Hz 정도밖에 떨어져 있지 않는 경우에는, 수평 회전 방향의 진동에 의해 생기는 중간 진동체의 수직 방향의 진동을 무시할 수 없는 크기가 된다. 그러나, 이 실시형태의 보울 피더에서는, 회전 진동용 판스프링(5)의 수평 회전 방향의 고유 진동수와 수직 방향의 고유 진동수에 충분한 차가 있기 때문에, 수평 진동에 기인하는 중간 진동체(4)의 수직 방향의 진동을 작게 억제할 수 있다.

여기서, 회전 진동용 판스프링은, 예컨대 수평 방향의 두께 치수가 수직 방향의 폭 치수보다 큰 형상으로 되어도, 수평 회전 방향의 고유 진동수와 수직 방향의 고유 진동수에 차이를 낼 수 있지만, 후술하는 강성의 관점에서는, 이 실시형태와 같은 형상을 채용하는 것이 바람직하다.

즉, 이 실시형태에서는, 회전 진동용 판스프링(5)의 수평 방향 치수가 수직 방향 치수보다 상당히 작게 형성되고, 그 수직 방향의 강성이 수평 방향의 강성보다 충분히 높아져 있기 때문에, 중간 진동체(4)의 수직 방향의 진동을 더 작게 할 수 있다.

전술한 바와 같이, 이 실시형태의 보울 피더는, 보울(1)에 발생하는 수직 방향의 진동이 대략 제2 가진 기구(8)와 수직 진동용 판스프링(6)에 의한 진동만이 되기 때문에, 수평 회전 방향과 수직 방향의 진동을 각각 조정할 때에, 수평 회전 방향의 진동이 수직 방향의 진동에 거의 영향을 미치지 않도록 조정할 수 있어, 부품 반송에 적합한 원하는 진동을 용이하게 보울(1)에 부여할 수 있다.

전술한 실시형태에서는, 중간 진동체와 베이스를 연결하는 제1 판스프링을 회전 진동용 판스프링으로 하고, 상부 진동체와 중간 진동체를 연결하는 제2 판스프링을 수직 진동용 판스프링으로 했지만, 이것과는 반대로, 제1 판스프링이 수직 진동용 판스프링, 제2 판스프링이 회전 진동용 판스프링이 되도록 구성하여도 좋다. 또한, 판스프링은 각 지점에 1장씩 배치했지만, 2장 이상 중첩하여 사용하여도 좋다. 또한, 판스프링은 회전 진동용과 수직 진동용으로 4지점씩 배치했지만, 2지점 이상으로 구성하여도 좋다.

또한, 실시형태의 판스프링 대신에, 그 외의 탄성 부재를 이용할 수도 있다. 또한, 각 가진 기구는, 전자석과 가동 철심을 포함하는 것을 사용하고 있지만, 이것에 한하지 않고, 같은 가진력을 발생시킬 수 있는 액추에이터이면 좋다.

1: 보울, 2: 상부 진동체, 3: 베이스, 4: 중간 진동체, 5: 제1 판스프링(회전 진동용 판스프링), 6: 제2 판스프링(수직 진동용 판스프링), 7: 제1 가진 기구, 8: 제2 가진 기구, 12, 14: 전자석, 13, 15: 가동 철심

Claims

나선형의 부품 반송로가 형성된 보울과, 상기 보울이 부착되는 상부 진동체와, 바닥 위에 설치되는 베이스와, 상기 상부 진동체와 베이스 사이에 설치되는 중간 진동체와, 상기 중간 진동체와 베이스를 연결하는 제1 탄성 부재와, 상기 상부 진동체와 중간 진동체를 연결하는 제2 탄성 부재를 구비하고, 상기 제1 탄성 부재와 제2 탄성 부재 중 한쪽을 회전 진동용 탄성 부재, 다른 쪽을 수직 진동용 탄성 부재로 하며, 상기 회전 진동용 탄성 부재와 제1 가진 기구로 보울에 수평 회전 방향의 진동을 부여하고, 상기 수직 진동용 탄성 부재와 제2 가진 기구로 보울에 수직 방향의 진동을 부여하도록 한 진동식 보울 피더에서, 상기 회전 진동용 탄성 부재를, 상기 보울의 수직 방향 중심선과 직교하는 동일 수평선상의 2지점의 고정 위치에 고정한 것을 특징으로 하는 진동식 보울 피더.
제1항에 있어서, 상기 수직 진동용 탄성 부재를, 상기 상부 진동체 또는 중간 진동체의 외주부를 따라 연장되는 동일 수평선상의 2지점의 고정 위치에 고정한 것을 특징으로 하는 진동식 보울 피더.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전 진동용 탄성 부재의 고유 진동수를, 수평 회전 방향과 수직 방향에서 상이하게 한 것을 특징으로 하는 진동식 보울 피더.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전 진동용 탄성 부재의 수직 방향의 강성을, 수평 방향의 강성보다 높게 한 것을 특징으로 하는 진동식 보울 피더.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전 진동용 탄성 부재로서, 표리면이 수평 방향으로 향하는 판스프링을 이용한 것을 특징으로 하는 진동식 보울 피더.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수직 진동용 탄성 부재로서, 표리면이 수직 방향으로 향하는 판스프링을 이용한 것을 특징으로 하는 진동식 보울 피더.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 가진 기구를 전자석과 가동 철심으로 구성하고, 그 중 한쪽의 전자석에의 인가 전압 설정 회로에, 인가 전압의 기준 파형을 발생시키는 기준 파형 발생 수단과, 상기 기준 파형에 대하여 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치하고, 다른 쪽의 전자석에의 인가 전압 설정 회로에는, 상기 기준 파형에 대하여 정해진 위상차를 갖는 파형을 발생시키는 위상차 조정 수단과, 위상차 조정 수단에서 발생한 파형에 대하여 진폭을 조정하는 파형 진폭 조정 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진동식 보울 피더.
제7항에 있어서, 상기 각 가진 기구의 전자석에의 인가 전압 설정 회로에, 각각의 상기 파형 진폭 조정 수단으로 진폭을 조정한 파형을 PWM 신호로 변환하는 PWM 신호 발생 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 진동식 보울 피더.