(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品搬送路が形成された部品搬送部材と、前記部品搬送部材が取り付けられる上部振動体と、床上に設置される基台と、前記上部振動体と基台との間に設けられる中間振動体と、前記中間振動体と基台とを連結する第１の弾性部材と、前記上部振動体と中間振動体とを連結する第２の弾性部材とを備え、前記第１の弾性部材と第２の弾性部材のうちの一方を水平振動用弾性部材、他方を鉛直振動用弾性部材とし、前記水平振動用弾性部材と第１の加振機構とで部品搬送部材に水平方向の振動を付与し、前記鉛直振動用弾性部材と第２の加振機構とで部品搬送部材に鉛直方向の振動を付与するようにした振動式部品搬送装置において、
前記水平振動用弾性部材は、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定される状態で部品搬送方向の同一位置に２つ１組で配され、その１組の２つの水平振動用弾性部材は、それぞれの２箇所の固定位置の位置関係が装置幅方向中心を通る鉛直面に対して同じになるように配されていることを特徴とする振動式部品搬送装置。
【請求項２】
前記鉛直振動用弾性部材を、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定したことを特徴とする請求項１に記載の振動式部品搬送装置。
【請求項３】
前記鉛直振動用弾性部材を、部品搬送方向と平行な同一水平線上の２箇所の固定位置で固定したことを特徴とする請求項１に記載の振動式部品搬送装置。
【請求項４】
前記水平振動用弾性部材の固有振動数を、水平方向と鉛直方向とで異ならせたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の振動式部品搬送装置。
【請求項５】
前記水平振動用弾性部材の鉛直方向の剛性を、水平方向の剛性よりも高くしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の振動式部品搬送装置。
【請求項６】
前記水平振動用弾性部材として、表裏面を部品搬送方向に向けた板ばねを用いたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の振動式部品搬送装置。
【請求項７】
前記水平振動用弾性部材として、表裏面を部品搬送方向に向けた板ばねを部品搬送方向に沿って複数並べ、各板ばねの固定箇所の間に間座を設けたものを用いたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の振動式部品搬送装置。
【請求項８】
前記鉛直振動用弾性部材として、表裏面を鉛直方向に向けた板ばねを用いたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の振動式部品搬送装置。
【請求項９】
前記各加振機構を電磁石と可動鉄心とで構成し、そのうちの一方の電磁石への印加電圧設定回路に、印加電圧の基準波形を発生させる基準波形発生手段と、前記基準波形に対して振幅を調整する波形振幅調整手段を設け、他方の電磁石への印加電圧設定回路には、前記基準波形に対して所定の位相差をもつ波形を発生させる位相差調整手段と、位相差調整手段で発生した波形に対して振幅を調整する波形振幅調整手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の振動式部品搬送装置。
【請求項１０】
前記各加振機構の電磁石への印加電圧設定回路に、それぞれの前記波形振幅調整手段で振幅を調整された波形をＰＷＭ信号に変換するＰＷＭ信号発生手段を設けたことを特徴とする請求項９に記載の振動式部品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加振機構の駆動により部品搬送部材を振動させて部品を搬送する振動式部品搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動式部品搬送装置には、部品搬送部材に対して部品搬送に最適な振動を付与することを目的として、部品搬送部材の水平方向の振動と鉛直方向の振動をそれぞれ調整できる構成とした複合振動式のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記特許文献１に記載された部品搬送装置は、図９に示すように、トラフ（部品搬送部材）５１の支持部材５２と床上に設置される基台５３との間に中間振動体５４を設け、鉛直方向に向けた第１の板ばね（水平振動用板ばね）５５で基台５３と中間振動体５４とを連結し、水平方向に向けた第２の板ばね（鉛直振動用板ばね）５６でトラフ支持部材５２と中間振動体５４とを連結し、トラフ５１に固定された接続板５７と基台５３との間に、水平方向の振動を発生させる第１の加振機構５８と鉛直方向の振動を発生させる第２の加振機構５９を設けたものである。
【０００４】
そして、前記各加振機構５８、５９は基台５３上に設置される交流電磁石６０、６１と接続板５７に取り付けられる被振動板６２とで構成され、各加振機構５８、５９の電磁石６０、６１に印加する電圧を別々に制御することにより、トラフ５１の水平方向の振動と鉛直方向の振動をそれぞれ調整できるようになっている。
【０００５】
しかしながら、上記のような複合振動式の部品搬送装置では、水平振動用板ばねが鉛直方向の２箇所の固定位置で固定されているため、図１０に示すように、水平振動用板ばねＡが水平方向に振動する際に鉛直方向にも振幅Ｚとなる振動を発生させ、この水平方向の振動に起因する鉛直方向の振動が、第２の加振機構で発生させた鉛直方向の振動に加算されて部品搬送部材に伝わってしまう。従って、部品搬送部材の水平方向の振動を鉛直方向の振動に影響しないように調整することはできず、実際に部品搬送部材に所望の振動を付与することは困難である。
【０００６】
これに対して、部品搬送部材の鉛直方向の振動を検出し、その検出値を鉛直方向振動用の加振機構の印加電圧設定回路にフィードバックして設定電圧を制御するようにすれば、所望の振動を実現できる可能性もあるが、その場合には、振動センサやフィードバック制御の回路が別途必要となり、また電磁石への負荷も高くなることから、製造コストやランニングコストが大幅に上昇することが避けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５５−８４７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、複合振動式の部品搬送装置において、低コストで水平方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生を抑えられるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、部品搬送路が形成された部品搬送部材と、前記部品搬送部材が取り付けられる上部振動体と、床上に設置される基台と、前記上部振動体と基台との間に設けられる中間振動体と、前記中間振動体と基台とを連結する第１の弾性部材と、前記上部振動体と中間振動体とを連結する第２の弾性部材とを備え、前記第１の弾性部材と第２の弾性部材のうちの一方を水平振動用弾性部材、他方を鉛直振動用弾性部材とし、前記水平振動用弾性部材と第１の加振機構とで部品搬送部材に水平方向の振動を付与し、前記鉛直振動用弾性部材と第２の加振機構とで部品搬送部材に鉛直方向の振動を付与するようにした振動式部品搬送装置において、前記水平振動用弾性部材を、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定するようにした。これにより、図１１に示すように、水平振動用弾性部材Ｂはその水平方向の変形が鉛直方向の変位につながらなくなり、高コストの制御手段等を設けてなくても、水平方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生が抑えられる。
【００１０】
一方、前記鉛直振動用弾性部材は、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定したり、部品搬送方向と平行な同一水平線上の２箇所の固定位置で固定したりすればよい。
【００１１】
また、前記水平振動用弾性部材の固有振動数を、水平方向と鉛直方向とで異ならせたり、前記水平振動用弾性部材の鉛直方向の剛性を、水平方向の剛性よりも高くしたりすることにより、水平方向の振動に起因する鉛直方向の振動をより効果的に抑制することができる。
【００１２】
上記の構成において、前記水平振動用弾性部材としては、表裏面を部品搬送方向に向けた板ばねを用いることができるが、望ましくは、表裏面を部品搬送方向に向けた板ばねを部品搬送方向に沿って複数並べ、各板ばねの固定箇所の間に間座を設けたものを用いるとよい。これは、第１の加振機構の設置時の傾き等によって中間振動体にモーメントが作用する場合、水平振動用弾性部材が捻り剛性の低い１枚の板ばねであると、図１２に示すように板ばねＣが捻れ、この捻れが水平方向の振動に伴う捻れ振動となって中間振動体に部品搬送方向に対するピッチング振動を発生させ、部品搬送に最適な所望の振動を実現しにくくなるからである。すなわち、水平振動用弾性部材として複数の板ばねで間座を挟んだ捻り剛性の高いものを用いることにより、中間振動体にモーメントが作用する場合でも、図１３に示すように水平振動用弾性部材Ｄの捻れが抑えられ、所望の振動を実現しやすくなる。
【００１３】
一方、前記鉛直振動用弾性部材としては、表裏面を鉛直方向に向けた板ばねを用いることができる。
【００１４】
前記各加振機構を電磁石と可動鉄心とで構成し、そのうちの一方の電磁石への印加電圧設定回路に、印加電圧の基準波形を発生させる基準波形発生手段と、前記基準波形に対して振幅を調整する波形振幅調整手段を設け、他方の電磁石への印加電圧設定回路には、前記基準波形に対して所定の位相差をもつ波形を発生させる位相差調整手段と、位相差調整手段で発生した波形に対して振幅を調整する波形振幅調整手段を設けて、各電磁石への印加電圧の波形、周期、位相差および振幅を自在に制御できるようにすれば、水平方向の振動と鉛直方向の振動を容易に所望の振動に近づけることができる。
【００１５】
また、前記各加振機構の電磁石への印加電圧設定回路に、それぞれの前記波形振幅調整手段で振幅を調整された波形をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号に変換するＰＷＭ信号発生手段を設けて、ＰＷＭ方式で各加振機構を駆動することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の振動式部品搬送装置は、上述したように、上部振動体または基台と中間振動体とを連結する水平振動用弾性部材を、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定したものであるから、水平方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生が抑えられる。従って、水平方向と鉛直方向の振動をそれぞれ調整する際に、水平方向の振動を鉛直方向の振動にほとんど影響しないように調整することができ、部品搬送に適した所望の振動を容易に実現できる。しかも、この構成は、フィードバック制御手段等を必要とせず、低コストで構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態の部品搬送装置の正面断面図
【図２】図１のトラフを除いた上面図
【図３】図１の側面図
【図４】図１の部品搬送装置の各加振機構の印加電圧設定回路の概略図
【図５】図１の鉛直振動用板ばねの配置の変形例を示す正面断面図
【図６】図５のトラフを除いた上面図
【図７】第２実施形態の部品搬送装置の正面断面図
【図８】図７のトラフを除いた上面図
【図９】従来の部品搬送装置の正面図
【図１０】従来の水平振動用板ばねの振動挙動の説明図
【図１１】本発明の水平振動用弾性部材の通常の変形形態の説明図
【図１２】本発明の水平振動用弾性部材の捻れ変形の説明図
【図１３】本発明の別の水平振動用弾性部材の変形形態の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１乃至図８に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は第１実施形態の振動式部品搬送装置を示す。この部品搬送装置は、直線状の搬送路１ａが形成されたトラフ（部品搬送部材）１を上部振動体２の上面に取り付け、上部振動体２と床上に設置される基台３との間に中間振動体４を設け、中間振動体４と基台３とを第１の弾性部材としての板ばね５で連結し、上部振動体２と中間振動体４とを第２の弾性部材としての板ばね６で連結し、中間振動体４と基台３の間に水平方向の振動を発生させる第１の加振機構７を設け、上部振動体２と基台３の間に鉛直方向の振動を発生させる第２の加振機構８を設けたものである。
【００１９】
前記基台３は、その両端に柱状の板ばね取付部３ａが立設されており、床面に固定された防振ゴム等の防振部材（図示省略）に支持されている。
【００２０】
前記中間振動体４は、矩形枠形状に形成され、その短手方向の縁部が外面側で基台３の板ばね取付部３ａの上端部と対向し、内面側で上部振動体２の下部と対向するように配置されている。また、その外周側の四隅には、部品搬送方向（図中の左右方向）に突出する板ばね取付部４ａが設けられている。
【００２１】
前記第１の板ばね５は、表裏面を部品搬送方向に向けられ、両端の固定位置が部品搬送方向と直交する同一水平線上に位置するように、一端部を基台３の板ばね取付部３ａに他端部を中間振動体４の板ばね取付部４ａにそれぞれ固定されて、中間振動体４を水平方向に振動可能に支持する水平振動用板ばね（水平振動用弾性部材）となっている。この水平振動用板ばね５は、水平方向の厚み寸法が鉛直方向の幅寸法に比べてかなり小さく、水平方向の固有振動数と鉛直方向の固有振動数が大きく異なり、また鉛直方向の剛性が水平方向の剛性よりも十分に高いものとなっている。
【００２２】
一方、前記第２の板ばね６は、表裏面を鉛直方向に向けられ、両端の固定位置が部品搬送方向と直交する同一水平線上に位置するように、一端部を上部振動体２の下部に他端部を中間振動体４の長手方向縁部にそれぞれ固定されて、上部振動体２を鉛直方向に振動可能に支持する鉛直振動用板ばね（鉛直振動用弾性部材）となっている。
【００２３】
また、前記第１の加振機構７は、基台３上に設置される交流電磁石９と、この電磁石９と所定の間隔をおいて対向するように中間振動体４に取り付けられる可動鉄心１０とで構成されている。なお、可動鉄心１０は、この例では中間振動体４に取り付けたが、上部振動体２に取り付けるようにしてもよい。一方、前記第２の加振機構８は、基台３上に設置される交流電磁石１１と、この電磁石１１と所定の間隔をおいて対向するように上部振動体２に取り付けられる可動鉄心１２とで構成されている。
【００２４】
第１の加振機構７の電磁石９に通電すると、電磁石９と可動鉄心１０との間に断続的な電磁吸引力が作用し、この電磁吸引力と水平振動用板ばね５の復元力により、中間振動体４に水平方向の振動が発生し、この振動が鉛直振動用板ばね６を介して上部振動体２およびトラフ１に伝わる。また、第２の加振機構８の電磁石１１に通電すると、電磁石１１と可動鉄心１２との間に断続的な電磁吸引力が作用し、この電磁吸引力と鉛直振動用板ばね６の復元力により、上部振動体２およびトラフ１に鉛直方向の振動が発生する。そして、この水平方向の振動と鉛直方向の振動により、トラフ１に供給された部品が直線状搬送路１ａに沿って搬送される。
【００２５】
従って、各加振機構７、８の電磁石９、１１への印加電圧を別々に設定することにより、トラフ１の水平方向の振動と鉛直方向の振動をそれぞれ調整することができる。
【００２６】
図４は各加振機構７、８の電磁石９、１１へ印加電圧を設定する回路を示す。第１の加振機構７の回路には、印加電圧の基準波形を発生させる基準波形発生手段１３が設けられている。基準波形発生手段１３では、波形の種類（例えば、正弦波）とその波形の周期（周波数）の設定値に応じた基準波形を発生させる。一方、第２の加振機構８の回路には、基準波形発生手段１３で発生した基準波形に対して所定の位相差をもつ波形を発生させる位相差調整手段１４が設けられている。
【００２７】
そして、各加振機構７、８の回路において、基準波形発生手段１３または位相差調整手段１４で発生した波形を、波形振幅調整手段１５で所定の振幅に調整して、ＰＷＭ信号発生手段１６でＰＷＭ信号に変換した後、電圧増幅手段１７で昇圧し、それぞれの電磁石９、１１へ印加するようになっている。これにより、各電磁石９、１１への印加電圧の波形、周期、位相差および振幅を自在に制御して、水平方向の振動と鉛直方向の振動をそれぞれ調整することができる。なお、ＰＷＭ方式で各加振機構を駆動しない場合は、ＰＷＭ信号発生手段１６は不要となる。
【００２８】
この振動式部品搬送装置は、上記の構成であり、第１の加振機構７の駆動によって中間振動体４に振動が発生するとき、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定された水平振動用板ばね５は、水平方向にのみ変形して元の状態に戻る動作を繰り返す（図１１参照）。これにより、中間振動体４に発生する振動は、鉛直方向の振動をほとんど含まず、ほぼ水平方向のみの振動となる。
【００２９】
また、水平振動用板ばね５は、水平方向の固有振動数と鉛直方向の固有振動数が大きく異なるので、これによっても水平方向の振動に起因する鉛直方向の振動の発生が抑えられる。
【００３０】
すなわち、一般に、複合振動式の部品搬送装置で部品搬送速度を大きくしようとするときには、少ない電力で効率よく水平方向の振動の振幅を大きくするために、各加振機構をトラフの水平方向の固有振動数付近の周波数で駆動することが多い。この際、水平振動用板ばねの水平方向の固有振動数と鉛直方向の固有振動数が同じであるか、もしくは数Ｈｚ程度しか離れていない場合には、水平方向の振動によって生じる中間振動体の鉛直方向の振動が無視できない大きさとなる。しかし、この実施形態の部品搬送装置では、水平振動用板ばね５の水平方向の固有振動数と鉛直方向の固有振動数に十分な差があるので、水平振動に起因する中間振動体４の鉛直方向の振動を小さく抑えることができる。
【００３１】
ここで、水平振動用板ばねは、例えば、水平方向の厚み寸法が鉛直方向の幅寸法より大きい形状としても、水平方向の固有振動数と鉛直方向の固有振動数に差をつけることができるが、後述する剛性の観点からは、この実施形態のような形状を採用することが好ましい。
【００３２】
すなわち、この実施形態では、水平振動用板ばね５の水平方向寸法が鉛直方向寸法よりかなり小さく形成され、その鉛直方向の剛性が水平方向の剛性よりも十分に高くなっているので、中間振動体４の鉛直方向の振動をさらに小さくすることができる。
【００３３】
上述したように、この実施形態の部品搬送装置は、トラフ１に発生する鉛直方向の振動がほぼ第２の加振機構８と鉛直振動用板ばね６による振動のみとなるので、水平方向と鉛直方向の振動をそれぞれ調整する際に、水平方向の振動を鉛直方向の振動にほとんど影響しないように調整でき、部品搬送に適した所望の振動を容易にトラフ１に付与することができる。
【００３４】
図５および図６は上述した第１実施形態の鉛直振動用板ばね６の配置の変形例を示す。この変形例では、鉛直振動用板ばね６を、部品搬送方向（図中の左右方向）と平行な同一水平線上の２箇所の固定位置で、上部振動体２と中間振動体４の短手方向縁部に固定している。
【００３５】
図７および図８は第２の実施形態を示す。この実施形態では、第１実施形態の水平振動用板ばね５に代わる水平振動用弾性部材１８で中間振動体４と基台３とを連結している。この水平振動用弾性部材１８は、表裏面を部品搬送方向（図中の左右方向）に向けた２枚の板ばね１９を部品搬送方向に沿って並べ、各板ばね１９の固定箇所の間に間座２０を設けたもので、第１実施形態の水平振動用板ばね５と同様、部品搬送方向と直交する同一水平線上の２箇所の固定位置で固定されている。その他の部分の構成は、各加振機構７、８の電磁石９、１１への印加電圧設定回路を含めて、第１実施形態と同じである。
【００３６】
この第２実施形態の部品搬送装置は、水平振動用弾性部材１８の捻り剛性が第１実施形態の水平振動用板ばね５よりも高いので、第１の加振機構７の設置時の傾き等によって中間振動体４にモーメントが作用する場合でも、水平振動用弾性部材１８は捻れることなく、ほぼ水平方向にのみ変形する（図１３参照）。従って、第１実施形態の装置よりも部品搬送に適した所望の振動を実現しやすい。
【００３７】
なお、この第２実施形態についても、図５および図６に示した例と同じく、鉛直振動用板ばね６を、部品搬送方向と平行な同一水平線上の２箇所の固定位置で、上部振動体２と中間振動体４の短手方向縁部に固定するようにしてもよい。
【００３８】
上述した各実施形態では、中間振動体と基台とを連結する第１の板ばねを水平振動用板ばねとし、上部振動体と中間振動体とを連結する第２の板ばねを鉛直振動用板ばねとしたが、これとは逆に、第１の板ばねが鉛直振動用板ばね、第２の板ばねが水平振動用板ばねとなるように構成してもよい。また、板ばねは各箇所に１枚ずつ配置したが、２枚以上重ねて使用してもよい。また、板ばねは水平振動用と鉛直振動用に４箇所ずつ配置したが、２箇所以上で構成してもよい。
【００３９】
さらに、各実施形態では、水平振動用弾性部材および鉛直振動用弾性部材に板ばねを使用しているが、板ばね以外の弾性部材ももちろん用いることができる。また、各加振機構は、電磁石と可動鉄心とからなるものを使用しているが、これに限らず、同様の加振力を発生させることができるアクチュエータであればよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  トラフ（部品搬送部材）
２  上部振動体
３  基台
４  中間振動体
５  第１の板ばね（水平振動用板ばね）
６  第２の板ばね（鉛直振動用板ばね）
７  第１の加振機構
８  第２の加振機構
９、１１  電磁石
１０、１２  可動鉄心
１８  水平振動用弾性部材
１９  板ばね
２０  間座
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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