(57)【要約】      （修正有）【課題】微小部品がスムーズに搬送でき、調整が簡便なコンパクトなパーツフィーダを提供する。【解決手段】圧電駆動式パーツフィーダは、振動発生器の上端に増幅バネ５を連結し、垂直方向に対して傾斜させて下端をドライブブロック２に螺着するとともに、増幅バネ５の上端をトラフが取付けられたトッププレート１に螺着し、ドライブブロック２をベース３に継ぎバネ６で弾性支持されている。継ぎバネ６を長尺のものとし、下端をベース３に螺着するとともにドライブブロック２に振動発生器の下端の螺着と同軸に螺着し、上端をトッププレート１に増幅バネ５の螺着と同軸に螺着し、さらに、トッププレート１とドライブブロック２間に調整バネ７を継ぎバネ６に重ねて設けた。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
弾性板に圧電素子が固着された振動発生器の上端に増幅バネを連結し、垂直方向に対して傾斜させて下端をドライブブロックに螺着するとともに、増幅バネの上端をトラフが取付けられたトッププレートに螺着し、該ドライブブロックをベースに継ぎバネで弾性支持した平行四辺形状の圧電駆動式パーツフィーダにおいて、該継ぎバネは長尺のものとし、下端をベースに螺着するとともに該ドライブブロックに該振動発生器の下端の螺着と同軸に螺着し、上端を該トッププレートに該増幅バネの螺着と同軸に螺着し、さらに、該トッププレートと該ドライブブロック間に調整バネを該継ぎバネに重ねて設けたことを特徴とする圧電駆動式パーツフィーダ。
【請求項２】
前記振動発生器および増幅バネの傾斜を垂直方向に対し５〜１０度とし、共振周波数を２００〜３００Ｈｚとして半導体部品など微小部品を搬送させることを特徴とする請求項１に記載の圧電駆動式パーツフィーダ。
【請求項３】
上面のトッププレートと下面のドライブブロックの前後端を前記継ぎバネで連結して平行四辺形状に形成し、左右の側面を覆うようにサイドカバー部をドライブブロックと鋳物で一体形成するとともに、ベースの中央部に昇圧トランスを搭載できるようにドライブブロックの下部中央部に空洞を形成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の圧電駆動式パーツフィーダ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は圧電素子を用いた振動発生器により部品を整列搬送するパーツフィーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電駆動式パーツフィーダの代表的なものとして図８に示すものが知られている。
これは、弾性板３４に圧電素子３３を固着した振動発生器に増幅バネ３６を連結してその上端を部品を載せるトラフが固設されたトッププレート３２に、下端を質量の大きなドライブブロック３７に平行四辺形状に螺着している。そして、ドライブブロック３７は継ぎバネ３５でベース３１に連結している（特許文献１）。
【０００３】
このパーツフィーダは、加振電圧を圧電素子３３に印加することにより、振動発生器が、ドライブブロック３７との連結部を支点として、たわみ振動をおこし、増幅バネ３６によって増幅されてトッププレート３２を斜め上下方向に加振させるものである。なお、ドライブブロック３７の振動は継ぎバネ３５によってベース３１への伝動を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平５−４４３２８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
パーツフィーダは、バラ積みされた様々な形状のワークを一定の姿勢で取り出すことが可能なことから、組立ラインなどで部品の自動供給装置として広く用いられている。
ところで、パーツフィーダを効率的に駆動するには機械系の固有振動数を振動発生器の周波数と共振するようにし、部品の形状や重量、設置スペースなどを考慮して、最適な振動が得られるようにその都度設計されている。
【０００６】
しかしながら、増幅バネのバネ定数やドライブブロックの重量およびバランス、トラフの取付状態などのほか、部品の重量変化、周辺の温度変化などによっても固有振動数が変動するので、共振状態での駆動を持続することが難しい。
このため、日常的に何度も面倒なパーツフィーダの調整を行う必要があり、しかも、熟練者によらなければならない。また、ＬＥＤや電子部品などの微小部品を扱う場合には、共振周波数を大きく（１８０Ｈｚ以上）する必要があるが、大きくするとさらに共振状態での駆動を持続することが難しく、部品が踊ってスムーズに送られ難いということがしばしば生ずる。
【０００７】
また、トラフのトッププレートへの取付状態は、前後および左右のバランスが損なわれないことが必要とされるが、現実の現場においては、次工程やスペースの関係から困難な場合が少なくない。
前後方向のバランスが悪い場合は、その先端で踊りが大きくなったり、逆に搬送物が送られないといったことが生ずる。これを防止するため、トラフにバランスウェイトをつけて重心位置を調整したり、増幅バネを変更することも行われているが、調整が難しくかなりの熟練を必要とする。
【０００８】
また、振動発生器へ電力の供給をするための昇圧トランスは一般的にベースを延長させて搭載しているが、装置全体が大きくなり設置スペースの確保が難しい場合が多い。
このため、ドライブブロックの上部に載置したものもあるが、振動するドライブブロックに取付けるので、耐久性に難点がある。
【０００９】
本考案は上記の問題点に鑑み、熟練者でなくても調整が簡便にでき、微小部品をスムーズに搬送できるコンパクトなパーツフィーダを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本考案の圧電駆動式パーツフィーダは、次のように構成した。すなわち、弾性板に圧電素子が固着された振動発生器の上端に増幅バネを連結し、垂直方向に対して傾斜させて下端をドライブブロックに螺着するとともに、増幅バネの上端をトラフが取付けられたトッププレートに螺着し、該ドライブブロックをベースに継ぎバネで弾性支持した平行四辺形状の圧電駆動式パーツフィーダにおいて、該継ぎバネは長尺のものとし、下端をベースに螺着するとともに該ドライブブロックに該振動発生器の下端の螺着と同軸に螺着し、上端を該トッププレートに該増幅バネの螺着と同軸に螺着し、さらに、該トッププレートと該ドライブブロック間に調整バネを該継ぎバネに重ねて設けたことを特徴としている。
【００１１】
このパーツフィーダは、振動発生器の上端に増幅バネを連結して傾斜させてトッププレートの前端と後端にそれぞれ上端を螺着するとともに、下端を、ドライブブロックにそれぞれ螺着して、平行四辺形状としている。
ドライブブロックは、振動の反力を受けるので、質量をできるだけ大きくするのがよく、側面を覆うサイドカバーを板厚の大きなものとしてドライブブロックに支持させるとよい。
望ましくは、請求項３に記載のように、左右の側面を覆うようにサイドカバー部をドライブブロックと鋳物で一体形成する。そして、ベースの中央部に昇圧トランスを搭載できるようにドライブブロックの下部中央部に空洞を形成するとよい。
【００１２】
継ぎバネは、振動発生器と増幅バネの外側、すなわち、前側の振動発生器および増幅バネの前方と、後側の振動発生器および増幅バネの後方に配置するのが、望ましいが、場合によっては逆（継ぎバネを振動発生器と増幅バネの内側）にしてもよい。
継ぎバネは、ベースとドライブブロックを連結するとともにトッププレートとも連結している。しかも、継ぎバネのトッププレートとドライブブロックへの連結は、増幅バネの上端と振動発生器の下端の螺着と同軸に螺着する。なお、振動発生器と継ぎバネは、干渉しないように互いに平行な状態に取付ける。また、継ぎバネのドライブブロックへの連結位置は、ドライブブロックの下部側とし、トッププレートとベースの、２対１〜３対１になるように選択するとよい。
【００１３】
振動の調整は、増幅バネの厚さを変更させることのほか、トッププレートとドライブブロック間に設ける調整バネを適宜選択することによって行う。
【００１４】
微小部品を対象とする場合は、請求項２に記載のように、振動発生器および増幅バネの傾斜を垂直方向に対し５〜１０度とし、共振周波数を２００〜３００Ｈｚとするのが望ましい。
【考案の効果】
【００１５】
本考案の圧電駆動式パーツフィーダは、継ぎバネを長尺のものとし、下端をベースに螺着するとともにドライブブロックに振動発生器の下端の螺着と同軸に螺着し、上端をトッププレートに増幅バネの螺着と同軸に螺着したことにより、トッププレートとドライブブロックとベースが継ぎバネによって、動きが一体的となり、トッププレートの振動が部品の重量変化や周辺の温度変化などによって変わらず、安定したスムーズなものとなった。しかも、部品点数およびネジ部材が少なく、コンパクトにまとまり、故障が少なく経済的なものとなった。
さらに、トッププレートとドライブブロック間に調整バネを継ぎバネに重ねて設けたので調整作業が簡便である。
【００１６】
また、請求項２に記載のように、振動発生器および増幅バネの傾斜を垂直方向に対し５〜１０度とし、共振周波数を２００〜３００Ｈｚとすれば、従来困難であった電子部品などの微小部品をスムーズに搬送させることができる。
さらに、請求項３に記載のように、上面のトッププレートと下面のドライブブロックの前後端を前記継ぎバネで連結して平行四辺形状に形成し、左右の側面を覆うようにサイドカバー部をドライブブロックと鋳物で一体形成するとともに、ベースの中央部に昇圧トランスを搭載できるようにドライブブロックの下部中央部に空洞を形成すれば、コンパクトで、加工も少なくなり、ネジ部材の緩みなどの問題も少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案の圧電駆動式パーツフィーダの実施の形態を示す正面図である。
【図２】同、側面図である。
【図３】同、斜視図である。
【図４】同、トッププレートが前後に動いて振動している状態を示す正面図で、（ａ）は、ニュートラル、（ｂ）は後方へ撓んだ状態、（ｃ）は前方へ撓んだ状態を示す。
【図５】同、電圧および周波数の変動による共振周波数の変動状態線図である。
【図６】同、圧電駆動式パーツフィーダの別の実施の形態を示す正面図である。
【図７】同、ドライブブロック２０の斜視図である。
【図８】従来の圧電駆動式パーツフィーダの正面図である。
【図９】同、トッププレートが前後に動いて振動している状態を示す正面図で、（ａ）は、ニュートラル、（ｂ）は後方へ撓んだ状態、（ｃ）は前方へ撓んだ状態を示す。
【図１０】同、電圧および周波数の変動による共振周波数の変動状態線図である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
本考案の圧電駆動式パーツフィーダの実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、圧電駆動式パーツフィーダの全体を示す正面図であり、図２は側面図である。また、図３は、斜視図である。
【００１９】
この圧電駆動式パーツフィーダは、振動発生器４に増幅バネ５を固設しその上端側をトッププレート１の前端と後端にそれぞれ固設するとともに、振動発生器４の下端側をドライブブロック２の前端と後端にそれぞれ固設して平行四辺形状に形成している。
振動発生器４は弾性体４ｂに圧電素子４ａを固着したもので、増幅バネ５は連結ネジ８で連結されている。
【００２０】
トッププレート１には、垂直なねじ穴１ｃが穿設されており、図示していないが、上部にトラフが取付けられる。トッププレート１の前端と後端には、傾斜部１ａ、１ｂが形成されており、ねじ穴１ｄ、１ｅが穿設されている。
一方、ドライブブロック２の前端側と後端側には、傾斜部２ａ、２ｂが形成されており、ねじ穴２ｄ、２ｅが穿設されている。また、ドライブブロック２の下方には、ベース３が設けられ、その前端側と後端側に、傾斜部３ａ，３ｂが形成され、ねじ穴３ｄ、３ｅが穿設されている。傾斜部１ａ，１ｂ、傾斜部２ａ，２ｂ、および傾斜部３ａ，３ｂは、同一であり、搬送する部品によって、垂直方向に対して５〜１５度に決められる。
【００２１】
そして、トッププレート１のねじ穴１ｄ，１ｅには、ボルト１６によって増幅バネ５の上端付近と、継ぎバネ６の上端付近が同軸に螺着され、ドライブブロック２のねじ穴２ｄ，２ｅには、振動発生器４の下端付近と継ぎバネ６のが同軸で螺着されている。また、ねじ穴３ｄ，３ｅには、継ぎバネ６の下端付近が螺着されている。
増幅バネ５と継ぎバネ６とは、距て金１１，１３を介してそれぞれ螺着され、弾性体４ｂと継ぎバネ６とは、距て金１２，１４を介してそれぞれ螺着されている。
さらに、継ぎバネ６のトッププレート１とドライブブロック２との間には、継ぎバネ６に重ねて調整バネ７が設けられている。なお、１５は押え板である。
【００２２】
ドライブブロック２の上面には昇圧トランス１０が取付けられている。また、ドライブブロック２の両側面には、ねじ穴２ｃが穿設されており、側面全体を覆うサイドカバー１７がボルト１８で螺着されている。サイドカバー１７は、ここでは、厚さ８ｍｍの鋼材を使用しており、この重量はドライブブロック２に付加される。
なお、パーツフィーダ全体の概略の大きさは、ここでは、長さが１７０ｍｍ、幅が６５ｍｍ、高さは１２０ｍｍとしている。また、振動発生器４並びに増幅バネ５、継ぎバネ６、調整バネ７は、搬送する部品の重量、大きさおよびトラフの重量などによって適宜選定され、最適な共振周波数が得られるように決められている。
【００２３】
この圧電駆動式パーツフィーダは、上記のように構成されているので、トランス１０を介して圧電素子４ａに電荷を付与することにより、弾性体４ｂが振動し、増幅バネ５によって増幅されてトッププレート１を振動させ、部品が自動的に送られる。
ドライブブロック２は、トッププレート１へ振動が確実に伝達されるように重量を十分大きくしているので、振動発生器４の下端部のボルト１６の螺着部を支点として振動する。なお、ドライブブロック２は反力を受け、若干振動するが、ベース３へは、継ぎバネ６によって抑制される。
増幅バネ５によって増幅される振動は、共振周波数の近く（１００〜１３０Ｈｚ）である。
【００２４】
トッププレート１の振動は、継ぎバネ６がベース３とドライブブロック２とを繋ぐのみならずトッププレート１とも連結されているので、図４に示すような状態となる。
すなわち、図４（ａ）のトッププレート１がニュートラル位置にあるときから、（ｂ）の前方へ移動した場合と、（ｃ）の後方へ移動した場合の状態は、トッププレート１がベース３に対して移動するが、ベース３とドライブブロック２とトッププレート１とを連結した継ぎバネ６によって、増幅バネ５の振動を抑制するように作用し、ムラの少ない安定したものとなる。
【００２５】
この実施の形態によるパーツフィーダにおける供給電圧と周波数に対する共振周波数の変動状態は、図５に示すように、ほぼ正弦波形となり、周波数や電圧の変動に対して、共振周波数が大きくずれない。
【００２６】
これに対し、継ぎバネをトッププレートへ連結していない従来の圧電駆動式パーツフィーダは、図９に示す状態となる。すなわち、振動発生器３３の振動が増幅バネ３６によって増幅されトッププレート３２を振動させるが、トッププレート３２にかかる重量や重心位置の変化およびドライブブロック３７の振動の変化などによって増幅バネ３６の振動が変化し易く、搬送物が一定の速度で移動しないことが生じ、部品をスムーズに搬送させるためには、微調整を頻繁に行う必要がある。また、振動は気温によっても変動するが、稼働始めの時は、搬送が安定するまでに、時間を要し、調整を頻繁に行う必要がある。
【００２７】
また、共振周波数の供給電圧と周波数に対する変動状態は、図１０に示すように、図５に比べ、右へ傾いた波形となり、周波数や電圧などの変動要因によって、大きく変化する。このため、搬送が不規則となったりストップしてしまうこともあり、頻繁に調整が必要となる。
【００２８】
次に、本考案の別の実施の形態について、図６および図７に基づいて説明する。
上記の実施の形態との相違点は、ドライブブロック２とサイドカバー１７を一体とし、かつ、昇圧トランス１０をベース３に取付ける構造としたことである。
すなわち、ドライブブロック２０は、中央部にブロック部２０ａが形成され、左右両側にサイド部２０ｂ、２０ｃが立設されている。そして、中央下部には、昇圧トランス１０を収納するための空洞２０ｄが形成されている。
【００２９】
ブロック部２０ａの前端側下部と、後端側下部には振動発生器４の下端側が取付られる傾斜部２０ｅ、２０ｆがそれぞれ設けられ、ねじ穴２０ｇ、２０ｈが穿設されている。また、ブロック部２０ａの上部中央には昇圧トランス１０からの電線を通すための開口２０ｊが設けられている。
なお、このドライブブロック２０は、鋳物で一体に造られており、必要とする重量になるように、各寸法が決められている。
【符号の説明】
【００３０】
１  トッププレート
１ａ  傾斜部
１ｂ  傾斜部
１ｃ  ねじ穴
１ｄ  ねじ穴
１ｅ  ねじ穴
２  ドライブブロック
２ａ  傾斜部
２ｂ  傾斜部
２ｃ  ねじ穴
２ｄ  ねじ穴
２ｅ  ねじ穴
３  ベース
３ａ  傾斜部
３ｂ  傾斜部
３ｄ  ねじ穴
３ｅ  ねじ穴
４  振動発生器
４ａ  圧電素子
４ｂ  弾性体
５  増幅バネ
６  継ぎバネ
７  調整バネ
８  連結ネジ
１０  昇圧トランス
１１  距て金
１２  距て金
１３  距て金
１４  距て金
１５  押へ材
１６  ボルト
１７  ウエイトカバー
１８  ボルト
２０  ドライブブロック
２０ａ  ブロック部
２０ｂ  サイド部
２０ｃ  サイド部
２０ｄ  空洞
２０ｅ  傾斜部
２０ｆ  傾斜部
２０ｇ  ねじ穴
２０ｈ  ねじ穴
２０ｊ  開口
３１  ベース
３２  トッププレート
３３  圧電素子
３４  弾性板
３５  継ぎバネ
３６  増幅バネ
３７  ドライブブロック
３８  ネジ
【図１】
0003167576.tif 000003
【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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