(57)【要約】【課題】  簡易な構成にて組立作業性に優れ、より小型化を可能とするボウルフィーダを提供する。【解決手段】  上部のスパイラル状のトラック１２ａを有するボウル１２と、下部の固定用ベースプレート１３との上下部間に連結された圧電振動機構１４を備えたボウルフィーダ１１にあって、前記圧電振動機構１４は、板バネ部材により形成され前記ボウル１２を取付固定するほぼ円形状のトッププレート１６と、該トッププレート１６外周部から接線方向に一体に延出されるとともに、その下降傾斜した下端部が前記ベースプレート１３に連結された複数の加振バネ部１７と、該加振バネ部１７の表裏に装着された圧電セラミック板１８ａ，１８ｂとから構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部のスパイラル状のトラックを有するボウルと、下部の固定用ベースプレートとの上下部間に連結された圧電振動機構を備えたものにおいて、
前記圧電振動機構は、板バネ部材により形成され前記ボウルを取付固定するほぼ円形状のトッププレートと、該トッププレート外周部から接線方向に一体に延出されるとともに、その下降傾斜した下端部が前記ベースプレートに連結された複数の加振バネ部と、該加振バネ部の表裏に装着された圧電セラミック板とから構成したことを特徴とするボウルフィーダ。
【請求項２】
上部のスパイラル状のトラックを有するボウルと、下部の固定用ベースプレートとの上下部間に連結された圧電振動機構を備えたものにおいて、
前記圧電振動機構は、板バネ部材により前記ボウルを一体成形したトッププレートと、該トッププレートの外周部から一体に延出されるとともに、その下降傾斜した下端部が前記ベースプレートに連結された複数の加振バネ部と、該加振バネ部の表裏に装着された圧電セラミック板とから構成したことを特徴とするボウルフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の振動励起により、ワークを円周方向に搬送するボウルフィーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボウルフィーダとしては、各種分野における自動組立工程の中で採用され、例えばチップ抵抗等の電子部品、樹脂成形部品、機械部品などの小物ワークをはじめ、粉末体を搬送供給するために振動型のフィーダが多用されている。しかるに、その駆動源としては圧電素子を用いた圧電型フィーダ、或は電磁石を駆動源とする電磁型フィーダがよく知られている。特に近年では、前者の圧電型フィーダが、後者の電磁型フィーダと比較して、物品の搬送がスムーズで、消費電力が小さく、また金属性の搬送品に対し着磁するおそれがなく、バネ振動による小物ワークの搬送にも好適するなどの理由から加速的に普及している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図８は、上記特許文献１に記載の第１９図に相当する基本的なボウルフィーダの一例を示したもので、ベースプレート１とトッププレート２との間には、圧電型の振動機構としての加振増幅用の上部板バネ３と圧電素子８とが上下方向に連結状態で組み込まれ、等配分された複数箇所、例えば３箇所に配設されている。そして、前記トッププレート２にはワークを螺旋状の搬送通路９に沿って整列搬送するボウル１０を設置固定している。前記圧電振動機構につき、更に具体的に述べると前記圧電素子８は、例えば金属シム板７を挟んで２枚の圧電セラミック板８ａ，８ｂを装着してなり、その金属シム板７の下端部をベースプレート１にボルト・ナット４で締結し、上端部を前記上部板バネ３の下端部にボルト・ナット５にて締結している。また、上部板バネ３の上端部は前記トッププレート２にボルト・ナット６にて締結している。
【特許文献１】特許第２８９７８９４号公報（第４頁、および第１９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成のボウルフィーダによれば、圧電素子８に交流電圧を印加することで、上下方向と左右方向の振動が励起され、その混合したたわみ振動によりボウル１０内の図示しないワークを搬送通路９に沿って円周方向に搬送可能としている。
【０００５】
ところが、近年の電子技術や微細加工の発展に伴い電子部品や微細部品は一層微小化し、例えばチップ部品の直径０．３ｍｍ、長さ０．６ｍｍサイズに対しては現状クリアしているが、更には直径０．２ｍｍ、長さ０．４ｍｍが開発され、今や直径０．１ｍｍ、長さ０．２ｍｍサイズが検討されており、従来の手法ではハンドリングが不可能であるといわれ、これを搬送するフィーダも繊細で精度に優れた小形化とすることが求められ、また部品を組立ロボットに供給する自動組立工程の中で、部品給送装置として更なる小型化への要望が高い。
【０００６】
しかるに、上記従来構成では圧電素子８や増幅用の上部板バネ３を組み込むに際して、多くのボルト・ナット４，５，６を、しかも３箇所の締結手段に採用しているため、部品点数が多くて面倒な組立作業となることはもとより、多くの締結によりバネの固有振動数が変動し易くワークの微小化に伴い組立精度を良くする上で不利である。このため、現状では例えば、ボウルの直径は６０ｍｍ程度が最小サイズのフィーダとして提供されているが、それ以下のサイズとするのは困難とされている。しかも、圧電素子８と上部板バネ３とを上下に連結する構成は、上下方向に所定の高さを必要とし、更なる小型化に不利であるとともに、前記ボルト・ナットの締結部位を確保することすら小形化の妨げになるなどの問題点を有していた。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するために、簡易な構成にて組立作業性に優れ、より小型化が可能なボウルフィーダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のボウルフィーダは、上部のスパイラル状のトラックを有するボウルと、下部の固定用ベースプレートとの上下部間に連結された圧電振動機構を備えたものにおいて、
前記圧電振動機構は、板バネ部材により形成され前記ボウルを取付固定するほぼ円形状のトッププレートと、該トッププレート外周部から接線方向に一体に延出されるとともに、その下降傾斜した下端部が前記ベースプレートに連結された複数の加振バネ部と、該加振バネ部の表裏に装着された圧電セラミック板とから構成したことを主たる特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
斯かる構成によれば、複数の加振バネ部を一体成形したことにより加工精度の向上と均一化が図れ、また接線方向に延出したので効率の良い材料取りができる。しかも、従来の圧電素子を形成する金属シム板を加振バネ部が兼ねるとともに、ボルト・ナット等による締結個所を削減できるため、バネの固有振動数の変動を抑えて所期の精度が得られるとともに、部品点数の削減で組立作業性が向上し、特には上下方向の所謂高さ寸法を縮小でき一層の小型化が可能なボウルフィーダを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明のボウルフィーダを示す第１実施例につき、図１〜図５を参照して説明する。
まず、図１に示すボウルフィーダ１１の外観斜視図に基づき、その全体構成について説明すると、ボウルフィーダ１１は、概略上部に円板状のボウル１２を備え、下部のベースプレート１３との間に圧電振動機構１４（詳細は後述する）を介して連結された構成としている。前記ボウル１２は、浅底容器状をなし内周側にスパイラル状のトラック１２ａを形成し、図示しないワークを円周方向に搬送する。このボウル１２は、その中央部を前記圧電振動機構１４の上部に、例えばボルト・ナット，ネジ、或は鋲のカシメなど、適宜の締結具１５を用いて連結固定している。
【００１１】
しかして、前記圧電振動機構１４につき説明すると、これは図３の外観斜視図に示す構成としている。すなわち、上面は平坦でほぼ円形状のトッププレート１６と、このトッププレート１６の外周側から下方に突出し傾斜した複数の、例えば３片の加振バネ部１７と、この各加振バネ部１７の中途における表裏に夫々接着により装着された圧電セラミック板１８ａ，１８ｂとを具備した構成としている。
【００１２】
そのうち、前者の各加振バネ部１７は、トッププレート１６と一体に形成され外周側において等配分（３箇所）、等角度の傾斜形状となし、一方、後者の圧電セラミック板１８ａ，１８ｂは、夫々分極処理等が施された同一仕様にて上記加振バネ部１７の表裏に装着され、所謂圧電素子を構成するもので、これが通電駆動されると振動が励起され加振バネ部１７を経て前記ボウル１２にたわみ振動を伝達する構成にある。なお、本実施例では各加振バネ部１７の下端部に、鉛直方向に折曲された固定脚部１９を形成している。
【００１３】
そして、図１において前記ベースプレート１３は例えば円板状（適宜の形状で可）にして、等配分された３箇所に細い鉛直なスリット２０を放射状に配設している。つまり、これらスリット２０は、前記固定脚部１９に対応した配置構成としていて、図５の断面図に示すように該脚部１９を嵌め込んで取り付けることで、各加振バネ部１７を固定し、従って圧電振動機構１４をベースプレート１３に連結固定してなるもので、更には図示しないが接着剤を併用して強固に固定している。
【００１４】
このように、構成されたボウルフィーダ１１において、前記圧電振動機構１４を構成する前記加振バネ部１７の具体的な製作過程につき、図２，３，４を参照して説明する。
その３箇所の加振バネ部１７は、板バネ部材（例えば、板厚０．３ｍｍ）により前記トッププレート１６と一体に形成されている。図２は、平板状の板バネ部材に対する板取状態を示す展開図で、中央部にほぼ円形状のトッププレート１６と、その外周側の３等配された位置から接線方向に延出された短冊状の加振バネ部１７を形成すべく、板バネ部材から切り抜かれる（打抜き加工）。この場合、トッププレート１６は、図中二点鎖線Ａで示す円形状としてもよいが、本実施例では余分な材料部分として切断した形状としており、また中央部に取付孔１６ａが同時に打抜き加工される。
【００１５】
次いで、図３には既述の如く圧電振動機構１４として構成した外観斜視図を示しており、加振バネ部１７が所定の傾斜角度に折曲形成され、その先端である下端部に鉛直方向に折曲された固定脚部１９が形成される。そして、３箇所の加振バネ部１７に、その表裏に圧電セラミック板１８ａ，１８ｂが夫々接着され、以って全体構成として圧電振動機構１４を構成している。
【００１６】
しかるに、図４はこの圧電振動機構１４を既述の如くベースプレート１３にスリット２０を利用して連結固定した状態を示す斜視図である。このように、圧電振動機構１４をベースプレート１３に取り付けた後は、前記トッププレート１６に前記ボウル１２を取り付けることでボウルフィーダ１１が完成する。この場合、トッププレート１６はほぼ円形状で広い面積を確保し易い。すなわち、複数の加振バネ部１７の基部側で一体に連接した形態となるからで、このことは、そのトッププレート１６の上面に連結固定する、やはり広い円形状面積を有するボウル１２を広い面で支持することができる。
【００１７】
上記した本実施例によれば、次のような作用効果を有する。
圧電振動機構１４として、上部にボウル１２を連結固定するトッププレート１６と、圧電セラミック板１８ａ，１８ｂを装着する加振バネ部１７とを一体に形成し、その表裏に圧電セラミック板１８ａ，１８ｂを装着して圧電素子を構成するようにしたので、従来トッププレート，増幅バネ，そして圧電素子を構成する金属シム板などを一つの部品（板バネ部材）で対応でき、且つ圧電素子としての機能を得るべく構成も簡単であることも加え、この部品点数の削減に基づき組立作業性は大幅に向上する。
【００１８】
また、上記一体成形に際し複数の加振バネ部１７をトッププレート１６外周側から接線方向に延出して形成したので、図２に示すように板バネ部材の材料取りも効率よく実行できる。併せて、これら複数の加振バネ部１７の基部側が一体に連接するトッププレート１６は、広い面積を確保し易くて強度的にも有利であることから、その上面にボウル１２を安定性よく連結固定できるとともに、各加振バネ部１７の突出基部も安定した強度が得られ、所定角度に傾斜させる折曲加工も容易となる。
【００１９】
しかも、ボルト・ナット等の締結箇所の削減により締結領域も不要となり、加振バネ部１７の長さ寸法を縮小でき、従って垂直方向の高さ寸法を小さくできるもので、例えば従来構成では４０ｍｍ程度が高さの限度であったが、本実施例では３０ｍｍ以下も可能で、実際に１０ｍｍ程度の高さまで縮小できることが確認された。しかして、このような高さ寸法の縮小に応じて直径方向の寸法も縮小でき、例えばボウル１２の直径寸法でいうと、従来直径６０ｍｍ程度が限度であったのに対し、本実施例によれば最小サイズとして直径１０ｍｍとすることも可能であることが確認できた。
【００２０】
この結果、これまで現存しない超小形のボウルフィーダ１１として提供でき、近年の電子技術や微細加工の発展に対応した繊細で精度に優れた小形のフィーダを提供できるとともに、ロボット化が進んだ自動組立工程における部品給送装置として小スペースにて組み込むことも容易である。また、前記締結箇所の削減は、加振バネ部１７に大きな締付力を付加することがないため、バネの固有振動数の変動を抑えて所期の設計製作精度を得るに有効である。
【００２１】
なお、本実施例では加振バネ部１７の下端部に鉛直な固定脚部１９を設け、これを図５に開示した如くベースプレート１３のスリット２０に嵌め込むようにして取り付けたが、これに限らず、例えば図６に示すように水平方向に折曲した固定脚部２１を形成し、これをベースプレート２２にネジやボルト２３により締付固定してもよい。その他、固定脚部１９の折曲加工が不要な構成も可能で、例えば図示しないが加振バネ部の傾斜下端部を直接ベースプレートの傾斜スリットに嵌め込み固定する手段など、種々の形状や固定手段が考えられる。
【００２２】
（第２の実施の形態）
次に、図７は本発明の第２実施例を示す図１相当図であって、上記第１実施例と実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分につき説明する。
このものは、上記実施例に対し、圧電振動機構１４を構成するトッププレート２４に、ボウル２５を板バネ部材により一体成形したことを特徴とするもので、上記実施例における独立したボウル１２を取り付ける構成とは、この点で異なるボウルフィーダ２６を提供するものである。
【００２３】
すなわち、上記実施例でも述べたように複数の加振バネ部１７の基部側が一体に連接する上部位であるトッププレート２４は、ほぼ円形状にして広い面積を確保し易い。そこで、このトッププレート２４を利用して、やはり円形状のボウル２５を一体にプレス成形したもので、内周側にはスパイラル状のトラック２５ａが形成してある。従って、トッププレート２４の平坦な上面は外周側を残して凹状（ボウル２５相当）をなし、その外周側から複数の加振バネ部１７が接線方向に延出され、上記実施例と同様にベースプレート１３に連結固定されている。
【００２４】
上記第２実施例によれば、上記第１実施例と同様に従来にない小形化が可能であるなどの効果に加えて、ボウル２５がトッププレート２４と一体成形されたので、一層部品点数の削減が図れ組立作業性が向上する。しかも、トッププレート２４は複数の加振バネ部１７の基部側を一体に連接する構成上、広くて円形状のスペースを確保し易くて、同様の円形状をなすボウル２５をプレス成形するのが容易となる利点を有する。また、トッププレート２４に対しては、ボウル２５相当の凹部を形成することとなり、十分な強度が得られる点でも有利である。
【００２５】
なお、本発明は上記し且つ図面に示した各実施例に限定されることなく、例えば加振バネ部は３箇所に限らず２箇所に配設した構成でもワークの搬送が可能であることを確認しており、またトッププレートはほぼ円形状をなしているが、外形が凹凸や直線部分を含む形状でもよいなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例を示すボウルフィーダの外観斜視図
【図２】板バネ部材からの板取状態を説明するための展開図
【図３】圧電振動機構の外観斜視図
【図４】圧電振動機構をベースプレートに固定した状態を示す外観斜視図
【図５】要部の固定手段を示す断面図
【図６】他の固定手段を示す図５相当図
【図７】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図８】従来例を示す断面図
【符号の説明】
【００２７】
図面中、１１，２６はボウルフィーダ、１２，２５はボウル、１３，２４はベースプレート、１４は圧電振動機構、１６はトッププレート、１７は加振バネ部、および１８ａ，１８ｂは圧電セラミック板を示す。
【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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