(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラックを振動させて該トラック上で部品を所定方向に移送させ、該トラック上を搬送される部品の姿勢を部品整列手段により変更して次工程に供給するようにした振動整列装置において、
前記部品の姿勢の変更は、前記部品の長手方向が前記所定方向と異なる方向である場合に両方向が一致するように該部品の姿勢を変更するものであり、
前記トラックは、前記所定方向に対する一方の側方に側壁が設けられており、
前記部品整列手段は、前記側壁の反対側から前記側壁に向かって前記トラックの一部に形成された切欠きと、該切欠き内で振動可能にばねにより前記トラックと面一になるように支持されたトラック形成部材とを備え、
前記部品整列手段は、前記ばねのばね常数と前記トラック形成部材の質量によって定まる共振周波数を前記トラックの振動数より小さくして、該トラックの振動とは位相を約１８０度ずらせた位相で前記トラック形成部材の振動方向を前記所定方向に対して同じ方向に振動させて前記部品の姿勢を変更するものであることを特徴とする振動整列装置。
【請求項２】
前記ばねは板ばねであることを特徴とする請求項１に記載の振動整列装置。
【請求項３】
トラックを振動させて該トラック上で部品を所定方向に移送させ、該トラック上を搬送される部品の姿勢を部品整列手段により変更して次工程に供給するようにした振動整列装置において、
前記部品の姿勢の変更は、前記部品の長手方向が前記所定方向と異なる方向である場合に両方向が一致するように該部品の姿勢を変更するものであり、
前記トラックは、前記所定方向に対する一方の側方に側壁が設けられており、
前記部品整列手段は、前記側壁の反対側から前記側壁に向かって前記トラックの一部に形成された切欠きと、該切欠き内で振動可能に板ばねにより前記トラックと面一になるように支持されたトラック形成部材とを備え、
前記部品整列手段は、前記板ばねに圧電素子を貼着し該圧電素子に印加する交流電圧により前記トラック形成部材の振動方向を前記所定方向に対して同じ方向に振動させ、該交流電圧の位相及び高さを調節して前記部品の姿勢を変更するものであることを特徴とする振動整列装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は振動整列装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来例の振動パーツフィーダの要部を示すものであるが側壁１にほぼ垂直方向にトラック２が形成されておりこの上を振動により平板状の部品Ｍ１は矢印Ａ方向に移送される。後続する同じ部品Ｍ２はＭ１とは９０°捻った姿勢としており更にこれに後続する同じ部品Ｍ３はＭ１と同じ姿勢で移送されている。トラック２の一部には切欠き２ａが形成されており部品Ｍ１はここをそのまま通過するが部品Ｍ２はその重心Ｇが図示するような位置にあるので切欠き２ａの縁部の周りに重力で回動し振動パーツフィーダのボウル内に落下する。これに後続する部品Ｍ３はＭ１と同様にここをそのまま通過して次工程に供給される。
【０００３】
従来の振動パーツフィーダにおける平板状部品Ｍ１、Ｍ２及びＭ３の整列手段は以上のように構成されるのであるが部品Ｍ２の姿勢の部品は確率的には約５０％混在しており従って次工程に所定の姿勢で供給される部品の効率は約５０％となってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、１００％所定の姿勢にして次工程に部品を供給することができる振動整列装置を提供することを課題とする。
【０００５】
以上の課題は、トラックを振動させて該トラック上で部品を所定方向に移送させ、該トラック上を搬送される部品の姿勢を部品整列手段により変更して次工程に供給するようにした振動整列装置において、前記部品の姿勢の変更は、前記部品の長手方向が前記所定方向と異なる方向である場合に両方向が一致するように該部品の姿勢を変更するものであり、前記トラックは、前記所定方向に対する一方の側方に側壁が設けられており、前記部品整列手段は、前記側壁の反対側から前記側壁に向かって前記トラックの一部に形成された切欠きと、該切欠き内で振動可能にばねにより前記トラックと面一になるように支持されたトラック形成部材とを備え、前記部品整列手段は、前記ばねのばね常数と前記トラック形成部材の質量によって定まる共振周波数を前記トラックの振動数より小さくして、該トラックの振動とは位相を約１８０度ずらせた位相で前記トラック形成部材の振動方向を前記所定方向に対して同じ方向に振動させて前記部品の姿勢を変更するものであることを特徴とする振動整列装置、によって解決される。
【０００６】
または、トラックを振動させて該トラック上で部品を所定方向に移送させ、該トラック上を搬送される部品の姿勢を部品整列手段により変更して次工程に供給するようにした振動整列装置において、前記部品の姿勢の変更は、前記部品の長手方向が前記所定方向と異なる方向である場合に両方向が一致するように該部品の姿勢を変更するものであり、前記トラックは、前記所定方向に対する一方の側方に側壁が設けられており、前記部品整列手段は、前記側壁の反対側から前記側壁に向かって前記トラックの一部に形成された切欠きと、該切欠き内で振動可能に板ばねにより前記トラックと面一になるように支持されたトラック形成部材とを備え、前記部品整列手段は、前記板ばねに圧電素子を貼着し該圧電素子に印加する交流電圧により前記トラック形成部材の振動方向を前記所定方向に対して同じ方向に振動させ、該交流電圧の位相及び高さを調節して前記部品の姿勢を変更するものであることを特徴とする振動整列装置、によって解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３は本発明の第１の実施の形態による振動パ−ツフィ−ダの要部を示すが図において従来例に対応する分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０００８】
図１においてはパ−ツフィ−ダの一部であるほぼ円形のボウルの更に一部を示すものであるが側壁部１はトラック２に対しほぼ垂直である。実際にはボウルは平面的に見て円形であるがその径外方向に対して数度の下向き傾斜となっている。側壁部１はボウルの外壁に相当するので厳密には円弧状であるが図を分かりやすくするために直線的に示している。
【０００９】
トラック２の一部には切欠３が形成されておりこの上に直立した板ばね４がその下端部において切欠３の底壁部に固定され、その上端部には図３に明示されるような長方形状のトラック形成部材５が固定されている。このトラック形成部材５の辺縁部とトラック２との隙間は１ｍｍないしはこれ以下とされている。
【００１０】
次にこのように形成される部品整列手段の理論的根拠について説明する。図４はこの部品整列手段の振動系を示すがトラック２は公知の様に振動パーツフィーダ内でねじり振動を行なうものであるが、そのトラックの振動はｘ1 ＝ａｃｏｓωｔと表せる。これに板ばね４のばね常数をｋとし、またこの系の粘性係数をｃとする。またトラック形成部材５の質量をｍとし、この変位をｘとすれば運動方程式は相対的変位が
ｘｒ＝ｘ−ｘ1
【表１】
0004433520.tif 000002
上述の運動方程式から明らかなようにトラック２を固定点とし質量ｍにＡｃｏｓ（ωｔ−α）なる力が作用した時の方程式と同等である。したがって公知の様にこのような力と変位との位相差は図５で示す様になる。粘性係数ｃによりこのグラフは変化するのであるがλが大になるほどすなわち共振点＝（ｋ／ｍ）1/2より大きくなるとトラック２の振動変位とトラック形成部材５の振動変位との間の位相差は１８０度となる。従って図３で示す様に隙間においてトラック２が図において左方に移動する時にはトラック形成部材５は右方に移動する。またトラック２が右方に移動する時にはトラック形成部材５は左方に移動することになる。
【００１１】
上記数式でｘ0 ／ａはトラック２の振動変位とトラック形成部材５の振動変位との比を表すがこれとλとの関係を示したのが図６である。相対変位振巾比はλ＝１を最大値としてλが大なると共に減少するのであるがこれから明らかな様にをγを適当な値にして例えば０．７にして振動数比λを十分に大きく例えば３以上に取れば相対変位振巾比は約１となる。従って図３においてトラック形成部材５とトラック２は上述のように１８０度位相変えて、すなわち振動方向を変えて振動するのであるが図６に関して説明した様にこの条件で振動させればトラック形成部材５とトラック２との振巾比は約１となる。すなわちトラック２は１ｍｍのストロ−クで振動するとすればトラック形成部材５も同様に１ｍｍの振動変位で振動する。振動パ−ツフィ−ダの振動数は最近はインバ−タを用いてその周波数を高くさせているが周波数を高くすればするほど振動数を小さくして同じ移送速度を生ずることができる。従って現在１ｍｍの振巾は非常に大きく、実際の周波数では０．５ｍｍ以下とされている。またこれはストロ−クでありピークｔｏピークであるから仮に１ｍｍとしてもこの隙間を１ｍｍと取っておけばトラック形成部材５とトラック２とが干衝し合うことがない。
【００１２】
本発明の第１の実施の形態は以上の様に構成されるが次にこの作用について説明する。
【００１３】
図３は図１の平面図であるが振動によりこの位置まで移送されてきた平板状のワークＷは左方へと移送されていくのであるがＷで示す姿勢のワークすなわち長辺を移送方向に向けたワークはトラック２の切欠き３には及ぶことなくそのまま次工程に移送される。しかしこれに続くワークＷはその長辺を移送方向に対し直角方向に向けて移送されている。この場合ハッチングＨで示す部分がこのワークの大部を占めるがこの面はトラック面に当接している。他方小部分Ｌはトラック形成部材３に当接しながら移送される。振動理論から明らかなようにＨ面とトラック面との当接面積の方がはるかに大である。摩擦力がトラック形成部材５と面Ｌとの摩擦力よりはるかに（垂直加速度の正方向が大になる）大きくなるのでこのワークＷは重心Ｇの周りに矢印で示すようにすなわち反時計方向に回動する力を受けながら左方へと振動で移送される。結局Ｗと同じ姿勢で次工程に供給されることになる。
【００１４】
図７は本発明の第２の実施の形態による振動整列手段を示すが図において上記従来例に対応する同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００１５】
すなわち本実施例においては板ばねに圧電素子２３が貼着されておりこれに更に貼着された電極２４に制御器２０から交流電圧が印加される。この電圧は高さ及び位相を任意に調節可能としている。トラック形成部材２２は上述と同様に板ばね２１により支持されているのであるがこの場合にはこのばね常数２１は充分に高いものとする。すなわちトラック２の振動によってほとんど振動励起されないようにしている。すなわち制御器２０からの交流電圧が圧電素子２３に印加されることにより板ばね２１を直接たわませる。この周波数は制御器２０で調節可能であり、第１の実施の形態と同様な作用を得るためにはトラック面２に対し１８０度異なる位相差、振動パーツフィーダの周波数と同じ周波数で加振すればよい。
【００１６】
第１の実施の形態で説明したようにワークの姿勢を変えるための回転運動を更に強くしたりあるいは弱くするために電圧あるいは位相を変えるようにしてもよい。
【００１７】
図８は本発明の第３の実施の形態を示すが、図において上記実施の形態に対応する部分については同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００１８】
本実施の形態においては板ばねではなく一対のコイルばね１０ａ、１０ｂが切欠き壁に一端を固定させ他端はトラック形成部材支持板１１に固定されている。ばね１０ａ、１０ｂのばね乗数と取付部材１１とトラック形成部材１２の質量によって定まる共振周波数は振動パーツフィーダの駆動周波数より十分低く設定しておけば上記実施の形態と同様な作用を行うことができる。
【００１９】
図９及び図１０には本発明の第１の実施の形態に別のワークを通用した場合を示し、対応する分については同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００２０】
すなわち本実施の形態においては平板状のワークＷの代わりに同じ形状であるが一半部に開口ｈを形成させている。このようなワークＷ’を図９において振動により左方に移送されてくると、その開口ｈが側壁側に当接している場合にはその開口ｈの分当接面積が小さくなり摩擦力がトラック形成部材の方が大となりこの場合時計方向に回動する。よって開口ｈを後端側にして移送させることができる。更に図１０においては開口ｈがトラック形成部材側にあって移送される場合であるがこの場合には側壁部１に当接する側の約半分の当接面積Ｈの方が大きく上記の実施の形態と同様にこの場合には反時計方向に回動し、やはり開口ｈを後方にして長手方向を移送方向に向けて振動により位相される。開口ｈを前側において長手方向を移送方向に向けて移送されてきたワ−クＷａ’は切欠き２ｂ（図１０では省略した。あるいは更に上流側にあるものとする。）の底壁に固定された板ばね３１（点線で示された）は約４５度の方向にある（移送方向に関し）。この上端にはトラック形成部材３０が固定されている。この板ばねの振動は上記実施の形態と同様に１８０度位相反転させて振動させてもよいが更に作用を強くするために圧電素子を貼着した上記の実施の形態と同様にその制御器から加えられる電圧の高さ及び周波数を調節してこのワ−クＷａ’の後端部がこの上を通過する時に孔の開いた前端側よりこの部分の摩擦力を大きくしてこの板ばねの方向（４５°）に部品を移送する力を与える。これによってこのワ−クＷａ’は重心Ｇの回りに反時計方向に回動させて上述したような長手方向を移送方向に対して垂直方向に向けた姿勢として上述したようにこの後、開口ｈを形成した部分を後側にして次工程に供給される。
【００２１】
図１１及び図１２は本発明の第４の実施の形態を示すが図において上記実施の形態に対応する部分については同一の符号としその詳細な説明は省略する。
【００２２】
すなわち本実施の形態においてはワークとしては一端部は三角形状で他端部は方形状である。このようなワークがＷａの姿勢すなわち三角形状部分を前方にしてその長手方向を移送方向に向けたワークはそのまま振動により下流側に移送されるが長手方向を移送方向に対し直角方向に向けたワークＷｂはトラック形成部材４０上に至ると上記実施の形態と同様な作用を受けて反時計方向に回動し、ワークＷａとは反対の姿勢となる。なお、三角形部分を側壁部１に当接させる姿勢は不安定であるのでこのような姿勢を取ることができずＷａまたはＷｃの姿勢を取る。Ｗｃの姿勢のワークはそのままＷａと同様に次工程にそのまま供給されるが本実施の形態においてはこの下流側に段差Ｄが設けられておりＷａの姿勢のワークはその重心Ｇが段差Ｄに到達する前にその長手方向の大部分を下方レベルのトラック面上方を移送されていることにより、そのままの姿勢で次工程に供給されるがＷｃの姿勢のワークはその重心Ｇが長手方向に対し前方側に偏っていることによりこれが段差Ｄを通過する時に図１２において時計方向の回動力を受け１８０度反時計方向に回動しＷａの姿勢で次工程に供給されることができる。本発明はこのように従来の部品整列手段と組み合わせて用いてもよい。いずれにしても選別効率を１００％にして次工程に部品をないしワークを供給することができる。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００２４】
例えば以上の実施の形態においては、振動パーツフィーダを説明し、この場合にはボウルはトラック面に対し径外方向数度の下向傾斜をもって振動移送させているが（直線ねじり振動）これをだ円振動に代えてその振動角を更に小さくしても適応できることは明らかである。
【００２５】
また振動パーツフィーダに代えて直線的なトラフを有するリニア振動フィーダにも本発明は適応可能である。更に往動は小さな加速度で復動は大きな加速度で振動するいわゆるスライドコンベヤにも適応可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の振動整列装置によれば、選別効率を１００％にして効率良く次工程に部品を供給することができる。また異姿勢を例えばボウルの内部に排除する場合に比べてワーク（部品）を何度も同じ行程を移送させることがないので、トラック面との摩擦を最小限とし、ワークを保護することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による振動パーツフィーダの要部を示す斜視図である。
【図２】同作用を示す斜視図である。
【図３】同作用を示す平面図である。
【図４】本実施の形態の理論的根拠を示す模式図である。
【図５】上記振動系の力と変位との位相差関係を示すチャートである。
【図６】上記振動系のトラックの振動変位とトラック形成部材の振動変位との相対振動比、駆動角周波数／振動共振角周波数＝λとの関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の実施の形態による振動整列手段の断面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態による振動整列手段の断面図である。
【図９】本発明の第１の形態に別のワークを適応した場合を示す。
【図１０】同様にその作用を示す平面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態を示す平面図である。
【図１２】同実施の形態における下流側の整列手段の拡大断面図である。
【図１３】従来例の振動整列手段の平面図
【符号の説明】
２  トラック面
３  切欠き
４  板ばね
５  トラック形成部材
【図１】
0004433520.tif 000003
【図２】
0004433520.tif 000004
【図３】
0004433520.tif 000005
【図４】
0004433520.tif 000006
【図５】
0004433520.tif 000007
【図６】
0004433520.tif 000008
【図７】
0004433520.tif 000009
【図８】
0004433520.tif 000010
【図９】
0004433520.tif 000011
【図１０】
0004433520.tif 000012
【図１１】
0004433520.tif 000013
【図１２】
0004433520.tif 000014
【図１３】
0004433520.tif 000015