(57)【要約】【課題】できるだけ簡易な構造で製造コストも低く、小さい部品であってもより部品詰まりをより確実に除去することができる機能を有する部品詰まり解除機能付部品搬送装置の提供。【解決手段】部品を搬送するための搬送振動が印加される直線状の搬送台と、前記搬送台に設けられ、前記搬送台上における部品詰まりを解除するための解除振動を前記搬送台に印加する、単一の加振装置と、前記解除振動の振動波の周波数を変化させる周波数変動装置と、を具備すること、を特徴とする部品詰まり解除機能付部品搬送装置。【選択図】図１
2013107742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送振動の印加によって部品を搬送するための直線状の搬送台と、
前記搬送台上における部品詰まりを解除するための解除振動を前記搬送台に印加する単一の圧電素子を含む加振装置と、
前記解除振動の振動波の周波数を変化させる周波数変動装置と、
を具備すること、
を特徴とする部品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送中の部品が詰まった場合にその部品詰まりを解除する機能を有する部品搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動によって部品を搬送する装置として、直線状又は曲線状の搬送用トラックに沿って所定の方向に搬送する部品搬送装置（パーツフィーダー）が広く知られている。
【０００３】
このような部品搬送装置においては、静電気による付着や部品の重なり等によって搬送台上において部品が詰まることがあり、このような詰まりが起こると下流側に部品を搬送することができない。
【０００４】
この部品詰まりを解除するため、例えば、搬送装置を停止させてピンセット等を用いて手作業で部品詰まりを解除する方法や、空気噴出手段で空気を噴射して部品の詰まりを解除する方法等が行われていたが、いずれも部品の詰まりを確実には解除できず、後者にあっては装置の加工が面倒という問題があった。
【０００５】
これに対して、例えば特許文献１（特開平２−３０５７０７号公報）においては、製造コストを低くして確実に部品の詰まりを除去することができる振動部搬送機における部品詰まり除去方法が提案されている。
【０００６】
具体的には、「振動により部品を搬送用トラックに沿って所定の方向に搬送するようにし、部品詰り検知手段を設け、該手段の検知出力により部品の詰りを除去するようにした振動部品搬送機における部品詰り除去方法において、前記部品詰り検知手段が部品の詰りを検知したときには、この検知出力により前記所定の方向とは逆方向に部品を搬送することにように振動させるようにしたことを特徴とする振動部品搬送機における部品詰り除去方法。」が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平２−３０５７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１において提案されている部品詰まり除去方法であっても、搬送される部品が小さい場合、これら部品が静電気等によって搬送台の表面に固く付着してしまうことから、部品詰まりを確実には解除できないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、できるだけ簡易な構造で製造コストも低く、小さい部品であってもより部品詰まりをより確実に除去することができる機能を有する部品詰まり解除機能付部品搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決すべく、本発明は、
搬送振動の印加によって部品を搬送するための直線状の搬送台と、
前記搬送台上における部品詰まりを解除するための解除振動を前記搬送台（の長さ方向、幅方向又は高さ方向）に印加する単一の圧電素子を含む加振装置と、
前記解除振動の振動波の周波数を変化させる周波数変動装置と、
を具備すること、
を特徴とする部品搬送装置を提供する。
【００１１】
ここで、本発明における「加振装置」とは、部品を搬送するための直線状の搬送台に印加される搬送振動とは別に、前記搬送台上において、静電気による付着や部品の重なり等によって生じた部品詰まりを解除するための解除振動を印加する装置である。
【００１２】
この加振装置によって印加される解除振動は、例えば圧電効果や電磁力によって印加されるものであればよく、直線状の搬送台において、当該搬送台の長さ方向、幅方向又は高さ方向の少なくともいずれかの方向に振動する解除振動を印加するものであればよい。
【００１３】
この単一の加振装置は、上記のような作用効果を奏し、部品の搬送を妨げない態様であれば、搬送台のどの部分に設けてもよい。また、この単一の加振装置は、搬送台の長さ方向の全体に設けられていてもよい。例えば、搬送台の上面（溝の内部若しくは外部）、側面、下面に接着したり、埋め込んだりしてもよく、また、搬送台の内部に埋め込んでもよい。
【００１４】
このような構成を有する本発明の部品詰まり解除機能付部品搬送装置によれば、直線状の搬送台において搬送振動により搬送されている部品が部品詰まりを起こしたとしても、解除振動が作用して部品詰まりが効果的に解除される。
【００１５】
特に、本発明の部品詰まり解除機能付部品搬送装置では、単一の加振装置から搬送台に印加される解除振動の振動波の周波数が、周波数変動装置によって変化するため、一定の周波数の解除振動によっては部品詰まりが解除されない場合に、異なる周波数の解除振動を付与することにより部品詰まりを解除することができ、好ましい。
【００１６】
また、例えば、ある周波数の振動波の解除振動で部品詰まりが一旦解除された後に再度の部品詰まりが起こった場合に、この再度の部品詰まりをも解除することができ、より確実に部品詰まりを解除することができる。
【００１７】
上記本発明の部品詰まり解除機能付部品搬送装置においては、前記加振装置が圧電素子で構成されていることが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、安価にコンパクトで確実に本発明の効果が得られる加振装置を実現することができ、好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、できるだけ簡易な構造で製造コストも低く、小さい部品であってもより部品詰まりをより確実に除去することができる機能を有する部品詰まり解除機能付部品搬送装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の部品搬送装置の一実施形態の概略側面図である。
【図２】図１に示される部品搬送装置１０の搬送台１２の部分を矢印Ａ方向からみた図である。
【図３】図１に示される部品搬送装置１０において、搬送台１２の振動に対する固有振動数の考え方を説明するための模式図である。
【図４】加振装置１４を構成する圧電素子の搬送方向における中心Ｃの位置と腹Ｐの位置の距離Ｙと、圧電素子の長さＡと、の関係を説明するための図である。
【図５】本発明の部品搬送装置の一実施形態において、搬送台１２の固有振動数ｆの振動波の１／２波長WAに対する、圧電素子の長さＬの割合と、圧電素子の変位量と、の関係を説明するための模式図である。
【図６】本発明の部品搬送装置の一実施形態において、搬送台１２の固有振動数ｆの振動波の１／２波長WAに対する、圧電素子の長さＬの割合と、圧電素子の変位量と、の関係を示すグラフである。
【図７】本発明の部品搬送装置の別の実施形態の概略側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の部品詰まり解除機能付部品搬送装置の一実施形態について説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することもある。また、各図面における各部材の形状や寸法は、実際に本発明の作用効果を奏するための形状や寸法を必ずしも高精度では表していない場合もある。
【００２２】
図１は、本発明の部品詰まり解除機能付部品搬送装置１０の一実施形態の概略側面図であり、図２は、図１に示される部品搬送装置１０の搬送台１２の部分を矢印Ａ方向からみた図である。
【００２３】
これらの図に示すように、本実施形態の部品詰まり解除機能付部品搬送装置１０は、リニアフィーダ８と、搬送振動の印加によって部品を矢印Ｘの搬送方向に搬送するための直線状の搬送台１２と、搬送台１２上における部品詰まりを解除するための解除振動を搬送台１２に印加するための加振装置１４と、発振器１６と、増幅器１８と、を有する。そして、発振器１６と増幅器１８との間に、加振装置１４から搬送台１２に印加される解除振動の振動波の周波数を変化させるための周波数変動装置２０が設けられている。
【００２４】
搬送台１２は、略直線状であり、図２に示すように上側において長さ方向に延びる搬送用の溝１２ａを有している。この搬送台１２には、図示しないが、リニアフィーダ８から搬送振動が印加され、この搬送振動によって部品が矢印Ｘの搬送方向に搬送される。
【００２５】
搬送台１２上における部品詰まりを解除するための解除振動を搬送台１２に印加するための加振装置１４は、圧電素子で構成されており、この圧電素子は、搬送台１２の長さ方向に振動する解除振動を搬送台１２に印加するように、搬送台１２の下面に設けられている。
【００２６】
周波数変動装置２０による周波数の変動方法としては、周波数が一定の周波数に固定されていなければ特に制限はなく、種々の態様が考えられる。例えば連続的又は非連続的に周波数を変化させてもよいし、例えば、幾つかの周波数（モード）を複数設定しておき、これらのモード間で切替えを行うことにより変化させてもよい。
【００２７】
より具体的には、例えば、最少周波数ｆminと最大周波数ｆmaxの一定の周波数範囲内において、ｆminからｆmax、ｆmaxからｆmin、・・・、と、連続的に周波数を変化させてもよい。また、例えば、周波数ｆ1、ｆn（ｎは２以上の整数）、・・・、と、複数の周波数を設定し、周波数ｆをこれら複数の周波数に段階的（非連続的）に変化させてもよい。
【００２８】
このような周波数変動装置２０としては、例えば、あらかじめ用意した発振周波数の異なる複数の発信器と切換装置とを備え、所定時間ごとに発振周波数を順次切替え可能に構成することができる。また、周波数変動装置２０は、リニアフィーダ８に連動してＯＮ又はＯＦＦされてもよいが、リニアフィーダ８とは独立して、ＯＮ又はＯＦＦされる構成としてもよい。
【００２９】
このように、周波数変動装置２０を具備すれば、周波数を変化させて解除振動の状態を種々変化させることができるため、ある波長の解除振動では部品詰まりを解除できないような場合に、別の波長の解除振動に変化させることができ、より確実に当該部品詰まりを解除することができる。
【００３０】
このような周波数変動装置２０から出力された正弦波電圧は、増幅器１８に入力され、増幅器１８は、正弦波電圧が入力されると、それを増幅して増幅正弦波電圧を加振装置１４に出力する。
【００３１】
加振装置１４は、電圧が入力されると、入力電圧に応じて長さ方向の力を搬送台１２に与える。本実施形態の場合、入力電圧が正弦波であるので、加振装置１４は、搬送台１２を連続して長さ方向（即ち、図１における左右方向）に振動させる。
【００３２】
この振動の周波数は、２０ｋＨｚ以上の超音波領域の周波数であるのが、人間の耳では聞こえず低騒音であるという観点から、好ましい。圧電素子の大きさや貼り付け場所等に応じて適宜選択すればよいが、周波数が高くなるほど変位が小さくなるという観点から、より好ましくは、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲である。したがって、上述した周波数変動装置２０により変動される発振器１６からの正弦波電圧の周波数は、上記の範囲で変動させるのが好ましい。
【００３３】
また、本実施形態における加振装置１４は、圧電素子を利用したものである。圧電素子とは、水晶・ロッシェル塩・チタン酸バリウムの結晶等の素子のことである。これらの圧電素子に力を加えると、応力に比例して電気分極が生じて電圧が発生し（圧電効果）、これらの結晶に電圧を加えると、ひずみを生じて変形する（逆圧電効果）。加振装置１４は、圧電素子のこのような性質を利用して電力を運動エネルギーに変換するようになっている。
【００３４】
更に、本実施形態においては、図示しないが、加振装置１４が、搬送台１２の長さ方向において、搬送台１２が固有振動数ｆで振動する場合の振動波の腹となる位置を含む部分に、搬送台１２の下面において接着剤により貼付されて設けられている。
【００３５】
ここで、搬送台１２の振動に対する固有振動数の考え方を説明するための模式図（図３）を参照すると、固有振動数で振動する場合の振動波Ｗの腹はＰn（ｎは次数）で示される位置にあり、隣接する腹の中間、例えばＱで示される位置に振動波Ｗの節がある。
【００３６】
また、搬送台１２の振動に対する固有振動数ｆは、関係式（１）：
ｆ＝π（２ｎ＋１）2／８ｌ2×（ＥＩ／ρＡ）1/2          ・・・（１）
（式中、ｆは長さ、Ｅはヤング率、ρは密度、ｎは次数、Ａは断面積、Ｉは断面二次モーメントである。）から求めることができる。
【００３７】
このとき、加振装置１４は、これを構成する圧電素子の搬送方向における中心と、腹Ｐnの位置との、距離が、当該圧電素子の長さの１／２以下であるのが好ましい。即ち、図４に示すように、加振装置１４を構成する圧電素子の搬送方向における中心Ｃの位置と、腹Ｐ6の位置と、の距離Ｙが、圧電素子の長さＡの１／２以下で、関係式（２）：
Ｙ≦１／２Ａ          ・・・（２）
を満たすことが好ましい。この範囲であれば、効率よく搬送台１２を変位（変形）させることができるという効果が得られる。
【００３８】
次に、本実施形態においては、加振装置１４を構成する圧電素子の、搬送台１２の長さ方向における長さＬは、上記固有振動数ｆの振動波の１／２波長WAの４０〜７０％である。後述するが、この範囲であれば、十分な解除振動を搬送台１２に印加できるという効果が得られる。
【００３９】
図５は、搬送台１２の固有振動数ｆの振動波の１／２波長WAに対する、圧電素子の長さＬの割合と、圧電素子の変位量と、の関係を説明するための模式図であり、図６は、搬送台１２の固有振動数ｆの振動波の１／２波長WAに対する、圧電素子の長さＬの割合と、圧電素子の変位量と、の関係を示すグラフである。
【００４０】
図６において、横軸には、搬送台１２の固有振動数ｆの振動波の１／２波長WAに対する、圧電素子の長さＬの割合（圧電素子の長さの割合）（％）がプロットされ、縦軸には、圧電素子の変位量がプロットされている。
【００４１】
この図６のグラフからわかるように、圧電素子の長さの割合が４０〜７０％であれば、圧電素子の変位量を確保でき、充分な解除振動を搬送台１２に印加することができる。より確実に解除振動を搬送台１２に印加することができるという観点からは、圧電素子の長さの割合が５０〜６０％であるのが好ましく、更には約５５％であるのが最も好ましい。
【００４２】
また、図示しないが、本実施形態の部品詰まり解除機能付部品搬送装置１０には、部品詰まりを検出する検出装置を具備している。かかる検出装置としては、例えば赤外線センサ等を用いることができる。
【００４３】
次に、以上の構成を有する本実施形態の部品詰まり解除機能付部品搬送装置１０の動作について簡単に説明する。まず、リニアフィーダ８において、搬送台１２に搬送振動を印加して部品を矢印Ｘの搬送方向に搬送させる。
【００４４】
このとき、搬送台１２の溝１２ａにおいて部品詰まりが発生したことを赤外線センサ（図示せず。）が検出すると、発振器１６は、正弦波電圧を周波数変動装置２０に出力し、ここで正弦波電圧の周波数が変動し、変動正弦波電圧が増幅器１８に入力され、増幅器１８は、変動正弦波電圧が入力されると、それを増幅して増幅変動正弦波電圧とし、加振装置１４に出力する。
【００４５】
そして、加振装置１４は、増幅変動正弦波電圧が入力されると、搬送台１２における固有振動波の腹の位置を含む部分において解除振動を、その振動波の周波数が変動している状態で、印加する。加振装置１４は固有振動波の腹の位置を含む部分に設置されているため、共振によって解除振動は大きくなり、部品詰まりをより確実に解除することができる。
【００４６】
以上、本発明の部品詰まり解除機能付部品搬送装置の代表的な実施形態について、図面を参照しながらその構成及び動作方法について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において種々の設計変更が可能である。
【００４７】
たとえば、実施形態では、周波数変動装置２０の発振周波数を所定時間ごとに順次切り替えると説明したが、部品の詰まりを検出した場合に発振周波数を切替えるようにしても良い。すなわち、図７に示すように、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラといった撮像手段３０と、撮像した画像を処理し、部品が詰まり状態であると判断して詰まり信号を出力する詰まり判断手段４０とをさらに備えていても良い。
【００４８】
この場合、詰まり判断手段４０は、撮像手段３０が所定時間ごとに撮像した画像を２値化処理し、搬送路と部品との境目の数を検出する。そして、時間の経過とともに境目の数が増加すれば詰まりが発生していると判断し、周波数変動装置２０に詰まり信号を出力する。周波数変動装置２０は、詰まり信号が入力されるたびに、解除振動の振動波の周波数を変化させる。このように構成することにより、より確実に部品の詰まりを解消することが可能となる。
【００４９】
あるいは、搬送台の終端部またはその近傍に設けられた反射式あるいは透過式の光センサ等からなる通過検知手段３０と、通過検知手段が所定時間内に部品の通過を検知しない場合には部品が詰まり状態であると判断して詰まり信号を出力する詰まり判断手段４０とを備えていても良い。この場合も同様に、周波数変動装置２０は、詰まり信号が入力されるたびに、解除振動の振動波の周波数を変化させる。このように構成することにより、より確実に部品の詰まりを解消することが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
８・・・リニアフィーダ、
１０・・・部品詰まり解除機能付部品搬送装置、
１２・・・搬送台、
１２ａ・・・溝、
１４ａ・・・第一の加振装置、
１４ｂ・・・第二の加振装置、
１６・・・発振器、
１８・・・増幅器、
２０・・・周波数変動装置、
３０・・・撮像手段、
４０・・・詰まり判断手段。
【図１】
2013107742.tif 000003
【図２】
2013107742.tif 000004
【図３】
2013107742.tif 000005
【図４】
2013107742.tif 000006
【図５】
2013107742.tif 000007
【図６】
2013107742.tif 000008
【図７】
2013107742.tif 000009