(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電磁コイルを有する垂直方向加振用電磁石と、第２電磁コイルを有する水平方向加振用電磁石と、内周壁にスパイラル状のトラックを形成させたボウルと、該ボウルを取り付けるための上側可動フレームと、該上側可動フレームの下方に配設される下側可動フレームと、前記上側可動フレームの外周縁部と前記下側可動フレームの外周縁部とを結合する垂直に延在する垂直板ばねと、前記下側可動フレームにその中央部を取り付け両端部を固定フレームに取り付け水平に延在する水平板ばねとを備えた楕円振動パーツフィーダにおいて、前記下側可動フレームを挟んで上下に前記水平板ばねの中央部を取り付け、該水平板ばねの両端部に前記下側可動フレームと同じ厚さのスペーサを介在させて前記固定フレームに固定させたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダ。
【請求項２】
前記下側可動フレームはほぼ十字形状を呈しており、このアーム部に前記水平板ばねの中央部を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の楕円振動パーツフィーダ。
【請求項３】
前記上側可動フレームは外周縁部に径方向に突出する突部を有し、該突部と前記下側可動フレームのアーム部の先端部に前記垂直板ばねの両端を固定させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の楕円振動パーツフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、楕円振動パーツフィーダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４において、楕円振動装置である楕円振動パーツフィーダは全体として１’で示され、楕円振動が行われるボウル２’を備えている。ボウル２’の内周面にはスパイラル状のトラックが形成され、この下流側の適所にワイパーが設けられている。このワイパーはすでに周知であるので図を省略するが、平板を折り曲げて成り、その下端とトラックの移送面との距離は整送すべき部品ｍ（平板状とする）の厚さよりは大きいが、この倍よりは小さい。トラックの排出端には姿勢保持手段が設けられ、ここを通って所望の姿勢の部品（例えば長辺を移送方向に向けた部品ｍ）が図示しない直線式振動フィーダに供給される。
【０００３】
ボウル２’は図１５に明示される十字状の上側可動フレーム７に固定されており、この上側可動フレーム７に、図１６に明示されるやはり十字状の下側可動フレーム８が直立した４組の重ね板ばね９により結合されている。すなわち、上側可動フレーム７の４つの端部７ａに重ね板ばね９の上端部がボルトにより固定され、下側可動フレーム８の４つの端部８ａに重ね板ばね９の下端がボルトにより固定されている。なお、端部７ａ、８ａは上下方向に整列している。
【０００４】
上側可動フレーム７の下面には水平駆動電磁石１４ａ、１４ｂに対向して水平可動コア１６ａ、１６ｂが固定されている。更に、上側可動フレーム７の下面の中央部には、垂直可動コア１３が固定されており、これに対向して固定フレーム１０の中央部には垂直駆動電磁石１１が固定されている。なお、図において１２は、垂直駆動電磁石１１に巻装されているコイルである。また、固定フレーム１０の相対向する側壁部には垂直駆動電磁石１１を挟んで対照的に一対の水平駆動電磁石１４ａ、１４ｂが固定され、これら電磁石１４ａ、１４ｂにはそれぞれコイル１５ａ、１５ｂが巻装されている。
【０００５】
固定フレーム１０にはこれと一体的に４個の脚部１７が形成され、これら脚部１７が防振ゴム１８を介して基台上に支持されている。脚部１７には横方向に延在するばね取付部１７ａが一体的に形成され、これらばね取付部１７ａに図６に示されるように垂直駆動用の重ね板ばね１９が両端部で４組、ボルトにより固定されている。重ね板ばね１９は図に示されるようにスペーサ２０を介して重ねられ、これらの中央部分が下側可動フレーム８にボルトにより固定されている。
【０００６】
以上の構成において、水平駆動電磁石１４ａ、１４ｂは、水平方向の加振力を発生させる第１振動駆動源であり、これによって駆動される第１の振動系はボウル２’、重ね板ばね９、水平可動コア１６ａ、１６ｂなどから成る。すなわち、電流が供給されると水平駆動電磁石１４ａ、１４ｂが、磁気吸引力を発生し、これにより水平可動コア１６ａ、１６ｂが吸引されること、及びこのとき引っ張られる重ね板ばね９の復元力により、上側可動フレーム７は、水平方向に振動する。また、垂直駆動電磁石１１は、垂直方向の加振力を発生させる第２振動駆動源であり、これによって駆動される第２の振動系はボウル２’、重ね板ばね１９、垂直可動コア１３などから成る。すなわち、垂直駆動電磁石１１が、供給される電流によって、磁気吸引力を発生し、上側可動フレーム７の垂直可動コア１３が吸引され、及びこのとき重ね板ばね１９の下側可動フレーム８（これは上側可動フレーム７と重ね板ばね９を介して取り付けられている）に接続されている部分が下方に引っ張られるので、この重ね板ばね１９の復元力により上側可動フレーム７は、垂直方向に振動する。すなわち、水平方向と垂直方向とを独立に振動させ、その振動の間に位相差を持たせることにより、上側可動フレーム７及びこれに一体的に形成されたボウル２は、楕円振動を行わせている。
【０００７】
然るに以上の振動パーツフィーダでは、垂直方向の加振力と水平方向の加振力との間の位相差を例えば一定の６０度とすることにより、楕円振動をさせ、直線振動に比べて大きな移送速度で移送させることができるのであるが、位相差が一定であるために、一定の長軸及び短軸の長さの楕円振動が得られるに過ぎず、部品の整列の態様によっては部品が整列手段につまりやすくなったりする。
【０００８】
然るに前記楕円振動パーツフィーダにおいては、垂直振動用の板ばね１９は下側可動フレーム８の下面に板ばねの中央部が固定されており、この板ばね１９と複数のブロック２０（図１４参照）を介在させて下側板ばね１９は下側可動フレームの中央部に固定させており、かつ両端部は同スペーサとしてのブロック２０を介して固定フレーム１７に固定させている。従ってこのスペーサ２０及び両板ばね１９の厚み分ボウル２’までの高さが大となり、ボウルが図示するような対称的であればバランスがとれているが、何らかのアタッチメントをつけてアンバランスな質量分布となると、高さが大なるが故にスペーサ２０を介しない１枚の板ばね（図示の構造より古い型式の構造）と同様な振動むらが生じる。よってスパイラル状のトラックでの部品の移送速度にむらが生じる。
【０００９】
【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、ボウルにアンバランスな質量分布があったとしても振動むらを生じず、そのスパイラル状のトラック上の部品移送速度を均一にする楕円振動パーツフィーダを提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以上の課題は、第１電磁コイルを有する垂直方向加振用電磁石と、第２電磁コイルを有する水平方向加振用電磁石と、内周壁にスパイラル状のトラックを形成させたボウルと、該ボウルを取り付けるための上側可動フレームと、該上側可動フレームの下方に配設される下側可動フレームと、前記上側可動フレームの外周縁部と前記下側可動フレームの外周縁部とを結合する垂直に延在する垂直板ばねと、前記下側可動フレームにその中央部を取り付け両端部を固定フレームに取り付け水平に延在する水平板ばねとを備えた楕円振動パーツフィーダにおいて、前記下側可動フレームを挟んで上下に前記水平板ばねの中央部を取り付け、該水平板ばねの両端部に前記下側可動フレームと同じ厚さのスペーサを介在させて前記固定フレームに固定させたことを特徴とする楕円振動パーツフィーダ、によって解決される。
【００１１】
以上の構成により、下側可動フレームを介挿させて水平板ばね間に大きな間隙を与えているので、この中央部から端部までの曲げ応力を大として、しかしながら両持ちばりとしては垂直方向に曲げやすく垂直振動は問題なく生じさせることができる。しかもボウルまでの高さを従来より小として確実にアンバランスな質量分布を有するボウルでも均一に振動させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態による楕円振動パーツフィーダについて説明する。
【００１３】
図１は楕円振動パーツフィーダの全体を示すものであるが、１０は内周壁部にスパイラル状のトラック１１を形成させたボウルであり、後に詳述する駆動部にボルト１２によりセンターで固定されている。
【００１４】
図２、図３はボウル１０を取り外した状況を示し、楕円振動駆動部の斜視図であり固定フレーム１に後述するように垂直加振力用電磁石及び径方向に対向する一対の水平方向加振用電磁石が取り付けられており、ボウル１０が取り付けられる上側側可動フレーム６の外周縁部には８つの径方向に伸びる突出部が設けられているが、この一つおきの突部６ａに垂直に重ね板ばね５の両端部がボルトにより固定されている。
【００１５】
また、図４、図６、図８、図９に明示されるように垂直振動用板ばね１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄがその中央部に下側フレーム３のアーム部で固定されており、その両端部は固定フレーム１の板ばね取り付け部１ａの上下の面にボルトｂにより固定されている。図３で明示されるように上述の垂直加振力用の電磁石の可動コア３１は上側可動フレーム６の下面に固定されており、これと空隙をおいて電磁石３２が固定フレーム１の中央に固定されている。また、この固定フレーム１の径方向で一対の水平加振力用の電磁石が固定されているが、これは上側可動フレーム６に固定され、下方に垂下する可動コア２１と電磁石２２とからなっている。
【００１６】
これら電磁石３２、２２に相互に所定の後述するように位相差を持って電圧が加えられると、垂直方向及び水平方向にこの位相差を持って電流が流れ、これにより、公知のようにボウルが楕円捩り振動を行なう。本発明によれば以上のようにして上下で対となっている水平板ばね１５ａ〜１５ｄは下側可動フレーム３のアーム部３ａを介挿させ、両端部ではブロック１ａを介挿させている。その厚さはアーム部３ａと同一である。
【００１７】
垂直に伸びる重ね板ばね５がボウル１０の水平方向成分の共振周波数を決定し、また水平に配設された板ばね１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄによって垂直方向の共振周波数が決定される。一般に楕円振動においては水平方向の共振周波数にほゞ一致するように、水平方向加振力用電磁石２２に電圧が加えられるのであるが、水平方向加振用の電磁石２２には所定の位相差を持って同周波数の電圧が加えられ、かつ、また共振点からは、ずれた周波数で駆動されることになる。
【００１８】
図１０は以上の楕円振動パーツフィーダの駆動制御回路を示すが、楕円振動パーツフィーダ自体は模式化して示されており、ボウル１０は上述したように水平振動用板ばね５及び垂直振動用板ばね１５ａないし１５ｄにより、地上に支持されており、また一対の水平方向用電磁石は代表的に一方の電磁コイル２２のみを示し、垂直用電磁コイル３０も模式化して示されている。図１においては図示しなかったが、垂直振動用の板ばね１５ａないし１５ｄの何れか一つの一端部に近接して、垂直方向振動測定用のピックアップ５８が設けられている。また垂直に配設された水平方向振動用板ばね５にも近接して、水平方向振動検出用のピックアップ４０が配設されている。このピックアップ４０は電線路Ｗ1 を介して水平用センサアンプ４３に接続され、この出力は共振点追尾制御回路３７及びＡ／Ｄ変換器５１に接続されている。
【００１９】
共振点追尾制御回路３７の詳細は図１１において示されるが、その出力はＰＷＭ制御回路５４に供給され、更にその出力はパワーアンプ４２で増巾されて、水平用の電磁コイル２２に供給される。本実施の形態では水平方向の振巾が定振巾制御され、この所望の水平振巾を指令する水平指令振巾回路５２が設けられ、この出力はＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御回路（比例積分制御回路）５３に供給され、この出力は上述のＰＷＭ制御回路５４に供給される。一方、垂直振動駆動用のブロックに属する位相差制御回路５６には電線路Ｗ4 を介して、共振点追尾制御回路３７の出力が供給される。これには更に上述の垂直振動検出用ピックアップ５８の出力が垂直用センサアンプ５９を介して供給されており、またこのセンサアンプ５９の出力はＡ／Ｄ変換器６２を介して同じく垂直の振巾を定振巾制御するＰＩ制御回路６１に接続される。これには垂直振巾指令制御回路６０が接続され、更にこの制御回路６０の出力はＰＷＭ制御回路６３に供給される。位相差制御回路５６は垂直用コイル３２に所定の位相差を持った電圧を供給するのであるが、位相差指令回路５７の出力は位相差制御回路５６に供給されており、垂直振動がピックアップ５８により検出され、これが位相差検出回路５６に供給されているのであるが、この機械的な振動と、共振点追尾制御回路３７から供給される電圧との位相差が位相差指令回路５７の出力と比較して機械振動で所定の位相差角（例えば６０度）を与えるような位相差の電圧をＰＷＭ制御回路６３に供給している。この制御回路６３の出力はパワーアンプ６４を介して垂直用コイル３２に供給される。この電圧の位相差θは垂直振動系の共振周波数が水平振動系のそれとはどれだけ離れているかによって決まるもので−９０度から＋９０度の範囲で変わるものである。
【００２０】
図１１は図１０における共振点追尾制御回路３７の詳細を示すものであるが、主として可変周波数電源４０、位相検出回路４１およびメモリ４５からなっている。可変周波数電源４０には交流電源８にスイッチＳを介して接続されており、この出力は増巾器４２を介して電磁石２１の電磁コイル２２に接続されている。また図５におけるピックアップ４０の出力は電線路Ｗ1 を介して増巾器４３に接続される。この増巾出力は位相検出回路４１に供給される。この位相検出回路４１には、更に可変周波数電源４０の出力が電線路Ｗ3 を介して供給されており、この位相検出出力が可変周波数電源４０に接続されている。これは例えばインバータであってよい。
【００２１】
スイッチＳを閉じると交流電源３８が可変周波数電源４０に接続され、駆動状態となる。この出力電圧はＰＷＭ制御回路５４及び増巾器４２を介して電磁石２１の電磁コイル２２に供給される。これにより、本実施の形態の楕円振動パーツフィーダのボウル１０は水平方向の捩り振動力を与えられる。
【００２２】
ピックアップ４０はこの水平方向の振動変位を検出し、増巾器４３により増巾されて、位相検出回路４１に加えられる。他方、これにはこの時の電磁コイル２２に印加されている電圧が供給されている。
【００２３】
図１３はこの印加電圧Ｖの時間的変化を示すものであるが、この電磁コイル２２により、一時遅れが生じ、これに流れる電流Ｉは図８Ｂに示すように変化する。この電流により、電磁石２２とボウル１０との間に交番磁気吸引力が発生し、ボウル１０は水平方向の捩り振動変位を与えられているのであるが、この振動変位が図８Ｃに示すように、コイル２２にかかる電圧Ｖと９０度遅れている場合にはすなわちコイル電圧Ｖが正から負に変わるゼロクロスポイントにおいて振動変位Ｓ1 が正であれば図７に示すように、共振点ω0 （角周波数）では位相差φは９０度であるので、ω0 よりは小さく周波数を上昇させるべきであると位相検出回路４１で判断して可変周波数電源４０の出力周波数を上昇させる。これがＰＷＭ制御回路５４を介して増巾器１２で増巾されて電磁石２１のコイル２２に流され、より周波数の高い電流でボウル１０を振動させる。共振点ω0 に前回より近づいたことにより、振巾は上昇する。可変周波数電源４０の出力周波数が更に高くなってついにω0 を越えて、これより高くなると図８Ａ、Ｄに示すように振動変位Ｓ2 とコイル電圧Ｖとの関係は位相差で２７０度となる。
【００２４】
図１２の周波数と位相差の関係から明らかなように共振点ω0 を通過したので可変周波数電源４０の出力周波数を減少させる。
【００２５】
以上のようにして可変周波数電源４０の出力周波数の増減を行ってついにはこの振動パーツフィーダは水平方向に共振周波数で駆動するようになる。
【００２６】
以上のようにして水平振動系は共振振動を行なうのであるが、共振点追尾制御回路３７の出力は電線路Ｗ4 を介して位相差制御回路５６に供給されており、ここでは垂直方向の振動を検出するピックアップ５８の出力を受け、位相差指令５７の指令に基づいてこの位相差を生じさせるような電圧を発生し、ＰＷＭ制御回路６３に供給する。これは垂直振巾指令回路６０及びこの出力に基づくＰＩ制御回路６１からの出力を受けて定振巾を与えるための電圧をパワーアンプ４で増巾された後、垂直用コイル３２に供給する。よって垂直方向には位相差指令回路５７で設定された位相差でボウル１０を垂直方向に振動させる。よってボウル１０は所望の楕円振動を行なうことができる。
【００２７】
振動パーツフィーダのボウル１０内のスパイラルトラック１１では部品が所定の姿勢になるように部品整列手段により整列される。この姿勢で次工程に供給される。
【００２８】
振動パーツフィーダの駆動を停止させるべくスイッチＳを開くと可変周波数電源４０からの出力はなくなり、ボウル１０の駆動は停止する。不揮発性のメモリ４５にスイッチＳを切る前の可変周波数電源４０の出力周波数が記憶される。すなわち、定常的な駆動中の周波数が記憶されている。
【００２９】
振動パーツフィーダを再び駆動開始させるべく、スイッチＳを閉じるとメモリ４５でこの時記憶されている共振周波数を出力すべく可変周波数電源４０が駆動される。従って振動パーツフィーダのボウル１０は最初から水平方向に共振周波数で駆動される。従って強制振動から共振周波数に移るときのショックがなくなり、また電源容量を小とすることができる。
【００３０】
以下、駆動を繰り返すごとに、停止ごとにメモリ４５の内容が書き換えられるのであるが、１か月単位、１年単位では振動パーツフィーダの共振周波数が変動する。したがってその都度、共振周波数を追尾制御していたのでは強制振動から共振振動に移るために多くの電流を流さねばならないのであるが、年単位で強制振動に移る程、共振周波数の変動が大きくとも前回の共振周波数で駆動を開始することができるので、常に振動パーツフィーダをショックなく電源容量を小として駆動することができる。
【００３１】
以上の構成において、垂直振動用の板ばね１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、上下で一対の重ね板ばねとしているが、その間に厚みの大きな下側可動フレーム３を中央部で介挿させることにより、その中央部から一端部までの曲げ応力を大として、かつまた従来よりも垂直振動用の板ばね１５ａ〜１５ｄからボウル１０までの高さを小とし、ボウル１０がアンバランスな質量分布（なお図示はアンバランスでないが、実際には各種のアタッチメントがついてアンバランスな質量分布となる）をもっていたとしても振動むらを生じることなく、スパイラル状のトラックで均一な移送速度で部品を移送させることができる。
【００３２】
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。
【００３３】
例えば以上の実施の形態においては、下側可動フレーム３はほぼ十字形状であったが、更に垂直板ばね５の組み数を多くする場合には、このアーム部３ａの数を更に増大させてもよい。これに応じて各アーム部にその中央部を取り付ける垂直振動用の板ばねの組み数も実施の形態のように４ではなくて、更に例えば６組、８組としてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の楕円振動パーツフィーダによれば、下側可動フレームをスペーサとして用いているので、ボウルにアンバランスな質量分布があったとしても、振動むらをなくし、均一な部品の移送速度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による楕円振動パーツフィーダの斜視図である。
【図２】ボウルを取り除いた状況を示す楕円振動駆動部の斜視図である。
【図３】図２において一部を破断した部分破断斜視図である。
【図４】同側面図である。
【図５】同平面図である。
【図６】他側からみた側面図である。
【図７】底面図である。
【図８】更に他側からみた側面図である。
【図９】正面図である。
【図１０】本発明の実施の形態の楕円振動パーツフィーダを駆動する駆動制御回路である。
【図１１】同回路における共振点追尾制御回路の詳細図である。
【図１２】同回路の作用を説明するための角周波数−位相差の関係を示すチャートである。
【図１３】同作用を示すための各信号波形であり、Ａはコイル電圧波形、Ｂはコイル電流波形、Ｃは振動変位波形、Ｄは他の振動変位波形を示す。
【図１４】従来例の楕円振動パーツフィーダの部分破断側面図である。
【図１５】図１４における［１５］−［１５］線方向断面図である。
【図１６】同底面図である。
【符号の説明】
３      下側可動フレーム
１５ａ  垂直振動用板ばね
１５ｂ  垂直振動用板ばね
１５ｃ  垂直振動用板ばね
１５ｄ  垂直振動用板ばね
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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