JP2015120575A - 振動式部品搬送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】部品を直線的に搬送する振動式部品搬送装置において、煩雑な調整作業を行うことなく、部品搬送部材のピッチング運動を効果的に抑制できるようにする。【解決手段】基台4とベース部9とを連結する防振ばね8を傾斜した姿勢で部品搬送方向の上流側と下流側に配置し、各防振ばね8の傾斜方向を、部品搬送方向(X方向)と平行な鉛直面(XZ平面)内で、部品搬送方向の前後それぞれにおいて、第1および第2の板ばね5、6の基台4側にあるそれぞれの屈曲点の投影位置の間にある任意の点と、基台4の上方に配置される部品全体の重心Gの投影位置とを結んだ直線に垂直な向きとする、すなわち、重心Gの回りの力のモーメントによって各防振ばね8に作用する力F1、F2の方向とほぼ一致させることにより、前後の防振ばね8の屈曲量の差が小さくなって、トラフ1のピッチング運動を容易かつ効果的に抑制できるようにしたのである。【選択図】図1
Description
本発明は、加振機構が発生させる加振力により、トラフ等の部品搬送部材を振動させて部品を直線的に搬送する振動式部品搬送装置に関する。
振動式部品搬送装置(以下、単に「部品搬送装置」とも称する。)には、直線状の部品搬送路を有するトラフ等の部品搬送部材が取り付けられる上部振動体と床上に設置される基台とを、傾斜した姿勢の板ばね等の弾性部材で連結し、加振機構が発生させる加振力により、部品搬送部材を部品搬送方向および鉛直方向に振動させて、部品を直線的にほぼ水平に搬送するものがある。しかし、このような部品搬送装置では、部品搬送部材および上部振動体の振動の反力によって基台にも振動が発生し、その振動が床へ伝搬して、同じ床上に設置されている他の装置の動作に影響するおそれがある。そこで、通常は、振動伝搬対策として、別の弾性部材で基台に連結されるカウンタ振動体を設け、このカウンタ振動体を加振機構で上部振動体と逆位相で振動させることにより、基台に作用する反力を相殺して基台の振動を抑えるとともに、基台と床面に固定されるベース部とを防振ばねで連結することにより、基台から床への振動の伝搬を抑えるようにしている場合が多い。
上記のような振動伝搬対策をとった部品搬送装置の一例を図4および図5に示す。この部品搬送装置は、直線状の部品搬送路51aを有するトラフ(部品搬送部材)51と、トラフ51が取り付けられる上部振動体52と、上部振動体52を囲む(接触はしない)矩形枠状のカウンタ振動体53と、上部振動体52およびカウンタ振動体53の下方に配置される基台54とを備え、上部振動体52と基台54とを第1の板ばね(第1の弾性部材)55で、カウンタ振動体53と基台54とを第2の板ばね(第2の弾性部材)56でそれぞれ連結し、上部振動体52およびカウンタ振動体53と基台54との間に加振機構57を設けたもので、その基台54は防振ばね58により床面に固定されるベース部59に連結されている。なお、図4においては、第1、第2の板ばね55、56および防振ばね58を固定するためのボルトは図示を省略している。
前記トラフ51、上部振動体52およびカウンタ振動体53は、それぞれ装置全体の幅方向中央を通る鉛直面に対して対称形状となっている。また、第1の板ばね55は、部品搬送方向に傾斜した姿勢で、装置全体の幅方向中央位置に部品搬送方向の上流側と下流側(前後)で一対となるように配置され、その前後の第1の板ばね55を装置全体の幅方向で挟む位置に、第2の板ばね56が第1の板ばね55と逆向きに傾斜した姿勢で配置されている。一方、防振ばね58は、前後一対で鉛直方向に延びるように配置されている。そして、加振機構57は、基台54上に設置された電磁石60と、電磁石60を挟んで部品搬送方向で対向するように上部振動体52およびカウンタ振動体53に取り付けられた可動鉄心61、62とで構成され、両振動体52、53に互いに逆位相となる振動を付与するようになっている。
ここで、部品搬送方向をX方向、水平面内でX方向と直交する方向(装置全体の幅方向)をY方向、鉛直方向をZ方向とすると(以下同じ)、図4および図5の例は、上部振動体52(トラフ51および可動鉄心61を含む)の重心G1とカウンタ振動体53(可動鉄心62を含む)の重心G2のX方向位置およびZ方向位置がずれた部品搬送装置を示している。また、その両振動体52、53の重心G1、G2を合成した重心Gは、前後の防振ばね58の中央位置よりも下流側に位置している。これは、一般に、両振動体の重心を一致させたり、両振動体の重心を合成した重心を所定位置に設定したりすることが困難だからである。
そして、この部品搬送装置では、上述のように両振動体52、53の重心G1、G2のZ方向位置が一致していないため、電磁石60と各可動鉄心61、62との間に発生する吸引力により両振動体52、53の重心G1、G2にそれぞれ力のモーメントが作用したときに、その2つの力のモーメントを合成した回転モーメント、すなわち両振動体52、53の重心G1、G2を合成した重心Gの回りの力のモーメントが基台54に加わることになる。
そして、重心Gの回りの力のモーメントによって前後の防振ばね58に作用する力F1、F2の方向は、XZ平面内におけるその重心Gの投影位置と、部品搬送方向の前後それぞれにおいて、第1の板ばね55の基台54側の屈曲点A1、A2の投影位置と第2の板ばね56の基台54側の屈曲点B1、B2の投影位置の間のある点とを結んだ直線M1、M2に垂直な向きとなるので、重心Gが前後の防振ばね58の中央位置からずれているために、F1、F2が鉛直線となす角度は前後で異なる。これにより、前後の防振ばね58で屈曲方向(板厚方向)へ作用する力(F1、F2の分力)が異なって屈曲量に差が生じ、基台54にはX方向とZ方向で構成されるXZ平面内での回転運動、いわゆるピッチング運動が発生する。そして、このピッチング運動が第1の板ばね55を介してトラフ51にも発生することにより、トラフ51での部品搬送が不安定となる。
一方、特許文献1では、図4および図5に示した従来例と同様に部品を直線的に搬送する振動式部品搬送装置において、ベース部と可動部(図4および図5の基台に相当)とを前後方向への傾斜角度が調整可能とされた複数の防振ばねで連結し、これらの各防振ばねの傾斜角度を調整することにより、部品搬送部材のピッチング運動を防止することが可能であるとしている。
しかしながら、上記特許文献1では、防振ばねの傾斜角度の具体的な調整方法が示されておらず、どのように調整すれば部品搬送部材のピッチング運動を防止できるか不明である。したがって、実際に防振ばねの傾斜角度を調整する際には、複数の防振ばねについて目安となる調整基準のない状態で試行錯誤しながら調整を行うことになり、調整作業が非常に煩雑となる。そして、部品搬送部材のサイズや形状は搬送対象部品やその搬送目的等によって異なり、それに伴って上部振動体やカウンタ振動体の質量や重心位置も異なるので、特定の部品搬送装置における防振ばねの傾斜角度の調整結果を他の部品搬送装置に適用しても部品搬送部材のピッチング運動を効果的に抑制できるとは限らず、結果として装置ごとに試行錯誤を伴う煩雑な調整作業が必要となる。
そこで、本発明の課題は、部品を直線的に搬送する振動式部品搬送装置において、煩雑な調整作業を行うことなく、部品搬送部材のピッチング運動を効果的に抑制できるようにすることである。
上記課題を解決するため、本発明は、直線状の部品搬送路を有する部品搬送部材と、前記部品搬送部材が取り付けられる上部振動体と、前記上部振動体に並設されるカウンタ振動体と、前記上部振動体およびカウンタ振動体の下方に配置される基台と、前記上部振動体と基台とを連結する第1の弾性部材と、前記カウンタ振動体と基台とを連結する第2の弾性部材と、前記上部振動体およびカウンタ振動体に互いに逆位相となる振動を付与する加振機構と、前記基台と床面に固定されるベース部とを連結する防振ばねとを備えた振動式部品搬送装置において、前記防振ばねを傾斜した姿勢で部品搬送方向(X方向)の上流側と下流側(前後)に配置し、前記各防振ばねの傾斜方向は、部品搬送方向と平行な鉛直面(X方向とZ方向で構成されるXZ平面)内で、部品搬送方向の上流側と下流側のそれぞれにおいて、前記第1および第2の弾性部材の前記基台側にあるそれぞれの屈曲点の投影位置の間にある任意の点と、基台の上方に配置される部品全体の重心の投影位置とを結んだ直線に垂直な向きとした構成を採用した。
すなわち、加振機構の加振力により上部振動体およびカウンタ振動体を振動させたときに、基台の上方に配置される部品全体の重心の回りの力のモーメントによって各防振ばねに作用する力の方向は、XZ平面内におけるその重心の投影位置と、部品搬送方向の前後それぞれにおいて、第1および第2の弾性部材の基台側にあるそれぞれの屈曲点の投影位置の間のある点とを結んだ直線に垂直な向きとなるので、その力の方向に各防振ばねの傾斜方向をほぼ一致させることにより、前後の防振ばねの屈曲量の差を小さくして、部品搬送部材のピッチング運動を抑制できるようにしたのである。また、この構成では、両防振ばねの姿勢が逆ハの字形となって屈曲に対する剛性が高まるので、これによっても前後の防振ばねの屈曲量に差が生じにくくなり、部品搬送部材のピッチング運動が抑制される。
上記の構成において、前記防振ばねの傾斜角度を調整可能とする手段を設ければ、基台の上方の部品全体の重心位置が変わった場合でも容易に対応できるようになる。
前記防振ばねの傾斜角度を調整可能とする手段としては、前記防振ばねの一端部を前記基台とベース部のうちの一方の部材に回動可能に取り付けるとともに、前記防振ばねの他端部に長孔を有する取付部を設け、この取付部を前記長孔に通されるねじ部材により前記基台とベース部のうちの他方の部材にねじ止めするもの、あるいは、前記基台およびベース部と防振ばねとの間に、所定角度傾斜したばね取付面を有する交換可能なスペーサを介在させるものを採用することができる。
本発明の振動式部品搬送装置は、上述したように、前後の防振ばねの傾斜方向を、XZ平面内で、部品搬送方向の前後それぞれにおいて、第1および第2の弾性部材の基台側にあるそれぞれの屈曲点の投影位置の間にある任意の点と、基台の上方に配置される部品全体の重心の投影位置とを結んだ直線に垂直な向きとすることにより、前後の防振ばねの屈曲量の差が小さくなるようにしたものであるから、部品搬送部材のピッチング運動を効果的に抑制でき、安定した部品搬送を行うことができる。しかも、各防振ばねの傾斜方向は各弾性部材の基台側の屈曲位置と基台上方の部品全体の重心位置とから決定されるので、設置にあたって試行錯誤を伴う煩雑な調整作業を必要としない。
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図1および図2に示す第1の実施形態の振動式部品搬送装置の基本的な構造は、図4および図5に示した従来例と同じである。すなわち、この部品搬送装置は、直線状の部品搬送路1aを有するトラフ(部品搬送部材)1と、トラフ1が取り付けられる上部振動体2と、上部振動体2を囲む(接触はしない)矩形枠状のカウンタ振動体3と、上部振動体2およびカウンタ振動体3の下方に配置される基台4とを備え、上部振動体2と基台4とを第1の板ばね(第1の弾性部材)5で、カウンタ振動体3と基台4とを第2の板ばね(第2の弾性部材)6でそれぞれ連結し、上部振動体2およびカウンタ振動体3と基台4との間に加振機構7を設け、防振ばね8により基台4を床面に固定されるベース部9に連結したもので、加振機構7が発生させる加振力により、各振動体2、3を振動させてトラフ1の部品搬送路1a上の部品を搬送するようになっている。なお、図1においては、第1、第2の板ばね5、6を固定するためのボルトは図示を省略している。
前記トラフ1、上部振動体2およびカウンタ振動体3は、それぞれ装置全体の幅方向(Y方向)中央を通る鉛直面(XZ平面)に対して対称形状となっている。また、第1の板ばね5は、部品搬送方向(X方向)に傾斜した姿勢で、Y方向中央位置に前後一対で配置され、その前後の第1の板ばね5をY方向で挟む位置に、第2の板ばね6が第1の板ばね5と逆向きに傾斜した姿勢で配置されている。
前記加振機構7は、基台4上に設置された電磁石10と、電磁石10を挟んで部品搬送方向(X方向)で対向するように上部振動体2およびカウンタ振動体3に取り付けられた可動鉄心11、12とで構成されている。そして、その電磁石10と各可動鉄心11、12との間には所定の隙間があけられており、電磁石10に通電して電磁石10と各可動鉄心11、12との間に吸引力を発生させることにより、両振動体2、3に互いに逆位相となる振動を付与するようになっている。
この部品搬送装置の従来例との相違点は、部品搬送方向と平行な鉛直面(XZ平面)内で、前後一対の防振ばね8が逆ハの字形に傾斜した姿勢(前側の防振ばね8が前方へ傾き、後側の防振ばね8が後方へ傾いた姿勢)で配置され、それぞれの傾斜角度が調整可能となっている点にある。
具体的には、前記各防振ばね8は、両側縁の下端部にX方向の装置中央側へ突出する支持部8aを、上端部に同じくX方向の装置中央側へ突出する円弧状の取付部8bをそれぞれ有し、その取付部8bに円弧状に延びる長孔8cをあけられたものが用いられている。そして、その支持部8aがベース部9に回動可能に取り付けられるとともに、取付部8bの長孔8cに通されるボルト(ねじ部材)13によって取付部8bが基台4にねじ止めされており、そのボルト13を緩めて支持部8aを中心に回動させることによって傾斜角度が調整できるようになっている。
ここで、前後の防振ばね8の傾斜角度は、その傾斜方向が、XZ平面内で、部品搬送方向の前後それぞれにおいて、第1の板ばね5の基台4側の屈曲点A1、A2の投影位置と第2の板ばね6の基台4側の屈曲点B1、B2の投影位置の間にある任意の点と、基台4(電磁石10を含む)の上方に配置される部品全体の重心Gの投影位置とを結んだ直線に垂直な向きとなるように調整される。図1では、一例として、下流側の防振ばね8が、第2の板ばね6の屈曲点B1の投影位置と重心Gの投影位置とを結んだ直線L1に垂直な向き(鉛直線となす角度α)となり、上流側の防振ばね8は、第1の板ばね5の屈曲点A2の投影位置と重心Gの投影位置とを結んだ直線L2に垂直な向き(鉛直線となす角度β)となるように調整した場合を示している。なお、基台4上方の部品全体の重心Gは、予め上部振動体2(トラフ1および可動鉄心11を含む)の重心G1とカウンタ振動体3(可動鉄心12を含む)の重心G2の合成によって求めておく。
すなわち、加振機構7により上部振動体2およびカウンタ振動体3を振動させたときに重心Gの回りの力のモーメントによって各防振ばね8に作用する力F1、F2の方向は、XZ平面内における重心Gの投影位置と、部品搬送方向の前後それぞれにおいて、第1の板ばね5の基台4側の屈曲点A1、A2の投影位置と第2の板ばね6の基台4側の屈曲点B1、B2の投影位置の間のある点とを結んだ直線に垂直な向きとなるので、上記のように前後の防振ばね8の傾斜角度を調整することにより、それぞれの傾斜方向を防振ばね8に作用する力F1、F2の方向とほぼ一致させることができる。
この部品搬送装置は、重心Gが前後の防振ばね8の中央位置からずれているために、各防振ばね8に作用する力F1、F2の方向が前後で異なっているが、前後の防振ばね8の傾斜方向がそれぞれF1、F2の方向とほぼ一致しているので、各防振ばね8の屈曲方向(板厚方向)へ作用する力(F1、F2の分力)がほぼ同じになり、屈曲量の差が小さくなる。また、両防振ばね8の姿勢が逆ハの字形であり、屈曲に対する剛性が高いので、これによっても前後の防振ばね8の屈曲量に差が生じにくくなっている。このため、基台4のピッチング運動が生じにくく、ひいてはトラフ1のピッチング運動を効果的に抑制することができ、安定した部品搬送が行える。しかも、各防振ばね8の傾斜方向は基台4への接続位置と重心Gの位置とから一義的に決まるので、防振ばね8の傾斜角度の調整は極めて容易である。
なお、上述した第1実施形態の防振ばね8は、下端側の支持部8aをベース部9に回動可能に取り付け、上端側の取付部8bをその長孔8cに通されるボルト13で基台4にねじ止めしたが、防振ばねの上端側と下端側の取付構造は逆にすることもできる。
図3は第2の実施形態を示す。この実施形態は、第1実施形態をベースとして、防振ばねの傾斜角度を調整可能とする手段を変更したものである。なお、この図3でも、第1、第2の板ばね5、6を固定するためのボルトは図示を省略している。
すなわち、この第2実施形態では、第1実施形態の防振ばね8に代えて、突出部のない平坦な防振ばね14を用い、この防振ばね14の上端部および下端部を、所定角度傾斜したばね取付面15aを有する一対のスペーサ15で挟み付け、これらのスペーサ15と一体に基台4およびベース部9にボルト16でねじ止めしている。スペーサ15はボルト16を抜き取るだけで交換可能であり、ばね取付面15aの傾斜角度が異なるものと交換することにより、防振ばね14の傾斜角度を調整することができる。
したがって、スペーサ15として、前後の防振ばね14の傾斜方向を、XZ平面内で、部品搬送方向の前後それぞれにおいて、第1の板ばね5の基台4側の屈曲点A1、A2の投影位置と第2の板ばね6の基台4側の屈曲点B1、B2の投影位置の間にある任意の点と、重心Gの投影位置とを結んだ直線に垂直な向きとする傾斜角度のばね取付面15aを有するものを用いることにより、第1実施形態と同様、トラフ1のピッチング運動を抑制して、安定した部品搬送を行うことができる。なお、図3も、図1と同じく、下流側の防振ばね8が直線L1に垂直な向きとなり、上流側の防振ばね8が直線L2に垂直な向きとなるように調整した例を示している。
1 トラフ(部品搬送部材)
1a 部品搬送路
2 上部振動体
3 カウンタ振動体
4 基台
5 第1の板ばね(第1の弾性部材)
6 第2の板ばね(第2の弾性部材)
7 加振機構
8 防振ばね
8a 支持部
8b 取付部
8c 長孔
9 ベース部
10 電磁石
11、12 可動鉄心
13 ボルト(ねじ部材)
14 防振ばね
15 スペーサ
15a ばね取付面
16 ボルト
G 基台の上方の部品全体の重心(G1とG2を合成した重心)
G1 上部振動体の重心
G2 カウンタ振動体の重心
1a 部品搬送路
2 上部振動体
3 カウンタ振動体
4 基台
5 第1の板ばね(第1の弾性部材)
6 第2の板ばね(第2の弾性部材)
7 加振機構
8 防振ばね
8a 支持部
8b 取付部
8c 長孔
9 ベース部
10 電磁石
11、12 可動鉄心
13 ボルト(ねじ部材)
14 防振ばね
15 スペーサ
15a ばね取付面
16 ボルト
G 基台の上方の部品全体の重心(G1とG2を合成した重心)
G1 上部振動体の重心
G2 カウンタ振動体の重心
Claims (4)
- 直線状の部品搬送路を有する部品搬送部材と、前記部品搬送部材が取り付けられる上部振動体と、前記上部振動体に並設されるカウンタ振動体と、前記上部振動体およびカウンタ振動体の下方に配置される基台と、前記上部振動体と基台とを連結する第1の弾性部材と、前記カウンタ振動体と基台とを連結する第2の弾性部材と、前記上部振動体およびカウンタ振動体に互いに逆位相となる振動を付与する加振機構と、前記基台と床面に固定されるベース部とを連結する防振ばねとを備えた振動式部品搬送装置において、
前記防振ばねを傾斜した姿勢で部品搬送方向の上流側と下流側に配置し、前記各防振ばねの傾斜方向は、部品搬送方向と平行な鉛直面内で、部品搬送方向の上流側と下流側のそれぞれにおいて、前記第1および第2の弾性部材の前記基台側にあるそれぞれの屈曲点の投影位置の間にある任意の点と、基台の上方に配置される部品全体の重心の投影位置とを結んだ直線に垂直な向きとしたことを特徴とする振動式部品搬送装置。 - 前記防振ばねの傾斜角度を調整可能とする手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の振動式部品搬送装置。
- 前記防振ばねの傾斜角度を調整可能とする手段が、前記防振ばねの一端部を前記基台とベース部のうちの一方の部材に回動可能に取り付けるとともに、前記防振ばねの他端部に長孔を有する取付部を設け、この取付部を前記長孔に通されるねじ部材により前記基台とベース部のうちの他方の部材にねじ止めするものであることを特徴とする請求項2に記載の振動式部品搬送装置。
- 前記防振ばねの傾斜角度を調整可能とする手段が、前記基台およびベース部と防振ばねとの間に、所定角度傾斜したばね取付面を有する交換可能なスペーサを介在させるものであることを特徴とする請求項2に記載の振動式部品搬送装置。
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