JP4433520B2 - 振動整列装置 - Google Patents
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Description
【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】
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
Claims (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。 - 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。
- 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。
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