JP5168816B2 - 部品供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、部品を振動により移送することが可能な部品供給装置に関する。

従来、部品に対して振動を与えることにより、部品を整列させるとともに、部品の供給を行う部品供給装置の一つとしてパーツフィーダ等（部品搬送装置）がよく知られている。このパーツフィーダは、部品に振動を与えることにより部品の姿勢を整え、次工程に供給することができる。

特許文献１には、振動式部品搬送装置の加振機構の設置個数を減らして、かつ、部品の搬送速度や搬送方向の設定の自由度を高めることができる振動式部品搬送装置について開示されている。

この特許文献１記載の振動式部品搬送装置においては、搬送路を設けた振動体を、直進フィーダの上部振動体に、上部振動体の振動方向に対して水平面内で平行な方向に向けて、垂直面内で等しい傾斜角度を持たせて配列した２枚の板ばねで支持することにより、上部振動体から板ばねを介して伝搬される振動を利用して、自身の加振機構を設けることなく、部品の搬送速度や搬送方向の設定に自由度を持たせて、振動体に設けた搬送路に沿って部品を搬送できるようにしている。
特開２００５−３５７９０号公報

しかしながら、特許文献１記載の振動式部品搬送装置においては、上流から下流側に搬送する搬送路において前後方向に揺れるピッチング現象が搬送路に生じた場合、搬送対象物の移送が不安定となる問題がある。また、搬送路および還流させる搬送路の振動伝達経路が板ばね以外において重複するため、上流から下流に搬送する搬送路の振幅と還流する搬送路の振幅とが、互いに影響し合い、振動数・ばね強度・トラフ重量・重量バランス等により振動が容易に変化し、個々に任意の振幅を得ることは困難である。

本発明の目的は、複数の搬送路において容易に任意の振幅を得ることができるとともに、安定した部品の搬送を実現することができる部品供給装置を提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

（１）
本発明に係る部品供給装置は、搬送路に振動を発生させることにより搬送路内に供給される部品を直線状に移送する直線搬送路を含む部品供給装置であって、下部に配設されるベース部と、直線搬送路が設けられているとともにベース部の上方に配設されて振動を発生する加振部と、加振部よりも下方でベース部よりも上方に設けられる固定部と、加振部とベース部とに取り付けられ、加振部からベース部へ伝達される振動を減衰させる防振部材と、加振部と固定部とに取り付けられ弾性変形することにより固定部と加振部とに互いに逆位相の振動を発生させる駆動部材と、直線搬送路により搬送された部品を下流側から上流側へ還流させる還流搬送路と、固定部に固設された突出部を有する平板状からなるた固定板と、還流搬送路と固定板の突出部とを接続するために水平に設けられた水平振動部材と、水平振動部材により還流搬送路に伝達される水平方向の振動を鉛直方向の振動および水平方向の振動に分力するために、還流搬送路での部品の還流方向と反対方向へ上端側が鉛直面から所定の角度傾斜して設けられた分力部材と、分力部材を支持するための支持部材と、を備えたものである。

本発明に係る部品供給装置においては、ベース部の上方に設けられた固定部および加振部が防振部材および駆動部材により直線搬送路に振動を付与し、直線搬送路上の部品を搬送する。また、固定部に固設された固定板に接続された水平振動部材により還流搬送路に水平方向の振動が伝達される。その水平方向の振動が、分力部材により鉛直方向および水平方向の振動に分力される。それらの水平方向の振動および鉛直方向の振動が還流搬送路に与えられる。

この場合、直線状搬送路および還流搬送路に対して、それぞれ別経路により振動の伝達が行われる。すなわち、直線状搬送路には駆動部材から振動が伝達され、還流搬送路には固定部から振動が伝達される。その結果、還流搬送路の振動は、固定部、固定板および水平振動伝達部材により伝達され、分力部材により独自に鉛直方向の振動および水平方向の振動に分力させることができる。したがって、直線状搬送路および還流搬送路のそれぞれにおいて安定した振動を発生させることができ、ピッチング現象が発生した場合でも、搬送対象物を安定して搬送することができる。さらに、振動数、ばね定数等を容易に変更することができ、任意の振幅を得ることが容易となる。

（２）
支持部材は、還流搬送路の上流側および下流側に対して水平に延在し、かつ支持部材の両端部に分力部材がそれぞれ鉛直面から所定の角度傾斜して設けられることが好ましい。

この場合、支持部材は、還流搬送路の上流側および下流側に対して水平に延在し、両端部において分力部材が設けられる。また、分力部材が所定の角度傾斜させて設けられることにより、水平振動部材から伝達される振動が当該傾斜に応じて鉛直方向の振動および水平方向の振動に分力される。したがって、分力部材の傾斜角度を調整することにより直線搬送路に対する振動の影響を与えることなく、還流搬送路側の振幅を調整することができる。

以下、本発明に係る実施の形態について図面を用いて説明を行う。本発明に係る部品供給装置の一例として、微小な部品を搬送する微小部品供給装置に適合させた場合について説明を行う。

（一実施の形態）
図１および図２は、本発明の一実施の形態に係る微小部品供給装置１００の一例を示す模式的斜視図である。図１は微小部品供給装置１００の上面を示し、図２は微小部品供給装置１００の側面を示す。

図１および図２に示すように、微小部品供給装置１００は、パーツフィーダ２００、リニア型パーツフィーダ３００およびステージ９００を含む。

また、図２に示すように、パーツフィーダ２００は、ボウル状搬送部２１０と圧電式振動部２２０とを含む。

本実施の形態における微小部品供給装置１００においては、ステージ９００上にパーツフィーダ２００およびリニア型パーツフィーダ３００が設けられる。パーツフィーダ２００の微小部品排出部２１１には、リニア型パーツフィーダ３００の微小部品搬入部３１１が接続されている。さらに、リニア型パーツフィーダ３００の還流搬送路３１７には、パーツフィーダ２００の受け入れ路２１７が接続されている。

パーツフィーダ２００の圧電式振動部２２０により発振された振動が、圧電式振動部２２０の上部に載置されたボウル状搬送部２１０に与えられる。ボウル状搬送部２１０内には、ボウル状搬送部２１０の内周に沿って螺旋状の微小部品搬送路が設けられる。ボウル状搬送部２１０の中央底部に微小部品８００（図３参照）が供給され、圧電式振動部２２０からの振動により微小部品８００が螺旋状の搬送路上を搬送され、微小部品排出部２１１からリニア型パーツフィーダ３００の微小部品搬入部３１１に与えられる。

また、リニア型パーツフィーダ３００には、後述する（図４参照）ように主に第１搬送部材３２０、圧電式振動部３０３および錘部３０２からなる１台の加振器が設けられており、加振器により発振された振動が、リニア型パーツフィーダ３００の各搬送路に与えられる。それにより、微小部品供給装置１００は、微小部品供給装置１００の次工程に微小部品８００を供給することができる。

また、リニア型パーツフィーダ３００の第１搬送部材３２０において所定姿勢に整理されなかった微小部品８００が存在する場合、または次工程においてトラブルが生じて次工程側に微小部品８００を搬送させないようにする場合、第３搬送部材３５０（図４参照）により微小部品８００が、微小部品還流路３１７からパーツフィーダ２００の受け入れ路２１７を介してボウル状搬送部２１０の中央底部に戻される。この詳細構成については後述する。

次に、図３は本実施の形態において搬送される微小部品８００の形状の一例を示す模式的斜視図である。

図３に示すように、微小部品８００は、長さＬ、高さＨ、幅Ｂを有する直方体からなる。長さＬ、高さＨおよび幅Ｂの関係は、Ｈ＜Ｂ＜Ｌの関係を有する。このように、微小部品８００は平板状の微小部品からなる。

また、微小部品供給装置１００は、微小部品８００の一方の面に電極が形成されたものである場合が多く、一般に微小部品８００の大きさは、長さＬが０．６ｍｍ〜３．２ｍｍ程度であり、幅Ｂが０．３ｍｍ〜３．２ｍｍ程度であり、高さＨが０．１ｍｍ〜３．２ｍｍ程度である。

次に、図４は、本実施の形態に係るリニア型パーツフィーダ３００の一部内部構造を示した模式的側面図であり、図５は図４のリニア型パーツフィーダ３００の側面図である。

リニア型パーツフィーダ３００は、主に防振台３０１、錘部（カウンターウェイト）３０２、圧電式振動部３０３、第１搬送部材（直線状搬送部材）３２０、第２搬送部材（直線状搬送部材）３３０、保持部材３４０、保持部３４５、第３搬送部材（還流搬送部材）３５０、分力弾性板部材３６０ａ、水平方向振動伝達部材３６０ｂ、および固定板３７０を含む。

図４に示すように、防振台３０１の上部には、錘部３０２および圧電式振動部３０３が順に設けられる。防振台３０１と圧電式振動部３０３との間には、複数の防振用板ばね３８０が設けられ、錘部３０２と圧電式振動部３０３との間には、複数の駆動用板ばね３９０が設けられる。これらの複数の駆動用板ばね３９０および複数の防振用板ばね３８０は鉛直面から同じ角度傾斜した状態で設けられる。

また、図４の錘部３０２および圧電式振動部３０３の内部には、平板を屈曲させたＬ字状の弾性部材４１０が設けられる。弾性部材４１０の一端側が圧電式振動部３０３に固定され、他端側が錘部３０２に固定される。

さらに、弾性部材４１０の両面には、圧電素子４１１が配設される。この弾性部材４１０および圧電素子４１１からなるばね定数は、搬送する部品の重量、大きさおよび第３搬送部材３５０の重量等によって定められる任意の共振周波数の条件に応じて適宜選択される。

圧電素子４１１は、具体的に、圧電セラミックスを分極処理して弾性部材４１０の一方の面にプラス極性の分極電位を持たせたものを貼り付け、弾性部材４１０の他方の面にマイナス極性の分極電位を持たせたものを貼り付ける。それにより、弾性部材４１０の表裏面に圧電素子４１１によるバイモルフ構造が形成される。圧電素子４１１に電荷を付与することにより振動が生じ、圧電式振動部３０３と錘部３０２とが互いに逆方向に振動する。なお、錘部３０２は、圧電式振動部３０３および第１搬送部材３２０等の重量に応じて形成された質量からなる。

図４に示すように圧電式振動部３０３の上部には、第１搬送部材３２０が固設され、第１搬送部材３２０の一端側（下流側）には、第２搬送部材３３０が接続され、第１搬送部材３２０の側面には、第３搬送部材３５０が併設される。

図４および図５に示すように、リニア型パーツフィーダ３００は、主に防振台３０１、錘部３０２、圧電式振動部３０３、第１および第２搬送部材３２０，３３０の順に積層されたものである。また、図５に示すように、板状部材から形成され、突起部３７５を有する固定板３７０が、錘部３０２に固設されている。

また、図４の固定板３７０に形成された突起部３７５において弾性体からなる水平方向振動伝達部材３６０ｂの一端側がボルトＢにより固定され、当該水平方向振動伝達部材３６０ｂの他端側がボルトＢにより第３搬送部材３５０に形成された水平面に固定される。すなわち、水平方向振動伝達部材３６０ｂは、水平面と平行に設けられる。なお、本実施の形態においては、水平方向振動伝達部材３６０ｂが水平面に平行に設けられることとしたが、これに限定されず、微小部品８００などの微小部品を搬送する場合、水平方向振動伝達部材３６０ｂを水平面から±１０度以下の角度で設けることが好ましい。

これにより、錘部３０２における水平方向の振動が、固定板３７０の突起部３７５を介して第３搬送部材３５０に与えられる。

次いで、図４に示すように、圧電式振動部３０３には、水平方向を長手方向として設けられた保持部材３４０が設けられる。保持部材３４０は、防振台３０１に固設された保持部３４５により保持される。すなわち、保持部材３４０は、振動しない状態で保持される。

水平方向に長手形状が形成された保持部材３４０の微小部品８００の搬送上流側および下流側において、それぞれ所定の角度（α）で分力弾性板部材３６０ａが設けられる。この分力弾性板部材３６０ａの一端側がボルトＢにより保持部材３４０に固定され、当該分力弾性板部材３６０ａの他端側がボルトＢにより第３搬送部材３５０に形成された面にそれぞれ固定される。当該面は、鉛直方向から所定の角度（α）傾斜して形成される。

この場合、水平方向振動伝達部材３６０ｂにより水平方向の振動が第３搬送部材３５０に伝達される。そして、第３搬送部材３５０に与えられた水平方向の振動が、分力弾性板部材３６０ａの傾斜角度（α）に応じて鉛直方向および水平方向に分力される。それにより、第３搬送部材３５０上の微小部品８００が鉛直方向の振動および水平方向の振動によって移送される。この移送される状態については、後述する。

続いて、図４および図５の第３搬送部材３５０における微小部品８００の搬送状態について説明する。図６は、図４および図５のリニア型パーツフィーダ３００の第３搬送部材３５０における微小部品８００の動きを示した図である。

図６に示すように、微小部品８００は、第３搬送路３５０上において微小部品８００ａ，８００ｂ，８００ｃの位置で順に搬送される。ここで、微小部品８００ａの位置にある微小部品８００には、分力弾性板部材３６０ａの傾斜角度に応じて発生した鉛直方向の力Ｆ３６０ａＶが与えられる。

また、微小部品８００ａの位置にある微小部品８００には、分力弾性板部材３６０ａの傾斜角度に応じて発生した水平方向の力Ｆ３６０ａＨが与えられる。微小部品８００ａの位置にある微小部品８００は、力Ｆ３６０ａＨおよびＦ３６０ａＶの合力、すなわち、力Ｆ８００が加えられ、微小部品８００ｂの位置に搬送される。

同様に、微小部品８００ｂの位置にある微小部品８００には、分力弾性板部材３６０ａの傾斜角度に応じて発生した鉛直方向の力Ｆ３６１ａＶが与えられる。また、微小部品８００ｂの位置にある微小部品８００には、分力弾性板部材３６０ａの傾斜角度に応じて発生した水平方向の力Ｆ３６１ａＨが与えられる。微小部品８００ｂの位置にある微小部品８００は、力Ｆ３６１ａＨおよびＦ３６１ａＶの合力、すなわち、力Ｆ８０１が加えられ、微小部品８００ｃの位置に搬送される。

なお、上記の分力弾性板部材３６０ａの傾斜角度（α）の値は、第１搬送部材３２０の振動角よりも大きな値にすることが好ましい。それにより、部品供給装置の振動を低下させた場合でも、第１搬送部材３２０の振動が低下した後に、第３搬送部材３５０の振動を低下させることができるので、微小部品８００をボウル状パーツフィーダ２００に戻すことができる。具体的に、傾斜角度（α）は、垂直加速度で決定されるため、振動数に依存して個々に設定される。

以上のように、第３搬送部材３５０における微小部品８００は、微小部品８００ａの位置から微小部品８００ｂの位置に移送され、微小部品８００ｂの位置から微小部品８００ｃの位置に移送される。

以上の構成により、第３搬送部材３５０に対して水平方向振動伝達部材３６０ｂから水平方向の振動が与えられ、当該水平方向の振動が、分力弾性板部材３６０ａにより鉛直方向の振動（力Ｆ３６０ａＶ）および水平方向の振動（力Ｆ３６０ａＨ）に分力して安定して供給されるので、第３搬送部材３５０を安定して振動させることができる。すなわち、リニア型パーツフィーダ３００において、ピッチング現象が発生した場合でも、微小部品８００を安定して搬送することができる。さらに、振動数、ばね定数等を容易に変更することができ、任意の振幅を得ることが容易となる。

本発明に係る部品供給装置３００においては、第１搬送部材３１０および第２搬送部材３２０に形成される搬送路が直線搬送路に相当し、リニア型パーツフィーダ３００が部品供給装置に相当し、防振台３０１がベース部に相当し、圧電式振動部３０３が加振部に相当し、錘部３０２が固定部に相当し、防振用板ばね３８０が防振部材に相当し、駆動用板ばね３９０が駆動部材に相当し、第３搬送部材３５０が還流搬送路に相当し、水平方向伝達部材３６０ｂが水平振動部材に相当し、分力弾性板部材３６０ａが分力部材に相当し、
保持部材３４０および保持部３４５が支持部材に相当する。

本発明は、上記の好ましい一実施の形態に記載されているが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、第３搬送部材３５０は、常に水平に配置するとは限らず、上りの傾斜または下りの傾斜を与えた状態であってもよい。

本発明の一実施の形態に係る微小部品供給装置の一例を示す模式的平面図 本発明の一実施の形態に係る微小部品供給装置の一例を示す模式的側面図 本実施の形態において搬送される微小部品の形状の一例を示す模式的斜視図 本実施の形態に係るリニアフィーダの一部内部構造を示した模式的側面図 図４のリニア型パーツフィーダ３００の正面図 図４および図５のリニア型パーツフィーダの第３搬送部材における微小部品の動きを示した図

符号の説明

２００ パーツフィーダ
３００ リニアフィーダ
３０２ 錘部
３０３ 圧電式振動部
３２０ 第１搬送部材
３３０ 第２搬送部材
３５０ 第３搬送部材
３６０ａ 分力弾性板部材
３６０ｂ 水平方向伝達部材
３７０ 固定板
３７５ 突起部
３８０ 防振用板ばね
４１１ 圧電素子
８００ 微小部品
８００ａ，８００ｂ，８００ｃ 微小部品の位置
Ｂ ボルト

Claims (2)

1. 搬送路に振動を発生させることにより前記搬送路内に供給される部品を直線状に移送する直線搬送路を含む部品供給装置であって、
   下部に配設されるベース部と、
   前記直線搬送路が設けられているとともに前記ベース部の上方に配設されて振動を発生する加振部と、
   前記加振部よりも下方で前記ベース部よりも上方に設けられる固定部と、
   前記加振部と前記ベース部とに取り付けられ、前記加振部から前記ベース部へ伝達される振動を減衰させる防振部材と、
   前記加振部と前記固定部とに取り付けられ、弾性変形することにより、前記固定部と前記加振部とに互いに逆位相の振動を発生させる駆動部材と、
   前記直線搬送路により搬送された部品を下流側から上流側へ還流させる還流搬送路と、
   前記固定部に固設され、突出部を有する平板状からなる固定板と、
   前記還流搬送路と前記固定板の突出部とを接続するために水平に設けられた水平振動部材と、
   前記水平振動部材により前記還流搬送路に伝達される水平方向の振動を鉛直方向の振動および水平方向の振動に分力するために、前記還流搬送路での部品の還流方向と反対方向へ上端側が鉛直面から所定の角度傾斜して設けられた分力部材と、
   前記ベース部に固定されるとともに、前記分力部材を支持するための支持部材と、を備えたことを特徴とする部品供給装置。
2. 前記支持部材は、前記還流搬送路の上流側および下流側に対して水平に延在し、かつ前記支持部材の両端部にそれぞれ鉛直面から前記分力部材が所定の角度傾斜して設けられたことを特徴とする請求項１記載の部品供給装置。

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