JP6544136B2 - パーツフィーダ - Google Patents

Description

本発明は、リターントラフ一体型のパーツフィーダに関するものである。

従来より、部品の整列手段を備え直線振動によって部品を移送する整送トラフと、直線振動によって前記整送トラフとは反対方向に部品を移送するリターントラフとが僅かのクリアランスをあけて向かい合わせに組み合わされ、かつ前記整送トラフの下流端部に排出シュートが一体的に接続されて、前記整送トラフを移送される部品がその下流部から前記リターントラフの上流部へ移行され、前記リターントラフを移送される部品がその下流部から前記整送トラフの上流部へ移行されて循環されると共に、整列された部品が前記排出シュートの下流端から排出されるリニア振動型パーツフィーダが知られている（特許文献１）。

このものは、各々のトラフをそれぞれ傾斜方向の異なる板バネで支持し、個別に電磁石を駆動してトラフに振動を与えることで、各トラフ上に載置された物品に順方向および逆方向の搬送力を付与するようにしており、２つのリニアフィーダが並列的に構成されたものとなっている。

特開２０００−２８９８３１号公報

しかしながら、このような構成であると、リニアフィーダを２台使用する必要があるので、それ以上の小型化・低コスト化が困難であるという課題がある。

加えて、異なる振動をする２台のパーツフィーダ間で物品の受け渡しをする必要があることから、整列トラフとリターントラフの間に僅かにクリアランスを設けて物品を乗り移らせるようにしているが、その受け渡し部で物品の詰まりや落下が起きないように調整するのが困難であるという課題もある。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、１台のリニアフィーダで整列トラフとリターントラフを有効に実現した、新たな着想に基づくリターントラフ一体型のパーツフィーダを提供することを目的としている。

本発明は、かかる目的を達成するために次のような手段を講じたものである。

すなわち、本発明のパーツフィーダは、物品の搬送面を有するトラフと、該トラフを支持する弾性変形可能な弾性支持手段と、この弾性支持手段を通じて前記トラフに対して搬送方向への直線振動、および前記搬送面内において搬送方向と交差する方向の一方の縁部と他方の縁部が交互に昇降するロール振動を同一周波数で与える加振手段と、前記加振手段を制御して前記トラフの一方の縁部側に物品を搬送方向に移動させる搬送力を付与し、他方の縁部側に物品を搬送方向と逆方向であるリターン方向に移動させる搬送力を付与する振動制御手段とを備えたことを特徴とする。

このように構成すれば、１つのトラフで搬送方向の振動とリターン方向の振動とを同時に作りだすことができるので、搬送トラフとリターントラフを別々に設け、各々を別異の駆動手段で駆動するといった必要がなくなる。しかも、トラフは全体として一体であって同じ振動をしているだけであるから、トラフ間にクリアランスを設ける等の対策を講じることも不要となる。そして、これらの結果、小型化、低コスト化を実現することが可能となる。

直線振動やロール振動を自在に設定可能とするためには、弾性支持手段が、搬送方向に沿って配置され搬送方向にも当該搬送方向と交差する方向にも弾性変形可能な一対の支持体を備え、加振手段が、前記支持体を搬送方向に変形させる周期的加振力を加える第１加振部と、前記支持体を搬送方向と交差する方向に変形させる周期的加振力を加える第２加振部とを備えていることが望ましい。

より具体的には、第１、第２加振部を制御する振動制御部を、第１加振部によりトラフ全体に現れる直線振動の振動位相に対し、第２加振部によるロール振動を通じて前記一方の縁部側に現れる上下方向の振動位相を前記直線振動の位相に対して遅れ位相とし、前記他方の縁部側に現れる上下方向の振動位相を前記直線振動の位相に対して進み移相とするように設定していることが好適である。

一方、駆動系や振動制御系の部品点数の更なる削減を図り、振動制御部による制御も簡易なものとするためには、弾性支持手段が、搬送方向に沿って配置され搬送方向にも当該搬送方向と交差する方向にも弾性変形可能な一対の第１支持体と、上端部をこの第１支持体に懸下され搬送方向に対し所定角度をなす方向に弾性変形可能な一対の第２支持体とを備え、第２支持体に前記トラフを支持させるようにしたものであって、前記加振手段が、前記第２支持体を前記所定方向に変形させる周期的加振力を加える加振部を備えていることが望ましい。

より具体的には、加振部を制御する振動制御部を、加振部によりトラフ全体に現れる直線振動の極性に対し、ロール振動を通じて前記一方の縁部側に現れる上下方向の振動の極性を合致させ、前記他方の縁部側に現れる上下方向の振動の極性を逆極性とするように設定していることが好適である。

以上の構成において、整列条件を満たさないワークを排除し、リトライして再度整列トラフに供する循環を形成して、処理効率を高めるためには、前記一方の縁部側に設けた整列トラフと、前記他方の縁部側に設けたリターントラフと、前記整列トラフの終端側に接続した排出シュートと、前記整列トラフの下流側において整列条件を満たさない物品を整列トラフから排除する排除機構とを備え、前記整列トラフの下流側を相対的に高位置とするように当該整列トラフの下流側と前記リターントラフの始端側とを接続するとともに、前記リターントラフの下流側を相対的に高位置とするように当該リターントラフの下流側と前記整列トラフの始端側とを接続していることが効果的である。

以上説明した本発明によれば、１台のリニアフィーダで整列トラフとリターントラフを有効に実現することができ、これによりトラフ間の干渉対策等を不要にするとともに、部品点数やコストの更なる削減を図ることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るパーツフィーダの模式的な斜視図。 同パーツフィーダのシステム構成図。 同パーツフィーダの加振構造を示す図。 同パーツフィーダの振動モードを示す図。 同振動モードによってトラフ上に生じる変位を説明する図。 同パーツフィーダの加振手段を示す図。 同パーツフィーダの搬送原理を説明する図。 同パーツフィーダの搬送原理を説明する図。 同パーツフィーダの具体的な構成例を示す図。 同構成における搬送手順を示す図。 同実施形態の変形例を示す図。 図１１に対応した搬送状態の説明図。 加振手段の他の変形例を示す図。 本発明の第２実施形態に係るパーツフィーダのシステム構成図。 同パーツフィーダの加振手段を示す図。 同パーツフィーダの加振原理を示す図。 同パーツフィーダの加振手段を示す図。 同パーツフィーダの搬送原理を説明する図。 同パーツフィーダの搬送原理を説明する図。 同実施形態の変形例を示す図。 同実施形態の搬送原理を説明する図。 同実施形態の搬送原理を説明する図。 同実施形態の搬送原理を説明する図。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）

この実施形態のパーツフィーダ１は、リニアフィーダとも称されるもので、図１および図２に示すように、機械装置部２と振動制御部３とから構成される。この振動制御部３は、後述するように機械装置部２に組み込まれた加振手段たるアクチュエータ７１、７２の制御を行うことで、機械装置部２に図３に示す搬送方向であるＸ方向の周期的加振力およびＸ方向と交差（直交）するロール方向（Ｒ方向）の周期的加振力を与えてトラフ６を振動させるようにしたものである。

機械装置部２は、図１および図２に示すように、上面に載置した物品たるワークＷを搬送するトラフ６と、トラフ６を弾性的に支持する弾性支持手段５とを具備する。

弾性支持手段５は、図１〜図３に示すように、２本の支持体である角支柱状のバネ部材５１を備え、それらバネ部材５１、５１間にトラフ６が架け渡される。

各バネ部材５１は、それぞれ下端部５１ｂをベース４に固定され、当該下端部５１ｂより鉛直上方（Ｚ方向）に向かって起立している。

加振手段は、トラフ６にＸ方向の直線振動を付与する第１加振部たる直線加振アクチュエータ７１と、トラフにＲ方向のロール振動を付与する第２加振部たるロール加振アクチュエータ７２とを備える。図６に示すように、直線加振アクチュエータ７１はバネ部材５１の長手方向（上下方向）中央部を避けた下端側でＸ軸と直交する面（ＹＺ面）の表裏に、扁平直方体状の圧電素子７１ａ、７１ｂを取り付けて構成される。これらの圧電素子７１ａ、７１ｂは電圧を印加することによりＺ方向の伸縮を生じさせるもので、表裏を差動的に駆動することによって相対的に表裏何れか一方の面を伸張状態、他方の面を縮退状態させ、バネ部材５１を図３（ａ）に示すように湾曲させるバイモルフ型のものである。

一方、ロール加振アクチュエータ７２はバネ部材５１の長手方向（上下方向）の略全域に亘ってＹ軸と直交する面（ＸＺ面）の表裏に、扁平直方体状の圧電素子７２ａ、７２ｂを取り付けて構成される。これらの圧電素子７２ａ、７２ｂも電圧を印加することによりＺ方向の伸縮を生じさせるもので、表裏を差動的に駆動することによって相対的に表裏何れか一方の面を伸張状態、他方の面を縮退状態としてバネ部材５１を図３（ｂ）に示すように湾曲させるバイモルフ型のものである。

そして、直線加振アクチュエータ７１、ロール加振アクチュエータ７２を各々独立して駆動できるように、図２に示すようにそれぞれがアンプＡｘ、Ａｒを介して振動制御手段３のコントローラＣに接続されている。

コントローラＣは、発電機Ｇに接続され、アンプＡｘ、Ａｒへの制御電圧の振幅を生成する振幅設定回路３１ａを有するとともに、アンプＡｘへの制御電圧の位相を基準としてアンプＡｒへの制御電圧の位相を設定する位相設定回路３１ｂを有する。コントローラＣからアンプＡｘ、Ａｒに出力する指令に係る周波数は、パーツフィーダ１の質量や各部のバネ定数等で定まる直線振動系やロール振動系の固有周波数にほぼ一致させてあり、これらの固有振動数が電源周波数の±５％以内としておくことが望ましい。

そして、直線加振アクチュエータ７１およびロール加振アクチュエータ７２に各々正弦波状の制御電圧を付与することによって、バネ部材５１にＸ方向およびＲ方向の周期的加振力を与えるようにしている。

具体的には、Ｘ方向に関しては、一対の直線加振アクチュエータ７１、７１に振幅および位相の等しい電圧を印加することにより、各々のバネ部材５１を図３（ａ）に示すように同期して長手方向中央部を基点としてＳ字状をなすようにＸ方向に周期的に撓ませる。また、Ｒ方向に関しては、一対のロール加振アクチュエータ７２、７２に振幅および位相の等しい電圧を印加することにより、Ｘ方向から見て見掛け上１本であるバネ部材５１を同図（ｂ）に示すように全体が弓状に撓るようにＲ方向に周期的に撓ませる。このときトラフに、図４（ａ）に示す直線振動モードと、同図（ｂ）に示すロール振動モードとが現われる。なお、本実施形態ではバネ部材５１の長手方向中央部を避ける位置に直線加振アクチュエータ７１を取り付けたが、Ｘ方向の周期的加振力を与える構成であればこれに限らない。

ここで、トラフ６の周期的振動とワークＷの搬送方向の関係について説明する。

図５（ａ）はトラフ６の平面図であり、直線振動とロール振動を組み合わせると、領域Ｔと領域Ｒでは異なる振動をする。ロール振動に仮想の回転軸ｍを定義すると、領域Ｔは回転軸ｍより＋Ｙ方向のトラフ上面であり、領域Ｒは回転軸ｍより−Ｙ方向のトラフ上面である。

直線振動とロール振動を位相差φで駆動する。具体的には、領域Ｔでは直線振動Ｘｔ＝ａ×ｓｉｎωｔ、ロール振動Ｚｔ＝ｂ×ｓｉｎ（ωｔ＋φ）となるように駆動し、領域Ｒでは直線振動Ｘｔ＝ａ×ｓｉｎωｔ、ロール振動Ｚｒ＝−ｂ×ｓｉｎ（ωｔ＋φ）となるように駆動する。これらの振動の組み合わせはトラフ６に楕円振動を励起する。

一般的に、図７（ａ）においてＸ＝ａ×ｓｉｎωｔ、Ｚ＝ｂ×ｓｉｎ（ωｔ＋φ）の条件でトラフ６が楕円振動する場合、トラフ６上のワークＷの搬送速度ＶはＸ方向とＺ方向の位相差φにより変化する。楕円振動においては楕円振動の垂直成分が下向きから上向きに変わる領域でトラフ６上のワークＷとの摩擦が大きくなり、このときトラフ６が水平方向のどちらに動いているかによってワークＷの搬送方向が決まる。この搬送速度Ｖと位相差φの関係を図７（ｂ）に示す。Ｘ方向の振動に対してＺ方向の振動の位相差φが０〜１８０°の間で遅れているとき、換言すればＺ方向の振動に対してＸ方向の振動が０〜１８０°の間で進んでいるときは、ワークの速度Ｖは＋Ｘ方向を向き、逆に、Ｘ方向の振動に対してＺ方向の振動の位相差φが０〜１８０°の間で進んでいるとき、換言すればＺ方向の振動に対してＸ方向の振動が０〜１８０°の間で遅れているときは、ワークの速度Ｖは−Ｘ方向を向く。

領域Ｔと領域Ｒでは、Ｚ方向の振動が逆相になるため、位相差φと搬送速度Ｖｘは図８（ａ）に示すようになる。

この実施形態では、例えばφ＝−９０°に設定し、図８（ｂ）に示すように領域Ｔ側のトラフ６上のワークＷが＋Ｘ方向すなわち搬送方向下流側に向かって搬送力を与えられ、逆相である領域Ｒ側のトラフ上のワークＷは−Ｘ方向すなわちリターン方向に向かって搬送力を与えられるように設定している。

また、図８（ａ）において領域Ｔ、Ｒの搬送速度が同時に０になる位相差ψ（約６°）のときは、両領域Ｔ、ＲでワークＷは静止する。

回転軸ｍ上のトラフ面（図８（ｂ）破線部）では、Ｚ方向の振動がないため、ワークＷは搬送されない。また、回転軸ｍから±Ｙ方向に離れるに従い、トラフ上面のＺ方向の振動が大きくなるため、搬送速度が速くなる。

以上の振動搬送を利用し、図８（ｂ）および図９（ａ）の平面図に示すようにトラフ６上において一方（＋Ｙ方向）の縁部６ｔ側の領域Ｔのうち縁辺付近に溝６１ａを設けて整列トラフ６１とし、他方（−Ｙ方向）の縁部６ｒ側の領域Ｒのうち縁辺付近に溝６２ａを設けてリターントラフ６２として、ワークＷを循環させるように構成する。

図９（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図９（ａ）のＧ−Ｇ線断面、Ｈ−Ｈ線断面であり、これらの図においてリターントラフ６２側の溝６２ａは省略してある。整列トラフ６１の溝６１の下流には整列されていないワークＷを検出する透過型等によるセンサ６３やそれを排除するエアブロー方式等による排除機構６４を設けて、整列したワークＷのみを排出シュート側６５に送り出すように構成する。排除機構６４はワークＷをリターントラフ６２側に移送するが、排除されたワークＷが途中で整列トラフ６１の溝６１ａに戻ったり、トラフ６から落下しないようにするため、整列トラフ６１の終端６１ｅからリターントラフ６２の始端６２ｓに導くガイド６２ｇを取り付け、整列トラフ６１の終端６１e側からリターントラフ６２の始端６２ｓ側に向かって図９（ｃ）のように下り勾配となる傾斜６２ψ１が設けてある。同様に、リターントラフ６２の終端６２ｅ側から整列トラフ６１の始端６１ｓ側に向かってワークが還流するように、図９（ｂ）のように同方向に向けて下り勾配となる傾斜６２ψ２が設けてある。したがって、リターントラフ６２に沿って破線Ｑ上の傾斜は登り勾配となるように構成されている。

次に、このトラフの搬送順路を図１０（ａ）に示す。図８（ｂ）で示した搬送方向でワークＷが搬送される場合、整列トラフ６１の始端６１ｓから溝６１ａに沿って終端６１ｅに接続された排出シュート６５まで整列されながら振動搬送される。その問、整列されなかったワークＷは、図１０（ｂ）に示すように、センサ６３、排除機構６４により、検出・排除され、整列トラフ６１の終端６１ｅからリターントラフ６２の始端６２ｓに進む。このとき図９（ｃ）で示した傾斜６２ψ１があるので、破線で示す回転軸ｍ上に留まったりせず、滑落してリターントラフ６２の始端６２ｓに進む。このときエアの排除作用やガイド６２ｇを利用してワークＷの姿勢を変える。次にワークＷはリターントラフ６２の始端６２ｓから終端６２ｅへ振動搬送される。終端６２ｅ以降は図９（ｂ）で示した傾斜６２ψ２があるため、ワークＷは後から来るワークＷに押されることもあって、滑落して再び整列トラフ６１の始端６１ｓに戻る。このように、ワークＷは整列されて排出シュート６５から次の工程に排出されるまで、トラフ６上を循環する。

以上のように、本実施形態のパーツフィーダ１は、ワークＷの搬送面を有するトラフ６と、トラフ６を支持する弾性変形可能な弾性支持手段５と、この弾性支持手段５を通じてトラフ６に対して搬送方向（Ｘ方向）への直線振動、および搬送面内において搬送方向と交差（直交）する方向の一方の縁部６ｔと他方の縁部６ｒが交互に昇降するロール振動を同一周波数で与える加振手段７１、７２と、加振手段７１、７２を制御してトラフ６の一方の縁部６ｔ側にワークＷを搬送方向（Ｘ方向）に移動させる搬送力を付与し、他方の縁部６ｒ側にワークを搬送方向と逆方向であるリターン方向（−Ｘ方向）に移動させる搬送力を付与する振動制御手段３を備えたものである。

このように構成すれば、１つのトラフ６で搬送方向の振動とリターン方向の振動とを同時に作りだすことができるので、搬送トラフとリターントラフを別々に設け、各々を別異の駆動手段で駆動するといった必要がなくなる。しかも、トラフ６は全体として一体であって同じ振動をしているだけであるから、トラフ間にクリアランスを設ける等の対策を講じることも不要となる。そして、これらの結果、パーツフィーダ１の小型化、低コスト化を実現することが可能となる。

具体的には、弾性支持手段５が、搬送方向に沿って配置され搬送方向にも搬送方向と交差（直交）する方向にも弾性変形可能な一対の支持体５１、５１を備え、加振手段が、支持体５１を搬送方向に変形させる周期的加振力を加える第１加振部たる直線加振アクチュエータ７１と、支持体５１を搬送方向と交差する方向に変形させる周期的加振力を加える第２加振部たるロール加振アクチュエータ７２とを備えている。このため、搬送方向の一対の支持体５１、５１に支持されたトラフ６は、搬送方向（Ｘ方向）の加振に対しては略直線動作を行い、搬送方向と交差（直交）する方向（Ｙ方向）に対しては見掛け上１本の支持体５１に支持されて同交差方向の変形によりロール動作が生じる。そして、各アクチュエータ７１、７２で独立した加振力を加えることができるため、直線振動やロール振動を自在に設定することが可能である。

より詳細には、両アクチュエータ７１、７２を制御する振動制御手段３を、直線加振アクチュエータ７１によりトラフ６の全体に現れる直線振動の振動位相に対し、ロール加振アクチュエータ７２によるロール振動を通じて一方の縁部６ｔ側に現れる上下方向の振動位相を直線振動の位相に対して遅れ位相とし、他方の縁部６ｒ側に現れる上下方向の振動位相を直線振動の位相に対して進み位相とするように設定しているので、一方の縁部６ｔ側を搬送トラフとして利用し、他方の縁部６ｒ側をリターントラフとして利用する構成を有効に実現することができる。

そして本実施形態は、一方の縁部６ｔ側に設けた整列トラフ６１と、他方の縁部６ｒ側に設けたリターントラフ６２と、整列トラフ６１の終端６１ｅ側に接続した排出シュート６５と、整列トラフ６１の下流側において整列条件を満たさないワークＷを整列トラフ６１から排除する排除機構６４とを備え、整列トラフ６１の下流６１ｅ側を相対的に高位置とするように整列トラフ６１の下流６１ｅ側とリターントラフ６２の始端６２ｓ側とを接続するとともに、リターントラフ６２の下流６２ｅ側を相対的に高位置とするようにリターントラフ６２の下流６２ｅ側と整列トラフ６１の始端６１ｓ側とを接続しているので、整列条件を満たさないワークＷを排除し、リトライして再度整列トラフ６１に供する循環を形成して、処理効率を効果的に高めることができる。

以上、本発明の第１実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は上述した実施形態のみに限定されるものではない。

例えば、図１１（ａ）に示す直線振動に対して同図（ｂ）に示すように搬送面の中心にロール振動の回転軸ｍが設定されたるトラフ６に比して、同図（ｃ）で示すように回転軸ｍの位置を幅方向にΔｄだけ異ならせることも有効である。図１２に回転軸ｍの位置とトラフ６上の領域Ｔおよび領域Ｒとの関係を示す。図１１に示したロール振動（ｂ）をするトラフ６の場合、図１２（ａ）に示す領域Ｔ、Ｒはほぼ等幅であるが、図１１（ｂ）に示したロール振動（ｂ）に対しては図１２（ｂ）に示すように領域Ｔの方が領域Ｒよりも幅広となっている。このように、ロール振動の回転軸ｍの位置を変えることで、トラフ６上の領域Ｔ、Ｒの幅を変えることができる。

また、上記実施形態で第１加振部と第２加振部はバイモルフ型の圧電アクチュエータによって構成したが、他の駆動源を利用することもできる。図１３（ａ）に他の構成によって直線振動とロール振動を実現した構造物の例を示す。この図はトラフ１０１を搬送方向の上流側から見た図であり、トラフ１０１は可動子１０３、コイル１０４および固定子１０５からなる一対のボイスコイル型アクチュエータ１００Ａによって一方の縁部１０１ｔ側と他方の縁部１０１ｒ側をピン接合部１０２を介して支持され、２つのアクチュエータ１００Ａ、１００Ａを逆相で振動させる。これにより、同図（ｂ）に示すようにトラフ１０１に搬送方向と交差（直交）するロール振動が励起される。また、このボイスコイル型アクチュエータの固定子１０５を固定子１０６および可動子１０７からなるリニアモータ１００Ｍの可動子１０７に支持させ、当該可動子１０７を固定子１０６との間でＸ方向に駆動することによって、トラフ１０１を直線振動させる。

このように構成しても、上記実施形態と同様の効果が奏される。
（第２実施形態）

この実施形態のパーツフィーダは、図１４に示すように、ベース２０８に所定間隔を隔てて第１支持体たる一対の防振バネ２０７を起立状態で取り付け、これらの防振バネ２０７の上端間をスペーサ２０９および第２支持体たる駆動バネ２０３の上端部を介してカウンターウェイト２０５で接続している。駆動バネ２０３の下端部には可動台２０４が取り付けられ、トラフ２０１は前記可動台２０４に側板２０２を介してカウンターウェイト２０５と干渉しないように取り付けられている。

すなわち、防振バネ２０７を介してベース２０８にカウンターウェイ２０５を弾性支持させ、カウンターウェイト２０５の下方で且つベース２０８よりも上方に可動台２０４を配置するとともに、駆動バネ２０３を介してカウンターウェイト２０５に対し可動台２０４を相対動作可能に懸下している。加えて、カウンターウェイト２０５の上方にトラフ２０１を配置し、側板２０２によって可動台２０４とトラフ２０６が一体に作動するようにしている。

こうすることで、駆動バネ２０３が撓むと、カウンターウェイト２０５と可動台２０４は逆位相で振動することになる。

片方もしくは両方の駆動バネ２０３の表裏には、図１５に示すように加振部たる圧電アクチュエータ２７１を構成する圧電素子２７１ａ、２７１ｂを貼り付けている。この圧電アクチュエータ２７１も差動的に電圧を印加されるバイモルフ型のものである。

このような構成において、図１６に示すように、一対の防振バネ２０７の内面に当該防振バネ２０７に対して角度θのテーパ面を有する台形状のスペーサ２０９を設け、これらのテーパ面に板状の駆動バネ２０３を角度θ傾いた状態で取り付けて、対向する駆動バネ２０３の内面間を平行四辺形状のカウンターウェイト２０５によって接続している。駆動バネ２０５によって接続されている図１４の可動台２０４も平面視平行四辺形状に設けてある。この場合のθは約０．０１〜０．１°とする。

そして、圧電アクチュエータ２７１を駆動するために、図１４に示すようにアンプＡを介して振動制御手段３のコントローラＣに接続している。

コントローラＣは、アンプＡへの制御電圧の振幅を生成する振幅設定回路３１ａを有するもので、コントローラＣからアンプＡに出力する指令に係る周波数は、パーツフィーダの質量や駆動バネの剛性で決まる固有振動数にほぼ一致させてある。

そして、圧電アクチュエータ２７１に正弦波状の制御電圧を付与することによって、駆動バネ２０３に周期的加振力を与えるようにしている。

具体的には、圧電アクチュエータ２７１を駆動すると、図１６に矢印で示すように駆動バネ２０３とともにカウンターウェイト２０５が搬送方向に対して所定角度θ傾いたＸ´方向に加振される。これにより防振バネ２０７も矢印で示すように所定角度θ傾いたＸ´方向に振動する。このときの防振バネ２０７の動作のうち搬送方向（Ｘ方向）の成分によって可動台２０４およびトラフ２０１が逆方向に作動し、トラフ２０１に図１７（ａ）に示すようにＸ´の分力として−Ｘ方向に直線モードが励起される。また、Ｙ方向に対しては、図１６に示す防振バネ２０７の動作のうち搬送方向と交差（直交）する方向の成分に起因した撓みによって、図１７（ｂ）に示すように一方の縁部２０１ｔと他方の縁部２０１ｒが交互に昇降するＲ方向のロールモードが励起される。

すなわち、トラフ２０１は直線モードとロールモードの振動が組み合わさった状態で振動する。

ここで図１８（ａ）にトラフ２０１の平面図を示し、図１９にトラフ２０１の正面図を示す。防振バネが図１６の基準位置より右上に変位すると、図１７（ａ）に示すように防振バネ２０７は＋Ｘ方向に変位し、かつ図１６における防振バネ２０７の＋Ｙ方向成分により図１７図（ｂ）に示すようにＹＺ面で防振バネ２０７は左にロールして左肩が下がった（領域Ｔが沈み込んだ）状態になる。このときトラフ２０１は逆動作によって図１９（ａ）に示す−Ｘ方向に後退する。すなわち、領域Ｔは−Ｘ方向に後退して沈み込んだ状態になる。この位置から防振バネ２０７が基準位置に復帰する動作を行うと、トラフ２０１の領域Ｔは＋Ｘ方向に復帰しながら浮き上がるので、このときワークＷに＋Ｘ方向の搬送力を与える。逆に、防振バネ２０７が図１６の基準位置より左下に変位すると、防振バネは図１７（ａ）に示す状態とは逆の−Ｘ方向に変位し、かつ図１６の−Ｙ方向成分により図１７同図（ｂ）とは逆に右にロールして右肩が下がった（領域Ｒが沈み込んだ）状態になる。このときトラフ２０１は逆動作によって図１９（ｂ）に示す＋Ｘ方向に前進する。すなわち、領域Ｒは＋Ｘ方向に前進して沈み込んだ状態になる。この位置から防振バネが基準位置に復帰する動作を行うと、トラフ２０１の領域Ｒは−Ｘ方向に復帰しながら浮き上がるので、このときワークＷに−Ｘ方向の搬送力を与える。以上により、領域Ｔが搬送トラフ、領域Ｒがリターントラフとしての機能を備える。

このような振動搬送を利用したトラフ２０１上の具体的な構成やワークＷの搬送順序については、図９、図１０に基づいて説明したと同様である。

以上のようにして、本実施形態も、ワークＷの搬送面を有するトラフ２０１と、トラフ２０１を支持する弾性変形可能な弾性支持手段（第１、第２支持体２０７、２０３）と、この弾性支持手段（第１、第２支持体２０７、２０３）を通じてトラフ２０１に対して搬送方向（Ｘ方向）への直線振動、および前記搬送面内において搬送方向と交差（直交）する方向の一方の縁部２０１ｔと他方の縁部２０１ｒが交互に昇降するロール振動を同一周波数で与える加振手段たる圧電アクチュエータ２７１と、圧電アクチュエータ２７１を制御してトラフ２０１の一方の縁部２０１ｔ側にワークＷを搬送方向（Ｘ方向）に移動させる搬送力を付与し、他方の縁部２０１ｒ側にワークＷを搬送方向と逆方向であるリターン方向（−Ｘ方向）に移動させる搬送力を付与する振動制御手段３とを備えることになり、上記第１実施形態と同様にして小型化、低コスト化を実現することが可能となる。

しかも、弾性支持手段が、搬送方向に沿って配置され搬送方向（Ｘ方向）にも搬送方向と交差（直交）する方向にも弾性変形可能な一対の第１支持体たる防振バネ２０７と、上端部をこの防振バネ２０７に懸下され搬送方向（Ｘ方向）に対し所定角度θをなす方向（Ｘ´方向）に弾性変形可能な一対の第２支持体たる駆動バネ２０３とを備え、駆動バネ２０３にトラフ２０１を支持させるようにしたものであり、圧電アクチュエータ２７１が加振部として駆動バネ２０３を所定方向（Ｘ´方向）に変形させる周期的加振力を加えるようにしている。このため、一対の駆動バネ２０３が所定角度方向（Ｘ´方向）に変形すると、その搬送方向（Ｘ方向）成分により防振バネ２０７は搬送方向（Ｘ方向）に変形し、搬送方向と交差（直交）する方向（Ｙ方向）の成分により防振バネ２０７は同Ｙ方向に変形する。その結果、防振バネ２０７および駆動バネ３０２を介して支持されたトラフ２０１は、搬送方向（Ｘ方向）に対しては略直線動作を行い、搬送方向と交差する方向（Ｙ方向）に対しては見掛け上１本の防振バネ２０７に支持されて同Ｙ方向の変形によりロール動作を引き起こす。このように、圧電アクチュエータ２７１から入力される加振力でトラフ２０１を搬送方向（Ｘ方向）とロール方向（Ｒ方向）に加振でき、加振部が１つで足りるので、駆動系や振動制御系の部品点数の更なる削減が図れ、振動制御部３による制御もより簡易なものとなる。

特に、圧電アクチュエータ２０７を制御する振動制御部３を、圧電アクチュエータ２０７によりトラフ２０１の全体に現れる直線振動の極性に対し、ロール振動を通じて一方の縁部２０７ｔ側に現れる上下方向の振動の極性を合致させ、他方の縁部２０７ｒ側に現れる上下方向の振動の極性を逆極性とするように設定しているため、一方の縁部２０１ｔ側を搬送トラフとして利用し、他方の縁部２０１ｒ側をリターントラフとして利用する構成をここでも有効に実現することができる。

なお、上記各実施形態において、支持体に角度を付けることにより、ワークの順方向、逆方向の速度に速度差をつけることができる。

図２０に上記第２実施形態を変形したリニアフィーダの構成を示す。駆動バネ２０７をθ´度傾けることができるように、カウンターウェイト２０５、防振バネ２０３、スペーサ２０９、可動台２０４、側板２０２等を対向２辺がθ´傾いた平行四辺形状にする。ただし、θ´は０．１〜３とする。図２０（ｂ）に示すように平面視は図１６におけると同様である。ここでも図２１に示す方向にワークＷが搬送される場合を考え、領域Ｔの搬送速度をＶｔ、領域Ｒの搬送速度をＶｒとする。このときのトラフの領域Ｔ、Ｒに発生する振動を図２２に示す。ただし、駆動バネをθ´度傾けていないときである。この図の意味は図１９と同様である。このとき、領域Ｔにおけるトラフの振動をＸｔ＝Ａｓｉｎωｔ、Ｚｔ＝Ｂｓｉｎωｔとし、領域Ｒにおけるトラフの振動をＸｒ＝Ａｓｉｎωｔ、Ｚｒ＝−Ｂｓｉｎωｔとする。

一方、ロール振動しない条件で、駆動バネをθ´度（＞０）傾けた場合、トラフに発生する振動を図２３に示す。このときのトラフの振動を、Ｘ０＝Ａｓｉｎωｔ、Ｚ０＝Ｃｓｉｎωｔとする。

したがって、ロール振動が発生する条件で、駆動バネをθ´度傾けた場合、領域Ｔ、Ｒで発生するＺ方向の振動は次のようになる。

Ｚｔ＝（Ｃ＋Ｂ）ｓｉｎωｔ

Ｚｒ＝（Ｃ−Ｂ）ｓｉｎωｔ

Ｃ−Ｂ＜０の場合、領域ＲではＺ方向の変位振幅は小さくなり、速度Ｖｒは減少する。領域ＴではＺ方向の変位振幅は大きくなるため、速度Ｖｔは増加する。

Ｃ−Ｂ＞０の場合、両領域においてワークはＸが正の方向に搬送される。ただし、速度は│Ｖｔ│＞│Ｖｒ│である。

以上のように、駆動バネをθ´度傾けることで、トラフ２０１の片方の領域での搬送速度を上げ、もう片方の領域での搬送速度を下げる設定をことができる。このため、例えばトラフ２０１の排出側の速度を上げ、リターン側の速度を下げることで、ワークの供給量を増やすことが可能となる。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、交差する方向として直交以外の方向を設定するなど、各部の具体的な構成は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…パーツフィーダ
３…振動制御部
５…弾性支持手段
６…トラフ
６ｔ…一方の縁部
６ｒ…他方の縁部
５１…支持体
６１…整列トラフ
６１ｅ…終端側
６１ｓ…始端側
６２…リターントラフ
６２ｅ…終端側
６２ｓ…始端側
７１…加振手段（第１加振部：直線加振アクチュエータ）
７２…加振手段（第２加振部：ロール加振アクチュエータ）
２０１…トラフ
２０３…第２支持体（駆動バネ）
２０７…第１支持体（防振バネ）
２７１…加振手段（加振部：圧電アクチュエータ）
Ｗ…物品（ワーク）
Ｘ…搬送方向
Ｙ…搬送方向と交差（直交）する方向
θ…所定角度

Claims (6)

1. 物品の搬送面を有するトラフと、該トラフを支持する弾性変形可能な弾性支持手段と、この弾性支持手段を通じて前記トラフに対して搬送方向への直線振動、および前記搬送面内において搬送方向と交差する方向の一方の縁部と他方の縁部が交互に昇降するロール振動を同一周波数で与える加振手段と、前記加振手段を制御して前記トラフの一方の縁部側に物品を搬送方向に移動させる搬送力を付与し、他方の縁部側に物品を搬送方向と逆方向であるリターン方向に移動させる搬送力を付与する振動制御手段とを備えたことを特徴とするパーツフィーダ。
2. 弾性支持手段が、搬送方向に沿って配置され搬送方向にも当該搬送方向と交差する方向にも弾性変形可能な一対の支持体を備え、加振手段が、前記支持体を搬送方向に変形させる周期的加振力を加える第１加振部と、前記支持体を搬送方向と交差する方向に変形させる周期的加振力を加える第２加振部とを備える請求項１に記載のパーツフィーダ。
3. 第１、第２加振部を制御する振動制御部を、第１加振部によりトラフ全体に現れる直線振動の振動位相に対し、第２加振部によるロール振動を通じて前記一方の縁部側に現れる上下方向の振動位相を前記直線振動の位相に対して遅れ位相とし、前記他方の縁部側に現れる上下方向の振動位相を前記直線振動の位相に対して進み移相とするように設定している請求項２に記載のパーツフィーダ。
4. 弾性支持手段が、搬送方向に沿って配置され搬送方向にも当該搬送方向と交差する方向にも弾性変形可能な一対の第１支持体と、上端部をこの第１支持体に懸下され搬送方向に対し所定角度をなす方向に弾性変形可能な一対の第２支持体とを備え、第２支持体に前記トラフを支持させるようにしたものであって、前記加振手段が、前記第２支持体を前記所定方向に変形させる周期的加振力を加える加振部を備える請求項１に記載のパーツフィーダ。
5. 加振部を制御する振動制御部を、加振部によりトラフ全体に現れる直線振動の極性に対し、ロール振動を通じて前記一方の縁部側に現れる上下方向の振動の極性を合致させ、前記他方の縁部側に現れる上下方向の振動の極性を逆極性とするように設定している請求項４に記載のパーツフィーダ。
6. 前記一方の縁部側に設けた整列トラフと、前記他方の縁部側に設けたリターントラフと、前記整列トラフの終端側に接続した排出シュートと、前記整列トラフの下流側において整列条件を満たさない物品を整列トラフから排除する排除機構とを備え、前記整列トラフの下流側を相対的に高位置とするように当該整列トラフの下流側と前記リターントラフの始端側とを接続するとともに、前記リターントラフの下流側を相対的に高位置とするように当該リターントラフの下流側と前記整列トラフの始端側とを接続している請求項３または５の何れかに記載のパーツフィーダ。

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