WO2015098492A1

WO2015098492A1 - 振動式部品搬送装置

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Publication number: WO2015098492A1
Application number: PCT/JP2014/082504
Authority: WO
Inventors: 浩氣向井; 昌良松島
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2014-12-09
Publication date: 2015-07-02
Also published as: JP2015120575A

Abstract

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。

Description

振動式部品搬送装置

　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、下記特許文献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。

特開２０１２－６６９３１号公報

　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。

第１実施形態の部品搬送装置の正面図図１の右側面図第２実施形態の部品搬送装置の正面図従来の部品搬送装置の正面図図４の右側面図

　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

Claims

　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。