JPH0725411B2 - 振動式部品供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は振動式部品供給装置に関し、特に振動系を改善
しようとするものである。

従来の部品供給装置を図に従つて説明する。第１図及び
第２図において、１は部品を収納する逆円錐台形の部品
容器で、内部にトラツクと呼ばれる部品の送路が設けら
れてあり、全体が振動することによつて部品がトラツク
に整列し、所定の方向に送り出されるようになつてい
る。

２は円板形の上部質量体で、その上面に部品容器１を装
着し、下面には円周方向に複数の凸部2aをそれぞれ設け
ている。３は下部質量体で、その上面円周上に凸部2aに
対応するように凸部3aがそれぞれ設けられている。４は
板ばねで一端部を凸部2aに、他端部を凸部3aに傾斜して
それぞれねじで固定され、上部質量体２と下部質量体３
とを接続している。

駆動源となる圧電素子、又は電磁式等の加振装置（図示
せず）は、板ばね４又は下部質量体３に装着されてい
る。

このような構成において、加振装置を駆動させると、下
部質量体３と上部質量体２は、板ばね４を介して振動
し、部品容器１を振動させ、部品容器１に収納された部
品を部品容器１のトラツクに沿つて移動させる。この場
合の振動は、板ばね４の上端部の上部質量体２の凸部2a
にねじで固定されている部分が矢印Ａ−Ａ′の方向に振
動し、部品容器１は回転運動と上下運動とが合成された
モードで振動する。

板ばね４は上部質量体２及び下部質量体３の円周上に複
数個配設されていることにより、板ばね４が１枚では直
線方向に振動することになるが、全体として上部質量体
２及び部品容器１を回転方向に運動させる。

この場合の振動は、複数個の板ばね４の集合と、上部質
量体２と、下部質量体３によつて形成された単一の振動
系であり、板ばね４が複数個あつてもすべて同位相で動
作をするので、１個の板ばねとして作動していると考え
ることができる。

この振動はまた、矢印Ａ−Ａ′のように傾斜したほぼ直
線範囲を振動しており、しかもこの振動モードが正弦波
の場合は、十分な部分の前進が得にくいが、電磁石の吸
引力で駆動させる方式の加振用電磁石等を用いた加振装
置は、振動の往路と復路とで速度を変えてより多い前進
を得るようになされている。

しかしながら加振用電磁石の加振方式でも、共振点近傍
の周波数で加振すると結果として振動モードは正弦波に
極似してしまい、多くの前進を得にくくなる。そのため
共振点を大きくはずした周波数で加振することが必要と
なり、必要な振幅を得るために大きなエネルギーを必要
とする結果となつている。

また、圧電素子を駆動源とした場合、共振周波数で振動
させることが得策なため、大きなエネルギーは必要とし
ないが、振動の往路と復路との速度は同じであるため、
部品の移動に対する効率は悪かつた。

本発明は、上述のような従来技術の欠点を除去しようと
してなされたものであり、共振点近傍の周波数で励振す
ると共に、励振エネルギーを最小限に抑えるために、位
相差をもたせた互いに異なる２方向の振動を合成するこ
とにより、いわゆるリサージユ波形のような振動（すな
わちリサージユ振動）を与えて、効率のよい部品の移動
を得る振動式部品供給装置を提供することを目的とす
る。

以下対応部分に同一符号を付して示す図面について、本
発明の一実施例を詳述する。

第３図において、11は部品を収納し、その部品を移動さ
せるための逆円錐台形の部品容器で、内部にトラツクと
呼ばれる部品の送路が設けられてあり、全体が振動する
ことによつて部品がトラツクに整列し、所定の方向に送
り出されるようになされている。

22は円板形（角板形でもよい）の上部質量体で、上面に
部品容器11を着脱可能に装着し、下面に所定の半径でな
る円周上に、それぞれ120゜離れて３つ又は90゜離れて
４つのように複数の角柱形でなる凸部22aを設けてい
る。

23は円板形（角板形でもよい）の下部質量体で、その上
面に凸部22aに対応して角柱形の凸部23aを設けている。

14は長方形板ばねでその長軸が上下方向に延長するよう
にその一端部を凸部23aにねじで固着されており、下部
質量体23と共に横方向の振動系を形成している。

25は曲げ部を円弧にして厚さ方向にほぼ直角に折り曲げ
られた長方形板ばねで、板ばね14より大きいばね性（換
言すれば小さいばね定数）を有し、その一端部は凸部22
aに、他端部は板ばね14の上端部にそれぞれねじで固着
されており、かくして上部質量体22と共に上下方向の振
動系を形成している。

17は一対の圧電素子で、板ばね14の両面に駆動源として
貼着され、それぞれリード線18を介して外部電源（図示
せず）によつて駆動される。

この場合圧電素子17は片側だけでよいのは勿論のことで
ある。

ここで横方向とは、水平より多少傾斜がある場合も含め
ている。また上下方向の場合も垂直方向より多少傾斜が
ある場合も含める。

次に動作を説明する。リード線18を介して圧電素子17に
駆動電圧を印加すると、板ばね14は横方向に励振し、そ
の振動が板ばね25に伝達され板ばね25の先端部が板ばね
14の振動に従動するように上下方向に励振し、その結果
上部質量体22及び部品容器11に回転捩り及び上下振動を
励起させる。

この実施例の場合板ばね25は右方向に折り曲げられてい
るので、板ばね14が横方向に振動すると、部品容器11は
長楕円状（リサージユ図形状）に振動し、部品容器11内
を部品が時計方向に回転するように前進する。

これに対して第４図に示すように板ばね25が左方向に折
り曲げられると、板ばね14の横方向の振動に対する部品
容器11のリサージユ振動方向が反転し、これにより部品
容器11内の部品は逆方向に（すなわち反時計方向に）回
転するように前進する。

このようにして２つの振動系の間に位相差を生じさせる
ことにより、板ばね14を含む横方向の振動系を共振点近
傍の周波数で用いることができる。すなわち第３図の場
合、板ばね14を共振周波数で振動させることにより、板
ばね25を上下方向に励振させるが、板ばね25は板ばね14
よりばね定数が小さいため、上下方向振動は、共振周波
数より外れることとなるので上下方向振動の振幅は、横
方向振動の振幅に対して極度に小となる。

因に第２図の場合のように、上下方向に振動する部材を
設けない場合には、上下方向の振動の振幅が適度を超え
て大となつて部品容器11に収納された部品が飛び上り現
象を生じて逆に前進の妨害となるのに対して、第３図の
場合のように共振周波数を避けるようにすることにより
上下振動の振幅を適度に抑えることができ、かくして飛
び上り現象が生じる問題を有効に解決することができ
る。

これに加えて第３図又は第４図の実施例によれば、製造
上凸部22aとして高さの精度を必要としないので加工が
容易であり、上部質量体22及び下部質量体23として、右
回用及び左回用のものをそれぞれ用意する必要がなく、
上下方向振動の板ばねの方向を反対にするだけでよく、
この分製造工程時の部品管理を一段と簡易化し得る。

第５図は他の実施例を示すもので、横方向振動の板ばね
部分と、上下方向振動の板ばね部分とを一体化したもの
である。

第５図において、円板形の上部質量体72の上面に部品容
器11を装着し、下面に所定の半径でなる円周上に、複数
の角柱形でなる凸部72aをそれぞれ設けている。

円板形の下部質量体73の上面には凸部72aに対応して角
柱形の凸部73aが設けられている。

板ばね74は曲げ部を円弧にして厚さ方向にほぼ直角に曲
げられ、垂直板ばね部74aに比較して水平板ばね部74bの
板厚を薄くすることにより、それぞれの共振周波数を違
えている。板ばね74の垂直板ばね部74aの下端部は凸部7
3aにねじで固着され、また水平板ばね部74bの上端部は
凸部72aにねじで固着されている。

第５図の構成において、圧電素子17によて板ばね74の板
ばね部74aが振動する。その振動が板ばね部74bに伝達さ
れることにより、上部質量体72及び部品容器11を励振し
て部品容器11に収納されている部品を移動させる。

この場合、板ばね部74a及び板ばね部74bの共振周波数が
互いに異なるため、板ばね部74aが横方向振動系として
作用すると共に、板ばね部74bが上下方向振動系として
作用することにより、部品容器11に収納されている部品
を移動させることができる。

このようにして第５図の構成によれば、第３図及び第４
図について上述したと同様にして部品容器11をリサージ
ユ振動させる際に上下方向に延長する板ばね部74aを共
振周波数で振動させることができることにより効率良く
大きい振幅の振動を生じさせることができるが、これに
加えてさらに板ばね74として１枚の板ばね部品を用いる
ことができることにより、この分組立作業を簡易化し得
る。

第６図はさらに他の実施例を示すもので、本発明を直線
搬送型の部品供給装置に適用したものである。

長方形の皿形の部品容器81は長方形の板状の上部質量体
82の上面に着脱可能に装着されている。長方形の板状の
下部質量体83の上面の所定位置には凸部83a、83bが設け
られ、横方向振動の板ばね14がその下端部を凸部83a、8
3bにそれぞれねじで固着されている。

上下方向振動の板ばね25はその上端部を上部質量体82の
下面にねじで固着されていると共に、下端部を板ばね14
にねじで固着されている。

第６図の構成において、リード線18を介して圧電素子17
にそれぞれ駆動電圧を印加すると、２枚の板ばね14はそ
れぞれ板ばね25を介して部品容器82をその長軸方向にリ
サージユ振動させ、かくして部品容器81に収納された部
品を移動させる。この場合も横方向の振動系と上下方向
の振動系との間に位相差を生じるので、効率よく部品を
直進させることができる。

上述のように本発明によれば、振動駆動源により励振さ
れる厚さが厚い板ばね部によつてその先端部から延長す
る厚さが薄い板ばね部を従動励振させるようにしたこと
により、横方向の振動系を固有の振動数に同期した周期
で効率良く振動させることができると共に、当該横方向
の振動位相に対して所定の位相差をもつ振動を上下方向
の振動系に生じさせることにより部品容器をリサージユ
振動させることができる振動式部品供給装置を容易に実
現し得る。

そして、上述のように、本発明の振動式部品供給装置
は、振動駆動源により励振される板ばね部の第１の板ば
ね部は上下方向に延長するように配設された第１の板ば
ねで構成され、第２の板ばね部は、前記第１の板ばね部
の上端部に下端部が固着され、当該下端部から上端部に
行くに従って厚さ方向に折れ曲がった後、当該上端部が
上部質量体の下面に固着され、第１の板ばねより小さい
ばね定数をもつ第２の板ばねで構成されているので、そ
こで使用する板ばねの厚さを加減調整することにより所
望の特性を有する振動式部品供給装置を提供することが
容易であるとともに駆動源をなす圧電素子の性質でエネ
ルギーの消費を軽減し得るし、事実上、長期間にわたり
故障しない効果がある。また、適切な板ばね部分の素材
および寸法を選択して使用することにより、本発明の振
動式部品供給装置の機能を向上させ得る効果がある。ま
た、上述のように、本発明の振動式部品供給装置は、第
１および第２の板ばね部は厚さが厚い根元部分および当
該根元部分より厚さが薄い先端部分を有する１枚の板ば
ねで構成され、前記根元部分は上下方向に延長して下端
が下部質量体の上面に固着され、先端部分は、前記根元
部分から先端部分に行くに従って厚さ方向に折れ曲がっ
た後、当該先端部分が上部質量体の下面に固着されてい
るので、そこで使用する板ばね部の厚さを加減調整する
ことにより所望の特性を有する振動式部品供給装置を提
供することが容易であるとともに駆動源をなす圧電素子
の性質でエネルギーの消費を軽減し得るし、事実上、長
期間にわたり故障しない効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の振動式部品供給装置を示す一
部破断斜視図及び正面図、第３図及び第４図は本発明に
よる振動式部品供給装置の一実施例を示す正面図、第５
図及び第６図は本発明の他の実施例を示す正面図であ
る。 １、11、81、……部品容器、２、22、72、82……上部質
量体、３、23、73、83……下部質量体、４、14、25、74
……板ばね、17……圧電素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下に対向して配置された上部質量体およ
   び下部質量体と、 前記上部質量体の上面に装着された部品容器と、前記下
   部質量体に１端が連結され駆動源をなす圧電素子が貼着
   され、前記下部質量体と共に第１の振動系を形成する長
   方形の第１の板ばね部と、 前記上部質量体および前記第１の板ばね部間に連結さ
   れ、前記第１の板ばね部より小さいばね定数を有し、前
   記上部質量体と共に前記第１の振動系に従動する第２の
   振動系を形成する第２の板ばね部と を具え、前記第１の板ばね部は上下方向に延長するよう
   に配設された第１の板ばねで構成され、前記第２の板ば
   ね部は、前記第１の板ばね部の上端部に下端部が固着さ
   れ、当該下端部から上端部に行くに従って厚さ方向に折
   れ曲がった後、当該上端部が前記上部質量体の下面に固
   着され、前記第１の板ばねより小さいばね定数をもつ第
   ２の板ばねで構成されたことを特徴とする振動式部品供
   給装置。
2. 【請求項２】上下に対向して配置された上部質量体およ
   び下部質量体と、 前記上部質量体の上面に装着された部品容器と、前記下
   部質量体に１端が連結され駆動源をなす圧電素子が貼着
   され、前記下部質量体と共に第１の振動系を形成する長
   方形の第１の板ばね部と、 前記上部質量体および前記第１の板ばね部間に連結さ
   れ、前記第１の板ばね部より小さいばね定数を有し、前
   記上部質量体と共に前記第１の振動系に従動する第２の
   振動系を形成する第２の板ばね部と を具え、前記第１および第２の板ばね部は厚さが厚い根
   元部分および当該根元部分より厚さが薄い先端部分を有
   する１枚の板ばねで構成され、前記根元部分は上下方向
   に延長して下端が前記下部質量体の上面に固着され、前
   記先端部分は、前記根元部分から先端部分に行くに従っ
   て厚さ方向に折れ曲がった後、当該先端部分が前記上部
   質量体の下面に固着されたことを特徴とする振動式部品
   供給装置。