JPS641367B2

JPS641367B2 -

Info

Publication number: JPS641367B2
Application number: JP4858579A
Authority: JP
Inventors: Yoshuki Hirose
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1989-01-11
Also published as: JPS55140408A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、小形部品その他の物品の自動供給に
使用する振動ボウル式供給機に係り、特にモータ
を駆動源としボウルが楕円振動を行う振動ボウル
式供給機に関するものである。

自動組立機、自動加工機あるいは自動包装機等
の自動製造装置に部品その他の物品例えば粉状物
粒状物を自動的に整列してあるいは必要量ずつ供
給するものとして、従来電磁石（ソレノイド）を
駆動源とする振動ボウル式供給機が広く用いられ
ている。この種振動ボウル式供給機は、部品その
他の物品を投入しておく円筒状あるいは皿状容器
即ちボウルを一定角度傾いた数組の板バネで支持
し、ボウル下部の鉄片（アーマチユア）をソレノ
イドで垂直方向に振動させると同時に板バネによ
り垂直軸のまわりに角振動即ち水平振動させ、そ
の合成された斜方向の振動をボウルに与えるもの
である。その結果、ボウル内の部品その他の物品
はボウルの内壁面に設けられた螺旋状の軌道に沿
つて、該軌道の周辺に取付けたアタツチメント等
により整列されつつ上方に輸送され軌道頂上の送
出口から送り出される。

しかるに、上記した角振動は垂直振動の結果生
起されるもので両振動間には位相差がなく、従つ
て両者を合成した斜方向の振動は板バネに直角方
向の直線単振動となる。そのために被輸送物品と
軌道面間にはどうしても後退すべりが生じやす
く、振動数や振巾を大きくしてもそれに応じた効
果が得られがたかつた。しかも振動数は電源周波
数により定められ、また振巾は大きすぎると軌道
面から離れた部品が軌道面に衝突したあと軌道面
との接触を保てずに不安定な運動をしてかえつて
効率が低下する。

これらの欠点をなくすために、支持バネとソレ
ノイドを角振動用と垂直振動用の２組用い、両者
のソレノイドに位相差のある振動をなさしめるこ
とにより楕円軌跡の振動をさせる方法や装置が開
発されているが（例えば特公昭44−4289号公報、
特公昭44−32368号公報）、構造が複雑で調整が困
難なうえに高価につき、一般にはほとんど使用さ
れていない。

即ち、この支持バネとソレノイドによる振動形
式は物品を含めたボウルやアーマチユアなどの板
バネで支持される部分全体の固有振動を利用する
ものであるが、駆動源であるソレノイドの振動数
は上記した如く電源周波数により定まるある一定
値をとるためにボウルの形状や重量、アタツチメ
ントや部品のアンバランスを考慮して支持バネの
強さを両振動数が合致するように決定しなければ
ならない。またアーマチユアとソレノイドとの間
隙（エアギヤツプ）や送り速度を支配する支持バ
ネの取付角度などの調整も一品製作的で極めて熟
練を要し、ソレノイドやコントローラ等ソレノイ
ド関連部品を使用していることと相まつて複雑高
価なものとなつている。従つてこれらを２組も使
用する上述装置は調整が極めて困難であることは
明白である。加えるに、板バネで支持する系の固
有振動数はボウル内の部品の量により常時変化
し、ソレノイドの振動数とのギヤツプを生じ性能
も変動する欠点を有している。更に、装置全体が
防震ゴムで支持されてボウルと反対方向に振動し
ており、その振動を抑えると能率がおちるためボ
ウル外から取付けるアタツチメント類は装置のベ
ースから連出することができず、従つて装置を一
旦据付けると移動が困難である等の不便がある。

そこで本発明者は鋭意研究した結果、種々な欠
点のあるボウルを板バネで支持してソレノイドで
駆動する方式の代りに、ボウルをベース上にリン
クあるいはボールスクリユー等で支持しモータを
駆動源とする作動良好なる振動ボウル式供給機を
開発した。（特願昭53−77683号（特開昭55−7126
号））。

本発明は上記モータ駆動振動ボウル式供給機を
更に改良したもので、モータを駆動源とし極めて
簡単な構造でボウルに傾斜した楕円軌跡の振動を
与え、物品の高能率正確な輸送を可能なさしめる
振動ボウル式供給機を提供するものである。

以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳
細に説明する。

第１図乃至第５図は本発明に係る振動ボウル式
供給機の１例で、ベース１の中央部にボールベア
リング８等で回動自在に挿通支持した主軸２の下
部に水平振動板３を固定し、主軸上部にはボウル
４を支持固定する振動板５を回動および上下動自
在に支持し、水平振動板３と振動板５とをリンク
６…で接続するとともに、モータを駆動源とする
駆動装置により両振動板３，５に位相差のある角
振動（振動数は等しい）を与えるものである。尚
上記ボウル４は上記振動板５と一体に形成しても
よい。

水平振動板３は、その中心軸が回動中心となる
よう主軸２に固定されており、振動板５は、回転
および摺動自在な無給油軸受９を介して主軸２上
部に挿通支持されたホルダ１０にその中心軸が回
転中心となるよう固定され、その上面には物品の
整列と輸送を行うボウル４を取付け固定してい
る。この無給油軸受９の代りに回転および摺動自
在なベアリングなどを用いるとか、周縁部あるい
は下面を上下動および回動自在に支持する等の変
更も可能である。

尚、ボウル４は有底のものを用いてもよいが、
図に示すようにボウル底部を円形に切抜き、その
切抜いた個所にわずかのギヤツプを残して嵌合す
る分離底板１１を主軸２の上端部に取着してもよ
い。かくすると、該分離底板１１にかかる物品の
荷重はホルダ１０やボウル４にかからずに直接主
軸２を介してベース１にかかるために、ボウル内
に大量の物品を投入してもモータ７に大きな負担
をかけない結果となる。更に、この分離底板１１
上に第４図の如く補助ホツパー１２を装着する
と、補助ホツパー１２内に大量の物品を投入して
おいてもモータ７への負担はかからず常に少量ず
つ最適量の物品のみがボウル４内に供給されるこ
とになる。

この際、分離底１１を主軸２上端部に固定して
おくと、該分離底１１水平振動板３ひいては主軸
２とともに水平方向に角振動し物品をボウル周縁
部に容易に移動させる。特に補助ホツパー１２を
設けた場合に補助ホツパー１２からボウル４への
物品の供給をスムースに行なうことができる。
尚、図中４１はボウル４の送出口、４２は軌道、
１０１はベース１の下面に固定したゴム等の防震
板である。

上記実施例に対し主軸２をベース１に固定し、
水平振動板３は主軸にボールベアリング８で回動
自在に取着する等の変形を加えることもできる。

次に、リンク６…は、水平振動板３と振動板５
の相対的回動により振動板５を上下動させる上下
振動機構としての働きをするもので、数本（図で
は３本）用いられる。このリンク６は両端が球ソ
ケツトとなり長さ調節が可能であり、その軸心が
物品の輸送方向と反対側に垂直方向とθだけ傾い
た状態でその両端を両振動板３，５に連結して両
者を接続し、同時に振動板５を支えるものであ
る。

駆動装置は、ボウル４の側方に固定したモータ
７と、該モータ７の軸にアダプタ１３を介して取
付けた偏心軸１４と、該偏心軸１４にベアリング
１５，１６を介して軸支したクランク板１７，１
８および該クランク板１７，１８と水平振動板
３、振動板５とを連結するタイロツド１９，２
０、ロツドエンド２１，２２からなる。モータ７
は電動モータ、エアモータ等如何なるものでもよ
いが、回転数可変のものがよい。この場合モータ
７の軸と偏心軸１４の各中心間の距離即ち偏心量
ｄは、アダプタ１３と偏心軸１４との取付け部で
調整できる。タイロツド１９はその一端をクラン
ク板１７に固定し、他端をロツドエンド２１に接
続し、該ロツドエンド２１はステー２３を介して
水平振動板３に連結される。タイロツド２０はそ
の一端をクランク板１８に固定し、他端をロツド
エンド２２に接続し、該ロツドエンド２２はステ
ー２４を介して振動板５に連結される。

しかして、上記構造においてモータ７を矢印Ｍ
方向（反時計方向）に回転させると、偏心軸１４
がモータ７の軸に対して偏心して回転するためク
ランク板１７，１８は偏心量ｄの２倍の振動の巾
で揺動し、水平振動板３と振動板５に角振動を与
える。この際両タイロツド１９，２０は偏心軸１
４に対して角度αをもつて、しかも両振動板３，
５を互いに反対方向に回動せしめるように取付け
られているため水平振動板３に与えられる角振動
は振動板５の角振動よりπ＋αだけ位相が進んで
いることになる。（この位相進み角をφとする。）
その結果、リンク６…の作用により振動板５およ
び該振動板５に固定されているボウル４上の各部
位はほぼ垂直同一面内において楕円軌跡の振動を
行う。

次に、この振動板５に与えられる振動の形態に
つき説明する。第６図は、水平振動板３、振動板
５およびリンク６の関係を示す説明図で、両振動
板３，５はモータ７の回転により夫々2d₁，2d₂の
振動の巾をもつて角振動される。但し、この振動
の巾は両振動板３，５の半径と比べて極めて小さ
く、従つて両振動板３，５上のある質点Ａ，Ｂは
夫々近似的に直線とみなし得る短かい経路に沿つ
た単振動を行う。今振動板５に角振動をさせずに
上下動のみ可能にしておき、水平振動板３のみを
主軸２を中心として回動させることにより角振動
v₁を与えたとすると、振動板５上の質点Ｂは第６
図、第７図の如くリンク６の作用により垂直方向
に最大巾e₁＝2d₁・tanθをもつて上下振動V₁を行
う。この上下振動V₁は偏心軸１４の回転にとも
なつて第７図の如くサインカーブ的に行なわれ
る。次に水平振動板３を固定し、振動板５のみに
角振動v₂を与えると、質点Ｂはリンク６の働きに
より第６図、第７図の如く水平方向とθだけ傾い
た単振動V₂を行ない、その垂直方向成分の上下
動の巾e₂はe₂＝2d₂・tanθで表わすことができる。
この場合質点Ｂの動きは第７図の如くサインカー
ブ的に行なわれる。

しかして、両振動板３，５に同時に角振動v₁，
v₂を与えると、質点Ｂは両者V₁，V₂の合成され
た振動を行なう。位相進み角φがある範囲内にあ
る場合にはこの合成振動は第７図の如くほぼ同一
垂直面内において傾斜した楕円軌跡の振動Ｖを行
う。尚、第７図はd₁＝d₂＝ｄ、リンク６の傾斜角
θが15度、両タイロツド１９，２０間の角度αが
90度従つてφ＝π＋π／２＝３／２πの場合で矢印Ｎの方向に振動する。

ボウル４の各部位、例えば質点Ｃは、振動板５
の楕円振動Ｖにより同じく楕円振動を行うが、そ
の振動の仕方は振動板５のステー２４の位置より
外側では楕円軌跡の長径方向が伸び、内側では長
径方向が縮んだ形状となる。

楕円振動Ｖの形状は、上述した如くボウル４の
半径方向の位置によつても変化するが、そのほか
角振動v₁，v₂の振動巾2d₁，2d₂、リンク６の傾斜
角θおよび位相進み角φによつて種々変化する。

従つて被輸送物品の種類、形状、軌跡面との摩
擦力、軌道４２の傾き、必要な輸送速度その他情
況に応じて最適な楕円振動の形状を定めることが
できる。まず、d₁を大きくするとe₁が大きくなつ
て楕円振動Ｖは短軸が大となり、d₂を大きくする
と長軸が大となる。この調整は上述した如くアダ
プタ１３と偏心軸１４との取付部で行なえるが上
記実施例（第１図〜第５図）においてはd₁とd₂は
ともにｄで一体になつて増減する。

次に、位相進み角φを変えることは上記実施例
（第１図〜第５図）においては２本のタイロツド
１９，２０間の角度αを変えることと同義であ
る。そのためには例えば第５図において水平振動
板３および振動板５に夫々溝２６，２７のあるレ
バー２８，２９を設ける等してステー２３，２４
の取付位置を可変にするとよい。

第８図から第１０図までは、駆動装置の他の実
施例を示し、第８図は２本のタイロツド１９，２
０を１個のクランク板１７に固定したもので、そ
の際角αの微小変化およびタイロツド２０の上下
動により生じる力を逃がすためにタイロツド２０
にリンクボール３０を介装したもので極めて簡単
な構造となる。但しαは固定されd₁，d₂は独立し
て変えることはできない。

第９図は、モータ７の軸から別途ベルト等によ
り駆動軸３１を回転し、この駆動軸３１の両側に
アダプタ１３，１３′と偏心軸１４，１４′を取付
けてなるものでd₁，d₂を夫々独立して変えること
ができる。更に上記以外の各種クランク機構を用
いることもできる。

第１０図は、クランク形式の代りにカムを用い
た両振動板３，５に角振動を与えるもので、モー
タ軸あるいは駆動軸に固定したカム３２，３３の
回転運動を揺動棒３４，３５を介して両振動板
３，５に伝えるものである。

第１１図は、振動板５の上下振動機構としてリ
ンク６の代りにボールスクリユー３６を用いた他
の実施例を示す。この振動ボウル式供給機は、水
平振動板３の中心にボールスクリユー３６を固定
し、これに咬合するボールナツト３７に振動板５
を固定した構造のものである。

但し、ボールスクリユー３６を用いると、上記
リンク６の傾斜角θに相当するリード角は不変で
調整は不可能となるが、ボウルに不要な振れを与
えず、支持の確実さではリンク６の場合よりも好
ましい。また、ボールスクリユー３６を振動板５
に固定し、これに咬合するボールナツト３７を水
平振動板３に固定し、かつ該水平振動板３の上下
動を防止する構造としてもよい。

更に、振動板５の上下振動機構としてカムを用
いることもできる。この場合例えば第１２図の如
く水平振動板３上に固定したローラ３８…上に接
当するカム３９…を振動板５の下部あるいは側部
に取着して、両振動板３，５の相対的回動により
ローラ３８…でカム３９…ひいては振動板５を上
下に垂直振動させる。このカム３９の傾斜角はリ
ンク６の場合と同様可変にすることができる。

また、本発明に係る振動ボウル式供給機の作動
原理は、振動直進式供給機にも応用できる。この
場合水平振動板３と振動板５に与える位相差のあ
る角振動の代りに位相差のある直線振動を与えれ
ばよい。

本発明は上述した如く、水平回動自在に支持し
た水平振動板と該水平振動板に機械的に連結され
回動および上下動自在に支持した振動板とを、モ
ータを駆動源とする駆動装置により強制的に位相
差のある角振動なさしめ、その結果生じる両振動
板の相対的回動により振動板を上下方向に垂直振
動させるものであるところから、振動板に取付け
固定されたあるいは振動板と一体形成されたボウ
ルの各部位に振動形式として理想的な振動である
同一垂直面内における傾斜した楕円振動を与える
ことを可能ならしめるものである。またこの楕円
振動の形状は需要に応じて簡単な操作で種々変え
ることができボウル内の部品その他の物品を迅速
確実に輸送することができる。

更にモータで強制的に振動させるものであるた
めボウルの形状寸法、アタツチメントの数や取付
位置、ボウル内に投入した部品の量により性能が
影響をうけることがなく、振巾や振動数は自由に
選べてかつ簡単に調整できるため物品や組立工程
等後工程に合せた最適の送り速度を任意に得るこ
とができる。また、板バネやソレノイドを用い
ず、水平と垂直の振動の位相差を電気的に調整す
る必要がないため構造や組立て時、使用時の調整
が極めて簡単でコンパクト軽量にでき、大きな動
力を必要とせず従つて安価大量に安定した品質の
ものを得ることができ、ソレノイドによる物品の
磁化の問題もない等極めて優れた効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図から第５図までは本発明に係る振動ボウ
ル式供給機の１例を示し、第１図は平面図、第２
図は正面図、第３図は第１図における−線断
面図、第４図は第２図における−線断面図、
第５図は第２図において第４図−線の位置で
切断した横断面図である。第６図は両振動板とリ
ンクの関係を示す説明図、第７図は両振動板の振
動の状態を示す説明図、第８図から第１０図まで
は駆動装置の他の実施例の概略平面図、１１図お
よび１２図は夫々異なる振動板の上下振動機構を
備えた振動ボウル式供給機の縦断面図である。１……ベース、２……主軸、３……水平振動
板、４……ボウル、４２……ボウルの軌道、５…
…振動板、６……リンク、７……モータ、１４，
１４′……偏心軸、１７，１８……クランク板、
１９，２０……タイロツド、３６……ボールスク
リユー、３７……ボールナツト、３８……ロー
ラ、３９……カム、θ……リンクの傾斜角。

Claims

【特許請求の範囲】

１中心軸を回動中心として回動および上下動自
在に支持され且つボウル４を支持固定する振動板
５の下方に、中心軸を回動中心として水平回動自
在に支持された水平振動板３を配置し、振動板５
と水平振動板３の相対的回動により振動板５を上
下動させるべく両者３，５間にカム３９を配置す
るか両者３，５をリンク６或いはボールスクリユ
ー３６とボールナツト３７で連結する一方、両振
動板３，５に夫々連結されるタイロツド１９，２
０或いは揺動棒３４，３５の他端部をモータ７で
回転駆動されるクランク機構或いはカム機構に連
結して両振動板３，５が反対方向に且つ或位相差
をもつて水平振動するように構成したことを特徴
とする振動ボウル式供給機。