JPWO2009078273A1 - Vibration transfer device - Google Patents
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Abstract
振動搬送装置(1)は、物品を振動させながら搬送する装置であって、搬送台(11)と、第1のバネ(121,122)と、第2のバネ(131,132)と、振動源(14)とを備える。搬送台(11)には、物品が載せられる。第1のバネ(121,122)は、搬送台(11)に振動を与えるバネであって、第1の固有振動数(fc1)において共振する。第2のバネ(131,132)は、第1のバネ(121,122)が搬送台(11)に与える振動の方向(912)とは異なる方向(922)についての振動を搬送台(11)に与えるバネであって、第1の固有振動数(fc1)とは異なる第2の固有振動数(fc2)において共振する。振動源(14)は、第1のバネ(121,122)及び第2のバネ(131,132)を振動させる。これにより、装置の小型化、及び制御の簡略化を可能にしつつも、搬送量の調節、及び物品の性状を考慮した搬送を可能にする。The vibration conveyance device (1) is a device that conveys an article while vibrating the conveyance table (11), a first spring (121, 122), a second spring (131, 132), and a vibration. A source (14). Articles are placed on the transport table (11). The first springs (121, 122) are springs that give vibration to the transport table (11), and resonate at the first natural frequency (fc1). The second spring (131, 132) causes vibration in a direction (922) that is different from the direction of vibration (912) that the first spring (121, 122) imparts to the transport table (11). Which resonates at a second natural frequency (fc2) different from the first natural frequency (fc1). The vibration source (14) vibrates the first spring (121, 122) and the second spring (131, 132). Thereby, while enabling miniaturization of the apparatus and simplification of control, adjustment of the conveyance amount and conveyance in consideration of the property of the article are enabled.
Description
本発明は振動搬送装置に関し、特に物品の性状を考慮した搬送及び搬送量の調整に関する。 The present invention relates to a vibration conveyance device, and more particularly to conveyance and adjustment of a conveyance amount in consideration of the properties of an article.
従来から、自動計量機や秤量機への物品の搬送には、共振型の振動フィーダ(以下、「共振型振動フィーダ」という。)などの振動搬送装置が用いられている。共振型振動フィーダで搬送される物品には、例えばスナック菓子や飴などの菓子類、ピーマンなどの野菜類、ウィンナや冷凍食品などの加工食品等がある。 Conventionally, a vibration transfer device such as a resonance-type vibration feeder (hereinafter referred to as “resonance-type vibration feeder”) is used to transfer articles to an automatic weighing machine or a weighing machine. Examples of articles conveyed by the resonant vibration feeder include snacks and confectionery such as candy, vegetables such as peppers, processed foods such as winners and frozen foods, and the like.
従来の共振型振動フィーダは、振幅を変化させたり、動作時間を変化させたりすることで、搬送される物品の搬送量を調節している。具体的には、振幅を大きくすることで搬送量が増大する。また、動作時間を長くすることで搬送量が増大する。しかし、上記共振型振動フィーダでは、振幅の増大に限度があった。また、物品の性状(性質や形状など)の搬送量への影響を考慮することができなかった。 The conventional resonance type vibration feeder adjusts the conveyance amount of the article to be conveyed by changing the amplitude or changing the operation time. Specifically, the carry amount increases by increasing the amplitude. In addition, the conveyance amount increases by extending the operation time. However, the above-described resonance type vibration feeder has a limit in increasing the amplitude. Further, the influence of the properties (properties, shapes, etc.) of the articles on the transport amount cannot be considered.
物品を大量に搬送することが必要な場合や、物品の性状を考慮する必要がある場合には、搬送面にエンボス加工を施したり、搬送面を傾斜させたりするなどの処置が必要であった。そして、これらの処置を施すと、物品を少量だけ搬送することが難しくなるため、物品の搬送量に応じて、搬送面を取り替える必要があった。このため、作業が煩雑になり、延いては工程数の増加による作業時間の増加、及びコストの増大を招いていた。 When it is necessary to transport a large amount of articles or when it is necessary to consider the properties of the articles, it is necessary to take measures such as embossing the transport surface or tilting the transport surface. . When these measures are taken, it becomes difficult to transport a small amount of an article, so it is necessary to replace the transport surface according to the transport amount of the article. For this reason, the work becomes complicated, and as a result, the work time and cost increase due to an increase in the number of steps.
そこで、下掲の特許文献1や特許文献2などの技術が提案されている。いずれの場合も、搬送面の振動方向を調節することで、搬送量の調節や、物品の性状を考慮した搬送を可能とし、作業時間の増加及びコストの増大を防止している。
Therefore, techniques such as
具体的に特許文献1には、回転可能な支持軸と、支持軸に取り付けられた二つの加振機とを備えた振動フィーダが開示されている。加振機は、回転可能な不平衡ロータを有し、その回転軸が支持軸に直交している。そして、支持軸の回転と、不平衡ロータの回転とを制御することで、振動方向を調節している。
Specifically,
特許文献2には、二つの振動発生手段を備えた物品搬送装置が開示されている。二つの振動発生手段は、可動体に対して垂直方向及び水平方向のそれぞれに振動を発生させる。そして、垂直方向の振動と水平方向の振動との位相差を制御することで、振動方向を調節している。
しかし、特許文献1の振動フィーダは構造が複雑であるため、振動フィーダが大型化するという問題がある。また、特許文献2の物品搬送装置は、二つの振動発生装置のそれぞれを制御する必要があるため、制御が複雑になるという問題があった。
However, since the vibration feeder of
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、装置の小型化、及び制御の簡略化を可能にしつつも、搬送量の調節、及び物品の性状を考慮した搬送を可能にすることが目的とされる。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and enables the adjustment of the conveyance amount and the conveyance in consideration of the properties of the article while enabling the miniaturization of the apparatus and the simplification of the control. It is aimed.
第1の発明にかかる振動搬送装置は、物品を振動させながら搬送する装置であって、搬送台と、第1のバネと、第2のバネと、振動源とを備える。搬送台には、物品が載せられる。第1のバネは、搬送台に振動を与えるバネであって、第1の固有振動数において共振する。第2のバネは、第1のバネが搬送台に与える振動の方向とは異なる方向についての振動を搬送台に与えるバネであって、第1の固有振動数とは異なる第2の固有振動数において共振する。振動源は、第1及び第2のバネを振動させる。 A vibration transfer device according to a first invention is a device that transfers an article while vibrating the article, and includes a transfer stand, a first spring, a second spring, and a vibration source. Articles are placed on the transport table. The first spring is a spring that imparts vibration to the transport table, and resonates at the first natural frequency. The second spring is a spring that gives the carrier a vibration in a direction different from the direction of the vibration that the first spring gives to the carrier. The second natural frequency is different from the first natural frequency. Resonates at. The vibration source vibrates the first and second springs.
第1の発明にかかる振動搬送装置によれば、第1及び第2の固有振動数が互いに異なるので、振動源によって第1及び第2のバネを同じ振動数で振動させながら、その振動数を変化させるだけで、第1及び第2のバネの振動の振幅及び位相差を変化させることができる。そして、第1及び第2のバネの振動の方向が互いに異なるので、これらの振動の振幅や位相差を変化させることで、搬送台に与える振動の方向及び振幅を調節することができる。よって、搬送量の調節、及び物品の性状を考慮した搬送が可能である。 According to the vibration transfer device of the first invention, the first and second natural frequencies are different from each other. Therefore, the first and second springs are vibrated at the same frequency by the vibration source, and the vibration frequency is reduced. The amplitude and phase difference of the vibrations of the first and second springs can be changed simply by changing them. Since the directions of vibration of the first and second springs are different from each other, the direction and amplitude of vibration applied to the transport table can be adjusted by changing the amplitude and phase difference of these vibrations. Therefore, it is possible to adjust the conveyance amount and carry the article in consideration of the properties of the article.
しかも、第1及び第2のバネをある振動数で振動させるだけで、所望の方向へと所望の振幅で搬送台を振動させることができるので、振動搬送装置の小型化、及び制御の簡略化が可能である。 In addition, the carrier can be vibrated with a desired amplitude in a desired direction simply by vibrating the first and second springs at a certain frequency. Therefore, the vibration carrier device can be downsized and the control can be simplified. Is possible.
第2の発明にかかる振動搬送装置は、第1の発明にかかる振動搬送装置であって、制御部を更に備える。制御部は、振動源の振動数を変えて、第1及び第2のバネのそれぞれの振幅及び位相の少なくともいずれか一方を調節する。 A vibration transfer device according to a second invention is the vibration transfer device according to the first invention, and further includes a control unit. The control unit adjusts at least one of the amplitude and phase of each of the first and second springs by changing the frequency of the vibration source.
第2の発明にかかる振動搬送装置によれば、制御部によって振動源の振動数を変えることで、搬送台に所望の振動を与えることができる。 According to the vibration transfer device of the second invention, desired vibration can be applied to the transfer table by changing the frequency of the vibration source by the control unit.
第3の発明にかかる振動搬送装置は、第2の発明にかかる振動搬送装置であって、制御部は、搬送台を振動させる方向と振幅とに基づいて、振動源の振動数を変える。 A vibration transfer device according to a third aspect of the present invention is the vibration transfer device according to the second aspect of the present invention, wherein the control unit changes the frequency of the vibration source based on the direction and amplitude of vibrating the transfer table.
第3の発明にかかる振動搬送装置によれば、制御部によって振動源の振動数を変えることで、所望の方向に所望の振幅で搬送台を振動させることができる。 According to the vibration transfer device of the third invention, the transfer table can be vibrated in a desired direction with a desired amplitude by changing the frequency of the vibration source by the control unit.
第4の発明にかかる振動搬送装置は、第1乃至第3の発明のいずれか一つにかかる振動搬送装置であって、第1のバネは搬送台に連結されている。第2のバネは、第1のバネを介して搬送台に連結されている。 A vibration transfer device according to a fourth aspect of the present invention is the vibration transfer device according to any one of the first to third aspects, wherein the first spring is connected to the transfer table. The second spring is connected to the transport table via the first spring.
第4の発明にかかる振動搬送装置によれば、第2のバネが第1のバネを介して連結されているので、一つの振動源で、第1及び第2のバネを同じ振動数で振動させつつ、その振動数を変化させることができる。 According to the vibration transfer device of the fourth invention, since the second spring is connected via the first spring, the first and second springs vibrate at the same frequency with one vibration source. The frequency of the vibration can be changed.
第5の発明にかかる振動搬送装置は、第1乃至第4の発明のいずれか一つにかかる振動搬送装置であって、第1及び第2のバネにおいて、少なくとも同位相での振動と逆位相での振動とを選択的に実行することができる。 A vibration transfer device according to a fifth aspect of the present invention is the vibration transfer device according to any one of the first to fourth aspects of the invention, wherein the first and second springs are at least in phase with the vibration in the same phase. And can be selectively executed.
第5の発明にかかる振動搬送装置によれば、同位相での振動と逆位相での振動とを選択的に実行することで、搬送面の振動の方向を変化させることができる。 According to the vibration conveyance device according to the fifth aspect of the invention, the vibration direction of the conveyance surface can be changed by selectively executing the vibration in the same phase and the vibration in the opposite phase.
第6の発明にかかる振動搬送装置は、第1乃至第5の発明のいずれか一つにかかる振動搬送装置であって、第1及び第2のバネについて、振動源の振動数に対する第1のバネの振幅の変化を表す曲線と、振動数に対する第2のバネの振幅の変化を表す曲線とが、ある振動数において交わっている。 A vibration transfer device according to a sixth aspect of the present invention is the vibration transfer device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the first and second springs have a first frequency relative to the frequency of the vibration source. A curve representing a change in the amplitude of the spring and a curve representing a change in the amplitude of the second spring with respect to the frequency intersect at a certain frequency.
第6の発明にかかる振動搬送装置によれば、第1及び第2のバネに与える振動数を変化させることで、第1及び第2のバネの振動の振幅を変化させつつ、位相差を0°(同位相)と180°(逆位相)の間で連続的に変化させることができる。よって、搬送面の振動の方向及び振幅を連続的に変化させることができ、以って振動の方向及び振幅の微調整が可能である。 According to the vibration transfer device of the sixth aspect of the invention, the phase difference is reduced to 0 while changing the vibration frequencies of the first and second springs by changing the frequency applied to the first and second springs. It can be continuously changed between ° (in phase) and 180 ° (antiphase). Therefore, the vibration direction and amplitude of the conveying surface can be continuously changed, and thus the vibration direction and amplitude can be finely adjusted.
第7の発明にかかる振動搬送装置は、第1乃至第6の発明のいずれか一つにかかる振動搬送装置であって、搬送台に載せられた物品の搬送について、少なくとも前進と後進とを選択的に実行することができる。 A vibration transfer device according to a seventh aspect of the present invention is the vibration transfer device according to any one of the first to sixth aspects, wherein at least forward and reverse movements are selected for the transfer of the article placed on the transfer table. Can be executed automatically.
第7の発明にかかる振動搬送装置によれば、搬送面上の物品の前進及び後進が自在である。しかも、搬送を停止する際の停止直前において、物品を移動させる方向を、それまで物品を移動させていた方向とは逆の方向に制御することができる。これにより、搬送を停止した際に、物品が惰性で移動するのを防止することができる。 According to the vibration transfer device of the seventh invention, the article on the transfer surface can be moved forward and backward. In addition, immediately before stopping the conveyance, the direction in which the article is moved can be controlled to be opposite to the direction in which the article has been moved. Thereby, when the conveyance is stopped, the article can be prevented from moving due to inertia.
第8の発明にかかる振動搬送装置は、第7の発明にかかる振動搬送装置であって、搬送台は、物品が載せられる搬送面を有する。第1及び第2のバネが振動する方向はそれぞれ、搬送面に垂直な方向に対して互いに反対側へと傾いている。 A vibration transfer device according to an eighth aspect of the present invention is the vibration transfer device according to the seventh aspect of the present invention, wherein the transfer table has a transfer surface on which articles are placed. The directions in which the first and second springs vibrate are inclined opposite to each other with respect to the direction perpendicular to the transport surface.
第8の発明にかかる振動搬送装置によれば、第1のバネの振幅を大きくし、第2のバネの振幅を小さくすることで、搬送面上の物品を所定の方向へと移動(前進)させることができる。他方、第1のバネの振幅を小さくして、第2のバネの振幅を大きくすることで、所定の方向とは反対方向へと移動(後進)させることができる。よって、搬送面上の物品の前進及び後進が自在である。 According to the vibration transfer device according to the eighth aspect of the invention, the amplitude of the first spring is increased and the amplitude of the second spring is decreased, thereby moving (advancing) the article on the transfer surface in a predetermined direction. Can be made. On the other hand, by reducing the amplitude of the first spring and increasing the amplitude of the second spring, it is possible to move (reverse) in the direction opposite to the predetermined direction. Therefore, the article on the conveying surface can move forward and backward.
しかも、上述したいずれの場合であっても、搬送面に垂直な方向についての振動成分を有する振動が生じるので、搬送面上の物品をほぐしたり、ならしたりすることができる。 Moreover, in any of the cases described above, the vibration having the vibration component in the direction perpendicular to the transport surface is generated, so that the article on the transport surface can be loosened or smoothed.
第9の発明にかかる振動搬送装置は、第1乃至第6の発明のいずれか一つにかかる振動搬送装置であって、搬送台は、物品が載せられる搬送面を有する。第1及び第2のバネが振動する方向はそれぞれ、搬送面に垂直な方向に対して同じ方へと傾いている。 A vibration transfer device according to a ninth aspect of the present invention is the vibration transfer device according to any one of the first to sixth aspects, wherein the transfer stand has a transfer surface on which an article is placed. The directions in which the first and second springs vibrate are inclined in the same direction with respect to the direction perpendicular to the transport surface.
第9の発明にかかる振動搬送装置によれば、搬送面に垂直な方向への振動を強くすることができるので、粘着性のある物品を搬送する場合であっても、物品の搬送面への付着を防止することができる。 According to the vibration transfer device of the ninth aspect of the invention, since vibration in a direction perpendicular to the transfer surface can be increased, even when an adhesive article is transferred, Adhesion can be prevented.
本発明にかかる振動搬送装置によれば、第1及び第2の固有振動数が互いに異なるので、振動源によって第1及び第2のバネを同じ振動数で振動させながら、その振動数を変化させるだけで、第1及び第2のバネの振動の振幅及び位相差を変化させることができる。そして、第1及び第2のバネの振動の方向が互いに異なるので、これらの振動の振幅や位相差を変化させることで、搬送台の振動の方向及び振幅を調節することができる。よって、搬送量の調節、及び物品の性状を考慮した搬送が可能である。 According to the vibration transfer device of the present invention, the first and second natural frequencies are different from each other. Therefore, the first and second springs are vibrated at the same frequency by the vibration source, and the frequency is changed. Only the amplitude and phase difference of the vibrations of the first and second springs can be changed. Since the vibration directions of the first and second springs are different from each other, it is possible to adjust the vibration direction and amplitude of the transport table by changing the amplitude and phase difference of these vibrations. Therefore, it is possible to adjust the conveyance amount and carry the article in consideration of the properties of the article.
しかも、第1及び第2のバネをある振動数で振動させるだけで、所望の方向へと所望の振幅で搬送台を振動させることができるので、振動搬送装置の小型化、及び制御の簡略化が可能である。 In addition, the carrier can be vibrated with a desired amplitude in a desired direction simply by vibrating the first and second springs at a certain frequency. Therefore, the vibration carrier device can be downsized and the control can be simplified. Is possible.
11 搬送台
11a 搬送面
14 振動源
90 搬送面に垂直な方向
121〜124 第1のバネ
131〜134 第2のバネ
172 制御部
912,922,914,924 振動の方向
A 振幅
f 振動数
fc1 第1の固有振動数
fc2 第2の固有振動数DESCRIPTION OF
第1の実施の形態
1.振動搬送装置の構造
図1Aは、本実施の形態にかかる振動搬送装置1を概念的に示す図である。振動搬送装置1は、菓子類、野菜類、加工食品等の物品を振動させながら、搬送方向93へと搬送する装置であって、搬送台11、第1のバネ121,122、第2のバネ131,132、振動源14、及び固定部15を備える。なお以下では、鉛直方向90についての上側及び下側を、それぞれ単に「上側」及び「下側」と表現する。First Embodiment Structure of Vibration Conveying Device FIG. 1A is a diagram conceptually showing the
<搬送台>
搬送台11は、上側の面を搬送面11aとして有する。搬送面11aには、搬送の対象である物品が載せられる。<Transportation platform>
The conveyance stand 11 has an upper surface as a
<第1及び第2のバネ>
第1のバネ121,122は、第1の固有振動数fc1において共振するバネであって、搬送台11に振動を与える。第2のバネ131,132は、第1の固有振動数fc1とは異なる第2の固有振動数fc2において共振するバネであって、搬送台11に振動を与える。以下、具体的に説明する。なお、図1Aでは、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132のいずれにも、板バネを採用している。<First and second springs>
The
第1のバネ121,122は、鉛直方向90に対して傾いた方向911へと延びている。第2のバネ131,132は、鉛直方向90に対して方向911とは反対側へと傾いた方向921へと延びている。なお、方向911と方向921とは交差している。以下、方向911及び方向921をそれぞれ、延在方向911及び延在方向921と称す。
The
第1のバネ121,122の上端部121a,122aは、搬送台11に固定された連結部161に連結されている。第1のバネ121,122の下端部121b,122bはそれぞれ、第2のバネ131,132の上端部131a,132aに連結されている。第2のバネ131,132の下端部131b,132bは、固定部15に連結されている。
Upper ends 121 a and 122 a of the
具体的に図1Aでは、上端部121a,122aは、ネジでの連結部161への固定により、連結部161に連結されている。下端部121b及び上端部131aは、ネジでの連結部162への固定により、互いに連結されている。下端部122b及び上端部132aは、ネジでの連結部163への固定により、互いに連結されている。下端部131b,132bは、ネジでの固定部15への固定により、固定部15に連結されている。
Specifically, in FIG. 1A, the
なお、連結部161が搬送台11に固定されていることに鑑みれば、上端部121a,122aは、同じ連結部161を介して搬送台11に連結されている、と把握することができる。また、第2のバネ131,132はそれぞれ、第1のバネ121,122及び連結部161を介して搬送台11に連結されていると把握することができる。
In view of the fact that the connecting
上述した第1及び第2のバネの配設により、第1のバネ121,122については上端部121a,122aのそれぞれが、下端部121b,122bを支点として、延在方向911に垂直な方向912に沿って振動する。よって、第1のバネ121,122は、方向912についての振動を搬送台11に与えることができる。
Due to the arrangement of the first and second springs described above, for the
第2のバネ131,132については、上端部131a,132aのそれぞれが、下端部131b,132bを支点として、延在方向921に垂直な方向922に沿って振動する。よって、第2のバネ131,132はそれぞれ、第1のバネ121,122を介して、方向922についての振動を搬送台11に与えることができる。
As for the
第2のバネ131,132の延在方向921が、鉛直方向90に対して第1のバネ121、122の延在方向911とは反対側に傾いていることに鑑みれば、方向922を次のように把握することができる。つまり、方向922は、方向912とは異なる方向で、かつ鉛直方向90に対して方向912とは反対側へと傾いている(図1A)。
Considering that the extending
図1Aでは、連結部162,163同士は、連結部164を介して互いに連結されている。具体的には、連結部162,163はいずれも、同じ連結部164に固定されている。これにより、第1及び第2のバネ121,131の振動と、第1及び第2のバネ122,132の振動とが同調しやすく、以って搬送台11に対して同じ振動を与えることができる。
In FIG. 1A, the connecting
<振動源>
振動源14は、互いに作用し合う電磁コイル141と可動鉄心142とを有する。具体的に電磁コイル141は、自身に交流が流れることで振動磁場を発生し、可動鉄心142を振動させる。そして、電磁コイル141に流す交流の振幅と周波数を変化させることで、振動する可動鉄心142の振幅と振動数fを変化させることができる。印加する電流には、交流の他に、半波整流された交流や、断続的な矩形波、インバータによって生成されるPWM(Pulse Width Modulation)波などを採用しても良い。<Vibration source>
The
振動源14は、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132を振動させる。具体的には、振動源14の可動鉄心142が、連結部161を介して第1のバネ121,122に連結されている。これにより、可動鉄心142の振動が、連結部161を介して第1のバネ121,122に伝達される。
The
そして、第1のバネ121,122に伝達された振動は、第1のバネ121,122のそれぞれに連結された第2のバネ131,132にも伝達される。
The vibration transmitted to the
よって、一つの振動源14によって、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132を同じ振動数fで振動させることできる。
Accordingly, the
<変形例1>
上述した振動搬送装置1では、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132には板バネを採用したが、板バネ以外のバネを採用しても良い。また、複数の板バネを積層したものを採用しても良い。<
In the
<変形例2>
上述した振動搬送装置1では、第1のバネ121,122の下端部121b,122bのそれぞれが、第2のバネ131,132の上端部131a,132aに連結部162,163を介して連結されているが、これに限らず他の態様で第1のバネ121,122と第2のバネ131,132とをそれぞれ連結しても良い。<
In the
また、第1のバネ121,122と第2のバネ131,132とを別々に、搬送台11や連結部161に連結しても良い。
Further, the
また、第1のバネ121,122の下端部121b,122bと、第2のバネ131,132の上端部131a,132aとが連結部164に取り付けられる位置は、連結部164の幅方向の同一位置(図1B参照)であっても、左右にオフセットされた位置(図1C参照)であっても良い。なお、図1B及び図1Cは、図1Aに示す振動搬送装置1において物品の搬送方向下流側から見た図である。
The positions where the lower ends 121b and 122b of the
<変形例3>
上述した振動搬送装置1では、振動源14として、電磁コイル141及び可動鉄心142を採用したが、例えば圧電素子を採用しても良い。圧電素子を採用することで、振動源14を小型化することができ、以って振動搬送装置1を小型化することができる。<Modification 3>
In the
2.第1及び第2のバネの特性
<振動数と振幅の関係>
図2は、振動数fと振幅Aとの関係を、第1のバネ121,122についてはグラフ201で、第2のバネ131,132についてはグラフ202で示す。2. Characteristics of first and second springs <Relationship between frequency and amplitude>
FIG. 2 shows the relationship between the frequency f and the amplitude A by the
第1のバネ121,122では、振動数fが第1の固有振動数fc1のときに、振幅Aが最大となる(グラフ201)。すなわち、振動数fが第1の固有振動数fc1のときには、第1のバネ121,122は共振した状態となる。
In the
第1の固有振動数fc1での振幅Aの値は、振動源14から第1のバネ121,122に与えられる振動の振幅によって決まる。すなわち、振動源14で振動させる可動鉄心142の振幅を大きく(または、小さく)することで、第1の固有振動数fc1での振幅Aの値を大きく(または、小さく)することができる。
The value of the amplitude A at the first natural frequency fc1 is determined by the amplitude of vibration applied from the
第2のバネ131,132では、振動数fが第2の固有振動数fc2のときに、振幅Aが最大となる(グラフ202)。すなわち、振動数fが第2の固有振動数fc2のときには、第2のバネ131,132は共振した状態となる。
In the
第2の固有振動数fc2での振幅Aの値は、振動源14から第2のバネ131,132に与えられる振動の振幅によって決まる。すなわち、振動源14で振動させる可動鉄心142の振幅を大きく(または、小さく)することで、第2の固有振動数fc2での振幅Aの値を大きく(または、小さく)することができる。
The value of the amplitude A at the second natural frequency fc2 is determined by the amplitude of vibration applied from the
図2では、第1及び第2の固有振動数fc1,fc2が互いに異なっており、第2の固有振動数fc2が第1の固有振動数fc1よりも大きい場合が示されている。しかも図2では、グラフ201の高振動数側とグラフ202の低振動数側とが、ある振動数fで交わっている。
FIG. 2 shows a case where the first and second natural frequencies fc1 and fc2 are different from each other and the second natural frequency fc2 is larger than the first natural frequency fc1. Moreover, in FIG. 2, the high frequency side of the
<振動数と初期位相との関係>
図3は、振動数fと初期位相φ0との関係を、第1のバネ121,122についてはグラフ301で、第2のバネ131,132についてはグラフ302で示す。図3に示される初期位相φ0は、図4に示されるように振動の方向912,922に沿って座標軸x1,x2を設定した場合のものである。なお、座標軸x1,x2のそれぞれの原点Oは、振動の中心の位置にある。<Relationship between frequency and initial phase>
FIG. 3 shows the relationship between the frequency f and the initial phase φ0 by a
グラフ301からは、第1のバネ121、122について、振動数fが大きくなるに従って第1の固有振動数fc1の近傍で、初期位相φ0が0(deg)から−180(deg)まで変化することがわかる。なお、振動数fが第1の固有振動数fc1のときには、初期位相φ0は−90(deg)である。
From the
グラフ302からは、第2のバネ131,132について、振動数fが大きくなるに従って第2の固有振動数fc2の近傍で、初期位相φ0が0(deg)から−180(deg)まで変化することがわかる。なお、振動数fが第2の固有振動数fc2のときには、初期位相φ0は−90(deg)である。
From the
そして、第1及び第2の固有振動数fc1,fc2が互いに異なっているため、振動数fを変化させるだけで、第1のバネ121,122が振動するときの位相と、第2のバネ131,132が振動するときの位相とを同じにしたり、異ならせたりすることができる。具体的に図3を用いて説明する。なお図3では、図2と同様に、第2の固有振動数fc2が第1の固有振動数fc1よりも大きい場合が示されている。
Since the first and second natural frequencies fc1 and fc2 are different from each other, the phase when the
振動数fが振動数f1以下である領域R1(図3)では、第1のバネ121,122と第2のバネ131,132とは初期位相φ0(=0(deg))が同じになるので、同位相で振動する。なお、領域R1の下限の振動数f0では、第1のバネ121,122の振幅A及び第2のバネ131,132の振幅Aのいずれもがほぼ0となる(図2)。
In the region R1 (FIG. 3) in which the frequency f is equal to or less than the frequency f1, the
振動数fが振動数f1と振動数f3との間にある領域R2(図3)では、第1のバネ121、122と第2のバネ131,132とは、初期位相φ0が互いに異なるので、異なる位相で振動する。すなわち、第1のバネ121,122が振動するときの位相と、第2のバネ131,132が振動するときの位相との間に、位相差Δφ0が生じる。具体的には、振動数fが振動数f1から大きくなるに従って、位相差Δφ0の絶対値が0(deg)から、180(deg)またはその近傍まで大きくなり、そして再び0(deg)となる。
In the region R2 (FIG. 3) where the frequency f is between the frequency f1 and the frequency f3, the
振動数fが振動数f3以上である領域R3(図3)では、第1のバネ121,122と第2のバネ131,132とは初期位相φ0(=−180(deg))が同じになるので、同位相で振動する。なお、領域R3の上限の振動数f4では、第1のバネ121,122の振幅A及び第2のバネ131,132の振幅Aのいずれもがほぼ0となる(図2)。
In a region R3 (FIG. 3) where the frequency f is equal to or higher than the frequency f3, the
3.振動搬送装置の動作
上述した振動搬送装置1では、搬送台11には、第1のバネ121,122で生じる振動と、第2のバネ131,132で生じる振動とが与えられる。すなわち、搬送台11には、方向912(座標軸x1)に沿った振動と、方向922(座標軸x2)に沿った振動とを合成した振動(以下、「合成振動」という。)が与えられる。以下、領域R1〜R3(図3)ごとに、振動搬送装置の動作について説明する。3. Operation of Vibration Transfer Device In the
<領域R1での振動>
領域R1で第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132を振動させた場合について説明する。この場合、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132は、初期位相φ0がいずれも0(deg)であり、同位相で振動する(図3)。しかも、第1のバネ121,122の振幅Aが、第2のバネ131,132の振幅Aよりも著しく大きくなる(図2)。<Vibration in region R1>
A case where the
具体的に、振動数f1での、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132の振動について、図5乃至図7を用いて説明する。
Specifically, the vibrations of the
図5は、時間とバネの変位との関係を、第1のバネ121,122についてはグラフ501で、第2のバネ131,132についてはグラフ502で示す。なお、図5では、第1のバネ121,122の振動と、第2のバネ131,132の振動との関係を明確にすべく、座標軸x1と座標軸x2とを重ねて示しており、後述する図8及び図11でも同様である。また、第1のバネ121,122の振幅を符号A1で、第2のバネ131,132の振幅を符号A2で示しており、図8及び図11でも同様である。
FIG. 5 shows the relationship between time and spring displacement by a
図6は、振動数f1での、第1のバネ121(122)の振動及び第2のバネ131(132)の振動を、それぞれ振動搬送装置1に模式的に示した図である。 FIG. 6 is a diagram schematically showing the vibration of the first spring 121 (122) and the vibration of the second spring 131 (132) at the vibration frequency f1, respectively.
図5及び図6に示すように、振動数f1では第1のバネ121,122と第2のバネ131,132とは同位相(初期位相=0(deg))で振動するので、第1のバネ121,122が座標軸x1の正の方向へと変位すると(実線ベクトル601)、第2のバネ131,132も座標軸x2の正の方向へと変位する(実線ベクトル603)。なお、実線ベクトル601は、第1のバネ121,122の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図5)。実線ベクトル603は、第2のバネ131,132の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図5)。
As shown in FIGS. 5 and 6, at the frequency f1, the
そして、第1のバネ121,122が座標軸x1の負の方向へと変位すると(破線ベクトル602)、第2のバネ131,132も座標軸x2の負の方向へと変位する(破線ベクトル604)。なお、破線ベクトル602は、第1のバネ121,122の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図5)。破線ベクトル604は、第2のバネ131,132の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図5)。
When the
図7は、振動数f1のときに搬送台11に与えられる合成振動を示す図である。図7では、かかる合成振動の方向と振幅とが合成ベクトル701で示されている。合成ベクトル701は、第1のバネ121,122の振動に関する実線ベクトル601(図6)と、第2のバネ131,132の振動に関する実線ベクトル603(図6)との合成であって、その方向が合成振動の方向を表し、その大きさが合成振動の振幅を表す。
FIG. 7 is a diagram illustrating the combined vibration applied to the transport table 11 at the frequency f1. In FIG. 7, the direction and amplitude of the combined vibration are indicated by a combined
そして合成ベクトル701は、搬送方向93へと向かう成分ベクトルと、搬送面11aに垂直な方向94へと向かう成分ベクトルとを有する。これは、座標軸x1,x2(図6)において、振動数f1のときは、第1のバネ121,122と第2のバネ131,132とが同位相で振動し(図3)、かつ第1のバネ121,122の振幅が第2のバネ131,132の振幅よりも著しく大きい(図2)からである。
The combined
よって、振動数f1のときには、搬送面11a上に載せられた物品を搬送方向93へと移動させることができる。しかも、搬送面11aに垂直な方向94へと物品を振動させることできるので、物品をほぐしたり、ならしたりすることができる。
Therefore, when the frequency is f1, the article placed on the
合成振動の振幅(合成ベクトル701の大きさ)は、振動源14で生じる振動の振幅を変化させることで、変化させることができる。具体的には、振動源14で振動させる可動鉄心142の振幅を大きく(または小さく)して、振幅A1,A2(図5)を大きく(または小さく)することで、合成振動の振幅を大きく(または小さく)することができる。後述する合成振動(図10及び図13)についても同様である。
The amplitude of the combined vibration (the magnitude of the combined vector 701) can be changed by changing the amplitude of the vibration generated in the
<領域R2での振動>
領域R2で第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132を振動させた場合について説明する。この場合、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132は、初期位相φ0が互いに異なり、異なる位相で振動する(図3)。しかも、第1のバネ121,122の振幅と、第2のバネ131,132の振幅とが、同程度となる(図2)。<Vibration in region R2>
A case where the
具体的に、位相差Δφ0の絶対値が180(deg)となる振動数f2(図3)での、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132の振動について、図8乃至図10を用いて説明する。
Specifically, the vibrations of the
図8は、時間とバネの変位との関係を、第1のバネ121,122についてはグラフ801で、第2のバネ131,132についてはグラフ802で示す。図9は、振動数f2での、第1のバネ121(122)の振動、及び第2のバネ131(132)の振動を、それぞれ振動搬送装置1に模式的に示した図である。
FIG. 8 shows the relationship between time and spring displacement with a
図8及び図9に示すように、振動数f2では第1のバネ121,122と第2のバネ131,132とは逆位相(位相差Δφ0の絶対値=180(deg))で振動するので、第1のバネ121,122が座標軸x1の正の方向へと変位すると(実線ベクトル901)、第2のバネ131,132は座標軸x2の負の方向へと変位する(実線ベクトル903)。なお、実線ベクトル901は、第1のバネ121,122の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図8)。実線ベクトル903は、第2のバネ131,132の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図8)。
As shown in FIGS. 8 and 9, since the
そして、第1のバネ121,122が座標軸x1の負の方向へと変位すると(破線ベクトル902)、第2のバネ131,132は座標軸x2の正の方向へと変位する(破線ベクトル904)。なお、破線ベクトル902は、第1のバネ121,122の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図8)。破線ベクトル904は、第2のバネ131,132の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図8)。
When the
図10は、振動数f2のときに搬送台11に与えられる合成振動を示す図である。図10では、かかる合成振動の方向と振幅とが合成ベクトル1001で示されている。合成ベクトル1001は、第1のバネ121,122の振動に関する実線ベクトル901(図9)と、第2のバネ131,132の振動に関する実線ベクトル903(図9)との合成であって、その方向が合成振動の方向を表し、その大きさが合成振動の振幅を表す。
FIG. 10 is a diagram illustrating the combined vibration applied to the transport table 11 at the frequency f2. In FIG. 10, the direction and amplitude of the combined vibration are indicated by a combined
そして合成ベクトル1001は、搬送方向93へと向かう成分ベクトルの大きさが、搬送面11aに垂直な方向94へと向かう成分ベクトルの大きさよりも支配的である。これは、座標軸x1,x2(図9)において、振動数f2のときは、第1のバネ121,122と第2のバネ131,132とが逆位相(位相差Δφ0の絶対値=180(deg))で振動し(図3)、かつ第1のバネ121,122の振幅と第2のバネ131,132の振幅とが同程度となる(図2)からである。
In the combined
よって、振動数f2のときには振動数f1のときよりも、搬送面11a上に載せられた物品の搬送方向93への搬送量を増やすことができる。
Therefore, the conveyance amount of the article placed on the
<領域R3での振動>
領域R3で第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132を振動させた場合について説明する。この場合、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132は、初期位相φ0がいずれも−180(deg)であり、同位相で振動する(図3)。しかも、第2のバネ131,132の振幅Aが、第1のバネ121,122の振幅Aよりも著しく大きくなる(図2)。<Vibration in region R3>
A case where the
具体的に、振動数f3での、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132の振動について、図11乃至図13を用いて説明する。
Specifically, the vibrations of the
図11は、時間とバネの変位との関係を、第1のバネ121,122についてはグラフ1101で、第2のバネ131,132についてはグラフ1102で示す。図12は、振動数f3での、第1のバネ121(122)の振動及び第2のバネ131(132)の振動を、それぞれ振動搬送装置1に模式的に示した図である。
FIG. 11 shows the relationship between time and spring displacement by a
図11及び図12に示すように、振動数f3では第1のバネ121,122と第2のバネ131,132とは同位相(初期位相=−180(deg))で振動しているので、第1のバネ121,122が座標軸x1の正の方向へと変位すると(実線ベクトル1201)、第2のバネ131,132も座標軸x2の正の方向へと変位する(実線ベクトル1203)。なお、実線ベクトル1201は、第1のバネ121,122の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図11)。実線ベクトル1203は、第2のバネ131,132の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図11)。
As shown in FIGS. 11 and 12, since the
そして、第1のバネ121,122が座標軸x1の負の方向へと変位すると(破線ベクトル1202)、第2のバネ131,132も座標軸x2の負の方向へと変位する(破線ベクトル1204)。なお、破線ベクトル1202は、第1のバネ121,122の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図11)。破線ベクトル1204は、第2のバネ131,132の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図11)。
When the
図13は、振動数f3のときに搬送台11に与えられる合成振動を示す図である。図13では、かかる合成振動の方向と振幅とが合成ベクトル1301で示されている。合成ベクトル1301は、第1のバネ121,122の振動に関する実線ベクトル1201(図12)と、第2のバネ131,132の振動に関する実線ベクトル1203(図12)との合成であって、その方向が合成振動の方向を表し、その大きさが合成振動の振幅を表す。
FIG. 13 is a diagram illustrating the combined vibration applied to the transport table 11 at the frequency f3. In FIG. 13, the direction and amplitude of the combined vibration are indicated by a combined
そして合成ベクトル1301は、搬送方向93とは反対方向へと向かう成分ベクトルを有する。これは、座標軸x1,x2(図12)において、振動数f3のときは、第1のバネ121,122と第2のバネ131,132とが同位相で振動し(図3)、かつ第2のバネ131,132の振幅が第1のバネ121,122の振幅よりも著しく大きい(図2)からである。
The combined
よって、振動数f3のときには、搬送面11a上に載せられた物品を搬送方向93とは反対方向へと移動させることができ、以って搬送方向93において、搬送面11a上の物品の前進及び後進が自在である。
Therefore, when the frequency is f3, the article placed on the
しかも、搬送を停止する際の停止直前において、物品を移動させる方向を、それまで物品を移動させていた方向とは逆の方向に制御することができる。これにより、搬送を停止した際に、物品が惰性で移動するのを防止することができる。よって、振動搬送装置1に、物品が惰性で移動するのを防止するためのゲートを取り付ける必要がなく、以って振動搬送装置1を簡略化することができる。
In addition, immediately before stopping the conveyance, the direction in which the article is moved can be controlled to be opposite to the direction in which the article has been moved. Thereby, when the conveyance is stopped, the article can be prevented from moving due to inertia. Therefore, it is not necessary to attach a gate for preventing the article from moving due to inertia to the
4.振動搬送装置の制御
上述したように、振動源の振動数fを変えることで、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132の振幅A及び位相差φ0を調節することができ、以って搬送台11に与える振動(合成振動)の方向及び振幅を変えることができる。4). As described above, the amplitude A and the phase difference φ0 of the
そこで、搬送台11に与える振動(合成振動)の方向及び振幅に基づいて、振動源14で生じる振動の振幅及び振動数fを制御する。これにより、所望の方向に所望の振幅で搬送台11を振動させることができる。
Therefore, the amplitude and frequency f of the vibration generated in the
振動源14で生じる振動の振幅及び振動数fは、例えば次のように制御する。すなわち、振動源14の電磁コイル141に流す電流の振幅及び周波数を制御する。具体的に図14を用いて説明する。
For example, the amplitude and frequency f of the vibration generated in the
図14は、上述した制御を概念的に示すブロック図である。振動搬送装置1は、インバータ171及び制御部172を更に備える。なお、図14では、振動搬送装置1のうち、インバータ171、制御部172及び電磁コイル141が示されている。
FIG. 14 is a block diagram conceptually showing the above-described control. The
インバータ171は、電源から入力された電流i1を、所望の振幅及び所望の周波数を有する電流i2に変換して出力し、電流i2を電磁コイル141に与える。
The
制御部172は、搬送台11の振動の方向及び振幅と、かかる方向及び振幅で搬送台11を振動させるために振動源14で生ずべき振動の振幅及び振動数fとの関係を表すテーブルを有する。
The
制御部172には、ある方向へとある振幅で搬送台11を振動させるために、方向に関する指令として振動方向指令S1が入力され、振幅に関する指令として振幅指令S2が入力される。制御部172は、上記テーブルに基づいて、入力された振動方向指令S1及び振幅指令S2から、振動源14で生ずべき振動の振幅と振動数fとを導き出す。
In order to vibrate the
そして、制御部172は、導き出した振幅及び振動数fで振動源14を振動させるべく、振動源14に与える電流i2を計算し、インバータ171に入力される電流i1が電流i2に変換されるように、インバータ171を制御する。
Then, the
5.振動搬送装置の特徴
<振動搬送装置に関して>
上述した振動搬送装置1によれば、第1及び第2の固有振動数fc1,fc2が互いに異なるので、振動源14によって第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132を同じ振動数fで振動させながら、その振動数fを変化させるだけで、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132の振幅A及び位相差Δφ0を変化させることができる。5. Features of vibration transfer device <Vibration transfer device>
According to the
そして、第1のバネ121,122の振動の方向912(座標軸x1)と、第2のバネ131,132の振動の方向922(座標軸x2)とは、鉛直方向90に対して互いに反対側に傾き、互いに交差している。このため、これらの振動の振幅Aや位相差Δφ0を変化させることで、搬送台11に与える振動の方向及び振幅を調節することができる。よって、搬送量の調節、及び物品の性状を考慮した搬送が可能である。
The vibration direction 912 (coordinate axis x1) of the
具体的には、同位相(位相差Δφ0=0(deg))での振動を選択することで、物品をほぐしたり、ならしたりしつつ、搬送方向93へと搬送することができる。他方、逆位相(位相差Δφ0の絶対値=180(deg)での振動を選択することで、物品の搬送方向93への搬送量を増やすことができる。また、搬送面11aに載せられた物品の搬送について、搬送方向93について前進と後進とを選択的に実行することができる。
Specifically, by selecting vibrations with the same phase (phase difference Δφ0 = 0 (deg)), the article can be conveyed in the conveying
しかも、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132をある振動数fで振動させるだけで、所望の方向へと所望の振動数で搬送台11を振動させることができるので、振動搬送装置の小型化、及び制御の簡略化が可能である。
Moreover, the
<第1及び第2のバネの特性に関して>
第1のバネ121,122についての振動数fと振幅Aとの関係を表す曲線(図2ではグラフ201)と、第2のバネ131,132についての振動数fと振幅Aとの関係を表す曲線(図2ではグラフ202)とは、図2に示されるようにある振動数fにおいて交わっていることが好ましい。<Regarding the characteristics of the first and second springs>
A curve representing the relationship between the frequency f and the amplitude A for the
なぜなら、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132に与える振動数fを変化させることで、第1のバネ121,122の振幅A1及び第2のバネ131,132の振幅A2を変化させつつ、位相差Δφ0を0°(同位相)と180°(逆位相)の間で連続的に変化させることができるからである。これにより、搬送台11の振動(合成振動)の方向及び振幅を連続的に変化させることができ、以って搬送台11の振動(合成振動)の方向及び振幅の微調整が可能である。
This is because the amplitude A1 of the
第2の実施の形態
1.振動搬送装置の構造
図15は、本実施の形態にかかる振動搬送装置1Aを概念的に示す図である。振動搬送装置1Aは、搬送台11、第1のバネ123,124、第2のバネ133,134、振動源14(図示せず)、及び固定部15を備える。Second Embodiment Structure of Vibration Conveying Device FIG. 15 is a diagram conceptually showing the
本実施の形態では、第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134の配置が、第1の実施の形態1と異なる。以下、第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134の配置について、具体的に説明する。なお、他の構成要素については、第1の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
In the present embodiment, the arrangement of the
第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134のそれぞれの特性についても、第1の実施の形態で説明した第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132(図2及び図3)と同様であるので、説明を省略する。なお、本実施の形態では初期位相φ0として、図16に示されるように振動の方向914,924に沿って座標軸x3,x4を設定した場合のものを採用している。
As for the characteristics of the
<第1及び第2のバネの配置>
第1のバネ123,124は、鉛直方向90に対して傾いた方向913へと延びている。第2のバネ133,134は、鉛直方向90に対して方向913と同じ方へと傾いた方向923へと延びている。なお、方向913と方向923とは交差している。以下、方向913及び方向923をそれぞれ、延在方向913及び延在方向923と称す。<Arrangement of first and second springs>
The
第1のバネ123,124の上端部123a,124aは、搬送台11に固定された連結部161に連結されている。第1のバネ123,124の下端部123b,124bはそれぞれ、第2のバネ133,134の上端部133a,134aに連結されている。第2のバネ133,134の下端部133b,134bは、固定部15に連結されている。
Upper ends 123 a and 124 a of the
上述した第1及び第2のバネの配設により、第1のバネ123,124については上端部123a,124aのそれぞれが、下端部123b,124bを支点として、延在方向913に垂直な方向914に沿って振動する。よって、第1のバネ123,124は、方向914についての振動を搬送台11に与えることができる。
Due to the arrangement of the first and second springs described above, for the
第2のバネ133,134については、上端部133a,134aのそれぞれが、下端部133b,134bを支点として、延在方向923に垂直な方向924に沿って振動する。よって、第2のバネ133,134はそれぞれ、第1のバネ123,124を介して、方向924についての振動を搬送台11に与えることができる。
As for the
第2のバネ133,134の延在方向923が、鉛直方向90に対して第1のバネ123,124の延在方向913と同じ方に傾き、かつそれらの向きが異なることに鑑みれば、方向924を次のように把握することができる。つまり、方向924は、方向923とは異なる方向で、かつ鉛直方向90に対して方向923と同じ方に傾いている(図15)。
In view of the fact that the extending
<変形例>
上述した振動搬送装置1Aでは、第1のバネ123,124の下端部123b,124bのそれぞれが、第2のバネ133,134の上端部133a,134aに連結されているが、これに限らず他の態様で第1のバネ123,124と第2のバネ133,134とをそれぞれ連結しても良い。<Modification>
In the above-described
また、第1のバネ123,124と第2のバネ133,134とを別々に、搬送台11や連結部161に連結しても良い。
Further, the
また、第1の実施形態と同様、第1のバネ123,124の下端部123b,124bと、第2のバネ133,134の上端部133a,134aとが連結部164に取り付けられる位置は、連結部164の幅方向の同一位置(図1B参照)であっても、左右にオフセットされた位置(図1C参照)であっても良い。
Similarly to the first embodiment, the positions at which the lower ends 123b, 124b of the
2.振動搬送装置の動作
<領域R1での振動>
領域R1で第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134を振動させた場合について説明する。この場合、第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134は、初期位相φ0がいずれも0(deg)であり、同位相で振動する(図3)。しかも、第1のバネ123,124の振幅Aが、第2のバネ133,134の振幅Aよりも著しく大きくなる(図2)。2. Operation of vibration transfer device <Vibration in region R1>
A case where the
具体的に、振動数f1での、第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134の振動について、図17乃至図19を用いて説明する。
Specifically, the vibrations of the
図17は、時間とバネの変位との関係を、第1のバネ123,124についてはグラフ511で、第2のバネ133,134についてはグラフ512で示す。なお、図17では、第1のバネ123,124の振動と、第2のバネ133,134の振動との関係を明確にすべく、座標軸x3と座標軸x4とを重ねて示しており、後述する図20及び図23でも同様である。また、第1のバネ123,124の振幅を符号A1で、第2のバネ133,134の振幅を符号A2で示しており、図20及び図23でも同様である。
FIG. 17 shows the relationship between time and spring displacement by a
図18は、振動数f1での、第1のバネ123(124)の振動及び第2のバネ133(134)の振動を、それぞれ振動搬送装置1Aに模式的に示した図である。
FIG. 18 is a diagram schematically showing the vibration of the first spring 123 (124) and the vibration of the second spring 133 (134) at the vibration frequency f1, respectively, on the
図17及び図18に示すように、振動数f1では第1のバネ123,124と第2のバネ133,134とは同位相(初期位相=0(deg))で振動するので、第1のバネ123,124が座標軸x3の正の方向へと変位すると(実線ベクトル611)、第2のバネ133,134も座標軸x4の正の方向へと変位する(実線ベクトル613)。なお、実線ベクトル611は、第1のバネ123,124の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図17)。実線ベクトル613は、第2のバネ133,134の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図17)。
As shown in FIGS. 17 and 18, the
そして、第1のバネ123,124が座標軸x3の負の方向へと変位すると(破線ベクトル612)、第2のバネ133,134も座標軸x4の負の方向へと変位する(破線ベクトル614)。なお、破線ベクトル612は、第1のバネ123,124の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図17)。破線ベクトル614は、第2のバネ133,134の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図17)。
When the
図19は、振動数f1のときに搬送台11に与えられる合成振動を示す図である。図19では、かかる合成振動の方向と振幅とが合成ベクトル711で示されている。合成ベクトル711は、第1のバネ123,124の振動に関する実線ベクトル611(図18)と、第2のバネ133,134の振動に関する実線ベクトル613(図18)との合成であって、その方向が合成振動の方向を表し、その大きさが合成振動の振幅を表す。
FIG. 19 is a diagram showing the combined vibration applied to the transport table 11 at the frequency f1. In FIG. 19, the direction and amplitude of the combined vibration are indicated by a combined
そして合成ベクトル711は、搬送方向93へと向かう成分ベクトルと、搬送面11aに垂直な方向94へと向かう成分ベクトルとを有する。これは、座標軸x3,x4(図18)において、振動数f1のときは、第1のバネ123,124と第2のバネ133,134とが同位相で振動し(図3)、かつ第1のバネ123,124の振幅が第2のバネ133,134の振幅よりも著しく大きい(図2)からである。
The combined
よって、振動数f1のときには、搬送面11a上に載せられた物品を搬送方向93へと移動させることができる。しかも、搬送面11aに垂直な方向94へと物品を振動させることできるので、物品をほぐしたり、ならしたりすることができる。
Therefore, when the frequency is f1, the article placed on the
合成振動の振幅(合成ベクトル711の大きさ)は、振動源14で生じる振動の振幅を変化させることで、変化させることができる。具体的には、振動源14で振動させる可動鉄心142の振幅を大きく(または小さく)して、振幅A1,A2(図17)を大きく(または小さく)することで、合成振動の振幅を大きく(または小さく)することができる。後述する合成振動(図22及び図25)についても同様である。
The amplitude of the combined vibration (the magnitude of the combined vector 711) can be changed by changing the amplitude of the vibration generated in the
<領域R2での振動>
領域R2で第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134を振動させた場合について説明する。この場合、第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134は、初期位相φ0が互いに異なり、異なる位相で振動する(図3)。しかも、第1のバネ123,124の振幅と、第2のバネ133,134の振幅とが、同程度となる(図2)。<Vibration in region R2>
A case where the
具体的に、位相差Δφ0の絶対値が180(deg)となる振動数f2(図3)での、第1のバネ121,122及び第2のバネ131,132の振動について、図20乃至図22を用いて説明する。
Specifically, the vibrations of the
図20は、時間とバネの変位との関係を、第1のバネ123,124についてはグラフ811で、第2のバネ133,134についてはグラフ812で示す。図21は、振動数f2での、第1のバネ123(124)の振動、及び第2のバネ133(134)の振動を、それぞれ振動搬送装置1Aに模式的に示した図である。
FIG. 20 shows the relationship between time and spring displacement by a
図20及び図21に示すように、振動数f2では第1のバネ123,124と第2のバネ133,134とは逆位相(位相差Δφ0の絶対値=180(deg))で振動するので、第1のバネ123,124が座標軸x3の正の方向へと変位すると(実線ベクトル911)、第2のバネ133,134は座標軸x4の負の方向へと変位する(実線ベクトル913)。なお、実線ベクトル911は、第1のバネ123,124の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図20)。実線ベクトル913は、第2のバネ133,134の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図20)。
As shown in FIGS. 20 and 21, since the
そして、第1のバネ123,124が座標軸x3の負の方向へと変位すると(破線ベクトル912)、第2のバネ133,134は座標軸x4の正の方向へと変位する(破線ベクトル914)。なお、破線ベクトル912は、第1のバネ123,124の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図20)。破線ベクトル914は、第2のバネ133,134の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図20)。
When the
図22は、振動数f2のときに搬送台11に与えられる合成振動を示す図である。図20では、かかる合成振動の方向と振幅とが合成ベクトル1011で示されている。合成ベクトル1011は、第1のバネ123,124の振動に関する実線ベクトル911(図21)と、第2のバネ133,134の振動に関する実線ベクトル913(図21)との合成であって、その方向が合成振動の方向を表し、その大きさが合成振動の振幅を表す。
FIG. 22 is a diagram illustrating the combined vibration applied to the transport table 11 at the frequency f2. In FIG. 20, the direction and amplitude of the combined vibration are indicated by a combined
そして合成ベクトル1011は、搬送面11aに垂直な方向94へと向かう成分ベクトルの大きさが、搬送方向93へと向かう成分ベクトルの大きさよりも支配的である。これは、座標軸x3,x4(図21)において、振動数f2のときは、第1のバネ123,124と第2のバネ133,134とが逆位相(位相差Δφ0の絶対値=180(deg))で振動し(図3)、かつ第1のバネ123,124の振幅と第2のバネ133,134の振幅とが同程度となる(図2)からである。
In the combined
よって、振動数f2のときには振動数f1のときよりも、搬送面11a上に載せられた物品をほぐしたり、ならしたりすることができる。しかも、搬送面11aに垂直な方向94への振動が強いので、粘着性のある物品を搬送する場合であっても、物品の搬送面11aへの付着を防止することができる。
Therefore, the article placed on the conveying
<領域R3での振動>
領域R3で第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134を振動させた場合について説明する。この場合、第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134は、初期位相φ0がいずれも−180(deg)であり、同位相で振動する(図3)。しかも、第2のバネ133,134の振幅Aが、第1のバネ123,124の振幅Aよりも著しく大きくなる(図2)。<Vibration in region R3>
A case where the
具体的に、振動数f3での、第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134の振動について、図23乃至図25を用いて説明する。
Specifically, the vibrations of the
図23は、時間とバネの変位との関係を、第1のバネ123,124についてはグラフ1111で、第2のバネ133,134についてはグラフ1112で示す。図24は、振動数f3での、第1のバネ123(124)の振動及び第2のバネ133(134)の振動を、それぞれ振動搬送装置1Aに模式的に示した図である。
FIG. 23 shows the relationship between time and spring displacement by a
図23及び図24に示すように、振動数f3では第1のバネ123,124と第2のバネ133,134とは同位相(初期位相=−180(deg))で振動しているので、第1のバネ123,124が座標軸x3の正の方向へと変位すると(実線ベクトル1211)、第2のバネ133,134も座標軸x4の正の方向へと変位する(実線ベクトル1213)。なお、実線ベクトル1211は、第1のバネ123,124の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図23)。実線ベクトル1213は、第2のバネ133,134の正の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図23)。
As shown in FIGS. 23 and 24, at the frequency f3, the
そして、第1のバネ123,124が座標軸x3の負の方向へと変位すると(破線ベクトル1212)、第2のバネ133,134も座標軸x4の負の方向へと変位する(破線ベクトル1214)。なお、破線ベクトル1212は、第1のバネ123,124の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図23)。破線ベクトル1214は、第2のバネ133,134の負の方向への変位であって、変位量が最大のものを表す(図23)。
When the
図25は、振動数f3のときに搬送台11に与えられる合成振動を示す図である。図25では、かかる合成振動の方向と振幅とが合成ベクトル1311で示されている。合成ベクトル1311は、第1のバネ123,124の振動に関する実線ベクトル1211(図24)と、第2のバネ133,134の振動に関する実線ベクトル1213(図24)との合成であって、その方向が合成振動の方向を表し、その大きさが合成振動の振幅を表す。
FIG. 25 is a diagram illustrating the combined vibration applied to the transport table 11 when the frequency is f3. In FIG. 25, the direction and amplitude of the combined vibration are indicated by a combined
そして合成ベクトル1311は、領域R1での合成ベクトル711(図19)に比べて、搬送方向93へと向かう成分ベクトルの大きさが大きい。これは、座標軸x3,x4(図24)において、振動数f3のときは、第1のバネ123,124と第2のバネ133,134とが同位相で振動し(図3)、かつ第2のバネ133,134の振幅が第1のバネ123,124の振幅よりも著しく大きい(図2)からである。
The combined
よって、振動数f3のときには、搬送面11a上に載せられた物品を搬送方向93への搬送量を増やすことができる。
Therefore, when the vibration frequency is f3, the amount of the articles placed on the
3.振動搬送装置の制御
本実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、振動源の振動数fを変えることで、第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134の振幅A及び位相差φ0を調節することができ、以って搬送台11に与える振動(合成振動)の方向及び振幅を変えることができる。3. Control of Vibration Conveying Device Also in this embodiment, the amplitudes of the
4.振動搬送装置の特徴
上述した振動搬送装置1Aによれば、第1及び第2の固有振動数fc1,fc2が互いに異なるので、振動源14によって第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134を同じ振動数fで振動させながら、その振動数fを変化させるだけで、第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134の振幅A及び位相差Δφ0を変化させることができる。4). Characteristics of the Vibration Conveying Device According to the above-described
そして、第1のバネ123,124の振動の方向914(座標軸x3)と、第2のバネ133,134の振動の方向924(座標軸x4)とは、鉛直方向90に対して同じ方へと傾き、互いに交差している。このため、これらの振動の振幅Aや位相差Δφ0を変化させることで、搬送台11に与える振動の方向及び振幅を調節することができる。よって、搬送量の調節、及び物品の性状を考慮した搬送が可能である。
The vibration direction 914 (coordinate axis x3) of the
具体的には、同位相(位相差Δφ0=0(deg))での振動を選択することで、物品の搬送方向93への搬送量を増やすことができる。他方、逆位相(位相差Δφ0の絶対値=180(deg)での振動を選択することで、粘着性のある物品を搬送する場合であっても、搬送面11aへの物品の付着を防止することができる。
Specifically, by selecting vibrations in the same phase (phase difference Δφ0 = 0 (deg)), the conveyance amount of the article in the
しかも、第1のバネ123,124及び第2のバネ133,134をある振動数fで振動させるだけで、所望の方向へと所望の振動数で搬送台11を振動させることができるので、振動搬送装置の小型化、及び制御の簡略化が可能である。
In addition, the conveyance table 11 can be vibrated at a desired frequency in a desired direction by simply vibrating the
図26は、第1の実施の形態にかかる振動搬送装置1を適用することができる自動計量機2を概念的に示す図である。自動計量機2は、分散テーブル21、振動搬送装置1、プールホッパ23、計量ホッパ24、及び加振器25を備える。なお、図26では、物品を符号Pで示し、物品の流れを実線矢印で示している。
FIG. 26 is a diagram conceptually illustrating an automatic weighing
分散テーブル21は、傘状を呈し、傘の先を上に向けて配設されている。分散テーブル21は、中心付近が加振器25によって支持されており、加振器25の駆動によって振動する。これにより、分散テーブル21の上面に載せられた物品Pは、放射状に分散する。
The distribution table 21 has an umbrella shape and is arranged with the tip of the umbrella facing up. The dispersion table 21 is supported near the center by a
振動搬送装置1は、分散テーブル21の周りに複数、配置されている。分散テーブル21で分散された物品Pは、振動搬送装置1に載せられる。そして、振動搬送装置1上の物品Pは、振動搬送装置1の振動によってプールホッパ23の方へと移動する。
A plurality of
プールホッパ23は複数あって、振動搬送装置1のそれぞれに対応して一つずつ配設されている。プールホッパ23には、対応する振動搬送装置1から物品Pが少量ずつ投入される。そして、プールホッパ23は、物品Pを一時的に貯留し、これを計量ホッパ24に投入する。
There are a plurality of
計量ホッパ24は複数あって、プールホッパ23のそれぞれに対応して一つずつ配設されている。計量ホッパ24は、対応するプールホッパ23から投入された物品Pの重量を測定する。
There are a plurality of weighing
物品Pの総重量が所定値になるように、複数の計量ホッパ24のそれぞれの測定値(物品の重量)を、選択して組み合わせる。そして、選択された測定値を示している計量ホッパ24からのみ、物品を排出して、これらを集合させる。なお、組み合わせの決定は、例えば組み合わせ演算によって行うことができる。
The measured values (the weights of the articles) of the plurality of weighing
なお、第2の実施の形態にかかる振動搬送装置1Aについても、上述したのと同様に自動計量機2に適用することができる。
Note that the
Claims (9)
前記物品が載せられる搬送台と、
前記搬送台に振動を与えるバネであって、第1の固有振動数において共振する第1のバネと、
前記第1のバネが前記搬送台に与える前記振動の方向とは異なる方向についての振動を前記搬送台に与えるバネであって、前記第1の固有振動数とは異なる第2の固有振動数において共振する第2のバネと、
前記第1及び第2のバネを振動させる振動源と
を備える、振動搬送装置。An apparatus for conveying an article while vibrating the article,
A carriage on which the article is placed;
A first spring that vibrates the carrier and resonates at a first natural frequency;
A spring that gives the carrier a vibration in a direction that is different from the direction of the vibration that the first spring gives to the carrier; and a second natural frequency that is different from the first natural frequency. A resonating second spring;
A vibration conveying apparatus comprising: a vibration source that vibrates the first and second springs.
を更に備える、請求項1記載の振動搬送装置。The vibration conveyance device according to claim 1, further comprising a control unit that adjusts at least one of an amplitude and a phase of each of the first and second springs by changing a frequency of the vibration source.
前記第2のバネは前記第1のバネを介して前記搬送台に連結されている、
請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の振動搬送装置。The first spring is coupled to the carrier;
The second spring is connected to the transport table via the first spring.
The vibration conveyance apparatus as described in any one of Claim 1 thru | or 3.
前記第1及び前記第2のバネが振動する方向はそれぞれ、前記搬送面に垂直な方向に対して互いに反対側へと傾いている、請求項7記載の振動搬送装置。The transport table has a transport surface on which the article is placed,
The vibration conveyance device according to claim 7, wherein directions in which the first and second springs vibrate are inclined to opposite sides with respect to a direction perpendicular to the conveyance surface.
前記第1及び前記第2のバネが振動する方向はそれぞれ、前記搬送面に垂直な方向に対して同じ方へと傾いている、請求項1乃至請求項6のいずれか一つに記載の振動搬送装置。The transport table has a transport surface on which the article is placed,
The vibration according to any one of claims 1 to 6, wherein directions in which the first and second springs vibrate are inclined in the same direction with respect to a direction perpendicular to the conveyance surface. Conveying device.
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