CN100379658C - 压电驱动式送料器 - Google Patents

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Abstract

可动台(11)支承零件移送部件(15)。固定台(12)配置于可动台(11)的下方，并且借助振动发生器(13)而励振自如地支承可动台(11)。振动发生器具有第一弹性部件(18)和安装于第一弹性部件(18)上的压电元件(19)。第一弹性部件(18)的一端侧安装于可动台(11)上，而另一端侧安装于固定台(12)上。支承部件(14)具有第二弹性部件(20)。第二弹性部件(20)的一端侧安装于可动台(11)上，而另一端侧安装于固定台(12)上。

Description

压电驱动式送料器
技术领域
本发明涉及一种压电驱动式送料器，相对于形成有零件移送轨道的零件移送部件，通过具有安装了压电元件的弹性部件的振动发生器而产生振动，使零件定向地移送。
背景技术
以前，众所周知有一种压电驱动式送料器，相对于形成有零件移送轨道的零件移送部件，由具有安装了压电元件的弹性部件的振动发生器产生振动，使零件定向地移送。例如有特开昭62-4118号公报和特开平9-110133号公报所公开的压电驱动式送料器。对于特开昭62-4118号公报所记载的压电驱动式送料器，由杨氏模量低于弹性板的连结板来将励振体(振动发生器)的弹性板(弹性部件)和输送体(零件移送部件)之间连结起来，由此，可以达到使施加于零件移送部件上的振动振幅增大的目的(参照图16)。另外，对于特开平9-110133号公报所记载的压电驱动式送料器，沿横向配设将压电元件贴附在弹性板(弹性部件)上的励振体(振动发生器)，由此，可以达到降低送料器的高度的目的(参照图17)。
但是，在特开昭62-4118号公报中所记载的压电驱动式送料器中，在以高频共振的情况下，对应于想要共振的频率，不得不提高连结板的弹簧刚性。因此，必须加厚连结板或缩短其有效长度。其结果是抵消了振幅增大的效果。另外，因为与连结板一起，励振体的弹性板的弹簧刚性也增加，所以施加于安装有压电元件的弹性板的应力也增加，是不理想的。而且，为了串联地安装连结板和弹性板，送料器的高度也会变高。此外，在以变更共振频率等为目的而更换连结板的情况下，必须暂时将弹性板也取下，从而不仅会产生烦杂的重新组装的劳动，也会在安装短弹性板和连结板后在进行频率设定和安装角度(振动角)的微调作业时遇到很大的困难。另外，在该更换时，对于并不作为更换对象的连结板和励振体也会施加较大的附加作用，从而容易引起在该连结板等上产生塑性变形的问题。而且，在为该结构的情况下，由于输送体的静载荷作为弯曲载荷直接作用于励振体上，所以就会在压电元件上产生负荷。
另外，对于特开平9-110133号公报中所记载的压电驱动式送料器，贴附有压电元件的弹性板从送料器的中心侧向外侧(向半径方向)呈直线状配置。因此，当输送体用被振动体(可动台)旋转时，由于弹性板的固定位置和输送体用被振动体的旋转中心相偏离(参照图17)，在弹性板上就会作用拉伸应力。图18是说明在该送料器振动时向弹性板施加的力的示意图。如本图所示，当励振体振动时，借助纵向连结部件而安装于输送体用被振动体上的弹性体的端部，以作为向弹性体的固定侧的安装位置的点0’为中心，要从点A的位置向点B’的位置移动。此时，位于安装有弹性板的端部的位置的上方处的、输送体用被振动体上的点A的位置，以输送体用被振动体的中心即点0为中心，要向点B的位置移动。因此，在贴附有压电元件的弹性体上就会产生半径方向的拉伸应力。另外，此时，由于弹性体实际上弯曲成S形，所以会产生更大的应力。这样，在特开平9-110133号公报所记载的压电驱动式送料器的情况下，在安装有压电元件的弹性部件上容易作用有过大的拉伸应力，也会在压电元件上施加负荷而降低压电元件的寿命，并且需要有无效的动力而会导致效率的降低。
发明内容
本发明正是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种压电驱动式送料器，其可以降低压电驱动式送料器的高度并抑制作用于振动发生器上的应力，即使在高频驱动时，也可以确保足够的振幅并能抑制作用于振动发生器上的应力，进而，容易进行振动发生器的更换和共振频率的变更以及调整。
根据本发明的一个观点的压电驱动式送料器，相对于形成有零件移送轨道的零件移送部件，通过具有安装了压电元件的弹性部件的振动发生器而产生振动，使零件定向地移送，其特征在于，具有：可动台，具有或支承上述零件移送部件；固定台，配置于上述可动台的下方，借助上述振动发生器而励振自如地支承上述可动台；振动发生器，具有第一弹性部件和安装于该第一弹性部件上的压电元件，上述第一弹性部件的一端侧安装于上述可动台上，而上述第一弹性部件的另一端侧安装于上述固定台上；支承部件，具有与上述第一弹性部件不同的第二弹性部件，上述第二弹性部件的一端侧安装于上述可动台上，而上述第二弹性部件的另一端侧安装于上述固定台上，上述零件移送轨道具有形成为螺旋状的部分；上述第一弹性部件形成为大致L字形状，并且在上下配置的上述可动台和上述固定台之间大致水平地配置；上述L字形状的一边向上述固定台的中心方向延伸，并且延伸的该端部固定于上述固定台上；上述L字形状的另一边安装于上述可动台上。
根据该结构，可动台可以借助分别安装的振动发生器和支承部件而支承于固定台上。因此，通过分别调整并设定振动发生器和支承部件的高度，可以降低压电驱动式送料器的高度。而且可以分散由可动台的静载荷所产生的弯曲载荷，可以抑制作用在安装于第一弹性部件上的压电元件上的负荷。另外，由于减少了振动发生器的安装位置的制约，也可以抑制在第一弹性部件上产生过大的拉伸应力。
另外，由于分别安装振动发生器和支承部件，所以，通过将振动发生器中的第一弹性部件的弹簧常数设定得较小，组合并调整支承部件中的第二弹性部件的弹簧常数，可以实现高共振频率。因此，即使在高频驱动时，也可以确保足够的振幅，并且可以抑制作用于振动发生器上的应力。
另外，可以容易地分别更换第一弹性部件和第二弹性部件，可以防止更换时、在非更换对象的弹性部件上产生损伤。而且，通过变更支承部件的第二弹性部件的个数和弹簧常数，可以容易地变更共振频率。此外，通过组合并调整第一弹性部件和第二弹性部件的各弹簧常数，可以使其与所希望的共振频率相一致地进行微调。
因此，可以提供一种压电驱动式送料器：其可以降低压电驱动式送料器的高度并且抑制作用于振动发生器上的应力；即使在高频驱动时，也可以确保足够的振幅并能抑制作用于振动发生器上的应力；进而，可容易地进行振动发生器的更换和共振频率的变更以及调整。
另外，本发明的上述以及其他的目的、特征以及优点，通过参照附图并阅读以下的说明就可以明了。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的压电驱动式送料器的例子的简图。
图2是表示图1所示的压电驱动式送料器的俯视图。
图3是表示本发明的第二实施方式的压电驱动式送料器的例子的简图。
图4是表示图3所示的压电驱动式送料器的振动时的压电弹簧的状态的示意图。
图5是表示本发明的第三实施方式的压电驱动式送料器的概况的例子的立体图。
图6是表示本发明的第四实施方式的压电驱动式送料器的例子的立体图。
图7是表示去除图6所示的压电驱动式送料器的可动台后的状态下的立体图。
图8是说明图6所示的压电驱动式送料器中的、压电弹簧和支承弹簧相对于铅直方向的倾斜角的示意图。
图9是说明图6所示的向压电驱动式送料器振动时对压电弹簧施加的力的示意图。
图10是说明图6所示的压电驱动式送料器中的、由压电弹簧相对于固定台的安装位置的不同而在压电弹簧上产生的位移的示意图。
图11是示意图，用于说明在图6所示的压电驱动式送料器中，在压电弹簧形成为平板状(图11(a))和形成为L字形状(图11(b))的情况下，作用于压电弹簧上的应力的不同。
图12是表示关于图6所示的压电驱动式送料器中的、压电弹簧的安装结构的变形例的示意图。
图13是表示本发明的第五实施方式的压电驱动式送料器的例子的简图。
图14是表示本发明的第六实施方式的压电驱动式送料器的例子的侧视图。
图15是表示本发明的第七实施方式的压电驱动式送料器的例子的简图。
图16是表示现有技术的压电驱动式送料器的简图。
图17是表示现有技术的压电驱动式送料器的立体图。
图18是用于说明图17所示的压电驱动式送料器振动时、施加于弹性板上的力的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。但是，为了说明的方便，仅仅例示了本发明的优选实施方式，而本发明并不限于下述的各实施方式。
本发明涉及压电驱动式送料器并可以广泛地应用，对于该压电驱动式送料器，相对于形成有零件移送轨道的零件移送部件(槽、球状物等)，通过具有安装了压电元件的弹性部件(板簧等)的振动发生器而产生振动，从而使零件定向地向下一工序移送。
(第一实施方式)
图1是例示第一实施方式的压电驱动式送料器1的概况的图。图2是压电驱动式送料器1的俯视图。在第一实施方式中以直线型送料器为例进行说明，对于该直线型送料器，使零件移送部件(槽等)直线地振动，同时使零件循环且定向地移送，进而供给下一工序，上述零件移送部件具有零件移送轨道形成为直线状的部分。
如图1所示，压电驱动式送料器1具有可动台11、固定台12、振动发生器13和支承部件14。
如图2所示，可动台11支承着形成有零件移送轨道(零件移送路)的零件移送部件(槽)15(即、槽15固定并安装于可动台11的上面侧)。图2所例示的槽15具有返回槽15a和主槽15b。上述返回槽15a沿箭头C方向形成有用于移送零件的轨道，从而使零件回流。上述主槽15b形成有用于使零件定向地沿箭头D方向移送的轨道。对于借助未图示的料斗等而被投入到槽15中央附件的零件，如图中槽15上的箭头所示，在槽15上回流并定向地移送，并如图中所示的零件E那样，从主槽15的前端的排出滑槽16向下一工序供给。
如图1所示，固定台12配置于可动台11的下方，并借助振动发生器13和支承部件14而励振自如地支承着可动台11。固定台12固定于基座17上。另外，在固定台12的中央部分形成有用于配置振动发生器13的空间12a。
振动发生器13配置于可动台11和固定台12之间的多个部位，并且，各振动发生器13具有第一弹性部件18和安装于第一弹性部件18上的压电元件19。第一弹性部件18是由板簧18(以下也称之为“压电弹簧18”)构成的，该压电弹簧18的弹簧常数可以根据所要设定的共振频率等条件而适当地选择。
压电弹簧18的一端18a一侧安装于可动台11上，而压电弹簧18的另一端18b一侧安装于固定台12上。即，一端18a由例如螺栓等连接并固定于可动台11一侧的安装部11a上，而另一端18b由例如螺栓等连接并固定于固定台12的安装部12b上。
另外，压电弹簧18形成为平板状，任何一个压电弹簧18均是以相同的角度倾斜地安装的。通过变更该安装角度，可以调整在压电弹簧18上产生振动时的振动角。在变更压电弹簧18的安装角度时，例如通过将安装部11a和12b形成为自由交换的块部件，可以将该安装部11a和12b作为用于变更压电弹簧18的安装角度的安装角度变更器。在此情况下，通过变更作为安装角度变更器的安装部11a和12b，使其具有形成了规定角度的倾斜面，可以配置压电弹簧18而使其以规定的角度倾斜。由此，通过由安装角度变更器来变更压电弹簧18的安装角度，可以容易地变更振动角，并将其调整到所希望的值。
另外，由于板簧18(第一弹性部件)可以通过螺栓等的拆装而自由地更换，所以，可以更换成具有与更换前的板簧18的弹簧常数的不同的弹簧常数的其他板簧(其他的第一弹性部件)。由此，通过与所希望的共振频率对应地更换适当的板簧(压电弹簧)18，可以容易地变更共振频率，并将其调整到所希望的值。另外，对于压电弹簧18，在角振动发生器13上，也可以不在每个发生器上配置一个，而可以适当地选择重叠地配置的个数。
对于压电元件19，可以是例如下述结构。即，对压电陶瓷进行极化处理，从而使其成为具有一面为正极性而另一面为负极性的极化电位的结构。通过例如粘接等而将压电元件19贴附在各压电弹簧18的正反面上，可以构成作为振动发生器13的双压电晶片。通过在该压电元件19上施加规定频率的电压，可以在振动发生器13上产生振动，从而可以驱动压电驱动式送料器1。
支承部件14具有不同于第一弹性部件(板簧)18的第二弹性部件(板簧)20。作为第二弹性部件的板簧20(以下也称之为“支承弹簧20”)的一端20a一侧借助安装部而安装于可动台11上，而支承弹簧20的另一端20b一侧借助安装部而安装于固定台12上。一端20a和另一端20b，分别借助螺栓等可自由拆装地安装于可动台11和固定台12上。
另外，作为第二弹性部件的支承弹簧20，也与作为第一弹性部件的压电弹簧18同样地形成为平板状。而且，支承弹簧20和压电弹簧18的形成为平板状的部分，均是相对于铅直方向以大致相同的角度倾斜地配置的(即，在作为直线型送料器的压电驱动式送料器1中，支承弹簧20和压电弹簧18大致平行地配置)。由此，容易使支承弹簧20与作为励振侧的压电弹簧18的振动大致同步地振动，从而可以抑制在压电弹簧18和支承弹簧20之间对振动动作产生干涉，可以高效地将振动传递到可动台11。
如上所述，根据压电驱动式送料器1，可动台11借助分别安装的振动发生器13和支承部件14而支承于固定台12上。由此，通过分别调整并设定振动发生器13和支承部件14的高度，可以降低压电驱动式送料器1的高度。即，可以防止像现有技术的专利文献1(特开昭62-4118号公报)中所记载的压电驱动式送料器那样的、高度变高的问题。
此外，可动台11的静载荷可以由分别设置于多个部位的振动发生器13和支承部件14来分散地支承，所以，可以使产生于板簧18和20的弯曲载荷分散。因此，可以抑制由作用于压电元件上的静载荷所产生的负荷，上述压电元件安装于作为第一弹性部件的板簧18上。另外，由于像现有技术的专利文献2(特开平9-110133号公报)中所记载的压电驱动式送料器那样的振动发生器的安装位置的制约减少，所以也可以抑制在作为第一弹性部件的板簧18上产生过大的拉伸应力。
另外，可以容易地分别更换作为第一弹性部件的板簧18和作为第二弹性部件的板簧20，从而在更换时不会产生烦杂的重新组装的劳动等问题，可以实现更换作业的高效化。另外，在更换时，也可以抑制在非更换对象的弹性部件(板簧)上施加较大负荷，也可以防止使非更换对象的弹性部件产生损伤。
下面，说明使压电驱动式送料器1振动的情况。在压电驱动式送料器1中，由可动台11、第一弹性部件18和第二弹性部件20所确定的固有振动频率f可以用下式(1)求出。
f＝(1/2π)×{(k1+k2)/m1}1/2    (1)
在此，k1为第一弹性部件18总的弹簧常数(在图1的例子中，为两组压电弹簧18总的弹簧常数)，而k2为第二弹性部件20总的弹簧常数(在图1的例子中，为两组支承弹簧20总的弹簧常数)。另外，m1为可动台11的质量。
当驱动压电驱动式送料器1时，将与式(1)所确定的固有振动频率f相同的频率的交流电压施加于压电元件19上。由此，振动发生器13能够以上述固有振动频率f使该压电驱动式送料器1共振振动。因此，通过组合可动台11的质量m1和第一及第二弹性部件的弹簧常数(k1、k2)，可以设定各种值的固有振动频率f，可以在大范围且微细地调整共振频率。另外，以该所希望的共振频率共振可以确保足够的振幅。
若将与固有振动频率f相同的频率的电压施加于压电元件19上，则以贴附于压电弹簧18上的一方的压电元件19伸长而另一方的压电元件19要收缩的方式，进行各压电元件19的极化处理。因此，压电元件18以按规定频率反复进行挠曲动作的方式被励振(振动)。伴随着由该振动所引起的一端18a的振动位移，可动台11也振动。而且，以式(1)所确定的固有振动频率f进行共振，压电驱动式送料器振动，进而移送零件移送部件上的零件。
另外，根据压电驱动式送料器1，由于振动发生器13和支承部件14为分别地安装，所以，通过将振动发生器13中的压电弹簧18的弹簧常数设定得较小，与弹性部件14中的支承弹簧20的弹簧常数适当地组合并进行调整，可以实现较高的共振频率。因此，即使在高频驱动时，也可确保足够的振幅，并且可以抑制作用于振动发生器13上的应力。
另外，根据压电驱动式送料器1，通过变更支承弹簧20的个数和弹簧常数，可以容易地变更与式(1)的固有振动频率f对应地进行驱动的共振频率。而且，通过组合并调整压电弹簧18和支承弹簧20的各弹簧常数，可以使其与所希望共振频率(想要共振振动的频率)相一致地进行微调。
对于本发明，不仅限于直线型送料器，对于滚筒(bowl)型送料器也同样适用，该滚筒型送料器，在使零件移送部件(滚筒等)振动的同时，定向且循环地移送零件。该零件移送部件具有零件移送轨道形成为螺旋状的部分。在本发明应用于滚筒型送料器的情况下，第一弹性部件和第二弹性部件配置于例如可动台和固定台的周围的多个部位。在此情况下，第一和第二弹性部件中的形成为平板状的部分最好均相对于铅直方向以大致相同的角度倾斜地配置。由此，可以抑制在第一弹性部件和第二弹性部件之间对振动动作产生干涉，可以高效地将振动传递到可动台。
(第二实施方式)
下面参照图3和图4，说明第二实施方式的压电驱动式送料器2。图3表示压电驱动式送料器2的简图，以将其应用于直线型送料器为例进行说明。在图3中，对与第一实施方式的压电驱动式送料器1相同的部件赋以相同的标记并省略其说明。
压电驱动式送料器2具有与压电驱动式送料器1相同的结构，但是，作为第一弹性部件的压电弹簧(板簧)21的结构不同。如图3所示，压电驱动式送料器2中的压电弹簧21形成为大致L字形状。并且，L字形状的一边22相对于可动台11和固定台12大致垂直地配置，而L字形状的另一边23相对于可动台11的下面大致平行地安装。
图4是说明振动时的压电弹簧21的状态的图，是表示下述状态的示意图、即、其一边22安装于可动台11侧的安装部24上，而另一边23的端部安装于固定台12侧的安装部25上。如本图所示，若在压电元件19上施加电压而励振压电弹簧21，则由于L字形状的压电弹簧21的角部分的角度变化而产生可动台11的上下方向的振动。这样，通过由压电弹簧21的弹性变形所产生的L字形状角部分的角度变化，即使以较小的力也可以高效地将振动传递到可动台11上。
另外，根据压电驱动式送料器2，由于振动的振幅大致是由配置于外侧的第二弹性部件即支承弹簧20的安装角度所确定的，所以，可以仅通过支承弹簧20的安装调整来调整振动振幅。此外，由于压电元件19安装于垂直地配置的一边22上，所以也可以防止由静载荷所产生的弯曲应力作用于压电弹簧21的压电元件19的安装部分上。即，可以防止在压电元件19上作用过度的负荷。
在上述说明的压电驱动式送料器2中，也可以起到与第一实施方式的压电驱动式送料器1同样的作用效果。
(第三实施方式)
下面说明第三实施方式的压电驱动式送料器3。
图5是表示压电驱动式送料器3的概况的立体图。压电驱动式送料器3具有与第二实施方式的压电驱动式送料器2相同的结构，但是，其不同点在于：不是应用于直线型送料器中而是应用于滚筒型送料器中。
压电驱动式送料器3具有可动台26、固定台27、振动发生器28、支承部件30。振动发生器28具有作为第一弹性部件的压电弹簧30和压电元件31，支承部件29具有作为第二弹性部件的支承弹簧32。与压电驱动式送料器2的情况同样地，压电弹簧30形成为L字形状，L字形状的一边相对于可动台11和固定台12大致垂直地配置，而L字形状的另一边相对于可动台大致平行地安装。在可动台11上安装有未图示的零件移送部件(滚筒等)，固定台27固定于空间33中，该零件移送部件具有零件移送轨道形成为螺旋状的部分。在图5中，其他的弹性部件等用立体图表示。
在作为滚筒型送料器而构成的压电驱动式送料器3中，与第二实施方式的情况同样地，通过由压电弹簧30的弹性变形而引起L字形状的角部分的角度变化，可以高效地将振动传递到可动台26上。
在上述说明的压电驱动式送料器3中，可以起到与第一实施方式的压电驱动式送料器1相同的作用效果。
(第四实施方式)
下面参照图6至图12，说明第四实施方式的压电驱动式送料器4。图6是压电驱动式送料器4的立体图，表示未安装零件移送部件的状态。图7是去除压电驱动式送料器4的可动台34后的状态的立体图。第四实施方式的压电驱动式送料器4是作为滚筒型送料器而构成的，其具有零件移送轨道形成为螺旋状的部分。
图6和图7所例示的压电驱动式送料器4具有可动台34、固定台35、振动发生器36、支承部件37。振动发生器36具有作为第一弹性部件的压电弹簧38和安装于压电弹簧38上的压电元件39，支承部件37具有作为第二弹性部件的支承弹簧40。
支承弹簧40形成为平板状，并且配置于压电驱动式送料器4的周围四个部位。而且，支承弹簧40的一端侧安装于可动台34上，而另一端侧安装于固定台35上。固定台35固定并安装于基座41上。
另外，压电弹簧38形成为大致L字形状，并且在上下配置的可动台34和固定台35之间大致水平地配置。此外，大致L字形状的一边42向固定台35的中心方向延伸，并且，该延伸的端部借助安装部44(在固定台35的中心附近向上方突出地设置的安装部44)而安装在固定台35上。另一方面，L字形状的另一边43借助安装部45(在可动台34的周围附近向下方突出地设置的安装部45)而安装在可动台34上。
另外，对于沿可动台34的中心方向延伸的L字形状的一边42，其一边42的宽度方向相对于铅直方向倾斜，其倾斜角度与支承弹簧40相对于铅直方向倾斜的角度大致相同。图8是说明压电弹簧38和支承弹簧40相对于铅直方向的倾斜角的示意图。支承弹簧40的长度方向相对于铅直方向倾斜角度θ。而且，压电弹簧38的L字形状的一边42的宽度方向(图中双向箭头W方向)，相对于铅直方向倾斜与支承弹簧40同样的角度θ。这样，通过以相同的角度倾斜，可以抑制在压电弹簧38和支承弹簧40之间对振动动作产生干涉，可以降低产生于压电弹簧38上的扭转应力，可以高效地将振动传递到可动台34。
根据该压电驱动式送料器4，由于压电弹簧38为水平地配置的，所以可以进一步降低压电驱动式送料器4的高度。而且，通过由L字形状的压电弹簧38的弹性变形所引起的其角部分的角度变化，能够以较小的力平稳且高效地将振动传递到可动台34。
图9是用于说明压电驱动式送料器4的振动时、施加于压电弹簧38上的力的示意图，当压电弹簧38振动时，压电弹簧38的另一边42的端部要以点0’为中心从点A的位置向点B的位置移动。此时，位于安装有压电弹簧38的位置的上方处的可动台34上的点A的位置，以作为可动台34的中心的点0为中心移动。但是，通过L字形状的角部分的角度的变化，可以吸收可动台34的旋转中心、和压电弹簧42相对于可动台34的安装位置之间的偏离，可以抑制在贴附有压电元件39的压电弹簧38的一边42上产生过大的拉伸应力。因此，可以防止像现有技术中的专利文献2中所记载的压电驱动式送料器那样的、在压电元件上施加过大的负荷，可以抑制压电元件的寿命的降低，并且也可以抑制无效动力的消耗所带来的效率的下降。
另外，在压电驱动式送料器4中，通过将压电弹簧38相对于固定台35的安装位置(即相对于安装部44的安装位置)设置于固定台35的中心附近，可以减小压电弹簧38的位移，可以降低作用于压电弹簧38上的弯曲应力。
图10是用于说明由压电弹簧38的相对于固定台35的安装位置的不同所引起的、在压电弹簧38上产生的位移的示意图。图10(a)是表示在与作为固定台35的中心位置的点0大致一致的位置上、安装了压电弹簧38的一边42的端部的情况的振幅的图。图10(b)是表示在从点0离开的位置、安装了压电弹簧38的一边42的端部的情况的振幅的图。图10(a)和图10(b)均是表示压电弹簧38的一边42的长度为r的情况，均是表示在可动台34的周围位置处发生可动台的周向位移L的情况。在图10(b)的情况下，通过压电弹簧38挠曲角度θ2而产生可动台34的周向位移L。另一方面，在图10(a)的情况下，通过压电弹簧38挠曲角度θ1(θ1小于θ2)而产生可动台34的周向位移L。因此，通过将压电弹簧38的相对于固定台35的安装位置设置于固定台35的中心位置附近，能够以压电弹簧38的小位移来确保可动台34的规定的位移。因此，作用于压电弹簧38的弯曲应力较小即可。
另外，根据压电驱动式送料器4，由于压电弹簧38形成为L字形状，所以，相比于仅形成为平板状的压电弹簧的情况，即使产生压电驱动式送料器的周向位移的压电弹簧的有效半径相同，也可以降低作用于压电弹簧上的应力。
图11是用于说明压电弹簧形成为平板状的情况(图11(a))和形成为L字形状的情况(图11(b))中、作用于压电弹簧上的应力的不同的示意图。若比较图11(a)的情况和图11(b)的情况，产生压电驱动式送料器的周向位移的压电弹簧的有效半径均为相同的r1，但是，可动台侧的安装位置和固定台侧的安装位置的、沿压电弹簧的距离却是不同的，在图11(a)的情况下为L1而在图11(b)的情况下为L2。即，在形成为L字形状的压电弹簧38的情况下(图11(b)的情况)，作为固定台35侧的安装部44和可动台34侧的安装部45之间的距离的、压电弹簧38的有效长度L2，可以比平板状的压电弹簧的情况(图11(a)的情况)中的压电弹簧有效长度L1要长。
在此，一般地来说，将弹簧的有效长度设为Le、将弹簧的最大位移设为δ、将弹簧厚度设为t、将弹簧的杨氏模量设为E，则作用于板簧的最大应力σmax可以用下式(2)求出。
σmax＝(3·E·t·δ)/Le 2    (2)
因此，对于有效长度Le可长于(弹簧的有效长度可以为长于L1的长度L2)平板状的压电弹簧的L字形状的压电弹簧38的情况(图11(b)的情况)，如式(2)所示，即使产生压电驱动式送料器的周向位移的压电弹簧的有效半径相同，也可以降低作用于压电弹簧上的应力。
另外，在压电驱动式送料器4中，如图12所示，也可以借助弹簧按压部件而将压电弹簧38安装于固定台35上。图12是用于说明压电弹簧38和弹簧按压部件46之间的安装状态的示意图，压电弹簧38的一边42，可以由借助弹簧按压部件46而螺合的安装螺栓47安装于固定台35侧的安装部44上。在此情况下，弹簧按压部件46具有倾斜面46a和螺栓孔46b，该倾斜面46a以与安装的压电弹簧38相同的角度相对于垂直方向倾斜，该螺栓孔46b用于使安装螺栓47沿水平方向插入并螺合于其中。
根据该结构，由于安装螺栓47可沿水平方向拆装，所以容易进行压电弹簧38的拆卸和安装作业，上述安装螺栓47用于将压电弹簧38安装于压电驱动式送料器的中心侧处的固定台35上。对于安装螺栓47的拆装，例如图7所示，可以通过从形成于固定台35的空隙部48插入规定的工具而进行。另外，通过沿水平方向设置安装螺栓47，可不必将可动台34从压电弹簧38上取下地、从外侧(例如通过空隙部48)解除压电弹簧38向固定台35上的安装(可不必取下可动台34地先取下固定台35)。由此，可以增加压电弹簧的安装及拆卸作业的自由度，可以提高作业效率。
在上述说明的压电驱动式送料器4中，也可以起到与第一实施方式的压电驱动式送料器1相同的作用效果。
(第五实施方式)
下面参照图13，说明第五实施方式的压电驱动式送料器5。图13表示压电驱动式送料器5的简图，以应用于直线型送料器的情况为例进行说明。在图13中，对与第二实施方式的压电驱动式送料器2相同的部件赋以相同的标记并省略其说明。
压电驱动式送料器5为与压电驱动式送料器2相同的结构，但是将固定台12固定于基座的形式是不同的。在压电驱动式送料器5中，固定台12借助不同于第一和第二弹性部件(20、21)的第三弹性部件48而支承于基座49。在图13所示的例子中，备有的多个第三弹性部件48是分别作为板簧48而构成的。而且，板簧48的弹簧常数选择为既小于压电弹簧(第一弹性部件)21的弹簧常数、又小于支承弹簧(第二弹性部件)20的弹簧常数的弹簧常数。由此，由板簧48吸收自固定台12传递的振动，可以抑制从固定台12传递到基座的振动。
以弹簧常数小于第一和第二弹性部件的第三弹性部件来结合固定台和基座所产生的防振效果，可以适用于第一～第四实施方式的任意一个实施方式中的压电驱动式送料器。另外，压电驱动式送料器5可以起到与第二实施方式的压电驱动式送料器2相同的作用效果。
(第六实施方式)
下面参照图14说明第六实施方式的压电驱动式送料器6。图14为压电驱动式送料器6的侧视图，例示应用于滚筒型送料器的情况。
压电驱动式送料器6为与第三实施方式的压电驱动式送料器3相同的结构，所以对与压电驱动式送料器3相同的部件赋以相同的标记。但是，将固定台27固定于基座的形式却与压电驱动式送料器3不同。在压电驱动式送料器6中，固定台27借助多个橡胶部件50固定于基座51上。由此，可以由橡胶部件50吸收自固定台27传递的振动，可以抑制从固定台27传递到基座51的振动。
另外，由橡胶部件来结合固定台和基座所产生的防振效果，也可以适用于第一～第四实施方式的任意一个实施方式中的压电驱动式送料器。另外，压电驱动式送料器6可以起到与第三实施方式的压电驱动式送料器3相同的作用效果。
(第七实施方式)
最后参照图15说明第七实施方式的压电驱动式送料器7。如图15的压电驱动式送料器7的简图所示，以应用于直线型送料器的情况为例进行说明。在图15中，对与第五实施方式的压电驱动式送料器5相同的部件赋以相同的标记并省略其说明。
压电驱动式送料器7为与压电驱动式送料器5相同的结构，但是在下述各点上有所不同、即、具有用于检测可动台11的相对于固定台12的振动位移的位移传感器，并基于该位移传感器的检测结果来调整由振动发生器产生的驱动振动频率。
在图15中，在压电驱动式送料器7中的一方的支承弹簧20的另一端20b侧，安装有位移传感器的支承部件52，该支承部件52以与支承弹簧20同方向延伸的方式安装。而且，在支承部件52的前端侧安装有位移传感器53。由此，可以测定安装有该位移传感器53的位置和支承弹簧20b之间的距离。因此，当压电驱动式送料器7振动时，由于支承弹簧20的另一端侧20b侧相对于可动台11并不动而一端侧20a侧振动，并且测定的上述距离随之变化，所以，可以检测可动台11的相对于固定台12的振动位移。由于由位移传感器53所直接测定的位移因安装于支承部件53上的位移传感器53的位置的不同而不同，所以最好根据要掌握的可动台11的相对于固定台12的振动位移的位置而适当地安装。另外，基于由位移传感器53所测定的测定结果，也可以从支承弹簧20的尺寸条件等运算并检测出可动台11的相对于固定台12的振动位移。
另外，压电驱动式送料器7具有控制器54，该控制器54基于位移传感器53的检测结果来调整由振动发生器13产生的驱动振动频率。对于控制器54，其可接收来自位移传感器53的信号地与位移传感器53相连接，并且以可发送驱动指令的方式连接于功率放大器55上。功率放大器55基于来自控制器54的指令，向压电元件19施加规定的频率和输出的电压。
对于控制器54，作为未图示的硬件结构，具有例如：组装于其内部的CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead Only Memory)、接口等。这些部件借助母线来相互连接。
ROM为读取专用的存储装置，其中收容有用于控制压电驱动式送料器7的动作的各种程序。EEPROM为可读取/写入的不易失存储装置，其中收容有包含程序的各种软件，上述程序用于使压电驱动式送料器发挥后述的压电驱动式送料器7的功能。另外，在EEPROM中还收容有根据操作者的输入而设定等的各种数据等。CPU基于接收到的信号、ROM、EEPROM、RAM内的各种程序或数据，进行各种运算和处理。并且，借助接口进行信号的收发。RAM为可读取/写入的易失存储装置，用于存储CPU的各种运算结果等。接口可以接收来自位移传感器53的信号，并且也可以传送对功率放大器55的指令。通过组合这些硬件和软件，将后述的各部(56～59)构筑于控制器54内(参照图15)。
如图15中的功能块图所示，控制器54具有比较部56、目标值存储部57、控制部58和操作部59。操作部59是可以由操作压电驱动式送料器7的操作者进行输入的未图示的控制面板等构成的。对于操作者，通过操作操作部59，可以输入压电驱动式送料器7的所希望的运转条件、即、可动台11的相对于固定台12的振动运转的驱动频率或驱动振幅，从而设定所希望的运转条件。
目标值存储部57，基于操作者对操作部59的输入，存储压电驱动式送料器7的运转条件(驱动频率或驱动振幅)。目标值存储部57是通过分配RAM或EEPROM等的存储器中的规定的存储区域而构成的。
比较部56进行位移传感器53的检测结果和设定的振动条件的目标值之间的比较。即，进行接收的来自位移传感器53的信号和目标值存储部57中存储的目标值之间的比较。比较部56是通过收容于CPU和ROM或EEPROM中的程序而实现的。
作为来自位移传感器53的信号，接收以下信号、即、由位移传感器53检测出的压电驱动式送料器7的振动频率的实际值(或，包括可计算出实际值的信号值)、和压电驱动式送料器7的振动的振幅的实际值(或，包括可计算出实际值的信号值)。而且，在比较部56中，在压电驱动式送料器7的运转时，进行接收的振动频率的实际值和存储于目标值存储部57中的驱动频率设定值(操作者设定的规定的共振频率)之间的比较，并求出其偏差。另外，比较部56进行接收的振幅的实际值和存储于目标值存储部57中的驱动振幅设定值(操作者设定的规定的共振频率)之间的比较，并求出其偏差。
在控制部58中，对应于由比较部56所求出的振动频率的实际值和驱动频率设定值之间的偏差，完成调整驱动频率的指令，并将其传送到功率放大器55中。功率放大器55基于该驱动频率指令来变更压电元件19的施加电压的频率。另外，在控制部58中，对应于由比较部56所求出的振幅的实际值和驱动振幅设定值之间的偏差，完成调整驱动振幅的驱动输出指令，并将其传送到功率放大器55中。功率放大器55基于该驱动输出指令来变更压电元件19的施加电压的输出。控制部58是通过收容于CPU和ROM或EEPROM中的程序而实现的。
根据上述的结构，对于压电驱动式送料器7，以由位移传感器53所检测出的振动频率的实际值与设定的规定共振频率随动的方式调整驱动频率，来进行反馈控制。因此，即使不进行微小的频率调整，也可以自动地以所希望的共振频率驱动，可以实现省电化，可以不浪费地高效地驱动。通过调整驱动输出，使由位移传感器53所检测出的振幅的实际值收敛到设定的规定振幅，从而进行反馈控制。因此，不考虑由于弹性部件的弹簧常数的由使用环境温度所带来的变化和可动台的质量，可以始终进行共振频率的恒定振幅控制。
在上述说明的压电驱动式送料器7中，也可以起到与第五实施方式的压电驱动式送料器5同样的作用效果。另外，具有位移传感器53和控制器54的上述结构以及由此产生的效果，并不限于第五实施方式的压电驱动式送料器，也可以适用于第一～第四以及第六实施方式的压电驱动式送料器。
如上述第一～第七实施方式中说明的那样，根据本发明的压电驱动式送料器，可以降低压电驱动式送料器的高度，并且可以抑制作用于振动发生器上的应力；另外，即使在高频驱动时，也可以确保足够的振幅，并且可以抑制作用于振动发生器上的应力；而且，容易进行振动发生器的更换和共振频率的变更以及调整。
以上虽然说明了本发明的优选实施方式，但是当然，通过阅读并理解本说明书，可以明了变形例和应用例。包含在权利要求书中的变形例和应用例及其相当物，均包含在本发明的范围内。
例如可以实施下述的变更。
在第一～第七实施方式中，零件移送部件(槽或滚筒等)可以与可动台形成为一体，也可以与可动台分体地形成并支承于可动台上，而上述任意一种，均可起到本发明的作用效果。
另外，在第一～第七实施方式中，安装于第一弹性部件上的压电元件可以并不安装于第一弹性部件的正反两面上而仅安装于一个面上，同样也可以起到本发明的作用效果。
另外，在第一～第七实施方式中，可以适当地选择并任意设定振动发生器和支承部件的安装部位以及安装个数。另外，也可以适当地选择并任意设定第一弹性部件和第二弹性部件的配置个数。
另外，在第一～第七实施方式中，安装于第一弹性部件上的压电元件可以构成为单层，也可以构成为多层。
此外，第一～第七实施方式，也适用于下述的送料器。该送料器采用椭圆振动，该振动使零件移送部件(滚筒等)扭转振动，并且使零件定向地循环移送。

Claims (3)

1.一种压电驱动式送料器，相对于形成有零件移送轨道的零件移送部件，通过具有安装了压电元件的弹性部件的振动发生器而产生振动，使零件定向地被移送，其特征在于，具有：
可动台，具有或支承上述零件移送部件；
固定台，配置于上述可动台的下方，借助上述振动发生器而励振自如地支承上述可动台；
振动发生器，具有第一弹性部件和安装于该第一弹性部件上的压电元件，上述第一弹性部件的一端侧安装于上述可动台上，上述第一弹性部件的另一端侧安装于上述固定台上；
支承部件，具有与上述第一弹性部件不同的第二弹性部件，上述第二弹性部件的一端侧安装于上述可动台上，上述第二弹性部件的另一端侧安装于上述固定台上，
上述零件移送轨道具有形成为螺旋状的部分；
上述第一弹性部件形成为大致L字形状，并且在上下配置的上述可动台和上述固定台之间大致水平地配置；
上述L字形状的一边向上述固定台的中心方向延伸，并且延伸的该端部固定于上述固定台上；
上述L字形状的另一边安装于上述可动台上。
2.如权利要求1所述的压电驱动式送料器，其特征在于，向上述可动台的中心方向延伸的上述L字形状的一边，其宽度方向以与上述第二弹性部件相对于铅直方向倾斜的角度大致相同的角度、相对于铅直方向倾斜。
3.如权利要求1所述的压电驱动式送料器，其特征在于，
上述固定台借助第三弹性部件而支承于基座上；
上述第三弹性部件的弹簧常数小于上述第一弹性部件和上述第二弹性部件的弹簧常数中的任意一个。
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