CN104029990B - 振动式输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的振动式输送装置能够以简单的结构容易地降低对设置面赋予的反力、且实现振动的高频化或输送速度的高速化；该振动式输送装置(10)具备：一对板状的防振弹簧(13a、13b)，在输送方向(D)的前后位置处被一对防振弹簧支承的基准质量体(11)，配置在基准质量体上方的上侧质量体(12A)，配置在基准质量体下方的下侧质量体(12B)，在输送方向的前后位置处分别将基准质量体与上侧质量体加以弹性连接的一对板状的上侧振动弹簧(14a、14b)，在输送方向的前后位置处分别将基准质量体与下侧质量体加以弹性连接的一对板状的下侧振动弹簧(15a、15b)，以及同相激振机构(16a、16b)，其对基准质量体与上侧质量体之间、以及基准质量体与下侧质量体之间施加用于在输送方向上产生同相振动的激振力。

Description

振动式输送装置

技术领域

本发明涉及振动式输送装置，尤其涉及适合于将部件呈直线状地输送的情况的输送装置的输送机构。

背景技术

通常，振动式输送装置构成为经由板簧将输送体弹性支承在台座上，并且，利用电磁驱动体或压电驱动体等激振机构对该输送体进行激振从而在输送方向上产生朝向斜上方的振动，由此，将部件等输送物沿着形成于输送体上的输送路进行输送。近年来，由于微小的电子器件作为输送物的情况变多，另外将这种微小的输送物以高速进行供给的需求也变大，因此，多数情况下要求下述装置：即，通过利用压电驱动源进行的激振而将微小的输送物以高速排列并输送的装置。

在欲满足这种高速输送的要求时，在振动式输送装置中会产生如下的共同的问题点：即，由于输送体振动的反力被传递到设置面而存在经由设置面对周围的其他装置类带来振动性影响的危险这一问题点，或者，由于用于使输送体振动的激振结构整体的俯仰动作等而使得输送体朝向与原本的振动方向不同的方向振动，由此导致输送速度根据输送方向的位置不同而不同、或输送物朝向输送方向以外的方向振动从而输送姿态发生混乱这一问题点。

为了解决上述问题点，针对现有的振动式输送装置提出的一个方法是：经由防振弹簧来支承振动系统，并且，在该振动系统内设置以与输送体相反的相位进行振动的反作用配重(惯性体)，通过该反作用配重的振动将输送体振动的反力抵消，从而谋求减少传递到设置面上的振动能(例如下述专利文献1)。但是，在这种结构中，由于输送体与反作用配重的重心在上下方向上偏移，因此，伴随着输送体的振动在装置整体中产生俯仰运动，由此导致输送效率降低，并且根据输送方向的位置而使得输送速度发生变化或输送姿态发生混乱。

因此，通过减少输送体的重心与反作用配重的重心之间的偏移从而抑制上述俯仰动作的振动式输送装置已为众所知。例如，已知有下述结构等：相对于输送体连接有被配置在比反作用配重更下方的平衡块的结构(例如下述的专利文献2)；将被防振弹簧支承的压电式振动部与输送体连接并在压电式振动部与输送体之间配置砝码(counterweight)，并且，使将压电式振动部和输送体的合计重心位置与砝码的重心位置连接的直线与对输送物施加的振动的方向呈平行地配置的结构(例如下述的专利文献3)；与输送体连接的可动板弹性支承在被防振弹簧支承的固定架的上方，在可动板的下方连接下部配重且在固定架的上方连接固定配重，由此使两者的重心位置接近从而抑制转矩的产生的结构(例如下述的专利文献4)等。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】：日本公报、特开平2-204210号

【专利文献2】：日本公报、特开平4-39206号

【专利文献3】：日本公报、特开2006-248727号

【专利文献4】：日本公报、特开2009-298498号

然而，在上述现有的具备反作用配重的振动式输送装置中存在下述问题点：即，由于为了使输送体的重心与反作用配重的重心接近或呈直线状排列而导致构造变得复杂，因而引起装置的大型化或制造成本的增加并且需要极其精细地设定重心位置，因此，在输送物的类型或输送速度等状况发生变化的制造现场难以获得充分的效果这一问题点。尤其是，即使重心位置仅存在稍微偏移，当为了能够实现高速输送而提高驱动频率时，也会导致俯仰动作或上下运动等变得剧烈从而无法获得恰当的输送状态，因此难以实现高频化或高速输送。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述问题点而完成，其课题在于提供一种能够以简单的结构容易降低对设置面赋予的反力、且实现振动的高频化或输送速度的高速化的振动式输送装置。

鉴于上述实际情况，本发明的振动式输送装置的特征在于，具备：一对板状的防振弹簧，其具备朝向输送方向的板面；基准质量体，其在所述输送方向的前后位置处被一对所述防振弹簧支承；上侧质量体，其配置在所述基准质量体的上方；下侧质量体，其配置在所述基准质量体的下方；一对板状的上侧振动弹簧，其在所述输送方向的前后位置处分别将所述基准质量体与所述上侧质量体加以弹性连接，并具备朝向所述输送方向的板面；一对板状的下侧振动弹簧，其在所述输送方向的前后位置处分别将所述基准质量体与所述下侧质量体加以弹性连接，并具备朝向所述输送方向的板面；以及同相激振机构，其对所述基准质量体与所述上侧质量体之间、以及所述基准质量体与所述下侧质量体之间施加用于在所述输送方向上产生同相振动的激振力；在所述基准质量体、所述上侧质量体或所述下侧质量体的至少任意一个质量体上，设置有输送输送物的输送路；利用所述同相激振机构，使所述上侧质量体和所述下侧质量体在从所述输送方向观察时进行同相振动，并且，使所述基准质量体与所述上侧质量体和所述下侧质量体进行反相振动。

根据本发明，上侧质量体和下侧质量体在输送方向的前后位置处经由振动弹簧分别弹性连接于在输送方向的前后位置处分别被防振弹簧支承的基准质量体的上方和下方，并且，通过由同相激振机构施加激振力，上侧质量体和下侧质量体在从输送方向观察时进行同相振动，且基准质量体与上侧质量体和下侧质量体在从输送方向观察时进行反相振动。

因此，由于能够减少基准质量体的重心位置与上侧质量体和下侧质量体的合计重心位置在上下方向上的偏移，因此，能够提高基准质量体与上侧质量体和下侧质量体的输送方向的振动反力的消除作用。另外，在进行振动时，由于上侧质量体对基准质量体赋予的转矩与下侧质量体对基准质量体赋予的转矩相互呈相反方向，因而基准质量体所受到的由振动产生的旋转方向的反力被相互抵消或减弱，因此能够抑制俯仰动作(旋转运动)。因此，经由防振弹簧被传递至设置面的输送方向及上下方向的反力被减弱，从而能够抑制振动能经由防振弹簧漏向设置面。进而，通过抑制俯仰动作，即使高频化，振动也不容易紊乱且输送物的姿态也稳定，因此，能够实现高速输送，且也能够提高沿着输送路的输送物的输送速度或输送姿态等输送状态的均匀性。

在本发明中，优选所述同相激振机构具备上侧激振部和下侧激振部，所述上侧激振部对所述基准质量体与所述上侧质量体之间直接施加所述激振力，所述下侧激振部对所述基准质量体与所述下侧质量体之间直接施加所述激振力。由此，通过构成为由上侧激振部和下侧激振部直接且分别地施加激振力，能够使装置的整体结构简易化，并且能够根据情况容易地进行同相激振机构的调整。

在该情况下，优选所述上侧激振部由板状的上侧压电驱动部构成，所述上侧压电驱动部被插入所述上侧振动弹簧的长度方向的一部分中且其朝向所述输送方向的板面进行挠曲变形，所述下侧激振部由板状的下侧压电驱动部构成，所述下侧压电驱动部被插入所述下侧振动弹簧的长度方向的一部分中且其朝向所述输送方向的板面进行挠曲变形。

由此，通过将上侧压电驱动部和下侧压电驱动部插入将基准质量体与上侧质量体和下侧质量体之间弹性连接的上侧振动弹簧和下侧振动弹簧长度方向的一部分中，能够仅经由上侧振动弹簧和下侧振动弹簧对基准质量体与上侧质量体和下侧质量体之间施加激振力，因此，能够更加容易地将旋转方向的反力或者输送方向或上下方向的反力抵消或削弱。在此，上述上侧压电驱动部和下侧压电驱动部能够形成为下述结构：即，在具备朝向输送方向的板面的板状弹性基板的表面和背面中的至少任意一面上层压有压电体的结构。

另外，上侧振动弹簧优选形成为将上侧压电驱动部和具备朝向输送方向的板面的板状上侧增幅弹簧在长度方向上串联连接的结构。该情况下，上侧压电驱动部相对于上侧增幅弹簧可以连接在基准质量体侧，也可以连接在上侧质量体侧。同样地，下侧振动弹簧优选形成为将下侧压电驱动部和具备朝向输送方向的板面的板状下侧增幅弹簧在长度方向上串联连接的结构。该情况下，下侧压电驱动部可以相对于下侧增幅弹簧连接在基准质量体侧，也可以相对于下侧增幅弹簧连接在下侧质量体侧。

在本发明中，优选所述上侧压电驱动部和所述下侧压电驱动部由板状的压电驱动体构成，其中，所述压电驱动体在所述输送方向的前后位置处分别与所述基准质量体结合，并且，所述压电驱动体的朝向所述基准质量体的上方延伸的部分形成所述上侧压电驱动部，朝向所述基准质量体的下方延伸的部分形成所述下侧压电驱动部，且作为整体朝向所述输送方向的板面一体地进行挠曲变形。

通过这样构成，呈一体构成的压电驱动体的中间部分在输送方向的前后位置处分别与基准质量体结合，朝向基准质量体的上方延伸的上侧压电驱动部对上侧质量体激振，朝向基准质量体的下方延伸的下侧压电驱动部对下侧质量体激振，由此能够容易地且可靠地使上侧质量体和下侧质量体进行同相振动。另外，由于能够利用一体的压电驱动体对上侧质量体和下侧质量体进行激振，因此能够降低装置整体的高度，且能够使装置构成小型化。另外，所述一体的压电驱动体是上述同相激振机构的一种形态。

在本发明中，优选所述上侧振动弹簧由上侧压电驱动部和板状的上侧增幅弹簧构成，所述上侧压电驱动部构成所述上侧激振部，且在所述输送方向的前后位置处与所述基准质量体结合并朝向所述基准质量体的上方延伸，所述上侧增幅弹簧连接在所述上侧压电驱动部的上端且具备朝向所述输送方向的板面；所述下侧振动弹簧由下侧压电驱动部和板状的下侧增幅弹簧构成，所述下侧压电驱动部构成所述下侧激振部，且在所述输送方向的前后位置处与所述基准质量体结合并朝向所述基准质量体的下方延伸，所述下侧增幅弹簧连接在所述下侧压电驱动部的下端且具备朝向所述输送方向的板面。

另外，在输送方向的前后位置处分别设置有上侧压电驱动部和下侧压电驱动部的情况下，前后位置处的各压电驱动部在从所述输送方向观察时被呈同相地驱动。

在本发明中，优选所述基准质量体被一对所述防振弹簧从下方加以支承。利用防振弹簧对基准质量体进行的支承能够从任意的方向进行，但是，根据该构成，与将基准质量体悬挂或从侧面进行支承的情况相比，能够减少装置整体的设置面积。

在本发明中，优选所述防振弹簧、所述上侧振动弹簧以及所述下侧振动弹簧均以朝向所述输送方向的一侧倾斜的姿态设置。为了在输送路上对输送物提供输送力，只要使输送路的表面朝向一侧沿着朝向斜上方的方向振动即可。作为实现这种斜上方的振动方向的方法，存在将弹簧结构形成为在弹簧结构长度方向(上下方向)的中途经由间隔件等呈阶梯状地连接等的方法，通过将弹簧以倾斜的姿态设置，能够避免零部件数的增加并容易产生输送力。

在本发明中，优选所述输送路设置在所述上侧质量体上。通过在三个质量体中被配置于最上方的上侧质量体上设置输送路，在工作时对装置或输送物的处理变得容易。

在本发明中，优选所述基准质量体的质量实质上等于或大于所述上侧质量体与所述下侧质量体的质量之和。由于基准质量体与上侧质量体和下侧质量体呈相互将输送方向(振动方向)的反力消除的关系，因此，通过使基准质量体的质量实质上等于上侧质量体与下侧质量体的质量之和，能够提高反力的消除效果，另外，由于利用防振弹簧将基准质量体相对于设置面加以支承且限制基准质量体，因此，通过使基准质量体的质量大于上述质量之和，能够抑制基准质量体的振幅从而能够抑制振动能流向设置面，并且，在上侧质量体和下侧质量体中也能够实现更稳定的振动形态。

在本发明中，优选所述上侧质量体的质量与所述下侧质量体的质量实质上相等，所述基准质量体和所述上侧质量体之间的重心间隔及弹簧常数与所述基准质量体和所述下侧质量体之间的重心间隔及弹簧常数实质上相等。通过这样构成，上侧质量体和下侧质量体相对于基准质量体的惯性质量及弹性连接形态呈对称，因此抵消了转矩从而能够进一步减少俯仰动作。

在本发明中，优选所述输送路呈直线状，所述输送方向为沿着直线的方向。本发明也能够适用于在具备旋转振子和设置在该旋转振子上的螺旋状输送路的振动式输送装置中，通过旋转方向的振动将输送物沿着螺旋状输送路输送的情况，但是，在沿着直线状输送路呈直线状地输送输送物的情况下，如后述的实施例中所示能够使装置结构简易地构成，并且能够容易地实现输送速度的提高或输送状态的稳定化，其中，上述旋转振子将围绕规定轴线周围旋转的方向(轴线周围的切线方向)作为输送方向。

在本发明中，优选所述压电驱动体具有从相对于所述基准质量体的结合位置起向上下两侧延伸的一体的压电体。在上述压电驱动体中，例如也能够将弹性基板形成为呈一体的部件并且在基准质量体上方的上侧压电驱动部和基准质量体下方的下侧压电驱动部中分别设置独立的压电体，通过上述那样设置朝向上下两侧延伸的呈一体的压电体，能够容易地实现构造的简易化、制造成本的降低、上下的振动形态的均匀化等。

在本发明中，优选所述上侧压电驱动部和所述下侧压电驱动部具有从相对于所述基准质量体的结合位置起实质上呈上下对称的结构。通过这样构成，利用具有对称结构的上侧压电驱动部和下侧压电驱动部，能够在上下两侧获得对称的动作形态。

在本发明中，优选所述压电驱动体相对于所述基准质量体的结合位置设置在宽度方向两侧，并且在所述结合位置之间配置有压电体。由此，通过使压电驱动体与基准质量体在宽度方向两侧结合且在其结合位置之间配置压电体，相对于基准质量体能够在宽度方向两侧确保均等的结合刚性，从而能够容易地实现稳定的激振状态。

(发明效果)

根据本发明，能够起到可提供一种能够以简单的结构容易地降低对设置面赋予的反力、且实现振动的高频化或输送速度的高速化的振动式输送装置这一出色的效果。

附图说明

图1是表示本发明涉及的振动式输送装置的实施方式的整体结构的概略立体图。

图2是同一实施方式的侧视图。

图3中(a)是同一实施方式的压电驱动体的立体图，(b)是表示压电驱动体与上下的增幅弹簧之间的连接状态的侧视图，(c)是表示处于该连接状态时的压电驱动体的主视图。

图4中(a)是表示与图3所示压电驱动体不同的其他压电驱动体的例子的立体图，(b)是表示连接状态的侧视图，(c)是压电驱动体的主视图。

图5中(a)、(b)是表示其他压电驱动体的例子的主视图。

图6中(a)、(b)是表示与上述实施方式不同形态的压电驱动体与基准质量体的连接结构例的主视图。

图7是表示本发明的原理构成的说明图。

图8是表示上述实施方式的原理构成的说明图。

图9是对作为上述实施方式中进行了模态分析后的结果的仿真动作某一时点上的振动形态进行表示的侧视图。

图10是对上述仿真动作其他时点上的振动形态进行表示的侧视图。

图11是对上述仿真动作的上述某一时点上的振动形态进行表示的立体图。

图12是对上述仿真动作的上述其他时点上的振动形态进行表示的立体图。

(符号说明)

10…振动式输送装置11…基准质量体

11a…前方部11b…后方部

12A…上侧质量体12B…下侧质量体

12c…输送路13a、13b…防振弹簧

14a、14b…上侧振动弹簧15a、15b…下侧振动弹簧

16a、16b…压电驱动体16au、16bu…上侧压电驱动部

16ad、16bd…下侧压电驱动部16s…弹性基板

16p…压电体17a、17b…上侧增幅弹簧

18a、18b…下侧增幅弹簧19a、19b…间隔件

2…基台(设置面)D…输送方向

F…输送的朝向B…振动方向

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。首先，参照图1及图2对实施方式的整体结构进行说明。

本实施方式的振动式输送装置10具有基准质量体11、配置在该基准质量体11的上方的上侧质量体12A、以及配置在基准质量体11的下方的下侧质量体12B。基准质量体11在输送方向D的前后位置处被板状的防振弹簧13a和13b从下方加以支承，其中，该板状的防振弹簧13a、13b分别具有朝向输送方向D(准确来说是与振动方向B大致正对、以下相同)的板面。上述防振弹簧13a、13b的下端固定于设置面上、或固定于被配置在设置面上的基台2上。

在此，输送方向D的前后位置是指沿着输送方向D相互远离的两个位置，即，前方位置是指输送的朝向F侧的位置，后方位置是指与输送的朝向F相反侧的位置。另外，在本说明书中，所谓的“输送方向D”是指在振动式输送装置10的输送路12c中输送电子器件等输送物的方向，所谓的“输送的朝向F”是指输送方向D中的上述输送物前进的方向。

另外，基准质量体11与上侧质量体12A在输送方向D的前后位置处通过板状的上侧振动弹簧14a和14b而被弹性连接，其中，该板状的上侧振动弹簧14a、14b分别具有朝向输送方向D的板面。即，上侧质量体12A在输送方向D的前后位置处分别被上侧振动弹簧14a、14b从下方加以支承。

进而，基准质量体11与下侧质量体12B在输送方向D的前后位置处通过板状的下侧振动弹簧15a和15b而被弹性连接，其中，该板状的下侧振动弹簧15a、15b分别具有朝向输送方向D的板面。即，下侧质量体12B在输送方向D的前后位置处分别被下侧振动弹簧15a、15b从上方加以悬挂。

上述防振弹簧13a、13b、上侧振动弹簧14a、14b、以及下侧振动弹簧15a、15b，均是整体构成为板状，且上述各弹簧的板面正对方向的弹簧常数低，长度方向(将被连接在上下两侧的物体之间连接的方向)的弹簧常数高。因此，在图示的例子中，从沿着长度方向稍微倾斜的上下方向观察到的支承刚性高，相对于此，从沿着输送方向D稍微倾斜的振动方向B观察到的刚性低。由此，基准质量体11、上侧质量体12A及下侧质量体12B相互之间的支承结构稳定从而容易保持相互的位置关系，并且，容易产生用于对输送物赋予输送的朝向F的输送力的振动，同时抑制发生无助于上述输送力、或妨碍上述输送的形态的无用振动。

在此，通过使防振弹簧13a、13b的宽度比其他弹簧的宽度大从而提高宽度方向的支承刚性，并且，通过使防振弹簧13a、13b的长度比其他弹簧的长度长从而使振动方向B的弹性变形容易。另外，上述各弹簧的弹性特性也能够根据材质或板厚进行调整。

在本实施方式中，上侧振动弹簧14a、14b通过上侧压电驱动部16au、16bu与板状的上侧增幅弹簧17a、17b的串联结构而被分别构成，其中，上侧压电驱动部16au、16bu是压电驱动体16a、16b中的朝向基准质量体11的上方延伸的部分，压电驱动体16a、16b被分别结合(连接固定)在基准质量体11的前方部11a和后方部11b上，上侧增幅弹簧17a、17b被连接在该上侧压电驱动部16au、16bu的上端、且具有朝向输送方向D的板面。

同样地，下侧振动弹簧15a、15b通过下侧压电驱动部16ad、16bd与板状的下侧增幅弹簧18a、18b的串联结构而被分别构成，其中，下侧压电驱动部16ad、16bd是压电驱动体16a、16b中的朝向基准质量体11的下方延伸的部分，压电驱动体16a、16b被分别结合(连接固定)在基准质量体11的前方部11a和后方部11b上，下侧增幅弹簧18a、18b被连接在该下侧压电驱动部16ad、16bd的下端、且具有朝向输送方向D的板面。

基准质量体11具有下述结构：即，位于输送方向D的前后位置的前方部11a和后方部11b被薄壁化，位于前方部11a与后方部11b之间的输送方向D的中间部以朝向上下两侧突出的方式被厚壁化这一结构。前方部11a和后方部11b的端面上固定有压电驱动体16a、16b的长度方向的中间部，该中间部经由构成基准质量体11一部分的间隔件(spacer)19a、19b而在输送方向D的更为前方和更为后方的位置处被连接固定于防振弹簧13a、13b的上端部。另外，将防振弹簧13a、13b配置在输送方向D上相比下侧振动弹簧15a、15b更为前方外侧和更为后方外侧的位置处，由此提高了振动系统整体的稳定性。

在图3中示出本实施方式的压电驱动体16a、16b的结构。压电驱动体16a、16b具有被称为垫板(shimplate)的金属制的弹性基板16s、和被粘接固定(层压)于该弹性基板16s的表面及背面的压电体(压电层)16p。

弹性基板16s在其长度方向的两端(上下两端)，分别具有相对于上侧增幅弹簧17a、17b的上部连接结构(在图示的例子中为连接用的孔)16u和相对于下侧增幅弹簧18a、18b的下部连接结构16d。另外，弹性基板16s在其长度方向中间部的宽度方向两侧，具有相对于基准质量体11的侧部连接结构(在图示的例子中为向宽度方向突出的带孔的突出部)16t、16t。该情况下，压电体16p在弹性基板16s上被配置在左右的侧部连接结构16t之间的宽度方向中间位置处。

当这样构成时，由于压电驱动体16a、16b相对于基准质量体11的结合位置被设置在避开压电体16p的宽度方向两侧，因此，不易对压电驱动体16a、16b的挠曲变形动作造成影响，且在左右两侧可靠地与基准质量体11结合，由此，能够将压电驱动体16a、16b牢固地固定在基准质量体11上，从而能够在上下两侧对基准质量体11可靠地施加激振力。

另外，图示例子中的压电驱动体16a、16b具有在弹性基板16s的两面配置有压电体16p的双压电晶片结构，但是，也可以为仅在弹性基板16s的一面配置有压电体而形成的单压电晶片结构，能够使用其他周知的各种压电驱动体。另外，压电驱动体16a、16b具有以上述中间部为对称轴而在长度方向(上下)呈对称的结构，并构成为在宽度方向(左右)也呈对称。

关于上述压电驱动体16a、16b，当对压电体16p的表面和背面施加电压时，压电体16p根据电压而变形，由此弹性基板16s以朝向长度方向挠曲的方式弯曲。然后，通过施加规定频率的交变电压，压电驱动体16a、16b以交替向相反方向挠曲变形的方式振动，并且，该振动经由上侧增幅弹簧17a、17b及下侧增幅弹簧18a、18b在基准质量体11与上侧质量体12A、基准质量体11与下侧质量体12B之间产生大致沿着输送方向D的振动方向B的振动。

在此，输送方向D的前后位置处的压电驱动体16a、16b均以同相进行挠曲变形，上侧压电驱动部16au、16bu与下侧压电驱动部16ad、16bd也以同相进行变形，因此，相对于基准质量体11，上侧质量体12A与下侧质量体12B也以同相沿振动方向B振动。此时，基准质量体11以与上侧质量体12A和下侧质量体12B相反的相位沿振动方向B振动，以消除由上侧质量体12A和下侧质量体12B沿振动方向B振动而产生的反力。

另外，弹性支承基准质量体11(实际上是振动系统整体)的防振弹簧13a、13b、将上述基准质量体11与上侧质量体12A之间连接的上侧振动弹簧14a、14b、以及将上述基准质量体11与下侧质量体12B之间连接的下侧振动弹簧15a、15b的各板面，以朝向与输送的朝向F相反侧的方向相对于输送方向D朝向斜上方倾斜的姿态设置。该倾斜方向与该振动系统整体的振动方向B大致一致。

振动方向B通常具有相对于水平方向为1度～10度范围内的倾角，优选为2度～8度范围内、更优选3度～6度范围内。如图2所示，上述振动方向B的振动产生用于将输送路12c上的输送物朝向输送的朝向F输送的输送力，其中，输送路12c设置在上侧质量体12A。

在图示例子中，在基准质量体11的前端部上，利用螺栓和固定板(垫圈、垫片)等，将前方部11a、压电驱动体16a、间隔件19a及防振弹簧13a沿着与上述振动方向B大致一致的轴线S_ax进行连接固定。另外，在基准质量体11的后端部上，利用螺栓和固定板(垫圈、垫片)等，将后方部11b、压电驱动体16b、间隔件19b及防振弹簧13b沿着与上述振动方向B大致一致的轴线S_bx进行连接固定。

在此，轴线S_ax与轴线S_bx呈相互平行，但是由于基准质量体11构成为大致沿着输送方向D(水平方向)呈直线状地延伸的板状或片状，因此轴线S_ax与轴线S_bx并不是相互一致的线。另外，上侧质量体12A和下侧质量体12B也构成为沿着输送方向D(水平方向)呈直线状地延伸的板状或片状。

另外，如图所示，从进一步减轻俯仰(pitching)动作方面出发，上侧振动弹簧14a与下侧振动弹簧15a以及上侧振动弹簧14b与下侧振动弹簧15b，分别优选为呈大致直线状地排列。

图4中示出能够直接使用于上述实施方式中的与上述压电驱动体16a、16b不同的其他压电驱动体16a′、16b′的结构。该压电驱动体16a′、16b′基本上具有与上述相同的弹性基板16s′、上部连接结构16u′、下部连接结构16d′、侧部连接结构16t′，但是在下述方面与上述压电驱动体16a、16b不同：即，层压在弹性基板16s′上的压电体，通过在其长度方向的中间部(相对于基准质量体11的结合位置)位置处被上下截断从而在长度方向上分成两部分。即，在弹性基板16s′上形成有：配置在上述结合位置的上方的上侧压电体16pu′和配置在上述结合位置的下方的下侧压电体16pd′。

在这样构成的情况下，也能够在上下分别可靠地产生压电驱动体16a′、16b′的驱动力。另一方面，在该情况下，也能够将长度方向中间部(结合位置)的宽度方向整体固定于基准质量体11上，由此实现了更牢固的结合状态，从而能够提高振动系统的上下对称性或平衡性。

图5的(a)和(b)是进一步表示其他的压电驱动体16a″、16b″的主视图。该压电驱动体16a″、16b″在具有弹性基板16s″、压电体16p″(或上侧压电体16pu″和下侧压电体16pd″)、上部连接结构16u″及下部连接结构16d″这一点上基本与图3和图4所示的压电驱动体相同。

图5(a)所示的压电驱动体是上述压电驱动体16a、16b的变形例，是将弹性基板16s″的平面形状改变，即，取代设置朝向宽度方向两侧突出的侧部连接结构16t而形成为具有整体地将宽度增大的矩形平面形状的结构，并且在宽度方向的两端部形成有孔等的侧部连接结构16t″。

图5(b)同样地是压电驱动体16a′、16b′的变形例，与图5(a)同样地是将弹性基板16s″的平面形状改变，即，取代设置侧部连接结构16t′而形成为宽幅并在宽度方向的两端部形成有侧部连接结构16t″。

图6的(a)和(b)是对上侧振动弹簧14a、14b和下侧振动弹簧15a、15b所包含的上侧压电驱动部16au、16bu和下侧压电驱动部16ad、16bd的不同形态进行表示的主视图。

在图6(a)所示的例子中表示了下述结构：即，取代设置如上所述的上下一体的(即，整体地挠曲变形而产生振动)压电驱动体16a、16b，而将上下分开的压电驱动体、即相互独立的(分别进行挠曲变形而产生振动)上侧压电驱动体16A和下侧压电驱动体16B均固定于基准质量体11上的结构。

即，将上侧压电驱动体16A的下端连接固定于基准质量体11(的前方部11a和后方部11b的上部)上，并且，将下侧压电驱动体16B的上端连接固定于基准质量体11(的前方部11a和后方部11b的下部)上。这样构成的情况下，当将上侧压电驱动体16A和下侧压电驱动体16B呈同相地驱动时，能够实现与上述相同的振动形态。但是，在该情况下，在输送方向D的前后位置处分别使上侧压电驱动体16A和下侧压电驱动体16B直接地上下邻接，并优选将上侧压电驱动体16A和下侧压电驱动体16B以配置在板面相互连续的面上的方式呈直线状地排列。

图6(b)中在将上侧压电驱动体16A连接固定于基准质量体11的上部、且将下侧压电驱动体16B连接固定于基准质量体11的下部这一点上与图6(a)的结构相同，但是，在将基准质量体11的一部分配置在上侧压电驱动体16A与下侧压电驱动体16B之间而不是将上侧压电驱动体16A与下侧压电驱动体16B直接邻接这一点上不同。在该情况下，当将上侧压电驱动体16A和下侧压电驱动体16B呈同相地驱动时，也能够实现与上述相同的振动形态。另外，在该情况下，也优选将上侧压电驱动体16A和下侧压电驱动体16B以配置在板面相互连续的面上的方式呈直线状排列，这一点上与上述相同。另外，上侧压电驱动体16A和下侧压电驱动体16B能够形成为与上述压电驱动体16a、16b相同的构成。

最后，参照图7～图12对本实施方式的振动式输送装置10的作用效果进行说明。图7是表示本发明振动系统的原理构成的说明图。对说明图中的各部分标注与上述实施方式对应的部分的符号。

在本发明的振动系统中，上侧质量体12A和下侧质量体12B经由上侧振动弹簧14a、14b和下侧振动弹簧15a、15b而被弹性连接在基准质量体11的上下两侧。而且，上侧质量体12A和下侧质量体12B利用被作为同相激振机构的压电驱动体16a、16b分别施加于上侧质量体12A及下侧质量体12B与基准质量体11之间的激振力、即利用从上侧振动弹簧14a、14b接受的激振力F_2A和从下侧振动弹簧15a、15b接受的激振力F_2B，从输送方向D观察时相对于基准质量体11呈同相地进行振动。

在此，F_1A是基准质量体11从上侧振动弹簧14a、14b接受的激振力，F_1B是基准质量体11从下侧振动弹簧15a、15b接受的激振力。因此，当从输送方向D观察时，基准质量体11的相位Φ₁为与上侧质量体12A和下侧质量体12B的相位Φ_2A、Φ_2B相反的相位。因此，当以设置面2为基准加以考虑时，呈下述关系：即，由基准质量体11的振动产生的输送方向D的反力与由上侧质量体12A和下侧质量体12B的振动合成的反力相互消除的关系(抵消或削弱的关系)。其结果是，经由防振弹簧13a、13b传向设置面2侧的输送方向D的振动被减弱。

另一方面，当以基准质量体11为基准加以考虑时，从上侧质量体12A接受的激振力F_1A和从下侧质量体12B接受的激振力F_1B均是沿着振动方向B的方向的相同朝向，但是，相互以同相进行振动的上侧质量体12A的转矩与下侧质量体12B的转矩为相反方向且呈相互消除的关系(抵消或削弱的关系)。因此，基准质量体11受到的旋转方向的反力被减弱从而不易发生俯仰动作，并且，经由防振弹簧13a、13b被传向设置面2侧的上下方向的振动也被减弱。另外，通过这样，沿着输送路12c长度方向的输送物的输送速度或输送姿态等的输送状态也被均匀化。

在本发明中，在图7所示的振动系统中，通过设置作为同相激振机构的压电驱动体16a、16b，上侧质量体12A和下侧质量体12B实际上作为一个质量体进行动作，换言之，通过同相激振机构将上侧质量体12A和下侧质量体12B限制成作为一个质量体进行动作，因此，构成具有作为一个质量体的基准质量体11和另一个质量体(上侧质量体12A和下侧质量体12B)的、实质上为双自由度(TwoDegreeOfFreedom)或双质点(Two-Mass)的受迫(衰减)振动系统，其中，上述作为同相激振机构的压电驱动体16a、16b以使上侧质量体12A和下侧质量体12B相对于基准质量体11呈同相进行振动的方式施加激振力，上述作为一个质量体的基准质量体11经由防振弹簧13a、13b与设置面2弹性连接，上述另一个质量体经由四个振动弹簧14a、14b、15a、15b与基准质量体11弹性连接。

在该振动系统中，具有高低两个的共振频率ω₁和ω₂，并且，在该两个共振频率ω₁和ω₂之间的频带上两个质量体相互以相反的相位进行振动。

在具有该两个质量体11和12A+12B的振动系统的反相模式中，呈两个质量体之间的输送方向D的反力相互消除的关系，在本发明中如上所述，相对于作为一个质量体的基准质量体11，另一个质量体被二分为上侧质量体12A和下侧质量体12B，且上侧质量体12A和下侧质量体12B被弹性连接于基准质量体11的相互相反侧，因此，基准质量体11所受到的转矩也呈相互消除的关系。

在此，当以基准质量体11的质量M₁的重心位置为基准时，上侧质量体12A的转矩为上侧质量体12A的质量与重心间距离之积、即M_2A×R_2A，下侧质量体12B的转矩同样地为M_2B×R_2B。但是，两个转矩为相反方向。这种振动系统的构成，形成与现有装置基本不同的振动形态，并实现不依赖于利用设置面产生的固定力的输送形态。

在现有装置中为了确保输送路上的输送物的输送状态而必须牢固地固定于设置面上或使基台重型化，相对于此，在本发明中，极端而言，即使在将防振弹簧13a、13b的下端仅仅是载置在柔软被褥等的设置面上而并没有进行固定的情况下，或者，在将轻型化的基台2不加以固定地进行设置的情况下，振动形态也几乎不发生变化(恶化)，输送路12c上的输送形态也基本不变。

另外，如图中明确所示，从将输送方向D的反力抵消这一方面来看，实际上优选M₁＝M_2A+M_2B，从将上述两个转矩抵消这一方面来看，实际上优选M_2A×R_2A＝M_2B×R_2B，从减少俯仰动作这一方面来看，实际上优选M_2A＝M_2B且R_2A＝R_2B。

以上的构成及作用效果基本上是根据表示本发明概念的图7所示的结构而得出，但是，在本实施方式中，通过使上述同相激振机构分别具有上侧激振部和下侧激振部，并且由上侧激振部和下侧激振部直接且分别地赋予激振力F_2A(F_1A)和激振力F_2B(F_1B)，由此能够使装置构造简易化，同时，也能够容易地进行用于与例如输送物或输送路的变动等对应的激振侧的频率或振幅等的调整。尤其是，在本实施方式中，由于设置有被插入上侧振动弹簧14a、14b中的上侧压电驱动部16au、16bu和被插入下侧振动弹簧15a、15b中的下侧压电驱动部16ad、16bd，并且通过压电驱动方式进行激振，因此无需在振动系统之外另外设置激振机构，因而能够更为简易地构成装置构造。

图8是表示上述实施方式的振型(vibrationmodel)的图。在本实施方式中如图8所示，上侧振动弹簧14a、14b与下侧振动弹簧15a、15b直接连接，并且其连接点被连接固定在基准质量体11上。因此，上述激振力F_1A和F_1B作用于基准质量体11的点相互一致，因而，由图7所示振型中的激振力F_1A和F_1B的作用位置的偏差引起的无用振动或力矩的发生被减少。另外，由于上侧振动弹簧14a、14b与下侧振动弹簧15a、15b被直接连接，因此，上下的振动结构部分之间的振动能的交换变得容易，由此认为能够构成更稳定的振动系统。进而，在本实施方式中，如图中明确所示，根据上述构成，具有能够降低振动式输送装置10的高度这一效果。

进而，在本实施方式中，上侧振动弹簧14a、14b与下侧振动弹簧15a、15b呈直线状排列，并且，沿着与该直线垂直且相互平行的轴线S_ax和S_bx排列有基准质量体11、上侧振动弹簧14a、14b与下侧振动弹簧15a、15b的连接点、防振弹簧13a、13b的支承点，因此可认为被构成为不易发生旋转方向的无用振动或俯仰动作。

尤其是，通过构成为将基准质量体11的质量M₁的重心位置、上侧质量体12A的质量M_2A的重心位置、以及下侧质量体12B的质量M_2B的重心位置配置在与上述直线平行的直线上、即与上述轴线S_ax、S_bx垂直的直线上，从而能够使振动系统进一步稳定化。

另外，在图8中强调记载了振动方向的倾角，但是，实际上倾角如上所述为数度左右，振动的振幅也十分小且各弹簧的长度方向的刚性十分高，因此由倾角引起的上下振动的影响小。

另外，在图8的振型中，M_2A＝M_2B、R_2A＝R_2B、上侧振动弹簧14a、14b和下侧振动弹簧15a、15b的长度及弹簧常数均相同，防振弹簧13a和13b的长度及弹簧常数也相同，但其并不是对本发明及本实施方式进行任何的限定。另外，在图示中，在处于静止状态时，基准质量体11(质量M₁)的重心位置位于将上侧质量体12A(质量M_2A)的重心位置和下侧质量体12B(质量M_2B)的重心位置连接的直线上。

在本实施方式中，通过使用长度方向的中间部相对于基准质量体11被结合的一体的压电驱动体16a、16b，从而能够可靠且稳定地对上侧质量体12A和下侧质量体12B双方施加激振力。尤其是，压电驱动体16a、16b通过一体的挠曲变形，能够对上侧质量体12A和下侧质量体12B这两质量体可靠地施加同相的激振力。

另外，由于在上侧振动弹簧14a、14b和下侧振动弹簧15a、15b中的基准质量体11侧位置配置有上侧压电驱动部16au、16bu和下侧压电驱动部16ad、16bd，因此，通过上侧增幅弹簧17a、17b或下侧增幅弹簧18a、18b，能够产生在上侧质量体12A和下侧质量体12B上设置输送路时所需要的充分的振幅。

图9～图12是对表示根据上述实施方式的结构模型进行了模态分析后的结果的仿真动作的一部分进行表示的图。在此，使用上述基准质量体11、上侧质量体12A、下侧质量体12B、基台2、防振弹簧13a、13b、压电驱动体16a、16b、上侧增幅弹簧17a、17b、下侧增幅弹簧18a、18b、间隔件19a、19b、其他的垫圈或螺栓等的各材质和尺寸、以及各材质的杨氏模量、泊松比、密度等的数据，进行整体结构的振动模式的分析，并根据其分析结果(模态参数、即固有振型、固有振动频率、模态阻尼比)作成了仿真动画。

图9和图11表示在接近一方最大位移时的振动形态，图10和图12表示在接近另一方最大位移时的振动形态。另外，在该分析所使用的数据中，将基准质量体11的质量M₁设定为1时，上侧质量体12A的质量M_2A设定为0.46，下侧质量体12B的质量M_2B设定为0.38。

在本发明中，从获得稳定的振动形态的方面出发，优选基准质量体11的质量M₁与上侧质量体12A和下侧质量体12B的质量之和M_2A+M_2B大致相等(例如，M₁与M_2A+M_2B的质量之差为M₁与M_2A+M_2B的中值的10％以下)，或者，大于该质量之和M_2A+M_2B。

另外，优选上侧质量体12A的质量M_2A和下侧质量体12B的质量M_2B大致相等，但是，观察上述数值可知，只要M_2A与M_2B的质量之差也在M_2A与M_2B的中值的30％以下便无大问题，更优选为20％以下。

根据上述仿真图像所示的振动形态可知，俯仰动作几乎未发生，而且各质量体在作为输送方向D的水平方向上整齐地往复振动，因此，也能够充分获得在输送方向D上所观察到的输送状态(输送速度、输送姿态)的均匀性。

另外，本发明的振动式输送装置并不仅限于上述的图示例子，毋庸置疑在不脱离本发明主旨的范围内能够追加各种变更。例如，在上述实施方式中，作为同相激振机构、或者上侧激振部和下侧激振部，使用了压电驱动体、或者压电驱动部，但是也可以使用电磁驱动体。另外，在上述实施方式中，在基准质量体侧配置了压电驱动体或压电驱动部，并在上侧质量体和下侧质量体侧配置了增幅弹簧，但是，也可以将其配置关系设定呈相互相反，即，将压电驱动体或压电驱动部配置在上侧质量体和下侧质量体侧，将增幅弹簧配置在基准质量体侧。

Claims (3)

1.一种振动式输送装置，其特征在于，

具备：

一对板状的防振弹簧，其具备朝向输送方向的板面；

基准质量体，其在所述输送方向的前后位置处被一对所述防振弹簧支承；

上侧质量体，其配置在所述基准质量体的上方；

下侧质量体，其配置在所述基准质量体的下方；

一对板状的上侧振动弹簧，其在所述输送方向的前后位置处分别将所述基准质量体与所述上侧质量体加以弹性连接，并具备朝向所述输送方向的板面；

一对板状的下侧振动弹簧，其在所述输送方向的前后位置处分别将所述基准质量体与所述下侧质量体加以弹性连接，并具备朝向所述输送方向的板面；以及，

同相激振机构，其对所述基准质量体与所述上侧质量体之间、以及所述基准质量体与所述下侧质量体之间施加用于在所述输送方向上产生同相振动的激振力，

在所述基准质量体、所述上侧质量体或所述下侧质量体的至少任意一个质量体上，设置有输送输送物的输送路；

利用所述同相激振机构，使所述上侧质量体和所述下侧质量体在从所述输送方向观察时进行同相振动，并且，使所述基准质量体与所述上侧质量体和所述下侧质量体从所述输送方向观察时进行反相振动；

所述同相激振机构由一对板状的压电驱动体构成，一对该压电驱动体在所述输送方向的前后位置处分别与所述基准质量体结合，并且，具有在具备朝向所述输送方向的板面的板状弹性基板的表面和背面中至少任意一面上层压有压电体的结构；

一对所述压电驱动体中的朝向所述基准质量体上方延伸的部分形成板状的上侧压电驱动部，该上侧压电驱动部被插入所述上侧振动弹簧的长度方向的一部分中且其朝向所述输送方向的板面进行挠曲变形，一对所述压电驱动体中的朝向所述基准质量体下方延伸的部分形成板状的下侧压电驱动部，该下侧压电驱动部被插入所述下侧振动弹簧的长度方向的一部分中且其朝向所述输送方向的板面进行挠曲变形；

一对所述压电驱动体相对于所述基准质量体的结合位置设置在宽度方向两侧，且在宽度方向两侧的所述结合位置之间配置有所述压电体，并且，一对所述压电驱动体作为整体朝向所述输送方向的板面在长度方向上呈一体地进行挠曲变形。

2.如权利要求1所述的振动式输送装置，其特征在于，

所述基准质量体的质量等于或大于所述上侧质量体与所述下侧质量体的质量之和。

3.如权利要求1所述的振动式输送装置，其特征在于，

所述上侧振动弹簧由所述上侧压电驱动部和板状的上侧增幅弹簧构成，所述上侧增幅弹簧连接在所述上侧压电驱动部的上端且具备朝向所述输送方向的板面；

所述下侧振动弹簧由所述下侧压电驱动部和板状的下侧增幅弹簧构成，所述下侧增幅弹簧连接在所述下侧压电驱动部的下端且具备朝向所述输送方向的板面。