JP2015081160A - 回転振動機及びこれを用いた振動式搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した搬送態様を実現することができるとともに周囲への振動の影響を低減する。【解決手段】回転振動機１０は、第１の支持体１１と、第１の支持体１１の上方に配置された振動盤１２と、第１の支持体１１の下方に配置された第２の支持体１３と、第１の支持体１１と振動盤１２とを弾性接続する第１の弾性支持構造１５と、第１の支持体１１と第２の支持体１３とを接続する第２の弾性支持構造１６と、第１の支持体１１を基準として前記振動盤１２に対して軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿った回転加振力を与える回転加振手段１５ｂと、を具備し、第２の弾性支持構造１６は、軸線１０ｘの周りの３箇所以上において第１の支持体１１と第２の支持体１３をそれぞれ弾性接続する第２の弾性部材１６ｂを備え、第２の弾性部材１６ｂは、軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿った向きを有する板面を備える板ばねであることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は回転振動機及びこれを用いた振動式搬送装置に関する。

一般に、螺旋状の搬送路を備えたボウル型パーツフィーダなどの振動式搬送装置においては、ボウル型搬送体を軸線の周りを回転する方向に往復振動させるための回転振動機を用いる。この回転振動機は、例えば、図９に示すように、振動機の支持体１に対して圧電駆動体及び板ばねを含む加振機構４を介して弾性支持された振動盤２を有し、この振動盤２は、加振機構４により軸線１ｘの周りを回転する方向に沿って水平面に対して僅かに傾斜した向きに往復する態様で振動する。この振動盤２上にはボウル型の搬送体７が固定される。この搬送体７の内底部７ａに微細な電子部品等の搬送物を投入すると、当該搬送物は、上記の振動によって螺旋状の搬送路７ｂに沿って上方へ搬送されていく。

上記の振動式搬送装置においては、振動盤２及び搬送体７が上記態様で振動する際に、支持体１は振動盤２及び搬送体７から反力を受けるため、支持体１を基台３上にゴムからなる防振材５を介して支持固定することにより、支持体１の振動を吸収し、基台３から周囲へ振動が伝搬することを防止している。

特開２００７−１６１４５４号公報 特開２００８−２６５９６７号公報

しかしながら、防振材５は、振動盤２及び搬送体７の加振方向が上述のように軸線１ｘの周りを回転する方向に沿った、水平面に対して僅かに傾斜した方向とされていることにより、支持体１から軸線１ｘの周りの回転方向と軸線１ｘに沿った上下方向の応力を受けて複雑に変形するとともに、加振機構４の両側に支持体１と振動盤２及び搬送体７とが接続された構造であることにより、振動盤２及び搬送体７の重量が大きくなると、その分、支持体１の振幅も大きくなるため、通常の防振材５では吸収しきれなくなる場合が多い。これを防止するには支持体１の質量を振動盤２及び搬送体７の質量の合計よりも充分に大きく設定することが考えられるが、このように設定すると支持体１が大型化するため、装置全体の大型化や製造コストの増加を招く。

また、上述のように防振材５が支持体１の振動を吸収できなくなると、単に外部へ振動エネルギーが流出しやすくなるだけでなく、振動盤２及び搬送体７が支持体１に弾性支持されていることから、搬送体７の振動態様に、搬送物の搬送に必要な本来予定されている振動モード以外の不要な振動モードが増加し、その結果、搬送路７ｂ上の搬送物が本来の搬送方向とは異なる方向にとび跳ねたり搬送姿勢が変化しやすくなったりするなど、搬送態様が不安定になるという問題もある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、安定した搬送態様を実現することができるとともに周囲への振動の影響を低減することができる回転振動機を提供することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の回転振動機（１０）は、第１の支持体（１１）と、該第１の支持体（１１）の上方に配置された振動盤（１２）と、前記第１の支持体（１１）の下方に配置された第２の支持体（１３）と、前記第１の支持体（１１）と前記振動盤（１２）とを弾性接続する第１の弾性支持構造（１５）と、前記第１の支持体（１１）と前記第２の支持体（１３）とを弾性接続する第２の弾性支持構造（１６）と、前記第１の支持体（１１）を基準として前記振動盤（１２）に対して軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った回転加振力を与える回転加振手段（１５ｂ）と、を具備し、前記第２の弾性支持構造（１６）は、前記軸線（１０ｘ）の周りの３箇所以上において前記第１の支持体（１１）と前記第２の支持体（１３）をそれぞれ弾性接続する第２の弾性部材（１６ｂ）を備え、該第２の弾性部材（１６ｂ）は、前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った向きを有する板面を備える板ばねであることを特徴とする。

本発明において、前記回転加振手段（１５ｂ）は、前記第１の支持体（１１）を基準として、前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った水平面上の方位を有するとともに該水平面に対して所定角（θ１）で傾斜した方向の回転加振力を前記振動盤（１２）に与え、前記第２の弾性部材（１６ｂ）の板面の面法線は、前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った前記水平面上の方位を有するとともに前記水平面に対して前記所定角（θ１）と同じ側に所定角（θ２）で傾斜する方向を有することが好ましい。すなわち、上記回転加振手段による回転加振力の印加方向の所定角（θ１）の傾斜方向と、上記第２の弾性部材の面法線の所定角（θ２）の傾斜方向は、いずれも同じ側に傾斜する。

この場合において、前記第１の弾性支持構造（１５）は、前記軸線（１０ｘ）の周りの３箇所以上において前記第１の支持体（１１）と前記振動盤（１２）とをそれぞれ弾性接続する第１の弾性部材（１５ｂ，１５ｃ）を有し、該第１の弾性部材（１５ｂ，１５ｃ）は、前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った前記水平面上の方位を有するとともに前記水平面に対して前記所定角（θ１）で傾斜する方向を有する面法線を備えることが望ましい。また、このとき、前記第１の弾性部材（１５ｂ，１５ｃ）は、前記回転加振手段を構成し、内端部が前記第１の支持体（１１）に接続されるとともに前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った前記水平面上の方位を有するとともに前記水平面に対して前記所定角（θ１）で傾斜する方向を有する面法線を備える板状の圧電駆動体（１５ｂ）と、前記圧電駆動体（１５ｂ）の外端部と前記振動盤（１２）との間に接続されるとともに前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った前記水平面上の方位を有するとともに前記水平面に対して前記所定角（θ１）で傾斜する方向を有する面法線を備える増幅ばね（１５ｃ）と、を有することが望ましい。

本発明において、前記第２の支持体（１３）は防振部材（１７）により弾性支持されていることが好ましい。

本発明において、前記第１の弾性部材（１５ｂ，１５ｃ）は、前記第１の支持体（１１）の側の接続箇所が前記軸線（１０ｘ）を中心とする半径方向の内側に配置され、前記振動盤（１２）の側の接続箇所が前記半径方向の外側に配置された姿勢で前記第１の支持部（１１）と前記振動盤（１２）との間に接続されることが好ましい。

本発明において、前記第２の弾性部材（１６ｂ）は、前記第１の支持体（１１）の側の接続箇所が前記半径方向の内側に配置され、前記第２の支持体（１３）の側の接続箇所が前記半径方向の外側に配置された姿勢で前記第１の支持体（１１）と前記第２の支持体（１３）との間に接続されることが好ましい。

本発明において、前記第１の弾性部材（１５ｂ，１５ｃ）の前記軸線（１０ｘ）の周りの角度位置と、前記第２の弾性部材（１６ｂ）の前記軸線（１０ｘ）の周りの角度位置とが異なることが好ましい。

本発明において、３箇所以上の前記第１の弾性部材（１５ａ，１５ｃ）の前記軸線（１０ｘ）の周りの角度位置が等しい角度間隔で配置され、当該角度間隔が９０度と異なることが好ましい。

本発明において、３箇所以上の前記第２の弾性部材（１６ｂ）の前記軸線（１０ｘ）の周りの角度位置が等しい角度間隔で配置され、当該角度間隔が９０度と異なることが好ましい。

また、本発明の振動式搬送装置は、上述の各回転振動機（１０）と、前記振動盤（１２）に固定され、若しくは、前記振動盤（１２）と一体に構成されるとともに、搬送物を搬送するための搬送路（７ｂ）を備えた搬送体（７）と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、安定した搬送態様を実現することができるとともに、周囲への振動の影響を低減することのできる回転振動機を提供することができるという優れた効果を奏し得る。

本発明に係る実施形態の回転振動機の分解斜視図である。 同実施形態の斜視図である。 同実施形態の正面図である。 同実施形態の第１の支持体の平面図である。 同実施形態の第１の支持体の底面図である。 同実施形態の振動盤の底面図である。 同実施形態の加振支持機構の平面図である。 同実施形態の第２の支持体及び弾性支持構造の平面図である。 従来の回転振動機の構成と、搬送体の構造及び取付態様の例を示す縦断面図である。

次に、添付図面を参照して本発明に係る回転振動機及びこれを備えた振動式搬送装置の実施形態について詳細に説明する。最初に、図１乃至図３を参照して、本実施形態の回転振動機１０の全体構成について説明する。

回転振動機１０は、外周が円筒面状に構成された第１の支持体１１と、この第１の支持体１１の上方に配置される略円盤状の振動盤１２と、第１の支持体１１の下方に配置される略円盤状の第２の支持体１３とを備えている。上記の振動盤１２は、その上面に略平坦な搬送体取付面１２ａが設けられ、第１の支持体１１により、加振支持機構１５を介して弾性支持されている。また、第１の支持体１１は、第２の支持体により、弾性支持構造１６を介して弾性支持されている。また、第２の支持体１３は、基台１４上に配置された円環状のシリコーンゴムその他のゴム素材よりなる防振部材１７により弾性支持されている。

加振支持機構１５は、上記の第１の弾性支持構造と回転加振手段を構成する。この加振支持機構１５は、第１の支持体１１の上面に接続固定される機構固定部材１５ａと、この機構固定部材１５ａの内端の後述する突端部に取り付けられた圧電駆動体１５ｂと、この圧電駆動体１５ｂの外端に取り付けられた板ばねからなる増幅ばね１５ｃとを備えた３組の加振組立体を有する。増幅ばね１５ｃの外端は、振動盤１２の外周部において下方に向けて突設された機構取付部１２ｂに接続固定される。これらの３組の加振組立体は、軸線１０ｘの周りに等角度（１２０度）間隔で配置される。上記第１の支持体１１の上面には、軸線１０ｘの周りの３箇所に凸部１１ｃが形成され、これらの凸部１１ｃの間には厚み方向の凹部１１ｂが形成されている。また、第１の支持体１１の上面には、各組の圧電駆動体１５と、図示しない制御駆動回路とを電気的に接続するための端子台１５ｅが配置される。ここで、圧電駆動体１５ｂと増幅ばね１５ｃは、振動盤１２を第１の支持体１１に対して弾性支持するための第１の弾性部材を構成する。

また、弾性支持構造１６は、上記の第２の弾性支持構造を行使する。この弾性支持構造１６は、第１の支持体１１の下面に接続固定される構造固定部材１６ａと、この構造固定部材１６ａの内端に取り付けられた板ばねからなる第２の弾性部材１６ｂとを備えた３組の弾性組立体を有する。第２の弾性部材１６ｂの外端は、第２の支持体１３の外周部１３ｂ２において上方に向けて突設された構造取付部１３ｄに接続固定される。これらの３組の弾性組立体は、軸線１０ｘの周りに等角度（１２０度）間隔で配置される。上記第２の支持体１３の外周部１３ｂ２には、構造取付部１３ｄの上記第２の弾性部材１６ｂの取付側に半径方向の凹部１３ｃが形成されている。

次に、図１乃至図３とともに、図４乃至図８を参照して、各部の詳細な構造について説明する。まず、図４に示すように、第１の支持体１１には中心孔１１ａが設けられている。この中心孔１１ａの周囲の上面には、上記の３箇所の凹部１１ｂと、これらの凹部１１ｂの間に設けられる厚み方向に突出した凸部１１ｃとが軸線１０ｘの周りに交互に形成される。各凹部１１ｂは、凸部１１ｃの間において軸線１０ｘの周りの半径方向外側に開放された形状を備え、軸線１０ｘから半径方向に伸びる上記加振支持機構１５の各加振組立体の延在軸線１５ｒに沿って形成されている。

各凹部１１ｂの半径方向内側にある部分には、上記加振支持機構１５の機構固定部材１５ａを固定するための平坦な機構固定面１１ｄが形成されている。この機構固定面１１ｄは、上記延在軸線１５ｒと平行な延長方向を有する延長形状に形成されている。また、機構固定面１１ｄは、軸線１０ｘに対して後述する傾斜角θ１だけ、図示時計回りに僅かに傾斜した面法線を備えている。なお、延在軸線１５ｒは、図示例の場合、軸線１０ｘの周りに１２０度間隔で設定される。また、第１の支持体１１の上面のうち、一組の凹部１１ｂから凸部１１ｃにわたる範囲には、上記端子台１５ｅを固定するための端子固定面１１ｅが設けられている。

第１の支持体１１の下面には、図５に示すように、軸線１０ｘの周りの３箇所に設けられた平坦で厚み方向に突出した凸部１１ｆと、これらの凸部１１ｆの間に半径方向に伸びるように形成された３つの凹溝部１１ｇとが設けられている。これらの凹溝部１１ｇは、半径方向内側には上記中央孔１１ａに向けて開放され、半径方向外側には外周に開放された形状を有する。各凹溝部１１ｇは、上記弾性支持構造１６の各弾性組立体の半径方向に伸びる延在軸線１６ｒに沿って形成されている。

各凹溝部１１ｇの半径方向内側にある部分には、上記弾性支持構造１６の構造固定部材１６ａを固定するための平坦な構造固定面１１ｈが形成されている。この構造固定面１１ｈは、上記延在軸線１６ｒと平行な延長方向を有する延長形状に形成されている。また、構造固定面１１ｈは、軸線１０ｘに対して後述する傾斜角θ２だけ、図示時計回りに僅かに傾斜した面法線を備えている。また、各凹溝１１ｇの半径方向外縁部分には、軸線１０ｘの周りを回転する方向の前後に拡大した拡開溝部１１ｉ，１１ｊが形成されている。これらの拡径溝部１１ｉ，１１ｊは、後述する第２の弾性部材１６ｂの外端部を第２の支持体１３の構造取付部１３ｄに取り付ける作業を容易化する。

振動盤１２は、図６に示すように、外周部の軸線１０ｘの周りの３箇所において下面から下方へ突出する上記機構取付部１２ｂを有する。各機構取付部１２ｂの図示時計回りの側には、平坦な機構取付面１２ｃが形成されている。これらの機構取付面１２ｃは、それぞれ半径方向に伸びる上記延在軸線１５ｒに沿った面となっている。図示例では、延在軸線１５ｒは、上記機構取付面１２ｃ上に重なるように配置される。振動盤１２の下面には、軸線１０ｘの周りに配列された複数（図示例では６個）の厚み方向の凹部１２ｄが形成されている。これらの凹部１２ｄにより、振動盤１２の中央部１２ｅと、この中央部１２ｅから放射状に伸びる複数（図示例では６本）のリブ部１２ｆは、凹部１２ｄよりも厚肉に構成されている。上記機構取付部１２ｂは、それぞれ対応するリブ部１２ｆの外周側に配置されている。振動盤１２の下面に設けられた上記凹部１２ｄ、中央部１２ｅ及びリブ部１２ｆは、加振支持機構１５や搬送体７に接続したときの振動盤１２の剛性を確保しつつ、振動盤１２の重量を低減するための構造となっている。

図７は上記加振支持機構１５を上記第１の支持体１１の上面に固定した態様で配置した様子を示す平面図である。上記機構固定部材１５ａは、上記延在軸線１５ｒと平行に伸びる延長形状の固定部分を有し、上記固定部分は、上記第１の支持体１１の機構固定面１１ｄに固定されたとき、機構固定面１１ｄに密接する上記と同じ延長形状の領域を有するようになっている。機構固定部材１５ａには延在軸線１５ｒに沿って配列された、図示例では２つの固定孔が形成され、これらの固定孔にそれぞれ挿入した図示のボルトを上記機構固定面１５ａに開口したねじ穴に螺入することなどにより、機構固定部材１５ａが第１の支持体１１に固定される。

上記機構固定部材１５ａには、上記固定部分の半径方向内端から図示反時計回りに突出する突端部が形成され、この突端部に圧電駆動体１５ｂの半径方向の内端部がボルトや座金などの固定手段により取付固定されている。圧電駆動体１５ｂは、機構固定部材１５ａの上記突端部に取り付けられた内端部から上記延在軸線１５ｒに沿って半径方向にまっすぐに伸びる。圧電駆動体１５ｂは、シム板などの弾性基板上に図示しない圧電体が貼着された板状構造（ユニモルフ型若しくはバイモルフ型の構造）を有し、この圧電体の表裏に電圧を印加することで全体として半径方向に伸びる板状体が軸線１０ｘの周りを回転する方向に湾曲する態様の撓み変形を生ずるようになっている。このような圧電駆動体は周知の構造であるので詳細は省略するが、上記圧電体に所定周波数の交番電圧を印加することによって交互に逆向きに湾曲する態様で撓み、上記回転する方向に沿って往復する振動を発生する。

圧電駆動体１５ｂの外端部には、ボルトや座金等の固定手段により板ばねよりなる増幅ばね１５ｃの内端部が取付固定される。この増幅ばね１５ｃは全体としては延在軸線１５ｒに沿って半径方向に延在するが、その途中に、軸線１０ｘの周りを回転する方向に湾曲した湾曲部を備えている。この増幅ばね１５ｃでは、圧電駆動体１５ｂの外端部に対する取付部分（内端部）と、振動盤１２の上記機構取付面１２ｃに対する取付部分（外端部）とが共に半径方向に伸びる延在軸線１５ｒに沿って直線状に延在するのに対し、両取付部分の間に設けられた上記湾曲部はＳ字状に湾曲している。上記の湾曲部を形成することで増幅ばね１５ｃが半径方向に伸縮しやすくなることから、圧電駆動体１５ｂが振動するときの圧電駆動体１５ｂの外端部の円弧状の振動軌跡と、振動盤１２の機構取付部１２ｂが振動するときの軸線１０ｘを中心とした円弧状の振動軌跡とのずれを吸収することが可能になり、振動盤１２の振動態様を安定化させることができ、圧電駆動体１５ｂに加わる負荷を軽減することができる。

上記圧電駆動体１５ｂ及び増幅ばね１５ｃは全体として上記延在軸線１５ｒに沿って半径方向に伸びて、振動盤１２の外周部の上記機構取付部１２ｂに固定される。このとき、圧電駆動体１５ｂが振動すると、加振支持機構１５は、図７に矢印で示す方向、すなわち、軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿った水平面上の方位１５ｓを備えた方向に振動盤１２を加振する。ここで、水平面は、上記軸線１０ｘと直交する平面であり、水平面上の方位とは、或る方向を示すベクトルを上記水平面上に投影したときの当該水平面に沿ったベクトルの投影成分が示す方位をいう。

このとき、本実施形態では、圧電駆動体１５ｂ及び増幅ばね１５ｃの板面は図１及び図７に矢印で示す面法線１５ｐを有し、この面法線１５ｐは、上述のように軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿った水平面上の面方位１５ｓを備えているものの、当該水平面に対して傾斜角θ１で傾斜した方向を有するものとなっている。すなわち、面法線１５ｐは、軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿った水平面上の方位を備え、かつ、当該水平面に対して傾斜角θ１で傾斜した方向を有する。

なお、本実施形態では、第１の支持体１１の上記機構固定面１１ｄが軸線１０ｘの周りを回転する方位に向けて軸線１０ｘに対して傾斜角θ１を有するように傾斜した面法線を有し、この機構固定面１１ｄ上に機構固定部材１５ａが取付固定されることにより、上記圧電駆動体１５ｐ及び増幅ばね１５ｃの板面の上記面方位１５ｐが設定されるようになっている。また、増幅ばね１５ｃの外端部が取り付けられる振動盤１２の上記機構取付部１２ｂの機構取付面１２ｃも、上記面方位１５ｐに合致するように、軸線１０ｘに対して傾斜角θ１で傾斜した方向に沿った面となっている。

上記の面法線１５ｐは、図７においては、反時計回りに向けては水平面に対して傾斜角θ１で斜め上方に向かう方向である。そして、板状に構成された圧電駆動体１５ｂ及び増幅ばね１５ｃが撓み振動する場合、その振動方向は、上記面法線１５ｐに沿った方向となる。したがって、圧電駆動体１５ｂが振動すると、その振動は、増幅ばね１５ｃを介して、図７に示す水平面上の方位１５ｓに沿った方位で、かつ、図７の反時計回りに向けては水平面に対して傾斜角θ１で斜め上方に向かう方向に、振動盤１２を加振する。

図８は上記弾性支持構造１６を上記第２の支持体１３の上面に固定した態様で配置した様子を示す平面図である。上記構造固定部材１６ａは、上記延在軸線１６ｒと平行に伸びる延長形状の固定部分を有し、上記固定部分は、上記第１の支持体１１の構造固定面１１ｈに固定されたとき、構造固定面１１ｈに密接する上記と同じ延長形状の領域を有するようになっている。構造固定部材１６ａには延在軸線１６ｒに沿って配列された、図示例では２つの固定孔が形成され、これらの固定孔にそれぞれ挿入した図示のボルトを上記構造固定面１１ｈに開口したねじ穴に螺入することなどにより、構造固定部材１６ａが第１の支持体１１に固定される。

上記構造固定部材１６ａの側面には、ボルトや座金等の固定手段により板ばねからなる第２の弾性部材１６ｂの内端部が取付固定される。この第２の弾性部材１６ｂは全体として延在軸線１６ｒに沿って半径方向に延在し、その外端部が第２の支持体１３に固定される。図示例では、第２の弾性部材１６ｒは半径方向に直線状に延在している。

第２の支持体１３には、中央孔１３ａと、この中央孔１３ａの周囲にある内周部１３ｂ１と、この内周部１３ｂ１よりもやや厚肉に構成された外周部１３ｂ２とが設けられる。この外周部１３ｂ２の軸線１０ｘの周りに等角度（１２０度）間隔に配置された３箇所には、半径方向の凹部１３ｃが切り欠き状に形成されている。また、上記外周部１３ｂの各凹部１３ｃを図示反時計回りの側から臨む位置には、第２の支持体１３の上面から上方へ向けて突出する構造取付部１３ｄが形成される。各構造取付部１３ｄの図示時計回りの側には平坦な構造取付面１３ｅが形成されている。この構造取付面１３ｅには、上記第２の弾性部材１６ｂの外端部がボルトや座金等の固定手段により取付固定される。なお、本実施形態では、内周部１３ｂ１の上面は外周部１３ｂ２の上面より低く構成されていることにより、構造固定部材１６ａが第２の支持体１３の上面に抵触しにくくなるため、第２の弾性部材１６ｂを第２の支持体１３の上面に近く配置することができ、その結果、第１の支持体１１と第２の支持体１３の間隔を低減することが可能になる。

本実施形態では、加振支持機構１５の機構組立体が配置される上記延在軸線１５ｒと、弾性支持構造１６の構造組立体が配置される上記延在軸線１６ｒは共に軸線１０ｘの周りの等角度間隔にある３箇所に設定されている。ただし、各組立体の数は３以上であればよく、加振支持機構１５と弾性支持構造１６の数が異なっていてもよい。ただし、等角度間隔で配置する場合には、なるべく９０度間隔とならないようにすることで、回転加振力の付与効率や回転バランスを向上させ、振動系の安定性を高めたり、圧電駆動体１５ｂに加わる負荷を低減したりする上で好ましい。また、上記延在軸線１５ｒと上記延在軸線１６ｒの角度位置の関係は特に限定されないが、本実施形態では、振動盤１２、第１の支持体１１、第２の支持体１３の間の組立作業性、第１の支持体１１の剛性や質量分布のバランス、振動系全体のバランス等を考慮して、延在軸線１５ｒと１６ｒの角度位置を１８度程度ずらして配置してある。

このとき、本実施形態では、第２の弾性部材１６ｂの板面が図１及び図８に示す矢印で示す面法線１６ｐを向き、この面法線１６ｐは、上述のように軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿った水平面上の面方位を備えているものの、当該水平面に対しては傾斜角θ２で傾斜した方向となっている。すなわち、面法線１６ｐは、軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿った水平面上の方位を備え、かつ、当該水平面に対して傾斜角θ２で傾斜した方向となっている。

なお、本実施形態では、第１の支持体１１の上記構造固定面１１ｈが軸線１０ｘの周りを回転する方位に向けて軸線１０ｘに対して傾斜角θ２を有するように傾斜した面法線を有し、この構造固定面１１ｈ上に構造固定部材１６ａが取付固定されることにより、上記第２の弾性部材１６ｂの板面の面方位１６ｐが設定されるようになっている。また、第２の弾性部材１６ｂの外端部が取り付けられる第２の支持体１３の上記構造取付部１３ｄの構造取付面１３ｅも、上記面方位１６ｐに合致するように、軸線１０ｘに対して傾斜角θ２で傾斜した方向に沿った面となっている。

上記の面法線１６ｐは、図８においては、時計回りに向けては水平面に対して傾斜角θ２で斜め下方に向かう方向である。そして、板状に構成された第２の弾性部材１６ｂが撓み振動する場合、その振動方向は、上記面法線１６ｐとなる。したがって、第１の支持体１１が圧電駆動体１５ｂの反動により振動するとき、第２の弾性部材１６ｂによる弾性支持に基づいて、第１の支持体１１は、第２の支持体１３に対して、図８に示す水平面上の方位１６ｓに沿った方位で、かつ、図８の時計回りに向けては水平面に対して傾斜角θ２で斜め下方に向かう方向に振動する。

本実施形態では、上記の構成を有する回転振動機１０の振動盤に図９に示す搬送体７をボルト８等によって固定することにより、振動式搬送装置を構成することができる。この場合、搬送物が搬送体７の内底部７ａに収容されると、回転振動機１０によって生ずる搬送体７の振動により、搬送物は螺旋状の搬送路７ａに沿って上方へ搬送される。搬送物の搬送態様は、回転振動機１０の振動盤１２の振動の周波数、振幅、及び方向によって定まる。ここで、上記の傾斜角θ１及び傾斜角θ２は、振動周波数や増幅ばね１５ｃ及び第２の弾性部材１６ｂのばね定数、搬送物のサイズや質量等に応じて調整することが好ましいが、一般的には、いずれも１〜１０度の範囲内であることが好ましく、特に、２〜７度の範囲内であることが望ましい。ここで、傾斜角θ１とθ２は等しいことが望ましいが、第１の支持体１１、第２の支持体１３、及び、搬送体７の質量やサイズに応じて、傾斜角θ１とθ２を異ならしめた方がよい場合もあり得る。

本実施形態では、第１の支持体１１と振動盤１２との間に回転加振手段としての圧電駆動体１５ｂによる回転加振力が与えられることで、増幅ばね１５ｃを介して軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿った向きの振動が振動盤１２に生じる。このとき、第１の支持体１１は第２の支持体１３により第２の弾性部材１６ｂを介して弾性支持されているが、この第２の弾性部材１６ｂは軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿った向きを有する板面を備える板ばねで構成されることにより、第１の支持体１１は第２の支持体１３に対して軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿って回転しやすい弾性支持状態にある。このため、第１の支持体１１は、振動盤１２を振動させる際に受ける反力に基づいて、振動盤１２と逆位相で振動することになる。このとき、第１の支持体１１の受ける上記反力は、第２の弾性部材によって軸線１０ｘの周りを回転する方向に吸収されるため、第１の支持体１１の軸線１０ｘに対する姿勢は安定し、安定した振動状態が得られる。したがって、従来のように防振材５を介して設置されているだけの支持体１が上記反力によって不規則に振動することが抑制され、その結果、第１の支持体１１上に弾性支持された振動盤１２の振動態様もより安定したものとなる。このため、搬送体７の搬送路７ｂ上の搬送物の搬送姿勢も安定し、とび跳ねや姿勢変化が少なくなるから、高速搬送、搬送物への汚れの低減、整列効率の向上などを図ることができる。

また、上記構成により、第１の支持体１１が受ける反力は、第２の弾性部材１６ｂを介して第１の支持体１１と第２の支持体１３との間で吸収されるため、第２の支持体１３から防振部材１７を介した周囲への振動エネルギーの流出を抑制することができ、周囲の振動の影響を低減することができる。

本実施形態では、特に、第２の弾性部材１６ｃの板面の面法線１６ｐが軸線１０ｘの周りを回転する方向に沿った水平面上の方位を有するとともに、当該水平面に対して、傾斜角θ２で傾斜する方向を有するものとなっているので、第１の支持体１１は、第１の支持体１１が振動盤１２に対して与える振動の方向である、面法線１５ｐの傾斜角θ１で傾斜する方向と同じ側に傾斜した方向に容易に変位可能となるように第２の支持体１３により弾性支持される。これにより、上述のように軸線１０ｘの周りを回転する方向だけでなく、傾斜角θ１で傾斜した振動方向の振動成分に起因する搬送を阻害する態様の上下動が相殺若しくは減殺される。

すなわち、図９に示す従来の回転振動機及び振動式搬送装置においては、支持体１が基台３上で防振材５を介して支持されているだけであるため、支持体１が振動盤２から受ける反力により回転方向及び上下方向に複雑な態様で振動すると、振動盤２の振動態様を不安定化させる。この振動状態の不安定性は、支持体１が振動盤２から受ける反力を、振動盤２の本来予定している振動方向に影響を与えない態様で受け流すことができないことに起因して生ずる。しかし、本実施形態では、上述のように第１の弾性部材の傾斜角θ１による傾斜した弾性支持方向と、第２の弾性部材１６ｂによる傾斜角θ２による傾斜した弾性支持方向とが同じ側に傾斜していることにより、第１の支持体１１と振動盤１２とが逆位相で振動するとき、第１の支持体１１と振動盤１２との間の上下間隔の第１の弾性部材（圧電駆動体１５ｂ及び増幅ばね１５ｃ）による増減の態様と、第１の支持体１１と第２の支持体１３との間の上下間隔の第２の弾性部材１６ｂによる増減の態様とが相互に逆向きに生じるため、第１の支持体１１が振動盤１２から受ける反力は第２の支持体１３との間で良好に吸収され、その結果、振動盤１２の本来予定されている振動態様に与える影響を低減することができる。この影響の低減は、振動盤１２及び搬送体７の振動態様を本来的に予定されている搬送力に寄与する振動モードに近い状態とし、搬送力に寄与しない、或いは、搬送を阻害する態様の振動モードの発生を抑制する。

本実施形態では、第１支持体１１と振動盤１２との間には圧電駆動体１５ｂ及び増幅ばね１５ｃからなる第１の弾性部材が接続され、第１の弾性部材の第１の支持体１１の側の接続箇所は半径方向内側に配置され、第１の弾性部材の振動盤１２の側の接続箇所は半径方向外側に配置されることにより、振動盤１２は、第１の支持体１１が第１の弾性部材から反力を受ける位置よりも半径方向外側で第１の弾性部材から加振力を受けることになる。このため、第１の支持体１１と振動盤１２との関係においては、支持体１１と振動盤１２の慣性モーメントの大小にも依存するが、慣性モーメントが同じであれば、振動盤１２の側の振幅が大きく、第１の支持体１１の側の振幅は小さくなる。ただし、実際には、振動盤１２には搬送体７が搭載されるとともに、第１の支持体１１は第２の弾性部材１６ｂを介して第２の支持体に接続されるため、上記の振幅の関係は、振動盤１２と搬送体７の合計の慣性モーメントと、第２の弾性部材１６ｂにより第２の支持体１３に接続された影響（主として第２の弾性部材１６ｂによる弾性抵抗）を考慮した第１の支持体１１の慣性モーメントとの関係に依存する。

一方、第１の支持体１１と第２の支持体１３との間には第２の弾性部材１６ｂが接続され、第２の弾性部材１６ｂの第１の支持体１１の側の接続箇所は半径方向内側に配置され、第２の弾性部材１６ｂの第２の支持体１３の側の接続箇所は半径方向外側に配置されることにより、第１の支持体１１は、第２の支持体１３が第２の弾性部材から反力を受ける位置よりも半径方向内側で第２の弾性部材１６ｂから弾性支持力を受けることになる。これにより、第１の支持体１１と第２の支持体１３の関係においては、第１の支持体１１が第２の弾性部材１６ｂから受けることとなる面方位１６ｐへ向けた弾性支持力が軸線１０ｘに近い位置に与えられるため、第１の弾性部材から受ける反力によって生ずる第１の支持体１１のモーメントを結果として相対的に小さなばね定数で受け止めることとなる。したがって、第１の支持体１１の振動盤１２から受ける反力の方向に沿った弾性支持抵抗が実質的に軽減されるので、第１の支持体１２の弾性支持に起因する不要な振動モードの発生が抑制され、振動盤１２及び搬送体７の振動態様を本来的に予定されている振動モードにさらに近づけることができ、搬送物の搬送態様をさらに安定させることができる。

上記の効果は、第２の弾性部材１６ｂのばね定数を小さくすることで同様に得ることができるようであるが、実際には、軸線１０ｘの方向の支持剛性や支持安定性を確保するために板ばねの垂直方向（板面に沿った方向）のばね定数を高いレベルに維持しつつ、板ばねの面法線（板面と直交する方向）のばね定数を小さくすることは困難である。したがって、本実施形態の上記構成は、軸線１０ｘに沿った垂直方向の支持剛性及び安定性を確保しつつ、第１の支持体１１の面方位１６ｐに沿った反動を相対的に小さな弾性抵抗で受け止めることができる点で有利である。

尚、本発明に係る回転振動機及び振動式搬送装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、第２の弾性部材１６ｂの第１の支持体１１の側の接続箇所を、第２の弾性部材１６ｂの第２の支持体１３の側の接続箇所よりも半径方向内側に配置しているが、第２の弾性部材の弾性特性に応じて、これとは逆に、第２の弾性部材１６ｂの第１の支持体１１の側の接続箇所を、第２の弾性部材１６ｂの第２の支持体１３の側の接続箇所よりも半径方向外側に配置してもよい。

また、上記実施形態の振動式搬送装置では、回転振動機１０の振動盤１２上に搬送体７を取付固定しているが、搬送体７を振動盤１２と一体に構成してもよい。さらに、上記実施形態の回転振動機及び振動式搬送装置では、回転駆動手段として、増幅ばね１５ｃと直列に接続されて第１の弾性部材を構成する圧電駆動体１５ｂを用い、加振支持機構１５が第１の弾性支持構造と回転加振手段を兼ねた構成としているが、例えば、第１の弾性部材を板ばねのみで構成し、回転加振手段を第１の弾性支持構造とは別途設けられた、第１の支持体１１と振動盤１２との間に電磁力を与える電磁駆動体で構成しても構わない。

１０…回転振動機、１１…第１の支持体、１１ａ…中央孔、１１ｂ…凹部、１１ｃ…凸部、１１ｄ…機構固定面、１１ｅ…端子固定面、１１ｆ…凸部、１１ｇ…凹溝部、１１ｈ…構造固定面、１１ｉ，１１ｊ…拡開溝部、１２…振動盤、１２ａ…搬送体取付面、１２ｂ…機構取付部、１２ｃ…機構取付面、１２ｄ…凹部、１２ｅ…中央部、１２ｆ…リブ部、１３…第２の支持体、１３ａ…中央孔、１３ｂ１…内周部、１３ｂ２…外周部、１３ｃ…凹部、１３ｄ…構造取付部、１３ｅ…構造取付面、１４…基台、１５…加振支持機構、１５ａ…機構固定部材、１５ｂ…圧電駆動体、１５ｃ…増幅ばね、１５ｅ…端子台、１６…弾性支持構造、１６ａ…構造固定部材、１６ｂ…第２の弾性部材、１７…防振部材、θ１，θ２…傾斜角、７…搬送体、７ａ…内底部、７ｂ…搬送路

Claims (7)

1. 第１の支持体（１１）と、
   該第１の支持体（１１）の上方に配置された振動盤（１２）と、
   前記第１の支持体（１１）の下方に配置された第２の支持体（１３）と、
   前記第１の支持体（１１）と前記振動盤（１２）とを弾性接続する第１の弾性支持構造（１５）と、
   前記第１の支持体（１１）と前記第２の支持体（１３）とを弾性接続する第２の弾性支持構造（１６）と、
   前記第１の支持体（１１）を基準として前記振動盤（１２）に対して軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った回転加振力を与える回転加振手段（１５ｂ）と、
   を具備し、
   前記第２の弾性支持構造（１６）は、前記軸線（１０ｘ）の周りの３箇所以上において前記第１の支持体（１１）と前記第２の支持体（１３）をそれぞれ弾性接続する第２の弾性部材（１６ｂ）を備え、
   該第２の弾性部材（１６ｂ）は、前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った向きを有する板面を備える板ばねであることを特徴とする回転振動機。
2. 前記回転加振手段（１５ｂ）は、前記第１の支持体（１１）を基準として、前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った水平面上の方位を有するとともに該水平面に対して所定角（θ１）で傾斜した方向の回転加振力を前記振動盤（１２）に与え、
   前記第２の弾性部材（１６ｂ）の板面の面法線は、前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った前記水平面上の方位を有するとともに前記水平面に対して前記所定角（θ１）と同じ側に所定角（θ２）で傾斜する方向を有することを特徴とする請求項１に記載の回転振動機。
3. 前記第２の弾性部材（１６ｂ）は、前記第１の支持体（１１）の側の接続箇所が前記半径方向の内側に配置され、前記第２の支持体（１３）の側の接続箇所が前記半径方向の外側に配置された姿勢で前記第１の支持体（１１）と前記第２の支持体（１３）との間に接続されることを特徴とする請求項２に記載の回転振動機。
4. 前記第１の弾性支持構造（１５）は、前記軸線（１０ｘ）の周りの３箇所以上において前記第１の支持体（１１）と前記振動盤（１２）をそれぞれ弾性接続する第１の弾性部材（１５ｂ，１５ｃ）を有し、該第１の弾性支持部材（１５ｂ，１５ｃ）は、前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った前記水平面上の方位を有するとともに前記水平面に対して前記所定角（θ１）で傾斜する方向を有する面法線を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転振動機。
5. 前記第１の弾性部材（１５ｂ，１５ｃ）は、
   前記回転加振手段を構成し、内端部が前記第１の支持体（１１）に接続されるとともに前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った前記水平面上の方位を有するとともに前記水平面に対して前記所定角（θ１）で傾斜する方向を有する面法線（１５ｐ）を備える板状の圧電駆動体（１５ｂ）と、
   前記圧電駆動体（１５ｂ）の外端部と前記振動盤（１２）との間に接続されるとともに前記軸線（１０ｘ）の周りを回転する方向に沿った前記水平面上の方位を有するとともに前記水平面に対して前記所定角（θ１）で傾斜する方向を有する面法線（１５ｐ）を備える増幅ばね（１５ｃ）と、
   を有することを特徴とする請求項４に記載の回転振動機。
6. 前記第２の支持体（１３）は防振部材（１７）により弾性支持されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転振動機。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回転振動機（１０）と、前記振動盤（１２）に固定され、若しくは、前記振動盤（１２）と一体に構成されるとともに、搬送物を搬送するための搬送路（７ｂ）を備えた搬送体（７）と、を具備することを特徴とする振動式搬送装置。