JP2021119093A - 振動搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設計上制約のある限られた加振力であっても大振幅の振動性能を発揮し、搬送対象物の搬送速度を向上させることが可能な振動搬送装置を提供する。【解決手段】振動によってリニア搬送面上の搬送対象物Ｗを搬送させる振動搬送装置Ｘであって、リニア搬送面を有する第１質量体１と、第１質量体１に対して逆位相で振動する第２質量体２と、第１質量体１と第２質量体２を接続する第１弾性体３と、基台４と第１弾性体３を接続する第２弾性体５とを備え、第１質量体１の少なくとも一部（可動ウェイト１１）と、第２質量体２の少なくとも一部（カウンターウェイト２１）と、第１弾性体３とを一体構造にした。【選択図】図３

Description

本発明は、搬送対象物を所定方向に搬送可能な振動搬送装置に関するものである。

従来より、ワーク等の搬送対象物を振動により搬送路に沿って所定の搬送先へ搬送可能な振動搬送装置が知られている。振動搬送装置は、搬送路を有する可動部（第１質量体）と、固定部として機能する第２質量体と、第１質量体と第２質量体とを接続する板状の第１弾性体（駆動バネ）とを有し、可動部（第１質量体）が有する搬送路を加振源によって水平方向に振動させることで搬送対象物を搬送方向下流側へ搬送可能に構成されている。また、振動搬送装置は、第１質量体、第２質量体及び第１弾性体を有する構造物を第２弾性体（防振バネ）で大地から支持するように構成されている。

搬送対象物の生産量増大により振動搬送装置からの供給量（振動搬送装置による搬送速度）の向上がこれまで以上に求められている。搬送速度を向上させるには駆動周波数及び振幅を上げることが第１優先事項である。

そこで、高周波大振幅の振動を実現するため、目標振幅時にも破損しない１枚の薄い板バネを複数枚重ねて使用する態様（重ね板バネ方式）が案出されている（特許文献１）。

このような重ね板バネ方式を採用すると、板バネを重ねるほど第１弾性体としてのバネ定数は大きくなり、高周波振動が可能になるとともに、大振幅でも個々の板バネが破損しない駆動バネを振動搬送装置に搭載することができる。

特開平０９−１２３１２６号公報（特許第３５０９３９７号公報）

ところで、重ね板バネ方式の採用如何を問わず、従来の板バネは一般に第１質量体と第２質量体の両端同士をそれぞれ接続する位置にボルトで固定されている。

ここで、搬送速度を向上するためのポイントとして、共振特性のピーク（以下、共振ピークと略す場合がある）を向上させる点が挙げられる。すなわち、同じ加振力であっても共振倍率が高いほど大きな振幅を得ることができ、少ない加振力で大振幅を実現することが可能になり、このことが搬送速度の向上に寄与する。

しかしながら、第１質量体と第２質量体の両端同士を板バネで接続する際にボルト止めを必須とする従来の構成であれば、板バネとボルト平ワッシャとの摩擦により粘性減衰が増加し、共振ピークが低下するという問題が生じる。また、板バネの大きな弾性変形（曲げ）により平ワッシャとの固定形状が変化して板バネの有効長が変化し、これによって元来線形特性バネであった板バネが非線形特性バネとなり、これもまた共振ピークを低下させる要因、また駆動周波数（共振周波数）の低下につながる要因と考えられる。

さらに、１質量体と第２質量体の両端同士を接続する板バネをボルトで固定する従来の構成であれば、板バネが撓んだ際に、第１質量体及び第２質量体の両端（バネ固定端）に曲げモーメントが作用し、これによって剛体であることが望ましい第１質量体及び第２質量体がＳ字状に撓む弾性体となる。第１質量体及び第２質量体がＳ字状に撓むと、部品間で摩擦が生じ、粘性減衰が増加することで、共振ピークや駆動周波数が低下することになる。

本発明は、このような点に着目したものであって、主たる目的は、設計上制約のある限られた加振力であっても大振幅の振動性能を発揮し、搬送対象物の搬送速度を向上させることが可能な振動搬送装置を提供することにある。

すなわち本発明は、振動によってリニア搬送面上の搬送対象物を搬送させる振動搬送装置に関するものである。ここで、搬送対象物としては、例えば微小サイズの電子部品（ワーク）や医療用部品等を挙げることができるが、本発明の振動搬送装置によって搬送可能なものであれば特に限定されない。

そして、本発明に係る振動搬送装置は、リニア搬送面を有する第１質量体と、第１質量体に対して逆位相で振動する第２質量体と、第１質量体と第２質量体を接続する第１弾性体とを備え、第１質量体の少なくとも一部と、第２弾性体の少なくとも一部と、第１弾性体とを一体構造にしていることを特徴としている。

ここで、本発明における「第１質量体の少なくとも一部と、第２弾性体の少なくとも一部と、第１弾性体とを一体構造にしている」態様には、ｉ）第１質量体の全部と、第２質量体の全部と、第１弾性体とを一体構造にしている態様、ｉｉ）第１質量体の一部と、第２質量体の全部と、第１弾性体とを一体構造にしている態様、ｉｉｉ）第１質量体の全部と、第２質量体の一部と、第１弾性体とを一体構造にしている態様、ｉｖ）第１質量体の一部と、第２質量体の一部と、第１弾性体とを一体構造にしている態様、これら全ての態様が包含される。以下では、一体構造にしている塊を一体構造物とする。リニア搬送面は第１質量体を構成するものであるが、ｉｉ）の態様、及びｉｖ）の態様を採用した場合、第１質量体は一体構造物を構成するパーツと、一体構造物とは別体のパーツとを備えたものになり、第１質量体のうち一体構造物を構成するパーツにリニア搬送面を形成するか、一体構造物とは別体のパーツにリニア搬送面を形成するかは適宜選択することができる。

本発明に係る振動搬送装置であれば、第１質量体の少なくとも一部と、第２弾性体の少なくとも一部と、第１弾性体とを一体構造にしているため、第１質量体と第１弾性体の接続箇所、及び第２質量体と第１弾性体の接続箇所において摩擦が発生せず、ボルト等の固定具で第１弾性体を第１質量体や第２質量体に固定する構成と比較して、粘性係数が減少し、共振ピークが低下しない。また、大振幅時でも固定条件（接続箇所における接続条件）が変化せず、第１弾性体のバネ定数非線形性による駆動周波数（共振周波数）の低下を低減できる。ここで、ボルト等の固定具で第１弾性体を第１質量体や第２質量体に固定する構成であれば、第１弾性体の振幅が大きくなるほど、第１弾性体である板バネとボルトのうち板バネに接触するボルト端面との間や、板バネと第１質量体もしくは第２質量体のうち板バネに接触する接触面との間に隙間が発生し、板バネの有効長が長くなることで、バネ定数が下がる。このように振幅変位に対してバネ定数が変化することを第１弾性体のバネ定数非線形性と呼び、従来の振動搬送装置では、大振幅になるとバネ定数が下がり、駆動周波数が低下する傾向になる。したがって、従来のボルト等の固定具で第１弾性体を第１質量体や第２質量体に固定する構成であれば回避できない共振ピークが低下する要因を、本発明に係る振動搬送装置によれば悉く解消することができ、少ない加振力で大振幅を実現することができる。

本発明に係る振動搬送装置において、第１弾性体によって第１質量体と第２質量体を接続する位置は特に限定されないが、安定した支持状態を確保するには、従来の駆動バネによる接続箇所に準じた構成、すなわち、第１質量体及び第２質量体における搬送対象物の搬送方向上流側の端部同士及び搬送方向下流側の端部同士を接続する位置に第１弾性体を配置する構成が望ましい。

第１質量体と第２質量体の両端同士を接続する板バネをボルトで固定する従来の構成であれば、板バネが撓んだ際、第１質量体、第２質量体の両端（バネ固定端）には、曲げモーメントが作用し、これによってバネの固定部として剛体であることが望ましい第１質量体及び第２質量体がＳ字状に撓む。この際、バネの固定部である第１質量体と第２質量体が撓むことで、バネの固定ができず、バネ定数が下がり周波数の低下を招来する。また、部品間で摩擦が生じ、粘性減衰が増加することで共振ピークが低下する。そこで、第１質量体及び第２質量体における搬送方向上流側端部と搬送方向下流側端部の間の中途部分同士を接続する位置にも第１弾性体を配置した振動搬送装置であれば、第１弾性体によって第１質量体及び第２質量体を搬送方向（前後方向）の両端と中途部分で支持するため、中途部分に配置した第１弾性体がリブとしての役割を果たし、第１質量体及び第２質量体の曲げ剛性を向上させることができ、これによって第１質量体及び第２質量体の撓み変化がより一層少なくなり、リニア搬送路の変形を抑制することができるとともに、バネ定数が上がり、駆動周波数が高く、且つ部品間の摩擦が減って共振ピークを上げる好条件を満たす構成となる。

上述の通り、第１質量体は一体構造物を構成するパーツと、一体構造物とは別体のパーツとを備えたものであっても構わないが、後者の場合、第１質量体が、一体構造にしたメインフレーム（一体構造物）を構成する第１質量体本体と、第１質量体本体とは別体であって且つリニア搬送面を有する搬送路とを備えたものであれば、高度な設計仕様が要求されるリニア搬送路をメインフレームとは別体に専用品として用意することができ、一体構造物であるメインフレームの製造時の加工負担を軽減することができる。

さらに、第１質量体及び第２質量体の間において複数の第１弾性体を搬送対象物の搬送方向に沿って離間させて配置した振動搬送装置であれば、搬送方向に隣り合う第１弾性体によって区切られるスペースが一体構造物（メインフレーム）の内部空間に形成され、そのスペースが比較的大きなスペースであれば、当該スペースを、例えば第１弾性体に圧電素子を取り付けるためのアクセス空間としても利用できる。

本発明によれば、第１質量体の少なくとも一部と、第２弾性体の少なくとも一部と、第１弾性体とを一体構造にするというこれまで着想されることの無かった斬新な構成を採用したことによって、一体構造体（メインフレーム）が振動する駆動周波数を高周波化することができるとともに、高い共振倍率を達成して大振幅を得ることが可能な振動搬送装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る振動搬送装置（リニアフィーダ）の全体を模式的に示す平面図。 同実施形態に係る振動搬送装置の分解斜視図。 図２の要部拡大図。 図１における矢印Ａ方向から見た振動搬送装置を一部省略して示す側面図。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本実施形態に係る振動搬送装置Ｘは、図１に示すように、例えば電子部品等のワークＫを搬送路１４（後述するリニア搬送路１４）上において振動により移動させながら所定の搬送先（供給先）に搬送する装置である。なお、リニア搬送路１４の上流端には、整列させながら搬送するボウルフィーダの搬送路（ボウル搬送路）の下流端が接続されている（図示省略）。したがって、リニアフィーダＸは、ボウルフィーダに形成した搬送路（ボウル搬送路）を経由して搬送されたワークＫを振動によってリニア搬送路１４の終端まで搬送して所定の搬送先に供給可能なものである。このリニアフィーダＸには、オーバーフロー時やワークＫが所定の搬送姿勢ではないと判別した場合にその対象となるワークＫ（オーバーフローとなるワークＫや所定搬送姿勢ではないと判別したワークＫ）をボウル搬送路に戻すリターン部（リターン用搬送路）を備えている。

リニアフィーダＸは、図１乃至図４に示すように、リニア搬送面を有する第１質量体１と、第１質量体１に対して逆位相で振動する第２質量体２と、第１質量体１及び第２質量体２を相互に接続する第１弾性体３と、基台４と、基台４及び第１弾性体３を相互に接続する第２弾性体５とを備えたものである。

本実施形態では、搬送方向Ｔに沿って長尺な形態を有する基台４の上方に、第１質量体１のメインパーツである可動ウェイト１１（可動部）を配置し、可動ウェイト１１の上方に、第１弾性体３を介して第２質量体２のメインパーツであるカウンターウェイト２１（固定部）を配置し、カウンターウェイト２１の上方に側面連結板１２を介して可動ウェイト１１に連結したシュート台１３を配置している。本実施形態では、図２に示すように、対をなす側面連結板１２を介して可動ウェイト１１及びシュート台１３を相互に連結している。なお、図４では、対をなす側面連結板１２のうち紙面手前側の側面連結板１２を省略している。

シュート台１３の上面には、ボルト等の固定具を介して搬送路１４を着脱自在に設け、搬送路１４に振動が付与されることにより、ワークＫが搬送路１４に設けられたリニア搬送面（搬送溝）内を移動する。シュート台１３は、可動ウェイト１１の振動と同期した動きをするものであり、可動ウェイト１１の振動を搬送路１４に伝達する振動伝達部として機能する。

以下の説明では、搬送路１４に沿ったワークＫの搬送方向Ｔを前後方向Ｔとし、搬送方向Ｔ上流側を後側とし、搬送方向Ｔ下流側を前側とする。また、搬送方向Ｔに対して水平面内で直交する方向を幅方向Ｗ（横断方向）とする（図１等参照）。

図２及び図４に示すように、シュート台１３の前端部分及び後端部分は、可動ウェイト１１よりも前方及び後方にそれぞれ出っ張ったオーバーハング部分になっている。シュート台１３の前方オーバーハング部分の下向き面に例えばサブ可動ウェイト（図示省略）を取り付けることもできる。側面連結板１２、シュート台１３及び搬送路１４は、可動ウェイト１１と同様に第１質量体１を構成するパーツである。

本実施形態では、第１質量体１のメインパーツである可動ウェイト１１と、第２質量体２のメインパーツであるカウンターウェイト２１の搬送方向Ｔに沿った寸法（前後寸法）を略同一に設定し、これらカウンターウェイト２１及び可動ウェイト１１を高さ方向において対向する姿勢で配置している。

本実施形態のリニアフィーダＸでは、これら可動ウェイト１１及びカウンターウェイト２１の前端同士及び後端同士を接続する位置に第１弾性体３を配置している。

第１弾性体３は、厚み方向を搬送方向Ｔに略一致させた平板状のバネ（板バネ）の形態を有するものである。第１弾性体３には、加振源として機能する圧電素子３１を貼り付け、圧電素子３１に電荷を付与することにより第１弾性体３が弾性変形して振動が生じ、第１質量体１及び第２質量体２が振動する。したがって、第１弾性体３は駆動バネとして機能する。本実施形態の第１弾性体３は、弾性変形していない通常姿勢が鉛直方向に起立した姿勢となるように設定している。第１弾性体３及び圧電素子３１からなるバネ定数は、搬送する部品の搬送速度や搬送路１４（トラフ）の重量等によって定められる任意の共振周波数の条件に応じて適宜選択される。本実施形態では、第１質量体１及び第２質量体２を複数の第１弾性体３によって接続している。

また、本実施形態では、可動ウェイト１１及びカウンターウェイト２１の前端と後端の間における所定の中途部分同士を接続する位置にも第１弾性体３を配置している。第１弾性体３は、それぞれの配置箇所（可動ウェイト１１とカウンターウェイト２１を接続する箇所）において前後方向Ｔに僅かな隙間を隔てて２枚１組で配置されている。本実施形態では、可動ウェイト１１及びカウンターウェイト２１の前端同士を接続する箇所と、可動ウェイト１１及びカウンターウェイト２１の後端同士を接続する箇所と、可動ウェイト１１及びカウンターウェイト２１の前端と後端の間における中途部分のうち前後方向Ｔ中央よりも前端側に所定距離寄った箇所と、可動ウェイト１１及びカウンターウェイト２１の前端と後端の間における中途部分のうち前後方向Ｔ中央よりも後端側に所定距離寄った箇所の４箇所に、それぞれ２枚の第１弾性体３を前後方向Ｔに並ぶ形態で配置した態様、すなわち全部で８枚の第１弾性体３を備えた態様を採用している。

そして、本実施形態に係るリニアフィーダＸは、第１質量体１のメインパーツである可動ウェイト１１、第２質量体２のメインパーツであるカウンターウェイト２１、及び第１弾性体３を一体構造物（以下、この一体構造物を「メインフレームＭ」と称す）としている。本実施形態の振動搬送装置Ｘは、可動部である第１質量体１のメインパーツである可動ウェイト１１と、可動ウェイト１１に対して固定部として機能する第２質量体２のメインパーツであるカウンターウェイト２１と、第１弾性体３とを一体に有する構造物（メインフレームＭ）を備え、この一体構造物（メインフレームＭ）を第２弾性体５で大地（本実施形態では大地と見做すことができる基台４）から支持するように構成し、第２弾性体５を防振バネとして機能させている。

本実施形態に係るリニアフィーダＸは、図２乃至図４に示すように、第２弾性体５をメインフレームＭの前方及び後方にそれぞれ配置し、各第２弾性体５によって、基台４とメインフレームＭとを連結している。

本実施形態では、鉛直方向に延伸する鉛直アーム部５１と、水平方向に延伸する水平アーム部５２とを一体に有する平板Ｌ字状の弾性部材（Ｌ字型バネ５Ａ）を用いて第２弾性体５を構成している。図２等に示す第２弾性体５は、鉛直アーム部５１の先端（上端）部分を第１弾性体３に固定し、水平アーム部５２の先端（鉛直アーム部５１が立ち上がっていない方の端部）部分を基台４に固定したものである。

本実施形態では、第１弾性体３のうち、水平方向及び鉛直方向に変位しない節の部分に前方または後方に突出する突部３２を設け、この突部３２に鉛直アーム部５１の先端部分を固定している。なお、第１弾性体３は、両端（上端、下端）を可動ウェイト１１とカウンターウェイト２１にそれぞれ固定したもの（両端固定持ち）であるため、節は長手方向中央部分である。ここで、第１弾性体３の節は、点として捉えることができるものであるが、第１弾性体３において突部３２を設けた領域は、第１弾性体３の節を含む所定領域（節及び節の近傍領域）である。突部３２には、幅方向Ｗに離間した２箇所に雌ネジ孔３３が設けられている（図３参照）。鉛直アーム部５１には、各雌ネジ孔３３に連通するボルト挿通孔を形成し、ボルト挿通孔に挿通したボルトＢ１を雌ネジ孔３３に螺合することで、第１弾性体３に第２弾性体５の鉛直アーム部５１を固定することができる。ボルトＢ１の頭部と第２弾性体５の鉛直アーム部５１との間に押さえ板を介在させている。

基台４の前端部及び後端部には、幅方向Ｗに離間した２箇所に雌ネジ孔４１が設けられている（図３参照）。水平アーム部５２には、各雌ネジ孔４１に連通する雌ボルト挿通孔を形成し、雌ボルト挿通孔に挿通したボルトＢ２を雌ネジ孔４１に螺合することで、基台４に第２弾性体５の水平アーム部５２を固定することができる。

本実施形態に係るリニアフィーダＸでは、搬送方向Ｔにおいて第１弾性体３と重複しない位置に第２弾性体５を配置し、第２弾性体５の上端部を第１弾性体３のうち高さ方向Ｈ略中央部分である節に取り付けているため、防振性が向上し、低反力化を実現できる。

また、本実施形態に係るリニアフィーダＸでは、第１弾性体３の前後方向Ｔの傾斜角度を変更することなく、第２弾性体５の水平方向及び鉛直方向の各弾性係数を独立して調整することで、第１弾性体３の振動がピッチング現象を皆無か略皆無にする所望の振動となるように調節することができる。ここで、本実施形態における「第２弾性体の水平方向の弾性係数」は、「第２弾性体のうち水平成分の弾性係数」と同義であり、「第２弾性体の鉛直方向の弾性係数」は、「第２弾性体のうち鉛直成分の弾性係数」と同義である。また、本実施形態における「水平方向」は、第１弾性体３の取付角度で規定される弾性主軸に沿う方向（弾性主軸に対して平行または略平行となる方向）を意味し、本実施形態における「鉛直方向」は、弾性主軸に対して直交または略直交する方向（弾性主軸に対する法線方向）を意味する。本実施形態に係るリニアフィーダＸでは、鉛直方向の振動成分に対する弾性係数を調整可能な水平アーム部５２と、水平方向の振動成分に対する弾性係数を調整可能な鉛直アーム部５１とを有する平板Ｌ字状の第２弾性体５を用いて、第２弾性体５の水平方向及び鉛直方向の各弾性係数を相互に悪影響を及ぼすことなく独立して調整可能な構成を実現している。

本実施形態では、図３及び図４に示すように、第２弾性体５の水平部であるＬ字型板バネ５Ａの水平アーム部５２のうち先端部分を高さ方向Ｈに挟む位置に平板状の弾性調整部材６を配置し、これら弾性調整部材６及び水平アーム部５２を共通のボルトＢ２で固定している。弾性調整部材６には、搬送方向Ｔ（前後方向Ｔ）に延伸する長孔６１を形成し、この長孔６１に挿入したボルトＢ２を水平アーム部５２の雌ボルト挿通孔にも挿入して、基台４の雌ネジ孔４１に螺合することで締め付けている。そして、ボルトＢ２による締付状態を少し緩めた状態で長孔６１内にボルトＢ２を案内させて水平アーム部５２に対する弾性調整部材６の固定位置を変更し、当該位置においてボルトＢ２を再度締め付けることで、第２弾性体５の水平アーム部５２のうちフリーな領域（ボルトＢ２及び弾性調整部材６で締め付けられたり、押圧されていない領域）の大きさを変更することができ、その結果、第２弾性体５の水平アーム部５２における有効長が変更し、第２弾性体５の鉛直方向の弾性係数（バネ定数）を調節することができる。

このような調節作業を第２弾性体５毎に順に行うか、同時に行うかは、ピッチング現象の発生状態に応じて選択することができる。

弾性調整部材６は、水平アーム部５２を厚み方向に挟む位置に配置されたもの、すなわち１つの水平アーム部５２に対して２つ配置されるものに限らず、１つの水平アーム部５２に対して１つだけ配置されるものであってもよい。この場合、水平アーム部５２を厚み方向に押圧する弾性調整部材を適用し、弾性調整部材によって弾性変形不能に押圧する領域を調整することによって水平アーム部５２における有効長を変更可能に構成すればよい。弾性調整部材６をスペーサまたはワッシャとして機能させることも可能である。

なお、本実施形態では、第２弾性体５の鉛直アーム部５１であるＬ字型板バネ５Ａの鉛直アーム部５１については、フリーな領域（有効長）を調整できない構成を採用している。このような構成において、第２弾性体５の水平方向の弾性係数（バネ定数）の調整は、鉛直アーム部５１のサイズ（鉛直方向の長さ、バネの厚みや幅、重ねる枚数）が異なる他の第２弾性体（図示省略）に取り替える（交換する）ことによって行うことができる。なお、第２弾性体５の鉛直アーム部５１についても、水平アーム部５２に準じた構成、すなわち、鉛直アーム部５１の先端部分を搬送方向Ｔ（前後方向Ｔ）に挟む位置に平板状の弾性調整部材を配置して、弾性調整部材に高さ方向Ｈに延伸する長孔を形成し、長孔を利用して鉛直アーム部５１に対する弾性調整部材の固定位置を変更することで、第２弾性体５の鉛直アーム部５１のうちフリーな領域（ボルトＢ２及び弾性調整部材６で締め付けられたり、押圧されていない領域）の大きさを変更する構成を適用することが可能である。もちろん、水平アーム部５２に関する弾性調整部材の変形例と同様に、１つの鉛直アーム部５１に対して１つの弾性調整部材を配置する態様を採用することもできる。この場合、鉛直アーム部５１を厚み方向に押圧する弾性調整部材を適用し、弾性調整部材によって弾性変形不能に押圧する領域を調整することによって鉛直アーム部５１における有効長を変更可能に構成すればよい。

そして、本実施形態に係る振動搬送装置Ｘは、上述の通り、第１質量体１のメインパーツである可動ウェイト１１と、第２質量体２のメインパーツであるカウンターウェイト２１と、第１弾性体３とを一体構造物（メインフレームＭ）にしている。これにより、第１質量体１と第１弾性体３の接続箇所、及び第２質量体２と第１弾性体３の接続箇所において摩擦が発生せず、粘性係数が減少するとともに、大振幅時でも固定条件（接続箇所における接続条件）が変化せず、バネの非線形性が低減される。

また、本実施形態に係る振動搬送装置Ｘによれば、第１弾性体３によって可動ウェイト１１及びカウンターウェイト２１を前後方向Ｔの両端と中途部分で支持しているため、可動ウェイト１１及びカウンターウェイト２１の撓み変化が少なくなり、特に、メインフレームＭの可動ウェイト１１と、側面連結板１２との摩擦が少なくなり、粘性係数が減少する。

さらに、第１弾性体３をボルト等の固定具で第１質量体１（可動ウェイト１１）や第２質量体２（カウンターウェイト２１）に固定する場合であれば、固定具の配置スペースを確保する必要があったが、本実施形態によれば、固定具の配置スペースを確保する必要がなく、第１質量体１の形状に関する設計自由度が高くなり、例えば第１質量体１の高さ寸法を大きく設定することで曲げ剛性を向上させることができ、その結果、第１質量体１（可動ウェイト１１）がＳ字状に撓み難くなり、駆動周波数が高くなる。このように、本実施形態に係るリニアフィーダＸによれば、構造体（メインフレームＭ）が振動する駆動周波数及び振幅を上げることができ、高い共振倍率を達成して大振幅を得ることができる。

本実施形態のリニアフィーダＸでは、第１質量体１（可動ウェイト１１）及び第２質量体２（カウンターウェイト２１）の前端と後端の間における中途部分に配置した第１弾性体３がリブとしての役割を果たし、これによっても第１質量体１及び第２質量体２がＳ字に撓み難くなる。

本実施形態では、一塊の金属素材に対してワイヤカット加工を施すことによって、可動ウェイト１１、カウンターウェイト２１及び第１弾性体３を一体に有するメインフレームＭを成形している。なお、ワイヤカット加工以外の加工処理によってメインフレームＭを成形することも可能である。

本実施形態に係るリニアフィーダＸでは、例えば、メインフレームＭとは別体のカウンターウェイト（サブカウンターウェイト）をカウンターウェイト２１に一体的に取り付けることも可能である。サブカウンターウェイトの設置箇所としては、メインフレームＭの内部空間ＭＳ、つまり、搬送方向Ｔに沿って隣り合う第１弾性体３同士の間に形成される比較的大きなスペースＭＳ（２枚１組で近接配置される第１弾性体３同士のスペースは除く）を挙げることができる。この場合、メインフレームＭの内部空間ＭＳにサブカウンターウェイトを設けた状態で、サブカウンターウェイトが、カウンターウェイト２１以外のパーツ（第１弾性体３、圧電素子３１、可動ウェイト１１、側面連結板１２）に接触しないという条件を満たすことが肝要である。サブカウンターウェイトは、カウンターウェイト２１と同様に第２質量体２を構成するパーツである。メインフレームＭの内部空間ＭＳ（搬送方向Ｔに隣り合う第１弾性体３によって仕切られる比較的大きなスペースＭＳ）のサイズは、図３及び４等に示すように相互に均等なサイズ（等分）であってもよし、不均等なサイズ（不等分）であってもよい。なお、図３は図２の要部拡大図である。また、メインフレームＭの内部空間ＭＳは、第１弾性体３に圧電素子３１を取り付けるためのアクセス空間としても利用できる。

このように、本実施形態に係るリニアフィーダＸによれば、第１質量体１と第２質量体２を接続する第１弾性体３を加振源（圧電素子３１）によって駆動させて振動させると、第２質量体２が固定部（カウンターウェイト）として機能し、第２弾性体５が防振体として機能することで、第１質量体１が振動し、リニア搬送路１４上の搬送対象物Ｋを所定の搬送方向Ｔに搬送することができる。さらに、本実施形態に係るリニアフィーダＸによれば、第１質量体１の一部である可動ウェイト１１と、第２弾性体２の一部であるカウンターウェイト２１と、第１弾性体３とを一体構造にしているため、第１質量体１と第１弾性体３の接続箇所、及び第２質量体２と第１弾性体３の接続箇所において摩擦が発生せず、ボルト等の固定具で第１弾性体を第１質量体や第２質量体に固定する構成と比較して、粘性係数が減少し、共振ピークが低下しない。また、大振幅時でも固定条件（接続箇所における接続条件）が変化せず、第１弾性体３の非線形性による駆動周波数（共振周波数）の低下を低減できる。したがって、従来のボルト等の固定具で第１弾性体を第１質量体や第２質量体に固定する構成であれば回避できない共振ピークが低下する要因を、本実施形態に係る振動搬送装置Ｘによれば悉く解消することができ、少ない加振力で大振幅を実現することができる。

加えて、本実施形態に係る振動搬送装置Ｘでは、第１質量体１及び第２質量体２を第１弾性体３で接続する箇所を、従来の駆動バネによる接続箇所と同様に、第１質量体１及び第２質量体２における搬送方向Ｔ上流端部（後端部）同士及び搬送方向Ｔ下流端部（前端部）同士を接続する位置に設定しているため、第１弾性体３による安定した支持状態を確保することができる。

特に、本実施形態に係る振動搬送装置Ｘでは、可動ウェイト１１（第１質量体１のメインパーツ）及びカウンターウェイト２１（第２質量体２のメインパーツ）における搬送方向Ｔ上流側端部（後端部）と搬送方向Ｔ下流側端部（前端部）の間の中途部分同士を接続する位置にも第１弾性体３を配置しているため、中途部分に配置した第１弾性体３がリブとしての役割を果たし、可動ウェイト１１及びカウンターウェイト２１の曲げ剛性を更に向上させることができ、これによって可動ウェイト１１及びカウンターウェイト２１の撓み変化がより一層少なくなり、リニア搬送路１４の変形を抑制することができるとともに、バネ定数が上がり、駆動周波数が高く、且つ部品間の摩擦が減って共振ピークを上げる好条件を満たす構成となる。

以上のように、本実施形態によれば、第１質量体１の少なくとも一部（可動ウェイト１１）と、第２弾性体２の少なくとも一部（カウンターウェイト２１）と、第１弾性体３とを一体構造にするというこれまで着想されることの無かった斬新な構成を採用したことによって、一体構造体（メインフレームＭ）が振動する駆動周波数及び振幅を上げることができ、高い共振倍率を達成して大振幅を得ることが可能になり、搬送対象物Ｋの搬送速度を向上させることが可能な振動搬送装置Ｘを実現できる。

また、本実施形態係る振動搬送装置Ｘでは、第１質量体１として、一体構造物であるメインフレームＭ（一体構造物）を構成する可動ウェイト１１（本発明の「第１質量体本体」に相当）と、可動ウェイト１１とは別体であって且つリニア搬送面を有する搬送路１４とを備えたものを適用しているため、高度な設計仕様が要求されるリニア搬送路１４をメインフレームＭとは別体に専用品として用意することができ、一体構造物であるメインフレームＭの製造時の加工負担を軽減することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、第１弾性体の数や形状、第１質量体及び第２質量体に対する第１弾性体の接続位置も適宜変更することができる。搬送方向に所定角度傾斜した姿勢で第１弾性体を配置することも可能である。

上述の実施形態では、可動ウェイト１１（第１質量体１の一部）、カウンターウェイト２１（第２質量体２の一部）及び第１弾性体３を一体構造にする態様を例示したが、第１質量体の全部、第２質量体の一部及び第１弾性体を一体構造にする態様や、第１質量体の一部、第２質量体の全部及び第１弾性体を一体構造にする態様、或いは第１質量体の全部、第２質量体の全部及び第１弾性体を一体構造にする態様を採用してもよい。

すなわち、本発明における第１質量体は、一体構造物（メインフレーム）を構成するパーツ（可動ウェイト）のみからなるものであってもよいし、一体構造物（メインフレーム）を構成するメインのパーツと、一体構造物とは別体のパーツとを備えたものであってもよい。

同様に、本発明における第２質量体は、一体構造物（メインフレーム）を構成するメインのパーツ（カウンターウェイト）のみからなるものであってもよいし、一体構造物（メインフレーム）を構成するメインのパーツと、一体構造物とは別体のパーツとを備えたものであってもよい。

第１質量体は、リニア搬送面を有するものであればよく、上述の搬送路（トラフ）を備えず、シュート台の上向き面にリニア搬送面を形成したものや、シュート台も備えず、可動ウェイトの上向き面にリニア搬送面を形成したもの、あるいは可動ウェイトに同期して振動するパーツ（シュート台に限定されず）にリニア搬送面を形成したものであっても構わない。特に、第１質量体を上述の可動ウェイトに相当するパーツのみで構成する場合には、第１質量体を第２質量体よりも上方に配置し、第１質量体の上向き面にリニア搬送面を形成することが好ましい。

本発明の振動搬送装置は、防振作用を奏する第２弾性体を、一体構造物（メインフレーム）に対して各々直接接続した態様や、別の部材を介在することで間接的に接続した態様を含むものである。第２弾性体の数や基台または一体構造物（メインフレーム）に対する固定位置は適宜変更することができる。また、第２弾性体が、基台と第２質量体を接続するものであっても構わない。

Ｌ字型バネ以外のバネ（例えばＩ字型のバネの基端同士を接続したバネやＴ字型バネ等）
や、バネ以外の弾性体（ゴム等）によって第２弾性体を構成したり、搬送方向に所定角度傾斜した姿勢で配置した板バネによって第２弾性体を構成することも可能である。また、第２弾性体を備えていない振動搬送装置も本発明に含まれる。

加振源が、圧電素子以外のものであっても構わない。

また、搬送対象物は、ＬＥＤ等の各種ＬＥＤや、ＬＥＤ以外の電子部品、あるいは食品など電子部品以外のものであってもよい。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…第１質量体
１Ｌ…リニア搬送面
２…第２質量体
３…第１弾性体
Ｋ…搬送対象物
Ｘ…振動搬送装置（リニアフィーダ）

そして、本発明に係る振動搬送装置は、リニア搬送面を有する第１質量体と、第１質量体に対して高さ方向に対向する位置に配置され且つ第１質量体に対して逆位相で振動する第２質量体と、第１質量体と第２質量体を接続する第１弾性体とを備え、第１質量体の少なくとも一部と、第２質量体の少なくとも一部と、第１弾性体とを一体構造にしていることを特徴としている。

ここで、本発明における「第１質量体の少なくとも一部と、第２質量体の少なくとも一部と、第１弾性体とを一体構造にしている」態様には、ｉ）第１質量体の全部と、第２質量体の全部と、第１弾性体とを一体構造にしている態様、ｉｉ）第１質量体の一部と、第２質量体の全部と、第１弾性体とを一体構造にしている態様、ｉｉｉ）第１質量体の全部と、第２質量体の一部と、第１弾性体とを一体構造にしている態様、ｉｖ）第１質量体の一部と、第２質量体の一部と、第１弾性体とを一体構造にしている態様、これら全ての態様が包含される。以下では、一体構造にしている塊を一体構造物とする。リニア搬送面は第１質量体を構成するものであるが、ｉｉ）の態様、及びｉｖ）の態様を採用した場合、第１質量体は一体構造物を構成するパーツと、一体構造物とは別体のパーツとを備えたものになり、第１質量体のうち一体構造物を構成するパーツにリニア搬送面を形成するか、一体構造物とは別体のパーツにリニア搬送面を形成するかは適宜選択することができる。

本発明に係る振動搬送装置であれば、第１質量体の少なくとも一部と、第２質量体の少なくとも一部と、第１弾性体とを一体構造にしているため、第１質量体と第１弾性体の接続箇所、及び第２質量体と第１弾性体の接続箇所において摩擦が発生せず、ボルト等の固定具で第１弾性体を第１質量体や第２質量体に固定する構成と比較して、粘性係数が減少し、共振ピークが低下しない。また、大振幅時でも固定条件（接続箇所における接続条件）が変化せず、第１弾性体のバネ定数非線形性による駆動周波数（共振周波数）の低下を低減できる。ここで、ボルト等の固定具で第１弾性体を第１質量体や第２質量体に固定する構成であれば、第１弾性体の振幅が大きくなるほど、第１弾性体である板バネとボルトのうち板バネに接触するボルト端面との間や、板バネと第１質量体もしくは第２質量体のうち板バネに接触する接触面との間に隙間が発生し、板バネの有効長が長くなることで、バネ定数が下がる。このように振幅変位に対してバネ定数が変化することを第１弾性体のバネ定数非線形性と呼び、従来の振動搬送装置では、大振幅になるとバネ定数が下がり、駆動周波数が低下する傾向になる。したがって、従来のボルト等の固定具で第１弾性体を第１質量体や第２質量体に固定する構成であれば回避できない共振ピークが低下する要因を、本発明に係る振動搬送装置によれば悉く解消することができ、少ない加振力で大振幅を実現することができる。

本発明によれば、第１質量体の少なくとも一部と、第２質量体の少なくとも一部と、第１弾性体とを一体構造にするというこれまで着想されることの無かった斬新な構成を採用したことによって、一体構造体（メインフレーム）が振動する駆動周波数を高周波化することができるとともに、高い共振倍率を達成して大振幅を得ることが可能な振動搬送装置を提供することができる。

このように、本実施形態に係るリニアフィーダＸによれば、第１質量体１と第２質量体２を接続する第１弾性体３を加振源（圧電素子３１）によって駆動させて振動させると、第２質量体２が固定部（カウンターウェイト）として機能し、第２弾性体５が防振体として機能することで、第１質量体１が振動し、リニア搬送路１４上の搬送対象物Ｋを所定の搬送方向Ｔに搬送することができる。さらに、本実施形態に係るリニアフィーダＸによれば、第１質量体１の一部である可動ウェイト１１と、第２質量体２の一部であるカウンターウェイト２１と、第１弾性体３とを一体構造にしているため、第１質量体１と第１弾性体３の接続箇所、及び第２質量体２と第１弾性体３の接続箇所において摩擦が発生せず、ボルト等の固定具で第１弾性体を第１質量体や第２質量体に固定する構成と比較して、粘性係数が減少し、共振ピークが低下しない。また、大振幅時でも固定条件（接続箇所における接続条件）が変化せず、第１弾性体３の非線形性による駆動周波数（共振周波数）の低下を低減できる。したがって、従来のボルト等の固定具で第１弾性体を第１質量体や第２質量体に固定する構成であれば回避できない共振ピークが低下する要因を、本実施形態に係る振動搬送装置Ｘによれば悉く解消することができ、少ない加振力で大振幅を実現することができる。

以上のように、本実施形態によれば、第１質量体１の少なくとも一部（可動ウェイト１１）と、第２質量体２の少なくとも一部（カウンターウェイト２１）と、第１弾性体３とを一体構造にするというこれまで着想されることの無かった斬新な構成を採用したことによって、一体構造体（メインフレームＭ）が振動する駆動周波数及び振幅を上げることができ、高い共振倍率を達成して大振幅を得ることが可能になり、搬送対象物Ｋの搬送速度を向上させることが可能な振動搬送装置Ｘを実現できる。

Claims (4)

1. 振動によってリニア搬送面上の搬送対象物を搬送させる振動搬送装置であり、
   前記リニア搬送面を有する第１質量体と、
   前記第１質量体に対して逆位相で振動する第２質量体と、
   前記第１質量体と前記第２質量体を接続する第１弾性体とを備え、
   前記第１質量体の少なくとも一部と、前記第２弾性体の少なくとも一部と、前記第１弾性体とを一体構造にしていることを特徴とする振動搬送装置。
2. 前記第１質量体及び前記第２質量体における前記搬送対象物の搬送方向上流側の端部同士及び搬送方向下流側の端部同士を接続する位置に前記第１弾性体を配置している請求項１に記載の振動搬送装置。
3. 前記第１質量体及び前記第２質量体における前記搬送方向上流側端部と前記搬送方向下流側端部の間の中途部分同士を接続する位置に前記第１弾性体を配置している請求項２に記載の振動搬送装置。
4. 前記第１質量体が、前記一体構造にしたメインフレームを構成する第１質量体本体と、前記第１質量体本体とは別体であって且つ前記リニア搬送面を有する搬送路とを備えたものである請求項１乃至３の何れかに記載の振動搬送装置。

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