JPH03223014A - 振動式搬送装置 - Google Patents

振動式搬送装置

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JPH03223014A
JPH03223014A JP2162509A JP16250990A JPH03223014A JP H03223014 A JPH03223014 A JP H03223014A JP 2162509 A JP2162509 A JP 2162509A JP 16250990 A JP16250990 A JP 16250990A JP H03223014 A JPH03223014 A JP H03223014A
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power
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井爪　孝友
Toshiro Shiraishi
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、共振周波数で搬送運転するように制御された
振動式搬送装置に関する。
（従来の技術） 従来より、振動式搬送装置としては、振動発生源を電磁
石で構成したものの他、圧電素子を用いたものがある。
これらいずれの振動式搬送装置にあっても、搬送効率を
最大にするには、加振周波数を共振周波数に一致させる
必要がある。この観点から、加振周波数調整機能を備え
た搬送装置が開発されており、それが特開昭６２−２１
８３０８号公報において公知となっている。このものは
、加振周波数調整用としてポテンショメータ付きのＣＲ
型正弦波発生器を設け、そのポテンショメータを操作す
ることにより加振周波数を徐々に変化させながら、その
ときの振動状態や音の変化を作業者が自己の目や耳で観
察することにより、共振周波数を探りあてるようになっ
ている。
（発明が解決しようとする課題） 上記従来構成では、加振周波数を共振周波数に合わせる
調整を、人間の五感に頼って行っているので、熟練者で
も正確な調整は容易でなく、どうしても調整ばらつきが
できてしまい、搬送効率の低下を免れ得ない。
しかも、加振周波数の許容範囲は、共振周波数の±０．
２Ｈｚであることが実験により確認されているが、この
共振周波数には負の温度依存性があるため、周囲温度を
０℃から４０℃まで変化させると、共振周波数は２Ｈ２
も低下してしまう。
この原因は、振動系の熱膨張により弾性係数が変化する
ためと考えられている。
一方、加振周波数調整用のＣＲ発振器のコンデンサには
正の温度依存性があるため、このＣＲ発振器の出力周波
数は、周囲温度の０℃から４０℃までの変化に対して加
振周波数が２Ｈｚも増加する。
この様に、振動系とＣＲ発振器側の温度依存性の温度勾
配が逆になっているので、２０℃で加振周波数を共振周
波数に正確に一致させたとしても、その後、周囲温度が
±５℃変化すれば、加振周波数と共振周波数とのずれ幅
がほぼ０．５Ｈｚにもなってしまい、許容範囲（０，２
Ｈｚ）を超えてしまう。この事は、周囲温度が多少変化
しただけでも加振周波数の調整が必要になることを意味
するが、前述したように、この調整を人間の五感に頼っ
て行っていたのでは、面倒であるのみならず、調整ばら
つきができてしまい、搬送効率の低下を免れ得ない。
本発明は上述の諸事情を勘案してなされたもので、その
目的は、加振周波数を共振周波数に合わせる調整を自動
化できて、簡単且つ確実に最良の加振周波数（共振周波
数）で搬送運転を行い得る振動式搬送装置を提供するこ
とにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 請求項１記載の振動式搬送装置は、第１１図に示すよう
に、商用交流電源を整流して直流高電圧を発生する直流
電源部と、この直流電源部から供給される直流高電圧を
交流電圧に変換して前記振動発生源に印加するインバー
タと、前記振動発生源に印加した交流電圧の実効値を求
める手段と、前記振動発生源に流れる交流電流の実効値
を求める手段と、前記交流電圧と交流電流の位相差を求
める手段と、前記交流電圧実効値、交流電流実効値及び
位相差から前記振動発生源への印加電力を計算する演算
手段と、この印加電力の計算値を記憶する記憶手段と、
前記振動発生源に印加する交流電圧の周波数を変化させ
る周波数変化手段と、共振周波数の自動設定モードでは
、前記振動発生源に印加する交流電圧の実効値を一定に
した状態で、所定時間毎に前記周波数変化手段により交
流電圧の周波数を増加若しくは減少させた上で、前記振
動発生源への印加電力を前記演算手段に計算させ、その
計算値を前記記憶手段に記憶された前回の計算値と比較
して、今回の計算値が前回のものよりも大きければ、同
一方向に交流電圧の周波数をずらし、逆に、今回の計算
値が前回のものよりも小さければ、反対方向に交流電圧
の周波数をずらすという動作を繰り返すことにより、前
記印加電力が最大となる共振周波数を求めてその共振周
波数で搬送運転するように制御する制御手段とを具備し
て成るものである。
一方、請求項２記載の振動式搬送装置は、振動発生源へ
の印加電力即ちインバータの出力電力が最大になるとき
には、インバータへの入力電力も最大になるという、イ
ンバータの入出力の相関関係に着目して発明されたもの
で、インバータへの入力電力を最大にするように制御す
ることによって、振動発生源への印加電力（インバータ
の出力電力）を最大にするものである。具体的な構成は
、インバータに印加する直流電圧を求める手段と、前記
インバータに供給した直流電流の平均値を求める手段と
、前記直流電圧値と前記直流電流平均値から前記−イン
バータへの入力電力を計算する演算手段と、この人力電
力の計算値を記憶する記憶手段と、前記インバータの出
力周波数を変化させる周波数変化手段と、共振周波数の
自動設定モードでは、前記インバータに印加する直流電
圧を一定にした状態で、所定時間毎に前記周波数変化手
段により前記インバータの出力周波数を増加若しくは減
少させた上で、前記インバータへの入力電力を前記演算
手段に計算させ、その計算値を前記記憶手段に記憶され
た前回の計算値と比較して、今回の計算値が前回のもの
よりも大きければ、同一方向に前記出力周波数をずらし
、逆に、今回の計算値が前回のものよりも小さければ、
反対方向に前記出力周波数をずらすという動作を繰り返
すことにより、前記入力電力が最大となる共振周波数を
求めてその共振周波数で搬送運転するように制御する制
御手段とを具備して成るものである。
（作用） 第８図に示すように、加振周波数に対する振動加速度の
変化曲線と印加電力の変化曲線とは、互いに相似形とな
り、振動加速度のピーク値の周波数と印加電力のピーク
値の周波数とは一致する。
この関係から、振動発生源への印加電圧を一定にした状
態で、加振周波数を変化させながら、印加電力が最大に
なる周波数を求めれば、その点が共振周波数となる。
本発明はこの様な関係に着目したもので、請求項１記載
の構成によれば、制御手段は、自動設定モードでは、振
動発生源に印加する交流電圧の実効値を一定にした状態
で、所定時間毎に周波数変化手段により交流電圧の周波
数を僅かずつ増加若しくは減少させた上で、印加電力を
演算手段に計算させ、その計算値を記憶手段に記憶され
た前回の計算値と比較して、今回の計算値が前回のもの
よりも大きければ′、同一方向に交流電圧の周波数をず
らし、逆に、今回の計算値が前回のものよりも小さけれ
ば、反対方向に交流電圧の周波数をずらすという動作を
繰り返すことにより、前記印加電力が最大となる周波数
即ち共振周波数を求めてその共振周波数で搬送運転する
ように制御する。
一方、振動発生源への印加電力（インバータの出力電力
）が最大になるときには、インバータへの入力電力も最
大になるという関係があるので、請求項２のように、イ
ンバータへの入力電力を最大にするように制御すれば、
結果的に、振動発生源への印加電力（インバータの出力
電力）が最大になるように制御され、自動的に共振周波
数に調整される。
（実施例） 以下、本発明をボウル型パーツフィーダに適用した第１
実施例について、第１図乃至第１１図に基づいて説明す
る。
まず、全体の機械的概略構成を示す第２図において、１
は円盤状に形成された基台で、その上面には、複数のバ
イモルフ２が同一円周上に等間隔に傾斜状に配置されて
いる。各バイモルフ２は、板ばね３の両面に振動発生源
たる圧電素子４を貼着して構成され、各板ばね３の上端
には振動増幅ばね５を介してボウル型搬送体６が連結さ
れている。この場合、後述する駆動装置７により、各バ
イモルフ２は、両圧電素子４に分極方向が互いに反対と
なるように交流電圧が印加され、それによって各バイモ
ルフ２は湾曲運動を繰り返してボウル型搬送体６を螺旋
方向（円周方向斜め上下方向）に振動させ、内部の搬送
部品を螺旋状搬送路８に沿って搬送する。
次に、駆動装置７の構成を第１図に基づいて説明する。
９はＡＣｌｏｏＶ又は２００ｖの商用単相交流電源で、
この電源９からノイズ除去用のラインフィルタ１０を介
して整流器１１に給電される。この整流器１０は、単相
ブリッジ全波整流回路で構成され、ここで全波整流され
た直流電圧がＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ１２に印加され
る。このＤＣ／ＤＣＣ／式−タ１２は、ＲＣＣ型又はフ
ライバックトランス型コンバータで構成され、全波整流
された直流電圧を７００Ｖの高圧直流電圧に昇圧する。
このＤＣ／ＤＣＣ／式−タ１２の３本の出力ライン１３
ａ、１３ｂ、１３ｃの相互間には、抵抗１４ａ、１４ｂ
とコンデンサ１５ａ、１５ｂが並列に接続され、それに
よって７００ｖの高圧直流電圧が＋３５０■と一３５０
ｖの２電源に分割されている。この第１の実施例では、
ラインフィルタ１０、整流器１１及びＤＣ／ＤＣコンノ
（−タ１２から直流電源部４５が構成されている。
一方、ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ１２の中央の出力ライン１
３ｂには、前記バイモルフ２の圧電素子４と短絡電流防
止用のりアクドル１６とが直列に接続され、このリアク
トル１６と両側の出力ライン１３ａ、１３ｃ間には、ス
イ・ソチング素子たる電界効果トランジスタ（以下、Ｆ
ＥＴと称す）１７ａ、１７ｂのソースとドレインが接続
されている。これら両ＦＥＴ１７ａ、１７ｂのゲートに
は、ゲート駆動回路１８からゲート信号が与えられ、そ
れによって両ＦＥＴ１７ａ、１７ｂが交互にオン・オフ
して圧電素子４に交流電圧を印加するＯこの交流電圧の
正の半サイクルでは、一方のＦＥＴ１７ａがＰＷＭ方式
でオンすると共に、他方のＦＥＴ１７ｂがオフし、反対
に、負の半サイクルでは、他方のＦＥＴ１７ｂがＰＷＭ
方式でオンすると共に、一方のＦＥＴ１７ａがオフする
。これら両ＦＥＴ１７ａ、１７ｂとゲート駆動回路１８
とからインバータ１９が構成されている。この場合、ゲ
ート駆動回路１８には、マイクロコンピュータ２０の出
力ポートＰの出力信号と、このマイクロコンピュータ２
０に付設されたＰＷＭ回路２１の出力信号が入力される
。そして、ＰＷＭ回路２１の出力信号により、圧電素子
４への交流印加電圧の振幅を制御し、出力ポートＰから
極性（十−）の信号が出力される。この場合、ＰＷＭ回
路２０のクロック信号の周期が０．８マイクロ秒、ＰＷ
Ｍ幅が１２７とすると、 ０．８Ｘ１２７−１０１．６　［マイクロ秒］であるか
ら、１０１．６マイクロ秒毎（９，８４ＫＨｚ毎）のＰ
ＷＭ制御が可能である。従って、この実施例では、マイ
クロコンピュータ２０は、１０１．６マイクロ秒毎に正
弦波状のデータをＰＷＭ回路２１に出力し、出力ポート
Ｐから極性（十−）の信号を出力して、交流印加電圧の
振幅と周波数を制御する。この様にして、マイクロコン
ピュータ２０が、電圧調整手段と周波数変化手段として
も機能する。
一方、圧電素子４に流れる電流値を検出するために、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ１２の出力ライン１３ｂには変流器
２２が設けられ、この変流器２２で検出されて抵抗２３
で電圧値に変換された電流検出信号が、マイクロコンピ
ュータ２ｏのゼロクロス検出付き割込み回路２４に入力
されると共に、整流器２５を介してマイクロコンピュー
タ２ｏのＡ／Ｄ変換器２６にも入力される。このＡ／Ｄ
変換器２６は、逐次変換式のもので、変換語長は８ビツ
ト、変換時間は約１０〜２０マイクロ秒である。また、
ゼロクロス検出付き割込み回路２４は、第１０図（ａ）
にｔＩｎ　　”２ｒ　　ｉ３で示すように入力信号のレ
ベルが負（−）から正（＋）に、または正（＋）から負
（−）に変化する（ゼロクロスする）ときに、マイクロ
コンピュータ２０に第１０図（ｂ）に示すパルス状の割
込み信号を入力する。尚、整流器２５を通して電流検出
信号を整流する理由は、Ａ／Ｄ変換器２６が十−の両極
性を持たない単極性であるためと、交流電流の実効値を
計算するのに、負の極性を正の極性に変換して計算して
も、計算値は同じになるためである。
また、前回の搬送運転終了直前の印加電圧の周波数と電
圧値をデータとして記憶しておくために、バッテリー２
７でバックアップされたランダムアクセスリードライト
メモリ（以下、ＲＡＭと称す）２８がデータバスを介し
てマイクロコンピュータ２０に接続されている。
一方、マイクロコンピュータ２０の入力ボートＩには、
モード切換手段たる運転モード切換スイッチ２９が接続
され、このスイッチ２９をオンしたときに自動設定モー
ドが設定され、オフしたときに手動設定モードが設定さ
れる。また、手動設定モードのときに圧電素子４への印
加電圧を調整するために、電圧調整用のポテンショメー
タ３０を設け、このポテンショメータ３０をマイクロコ
ンピュータ２０のＡ／Ｄ変換器３１に接続している。更
に、手動設定モードのときに加振周波数を調整するため
に、周波数手動調整手段たるポテンショメータ３２を設
け、このポテンショメータ３２をマイクロコンピュータ
２０のＡ／Ｄ変換器３３に接続している。そして、手動
設定モードのときに、加振周波数が共振周波数に一致し
ている間はその旨を表示する報知手段たるＬＥＤ等の表
示素子３４を設け、この表示素子３４をマイクロコンピ
ュータ２０の出力ポートＱに接続している。
尚、このマイクロコンピュータ２ｏには、発振器３５か
らクロックパルスが入力され、このクロックパルスをも
とに、マイクロコンピュータ２０はＰＷＭ回路２１にＰ
ＷＭ信号を発生させたり、印加電圧と電流の位相差を測
定するようになっている。
次に、制御手段であるマイクロコンピュータ２０による
運転制御の内容を第３図乃至第９図に基づいて説明する
。
まず、加振周波数を共振周波数に一致させる制御の基本
原理を、第８図に基づいて説明する。この第８図に示す
ように、加振周波数に対する振動加速度の変化曲線と印
加電力の変化曲線とは、互いに相似形となり、振動加速
度のピーク値の周波数と印加電力のピーク値の周波数と
は一致する。
この関係から、圧電素子４への印加電圧を一定にした状
態で、加振周波数を変化させながら、印加電力が最大に
なる周波数を求めれば、その点が共振周波数となる。
また、負荷変動に伴う搬送速度（振動加速度）の変動を
防止して、搬送速度を一定化するための制御の基本原理
は、第９図に示すように、印加電力が一定であれば、負
荷が変化しても振動加速度は一定となることに基づく。
さて、自動設定モードで運転する場合には、運転モード
切換スイッチ２９を「自動」に切換える（オフする）。
この後、運転スタートスイッチ（図示せず）をオンする
と、次のようにして加振周波数が共振周波数に自動的に
調整される自動設定モードで搬送運転が開始される。こ
の自動設定モードでは、圧電素子４への印加交流電圧の
１すイクル終了毎に、１サイクル分の印加電力Ｗｉの計
算を演算手段であるマイクロコンピュータ２０のＣＰＵ
によって行う（ステップＭｌ、Ｍ２）。
この計算は、第４図のサブルーチンによって、印加電圧
の実効値Ｖｒ■ｓ１電流実効値１　ｒｌｓ　％力率ＣＯ
Ｓφから次の（１）式を用いて行われる。
Ｗ　　ｉ　　−Ｖｒａｓ　　Ｘ　　Ｉ　　ｒｌｓ　　Ｘ
　　ｃｏｓφ　　　・・・−・　（，１）この場合、印
加電圧は、マイクロコンピュータ２０のＰＷＭ回路２１
により調節されるため、その印加電圧の実効値Ｖ「■Ｓ
は、電圧計等により測定せずとも、マイクロコンビコー
タ２０自身により設定される（ステップＳｌ）。従って
、この第１実施例では、マイクロコンピュータ２０が印
加電圧の実効値Ｖ　ｒｌｓを求める手段を兼ねることに
なるが、印加電圧の実効値Ｖｒ■Ｓを別途設けた電圧計
等により実際に測定して求める構成としても良い。
また、電流実効値１ｒ■Ｓを求める手順は、所定のサン
プリング周期（５０〜２００μｓ）で圧電素子４に流れ
た電流値を、変流器２２、抵抗２３、整流器２５及びＡ
／Ｄ変換器２６を介してマイクロコンピュータ２０でサ
ンプリングしくステップＳ２）、そのサンプリングデー
タを２乗して規定サイクル（Ｎ回）加算した上で（ステ
ップＳ３）、その加算値をＮで除算しくステップＳ４）
、その除算値を開平して電流実効値Ｉ　ｒｌｓ求める（
ステップＳ５）。更に、力率ＣＯＳφを求める手順は、
印加電圧のゼロクロス時期ｔｖを検出すると共に（ステ
ップＳ６）、ゼロクロス検出付き割込み回路２４を通し
て測定される入力電流のゼロクロス時期ｔｌを検出する
（ステップＳ７）。そして、これら印加電圧のゼロクロ
ス時期ｔνと電流のゼロクロス時期１＋との時間差１ｔ
ｖ　　ｔ＋ｌを算出して（ステップＳ８）、それを位相
差φに変換して（ステップＳ９）、力率ｅＯ９φを算出
する（ステップ５１０）。尚、位相差φから力率ｃｏｓ
φを求める他の方法としては、予めφに対するＣＯＳφ
の計算値をテーブル化してマイクロコンピュータ２０の
読出し専用メモリ（以下ＲＯＭと称す）に記憶しておき
、その記憶データ群からｅＯ８φを読み取るようにして
も良い。
このようにして求められた電圧実効値ＶｒｌｌＳ％電流
実効値１ｒ■ｓ１力率ＣＯＳφから前記（１）式によっ
て印加電力Ｗｉが１サイクル終了毎に計算されるが（ス
テップ５１１）、この印加電力Ｗｉの計算値は規定サイ
クル（Ｎ回）分、累積加算される（第３図のステップＭ
３．Ｍ４）。そして、規定サイクル（Ｎ回）終了毎に、
印加電力Ｗｉの加算値Ｗを規定回数Ｎで除算して印加電
力の平均値Ｗｎを求める（ステップＭ５）。
この後、ステップＭ６において、前回の処理が周波数処
理ルーチンであるか否か、即ち前回処理フラグＦ−１で
あるか否かが判断され、周波数処理ルーチンと振幅処理
ルーチンとが交互に実行されるようになっている（ステ
ップＭ７．Ｍ８）。
ステップＭ７の周波数処理ルーチンは、第５図に示され
ており、加振周波数を共振周波数に追従させるために、
即ち印加電力のピーク値を求めるために、次のように実
行される。まず、ステップＳ１２において、ｆ　ｎ　＞
　ｆ　ｎ−１、Ｗｎ　＞　Ｗｎ−１であるか否かが判断
される。ここで、Ｗｎは今回の印加電力（平均値）であ
り、Ｗｎ−１は前回の印加電力（平均値）である。そし
て、このステップＳ１２で、是（ＹＥＳ）と判断されれ
ば、次回の加振周波数ｆ　ｎ＋１をｆｎ十Ｋ（ここで、
Ｋは後述する周波数変化分）に設定する（ステップ８１
３）。
一方、上記ステップＳ１２において、否（Ｎ　Ｏ）と判
断されれば、ステップ５１４に移行して、ｆ　ｎ　＞　
ｆ　ｎｌ　％Ｗ　ｎ　＜　Ｗ　ｎ−１であるか否かが判
断される。このステップＳ１４で、是（ＹＥＳ）と判断
されれば、ｆ　ｎ＋１をｆｎ−Ｋに設定する（ステップ
５１５）。一方、ステップＳ１４で、否（ＮＯ）と判断
されれば、ステップＳ１６に移行して、ｆ　ｎ　＜　ｆ
　ｎ−１、Ｗｎ　＞Ｗｎ−１であるか否かが判断される
。このステップＳ１６において、是（ＹＥＳ）と判断さ
れれば、ｆ　ｎｉｌをｆｎ　−Ｋに設定する（ステップ
５１７）。尚、ステップＳ１６で、否（Ｎ　Ｏ）と判断
されれば、ｆ　ｎ＋１をｆｎ十Ｋに設定する（ステップ
５１８）。以上のステップ８１２〜３１８により、加振
周波数を共振周波数に順次近付ける（印加電力を順次大
きくする）ものである。
この後、今回の印加電力Ｗｎと前回の印加電力Ｗｎ−１
の差μを計算する（ステップ５１９）。そして、印加重
力Ｗｎに対する電力差μのパーセンテージに応じて周波
数変化分Ｋを次のように変化させることにより、共振周
波数（印加電圧のピーク値）の検出を速める。即ち、μ
〈１％であれば、Ｋ−０，２と設定され（ステップＳ２
０，５２１）１％≦μく５％であれば、Ｋ−０，５と設
定され（ステップＳ２２，５２３）　、５％≦μ＜１０
％であれば、Ｋ−１，０と設定され（ステップＳ２４．
５２５）、μ≧１０％であればに−１，５と設定される
（ステップ５２６）。
この後、第３図のメインルーチンに戻って、ステップＭ
９で、前回処理フラグＦを「１」にセットして、次回は
振幅処理ルーチンを実行する（ステップＭ６．Ｍ８）。
この振幅処理ルーチンは、第６図に示されており、搬送
速度を一定化するために、印加電力を一定に保つように
次のような処理を行う。まず、ｆ　ｎｉｌ　−ｆ　ｎ−
１であるが否が、即ち加振周波数が共振周波数に一致し
ているが否かが判断される（ステップ５３１）。この場
合、ｆ　ｎｉｌ　−ｆ　ｎ−１のときに、加振周波数が
共振周波数に一致する理由は、前回の加振周波数ｆ　ｎ
−１で印加電力Ｗｎ−１がピーク値なれば、今回の加振
周波数ｆｎ　　（即ちｆ　ｎ−１±Ｋ）では印加電力Ｗ
ｎがピーク値からずれるため、次の周波数処理ルーチン
で、次回の加振周波数ｆ　ｎ＋１が元の周波数（共振周
波数）に戻されるためである。
そして、ステップＳ３１で、ｆ　ｎｉｌ≠ｆ　ｎ−１、
即ち加振周波数が共振周波数に一致していなければ、振
幅処理ルーチンを実行せずに、第３図のメインルーチン
に戻る。これは、加振周波数を共振周波数に一致させる
までは、印加電圧を一定に保って、周波数処理ルーチン
（加振周波数を共振周波数に順次近付ける処理）を優先
的に繰り返させるためである。
一方、ステップＳ３１で、ｆ　ｎ＋１−　ｆ　ｎ−１と
判断されたとき、即ち加振周波数が共振周波数に一致し
たとき（印加電力が最大になったとき）には、搬送速度
（振動加速度）を−走化するために、印加電力を一定に
保つべく、ステップＳ３２に移行して、次回のＰＷＭ出
力の振幅Ｓ　ｎ＋１が次の（２）式によって算出される
。
ここで、Ｓｎは今回の振幅、Ｗｎは今回の印加電力、Ｗ
ｎ−１は前回の印加電力である。この様にして、ＰＷＭ
出力の振幅を調整することにより、圧電素子４への印加
電圧を調整して、印加重力（搬送速度）を一定に保つも
のである。そして、次回の振幅Ｓｎ＋１の算出後、メイ
ンルーチンに戻弓て、前回処理フラグＦを「０」にセッ
トしくステップＭＩＯ）、次回は前述した周波数処理ル
ーチンを実行する（ステップＭ６．Ｍ７）。
参考までに、上述した各処理のタイミングを第７図に図
示して・いる。また、上記各処理ルーチンにおいて、計
算された印加重力Ｗｎ−１、Ｗｎと加振周波数ｆｎ−１
，ｆｎは、マイクロコンピュータ２０内蔵の記憶手段た
るＲＡＭ　（図示せず）に記憶され、これらの記憶値を
もとに各処理ルーチンが実行される。
以上説明した自動設定モードにおける制御の流れを要約
すれば、圧電素子４に印加する交流電圧の実効値を一定
にした状態で、所定時間毎に交流印加電圧の周波数を僅
かずつ増加若しくは減少させた上で、印加電力を計算し
、その計算値を前回の計算値と比較して、今回の計算値
が前回のものよりも大きければ、同一方向に印加電圧の
周波数をずらし、逆に、今回の計算値が前回のものより
も小さければ、反対方向に印加電圧の周波数をずらすと
いう動作を繰り返すことにより、前記印加電力が最大と
なる周波数即ち共振周波数を求めてその共振周波数で搬
送運転するように制御する。
従って、加振周波数を共振周波数に合わせる調整を自動
化できて、簡単且つ確実に最良の加振周波数（共振周波
数）で搬送運転を行い得る。
しかも、自動設定モードでは、搬送運転の全期間を通し
て、加振周波数が絶えず共振周波数に調整されるので、
たとえ、周囲温度が変動して共振周波数がずれたとして
も、それに追従して加振周波数が自動的に調整され、搬
送運転中の温度変化（共振周波数のずれ）にも対処でき
て、搬送運転を安定化できる。
また、自動設定モードでは、共振周波数を求める毎に、
その共振周波数における印加電力の計算値が一定になる
ように、電圧調整手段たるマイクロコンピュータ２０に
よりＰＷＭ出力の振幅（印加電圧）が自動的に調整され
るので、負荷が変化しても搬送速度（振動加速度）を一
定にすることができて、この面からも搬送運転を安定化
できる。
ところで、搬送運転開始当初の加振周波数が共振周波数
から大きく離れていると、加振周波数が共振周波数に調
整されるまでの時間が長くなってしまうので、この実施
例では、この時間を次のようにして短縮する。前回の搬
送運転終了直前の加振周波数とＰＷＭ出力の振幅（印加
電圧）を、バッテリー２７でバックアップされたＲＡＭ
２８に記憶しておき、このＲＡＭ２８に記憶された加振
周波数とＰＷＭ出力の振幅（印加電圧）を初期値として
次回の搬送運転を開始する。この場合、記憶手段として
、バッテリー２７でバックアップされたＲＡＭ２８を用
いる理由は、電源オフ時でも記憶データを保持しておく
ためである。従って、電源オフ時でも記憶データを保持
できるものであれば、ＲＡＭ２８でなくても、ＥＥＰＲ
ＯＭや書き込み装置付きＲＯＭであっても良い。
尚、加振周波数と印加電圧の初期値の設定は、加振周波
数調整用のポテンショメータ３２と印加電圧調整用のポ
テンショメータ３０の調整によって、使用者が任意に設
定できるように構成しても良い。
一方、加振周波数と印加電圧を手動で設定する手動設定
モードで搬送運転を行う場合には、次の手順で操作する
。まず、運転モード切換スイッチ２９を「手動」に切換
えて（オンして）、運転スタートスイッチ（図示せず）
をオンすれば、手動設定モードで搬送運転が開始される
。この後、加振周波数調整用のポテンショメータ３２を
ゆっくり回す。これにより、加振周波数が少しずつ増加
若しくは減少されるが、このときも上述した自動設定モ
ードと同じく、加振周波数が所定量ずらされる毎に印加
電力を計算して、その計算値をマイクロコンピュータ２
０のＲＡＭに記憶された前回の計算値と比較することに
よって、印加電力が最大になったか否か判断し、印加電
力が最大になった時点で、表示素子３４を連続点灯させ
て、加振周波数が共振周波数に一致した旨の報知を行わ
せる。この場合、加振周波数が共振周波数よりも低いと
きには、表示素子３４をゆっくり点滅させ、逆に、加振
周波数が共振周波数よりも高くなったときには、表示素
子３４を早く点滅させることによって、ポテンショメー
タ３２を周波数増加・減少のいずれの方向に調整すれば
良いかを作業者に知らせて、素早い手動調整を可能にし
ている。尚、加振周波数が共振周波数よりも低いか高い
かの判断方法は、加振周波数を増加（減少）させたとき
に印加電力が増加（減少）するか否かによって判断され
る。
この様に、手動設定モードでも、作業者は、表示素子３
４が連続点灯するまで、ポテンショメータ３２を調整す
れば良く、従来のように勘に頼って手動調整する場合に
比し、手動調整が簡単であると共に、正確な周波数調整
が可能である。尚、周波数調整完了を報知する報知手段
としては、表示素子３４に限らず、ブザー、スピーカ等
であっても良い。
一方、手動設定モードにおいて、印加電圧の調整を行う
場合には、上述したようにして加振周波数を共振周波数
に調整した上で、印加電圧調整用のポテンショメータ３
０を操作して任意の電圧に調整すれば良い。
尚、上記第１実施例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２の
出力を＋３５０ｖと一３５０ｖの２電源に分割したので
、インバータ１９のスイッチング素子（ＦＥＴ１７ａ、
１７ｂ）を２個で構成できるが、例えば、第１２図に示
す本発明の第２実施例のように、ＤＣ／ＤＣコンバータ
４０を＋３５０ｖの単一電源として構成する場合には、
４個のスイッチング素子たるＦＥＴ４１ａ〜４１ｄでブ
リッジ回路を構成し、これら各ＦＥＴ４１ａ〜４１ｄを
ゲート駆動回路４２によって駆動して、ＦＥＴ４１ａ、
４１ｃとＦＥＴ４１ｂ、４１ｄとを交互にオン・オフさ
せることにより、圧電素子４に交流電圧を印加するよう
にすれば良い。この場合には、４個のＦＥＴ４１ａ　〜
４１ｄとゲート駆動回路４２からインバータ４３が構成
され、そのゲート駆動回路４２がマイクロコンピュータ
２゜によって制御される。
一方、第１３図及び第１４図は本発明の第３実施例を示
したもので、前述した第１実施例と同一部分には同一符
号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ異符
号を付して説明する。
ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ５１は、電流平滑用のりアクドル
５２、ダイオード５３、ＦＥＴ５４、ＰＷＭスイッチン
グレギュレータ５５及び２個の帰還抵抗５６．５７から
構成されている。上記リアクトル５２は整流器１１の一
方の出力端子に接続され、このリアクトル５２と整流器
１１の他方の出力端子との間にＦＥＴ５４のソースとド
レインが接続されている。このＦＥＴ５４のゲートには
ＰＷＭスイッチングレギュレータ５５の出力端子が接続
され、ＰＷＭスイッチングレギュレータ５５の出力信号
によりＦＥＴ５４のオン・オフが制御されるようになっ
ている。そして、ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ５１の出力電圧
は、２個の帰還抵抗５６．５７を介してＰＷＭスイッチ
ングレギュレータ５５に帰還され、その帰還入力に基づ
いて２ｗＭスイッチングレギュレータ５５がＦＥＴ５４
のオン・オフを制御してＤＣ／ＤＣＣ／式−タ５１の出
力電圧を一定化する。このＤＣ／ＤＣＣ／式−タ５１と
整流器１１及びラインフィルタ１ｏがら直流電源部５８
が構成されている。
一方、インバータ１９に供給した直流電流の平均値を求
めるために、ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ５１の出力端子には
電流検出用の抵抗５９が接続され、この抵抗５９により
直流電流値が電圧値に変換されて検出される。この抵抗
５９により検出される直流電流値は、フィルタ６０によ
り直流電流平均値に変換され、マイクロコンピュータ２
０のＡ／Ｄ変換器２６に入力される。
この第３実施例は、圧電素子４への印加電力即ちインバ
ータ１９の出力電力が最大になるときに、インバータ１
９への入力電力も最大になるという、インバータ１９の
入出力の相関関係に着目したもので、インバータ１９へ
の入力電力を最大にするようにマイクロコンピュータ２
０により制御することによって、圧電素子４への印加電
力（インバータ１９の出力電力）を最大にして、加振周
波数を共振周波数に合わせるものである。この場合、マ
イクロコンピュータ２０は、後述する手順でインバータ
１９への入力電力を最大にするように制御する制御手段
として機能する他、インバータ１９に印加する直流電圧
値と前記フィルタ６０を介して入力される直流電流平均
値からインバータ１９への人力電力を計算する演算手段
と、この入力電力の計算値を記憶する記憶手段と、前記
インバータ１９の出力周波数を変化させる周波数変化手
段としても機能する。
このマイクロコンピュータ２０により、インバータ１９
への入力電力を計算する手順は、所定のサンプリング周
期（５０〜２００ｕｓ）でインバータ１９に流れた直流
電流平均値をフィルタ６０を介して読み込み、その直流
電流平均値にＤＣ／ＤＣＣ／式−タ５１の出力電圧値（
インバータ１９に印加する直流電圧値）を乗算して入力
電力を求める。この第３実施例では、Ｄｃ／Ｄｃコンバ
ータ５１の出力電圧は、ＰＷＭスイッチングレギュレー
タ５５によるＦＥＴ５４のオン・オフ制御により定電圧
化されているので、ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ５１の出力電
圧は、電圧計等により測定するのではなく、マイクロコ
ンピュータ２ｏ内蔵のＲＯＭに予め記憶しておいた出力
電圧のデータを読み取ることにより、ＤＣ／ＤＣＣ／式
−タ５１の出力電圧を求める。従って、この第３実施例
では、マイクロコンピュータ２０がＤＣ／ＤＣＣ／式−
タ５１の出力電圧値（インバータ１９１．：印加する直
流電圧値）を求める手段を兼ねることになるが、この出
力電圧を別途設けた電圧計等により実際に測定して求め
る構成としても良い。
この場合、サンプリング毎にマイクロコンピュータ２０
が読み込んだ直流電流平均値を１．．１２、・・・・・
・、ＩＮとし、Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ５１の出力電
圧（一定値）をＶとすると、Ｎ回のサンプリングにより
インバータ１９への入力電力の平均値Ｗ７が次の（３）
式によって計算される。
Ｗｆｉｓ−ＶＸ（ＩＩ　十Ｉ２　＋−・”＋ＩＮ）／Ｎ
（３） この様にしてインバータ１９への入力電力の平均値Ｗ６
を計算した後、第１実施例のメインルーチン（第３図）
で言えば、ステップＭ６〜Ｍ１０と同様の動作が実行さ
れる。即ち、周波数処理ルーチン（ステップＭ７）と振
幅処理ルーチン（ステップＭ８）が交互に実行される。
周波数処理ルーチンでは、所定時間毎にインバータ１９
の出力周波数を０かずつ増加若しくは減少させた上で、
インバータ１９への入力電力（平均値Ｗ、）を計算させ
、その計算値Ｗ。をマイクロコンピュータ２０のＲＡＭ
に記憶された前回の計算値Ｗ、−３と比較して、今回の
計算値Ｗ、が前回のものよりも大きければ、同一方向に
前記出力周波数をずらし、逆に、今回の計算値Ｗ、が前
回のものよりも小さければ、反対方向に前記出力周波数
をずらすという動作を繰り返すことにより、入力電力が
最大となる共振周波数を求めてその共振周波数で搬送運
転するように制御する。
一方、振幅処理ルーチンでは、インバータ１９への入力
電力が常に一定になるようにインバータ１９の出力電圧
（振幅）を調整し、それによって負荷の変動に伴う搬送
速度（振動加速度）の変動を防止して、搬送速度を一定
化する。この場合、インバータ１９への入力電力が一定
になれば、インバータ１９から圧電素子４に印加される
電力も一定となり、結果的に、第１実施例と同様の制御
を行うことになる。
尚、この第３実施例においても、前回の搬送運転終了直
前の加振周波数とＰＷＭ出力の振幅（印加電圧）を、バ
ッテリー２７でバックアップされたＲＡＭ２８に記憶し
ておき、このＲＡＭ２８に記憶された加振周波数とＰＷ
Ｍ出力の振幅（印加電圧）を初期値として次回の搬送運
転を開始する。
これにより、素早く加振周波数を共振周波数に調整でき
る。
更に、第１実施例と同じく、自動設定モードと手動設定
モードとを切換えるモード切換手段たる運転モード切換
スイッチ２９と、手動設定モードのときにインバータ１
９の出力周波数を使用者が調整可能な周波数手動調整手
段たるポテンショメータ３２と、共振周波数で搬送運転
している間はその旨を報知する報知手段たる表示素子３
４とを備えている。そして、手動設定モードに切換えら
れたときには、周波数調整用のポテンショメータ３２の
操作によりインバータ１９の出力周波数が調整される毎
に、マイクロコンピュータ２０によりインバータ１９へ
の入力電力を計算して、その計算値をマイクロコンピュ
ータ２０のＲＡＭに記憶された前回の計算値と比較する
ことにより、入力電力が最大になったか否かを判断し、
入力電力が最大になった時点で、表示素子３４を連続点
灯させて、加振周波数が共振周波数に一致した旨の報知
を行わせる。この場合も、第１実施例と同じく、加振周
波数が共振周波数よりも低いときには、表示素子３４を
ゆっくり点滅させ、逆に、加振周波数が共振周波数より
も高くなったときには、表示素子３４を早く点滅させる
ことによって、ポテンショメータ３２を周波数増加・減
少のいずれの方向に調整すれば良いかを作業者に知らせ
て、素早い手動調整を可能にしている。
そして、手動設定モードにおいて、圧電素子４への印加
電圧の調整を行う場合には、上述したようにして加振周
波数を共振周波数に調整した上で、印加電圧調整用のポ
テンショメータ３０を操作して任意の電圧に調整すれば
良い。
尚、本発明は、上記各実施例に限定されるものではなく
、例えば、搬送運転開始当初のみ一時的に自動設定モー
ドで運転して、−旦、加振周波数が共振周波数に調整さ
れたならば、それ以後は、その加振周波数に固定して搬
送運転を行うようにしても良い。これは、周囲温度が変
動しなければ、共振周波数も変動しないため、周囲温度
が一定に保たれれば、搬送運転中の周波数調整の必要が
ないからである。或は、周囲温度が変化した場合等、使
用者が周波数調整を必要と考えたときのみ、適宜スイッ
チを操作して、その後、加振周波数が共振周波数に調整
されるまでの間だけ一時的に自動設定モードで運転する
ようにしても良い。
その他、本発明は、上記実施例のようなボウル型パーツ
フィーダに限定されず、直線型パーツフィーダにも適用
でき、また、圧電素子を駆動源とするものに限定されず
、電磁石を駆動源とするものにも適用できる等、種々の
変形が可能である。
［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように、請求項１記載の構成に
よれば、制御手段は、自動設定モードでは、振動発生源
に印加する交流電圧の実効値を一定にした状態で、所定
時間毎に周波数変化手段により交流電圧の周波数を増加
若しくは減少させた上で、印加電力を演算手段に計算さ
せ、その計算値を記憶手段に記憶された前回の計算値と
比較して、今回の計算値が前回のものよりも大きければ
、同一方向に交流電圧の周波数をずらし、逆に、今回の
計算値が前回のものよりも小さければ、反対方向に交流
電圧の周波数をずらすという動作を繰り返すことにより
、前記印加電力が最大となる周波数即ち共振周波数を求
めてその共振周波数で搬送運転するように制御するので
、加振周波数を共振周波数に合わせる調整を自動化でき
て、簡単且つ確実に最良の加振周波数（共振周波数）で
搬送運転を行うことができる。
また、請求項２によれば、振動発生源への印加電力即ち
インバータの出力電力が最大になるときには、インバー
タへの入力電力も最大になるという、インバータの入出
力の相関関係に着目して、インバータへの入力電力を最
大にするように制御することによって、振動発生源への
印加電力（インバータの出力電力）を最大にするように
制御するので、請求項１と同じく、加振周波数を共振周
波数に合わせる調整を自動化できて、簡単且つ確実に最
良の加振周波数（共振周波数）で搬送運転を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第１１図は本発明の第１実施例を示したもの
で、第１図は全体の電気的構成を示す回路図、第２図は
搬送装置の外観斜視図、第３図は制御プログラムのメイ
ンルーチンのフローチャート、第４図は電力計算ルーチ
ンのフローチャート、第５図は周波数処理ルーチンのフ
ローチャート、第６図は振幅処理ルーチンのフローチャ
ート、第７図は各処理ルーチンのタイミングを示す図、
第８図は加振周波数と印加重力、振動加速度、電流、位
相差との関係を示す図、第９図は負荷と振動加速度及び
印加電力との関係を示す図、第１０図はゼロクロス検出
付き割り込み回路の入力信号と割り込み信号を示す電圧
波形図、第１１図は機能的構成を示すブロック図である
。そして、￥Ｓ１２図は本発明の第２実施例を示すイン
バータの回路図、第１３図は本発明の第３実施例を示す
全体の電気回路図、第１４図は同実施例の機能的構成を
示すブロック図である。 図面中、２はバイモルフ、３は板ばね、４は圧電素子（
振動発生源）、６はボウル型搬送体、７は駆動装置、１
２はＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ、１７ａ及び１７ｂはＦ
ＥＴ、１８はゲート駆動回路、１９はインバータ、２０
はマイクロコンピュータ（制御手段、演算手段、周波数
変化手段、記憶手段、電圧調整手段）、２１はＰＷＭ回
路、２８はＲＡＭ、２９は運転モード切換スイッチ、３
０は電圧調整用のポテンショメータ、３２は周波数調整
用のポテンショメータ（周波数手動調整手段）、３４は
表示素子（発光素子）、４０はＤＣ／ＤＣコンバータ、
４１ａ乃至４１ｄはＦＥＴ、４２はゲート駆動回路、４
３はインバータ、４５は直流電源部、５１はＤＣ／ＤＣ
コンバータ、５４はＦＥＴ、５５はＰＷＭスイッチング
レギュレータ、５６及び５７は帰還抵抗、５８は直流電
源部、５９は電流検出用の抵抗、６０はフィルタである
。 第 ２ 図 篇 図 第 ６ 図 加振周波数ｆ［Ｈ２］ 第 図 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、振動発生源に交流電圧を印加することにより搬送体
    を振動させて搬送物を搬送する振動式搬送装置において
    、 商用交流電源を整流して直流高電圧を発生する直流電源
    部と、 この直流電源部から供給される直流高電圧を交流電圧に
    変換して前記振動発生源に印加するインバータと、 前記振動発生源に印加した交流電圧の実効値を求める手
    段と、 前記振動発生源に流れる交流電流の実効値を求める手段
    と、 前記交流電圧と交流電流の位相差を求める手段と、 前記交流電圧実効値、交流電流実効値及び位相差から前
    記振動発生源への印加電力を計算する演算手段と、 この印加電力の計算値を記憶する記憶手段と、前記振動
    発生源に印加する交流電圧の周波数を変化させる周波数
    変化手段と、 共振周波数の自動設定モードでは、前記振動発生源に印
    加する交流電圧の実効値を一定にした状態で、所定時間
    毎に前記周波数変化手段により交流電圧の周波数を増加
    若しくは減少させた上で、前記振動発生源への印加電力
    を前記演算手段に計算させ、その計算値を前記記憶手段
    に記憶された前回の計算値と比較して、今回の計算値が
    前回のものよりも大きければ、同一方向に交流電圧の周
    波数をずらし、逆に、今回の計算値が前回のものよりも
    小さければ、反対方向に交流電圧の周波数をずらすとい
    う動作を繰り返すことにより、前記印加電力が最大とな
    る共振周波数を求めてその共振周波数で搬送運転するよ
    うに制御する制御手段とを具備して成る振動式搬送装置
    。 ２、振動発生源に交流電圧を印加することにより搬送体
    を振動させて搬送物を搬送する振動式搬送装置において
    、 商用交流電源を整流して直流高電圧を発生する直流電源
    部と、 この直流電源部から供給される直流高電圧を交流電圧に
    変換して前記振動発生源に印加するインバータと、 このインバータに印加する直流電圧を求める手段と、 前記インバータに供給した直流電流の平均値を求める手
    段と、 前記直流電圧値と前記直流電流平均値から前記インバー
    タへの入力電力を計算する演算手段と、この入力電力の
    計算値を記憶する記憶手段と、前記インバータの出力周
    波数を変化させる周波数変化手段と、 共振周波数の自動設定モードでは、前記インバータに印
    加する直流電圧を一定にした状態で、所定時間毎に前記
    周波数変化手段により前記インバータの出力周波数を増
    加若しくは減少させた上で、前記インバータへの入力電
    力を前記演算手段に計算させ、その計算値を前記記憶手
    段に記憶された前回の計算値と比較して、今回の計算値
    が前回のものよりも大きければ、同一方向に前記出力周
    波数をずらし、逆に、今回の計算値が前回のものよりも
    小さければ、反対方向に前記出力周波数をずらすという
    動作を繰り返すことにより、前記入力電力が最大となる
    共振周波数を求めてその共振周波数で搬送運転するよう
    に制御する制御手段とを具備して成る振動式搬送装置。
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