JPH03264416A - 振動式搬送装置 - Google Patents

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、複数の加振体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関する。

（従来の技術） 従来より、振動式搬送装置には、加振体を圧電素子で構
成した圧電駆動式のものと、電磁石を用いた電磁駆動式
のものがあるが、ここでは、−例として、圧電駆動式直
線フィーダの従来構造を第６図に基づいて説明する。こ
の直線フィーダは、一般に、ベース１に、例えば２個の
バイモルフ２を加振体として平行に傾斜状に立設し、各
バイモルフ２の上端に振動増幅ばね３を介して搬送体４
を水平に連結した構成となっている。各バイモルフ２は
、板ばね５の両面に圧電素子６を貼着して構成され、各
圧電素子６は制御回路７によって駆動される。この制御
回路７は、商用電源８からの交流電流を整流するコンバ
ータ部９と、このコンバータ部９から出力される直流電
流をスイッチング制御により交流電流に変換するインバ
ータ部１０と、その交流電流の周波数を調整する周波数
調整部１１と、その調整された交流電流の電圧を調整す
る電圧：Ａ整部１２とから構成されている。そして、こ
の電圧調整部１２から出力される交流電圧が各圧電素子
６に同電圧・同位相で印加されるように、電圧４Ａ整部
１２の両出カラインＬ。

Ｌ２に各圧電素子６が並列接続されている。

斯かる構成の直線フィーダにより、搬送体４上の搬送物
１３を搬送する場合には、作業者が周波数調整部１１を
操作して交流電圧の周波数を振動系（機械系）の共振周
波数に合わせる。これにより、振動系全体が共振して、
搬送体４が第６図に二点鎖線で示すように斜め上下方向
（矢印１４方向）に振動し、その振動の半周期で搬送物
１３が搬送体４の跳ね上げ運動によりＡ位置から前方斜
め上方のＢ位置へ運ばれ、次の半周期で搬送体４が斜め
下方に後退して搬送物１３が真下のＣ位置に落下する、
という動作を繰り返して搬送物１３を前方へ搬送するも
のである。尚、搬送速度を調整する場合には、作業者が
電圧調整部１２を操作して、各圧電素子６に印加する交
流電圧を調整し、振動系の振動振幅を増減させれば良い
。

この様な直線フィーダにおいて、搬送物１３を搬送体４
の人口４ａから出口４ｂまで同一速度で搬送するために
は、搬送体４を水平状態に保ったまま振動させる必要が
ある。これを実現するためには、次の２通りの調整方法
が考えられている。

即ち、第１の調整方法は、第７図に示すように搬送体４
とそれを支持するトッププレート１５全体の重心（以下
「振動部重心」という）１８に対して、前部振動ばね系
１６からの力により作用するモーメント荷重Ｍ、と、後
部振動ばね系１７からの力により作用するモーメント荷
％　Ｍ　２と゛が、大きさが同じで向きが逆となるよう
に、搬送体４を配置し、且つ、前部振動ばね系１６のば
ね定数に１と後部振動ばね系１７のばね定数に２を等し
くするものである。この場合、振動ばね系１６゜１７は
振動増幅ばね３を含むので、ばね定数に１に２の調整は
、振動増幅ばね３の付は替えにより行えば良い。

以上の第１の調整方法において、両モーメント１：＝ｓ
　ｍ　Ｍ　＋　、　Ｍ　２は、大きさが同じで向きが逆
であるため、互いに打ち消し合って合成モーメント荷重
が零となり、斜め上下方向の振動力Ｆ、、Ｆ２のみが作
用するようになる。この状態で、前後の振動ばね系１６
．１７のばね定数に、、に２が等しくなっているので、
結局、搬送体４は水平状態を保ったまま振動するように
なる。尚、第７図において、モーメント荷重Ｍ、、Ｍ２
と振動力Ｆ１゜Ｆ２の方向は、搬送体４が前方へ振動す
る場合を示しており、後方へ振動する場合は、第７図と
正反対になる（第８図についても同様）。

一方、第２の調整方法は、第８図に示すように、振動部
重心１８に対して、前部振動ばね系１６と後部振動ばね
系１７からの力により作用するモーメント荷重Ｍ、、Ｍ
２の大きさが異なる場合に、前部振動ばね系１６のばね
定数に１と後部振動ばね系１７のばね定数に２を異なら
せて、見掛上、搬送体４を水平状態で振動させるもので
ある。

例えば、第８図の振動部重心１８が、第７図の場合より
も後方にずれているものとすると、前部振動ばね系１６
によるモーメント荷重Ｍ、の方が、後部振動ばね系１７
によるモーメント荷重Ｍ２よりも大きくなってしまうの
で、両モーメント荷重Ｍ、、Ｍ２の合成モーメント荷重
Ｍが振動部重心１８に作用するようになる。この場合、
再振動ばね系１６．１７のばね定数に、、に２が、Ｋ、
−に２であれば、上記合成モーメント荷重Ｍの作用によ
り、第９図に示すような波打ち現象（搬送体４の人口４
ａ側の上下振幅が小さく出口４ｂ側の上下振幅が大きく
なる現象）が発生する。また、Ｋ、＜Ｋ、であれば、更
に前後部の振動ばね系１６．１７の変位差が加算される
ため、波打ち現象が一層大きくなってしまう。この様な
波打ち現象が発生すると、搬送物１３は、搬送体４の入
口４ａ側で跳ね上げが小さくなって搬送速度が遅くなる
一方、出口４ｂ側で跳ね上げが大きくなって搬送速度が
速くなっていしまう。この様な波打ち現象が極端に大き
くなると、入口４ａ側の振動モードが逆位相になって、
搬送物１３が後方に進むことすらある。

この様な波打ち現象を抑えるには、Ｋ、＞Ｋ２に設定す
れば良い。これにより、前後部の振動ばね系１６．１７
の弾性変位差が、合成モーメント荷重Ｍを打ち消す方向
に作用するので、それを適当な大きさに設定すれば、見
掛上、搬送体４は水平状態を保って振動するようになる
。

また、振動部重心１８の位置が第７図よりも前方に位置
する場合には、第８図とは逆方向の合成モーメント荷重
Ｍが作用するようになる。この場合には、Ｋ＋　ａＫ２
ならば、第１０図に示すように、第９図とは反対方向の
波打ち現象を起こすが、Ｋ、＜Ｋ２の場合には、それに
より発生する弾性変位差が合成モーメント荷重Ｍを打ち
消す方向に作用するため、それを適当な大きさに設定す
れば、見掛上、搬送体４は水平状態を保って振動するよ
うになる。尚、この第２の調整方法においては、ばね定
数に、、に２を変えずに、嵌動部重心１８の位置を調整
するようにしても良い。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、実際には前述した第１の調整方法のよう
に、嵌動部重心１８の位置を、合成モーメント荷重が零
となる位置に設定したとしても、振動増幅ばね３の付は
替えにより両振動ばね系１６．１７のばね定数に、、に
２を等しくするのは非常に困難である。なぜなら、組立
誤差による振動増幅ばね３の有効ピッチ差、ばね厚さ精
度、結合部分のねじの締付はトルク差等により、少なか
らずばね定数差が出てしまうためである。その上、圧電
素子６自体のばらつきによって振動力自体もばらつきが
生ずるので、前述した第１の調整方法により波打ち現象
を零にするのは非常に困難である。

一方、第２の調整方法のように、嵌動部重心１８の位置
または振動ばね系１６．１７のばね定数に、　　Ｋ２を
調整することが考えられるが、嵌動部重心１８の位置を
正確に調整するためには、高精度な重心調整機構を必要
とする上、その重心位置調整によりベース１と搬送体４
との位置関係がずれてしまうため、他の装置との接続位
置及び搬送装置自体の固定位置関係を事前に決定できな
い欠点があり、その欠点を解消しようとすれば、ベース
１の固定位置を調整するｙＡ整機構が新たに必要となっ
て、−層構成が複雑化してしまう。

また、嵌動部重心１８の位置を調整できない場合には、
主として、振動増幅ばね３の付は替えによる振動ばね系
１６．１７のばね定数に、、に２の調整が必要となるが
、そのためには何種類もの板ばねを用意しなければなら
ず、しかも、その中から適切な板ばねを選択するには熟
練が必要で、手間かがかかるという欠点がある。

本発明はこの様な事情を考慮してなされたもので、従っ
てその目的は、振動ばね系の調整や嵌動部重心の位置調
整を必要とせずに、搬送体の振動状態を簡単且つ確実に
調整することができ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） 本発明の振動式搬送装置は、複数の加振体を有し、それ
ら各加振体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ものにおいて、前記各加振体
に印加する交流電圧を、各加振体毎に別々に調整可能な
電圧調整手段を設けたものである。

（作用） 嵌動部重心のずれによって発生する合成モーメント荷重
や、振動ばね系のばね定数の違いによって発生する弾性
変位差により、例えば第９図や第１０図に示すような波
打ち現象が起こった場合には、搬送体の振動状態を調整
する必要がある。

この場合には、使用者は電圧調整手段を操作１．て、各
加振体に印加する交流電圧を、各加振体毎に別々に調整
することにより、各加振体の加振力（振動力）を別々に
調整する。例えば、第９図や第１−０図のように、搬送
体の振動振幅が一方側で大きく他方側で小さくなってい
る場合には、その振動振幅が小さい側に位置する加振体
の印加電圧を、搬送体の振動振幅が大きい側に位置する
加振体の印加電圧よりも相対的に大きくして、搬送体の
振動振幅が小さい側の加振力を相対的に大きくすれば、
波打ち現象を打ち消すことができて、搬送体の振動状態
を水平に保つことができる。

（実施例） 以下、本発明を圧電駆動式直線フィーダに適用した一実
施例について、第１図及び第２図を参照して説明する。

但し、機械的構成は前述した従来例と同じであるので、
同一部分には同一符号を付して簡単に説明する。

２つの加振体たるバイモルフ２は、板ばね５の下端がベ
ース１の取付座１ａにねじ１９により締付固定され、そ
の板ばね５の上端部に振動増幅ばね３がねじ２０により
締付固定されている。そして、両側の振動増幅ばね３の
上端部間にトッププレート１５がねじ２１により水平に
締付固定され、このトッププレート１５の上面に搬送体
４がねじ２２により締付固定されている。この場合、バ
イモルフ２と振動増幅ばね３とにより、振動ばね系１６
．１７を構成し、これら両振動ばね系１６゜１７が互い
に平行で且つ傾斜した形態となっている。斯かる構成の
直線フィーダは、ベース１が例えば架台（図示せず）の
上面にねじ１ｂにより締付固定される。

以上の機械的構成は、従来例と同じであるが、制御回路
２３は、各バイモルフ２の圧電素子６に印加する交流電
圧の調整方式が相違する。

即ち、この制御回路２３は、商用電源８からの交流電流
を整流するコンバータ部つと、このコンバータ部９から
出力される直流電流をスイッチング制御により交流電流
に変換するインバータ部１０と、その交流電流の周波数
を調整する周波数調整部１１と、その調整された交流電
流の電圧を調整する電圧調整手段たる２つの電圧調整部
２４゜２５とから構成されている。この様に、２つの電
圧調整部２４．２５を設けた理由は、２つのバイモルフ
２に印加する交流電圧を、各バイモルフ２毎に別々に調
整可能にするためであり、それ故に、両型圧調整部２４
．２５はインバータ部１０の出力側に並列接続され、こ
れら各電圧調整部２４゜２５の出力側にそれぞれバイモ
ルフ２が１個ずつ接続されている。この場合、各電圧調
整部２４゜２５は、例えば第２図に示すように、可変抵
抗器２６を用いて構成され、その抵抗値を調整すること
により、バイモルフ２の圧電素子６に印加する交流電圧
を、位相を変えることなく調整できるようになっている
。

次に、上記構成の作用について説明する。

例えば、振動部重心１８がモーメントの釣り合い点より
も後方（第１図において右方）にずれていると、そのず
れによって合成モーメント荷重Ｍが発生するため、搬送
体４が前方斜め上方へ振動する際に、上記合成モーメン
ト荷重Ｍにより、第９図に示すように、搬送体４の出口
４ｂ側を持ち上げるように振動する。これと同様な波打
ち現象は、前部振動ばね系１６のばね定数に、よりも後
部ばね系１７のばね定数に２が大きい場合にも、発生す
る。この場合には、搬送体４の振動状態を調整する必要
があり、それには、電圧調整部２４゜２５を調整操作し
て、搬送体４の振動振幅が小さい側（即ち入口４ａ側）
のバイモルフ２の印加電圧を、搬送体４の振動振幅が大
きい側（即ち出口４ｂ側）のバイモルフ２の印加電圧よ
りも相対的に大きくして、搬送体４の振動振幅が小さい
側（即ち人口４ａ側）の振動力を相対的に大きくすれば
、波打ち現象を打ち消すことができて、搬送体４の振動
状態を水平に保つことができ、搬送速度を均一化できる
。

また、逆に、振動部重心１８がモーメントの釣り合い点
よりも前方にずれていると、そのずれによって発生する
合成モーメント荷重Ｍにより、第１０図に示すように、
搬送体４の入口４ａ側を持ち上げるように振動する。こ
れと同様な波打ち現象は、前部振動ばね系１６のばね定
数に、が、後部ばね系１７のばね定数に２より大きい場
合にも、発生する。この場合にも、電圧調整部２４．２
５を調整操作して、搬送体４の振動振幅が小さい側（即
ち出目４ｂ側）のバイモルフ２の印加電圧を、搬送体４
の振動振幅が大きい側（即ち人口４ａ側）のバイモルフ
２の印加電圧よりも相対的に大きくして、搬送体４の振
動振幅が小さい側（即ち出口４ｂ側）の振動力を相対的
に大きくすれば、波打ち現象を打ち消すことができる。

この後、搬送速度を変化させたい場合には、両型圧調整
部２４゜２５を同量ずつ調整して、各バイモルフ２の印
加電圧を同量ずつ調整すれば、波打ち現象を生ずること
なく、搬送速度を調整できる。

この様に、本実施例では、各バイモルフ２に印加する交
流電圧を、電圧調整部２４．２５により各バイモルフ２
毎に別々に調整できるので、波打ち現象が発生した場合
には、電圧調整部２４．２５を調整操作して、搬送体４
の振動振幅が小さい側のバイモルフ２の印加電圧を、搬
送体４の振動振幅が大きい側のバイモルフ２の印加電圧
よりも相対的に大きくするだけで、振動部重心１８の位
置、ｇ整や振動ばね系１６．１７の調整（振動増幅ばね
３の付は替え等）を全く行わずに、簡単に波打ち現象を
打ち消すことができて、搬送速度の均一化が従来に比し
極めて容易である。

尚、上記実施例の直線フィーダは、ベース］を架台等に
直接締付固定する直載付方式と呼ばれる支持方式のもの
であるが、これに限定されるものではなく、例えば第３
図に示すように、ベース１をゴム脚２７を介して架台等
に固定するゴム脚方式と呼ばれる支持方式のものや、或
は第４図に示すように、両バイモルフ２の板ばね５の下
端部に継ぎばね２８を継ぎ足すようにねじ２９により連
結し、この継ぎばね２８の下端部をベース３０にねじ３
０ａにより締付固定した継ぎばね方式のものにも適用で
きる。この継ぎばね方式のものは、両バイモルフ２の板
ばね５の下端部間にドライブブロック３１をねじ２９に
より固定し、このドライブブロック３１の慣性により、
バイモルフ２の下端側の振動を抑制している。

この他にも、例えば第５図に示すポールフィーダにも本
発明を適用できる。このポールフィーダは、ベース３２
上の同一円周に沿って、複数個のバイモルフ２を傾斜状
に立設し、各バイモルフ２の上端に振動増幅ばね３を介
して搬送体たるボウル３３を支持させた構成となってい
る。この場合、各バイモルフ２の振動により、搬送体３
３が螺旋方向に振動され、内部の搬送物を、搬送体３３
内に形成した螺旋状搬送路（図示せず）に沿ってその出
口側へ搬送するものである。

この様なポールフィーダでは、螺旋状搬送路を切削加工
する際に、ボウル３３の重心が片側に偏ることがあり、
そのまま運転すると波打ち現象を発生し、均一な搬送速
度を得られない。この波打ち現象が大きくなると、搬送
物が螺旋状搬送路から飛び落ちてしまい、搬送不能とな
る。このため、従来は、ボウル３３全体の重心の位置を
確認し、偏りがある場合には、ボウル３３にバランスウ
ェイト（図示せず）を取着して重心の偏りを修正する作
業を行っているが、この作業は簡単にはいかず、かなり
の時間がかかって面倒であった。

この様な欠点を解決するには、ポールフィーダにも本発
明を適用し、各バイモルフ２毎に電圧調整部（電圧調整
手段）を設け、各バイモルフ２の圧電素子６に印加する
交流電圧を、各バイモルフ２毎に別々に調整可能に構成
すれば良い。この様に構成すれば、たとえ波打ち現象が
発生したとしても、各電圧調整部の調整操作により、お
どり（上下方向の振動振幅）の大きい側に位置するバイ
モルフ２の印加電圧を小さくする一方、おどりの小さい
側に位置するバイモルフ２の印加電圧を大きくすること
により、波打ち現象を打ち消すことができて、搬送速度
を簡単に均一化できる。

尚、前記実施例では、１つのインバータ部１０の出力側
に複数の電圧調整部２４．２５を並列に設けたが、本発
明はこれに限定されず、例えばバイモルフ２の本数に応
じた数だけインバータ部を設け、各インバータ部の出力
側にそれぞれ電圧調整部（電圧調整手段）を１つずつ設
けるようにしても良い。

また、上記実施例は、いずれも、加振体として、圧電素
子６を駆動源とするバイモルフ２を採用した圧電駆動式
搬送装置であるが、本発明はこれに限定されず、例えば
電磁石を駆動源とした電磁駆動式搬送装置にも同様に適
用して実施できる等、種々の変形が可能である。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、各加振体に印
加する交流電圧を、電圧調整手段の操作により各加振体
毎に別々に調整し得るように構成したので、この電圧調
整手段を操作するだけで、振動部重心の位置調整や振動
ばね系の調整（振動増幅ばねの付は替え等）を全く行わ
ずに、簡単に波打ち現象を打ち消すことができて、搬送
体の振動状態を簡車且つ確実に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例を示したもので、
第１図は全体の概略構成図、第２図は電圧調整部の電気
回路図である。そして、第３図乃至第５図は本発明を適
用できる搬送装置を示したもので、第３図はゴム胸式直
線フィーダの正面図、第４図は継ぎばね式直線フィーダ
の正面図、第５図はボウルフィーダの正面図である。そ
して、第６図乃至第１０図は従来例を示したもので、第
６図は第１図相当図、第７図及び第８図は振動部の重心
の位置とその重心に作用するモーメント荷重との関係を
説明するための直進フィーダの正面図、第９図及び第１
０図は波打ち現象を示す搬送体の正面図である。 図面中、１はベース、２はバイモルフ（加振体）３は振
動増幅ばね、４は搬送体、６は圧電素子、９はコンバー
タ部、１０はインバータ部、１１は周波数調整部、１６
は前部振動ばね系、１７は後部振動ばね系、１８は振動
部重心、２３は制御回路、２４及び２５は電圧調整部（
電圧調整手段）、２６は可変抵抗器、３３はボウル（搬
送体）である。 第 図 ム 第 図 ３ 第　１　図 ０ 第　４　図 ｔ 第　５　図 １ 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の加振体を有し、それら各加振体に交流電圧を
   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、前記各加振体に印加する交
   流電圧を、各加振体毎に別々に調整可能な電圧調整手段
   を設けたことを特徴とする振動式搬送装置。