JPH04271874A

JPH04271874A - 振動装置

Info

Publication number: JPH04271874A
Application number: JP5388391A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nawata; 縄田　保志; Minoru Akiba; 秋葉　実
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1992-09-28
Anticipated expiration: 2014-04-05
Also published as: JP2879267B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は板ばねを電磁コイルで吸
引して振動させる振動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と解決しようとする課題】例えば、組合せ
型の計量装置では、複数の計量部へそれぞれ物品を供給
するために、図７に示すような物品搬送用の振動装置（
電磁フィーダ）が用いられている。

【０００３】設置面１に固定されるこの振動装置１０の
基台１１の前後には、基台１１に対して傾斜した２枚の
板ばね１２、１３の下端部１２ａ、１３ａが固定されて
いる。

【０００４】板ばね１２、１３の上端部１２ｂ、１３ｂ
は、基台１１と平行な連結板１４で連結されており、こ
の連結板１４の上方には、その上面１４ａに突設された
支持軸１５によって支持された搬送板１６が配置されて
いる。

【０００５】前方側の板ばね１２の裏面１２ｃには、鉄
片１７が固定され、この鉄片１７に対向する位置には、
基台１１上に突出された支持部材１８によって支持され
た電磁コイル１９が配置されている。この電磁コイル１
９を励磁するための駆動電源２０は、供給指令信号Ａを
受けると、電磁コイル１９に所定周波数の脈流電流を所
定時間供給する。

【０００６】したがって、この駆動電源の半サイクル期
間に電磁コイル１９側に吸引された板ばね１２は、次の
半サイクルに、そのばね定数に応じた振幅で電磁コイル
１９と反対の方向へ振れるため、搬送板１６上の物品Ｗ
は、矢印Ｂ方向に振動しながら搬送板１６の先端１６ａ
側から落下排出され、所定時間分の物品が下方の計量部
（図示せず）に連続的に供給されることになる。

【０００７】駆動電源２０の周波数は、少ない電力で大
きな振動振幅を得るために、この振動装置１０の機械系
の固有振動数ｆ０　に対して僅かに（数Ｈｚ）ずれた周
波数が用いられている。

【０００８】図８は、駆動電源の周波数に対する振動振
幅の変化特性を示す図であり、固有周波数ｆ０　から数
Ｈｚ離れた周波数ｆｄ　を中心にして電源周波数を可変
すれば、電源電圧が一定であっても振動振幅を所定の範
囲で可変することができる。また、電源電圧を可変して
も振動振幅の可変ができるため、従来は、搬送する物品
を所定時間内にほぼ所定量だけ搬送できる振動振幅とな
るように、この電源周波数および電源電圧を手動調整し
ていた。

【０００９】しかしながら、板ばね１２、１３のばね定
数の経時変化により、この搬送状態を長期間一定に維持
することは困難であり、一度決定した電源周波数や電源
電圧の値も定期的に再調整しなければならないという煩
わしさがあった。また、物品の搬送量をみることで間接
的に振動振幅を調整しているため、搬送量の変動が、実
際にこの振動搬送装置１０の振動振幅の変化によるもの
なのか、他の原因（物品自身の影響あるいはその供給状
況の影響等）によるものなのかを判別できず、誤った調
整を行うこともあった。本発明はこの課題を解決した振
動装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の振動装置は、所定周波数の駆動電源によって
励磁される電磁コイルで板ばねを所定方向に振動させる
振動装置において、板バネの振動を電気信号に変換する
振動センサと、振動センサからの電気信号を受け、電磁
コイルで振動される板ばねの振動振幅が所定振幅となる
方向に駆動電源の周波数または電源電圧を可変制御する
電源制御手段とを備えている。

【００１１】

【作用】したがって、板ばねの振動振幅は、振動センサ
の信号を受けた電源制御手段による駆動電源の可変制御
で、所定振幅に維持される。

【００１２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１は、一実施例の物品搬送用の振動装置３０
の構成を示す図であり、前述の振動装置１０と同一のも
のには同一符号を付して説明を省略する。

【００１３】この振動装置３０の板ばね１３の裏面１３
ｃには、その振動に影響を与えない小型棒状の永久磁石
３１の一端３１ａが固定されている。この永久磁石３１
にはは、基台１１上に突設されたコイル支持部材３２に
支持されたコイル３３が近接されている。

【００１４】この永久磁石３１とコイル３３は振動セン
サを構成し、板ばね１３の振動中は、その振動の大きさ
に比例した振幅でその振動周波数に等しい交流信号がコ
イル３３に誘起される。

【００１５】電磁コイル１９は、商用電源３５を整流し
、後述する電源制御回路４０から指定された電源周波数
ｆｄ　の脈流を出力するインバータ電源３６に接続され
ている。

【００１６】電源制御回路４０は、このインバータ電源
３６による電磁コイル１９への電源供給が停止した直後
の板ばね１３の振動（固有振動）に応じたコイル３３か
らの信号に基づいて、インバータ電源３６に設定する電
源周波数を決定する。

【００１７】この電源制御回路４０には、外部からの供
給指令信号Ａで起動される第１のタイマ回路４１が設け
られている。この第１のタイマ回路４１は、供給指令信
号Ａの立ち上がりから、振動時間設定回路４２に設定さ
れた時間Ｔ１の間Ｈレベルのパルスを第２のタイマ回路
４３およびインバータ電源３６に出力する。

【００１８】第２のタイマ回路４３は、第１のタイマ回
路４１からのパルス信号の立ち下がりから、Ｔ１　より
短い所定時間Ｔ２　だけＨレベルのパルスを、アンド回
路４４およびセットパルス発生回路４５に出力する。こ
のセットパルス発生回路４５は、第２のタイマ回路４３
からのパルスの立ち下がりから僅かに遅延したセットパ
ルスを出力する。

【００１９】一方、コイル３３に誘起される信号は、波
形整形回路４６でパルス信号に整形され、アンド回路４
４に入力される。

【００２０】アンド回路４４の出力はカウンタ４７に入
力されており、このカウンタ４７は、Ｔ２　時間中に波
形整形回路４６から出力されるパルス信号を計数し、こ
の計数結果を演算器４８に出力する。

【００２１】演算器４８は、カウンタ４７からの計数結
果をＴ２　で除算した値と、離調周波数設定器４９に予
め設定されている所定の離調周波数Δｆとを加算し、そ
の加算結果を周波数データメモリ５０に出力する。

【００２２】この周波数データメモリ５０は、セットパ
ルスを受ける毎に演算器４８の出力値を、インバータ電
源３６に対する電源周波数ｆｄ　として記憶する。

【００２３】したがって、例えば図２の（ａ）に示すよ
うに供給指令信号Ａがｔ１　時に入力されると、第１の
タイマ回路４１の出力が同図の（ｂ）に示すようにＴ１
　時間Ｈレベルとなり、この間電磁コイル１９には、周
波数データメモリ５０に記憶されている周波数ｆｄ１の
脈流電源が供給され、板ばね１２、１３はこの周波数で
強制的に振動する。

【００２４】このため、コイル３３には、同図の（ｃ）
に示すように周波数ｆｄ１の信号が誘起される。

【００２５】ｔ１　時からＴ１　時間経過したｔ２　時
には、第１のタイマ回路４１の出力がＬレベルとなり、
この時から第２のタイマ回路４３の出力は、同図の（ｄ
）に示すように、Ｔ２　時間Ｈレベルとなる。

【００２６】また、このｔ１　時から板ばね１２、１３
は、強制振動からこの機械系の固有振動数ｆ０　で減衰
振動し、コイル３３に誘起される信号も、同図の（ｃ）
に示すように周波数ｆ０　で減衰振動する。

【００２７】したがって、カウンタ４７には、固有振動
数と等しい周波数のパルスがｔ２　時からＴ２　時間経
過したｔ３　時まで入力されることになる。

【００２８】この計数結果は演算器４８において、Ｔ２
　で除算されて、固有振動数ｆ０　が算出され、この振
動数に離調周波数Δｆが加算された値が次の強制振動時
の電源周波数ｆｄ２として、周波数データメモリ５０に
出力される。

【００２９】周波数データメモリ５０は、演算器４８か
らのデータを、同図の（ｅ）に示すようにｔ３　時から
僅かに遅延して入力されるセットパルスを受けたときに
記憶する。

【００３０】このため、ｔ４　時に次の供給指令信号Ａ
が入力されると、インバータ電源３６からは、周波数ｆ
ｄ２の脈流電源が電磁コイル１９にＴ１　時間供給され
、この電源供給が停止したｔ５　時直後の固有振動数ｆ
１　が検出され、その振動数に離調周波数が加算された
値ｆｄ３が次の強制振動時の電源周波数としてｔ６　時
の直後に周波数データメモリ５０にセットされる。

【００３１】以上の動作は、供給指令信号Ａが入力され
る毎になされるため、例えば、図３に示すように、板ば
ね１２、１３のばね定数が変化して、機械系の固有振動
数がｆ０　からｆ１　にずれたとしても、このずれ方向
と同一方向に電源周波数もｆｄ１からｆｄ２に追従変化
するため、振動振幅はほとんど変化せず、常に一定の振
動振幅Ｓ１　で物品の搬送がなされることになる。

【００３２】

【他の実施例】また、この機械系の構造によっては、図
４に示すように固有振動数の変化にともなってその共振
特性が変化する場合もある。即ち、固有振動数ｆ０　か
ら離調周波数Δｆだけ高い電源周波数ｆｄ１時の振動振
幅Ｓ１　と、固有振動数ｆ１　から離調周波数Δｆだけ
高い電源周波数ｆｄ２時の振動振幅Ｓ２　に無視できな
い差があり、前記実施例のような電源周波数の可変制御
だけでは、振動振幅を完全に安定化できない場合もある
。

【００３３】図５は、電源周波数と電源電圧とを可変制
御して振動振幅をより厳密に安定化する電源制御回路５
５の構成を示している。

【００３４】この電源制御回路５５は、前述の振動時間
設定回路４２、波形整形回路４６およびコイル３３に誘
起される信号のピーク値を保持するピークホールド回路
５６からの信号を受けたマイクロコンピュータ構成の演
算処理回路５７により、インバータ電源３６に対する周
波数および電源電圧の指定を行う。

【００３５】図６は、この演算処理回路５７の処理手順
を示すフローチャートであり、以下このフローチャート
に基づいてこの電源制御回路５５の動作を説明する。

【００３６】始めにインバータ電源３６に対する電源周
波数ｆ０　、電源電圧Ｖ０　が初期設定され、供給指令
信号Ａの入力待ち状態となる（ステップ１、２）。

【００３７】供給指令信号Ａが入力されると、ピークホ
ールド回路５６がリセットされ、インバータ電源３６に
対してＴ１　時間の供給信号が出力される（ステップ３
、４）。この間電磁コイル１９には周波数ｆ０　、電圧
Ｖ０　の脈流電源が供給され、板ばね１２、１３が強制
振動する。

【００３８】この強制振動が停止すると、波形整形回路
４６からの信号に基づいて固有振動数ｆ０　が検出され
、その検出値が前回の検出値に対して変化しているか否
かが判定される（ステップ５、６）。ここで検出値が変
化している場合は、この変化方向に対応した電源周波数
の更新処理が前記実施例と同様になされる（ステップ７
）。

【００３９】また、固有振動数が変化していない場合は
、ピークホールド回路５６に保持されている値が、所定
値に対して変化しているか否かが判定され、変化が認め
られなければ、ステップ２に戻る（ステップ８）。保持
値の変化が認められる場合は、次の強制振動時にコイル
３３に誘起される電圧が所定値に近づく方向に所定量だ
け電源電圧が更新される（ステップ９）。

【００４０】この処理によれば、図４に示したように固
有振動数の変動に伴ってその共振特性が変化する場合で
も、電源周波数および電源電圧の可変制御により、振動
振幅を安定化することができる。

【００４１】なお、前記実施例では、強制振動時にコイ
ル３３に誘起される信号の大きさに基づいて電源電圧を
可変制御していたが、電源供給が停止した直後の固有振
動時の誘起電圧に基づいて電源電圧を可変するようにし
てもよい。

【００４２】また、前記実施例では、電磁コイル１９で
吸引される板ばね１２に連結された板ばね１３の振動を
、永久磁石３１とコイル３３で構成される振動センサに
よって検出するようにしていたが、板ばね１２側に振動
センサを設けてもよく、コイル側を板ばねに固定し、永
久磁石３１を基台１１に固定してもよい。また、電磁誘
導型の振動センサでなく圧電型のセンサを用いてもよい
。

【００４３】また、前記実施例では、物品搬送用の振動
装置について説明したが、他の電磁振動式の振動装置に
ついても同様に適用できる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の振動装置
は、電磁コイルによって強制振動される板ばねの振動を
振動センサで検出し、この電気信号に基づいて強制振動
時の板ばねの振動振幅が一定となる方向に電磁コイルへ
供給される電源周波数または電源電圧を可変制御するよ
うに構成されているため、板ばねの経時変化等による振
動振幅の変動がなく、常に一定振幅の振動状態を維持す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の振動装置の構成を示す図で
ある。

【図２】一実施例の動作を説明するためのタイミング図
である。

【図３】一実施例の動作を説明するための共振特性図で
ある。

【図４】本発明の他の実施例の動作を説明するための共
振特性図である。

【図５】本発明の他の実施例の構成を示す図である。

【図６】他の実施例の要部の処理手順を示すフローチャ
ートである。

【図７】従来装置の構成を示す図である。

【図８】従来装置の動作を説明するための共振特性図で
ある。

【符号の説明】

１１　　基台１２、１３　　板ばね１４　　連結板１６　　搬送板１７　　鉄片１９　　電磁コイル３０　　振動装置３１　　永久磁石３３　　コイル３５　　商用電源３６　　インバータ電源４０　　電源制御回路４１　　第１のタイマ回路４３　　第２のタイマ回路４５　　セットパルス発生回路４６　　波形整形回路４７　　カウンタ４８　　演算器４９　　離調周波数設定器５０　　周波数データメモリ５５　　電源制御回路５６　　ピークホールド回路５７　　演算処理回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　所定周波数の駆動電源によって励磁さ
れる電磁コイルで板ばねを所定方向に振動させる振動装
置において、前記板バネの振動を電気信号に変換する振
動センサと、前記振動センサからの電気信号を受け、前
記電磁コイルで振動される板ばねの振動振幅が所定振幅
となる方向に前記駆動電源の周波数または電源電圧を可
変制御する電源制御手段とを備えたことを特徴とする振
動装置。
【請求項２】　　前記電源制御手段は、前記電磁コイル
に対する前記駆動電源からの電源供給が遮断された直後
の前記振動センサからの電気信号を受けて前記板ばねの
固有振動数を検出し、該検出された固有振動数の変動量
に応じて前記駆動電源の周波数を可変制御することを特
徴とする第１項記載の振動装置。