JPH08268532A

JPH08268532A - 振動装置

Info

Publication number: JPH08268532A
Application number: JP10046895A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kurita; 裕栗田; Kyoji Murakishi; 恭次村岸; Hitoshi Yasuda; 均安田
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-15
Anticipated expiration: 2019-05-24
Also published as: JP3531279B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】水平方向及び垂直方向の振動系を共に、それ
らの共振周波数に等しい駆動周波数で駆動し、振動変位
間の位相角を最適値に保持する楕円振動装置を提供す
る。【構成】第１のコントローラ３９は第１の移相器４
２、ハイゲインアンプ４３振巾調節リミッタ４４から成
り、この出力は電磁石４１に供給され、水平方向の機械
振動系３２が駆動される。この振動変位は検出器３３で
検出され、第２のコントローラ３４は第２の移相器４
５、ハイゲインアンプ４６、振巾調節リミッタ４７から
成り、その差出力は電力振巾器３５に供給され、その出
力は電磁石３６に供給され、垂直方向の機械振動系３７
に供給される。この振動変位は検出器３８で検出され、
第１のコントローラ３９に負帰還される。垂直方向の振
動変位検出器３８と第１のコントローラ３９との間に１
８０度の位相差が得られ、水平方向の振動変位検出器３
３と垂直方向の振動変位検出器３８との間に６０度の位
相差が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば振動により部品
を供給する楕円振動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】図１５において、楕円振
動パーツフィーダは全体として１で示され、公知のボウ
ル２を備えている。ボウル２の内周面にはスパイラル状
のトラックが形成され、この下流側の適所にワイパーが
設けられている。このワイパーはすでに周知であるので
図を省略するが、平板を折り曲げてなり、その下端とト
ラックの移送面との距離は整送すべき部品ｍ（平板状と
する）の厚さよりは大きいが、この倍よりは小さい。ト
ラックの排出端には姿勢保持手段が設けられ、ここを通
って所望の姿勢の部品（例えば長辺を移送方向に向けた
部品ｍ）が図示しない直線式振動フィーダに供給され
る。

【０００３】ボウル２は図１６に明示される十字状の上
側可動フレーム７に固定されており、この上側の可動フ
レーム７に図１７に明示されるやはり十字状の下側可動
フレーム８に直立した４組の重ね板ばね９により結合さ
れている。すなわち、上側可動フレーム７の４つの端部
７ａに重ね板ばね９の上端部がボルトいより固定され、
下側可動フレーム８の４つの端部８ａに重ね板ばね９の
下端がボルトにより固定されている。端部７ａ、８ａは
上下方向に整列している。

【０００４】固定フレーム１０の中央には、上側可動フ
レーム７の中央部に対向して垂直駆動電磁石１１が固定
され、この垂直駆動電磁石１１に対向して上側可動フレ
ーム７の下面には垂直可動コア１３が固定されている。
また固定フレーム１０の相対向する側壁部には垂直駆動
電磁石１１を挟んで対照的に一対の水平駆動電磁石１４
ａ、１４ｂが固定され、これら電磁石１４ａ、１４ｂに
はそれぞれコイル１５ａ、１５ｂが巻装されている。上
側可動フレーム７の下面には水平駆動電磁石１４ａ、１
４ｂに対向して水平可動コア１６ａ、１６ｂが固定され
ている。

【０００５】固定フレーム１０にはこれと一体的に４個
の脚部１７が形成され、これら脚部１７が防振ゴム１８
を介して基台上に支持されている。脚部１７には横方向
に延在するばね取付部１７ａが一体的に形成され、これ
らばね取付部１７ａに図１７に示されるように垂直駆動
用の重ね板ばね１９が両端部で４組、ボルトにより固定
されている。重ね板ばね１９は図１５に示されるように
スペーサ２０を介して重ねられ、これらの中央部分が下
側可動フレーム８にボルトにより固定されている。

【０００６】以上の構成において、水平駆動電磁石１４
ａ、１４ｂは、水平方向の加振力を発生させる第１の振
動駆動子であり、またこれによって駆動される第１の振
動系はボウル２、板ばね９、可動コア１６ａ、１６ｂな
どからなり、また電磁石１１は垂直方向の加振力を発生
させる第２の振動駆動子であり、ボウル２、板ばね１
９、可動コア１３などにより第２の振動系が構成され
る。

【０００７】一般に、水平方向の第１振動系の共振周波
数と同じかほぼ等しい周波数の駆動電流がそれぞれ電磁
石１４ａ、１４ｂ、１１に供給されるのであるが、これ
によりボウル２は、水平方向には共振状態またはこれに
近い状態の周波数ｆ₀ で振動し、また垂直方向には通
常、数パーセント共振周波数をより高くしており、よっ
て図１８で示すように水平方向には振動工学上明らか
に、力と変位との位相差が９０度遅れで振動し、また垂
直方向にはこれとは異なる位相差で振動し、これら位相
差により楕円振動を行なうのであるが、この位相差は６
０度で最適条件、すなわちボウル２内のトラック上の部
品を最大の搬送速度で搬送できることが判明してので、
従って水平方向の加振力と垂直方向の加振力との位相差
が１５０度遅れと設定されている。すなわち、図１８か
ら明らかなように垂直方向の共振周波数はより高くｆ₂
であることにより、水平と垂直の振動変位は６０度の位
相遅れで振動する。

【０００８】然るに振動工学上明らかなように、共振周
波数で振動系を駆動した場合には、電源のわずかな変動
やボウル２内の部品の負荷のわずかな変化により共振周
波数が変動する。これにより、部品を貯蔵していない空
の状態で、水平方向の共振周波数がｆ₁ であって力と変
位との位相差が９０度であっても、このような変動によ
り大きく位相差が変わり、よって、強制振動で駆動され
ている垂直方向においては位相差がそれほど変動せずと
も、水平方向において大きく変動するために、結局これ
らの位相差は６０度とは異なったものとなる。これによ
り、ボウルに対する最適振動条件が得られなくなる。ま
た、垂直方向の振動系はその固有振動数より数％低い周
波数で駆動されるので、所定の振巾を保持するのに大き
いエネルギを必要とする。

【０００９】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、電源に多少の変動があったり、ボウル
内の部品の負荷が変わっても、水平方向及び垂直方向の
位相差角を最適な値に保持し得、かつ又加振エネルギを
少なくする楕円振動装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、少なく
とも第１移相器、第１ハイゲインアンプ、第１飽和要素
を有する第１制御器と、該第１制御器の出力を電力増巾
する第１電力増巾器と、該第１電力増巾器の出力を受け
第１方向の加振力を発生させる第１振動駆動子と、該第
１振動駆動子の前記第１方向の加振力を受ける楕円振動
機の第１振動系と、該楕円振動機の可動部の前記第１方
向の振動変位を検出する第１振動変位検出手段と、少な
くとも第２移相器、第２ハイゲインアンプ、第２飽和要
素を有し、前記第１振動変位検出手段の出力を受ける第
２制御器と、該第２制御器の出力を一方の入力端子で受
ける比較器と、該比較器の出力を電力増巾する第２電力
増巾器と、該第２電力増巾器の出力を受け前記第１方向
とは垂直な第２方向の加振力を発生させる第２振動駆動
子と、該第２振動駆動子の前記第２方向の加振力を受け
る前記楕円振動機の第２振動系と、該楕円振動機の可動
部の前記第２方向の振動変位を検出する第２振動変位検
出手段、該第２振動変位検出手段の出力を受ける仮想付
加ばね相当のゲインを有する増巾器と、該増巾器の出力
を受け、前記第２振動駆動子の位相遅れを補償する位相
補償器と、該位相補償器の出力を前記比較器の他方の入
力端子に負帰還して、第１の閉ループを形成し、かつ前
記第２振動変位検出手段の出力を前記第１制御器に負帰
還する第２の閉ループを形成し、前記第１、第２振動系
の共振周波数で第２振動変位検出手段と前記第１制御器
との間を開とした場合のこれらの間の位相差が１８０度
となり、前記第１振動系の変位と前記第２振動系の変位
との位相差は、前記可動部の最適振動条件を達成するべ
き角度になるように前記第１、第２移相器の移相角度を
決定し、前記第１、第２振動系を自励振動させ、共振状
態で振動させるようにしたことを特徴とする楕円振動装
置、によって達成される。

【００１１】又、以上の目的は、少なくとも第１移相
器、第１ハイゲインアンプ、第１飽和要素を有する第１
制御器と、該第１制御器の出力を電力増巾する第１電力
増巾器と、該第１電力増巾器の出力を受け第１方向の加
振力を発生させる第１振動駆動子と、該第１振動駆動子
の前記第１方向の加振力を受ける楕円振動機の第１振動
系と、該楕円振動機の可動部の前記第１方向の振動変位
を検出する第１振動変位検出手段と、少なくとも第２移
相器、第２ハイゲインアンプ、第２飽和要素を有し、前
記第１振動変位検出手段の出力を受ける第２制御器と、
該第２制御器の出力を一方の入力端子で受ける比較器
と、該比較器の出力を電力増巾する第２電力増巾器と、
該第２電力増巾器の出力を受け前記第１方向とは垂直な
第２方向の加振力を発生させる第２振動駆動子と、該第
２振動駆動子の前記第２方向の加振力を受ける前記楕円
振動機の第２振動系と前記楕円振動機の可動部の前記第
２方向の振動変位を検出する第２振動変位検出手段と、
該第２振動変位検出手段の出力を受ける仮想付加ばね相
当のゲインを有する増巾器と、該増巾器の出力を受け、
前記第２振動駆動子の位相遅れを補償する位相補償器
と、該位相補償器の出力を前記比較器の他方の入力端子
に負帰還して、第１の閉ループを形成し、かつ前記第１
振動変位検出手段の出力を前記第１制御器に負帰還する
第２の閉ループを形成し、前記第１、第２振動系の共振
周波数で前記第１振動変位検出手段と前記第１制御器と
の間を開とした場合のこれらの間の位相差が１８０度と
なり、前記第１振動系の振動変位と前記第２振動系の振
動変位との位相差は、前記可動部の最適振動条件を達成
するべき角度になるように前記第１、第２移相器の移相
角度を決定し、前記第１振動系に自励振動させ、前記第
２振動系を共振状態で振動させるようにしたことを特徴
とする楕円振動装置、によって達成される。

【００１２】又、以上の目的は、可変周波数電源と、該
可変周波数電源の出力を受け第１方向の加振力を発生さ
せる第１振動駆動子と、該第１振動駆動子の前記第１方
向の加振力を受ける楕円振動機の第１振動系と、該楕円
振動機の可動部の前記第１方向の振動変位を検出する第
１振動変位検出手段と、該第１振動変位検出手段の出力
を受ける移相器と、該移相器の出力を一方の入力端子で
受ける比較器と、該比較器の出力を受ける電力増巾器
と、該電力増巾器の出力を受け前記第１方向とは垂直な
第２方向の加振力を発生させる第２振動駆動子と、該第
２振動駆動子の前記第２方向の加振力を受ける前記楕円
振動機の第２振動系と前記楕円振動機の可動部の前記第
２方向の振動変位を検出する第２振動変位検出手段と、
該第２振動変位検出手段の出力を受ける仮想付加ばね相
当のゲインを有する増巾器と、該増巾器の出力を受け、
前記第２振動駆動子の位相遅れを補償する位相補償器
と、該位相補償器の出力を前記比較器の他方の入力端子
に負帰還して、閉ループを形成し、かつ前記可変周波数
電源の調節により前記第１及び第２振動系をその共振周
波数で駆動し、前記移相器の移相角は前記可動部の最適
振動条件を得るような角度に設定されていることを特徴
とする楕円振動装置、によって達成される。

【００１３】又、以上の目的は、少なくとも第１移相
器、第１ハイゲインアンプ、第１飽和要素を有する第１
制御器と、該第１制御器の出力を電力増巾する第１電力
増巾器と、該第１電力増巾器の出力を受け第１方向の加
振力を発生させる第１振動駆動子と、該第１振動駆動子
の前記第１方向の加振力を受ける楕円振動機の第１振動
系と、該楕円振動機の可動部の前記第１方向の振動変位
を検出する第１振動変位検出手段と、少なくとも第２移
相器、第２ハイゲインアンプ、第２飽和要素を有し、前
記第１振動変位検出手段の出力を受ける第２制御器と、
該第２制御器の出力を受ける前置フィルタと、該前置フ
ィルタの出力を受け電力増巾する第２電力増巾器と、該
第２電力増巾器の出力を受け前記第１方向とは垂直な第
２方向の加振力を発生させる第２振動駆動子と、該第２
振動駆動子の前記第２方向の加振力を受ける前記楕円振
動機の第２振動系と、該楕円振動機の可動部の前記第２
方向の振動変位を検出する第２振動変位検出手段とから
成り、前記前置フィルタは前記第２振動系の固有振動数
成分をカットするノッチフィルタと、該固有振動数の数
％高い周波数成分を増巾するバンドパスフィルタで成
り、前記第２振動変位検出手段の出力を前記第１制御器
に負帰還する閉ループを形成し、前記第１、第２振動系
の共振周波数で前記第２振動変位検出手段と前記第１制
御器との間を開とした場合のこれらの間の位相差が１８
０度となり、前記第１振動系の振動変位と前記第２振動
系の振動変位との位相差は、前記可動部の最適振動条件
を達成するべき角度になるように前記第１、第２移相器
の移相角度を決定し、前記第１、第２振動系を自励振動
させ、共振状態で振動させるようにしたことを特徴とす
る楕円振動装置、によって達成される。

【００１４】又、以上の目的は、少なくとも第１移相
器、第１ハイゲインアンプ、第１飽和要素を有する第１
制御器と、該第１制御器の出力を電力増巾する第１電力
増巾器と、該第１電力増巾器の出力を受け第１方向の加
振力を発生させる第１振動駆動子と、該第１振動駆動子
の前記第１方向の加振力を受ける楕円振動機の第１振動
系と、該楕円振動機の可動部の前記第１方向の振動変位
を検出する振動変位検出手段と、少なくとも第２移相
器、第２ハイゲインアンプ、第２飽和要素を有し、前記
第１振動変位検出手段の出力を受ける第２制御器と、該
第２制御器の出力を受ける前置フィルタと、該前置フィ
ルタの出力を受け電力増巾する第２電力増巾器と、該第
２電力増巾器の出力を受け前記第１方向とは垂直な第２
方向の加振力を発生させる第２振動駆動子と、該第２振
動駆動子の前記第２方向の加振力を受ける前記楕円振動
機の第２振動系から成り、前記前置フィルタは前記第２
振動系の固有振動数成分をカットするノッチフィルタ
と、該固有振動数の数％高い周波数成分を増巾するバン
ドパスフィルタで成り、前記振動変位検出手段の出力を
前記第１制御器に負帰還する閉ループを形成し、前記第
１振動系の共振周波数で前記振動変位検出手段と前記第
１制御器との間を開とした場合のこれらの間の位相差は
１８０度となり、前記第１振動系の振動変位と前記第２
振動系の振動変位との位相差は、前記可動部の最適振動
条件を達成するべき角度になるように前記第１、第２移
相器の移相角度を決定し、前記第１振動系に自励振動さ
せ、前記第２振動系を共振状態で振動させるようにした
ことを特徴とする楕円振動装置、によって達成される。

【００１５】又、以上の目的は、可変周波数電源と、該
可変周波数電源の出力を受け第１方向の加振力を発生さ
せる第１振動駆動子と、該第１振動駆動子の前記第１方
向の加振力を受ける楕円振動機の第１振動系と、該楕円
振動機の可動部の前記第１方向の振動変位を検出する振
動変位検出手段と、該振動変位検出手段の出力を受ける
移相器と、該移相器の出力を受ける前置フィルタと、該
前置フィルタの出力を受ける電力増巾器と、該電力増巾
器の出力を受け前記第１方向とは垂直な第２方向の加振
力を発生させる振動駆動子と、該第２振動駆動子の前記
第２方向の加振力を受ける前記楕円振動機の第２振動系
とから成り、前記前置フィルタは前記第２振動系の固有
振動数成分をカットするノッチフィルタと、該固有振動
数の数％高い周波数成分を増巾するバンドパスフィルタ
で成り、前記可変周波数電源の調節により前記第１、第
２振動系をその共振周波数で駆動し、前記移相器の移相
角は前記可動部の最適振動条件を得るような角度に設定
されていることを特徴とする楕円振動装置、によって達
成される。

【００１６】又、以上の目的は、振動指令を受ける制御
器と、該制御器に一方の入力端子で接続される比較器
と、該比較器の出力端子と接続される電力増巾器と、該
電力増巾器に接続される振動駆動子の加振力を受けて振
動する機械振動系と、該機械振動系に近接して、又はこ
れに取り付けられた振動検出手段と、該手段の出力を受
ける仮想負荷ばね相当のゲインを有する増巾器と、該増
巾器の出力を受け、前記振動駆動子の位相遅れを補償す
る位相補償器とから成り、該位相補償器の出力を前記比
較器器の他方の入力端子に負帰還して第１の閉ループを
形成し、かつ、前記振動検出手段の出力を前記制御器に
負帰還する第２の閉ループを形成して自励振動を行わせ
ると共に、前記仮想負荷ばね相当のゲインを有する増巾
器により前記機械振動系の実際の共振周波数より該仮想
負荷ばねに相当する周波数分だけ電気的に共振周波数を
上昇させるようにしたことを特徴とする振動装置、によ
っ達成される。

【００１７】又、以上の目的は、振動指令を受ける制御
器と、該制御器に一方の入力端子で接続される比較器
と、該比較器の出力端子と接続される電力増巾器と該電
力増巾器に接続される振動駆動子と、該振動駆動子の加
振力を受けて振動する機械振動系と、該機械振動系に近
接して、又はこれに取り付けられる振動速度検出手段
と、該検出手段の出力を受ける仮想負荷ばね相当のゲイ
ンを有する増巾器と、該増巾器の出力を受け、前記振動
駆動子の位相遅れを補償する位相補償器とから成り、該
位相補償器の出力を前記比較器の他方の入力端子に負帰
還して閉ループを形成し、前記制御器に電力源を接続す
ることにより前記機械振動系を強制振動させ、該機械振
動系の共振周波数を前記仮想負荷ばねに相当して電気的
に等価な周波数分だけ上昇させるようにしたことを特徴
とする振動装置、によって達成される。

【００１８】又、以上の目的は、第１制御器、第１電力
増巾器、第１振動駆動子、第１機械振動系、これに近接
して、又は、これに取り付けられた第１振動検出器、こ
の検出出力を受ける第２制御器、比較器、第２電力増巾
器、第２機械振動系、該第２機械振動系に近接して、又
は、これに取り付けられた第２振動検出器とから成り、
該第２振動検出器の検出出力を前記第１制御器に負帰還
する閉ループを形成して、前記第１機械振動系には自励
振動させ、前記第２機械振動系は強制振動をさせるよう
にし、更に、前記第２振動検出器の出力を仮想負荷ばね
相当のゲインを有する増巾器に供給し、該増巾器の出力
を受けて前記第２振動駆動子の位相遅れを補償する位相
補償器とを設け、該位相補償器の出力を、前記比較器に
負帰還して第２の閉ループを形成し、前記仮想負荷ばね
相当のゲインにより、第２機械振動系の共振周波数を、
これに等価な分、上昇させるようにしたことを特徴とす
る振動装置、によって達成される。

【００１９】又、以上の目的は、第１電力源に接続され
た第１制御器、第１電力増巾器、第１振動駆動子、第１
機械振動系で成る第１振動装置部と、前記電力源とは所
定の位相角だけ異なった第２の電力源と接続される第２
制御器、第２比較器、第２電力増巾器、第２振動駆動
子、第２機械振動系及びこれに近接し、又はこれに取り
付けられた振動検出器と、仮想負荷ばね相当のゲインを
有する増巾器と、この出力を受け、前記第２振動駆動子
の位相遅れを補償する位相補償器を設け、この出力を前
比較器に負帰還することにより閉ループを形成し、前記
仮想負荷ばね相当のゲインに相当して前記第２機械振動
系の共振周波数を上昇させるようにしたことを特徴とす
る振動装置、によって達成される。

【００２０】又、以上の目的は、振動指令を受ける電力
増巾器と、該電力増巾器の出力を受ける振動駆動子と、
該振動駆動子の発生する加振力を受ける機械振動系とか
ら成る振動装置において、前記振動指令を、前記機械振
動系の実際の共振周波数成分をカットするノッチフィル
タと実際の共振周波数の数％高めの周波数成分を増巾す
るバンドパスフィルタとで成る前置フィルタを介して前
記電力増巾器に供給するようにしたことを特徴とする振
動装置、によって達成される。

【００２１】

【作用】請求項１の発明によれば、第１、第２振動系の
共振周波数では、第１制御器と第２振動変位検出手段と
の間を遮断した場合の位相差は１８０度であるので、第
１、第２振動系は共振振動を行ない、また第２振動系は
第１振動系に対して第２移相器で設定した角度だけ位相
を遅らせるか進めることにより、最適な楕円振動を得る
位相角度差で振動する。この第１振動系の第１方向にお
ける振巾と、第２振動系の第２方向における振巾との合
成が楕円振動であり、例えば部品の搬送に使われる場合
には、その部品の搬送速度を最大とすることができ、ま
た第１、第２振動系は自励振動を行なっているので、力
と変位との位相差をπ／２に保持し、加振エネルギを小
として、かつ第１、第２振動系の振動変位は常に第２移
相器の設定角度だけ位相差を持たせて第１振動系及び第
２振動系を共振振動させることができる。

【００２２】また、請求項１の本発明によれば、第２振
動系も共振周波数で駆動されるが、第２方向の振動変位
を検出しこれを比較器に負帰還しており、第２機械振動
系は一般に、ｍ₂ ｓ² ＋ｃ₂ ｓ＋ｋ₂ ＝０の特性方程式
で表せられるが、ｋ₂ は実際の振動系においてはバネ定
数に相当し、これは変位に比例して機械振動系の復元力
となるのであるが、これに電気的に等価な仮想付加ばね
相当のゲインを有する増巾器を通して負帰還しているの
で、比較器の一方の入力には第２方向の振動変位指令が
入力され、これが第２の機械振動系の出力である振動変
位として変換されるのであるが、実際の第２の機械振動
系は共振周波数で駆動されるので、比較器の出力が小さ
くて大きな共振倍率を得ることができながら、比較器の
入力から見れば、はるかに倍率が小さくなり、いわば共
振周波数を実際の共振周波数より数％上昇させたことに
なる。これにより、第２の機械振動系の共振周波数が、
電源負荷の変動や可動部に対する部品の負荷が変動して
変化したとしても、従来はこの場合共振点においては位
相差がπ／２であり、または駆動周波数の変動によって
大きく位相差が変わるのであるが、共振周波数を見かけ
上、数％（ｆ₂ へ）上昇させたことにより、第１の機械
振動系との振動変位の位相差は設定の位相角通り、例え
ば６０度のままにして第２振動系を振動させることがで
きるので、結果として楕円振動装置の可動部の振動は最
適的条件で常に振動させることができる。また、第１、
第２の機械振動系は共振周波数で、またはそれに近い周
波数で駆動されているので、楕円振動装置に対する加振
エネルギを従来より大幅に小とすることができ、コスト
を低下させるものである。

【００２３】請求項２の発明によれば、第１振動系は自
励振動により共振振動を行ない、第２振動系は他励で共
振振動を行なう。第１、第２振動系の振動変位との位相
差は第２移相器の設定位相差であるので、最適の楕円振
動を得ることができ、また第１振動系はその可動部の負
荷が変動したり電源が変動したとしても、常に共振振動
を行なって、力と変位との位相差をπ／２に維持し、よ
って最適な位相差を保持することができる。本発明にお
いても、第１振動系は自励振動で共振振動を行ない、力
と変位との位相差はπ／２を維持されるのであるが、請
求項１との発明の違いは第２の閉ループの形成の仕方だ
けであって、第２の振動系が共振状態で振動し、かつそ
の機械的な共振周波数が何らかの原因で変動しても、み
かけの、すなわち電気的な共振周波数は数％上昇するこ
とにより、第１機械振動系との位相角、例えば６０度を
維持して、楕円振動装置の可動部は最適条件で振動する
ことができる。

【００２４】請求項５の発明によれば、可変周波数電源
の調節により第１振動系は共振振動で振動し、よって位
相差をπ／２に維持し、これに対し第２振動系も共振振
動を行なわせ、また第１振動系は第２振動系とは適切な
位相差を持って振動させられるので、最適な楕円振動条
件を得ることができる。また本発明においても、第１、
第２の振動系は共振状態で振動させられるのであるが、
第１、第２振動系は可変周波数電源の調節により強制的
に共振振動を行なわせられるが、第１振動系に対して第
２振動系は適切な位相差角をもって振動させられるので
あるが、実際には共振周波数で駆動されるものの、電気
的には特性方程式中のばね定数に相当する値の数％のゲ
インで比較器に負帰還されるので、電源の変動や可動部
の負荷の変動があっても第１振動機との位相差を設定値
からほとんど変化させることなく、楕円振動装置の可動
部を最適条件で振動を続行させることができる。両振動
系が共振周波数で駆動されるので加振エネルギを小と
し、また第１振動系の共振周波数が変動したとしても
（力と変位との位相差がπ／２でなくなったとして
も）、あくまでも第２振動系の振動変位は第１振動系の
それに対し所定の位相差で駆動されるので、常に可動部
を最適条件で振動させることができる。

【００２５】請求項６の発明においても、請求項１の発
明と同様に、第１振動系は共振振動を行ない、第２振動
系も共振振動を行なうのであるが、第２振動系の固有振
動数成分はカットするノッチフィルタと、かつ、これよ
り数％高い周波数成分を増巾するバイパスフィルタとか
ら成る前置フィルタを設けているので、実際の第２振動
系は機械的には共振周波数で駆動されるのであるが、こ
の共振周波数成分がカットされ、これより数％高い周波
数成分を多く出力することにより、その振動はあたか
も、その数％高い振動数を固有振動数とするかのごとく
電気的にふるまう。これにより、その第２振動系に対す
る電源の変動やその可動部の負荷が変動したとしても、
これと第１振動系との位相差は設定角を保持して、常に
可動部を最適条件で振動させることができる。もちろ
ん、楕円振動装置を所定の振巾で振動させる加振エネル
ギは従来よりはるかに小とすることができる。その他、
請求項５の発明と同様な作用、効果を奏するものであ
る。

【００２６】また請求項７の発明によれば、上記請求項
２の発明と同様に、第１振動系は自励振動を行ない、そ
の独立したループでその共振振動を行なう。また、その
振動変位を検出して制御される第２の振動系は共振周波
数で駆動されるのであるが、請求項７の発明と同様に前
置フィルタを備えているので、実際の共振周波数より数
％高い周波数成分を多く受けることにより、あたかも電
気的にはこの数％高い周波数で振動するかのごとくみえ
る。これにより第１振動系と第２振動系との設定位相差
角を常に保持して、加振エネルギを極力小としながら、
楕円振動装置の可動部を最適条件で振動させることがで
きる。

【００２７】また、請求項１１に発明においても、上記
請求項５の発明と同様に、可変周波数電源の調節により
第１振動系は共振振動で振動され、また第２振動系は適
切な位相差角をもって共振振動させるのであるが、この
位相差角は第２振動系が共振周波数で駆動されるのにも
かかわらず、前置フィルタの出力を受けて駆動されるの
で、やはり電気的には数％高い共振周波数を有するごと
く、電源変動や可動部の負荷の変動があっても、第１振
動系との位相差角を設定角に保持して、楕円振動装置の
可動部は最適条件で振動することができる。

【００２８】請求項１３乃至請求項１７の発明において
も、自励振動にせよ、強制振動にせよ一般の振動機器、
自励振動型又は強制振動型の共振周波数を電気的に所望
の周波数だけ上昇させることが出来、一般の振動機器又
は楕円振動器の加振力に対する位相差を所定の値に容易
に設定させることができる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の実施例による楕円振動装置に
ついて、図面を参照して説明する。

【００３０】図１は本発明の第１実施例による楕円振動
装置を示すが、全体として３１で示され、水平方向の振
動系、すなわち第１振動系３２の第１の方向、すなわち
水平方向における振動変位が振動検出器３３で検出さ
れ、これが垂直方向用のコントローラ３４、比較器１０
０、電力増巾器３５、振動駆動子３６を介して垂直方向
の振動系３７に供給される。この垂直方向の振動変位
が、振動検出器３８で検出され、これが水平方向用のコ
ントローラ３９に供給され、更に電力増巾器４０、振動
駆動子４１を介して水平方向の振動系３２に供給され
る。なお、振動検出器３３の出力はそのままコントロー
ラ３４に供給されるが、水平方向の振動検出器３８の出
力は第１コントローラ３９に負帰還信号として供給され
る。

【００３１】なお本発明によれば、垂直方向の振動変位
検出器３８の出力は、ゲインがΔｋ₂ のアンプ１０２に
供給され、この出力は振動駆動子３６が持っている遅れ
特性分だけ位相を進ませるための位相補償器１０１を介
して、上述の比較器１００に負帰還される。なお、Δｋ
₂ 及び位相補償器１０１の内容については後述する。

【００３２】図２は、第１実施例を更に詳細に示すブロ
ック図であるが、図１に対応する部分については同一の
符号を付す。

【００３３】すなわち、本実施例における第１のコント
ローラ３９は、移相器４２、ハイゲインアンプ４３及び
振巾調整用リミッタ（飽和要素）４４からなっており、
この出力が電力増巾器４０に供給されて、電力増巾出力
は振動駆動子４１である電磁石４１に供給される。電磁
石４１は電圧と力に位相差があり、１／（ｓ＋ａ₁ ）な
る遅れ要素を有する。これにより水平方向の第１の振動
系３２が加振されるのであるが、この特性方程式は、ｍ
₁ ｓ² ＋ｃ₁ ｓ＋ｋ₁ ＝０である。ここでｍ₁はボウル
の質量、ｃ₁ は粘性係数、ｋ₁ は水平方向のばね定数で
ある。この水平方向の振動変位は振動検出器３３で検出
され、これが第２のコントローラ３４に供給されるので
あるが、これは第１のコントローラ３９と同様に、移相
器４５、ハイゲインアンプ４６及び振巾調整用リミッタ
（飽和要素）４７からなっており、この出力は電力増巾
器３５に供給され、この増巾出力が垂直方向の電磁石３
６に供給される。これも、１／（ｓ＋ａ₂ ）なる遅れ要
素を有し、水平方向の電磁石４１と同様に、９０度の位
相遅れを生じる。これにより垂直方向の振動系３７が加
振され、この振動変位は振動変位検出器３８で検出さ
れ、これが第１のコントローラ３９に負帰還される。

【００３４】また本発明によれば、垂直方向の振動変位
検出器３８の出力はゲインがΔｋ₂アンプ１０２に供給
されるのであるが、これは垂直方向の振動系の特性方程
式が、ｍ₂ ｓ² ＋ｃ₂ ｓ＋ｋ₂ ＝０であり、このｋ₂ の
値の数％の大きさに設定されている。ここで、垂直方向
の振動系３７について更に詳細に説明する。

【００３５】すなわち図３に示すように、垂直方向の振
動系３７は可動部Ｍ（振動パーツフィーダの場合はボウ
ル）の質量をｍとすれば、加速度ｍ（ｄｘ² ／ｄｔ² ）
をｍで割ることにより、加速度ｄｘ² ／ｄｔ² が算出さ
れ、これにラプラス変換子ｓの逆数、すなわち１／ｓを
かけることによって、ｄｘ／ｄｔが得られ、これに粘性
係数ｃをかけることにより抵抗力が算出されるが、これ
が可動部Ｍに負帰還される。また更に１／ｓをかけるこ
とにより変位ｘが算出され、これにバネ定数ｋをかける
ことにより、このばねによる抵抗力が可動部Ｍに負帰還
される。

【００３６】振動工学上明らかなように、固有振動周波
数はｋ₂ ／ｍ₂ の平方根に比例するが、このｋ₂ を電気
的に変換することにより、本発明が構成される。本実施
例ではこのバネ定数ｋ₂ に相当するゲインΔｋ₂ を与え
ることにより、共振周波数を電気的に数％上昇させるよ
うに構成させており、また電磁石による位相遅れを補償
するために（ｓ＋ａ₂ ）／（ｓ＋ｂ₂ ）（ｂ₂ ＞ａ₂ ）
なる位相進み要素を与えて、比較器１００に負帰還して
いる。

【００３７】また、本実施例によれば、各機械振動系３
２、３７が自励振動で共振振動数で振動され、力と変位
との位相差が共振振動では９０度遅れあるが、垂直方向
の振動系に対する力は水平方向に対して所定の位相遅れ
をもたせている。また、上述したように振動駆動子であ
る電磁石３６、４１の位相遅れは９０度であり、本実施
例では第１の位相器４２により位相は６０度進められ、
また第２の位相器４５により３０度位相が進められる。
従って、第１の位相器４２の入力側と水平方向の振動系
３２の出力との間には、合計で１２０度の位相差があ
り、また水平方向の振動検出器３３の出力、すなわち第
２位相器４５の入力側と第２の機械振動系３７の出力と
の間には、合計で６０度の位相差がある。従って、第
１、第２機械振動系３２、３７が共振振動すると第１の
コントローラ３９の入力側と垂直方向の振動検出器３８
の出力側とを遮断した場合には、この間に１８０度の位
相差がある。よって、水平及び垂直方向の振動系３２、
３７の自励振動を可能にしている。

【００３８】本発明の第１実施例の楕円振動装置は以上
のように構成されるが、次にこの作用について説明す
る。

【００３９】なお、電力増巾器３５、４２は図示せずと
もスイッチを介して直流電源が接続されおり、このスイ
ッチを閉じることにより作動状態となる。図２に示すよ
うな閉ループで、垂直方向の振動検出器３８の出力が第
１コントローラ３９に負帰還されるので、又、この閉ル
ープの第１コントローラ３９の入力側で遮断した場合に
１８０度の位相差を持っていることにより、水平及び垂
直方向の振動系３２、３７は自励振動、すなわち共振振
動を行なう。この振動系３２の振動変位は振動検出器３
３により検出され、第２コントローラ３４、比較器１０
０、電力増巾器３５により垂直方向電磁石３６が励磁さ
れて、垂直方向振動系３７も共振振動を行なう。なお、
水平方向の振動系３２は自励振動であるので、常に力と
変位との位相差が９０度に維持され、又、電磁石４１の
位相遅れは９０度で一定であるので、水平方向の振動と
垂直方向の振動との位相差は、６０度に安定に保持され
る。

【００４０】また本発明によれば、垂直振動系３７は図
２に示されるようにｍ₂ ｓ² ＋ｃ₂ｓ＋ｋ₂ ＝０の特性
方程式で振動するのであるが、この系のばね定数ｋ₂ の
数％に相当するΔｋ₂ のゲインで振動変位検出器３８の
出力が増巾され、これが垂直方向電磁石３６の位相遅れ
分だけ補償する位相補償器１０１を通って比較器１００
に供給される。これにより実際の機械的な垂直方向の共
振周波数は設計どおりの固有周波数で変わらないが、電
気的にはΔｋ₂ のゲインで比較器１００に負帰還してい
るので、Δｋ₂ に相当する分だけ共振周波数が数％上昇
したことになり、よって電源が変動したりこの振動系３
７の粘性係数やばね定数の特性あるいは可動部の負荷が
変動したりして、この振動系の共振周波数が変動して、
もしこの負帰還のループがなければ、力と変位の位相差
π／２が大きくずれることにより、水平方向の振動との
間の設定位相角６０度が変動するのであるが、数％高い
共振周波数におかれているために、この位相差の変動が
わすかである。従って、水平方向と垂直方向との変位の
位相差は６０度の位相差角を安定に保持することができ
る。よってボウルは最適条件で常に振動することができ
る。

【００４１】従って最適条件でボウルは楕円振動を行な
い、部品をその内部に形成されたトラック上を最大の搬
送速度で搬送させることができる。電源の変動やボウル
内の部品の負荷の変動が生じても、水平方向の振動系は
共振振動を行って、力と変位との位相差を９０度に維持
し、従来のように共振点から少しずれただけでも位相差
９０度から大きく変化していたのが変化しなくなるの
で、また本実施例によれば、垂直方向の振動系も同じ周
波数で駆動されるので、かつまた同じ共振周波数に設計
されているので、共振状態で共振することができて、全
体の加振エネルギを小とするのみならず、共振状態では
電源の変動や可動部の負荷の変動によりその共振周波数
が変動して、加振力周波数に対する共振周波数を大きく
変動させていたが、本発明の実施例によれば、Δｋ₂ ゲ
インの負帰還によりこの変動を小とし、よって水平方向
と垂直方向の力と変位の位相差角を設定どおりに維持す
ることができて、最適条件を安定に続行させることがで
きる。

【００４２】なお、振巾調節リミッタ４４、４７には、
図示せずとも水平方向の振動変位検出器３３及び垂直方
向の振動検出器３８の出力を受ける振巾コントローラが
接続されており、これは比較器を有しているが、この一
方の入力端子には設定振巾が設定されており、他方の入
力には振動変位検出器３３、３８の出力が供給されて、
その偏差に応じて振巾調節リミッタ４４、４７を自動的
に調節し、従って水平方向と垂直方向との振巾が一定に
なり、よって一定の長軸、短軸を持った一定方向の楕円
振動をボウルに行なわせることができる。

【００４３】図４及び図５は本発明の第２実施例による
楕円振動装置を示すが、全体として５１で示され、第１
実施例に対応する部分には同一の符号を付け、その詳細
な説明は省略する。

【００４４】すなわち本実施例によれば、水平方向の振
動系だけで閉ループを形成している。すなわち水平方向
の振動検出器３３の出力は第１のコントローラ５２に負
帰還され、またこの出力は垂直方向のコントローラ５３
に供給される。本実施例においても、垂直方向の変位を
検出する振動変位検出器３８の出力は、Δｋ₂ のゲイン
を有するアンプ１０２及び位相補償器１０１を介して比
較器１００に負帰還される。

【００４５】図５は同ブロックの詳細を示すものである
が、コントローラ５２、５３においてのみ図１の第１実
施例と異なり、同様に各々、位相器５５、５８、ハイゲ
インアンプ５６、５９及び振巾調節リミッタ５７、６０
からなっているが、第１の位相器５５の設定位相差αは
零であり、第２の位相器５８の設定位相差βは３０度で
ある。これにより、第１機械振動系３２が共振振動であ
ると、水平方向の振動検出器３３と第１コントローラ５
２との間を開とした場合の、この間の位相差が１８０度
であり、また第２機械振動系３７の出力と第２コントロ
ーラ５３の入力との間ではー６０度の位相差である。

【００４６】本発明の第２実施例の楕円振動装置は以上
のように構成されるが、次にこの作用について説明す
る。

【００４７】すなわち、本実施例では水平方向の振動系
は閉ループをなし、水平方向の振動系３２と第１コント
ローラ５２との間には１８０度の位相差があることによ
り、やはり図示しないスイッチを介して直流電源を電力
増巾器３５、４０に接続すると、水平方向の振動系３２
は共振周波数で自励振動を行ない、また垂直方向の振動
系３７も共振振動を行なう。そして、共振振動状態にあ
る水平及び垂直方向の振動系の力と変位との位相差は９
０度で安定にこれが保持され、また各共振周波数が若干
変化しても、自励振動と第２のゲインアンプ１０２によ
り垂直振動系の位相差がほとんど変化しないことによ
り、位相差は６０度と一定とされており、最適な楕円振
動条件を得ることができる。

【００４８】図６は本発明の第３実施例による楕円振動
装置を示すが、全体として６１で示され、可変周波数電
源６２の出力は第１のコントローラ６３に供給され、こ
の出力は電力増巾器６４で増幅され、振動駆動子である
電磁石６５に供給され、これにより上記実施例と同様に
水平方向の振動系６６が加振され、この水平方向の振動
変位が振動検出器６７で検出されて、垂直方向の第２の
コントローラ６８に供給され、この制御出力が比較器１
００の一方の入力端子に供給され、この他方の入力端子
には電力増巾器６９、振動駆動子７０、垂直方向の機械
振動系７１、振動変位検出器３８、δ_k2のゲインアンプ
１０２及び位相補償器１０１で形成される閉ループ９の
負帰還信号が供給されており、この差出力が電力増巾器
６９を介して垂直方向の振動駆動子である電磁石７０に
供給され、第２の振動系７１を加振する。なお、第２の
コントローラ６８の移相角においては位相差は６０度と
設定されており、従って、振動系６６は可変周波数電源
６２の調節により共振振動が行なわれるが、この振動に
対して正確に６０度の位相差を持って、振動系７１も垂
直方向に加振されるので、可変周波数電源６２の自動調
節さえ正確に行なわれていれば、この位相差６０度を安
定に持続させて、最適な楕円振動を得ることができる。

【００４９】コントローラ６３、６８は第１、第２実施
例とは異なり飽和要素を有しないが、振動検出器３８、
６７からの出力を各々図示しない振巾コントローラに供
給し、この内部で所定の振巾と比較してその偏差をコン
トローラ６３、６８に供給することにより、定振巾の閉
ループを形成して、水平方向の振動を常に一定としても
よい。本実施例においての垂直振動系７１も共振振動
し、アンプ１０２、位相補償器１０１を有する閉ループ
で数％固有振動数を電気的に上げて負荷変動などによ
り、大きく位相差が変動しないようにしている。

【００５０】図７は本発明の第４実施例による楕円振動
装置３１’を示すが、第１実施例に対応する部分につい
ては、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００５１】すなわち本実施例によれば、第１実施例に
おいてはゲインΔｋ₂ のアンプ１０２及び位相補償器１
０１を介在した閉ループを形成したが、これを省略しコ
ントローラ３４と電力増巾器３５との間に前置フィルタ
２００が接続されている。これは（ｍ₂ ｓ² ＋ｃ₂ ｓ＋
ｋ₂ ）／（ｍ₂ ｓ² ＋ｃ₂ ｓ＋ｋ₂ ＋Δｋ₂ ）の特性を
有し、すなわちｍ₂ ｓ² ＋ｃ₂ ｓ＋ｋ₂ は垂直方向の振
動系の特性方程式であるが、図１０で示すようにこの共
振周波数ｆ₀ をカットするノッチフィルタ及びばね定数
ｋ₂ にΔｋ₂ を加えたばね定数の高い特性方程式は共振
周波数よりΔｋ₂ 分だけ高い共振周波数ｆ₁ となる。す
なわち垂直方向の共振周波数より数％高い周波数を通す
バンドパスフィルタであり、前置フィルタ２００は、従
って共振周波数をカットするノッチフィルタと、これよ
り数％高い周波数成分を通すバンドパスフィルタからな
っている。このような前置フィルタ２００により、垂直
方向の振動系の特性方程式ｍ₂ ｓ² ＋ｃ₂ ｓ＋ｋ₂ の共
振周波数で振動変位指令を与えることにより、実際には
共振振動を行なうが負荷の変動などにより、この共振周
波数が変動した場合には、位相差が大きくずれるのを、
電気的な共振周波数を数％上昇させることにより、第
１、第２位相コントローラ４２、４５により設定された
位相角で、すなわち水平方向の振動変位と垂直方向の振
動変位の位相角を最適な位相角、例えば６０度の位相角
を保持して、水平方向及び垂直方向に振動させることに
より最適の楕円振動を得ることができる。またその他の
作用、効果については第１実施例と同様であるので省略
する。

【００５２】図８は本発明の第５実施例による楕円振動
装置５１’を示すが、上記第２実施例に対応する部分に
ついては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。すなわち本実施例においても、第２実施例における
ゲインΔｋ₂ のアンプ１０２及び位相補償器１０１は省
略する代わりに、第４実施例と同様な前置フィルタ２０
０が配設されており、第４実施例の前置フィルタ２００
と同様な作用、効果を奏するので、その説明は省略す
る。

【００５３】図９は本発明の第６実施例における楕円振
動装置６１’を示すが、第３実施例に対応する部分につ
いては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
すなわち、本実施例においても、Δｋ₂ のゲインアンプ
１０２及び位相補償器１０１が省略されて、この代わり
に上記実施例と同様な前置フィルタ２００が配設されて
おり、その作用、効果は上記実施例と同一であるので、
その説明は省略する。

【００５４】図１１乃至図１４は、本発明の第７実施例
による楕円振動装置を示すが、上記実施例に対応する部
分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略
する。

【００５５】すなわち本実施例においては、仮想ばねの
ゲインΔｋ₂ を有するアンプ１０２’のゲインΔｋ₂ を
変位の位相差により自動的に調節可能としている。すな
わち位相差検出器２００には図１０に示されるように、
水平方向の振動変位信号Ｘ及び垂直方向の振動変位信号
ＹをそれぞれゲインＫなるアンプ２０３ａ、２０３ｂで
受け、増巾して±１の飽和レベルを持つリミッタ２０４
ａ、２０４ｂで余分な大きさをカットし、次にこの正規
化された矩形波同士の差を比較器２０５で取る。この比
較出力を絶対値回路２０６に通し、更にローパスフィル
タ２０７に通す。絶対値回路２０６は言わば整流回路で
あり、またローパスフィルタ２０７は｛１／（１＋Ｔ₁
ｓ）｝×｛１／（１＋Ｔ₂ ｓ）｝なる伝達要素を有し、
この出力が位相差出力φであるが、図１３Ａ、Ｂ、Ｃ及
びＤで示されるように、水平方向の振動変位信号Ｘと垂
直方向の振動変位信号ＹにＡ、Ｂで示すような位相差が
あれば、これをリミッタ２０４ａ、２０４ｂで大きさを
カットし、かつ比較器２０５で水平方向の振動変位信号
Ｘから垂直方向の振動変位信号Ｙを差し引くと、図１３
のＣで示すような出力が比較器２０５から得られ、これ
が絶対値回路２０６に通すことにより、図１３のＤで示
すような波形が得られる。これをローパスフィルタ２０
７に通すことにより平滑されて、水平方向の振動変位信
号Ｘと垂直方向の振動変位信号Ｙとの位相差に比例した
ＤＣ出力が位相差出力φとして得られる。図１４には、
この位相差φと検出器出力Φとの関係が示されているの
が、０度から１８０度でリニアに変化し、１８０度で最
大値Φ₀ ととなり、以下リニアに減少する。このような
出力を位相差コントローラ２０１に供給し、位相差出力
に応じてコントローラ２０１を制御し、この出力により
ゲインΔｋを調節可能としている。これにより水平方向
の振動変位と垂直方向の振動変位との位相角が最適値、
すなわち６０度になるように調節され、垂直方向、水平
方向の振動系がともに共振周波数で振動されるが、どち
らか一方が電源及び負荷の変動により固有周波数が変動
したとしても、その位相差角は確実に６０度に保持させ
ることができる。

【００５６】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００５７】例えば、以上の実施例ではアクチュエータ
である電磁石は９０度の位相遅れを有するが、例えば圧
電型や動電型のように位相遅れのない場合には、上述の
位相差αの代わりにα＝ー９０度、またβの代わりにβ
＝ー９０度とすれば、同様な作用、効果を得ることがで
きる。

【００５８】電磁石のように９０度の位相差を有するア
クチュエータのみならず、他の大きさの位相遅れを有す
る場合においても、位相差α、βを、負帰還ループを遮
断した場合のこの両端の位相差を１８０度とし、かつ水
平方向と垂直方向の位相差を６０度とするべく、位相コ
ントローラ４２、４５の位相値を設定すればよい。

【００５９】また以上の実施例では位相コントローラ４
２、４５の設定位相差は固定としたが、これは可変とし
てもよい。この場合に、ある入力、出力間の信号の位相
差を検出し、この検出値に応じて位相コントローラ４
２、４５の設定位相差を調節するようにすればよい。

【００６０】また以上の実施例では、水平方向と垂直方
向との位相差角度が６０度で最適としたが、楕円振動の
搬送理論によれば、長軸の振巾に応じて若干これが変更
されるので、６０度でなくともよく、例えば４５度乃至
７５度の範囲で可変とするように位相差α、βを変える
ようにしてもよい。

【００６１】又、以上の実施例では、第１の方向を水平
方向をとし、第２の方向を垂直方向としたが、これを逆
にしても良い。

【００６２】なお、本発明は一般の振動機器において上
述のような仮想負荷ばね相当のゲインを有する増巾器及
び振動駆動子の位相遅れを補償する位相補償器を設け、
該振動機器の力と変位との間の位相差を電気的に所定の
値に設定するようにしてもよい。更に、自励振動型の楕
円振動装置及び強制振動型において第２の機械振動系に
上記実施例と同様に仮想負荷ばね相当のゲインを有する
増巾器の出力を受け、振動駆動子の位相遅れを補償する
位相補償器を設け、上述の上記実施例と同様に比較器に
負帰還して第２機械振動系の共振周波数を高めに数％上
昇させるようにしてもよい。あるいは、上述の比較器、
仮想負荷ばね相当のゲインを有する増幅器でなる閉ルー
プに代えて、上述の前置フィルタを介して振動指令を受
けるようにしてもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上述べたように本発明の振動装置によ
れば、楕円振動機においては第１方向及び第２方向の振
動系を共振周波数で駆動しながら、これらの振動変位の
位相差を常に最適角に保持することができ、また両振動
系が共振周波数で駆動されるので、この振動装置に加え
る加振エネルギを従来より大幅に小とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による楕円振動装置のブロ
ック図である。

【図２】同装置の主要部分の詳細を示すブロック図であ
る。

【図３】同装置の作用原理を示すブロック図である。

【図４】本発明の第２実施例による楕円振動装置のブロ
ック図である。

【図５】同装置の主要部分の詳細を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明の第３実施例による楕円振動装置のブロ
ック図である。

【図７】本発明の第４実施例による楕円振動装置のブロ
ック図である。

【図８】本発明の第５実施例による楕円振動装置のブロ
ック図である。

【図９】本発明の第６実施例による楕円振動装置のブロ
ック図である。

【図１０】同装置の作用を示すチャート図である。

【図１１】本発明の第７実施例による楕円振動装置の要
部のブロック図である。

【図１２】図１１における位相差検出器のブロック図で
ある。

【図１３】同装置の作用を示すチャート図であり、Ａは
水平方向の振動変位を示すタイムチャート、Ｂは垂直方
向の振動変位を示すタイムチャート、Ｃは図１２におけ
る比較器の出力を示すタイムチャート、Ｄは図１２にお
ける絶対値回路２０６の出力を示すタイムチャートであ
る。

【図１４】図１２の位相差検出器の作用を示す特性図で
ある。

【図１５】本実施例に適応される楕円振動装置における
振動機としての振動パーツフィーダの部分破断側面図で
ある。

【図１６】図１５における［１６］ー［１６］線方向の
平面図である。

【図１７】同振動パーツフィーダの背面図である。

【図１８】周波数ー位相差特性チャート図である。

【符号の説明】

３１楕円振動装置３１’ 楕円振動装置３３水平方向振動検出器３４コントローラ３５垂直方向振動検出器３９コントローラ４２位相器４５位相器５１楕円振動装置５１’ 楕円振動装置５２コントローラ５３コントローラ５５コントローラ５５位相器５８位相器６１楕円振動装置６１’ 楕円振動装置１００比較器１０１位相補償器１０２ Δｋ₂ を有するアンプ２００前置フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第１移相器、第１ハイゲイン
アンプ、第１飽和要素を有する第１制御器と、該第１制
御器の出力を電力増巾する第１電力増巾器と、該第１電
力増巾器の出力を受け第１方向の加振力を発生させる第
１振動駆動子と、該第１振動駆動子の前記第１方向の加
振力を受ける楕円振動機の第１振動系と、該楕円振動機
の可動部の前記第１方向の振動変位を検出する第１振動
変位検出手段と、少なくとも第２移相器、第２ハイゲイ
ンアンプ、第２飽和要素を有し、前記第１振動変位検出
手段の出力を受ける第２制御器と、該第２制御器の出力
を一方の入力端子で受ける比較器と、該比較器の出力を
電力増巾する第２電力増巾器と、該第２電力増巾器の出
力を受け前記第１方向とは垂直な第２方向の加振力を発
生させる第２振動駆動子と、該第２振動駆動子の前記第
２方向の加振力を受ける前記楕円振動機の第２振動系
と、該楕円振動機の可動部の前記第２方向の振動変位を
検出する第２振動変位検出手段、該第２振動変位検出手
段の出力を受ける仮想付加ばね相当のゲインを有する増
巾器と、該増巾器の出力を受け、前記第２振動駆動子の
位相遅れを補償する位相補償器と、該位相補償器の出力
を前記比較器の他方の入力端子に負帰還して、第１の閉
ループを形成し、かつ前記第２振動変位検出手段の出力
を前記第１制御器に負帰還する第２の閉ループを形成
し、前記第１、第２振動系の共振周波数で第２振動変位
検出手段と前記第１制御器との間を開とした場合のこれ
らの間の位相差が１８０度となり、前記第１振動系の変
位と前記第２振動系の変位との位相差は、前記可動部の
最適振動条件を達成するべき角度になるように前記第
１、第２移相器の移相角度を決定し、前記第１、第２振
動系を自励振動させ、共振状態で振動させるようにした
ことを特徴とする振動装置。
【請求項２】少なくとも第１移相器、第１ハイゲイン
アンプ、第１飽和要素を有する第１制御器と、該第１制
御器の出力を電力増巾する第１電力増巾器と、該第１電
力増巾器の出力を受け第１方向の加振力を発生させる第
１振動駆動子と、該第１振動駆動子の前記第１方向の加
振力を受ける楕円振動機の第１振動系と、該楕円振動機
の可動部の前記第１方向の振動変位を検出する第１振動
変位検出手段と、少なくとも第２移相器、第２ハイゲイ
ンアンプ、第２飽和要素を有し、前記第１振動変位検出
手段の出力を受ける第２制御器と、該第２制御器の出力
を一方の入力端子で受ける比較器と、該比較器の出力を
電力増巾する第２電力増巾器と、該第２電力増巾器の出
力を受け前記第１方向とは垂直な第２方向の加振力を発
生させる第２振動駆動子と、該第２振動駆動子の前記第
２方向の加振力を受ける前記楕円振動機の第２振動系と
前記楕円振動機の可動部の前記第２方向の振動変位を検
出する第２振動変位検出手段と、該第２振動変位検出手
段の出力を受ける仮想付加ばね相当のゲインを有する増
巾器と、該増巾器の出力を受け、前記第２振動駆動子の
位相遅れを補償する位相補償器と、該位相補償器の出力
を前記比較器の他方の入力端子に負帰還して、第１の閉
ループを形成し、かつ前記第１振動変位検出手段の出力
を前記第１制御器に負帰還する第２の閉ループを形成
し、前記第１、第２振動系の共振周波数で前記第１振動
変位検出手段と前記第１制御器との間を開とした場合の
これらの間の位相差が１８０度となり、前記第１振動系
の振動変位と前記第２振動系の振動変位との位相差は、
前記可動部の最適振動条件を達成するべき角度になるよ
うに前記第１、第２移相器の移相角度を決定し、前記第
１振動系に自励振動させ、前記第２振動系を共振状態で
振動させるようにしたことを特徴とする振動装置。
【請求項３】前記第１、第２振動変位検出手段の出力
を各々振巾コントローラに供給し、該振巾コントローラ
内に設定されている所定の振巾との偏差を各々前記第
１、第２制御器に供給して、前記第１、第２方向の振巾
を各前記所定の振巾に調整するようにしたことを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の振動装置。
【請求項４】位相差検出手段及び位相差コントローラ
を設け、該位相差コントローラの出力により前記第１、
第２移相器の移相角を調節するようにした請求項１乃至
請求項３の何れかに記載の振動装置。
【請求項５】可変周波数電源と、該可変周波数電源の
出力を受け第１方向の加振力を発生させる第１振動駆動
子と、該第１振動駆動子の前記第１方向の加振力を受け
る楕円振動機の第１振動系と、該楕円振動機の可動部の
前記第１方向の振動変位を検出する第１振動変位検出手
段と、該第１振動変位検出手段の出力を受ける移相器
と、該移相器の出力を一方の入力端子で受ける比較器
と、該比較器の出力を受ける電力増巾器と、該電力増巾
器の出力を受け前記第１方向とは垂直な第２方向の加振
力を発生させる第２振動駆動子と、該第２振動駆動子の
前記第２方向の加振力を受ける前記楕円振動機の第２振
動系と前記楕円振動機の可動部の前記第２方向の振動変
位を検出する第２振動変位検出手段と、該第２振動変位
検出手段の出力を受ける仮想付加ばね相当のゲインを有
する増巾器と、該増巾器の出力を受け、前記第２振動駆
動子の位相遅れを補償する位相補償器と、該位相補償器
の出力を前記比較器の他方の入力端子に負帰還して、閉
ループを形成し、かつ前記可変周波数電源の調節により
前記第１及び第２振動系をその共振周波数で駆動し、前
記移相器の移相角は前記可動部の最適振動条件を得るよ
うな角度に設定されていることを特徴とする振動装置。
【請求項６】少なくとも第１移相器、第１ハイゲイン
アンプ、第１飽和要素を有する第１制御器と、該第１制
御器の出力を電力増巾する第１電力増巾器と、該第１電
力増巾器の出力を受け第１方向の加振力を発生させる第
１振動駆動子と、該第１振動駆動子の前記第１方向の加
振力を受ける楕円振動機の第１振動系と、該楕円振動機
の可動部の前記第１方向の振動変位を検出する第１振動
変位検出手段と、少なくとも第２移相器、第２ハイゲイ
ンアンプ、第２飽和要素を有し、前記第１振動変位検出
手段の出力を受ける第２制御器と、該第２制御器の出力
を受ける前置フィルタと、該前置フィルタの出力を受け
電力増巾する第２電力増巾器と、該第２電力増巾器の出
力を受け前記第１方向とは垂直な第２方向の加振力を発
生させる第２振動駆動子と、該第２振動駆動子の前記第
２方向の加振力を受ける前記楕円振動機の第２振動系
と、該楕円振動機の可動部の前記第２方向の振動変位を
検出する第２振動変位検出手段とから成り、前記前置フ
ィルタは前記第２振動系の固有振動数成分をカットする
ノッチフィルタと、該固有振動数の数％高い周波数成分
を増巾するバンドパスフィルタで成り、前記第２振動変
位検出手段の出力を前記第１制御器に負帰還する閉ルー
プを形成し、前記第１、第２振動系の共振周波数で前記
第２振動変位検出手段と前記第１制御器との間を開とし
た場合のこれらの間の位相差が１８０度となり、前記第
１振動系の振動変位と前記第２振動系の振動変位との位
相差は、前記可動部の最適振動条件を達成するべき角度
になるように前記第１、第２移相器の移相角度を決定
し、前記第１、第２振動系を自励振動させ、共振状態で
振動させるようにしたことを特徴とする振動装置。
【請求項７】少なくとも第１移相器、第１ハイゲイン
アンプ、第１飽和要素を有する第１制御器と、該第１制
御器の出力を電力増巾する第１電力増巾器と、該第１電
力増巾器の出力を受け第１方向の加振力を発生させる第
１振動駆動子と、該第１振動駆動子の前記第１方向の加
振力を受ける楕円振動機の第１振動系と、該楕円振動機
の可動部の前記第１方向の振動変位を検出する振動変位
検出手段と、少なくとも第２移相器、第２ハイゲインア
ンプ、第２飽和要素を有し、前記第１振動変位検出手段
の出力を受ける第２制御器と、該第２制御器の出力を受
ける前置フィルタと、該前置フィルタの出力を受け電力
増巾する第２電力増巾器と、該第２電力増巾器の出力を
受け前記第１方向とは垂直な第２方向の加振力を発生さ
せる第２振動駆動子と、該第２振動駆動子の前記第２方
向の加振力を受ける前記楕円振動機の第２振動系から成
り、前記前置フィルタは前記第２振動系の固有振動数成
分をカットするノッチフィルタと、該固有振動数の数％
高い周波数成分を増巾するバンドパスフィルタで成り、
前記振動変位検出手段の出力を前記第１制御器に負帰還
する閉ループを形成し、前記第１振動系の共振周波数で
前記振動変位検出手段と前記第１制御器との間を開とし
た場合のこれらの間の位相差は１８０度となり、前記第
１振動系の振動変位と前記第２振動系の振動変位との位
相差は、前記可動部の最適振動条件を達成するべき角度
になるように前記第１、第２移相器の移相角度を決定
し、前記第１振動系に自励振動させ、前記第２振動系を
共振状態で振動させるようにしたことを特徴とする振動
装置。
【請求項８】前記第１、第２振動変位検出手段の出力
を各々振巾コントローラに供給し、該振巾コントローラ
内に設定されている所定の振巾との偏差を各々前記第
１、第２制御器に供給して、前記第１、第２方向の振巾
を各前記所定の振巾に調整するようにしたことを特徴と
する請求項６に記載の振動装置。
【請求項９】前記可動部の第２方向の振動変位を検出
する第２の振動変位検出手段を設け、前記第１、第２振
動変位検出手段の出力を各々振巾コントローラに供給
し、該振巾コントローラ内に設定されている所定の振巾
との偏差を各々前記第１、第２制御器に供給して、前記
第１、第２方向の振巾を各前記所定の振巾に調整するよ
うにしたことを特徴とする請求項７に記載の楕円振動装
置。
【請求項１０】位相差検出手段及び位相差コントロー
ラを設け、該位相差コントローラの出力により前記第
１、第２移相器の移相角を調節するようにした請求項６
乃至請求項９の何れかに記載の振動装置。
【請求項１１】可変周波数電源と、該可変周波数電源
の出力を受け第１方向の加振力を発生させる第１振動駆
動子と、該第１振動駆動子の前記第１方向の加振力を受
ける楕円振動機の第１振動系と、該楕円振動機の可動部
の前記第１方向の振動変位を検出する振動変位検出手段
と、該振動変位検出手段の出力を受ける移相器と、該移
相器の出力を受ける前置フィルタと、該前置フィルタの
出力を受ける電力増巾器と、該電力増巾器の出力を受け
前記第１方向とは垂直な第２方向の加振力を発生させる
振動駆動子と、該第２振動駆動子の前記第２方向の加振
力を受ける前記楕円振動機の第２振動系とから成り、前
記前置フィルタは前記第２振動系の固有振動数成分をカ
ットするノッチフィルタと、該固有振動数の数％高い周
波数成分を増巾するバンドパスフィルタで成り、前記可
変周波数電源の調節により前記第１、第２振動系をその
共振周波数で駆動し、前記移相器の移相角は前記可動部
の最適振動条件を得るような角度に設定されていること
を特徴とする振動装置。
【請求項１２】前記第１、第２の振動系の各振動変位
の位相差を検出する位相差検出手段及び該検出手段の検
出出力を受ける位相差コントローラを設け、該位相差コ
ントローラの出力により前記増巾器のゲインを、前記第
１、第２振動系の振動変位の位相差が最適値となるよう
に調節するようにしたことを特徴とする請求項１、請求
項２及び請求項５の何れかに記載の振動装置。
【請求項１３】振動指令を受ける制御器と、該制御器
に一方の入力端子で接続される比較器と、該比較器の出
力端子と接続される電力増巾器と、該電力増巾器に接続
される振動駆動子の加振力を受けて振動する機械振動系
と、該機械振動系に近接して、又はこれに取り付けられ
た振動検出手段と、該手段の出力を受ける仮想負荷ばね
相当のゲインを有する増巾器と、該増巾器の出力を受
け、前記振動駆動子の位相遅れを補償する位相補償器と
から成り、該位相補償器の出力を前記比較器器の他方の
入力端子に負帰還して第１の閉ループを形成し、かつ、
前記振動検出手段の出力を前記制御器に負帰還する第２
の閉ループを形成して自励振動を行わせると共に、前記
仮想負荷ばね相当のゲインを有する増巾器により前記機
械振動系の実際の共振周波数より該仮想負荷ばねに相当
する周波数分だけ電気的に共振周波数を上昇させるよう
にしたことを特徴とする振動装置。
【請求項１４】振動指令を受ける制御器と、該制御器
に一方の入力端子で接続される比較器と、該比較器の出
力端子と接続される電力増巾器と該電力増巾器に接続さ
れる振動駆動子と、該振動駆動子の加振力を受けて振動
する機械振動系と、該機械振動系に近接して、又はこれ
に取り付けられる振動速度検出手段と、該検出手段の出
力を受ける仮想負荷ばね相当のゲインを有する増巾器
と、該増巾器の出力を受け、前記振動駆動子の位相遅れ
を補償する位相補償器とから成り、該位相補償器の出力
を前記比較器の他方の入力端子に負帰還して閉ループを
形成し、前記制御器に電力源を接続することにより前記
機械振動系を強制振動させ、該機械振動系の共振周波数
を前記仮想負荷ばねに相当して電気的に等価な周波数分
だけ上昇させるようにしたことを特徴とする振動装置。
【請求項１５】第１制御器、第１電力増巾器、第１振
動駆動子、第１機械振動系、これに近接して、又は、こ
れに取り付けられた第１振動検出器、この検出出力を受
ける第２制御器、比較器、第２電力増巾器、第２機械振
動系、該第２機械振動系に近接して、又は、これに取り
付けられた第２振動検出器とから成り、該第２振動検出
器の検出出力を前記第１制御器に負帰還する閉ループを
形成して、前記第１機械振動系には自励振動させ、前記
第２機械振動系は強制振動をさせるようにし、更に、前
記第２振動検出器の出力を仮想負荷ばね相当のゲインを
有する増巾器に供給し、該増巾器の出力を受けて前記第
２振動駆動子の位相遅れを補償する位相補償器とを設
け、該位相補償器の出力を、前記比較器に負帰還して第
２の閉ループを形成し、前記仮想負荷ばね相当のゲイン
により、第２機械振動系の共振周波数を、これに等価な
分、上昇させるようにしたことを特徴とする振動装置。
【請求項１６】第１電力源に接続された第１制御器、
第１電力増巾器、第１振動駆動子、第１機械振動系で成
る第１振動装置部と、前記電力源とは所定の位相角だけ
異なった第２の電力源と接続される第２制御器、第２比
較器、第２電力増巾器、第２振動駆動子、第２機械振動
系及びこれに近接し、又はこれに取り付けられた振動検
出器と、仮想負荷ばね相当のゲインを有する増巾器と、
この出力を受け、前記第２振動駆動子の位相遅れを補償
する位相補償器を設け、この出力を前比較器に負帰還す
ることにより閉ループを形成し、前記仮想負荷ばね相当
のゲインに相当して前記第２機械振動系の共振周波数を
上昇させるようにしたことを特徴とする振動装置。
【請求項１７】振動指令を受ける電力増巾器と、該電
力増巾器の出力を受ける振動駆動子と、該振動駆動子の
発生する加振力を受ける機械振動系とから成る振動装置
において、前記振動指令を、前記機械振動系の実際の共
振周波数成分をカットするノッチフィルタと実際の共振
周波数の数％高めの周波数成分を増巾するバンドパスフ
ィルタとで成る前置フィルタを介して前記電力増巾器に
供給するようにしたことを特徴とする振動装置。