JPH09175623A - 部品供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品供給装置において被搬送物の搬送速度の高
速化を図り，重量大なる被搬送物の搬送を可能，容易な
らしめること及び積層型圧電アクチュエータから発する
振動エネルギーの利用効率向上を図ること。 【解決手段】部品供給装置を駆動源として一又は二以上
の積層型圧電アクチュエータを用いる構成と，平行に配
設される搬送体と基台との間にそれぞれ平行に傾斜立設
させて積層型圧電アクチュエータと連結部材を配設する
構成と連結部材の両端を搬送体の下面又は側面と基台の
上面又は側面に固定する構成と積層型圧電アクチュエー
タの長手方向と連結部材の長手方向を非平行とし，積層
型圧電アクチュエータの上端部を連結部材の長手方向の
中間部に，下端部を積層型圧電アクチュエータ支持部材
を介して基台にそれぞれ固定する構成からならしめるも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は積層型圧電アクチュ
エータを駆動源とする電子部品，機械部品等の各種部品
を整列供給する部品供給装置に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の部品供給装置の一つとして図６に
示す構成のもの，即ち基台６と平行に二枚の板ばね２で
両端付近をねじ止めされ締結された搬送体１を設け，当
該搬送体１のほぼ中央部に付設された圧電アクチュエー
タ支持部材４と基台６に付設された圧電アクチュエータ
支持部材５との間に積層型圧電アクチュエータ３を搬送
体１に対して傾斜して取付けてなるものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の部品供
給装置にあっては当該装置の駆動源である積層型圧電ア
クチュエータ３はその発生力は数１００Ｋｇ／ｃｍ^２と
きわめて大きいものの，その伸縮量は圧電素子長（又は
厚さ）のわずか０．１％程度ときわめて小さい。加えて
積層型圧電アクチュエータにあっては脱バインダや焼結
工程においてデラミネーシヨンやクラック等の支障発生
により，積層数は制限され，積層長にして２０ｍｍが限
度である。よってその伸縮量は０．０２ｍｍが限度であ
る。本発明が解決しようとする第一の課題は前記したよ
うに圧電素子の伸縮量はきわめて小さいものであつても
搬送体の振動振幅を十分に大ならしめ，もつて被搬送物
の搬送速度の高速化を図り，また重量大なる被搬送物の
搬送を可能又は容易ならしめることである。

【０００４】本発明が解決しようとする第二の課題は部
品供給装置の構成を簡易なものとし，かつ積層型圧電ア
クチュユエータから発する振動エネルギーの利用効率を
高めることである。積層型圧電アクチュエータから発す
る振動エネルギーは本来，搬送体以外の部材には吸収さ
れることなく，搬送体にすべて吸収されることが被搬送
物の搬送速度の高速化及び前記振動エネルギーの有効利
用の点で一番望ましい。しかし従来の部品供給装置にお
いては搬送体１の支持は板ばね２によってなされてお
り，そのため積層型圧電アクチュエータ３から発する振
動エネルギーの一部は当該板ばね２にも吸収され，振動
エネルギーの利用効率を阻害していた。本発明が解決し
ようとする第二の課題は前記した問題点の解決を図るこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題の解決
を図るため，図１から図５を用いて開示する以下の手段
をとるものである。即ち駆動源として一又は二以上の積
層型アクチュエータ３を用いる構成と，平行に配設され
る搬送体１と基台６との間にそれぞれ平行に傾斜立設さ
せて積層型圧電アクチュエータ３と連結部材７を配設す
る構成と連結部材７の両端を搬送体１の下面又は側面と
基台６の上面又は側面に固定する構成と積層型圧電アク
チュエータ３の長手方向と連結部材７の長手方向を非平
行（平行でないことをいう）とし，積層型圧電アクチュ
エータ３の上端部を連結部材７の長手方向の中間部に，
下端部を直接又は積層型圧電アクチュエータ支持部材５
を介して基台６にそれぞれ固定する構成からなるもので
ある。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明では従来の部品供給装置に
おいて搬送体１を支えていた板ばね２は用いず，搬送体
１の支持は連結部材７と一又は二以上の積層型圧電アク
チュエータ３でする構成を採っている。本発明のかかる
構成の採用により，従来板ばね２に吸収されていた積層
型圧電アクチュエータ３から発する振動エネルギーは搬
送体１に付加されることになり，これを受けて搬送体１
が吸収する積層型圧電アクチュエータ３からの振動エネ
ルギーは増大し，そのため被搬送物８の搬送速度の高速
化，重量物の搬送を可能，容易化をもたらす。

【０００７】搬送体１の支持を連結部材７と積層型圧電
アクチュエータ３とにより行なう本発明では前記搬送体
１の支持形態として平行に配設される搬送体１と基台６
との間にそれぞれ平行に傾斜立設させて積層型圧電アク
チュエータ３と連結部材７を配設し，前記積層型圧電ア
クチュエータ３の長手方向と連結部材７の長手方向を非
平行として積層型圧電アクチュエータ３の上端部を連結
部材７の長手方向の中間部にねじ止め，接着剤による接
着等の手段により固定し，下端部を直接又は積層型圧電
アクチュエータ支持部材５を介して基台６にねじ止め，
接着剤による接着等の手段により固定し，かつ連結部材
７の上端は搬送体１の下面又は側面に，下端は基台６の
上面又は側面にねじ止め，接着剤による接着等の手段に
よりそれぞれ固定する。ここで前記積層型圧電アクチュ
エータ３と連結部材７の傾斜立設は右方向傾斜立設と左
方向傾斜立設との異なる方向の傾斜立設でなるものであ
る。また連結部材７の上端の搬送体１の下面又は側面へ
の固定には連結部材７と搬送体１との間に搬送体１の交
換を容易ならしめる部材である取付けテーブルを介して
固定する固定も含れる。

【０００８】本発明における部品供給装置において用い
られる連結部材７は板状かつ帯状の形状でならしめ直線
状の一体物，長手方向の中間部で屈曲させた一体物，連
結部材７を曲げ剛性の異なる二部材で構成し当該二部材
を直線状にして長手方向の中間部で接合したもの及び連
結部材７を曲げ剛性の異なる二部材で構成し当該二部材
を長手方向の中間部で屈曲させ当該屈曲部で接合したも
ののいずれかで構成される。ここで連結部材７を二部材
で構成させる場合，下方に配設される連結部材（その一
端が基台に固定される連結部材）７の曲げ剛性は上方に
配設される連結部材（その一端が搬送体に固定される連
結部材）７のそれより大とする。搬送体の振動振幅をよ
り大ならしめるためである。

【０００９】本発明の前記した実施の形態において積層
型圧電アクチュエータ３の伸縮量はきわめて小さくて
も，その発生力が連結部材７のヤング率，連結部材断面
の二次モーメント及び連結部材変形部の長さによって定
まる連結部材７を変形させるに要する力を上回われば連
結部材７の振動振幅は本発明の課題を解決するに足るに
十分に大きくとることができる。ここで連結部材７のヤ
ング率をＥ，連結部材断面の二次モーメントをＩ，連結
部材７の変形部の長さをｌとしたとき，連結部材７を振
動振幅δだけ変形させるに要する力ＦｉはＦｉ＝３ＥＩ
δ／ｌ^３で表わされ，Ｆｉとδは比例関係にある。従っ
て，より大なる振動振幅δを得るにはそれに比例した力
Ｆｉが必要とされるが本発明の構成要素である積層型圧
電アクチュエータ３の発生力は被搬送物８を高速搬送さ
せるに足る連結部材７の振動振幅δを確保するに十分で
あるようにされている。

【００１０】積層型圧電アクチュエータは固体の電歪効
果を利用して電気エネルギーを機械的エネルギーに変換
するものであり，逆圧電効果によって発生する歪は圧電
素子に印加される電界に比例するものである。一般に圧
電アクチュエータには分極軸と同方向の歪を利用する縦
効果型と分極軸と垂直方向の歪を利用する横効果型に分
類される。しかるに本発明に用いる積層型圧電アクチュ
エータ３は前記前者の効果を利用するものであり，圧電
素子の分極方向が交互に反対方向になるように積層し，
かつそれぞれの圧電素子の間に電極板を挿入し，当該電
極板を並列接続にし駆動電圧を印加，その極性に対応し
た個々の圧電素子が厚さ方向に伸縮する構成のものを用
いている。かかる構成になる積層型圧電アクチュエータ
３においてその伸縮量は圧電素子への印加電圧と圧電素
子の積層数に比例することから圧電素子への印加電圧は
圧電素子が減極せず，かつ絶縁破壊を起さない範囲内と
し，また圧電素子の積層数は圧電アクチュエータの脱バ
インダや焼結工程においてデラミネーシヨンやクラック
等の支障発生のない範囲としている。更に圧電素子の伸
縮量は圧電素子に印加する電界強度に比例するため機械
的強度と加工歩留りとの調和の下に極力薄くし歪量を大
ならしめている。

【００１１】前記並列接続された電極板に積層圧電素子
の伸張と収縮の位相が互いに逆になるよう交流電圧を印
加すると積層されている個々の圧電素子は伸縮振動を惹
起し，特に前記交流電圧の周波数を部品供給装置の共振
周波数近傍とするときは積層型圧電アクチュエータ３の
伸縮量は著しく大となる。

【００１２】前記積層型圧電アクチュエータ３の伸縮振
動は積層型圧電アクチュエータ３から連結部材７に伝達
され，てこの理により積層型圧電アクチュエータ３の伸
縮振動より大なる振動振幅をもたらしてその振動振幅が
搬送体１に伝達され，搬送体１上に載置されている被搬
送物８に斜上方の押圧力を付加し被搬送物８の搬送をも
たらす。しかして前記押圧力を受けて被搬送物８は１サ
イクルの搬送量と振動周波数（多くの場合，共振周波数
が選定される）との積に比例した搬送速度でもって搬送
される。

【００１３】

【実施例】本発明に用いる積層型圧電アクチュエータ３
は誘電率が高く圧電定数ｄの大なるチタン酸ジルコン酸
鉛である圧電材料を用い，外径５〜２０ｍｍ，厚さ０．
０８〜０．３ｍｍの圧電素子を５０〜２００層積層した
ものを用いている。

【００１４】本発明において用いる連結部材７は不銹
鋼，ばね鋼，工具鋼等，曲げ剛性の大なるものが用いら
れる。

【００１５】積層型圧電アクチュエータ３の伸縮量は印
加する交流電圧の周波数に等しい振動数で振動する。し
かるに商用交流電源の周波数である５０Ｈｚ又は６０Ｈ
ｚでは特に小物部品の高速搬送には難があり，従って本
発明の積層型圧電アクチュエータ３に電圧印加する交流
電源の周波数は１２０Ｈｚ以上としている。

【００１６】

【発明の効果】本発明のもたらす第一の効果は被搬送物
８の搬送速度の高速化を可能ならしめ，また従来，搬送
が容易でなかった重量大なる被搬送物の搬送を可能，容
易ならしめたことである。具体的には例えば移動体通信
等に用いられる１ｍｍ角の電子部品にあっては２０００
個／分の搬送を可能ならしめている。従来５００個／分
どまりであったことと対比すればその効果の差は顕著で
ある。

【００１７】第二の効果は積層型圧電アクチュエータ３
から惹起される振動エネルギーはその一部は基台６に吸
収されるものの，その殆どは搬送体１に連結部材７を介
して伝達される。そのため従来と同一の被搬送物を同一
の搬送速度で搬送する場合に比し，積層型圧電アクチュ
エータ３に印加する交流電圧は１０％以上，低下させる
ことができる。これは振動エネルギーの利用効率向上に
結び付くものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の部品供給装置の正面図である。

【図２】積層型圧電アクチュエータが一である本発明の
部品供給装置の正面図である。

【図３】連結部材をその中間部で屈曲させた本発明の部
品供給装置の正面図である。

【図４】連結部材を二部材で構成した本発明の部品供給
装置の正面図である。

【図５】連結部材を二部材で構成し，その中間部で屈曲
させた本発明の部品供給装置の正面図である。

【図６】従来の部品供給装置の正面図である。

【符号の説明】

１．搬送体 ２．板ばね ３．積層型圧電アクチュエータ ４．積層型圧電アクチュエータ支持部材 ５．積層型圧電アクチュエータ支持部材 ６．基台 ７．連結部材 ８．被搬送物

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動源として一又は二以上の積層型圧電ア
   クチュエータを用いる構成と，平行に配設される搬送体
   と基台との間にそれぞれ平行に傾斜立設させて積層型圧
   電アクチュエータと連結部材を配設する構成と連結部材
   の両端を搬送体の下面又は側面と基台の上面又は側面に
   固定する構成と積層型圧電アクチュエータの長手方向と
   連結部材の長手方向を非平行とし，積層型圧電アクチュ
   エータの上端部を連結部材の長手方向の中間部に，下端
   部を直接又は積層型圧電アクチュエータ支持部材を介し
   て基台にそれぞれ固定する構成からなる部品供給装置。
2. 【請求項２】連結部材を板状かつ帯状の形状でならし
   め，直線状の一体物で構成する請求項１の部品供給装
   置。
3. 【請求項３】連結部材を長手方向の中間部で屈曲させた
   一体物で構成する請求項１の部品供給装置。
4. 【請求項４】連結部材を曲げ剛性の異なる二部材で構成
   し，当該二部材を直線状にして長手方向の中間部で接合
   した構成の請求項１の部品供給装置。
5. 【請求項５】連結部材を曲げ剛性の異なる二部材で構成
   し，当該二部材を長手方向の中間部で屈曲させ，当該屈
   曲部で接合した構成の請求項１の部品供給装置。
6. 【請求項６】積層型圧電アクチュエータと連結部材の傾
   斜立設を右方向傾斜立設と左方向傾斜立設との異なる方
   向の傾斜立設とする請求項１の部品供給装置。