JPH10157827A

JPH10157827A - 楕円振動装置

Info

Publication number: JPH10157827A
Application number: JP33275196A
Authority: JP
Inventors: Kazumichi Kato; 一路加藤; 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: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-06-16

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】騒音を少なくして所定振巾の楕円振動を得る
こと。【解決手段】第１、第２振動系に自励振動させ、第１
振動系に共振振動させるようにした楕円振動装置におい
て、各第１、第２コントローラ３９、３４と各第１、第
２電力増巾器４０、３５との間に第１、第２可変ゲイン
Ｋを設け、各可変ゲインＫのゲインを各第１、第２方向
における振巾偏差に基づく第１、第２振巾コントローラ
５０、５１の出力に応じて可変とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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】図６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７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８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の上端部がボルトにより固定され、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８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６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９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、この位相差は理論的
に６０度付近で最適条件、すなわちボウル２内のトラッ
ク上の部品ｍ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９０度と設定されている。すなわち、図９
から明らかなように垂直方向の共振周波数はｆ₁ である
ことにより、１５０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ｆ₀ 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。

【０００９】本出願人は上述の問題に鑑みて先に、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
保持し得る楕円振動装置を提供することを目的として、
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、該第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
に自励振動させ、前記第１振動系に共振振動させるよう
にしたことを特徴とする楕円振動装置、及び、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
の間の位相差が１８０度となり、前記振動変位検出手段
の出力と前記第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振動系に強制振動させる
ようにしたことを特徴とする楕円振動装置を提案した
（特願平７−１００４６７号）。

【００１０】以上の第１の発明によれば、第１振動系は
共振振動を行ない、また第２振動系はこれに対して第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方向における振動と、第２振動系
の第２方向における振動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振動系は共振振動
を行なっているので、力と変位との位相差を正確にπ／
２に保持し、これに対して第２移相器の設定角度だけ位
相変位して第２振動系を振動させるので、常に安定な位
相差を持たせて第１振動系及び第２振動系を振動させる
ことができる。また以上の第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
強制振動を行なう。この共振振動と強制振動との位相差
は第２移相器の設定位相角差であるので、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。

【００１１】上記の構成において、楕円振動の長軸及び
短軸の大きさを変えるためには、第１制御器及び第２制
御器における第１、第２飽和要素の飽和レベルを変えて
いる。この各飽和要素には各振巾コントローラの出力を
与えているのであるが、この各振巾コントローラ内にお
いては第１方向及び第２方向における振動変位検出器の
出力を比較器に供給しており、この他方の入力端子に供
給されている目標値との差をとって振巾偏差に応じて飽
和要素の出力レベルを変えて、電力増巾器に供給し、よ
って可動部の第１方向及び第２方向における振巾を一定
にしている。然るに、第１、第２飽和要素の出力はほゞ
矩形状の信号であるために高調波成分を多く含み、第
１、第２振動駆動子の加振力もそのまま高調波成分を含
むために楕円振動機を構成する部材、例えば垂直方向の
ばね、水平方向のばね、ボウル、捩り振動駆動部をカバ
ーする筒状のカバーなどの高調波に対する共鳴により騒
音を発し耳障りであった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の問題に
鑑みてなされ、騒音の少ない耳障りの悪くない楕円振動
装置を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、少なくと
も第１移相器及び第１ハイゲインアンプを有する第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、該第１振動変位検出
手段の出力を受け前記第１方向の振動変位を第１の所定
値にするための第１振巾コントローラと、少なくとも第
２移相器及び第２ハイゲインアンプを有し、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、該第２振
動変位検出手段の出力を受け前記第２方向の振動変位を
第２の所定値にするための第２振巾コントローラととか
ら成り、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振動系に自励振動させ、前記
第１振動系に共振振動させるようにした楕円振動装置に
おいて、各前記第１、第２制御器と各前記第１、第２電
力増巾器との間に第１、第２ゲイン設定器を設け、該各
ゲイン設定器のゲインを各前記第１、第２方向における
振巾装置に基づく前記第１、第２振巾コントローラの出
力に応じて可変と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。又は、少なくとも第１移相器及び
第１ハイゲインアンプを有する第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、該第１振動変位検出手段の出力を受け
前記第１方向の振動変位を第１の所定値にするための第
１振巾コントローラと、少なくとも第２移相器及び第２
ハイゲインアンプを有し、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、該第２振動変位検出手段の
出力を受け前記第２方向の振動変位を第２の所定値にす
るための第２振巾コントローラとから成り、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閉
ループを形成し、前記第１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
振動変位検出手段の出力と前記第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
に強制振動させるようにした楕円振動装置において、前
記第１、第２制御器と各前記第１、第２電力増巾器との
間に第１、第２ゲイン設定器を設け、該各ゲイン設定器
のゲインを各前記第１、第２方向における振巾装置に基
づく前記第１、第２振巾コントローラの出力に応じて可
変と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】以上の構成により、飽和要素を用いず、第
１、第２ハイゲインアンプの出力はほゞ正弦波形である
が、これを第１、第２電力増巾器に供給する前に振巾偏
差に応じてゲイン設定器でゲインを変えるようにしてい
るので正弦波形のまゝ電力増巾をすることができ、よっ
て第１、第２方向における振動成分は高調波成分を含ま
ず、従って高調波による騒音を防止することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以上、本発明の実施の形態につ
き、図面を参照して説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施の形態による楕
円振動装置を示すが、全体として３１で示され、従来例
で述べたように水平方向の振動系、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が第
１振動検出器３３で検出され、これが垂直方向用の第２
コントローラ３４、本発明に係る第２可変ゲインコント
ローラ４７、第２電力増巾器３５、第２振動駆動子３６
を介して垂直方向の第２振動系３７に供給される。この
垂直方向の振動変位が、第２振動検出器３８で検出さ
れ、これが水平方向用の第１コントローラ３９に供給さ
れ、本発明に係わる第１可変ゲインコントローラ４４、
更に第１電力増巾器４０、第１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、第１振動検
出器３３の出力はそのまま第２コントローラ３４に供給
されるが、垂直方向の第２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。

【００１７】図２は、第１実施の形態を更に詳細に示す
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。

【００１８】すなわち、本実施の形態における第１のコ
ントローラ３９は、移相器４２、ハイゲインアンプ４３
からなっており、この出力が第１可変ゲインコントロー
ラ４０を介して第１電力増巾器４０に供給されて、第１
電力増巾出力は第１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の振動系が加振されるのであるが、この特性
方程式は、ｍ₁ ｓ² ＋ｃ₁ ｓ＋ｋ₁ ＝０である。ここで
ｍ₁ はボウルの質量、ｃ₁ は粘性系数、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（第１）
水平振動変位検出器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からなっており、この出力は第２可変ゲインコン
トローラ４７を介して第２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３６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（第２）垂直振動変位検出器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。

【００１９】また、本実施の形態によれば、各機械振動
系３２、３７は一方が共振周波数で振動され他方は共振
点から外れて振動を行なわせるので、力と変位との位相
差が共振振動では９０度遅れあり、共振点から外れて振
動を行なわせる垂直方向の振動系は位相差がほぼ零であ
る。

【００２０】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、本実施の形
態では第１の位相器４２により位相αは６０度進めら
れ、また第２の位相器４５により位相差βは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、自励振動を可能
にしている。

【００２１】本発明によれば、水平振動変位検出器３３
の出力は更に水平方向（第１とも言う）振巾コントロー
ラ５０に供給される。これは交流−直流変換器や比較器
を含み、水平振動変位検出器３３の交流出力を直流に変
換し、これを比較器の一方の入力端子に供給する。他方
には水平方向の目標振巾値が設定されており、この偏差
が第１可変ゲインコントローラ４４に供給される。この
コントローラ４４は交流増巾器であってこのゲインが水
平方向振巾コントローラ５０の出力に応じて変化する。
本実施の形態によれば振巾の偏差に対しリニアに変化す
る。（第２）垂直振動変位検出器３８の出力も同様に垂
直方向（第２とも言う）コントローラ５１に供給される
が、これも同様に構成され、交流−直流変換器及び比較
器を内蔵し、この比較器の一方の入力端子には垂直方向
の目標振巾値が供給されている。この比較器の偏差値が
第２の可変ゲインコントローラ４７に供給される。これ
も交流増巾器であってその増巾度が振巾偏差により制御
され、第１可変ゲインコントローラ４４と同様に振巾偏
差に対してリニアにゲインを上昇させるようにしてい
る。

【００２２】本発明の第１の実施の形態の楕円振動装置
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。

【００２３】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、水平方向の
振動系は自励振動、すなわち共振振動を行なう。この振
動変位は振動検出器３３により検出され、第２コントロ
ーラ３４、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も自励振動するが、そ
の共振周波数から数％はなれた周波数で振動を行なう。
なお、水平方向の振動系３２は共振振動であるので、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。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、自励振動により常に
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、最適条件を安定に続行させること
ができる。

【００２４】本発明によれば、水平振動変位検出器３３
及び垂直振動変位検出器３８の出力は更に振巾コントロ
ーラ５０、５１に供給され、この振巾偏差に応じて第
１、第２可変ゲインコントローラ４４、４７のゲインを
コントロールするので第１、第２電力増巾器４０、３５
の出力はそれぞれの方向における振巾の目標値に応じた
出力を出力し、これにより水平方向においても垂直方向
においてもそれぞれの目標値の振巾の大きさで振動する
ので、結果として一定の長軸、短軸を持った一定方向の
楕円振動が得られる。よって上述したように垂直方向と
水平方向における位相差が６０度で最適値であるが、こ
の楕円振動によりボウル内のトラック上では部品が最大
の搬送速度で搬送されることができる。更に本発明によ
れば、従来のように飽和回路のリミットレベルを振巾コ
ントローラの振巾偏差出力で変化させて水平方向及び垂
直方向における振巾を各所定値に変化させて水平及び垂
直方向における振巾を所定値にしていないので、従来で
は飽和回路の出力がほゞ矩形状となる振動となるので、
振動パーツフィーダの構成要素であるボウル、板ばね、
カバーなどが高調波で共鳴して騒音を生じていたが、本
発明によればハイゲインアンプ４３、４６の正弦波形が
そのまゝの波形で所定の振巾となるように第１、第２電
力増巾器で増巾されるので高調波を含まない。従って、
振動パーツフィーダの騒音を従来よりは少なくし、耳障
りな音を少なくさせることができる。

【００２５】図３及び図４は本発明の第２の実施の形態
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実施の形態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。

【００２６】すなわち本実施の形態によれば、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。

【００２７】図４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
施の形態と異なり、同様に各々位相器４２、４５、ハイ
ゲインアンプ４３、４６からなっているが、第１の位相
器４２の設定位相差αは零であり、第２の位相器４５の
設定位相差βは３０度である。これにより、水平方向の
振動検出器３３と第１コントローラ５２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。

【００２８】本発明の第２の実施の形態の楕円振動装置
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。

【００２９】すなわち、本実施の形態では水平方向の振
動系は閉ループをなし、共振周波数でも水平方向の振動
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、４２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は強制振動を行なう。そし
て、共振振動状態にある水平方向の振動系の力と変位と
の位相差は９０度で安定にこれが保持され、またこれか
ら強制振動においては共振周波数が若干変化しても、そ
の位相差がほとんど変化しないことにより、位相差は６
０度と一定とされているが、最適な楕円振動条件を得る
ことができる。

【００３０】本実施の形態においても、第１振動検出器
３３の出力は水平方向の振巾コントローラ５０に供給さ
れ、この振巾偏差出力が第１可変ゲインコントローラ４
４に供給され、第１機械振動系３２の水平方向の振巾値
が所定値に制御されるのであるが、更に第２機械振動系
３７の垂直方向の検出、振巾も垂直方向振巾コントロー
ラ５１に供給され、この振巾偏差出力は第２可変ゲイン
コントローラ４７に供給される。第１の実施の形態と同
様に水平方向と垂直方向において所定の位相差を有し、
かつ長軸と短軸との長さが所定の値の楕円振動を得るこ
とができる。この実施の形態においても高調波成分は第
１振動駆動子４１及び第２振動駆動子３６の出力に含ま
れないので振動パーツフィーダは騒音を少なくして振動
させることができる。

【００３１】以上、本発明の各実施の形態について説明
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。

【００３２】例えば、以上の実施の形態ではアクチュエ
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。

【００３３】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。

【００３４】また以上の実施の形態では位相コントロー
ラ４２、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
４２、４５の設定位相差を調節するようにすればよい。

【００３５】また以上の実施の形態では、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。

【００３６】又、以上の実施の形態では、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。

【００３７】又、ゲインＫの大きさは振巾コントローラ
５０、５１の出力によって制御されるのであるが、この
振巾偏差Δｒと、ゲインＫとの関係は図５に示すように
変更してもよい。すなわち、このゲイン曲線はゲインＫ
＝Ｋ₁ Δｒ＋Ｋ₃ Δｒ³ ＋Ｋ_cr（ここでＫ₁ 、Ｋ₃ は定
数、Ｋ_crは安定限界ゲインである）に従って変化し、い
わゆる３次曲線であるが、振巾偏差Δｒが大きい時に
は、かなり大きな値をとることがわかる。

【００３８】振巾コントローラ５０、５１においては最
初振動機械の可動部の振巾がゼロであることにより、振
巾偏差Δｒは最大である。すなわち、振巾偏差Δｒの初
期値は（目標振巾−ゼロ）であるが、上記実施の形態で
はリニアな関係にあるとしたので、すなわち、振巾偏差
Δｒの直流増巾、或いはＰＩＤ増巾により、Ｋ＝Ｋ_PΔ
ｒの関係でゲインＫをリニアに増大させていた。従って
自励振動の立ち上がり特性をよくするために振巾偏差Δ
ｒの初期値においては、フィードバックゲインＫは、こ
の系においては最大の値となるが、更に立ち上がりを良
くするためには大きくすると、この場合には上述したよ
うに振巾検出器に重畳されているリップルまで増巾され
てしまい、フィードバックゲインＫを安定限界に一定に
保つことができず、大きく変動する。従って電力増巾器
の出力も変動する。

【００３９】然るに本変形例ではフィードバックゲイン
Ｋが非線形演算器出力で与えられるから振巾偏差Δｒの
初期値においてはフィードバックゲインＫを決めるのは
主に上記式における第２項Ｋ₃ （Δｒ）³ であり、自励
発振を迅速に行い、又、安定限界付近の挙動を定めるゲ
インＫは小さくできるので、リップルの影響を小さくす
ることができる。

【００４０】図７は線型変化の場合のフィードバックゲ
インの時間的な変化を示すものであるが、スイッチオン
後、９００ｍｓｅｃ〜９１０ｍｓｅｃにおける拡大図も
示しているが、ゲインＫは正弦的に大きく変化してい
る。一方、図８は本変形例によるゲインＫの時間的変化
を示すものであるが、同９００ｍｓｅｃ〜９１０ｍｓｅ
ｃにおいて、安定限界ゲインは、ほとんど変化していな
い。これは振動検出器のリップルの影響が小さいことを
示している。

【００４１】また楕円振動機において垂直方向と水平方
向においては、上記実施の形態では水平方向には共振振
動を行わせ、垂直方向には強制振動を行わせるようにし
たが、共振系の水平方向の振動は立ち上がりに、すなわ
ち目標値になるまで時間が長く強制振動においては短
い。従って起動直後では振動パーツフィーダの楕円振動
は不安定であるが、この変形例によるゲインの可変を奇
関数で変化するように行わせれば、共振系における振動
も強制振動における振動も同時に所定の目標値に達する
ことができる。すなわち、スイッチオン後も安定な楕円
振動を短時間で得ることができる。また、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
るようにしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の楕円振動装
置によれば最適な楕円振動条件を確保しながら、騒音、
耳障りな音を少なくして所定の長軸及び短軸の楕円振動
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態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】本発明の第２の実施の形態による楕円振動装置
のブロック図である。

【図４】同装置の主要部分の詳細を示すブロック図であ
る。

【図５】本発明の変形例によるゲインコントロールを示
すグラフである。

【図６】本発明の実施の形態が適用される楕円振動パー
ツフィーダの部分断面図である。

【図７】図６における［７］ー［７］線方向の平面図で
ある。

【図８】図６の楕円振動パーツフィーダの底面図であ
る。

【図９】周波数と位相差との関係を示すチャートであ
る。

【符号の説明】

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４４第１可変ゲインコントローラ４７第２可変ゲインコントローラ４５位相器５０振巾コントローラ５１振巾コントローラ５１’ 楕円振動装置５２コントローラ５３コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第１移相器及び第１ハイゲイ
ンアンプを有する第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、該第１振動変位検出手段の出力を受け前記第１方向
の振動変位を第１の所定値にするための第１振巾コント
ローラと、少なくとも第２移相器及び第２ハイゲインア
ンプを有し、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、該第２振動変位検出手段の出力を受け前
記第２方向の振動変位を第２の所定値にするための第２
振巾コントローラとから成り、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
に自励振動させ、前記第１振動系に共振振動させるよう
にした楕円振動装置において、各前記第１、第２制御器
と各前記第１、第２電力増巾器との間に第１、第２ゲイ
ン設定器を設け、該各ゲイン設定器のゲインを各前記第
１、第２方向における振巾偏差に基づく前記第１、第２
振巾コントローラの出力に応じて可変としたことを特徴
とする楕円振動装置。
【請求項２】少なくとも第１移相器及び第１ハイゲイ
ンアンプを有する第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、該第１振動変位検出手段の出力を受け前記第１方向
の振動変位を第１の所定値にするための第１振巾コント
ローラと、少なくとも第２移相器及び第２ハイゲインア
ンプを有し、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振動検
出手段と、該第２振動変位検出手段の出力を受け前記第
２方向の振動変位を第２の所定値にするための第２振巾
コントローラとから成り、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閉ループを形成し、
前記第１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振動変位検出手段
の出力と前記第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振動系に強制振動させる
ようにした楕円振動装置において、前記第１、第２制御
器と各前記第１、第２電力増巾器との間に第１、第２ゲ
イン設定器を設け、該各ゲイン設定器のゲインを各前記
第１、第２方向における振巾偏差に基づく前記第１、第
２振巾コントローラの出力に応じて可変としたことを特
徴とする楕円振動装置。
【請求項３】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又は
請求項２に記載の楕円振動装置。
【請求項４】前記ゲインの値をその時の振巾と所定の振
巾との差である振巾偏差Δｒに関し、ゲインＫ＝Ｋ₁ Δ
ｒ＋Ｋ_N （Δｒ）^2N+1＋Ｋ_cr（但し、Ｋ₁ 、Ｋ_N は定数
で、Ｎは整数、Ｋ_crは安定限界ゲイン）の関係で変化さ
せるようにした請求項１乃至３の何れかに記載の楕円振
動装置。