JPS6020129A - 振巾検出装置 - 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】 本発明は振巾検出装置に関する。

例えば、電磁石駆動型振動フィーダは各種の材料を移送
するのに広く使用されているが、材料の供給量はそのト
ラフの振巾にはゾ比例する。

従って供給量全制御するためにはトラフの振巾を検出し
なければならない。従来はこの振巾を検出するのにコイ
ルを２個使用して電磁気的に振巾を検出していたが、構
造も複雑であシ、外形もかなシ大きく、取付位置に制限
があった。

本発明扛上述の問題に鑑みてなされ、構造が簡単で、従
来ニジ小型化を図ることができる振巾検出装置全提供す
ることを目的とする。この目的は本発明によれば、支持
体に所定の間隔をおいて固定された発光体と受光体、該
発光体と受光体との間で振動可能にばねによフ前記支持
体に支持される遮光体とから成勺、該遮光体の質量と前
記ばねのばね常数とで決定される固有振動数全被検出振
動物体の振動数よ勺充分小さくなるようにし、前記支持
体全前記被検出振動物体に固定することによシ得られる
前記遮光体の振動によ）前記発光体から前記受光体への
光線の遮光量全変化させるようにしたこと全特徴とする
振巾検出装置、にょって達成さ・れる。

以下、本発明の詳細につき、図示した実施例に基づいて
説明する。

ます、本発明の実施例に適用される光電装置について説
明する。第１図は「フォトマイクロセンザ」や１フオト
インタラプタ」などの商品名で市販されている光電装置
（１）の拡大斜視図であるが、一つのエレメントとして
構成され第１支持ｇ（２）と第２支持部（３〕が所定の
間隔をおいて配設され、それぞれフォトトランジスタ（
４）、発光ダイオード（５）全装着している。第１支持
部（２）と第２支持部（３）とは基板（６）に一体的に
形成され、電極ビン（７）　（８）及び（９）（ｌｌ−
下方に突出させている。

以上のように構成される光電装置（１）は長さが約４０
ｍｍ、高さがビア　（７）　〜（１０ｋ含めても約３０
ｍｍ巾が約１０　ｍｍと極めて小型であるが、通常はフ
ォトトランジスタ（４）と発光ダイオード（５）との間
に出入する遮光体にニジ発光ダイオード（５）からフォ
トトランジスタ（４）に向って投射される赤外１４ｔ　
ｆ遮光したシ、通過させたシすることにニジフォトトラ
ンジスタ（４）から１”、０”の信号を得るために使用
されている。

第２図はこの工うな光電装置（１１の検出位置特性の代
表例を示すグラフであるが、このグラフから明かな工う
に＠１”の状態と１０″の状態との間に中間領域が存在
する。これ灯光軸と遮光体ａの先端との間の距離が約±
１．５ｍｍの範囲で存在するが、はゾ直線的に変化して
いる。竹に光軸の近傍では直線性が顕著である。このよ
うな中間領域が存在するのは発光ダイオード（５）が厳
密には点光源ではなく、ある大きさを有し、また遮光体
ａの先端における光の回折現象のためであると思われる
が、本発明者にこのような距離−電流特性に着目した。

すなわち、一般に電磁石駆動型振動フィーダのトラフは
最大で約１ｍｍの振巾（従ってストロークで約２　ｍｍ
　）の振動を行うので、この種フィーダの振巾検出には
極めて良好な直線性を利用することができる。

第３図は本発明の実施例による振巾検出装置０ｖ全体を
拡大して示すものであるが、支持板Ｑ４に直方形状のク
ーシンク０騰が固定されておシ、ケーシングα場の前面
部にはくさび式の振巾測定目盛αａが表示されている。

またケーシングθ→から外部にケーブル（へ）が導出さ
れている。

第４図〜第６図に示されるようにケーシング０１内には
上述の光電装置（υが内蔵されている。

但し、電極ピン（７）〜Ｏ０は短かく切断されてプリン
ト基板（１６）上に固着されている。遮光部材（Ｌηは
例えば８Ｕ８３０４Ｃ８ｆｘ、どのステンレス系のばね
鋼から成や、はゾコ字形状をしてお勺、ケーシングα■
を支持板（ロ）に固着したときに一方のアーム部（１７
ａ）が光電装置（１）の第１支持部（２）と第２支持部
（３）との間に位置し、かつこのアーム部（１７ａ）の
先端が第１支持部（２）に支持されているフォトトラン
ジスタ（４）と、第２支持部（３）に支持されている発
光ダイオード（５）とを結ぶ光軸上にあるように、他方
のアーム部（１７ｂ）がケーシングα葎の内壁に固定さ
れている。プリント基板ＯＱ上には更に信号増ｌ］用の
ＩＣ（至）が固着されている。プリント基板（ｌｆＩｌ
に配線）くターンは図示せずとも第８図に示すようにＩ
Ｃ（Ｌｌｌｌｌはフォトトランジスタ（４）及び発光ダ
イオード（５）に電気的に接続されている。ＩＯ２時に
は電源用導線四、出力信号用導線（２６１及び接地用導
線（２７１が接続されてお９、これらはケーブルａ０で
一括して図示せずとも外部の各種制御回路へと導かれる
。

第６図に示されるようにケーシングα■の一端壁部には
Ｕ字形状の切欠きαつが形成され、ケーブル（６）はこ
＼奮進って外部に導出される。またケーシング（至）の
両端壁部には一対の突片■（２１１が形成されておシ、
これに対応して支持板Ｑ急の両端部に一対のスリット（
５０１６１１が形成されている。

突片（ホ）（２１１にスリッ）４ｉｆｆ［ｉｌ）に嵌め
込み、第５図に示すように折９曲けることによジ、ケー
シングＱ３は支持板（６）に固定される。また支持板Ｏ
ｚの両端部には本捏１」検出装置（ロ）を被検出振動物
体に数句けるための取付用孔（１２ａＸ１２ｂ）が形成
されている。

ケーシング（ハ）の前面部に表ボされる振巾測定目盛ａ
＜の詳細＆２：第１０Ａ図に示されるか、「振１Ｊ銘版
」とも呼ばれ公知であるので以下、簡単に説明する。

第１０Ａ図において中心線Ｃに対し垂直に等間隔で複数
の目盛線Ｃ３７；が表示式れている。また点０から開角
αで延びる２本のＩＡ像形成線線間）が表示されている
。このような振巾測定目盛０勺を第１．０８図に示すよ
うにｂ方向、すなわち目盛線（３ηの方向に振動させろ
と残像形成物（ト）０３（黒色表示とする）により振巾
に比例するＩＩ３の比較的淡黒色の帯＋４１（４１＋を
形成する。こｌしら帯（・ＩＱ（４１）の重なった部分
は比較的め黒色のひし影領域（４２１’に形成する。こ
のひ（７形領域（４急の長さは振１Ｊδに用例し、かつ
これケ増中したものである。

増１ｊ率は残像形成線Ｇ引瑠間の開角αによって定咬り
、目盛線Ｇ肉は増巾率に対応はせて目盛られている。本
実施例では１目盛分は０．１ｍｍである。

以−Ｈのように構成されろ振巾測定目盛α弔の中心線Ｃ
と、光電装置（１）の光軸、すなわちフォトトランジス
タ（４）と発光ダイオード（５）とを結ぶ頂ｉＩ！ｐと
に平行となるように光電装置（１）はプリント基板ｇ４
上に固着されており、また遮光部材ａ力の中間部（１７
Ｃ）は光電装置（１ンの光軸、又は振巾測定目盛σりの
中心線Ｃに平行となるように遮光部材（１ηはアーム部
（１７ｂ）でケーシング０■に対し固定されている。

本実施例の遮光部材α力はばね鋼から成９、第７図に示
ｊｊうに振巾検出装置ａυ全全体ｉ７ａ方向に振動させ
れば、実線、一点鎖線、二点鎖線で示すように振動する
が、この振動系の固有振動数ｆＯは被検出振動物体の振
動数ｆ工り充分に小さいものとする。固有振動数ｆＯは
遮光部材αηの中間ｍ（１７りの長さｔ、巾、厚さ、材
質及び第１アーム部（１７ａ）の質量などによって決定
される。

本発明の実施例は以上のように構成されるが、以下この
作用について説明する。

まず、作用を説明する前に、本振巾検出装置σηが取り
付けられる被検出振動物体としての電磁石駆動型振動フ
ィーダ（至）について第９図全参照して説明する。

第９図において、トラフ四の底部には一体的に一対の翼
板（７）が固定され、電磁石駆動部６１）と結合部材（
至）を介して結合されている。トラフ翰は支柱（３４上
にばね（慢を介して支持され、電磁石駆動部Ｓυは支台
６４）上にばねＧωを介して支持される。電磁石駆動部
６υは公知のように電磁石、板ばねなどから成り、電磁
石のコイルに商用電源（例えば５０Ｈｚ）の電圧全半波
整流して通電すると５０Ｈｚでトラン（２（ト）は矢印
ａの方向に振動する。

以上のような振動フィーダ（至）の翼板０〔上に本実施
例の振巾検出装置Ｃ１ｖが取シ付けられる。この場合、
振巾検出装置ｏη内の光電装置（１）の光軸が翼板（７
）、すなわちトラン（２）の振動方向ａに垂直となるよ
うに振巾検出装置０］）の支持板（２）ｔ−Ｍ板（７）
に取シ付けることが必要であるが、本実施例ではケーシ
ング０葎の前面部に表示される振巾測定目盛（５４）ｋ
利用することに、Ｃυ簡単に垂直設定全することができ
る。振巾検出装置ｕｖはその支持板（２）の一対の取付
用孔（１２ａ）（１２ｂ）にボルトを挿通し、翼板（至
）に形成されるねじ孔に螺合締めつけることにより取シ
付けられてもよいが、第５図に示すように支持板（２）
の裏側に永久磁石ｍ′に固定させ、この磁力により振巾
検出装置ａｖ全鉄材から成る翼板□□□に取り付けるよ
うにしてもよい。

フィーダ２１１駆動はせて振巾測定目盛Ｑ→が第１０Ｂ
図に示すような状態であれば、振巾検出装置Ｑυに正し
く垂直設定されていることになるが、第１０Ｃ図に示す
ような状態であれば、光電装置（１）の光軸はトラフ（
至）の振動方向ａに対して垂直でない。すなわち、振巾
測定目盛ａ弔の各目盛線６ηがトラフ（至）の振動方向
ａに平行でないと、目盛線６ηは残像で太く見え、線間
０１の残像帯（４１′（４υ′の重なる領域（４３は濃
淡のあるいびつな形のひし形となる。従って、振巾測定
目盛０４）が第１０Ｃ図のような状態全呈示するときに
は振巾検出装置四を時計方向か反時計方向に若干回動さ
せることにニジ、第１０Ｂ図の状態になるように取付位
置を調整する。この場合、永久磁石ｍの磁力により取シ
付けているときには容易に調整することができるが、永
久磁石ｍによらずボルトにニジ取り付ける場合でも、振
巾測定目盛θ美で非垂直性の方向が読み取れるので、取
り付は用孔（１２ａＸＪ２ｂ）の範囲内であるが、画直
に調整することはそれほど困難なことではない。

こ＼で本振巾検出装置Ｑ〃の作用を第１１図全参照して
理論的に説明する。

すなわち、第１１図は振巾検出装＃Ｑｖ中の振動系の原
理図を示すものであるが、いわゆる「変位による強制振
動系」を表わし、支持体Ａはケーシングα１に、はね常
数には遮光部材αηの中間部（１７りのはね常数に、Ｃ
は中間部（１７りの材質の内部摩擦や空気抵抗などに、
ｍｌ’ｌ遮光部材０７）の第１アーム部（１７ａ）の質
量に対応させることができる。

支持体ＡがＸ　、　＝＝　Ｂ　ＣＯ３ωｔの振動全行な
う、場合の質量ｍの釣合い位置からの変位’ｆｉｘとす
ると運動方程式は次のようになる。

ｍｘ＋ｃ　（Ｘ−ｘｒ）＋ｋ　（Ｘ−ｘｒ）＝０この方
程式を解くと、 ｘ　＝　ｘｏ　ＣＯｓ　（ωｔ−α−δ〕となる。

こ＼で ｔａｎ　ａ　＝＝　ｃａ＋　／　（、に−１１１ω”）
、ｔａｎ　ａ＝−ｃｃａ／に以上は静止座標から見た場
合であるが、支持体Ａから見た場合の運動方程式は、Ｘ
ｒ””Ｘ　Ｘ＋とじて、 ｍｘｒ　＋ｃｘｒ　＋ｋｘｒ＝７７１ｘ、ω’　ａｃｏ
ｓ　ωｔとなる。これを解くと ｘｒ　＝　ｘｏ　ＣＯ３（ωを一δ〕 ｘｏ　＝　ｍω２ａ　／　Ｅ璽−苧「−アｔａｎδ＝＝
　Ｃ（１１／　（ｋ　ｍω”）ｚ無次元表示をすると ｘｏ／ａ＝λ”／Ｅ琶ｘｌ＞１＋７２．　ａ　）１、ｔ
ａｎδ＝２γλ／（１−λデ〕、 こ＼でλ＝ω／ωｏ１ωｏ＝Ｅτ ｒ　＝　Ｃ／Ｃｃ　、　Ｃｃ″２５１０以上において、
ｘｏ　／　’−は質量ｍと支持体ａとの相対笈位振１１
］比を表わすが、上式から明かな工うにλがｌより充分
に太−きい場合には、すなわち第１１図の振動系の固有
円振動数ωＯが支持体Ａの円振動数乙に比べ充分に小は
い場合にはＸＯ／ａキ１となる。言い換えれば、質量ｍ
の振巾は支持体Ａの振巾と等しくなる。

以上の説明から明らかなように、振巾検出装置（ｌｌｉ
上述のように振動２イーダ（２印の翼板（７）に取り伺
ければ、遮光部材ａカの第１アーム部（１７ａ）は第７
図に示すように振動フィーダ（至）の翼板（３（１と同
じ振巾で振動する。光電装置（１１ｉｒ、第２図に示ｊ
、ｌ：つな特性４有するので、第１アーム部（１７ａ）
の振巾に比例した電流がフォトトランジスタ（４）から
得られ、これはＩＣ（至）により増巾されて外部の制御
回路に供給される。この制御回路によシ振動フィーダ（
至）の駆動部６υにおける電磁石コイルの通電量が制御
され、トラフ＠の振巾全所定値になるように自動制御す
る。すなわち本実施例は振動フィーダの定振巾制御に適
用されている。

以上、本発明の実施例について説明したが、勿論、本発
明はこれ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。

例えば以上の実施例では遮光体としての第１アームｆＲ
１（１７ａ）と、これ全支持するばねとしての中間部（
１７Ｃ）　’ｉ遮光部材Ｑηとして一体的にばね鋼で形
成したが、別体として異なる材質で形成し、相互に固定
するようにしてもよい。第２アーム郁（１７ｂ）に対し
ても同様である。

また以上の実施例ではばねは板はねの形態を示したが、
これに代えてコイルはねを用いてもよい。この場合には
、例えば光電装置（１）の両支持部（２）　（３１間の
隙間の近くに位置するケーシングＱ東の側壁部にコイル
はねを装着するようにすればよい。

また以上の実施例で灯光型装置として市販のフォトマイ
クロセンサが適用されたが、これに限ることなく振巾検
出用として独自に製作してもよい。この場合、両支持部
（２）　（３）間、すなわち発光体と受光体との距離５
（ＷＪＩ図参照）全検出すべき振巾の大きさに応じて更
に小さく、あるいは大きくすることができる。咬だ遮光
部材θηの中間部（１７りの長きｔを史に小さく、ある
いは大きくしてもよい。

被検出振動部体としては、実施例では電磁石駆動型振動
フィーグ田が説明されたが、勿論、本発明はこれに限る
ものではない。

以上述べたように本発明の振巾検出装置は従来よｆ）構
造が簡単であり、かつ小型化がａｌ能であり、精度良く
振１１］’を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に適用される光電装置の拡大斜
視図、第２図は同装置の特性を表わすグラフ、第３図は
本発明の実施例による振巾検出装置の拡大斜視図、第４
図は同装置の部分破断平面図、第５図は第４図における
■−■線方向断面図、第６図は同装置の部分分解斜視図
、第７図は同装置の作用を説明するための要部の？Ｓｌ
１分拡大平面図、第８図に同装置の回路図、第９図は同
装置を取シ付けた電磁石駆動型振動ンイーグの側面図、
第１．ＯＡ図灯第３図における振巾測定用目盛の詳細を
表わす拡大平面図、第１０Ｂ図及び第１０Ｃ図は同目盛
の作用を示すための拡大平面図、及び第１１図は。本発
明の実施例の動作原理を説明するための原理図である。 なお図において、 （１）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・光
電装置（４）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・フォトトランジスタ（５）・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・発光ダイオードση・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・振巾検出装置（２）・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・支　持　板
（ハ）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ケ
ーシングαη・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・遮光部材（１７ａ）・・・・・・・中・・第１アー
ム部（１７ｃ）・・・・・・・・・・・・中　間　部（
至）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・電磁
石駆動型振動フィーダー　踵稙（ｍｍ） 第３図 第４図 １１ 第６図 第７図 １ 第８図 ８ 第９図 ８ 第１１図 Ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支持体に所定の間隔全おいて固定された発光体と受光体
   、該発光体と受光体との間で振動可能にばねによシ前記
   支持体に支持される遮光体とから成り、該遮光体の質量
   と前記はねのはね常数とで決定される固有振動数を被検
   出振動物体の振動数より充分小さくなるようにし、前記
   支持体全前記被検出振動物体に固定することに、ｃシ得
   られる前記遮光体の振動により前記発光体から前記受光
   体への光線の遮光量を変化させるようにしたことを特徴
   とする振巾検出装置。