JPS62218308A - 圧電駆動形搬送装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電子部品或は小形機械部品等の比較的小さい
部品を振動により搬送するものに係り、特にその振動源
として圧電素子を用いた圧電駆動形搬送装置に関する。

（従来の技術） この種の搬送装置例えばパーツフィーダにおいては、一
般に加振体として板ばね等の弾性板の両側面に圧電素子
を貼着して成るバイモルフを採用している。このバイモ
ルフの両側の圧電素子に分極方向が反対になるように交
流電圧を印加すると、例えば正の半サイクルで一方の圧
電素子が伸び且つ他方の圧電素子が縮み、負の半サイク
ルで一方の圧１ヒ素子が縮み且つ他方の圧電素子が伸び
るといった伸縮運動を繰返すことによりバイモルフが励
振されてたわみ振動する。これによって、このバイモル
フに連結した搬送体を斜め上下方向に振動させて、その
搬送体上の搬送品を順次搬送するものである。

ところで、最も効率良く振動搬送を行うには、パーツフ
ィーダ全体を一つのばね系として共振振動させることが
必要であり、これにはバイモルフの振動数とパーツフィ
ーダ全体の機械系の固を振動数とを一致させる必要があ
る。

而して、従来構成のものでは、バイモルフに印加する交
流電圧の周波数が商用電源の周波数で一定不変になって
いたため、バイモルフの振動数は一定不変であり、従っ
て全体の機械系の固有振動数の方をバイモルフの振動数
（５０又は６０Ｈｚ）に一致させるように調節していた
。このような機械系の固有振動数の調節は、例えばバイ
モルフの弾性板と搬送体とを連結する連結金具の種類を
代えたり、搬送体の高さ位置を調節したりする等して行
っていた。

しかし、このような機械系の調節作業は、かなりの熟練
者でも一度で正確に行うことは困難であり、調節作業性
に難点があった。

そこで、このような機械系の面倒な調節作業を不要にす
るため、実公昭５２−４８５５４号公報に示すように、
電源電圧の周波数を調節可能に構成し、その周波数を調
節することによりバイモルフの振動数の方を全体の機械
系の固有振動数に合せるように調節することが考えられ
ている。しかし、このものでは出力波形が矩形波である
。このような矩形波電圧を圧電素子に印加すると、圧電
素子の振動波形ひいては搬送体の振動波形が第４図にお
いてｂで示すように高調波成分を多く含むようになる。

このため、搬送体の振動状態が不安定になって搬送効率
低下の原因となるばかりか、その高調波成分によって大
きな騒音が発生する欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したように、全体の機械系の固有振動数を調節する
ものでは、その調節作業が頗る面倒であり、一方、電源
電圧の周波数を調節するものではその電圧波形が矩形波
であったため、振動状態の不安定化による搬送効率低下
や高騒音化を招く欠点があった。

本発明は上述した欠点を解決するためのもので、従って
その目的は、全体を共振状態にするための調節作業の簡
単化、搬送体の振動安定化による搬送効率向上及び低騒
音化を図り得る圧電駆動形搬送装置を提供するにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は、搬送体を振動させる加振体の圧電素子に交流
電圧を印加する交流電源装置を、出力周波数が可変で且
つ出力波形が正弦波状となるように構成したものである
。

（作用） 共振状態を得るための：Ｊｓ節時には、交流電源装置の
出力周波数を調節することによって、加振体の圧電素子
の振動数を全体の機械系の固有振動数に一致させるよう
に調節する。また、この交流電源装置から圧電素子に印
加される交流電圧の波形を正弦波状にすることによって
、圧電素子の振動波形ひいては搬送体の振動波形に高調
波成分が発生することを防止するようにしたものである
。

（実施例） 以下、本発明をボウル形パーツフィーダに適用した一実
施例を図面に基いて説明する。１は円盤状の基台で、こ
れの上面には取付基部２が突設されている。３は複数個
の加振体たるバイモルフ（第１図においては便宜上２個
のみ図示）で、各バイモルフ３は第２図及び第３図に示
すように帯状の弾性板４の両側面に圧電素子５ａ、５ｂ
を例えば貼芒により取付けて構成されている。この場合
、圧電素子５ａ、５ｂとしては、例えばチタン酸ジルコ
ン酸鉛セラミックスを採用している。このようなバイモ
ルフ３の弾性板４の下端部を取付基部２の周側面部にね
じ止め固定し、これによって各バイモルフ３が基台１上
の同一円周上に夫々所定角度だけ傾斜された形態で等間
隔に配置されている。６は各バイモルフ３の弾性板４の
上端に弾性材製の連結具７を介して連結した搬送体で、
これは全体として皿状を成し、その内周部に螺旋状搬送
路（図示せず）を形成している。一方、８は商用電源９
（１００Ｖ又は２００Ｖ、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）に接
続した交流電源装置で、これには出力周波数を可変にす
るための周波数可変回路、出力波形を正弦波状に整形す
るための波形整形回路、及び出力電圧を周波数とは別個
に調節するための電圧調節回路が設けられている。この
交流電源装置８の出力端子がリード線１０ａ、１０ｂを
介してバイモルフ３の圧電素子５ａ、５ｂにその分極方
向が反対になるように接続されている。

次に、上記構成の作用について説明する。パーツフィー
ダ全体を共振状態にするための調節を行う場合、まず交
流電源装置８の出力電圧を例えば１５０ｖに調節してこ
れを圧電素子５ａ、５ｂに印加する。すると、例えば正
の半サイクルで一方の圧電素子５ａが伸び且つ他方の圧
電素子５ｂが縮み、負の半サイクルで一方の圧電素子５
ａが縮み且つ他方の圧電素子５ｂが伸びるといった伸縮
運動を繰返すことによりバイモルフ３が励振されてたわ
み振動して、搬送体６が周方向斜め上下方向に振動する
。そして、交流電源装置８の図示しない操作摘みを操作
して交流電源装置８の出力周波数（バイモルフ３の圧電
索子５ａ、５ｂに印加する交流電圧の周波数）を変化さ
せる。このときのバイモルフ３の振動数は印加電圧の周
波数に等しくなるから、印加電圧の周波数の変化に伴っ
てバイモルフ３の振動数が変化し、ひいては搬送体６の
振動数が変化する。そして、バイモルフ３の振動数がパ
ーツフィーダ全体の機械系の固有振動数に一致すると、
全体が共振状態になってバイモルフ３の振動振幅ひいて
は搬送体６の振動振幅が急激に大きくなって最大になり
、搬送品の搬送速度が最大になる。従って、作業者は搬
送品の搬送速度或は搬送体６の振動振幅又はバイモルフ
３の振動振幅を確認しながら交流電源装置８の出力周波
数を変化させ、その出力周波数を搬送速度等が最大にな
るように調節すれば良い。このため、共振状態を得るた
めの調節作業が、従来の機械系を調節するものに比して
、頗る簡単であり、従って例えば搬送品の種類に応じて
搬送体６を他の搬送体に交換するような場合でも、調節
作業にさほど手間がかからず、生産性が向上する。

しかも、本実施例では交流電源装置８から圧電素子５ａ
、５ｂに印加する交流電圧の波形が正弦波状であるから
、電圧波形がバイモルフ３の基本的な振動波形にほぼ一
致する。このため、バイモルフ３の振動波形ひいては搬
送体６の振動波形に高周波成分が発生することが防止さ
れる。本発明者はこのときの搬送体６の振動波形を実際
に測定したので、その結果を第４図にａで示す。これか
ら明らかなように、搬送体６の振動波形が高調波成分の
ない正弦波状になるから、印加電圧の波形を矩形波とし
た場合に比し、搬送体６の振動状態が安定化して搬送効
率が向上すると共に、騒音が大幅に低下する。ちなみに
、搬送体６の径寸法が１５０　ｉＩｎのものにおいて、
バイモルフ３を２００Ｈｚの正弦波電圧と矩形波電圧で
駆動した時に発生する騒音の測定結果を表１に示す。こ
の表１から明らかなように、正弦波の方が矩形波よりも
５ｄＢ騒音が低く、騒音低減効果が大きいことが分る。

表１ 表２ また、表２は本実施例の圧電式パーツフィーダと、電磁
石により搬送体を振動させる電磁式パーツフィーダにお
ける駆動時の最大電流を比較したものである。この場合
、両者とも共振周波数を５ＱＨｚに設定した上で、径寸
法が１００　ｍｍから３００ｍｍまでの複数種の搬送体
を順次取替えて比較したもので、この表２から明らかな
ように圧電式の方が電磁式よりも大幅に電流値が小さく
、消費電力が極めて少ないことが分る。

尚、本発明はボウル形パーツフィーダばかりでなく直進
形パーツフィーダにも適用して実施でき、また加振体と
しはバイモルフばかりでなく弾性板の片面のみに圧電素
子を貼着したものも利用できる等、要旨を逸脱しない範
囲内で種々変更可能である。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、交流電源装置
の出力周波数を可変に構成したので、全体を共振状態に
するための調節作業を出力周波数を調節することによっ
て行うことができ、その調節作業を簡単化できる。しか
も、交流電源装置の出力波形を正弦波状にするようにし
たから、圧電素子の振動波形ひいては搬送体の振動波形
に高調波成分が発生することを防止でき、以って搬送体
の振動安定化による搬送効率向上及び低騒音化を図り得
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示したもので、第１図は全体
の斜視図、第２図はバイモルフの側面図、第３図は同正
面図、第４図は搬送体の振動波形を示した図である。 図面中、３はバイモルフ、４は弾性板、５ａＱび５ｂは
圧電素子、６は搬送体、８は交流電源装置である。 出願人　　株式会社　　東　　芝 殆１図 晴２図　　第３図 第　４　図 手続ネ市正書　醐式） ％式％ ２、発明の名称　　圧電駆動形搬送装置３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 シクシＩで （３０７）株式会社東芝 ４、代理人 〒４６０ 住所　名古屋市中区栄四丁目６番１５号日産生命館 ５、補正命令の日付 昭和６１年　５月２７日　（発送日７）５６、補正の対
象 明細書の図面の簡Ｉｌｔな説明の欄。 ７、補正の内容 明細書中筒１１頁第１０行１」から第１１行目にかけて
記載の「振動波形を示した図」を「振動のオシロ波形を
示した写真」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、弾性板に圧電素子を取付けて成る加振体に搬送体を
   連結し、前記圧電素子に交流電圧を印加してこれを励振
   させることにより前記搬送体を振動させるようにしたも
   のにおいて、前記圧電素子に交流電圧を印加する交流電
   源装置を、出力周波数が可変で且つ出力波形が正弦波状
   となるように構成したことを特徴とする圧電駆動形搬送
   装置。