JPS62235115A - 圧電型振動子を用いた振動フイ−ダ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は振動フィーダに係り、特に圧電型振動子を用い
た振動フィーダに関する。

〔従来の技術〕

容器を振動させることによりこの容器に収納した粉粒体
を所定の開口部に移動させ排出する振動フィーダに於い
て、その振動源としては装置の大きさ、排出すべき粉粒
体の粒径等により各種のものが用いられている。例えば
大型の装置においては重量分布が不均一な回転体を回転
させることにより機械的に振動を発生させるものや、電
磁的に振動を発生させるもの等が振動源として利用され
ている。また散薬計量等に使用する振動フィーダでは高
い精度の制御性を要求されるため、主として電磁的な振
動源が用いられている。

［発明が解決しようとする問題点１ 以上の構成において、精密な計量を行うためには電磁式
の振動源であってもまだその振幅が大き過ぎる等の問題
があり、より振幅が小さくかつその振幅の制御も容易に
行うことのできる振動フィーダの開発が望まれている。

また出願人は電磁平衡式の秤量装置（電子天秤）に対し
て振動フィーダを載置して所定量毎に粉粒体を排出する
装置を提案しているが、この場合当然のことながら振動
フィーダ自体は軽量であることが望ましい。振動フィー
ダを軽ｌ化することができれば秤量精度を更に向上させ
ることができる。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上述の問題点及び要望に鑑み構成したものであ
り、振動フィーダの振動源を圧電型の振動素子とし、か
つこの振動素子を粉粒体の移動方向に対して複数個配置
し、各振動素子に対してこれら振動素子の振動を制御す
る制御装置を接続した振動フィーダである。

〔作用〕

本発明は以上のように振動フィーダの振動源を圧電型の
振動素子とし、かつこの振動素子を粉粒体の移動方向に
対して複数個配置し、各振動素子に対してこれら振動素
子の振動を制御する制御装置を接続したので、装置自体
を軽量化でき各振動素子の振動を適当に制御することに
より極めて正確に粉粒体の排出を行うことができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の振動フィーダの縦断面図を、第２図は
第１図に示した構成の平面図を示し、１は粉粒体を載置
しかつ排出を行うトラフであり、軽量で耐摩耗性及び剛
性の高いセラミックス等により構成しである。２ａ、２
ｂはこのトラフ１を支持しかつこのトラフ１を振動させ
る振動源たる圧電型の振動子、３はこれら振動子２ａ、
２ｂを介してトラフ１を支持する基台、４はこれら振動
子の振動を制御する制御装置である。

ここで先ず振動源である圧電型振動素子（以下「圧電型
振動子」と称する）について具体的に説明する。

圧電型振動子は高温で焼き固めた多結晶体のセラミック
スであり、このため圧電セラミックスとも称される。こ
の圧電型振動子はそれ自体では圧電性を示さないが、こ
れに対して電極を取り付け、直流の電界を加えて分極処
理をおこなうとはじめて圧電性を示し、さらに交流電圧
を印加するとその周波数に対応する振動周波数をもって
振動（変位）することになり、振動子として作用する。

ここで、圧電性とは力を加えると電圧を発生し、反対に
電圧を加えると変位や力を発生する性質をいう。また圧
電型振動子に使用されている材料としてはチタン酸バリ
ウム、ジルコチタン酸鉛等が一般的である。変位量（振
幅）は電圧とほぼ直線的に対応し、電圧を高めると振幅
も大きくなり、電圧を調整することにより振幅を容易に
調整できるという利点がある。また変位量はＯ〜十数μ
ｍの範囲のものからＯ〜数百μｍまで変位するもの等測
々のものがある。但し単一の圧電型振動子の変位量は最
大でも数μｍ程度であり、この圧電型振動子単体では振
動フィーダの振動源としては不充分である。このため、
振動フィーダの振動源としてはこれらの圧電振動子を多
数積層したものを用いることが望ましい。なお積層型の
圧電型振動子は厚膜積層技術を用いることにより多層の
圧電素子と電極層とから構成する。以上の如く振動子を
積層型とすることにより前記のように最大数百μｍまで
の変位が可能となる。以下圧電型振動子の語はこの積層
型の圧電型振動子を含めた意味で使用する。

第３図は第１図に示した圧電型振動子２ａ、２ｂの制御
系統を示す。５は圧電型振動子２ａの振幅を調節する振
幅調整器であり、前述のように圧電型振動子は電圧を調
整することにより振幅を容易に変化させることができる
ので、振幅調整器は即ち電圧調整器であればよい。６は
同様に圧電型振動子２ｂの振幅を調整する振幅調整器で
ある。

７は各圧電型振動子２ａと２ｂとの振動の位相（ｐｈａ
ｓｅ　）を調節する移相（ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ）補
償器であり、再振動子の振動の移相は一方の圧電型振動
子の振動の位相をシフトすれば良いので図示の場合は圧
電型振動子２ａ側に対してのみ接続しである。８はこれ
ら調節器を介して圧電型振動子２ａ、２ｂに対して交流
電圧を印加する基準発振器である。

以上の構成において、トラフ１に！！２置した粉粒体を
排出するに当たっては、制御装置４をＯＮにし、基準発
振器８から所定の周波数（例えば１０（ｌＨｚ〜２００
Ｈｚ程度）で交流電圧を出力する。これにより各圧電型
振動子２ａ、２ｂは出力された交流電圧の周波数に対応
して振動する。従って各圧電型振動子の振動周波数はこ
の基準発振器８から出力される交流電圧の周波数を調節
することにより行う。ここでトラフ１上の粉粒体は各圧
電型振動子２ａ、２ｂの振動に移相がなければその振動
によって単に昇降するのみであり、トラフ排出端（トラ
フ１の右端）に向かって前進しない。この為移相補償器
７により側圧電型振動子２ａ、２ｂの振動の間に移相θ
　（第４図参照）を設ける。

またこの場合粉粒体移動方向に対して後部に位置する圧
電型振動子２ａの振幅を圧電型振動子２ｂの振幅よりも
大きくすると粉粒体の移動を円滑に行うことができる。

第４図は以上に示した各圧電型振動子の振動状態を示し
、図中符号Ａは圧電型振動子２ａの、Ｂは圧電型振動子
２ｂの振動状態を示す。図からも明らかであるが、前述
の理由により粉粒体の移動方向に対して後部に位置する
圧電型振動子２ａの方が振幅が太き（、側圧電型振動子
の振動には移相θが設定しである。なお粉粒体の移動速
度、移動量などは基準発振器８による交流電圧の周波数
の設定、振動調節器５．６による各振動Ａ、Ｂの振幅及
び移相補償器７による移相θを適当に設定することによ
り調節することができる。

以上のようにして各圧電型振動子２ａ、２ｂを第１図中
の矢印の如く上下に振動させることによりトラフｌは各
圧電型振動子の振動により特定の振動をし、粉粒体を排
出する。この場合、トラフ１は主としてフィーダ全体の
軽量化のため、軽量でかつ剛性および耐摩耗性の高いセ
ラミックスにより形成するのが望ましい。

第５図は別の実施例を示し、圧電型振動子とトラフとの
接続構造に変更を加えたものである。

即ち、前述の如く圧電型振動子は例えば１００Ｈｚ〜２
００１１ｚで振動し、この振動がトラフに伝達される構
成となっているので、このトラフ１を圧電型振動子接続
部において接着剤等により接続しておくと、接着部分が
振動により劣化してトラフが圧電型振動子より脱落する
可能性もある。このため本実施例では、トラフ１と基台
３との間に引っ張りバネ９等の弾性体を配置し、この弾
性体によりトラフ１を各圧電型振動子２ａ、２ｂ側に圧
接する。これにより接着剤等の接続手段を用いず、トラ
フ１を圧電型振動子に接続することができ、従って接着
剤の劣化等、接続部材の劣化によるトラフの脱落等が生
じなくなる。

第６図はトラフｌに対する引っ張りバネの取り付は構造
の詳細を示し、トラフ１の下面に形成したバネ係止用穴
１ａに対してバネ端部を挿通し、トラフ１の下面を圧電
型振動子２ａ、２ｂに圧接するよう構成しである。

〔効果〕

本発明は以上に説明したように、振動フィーダの振動源
を圧電型の振動子とし、かつこの振動子を粉粒体の移動
方向に対して複数個配置した構成とすることにより小型
、軽量でかつ精密な振動フィーダを構成することができ
る。

また、各圧電型振動子はその振幅、振動周波数、各圧電
型振動子の振動の移相を適宜組み合わせて設定すること
ができるため、粉粒体を載置したトラフの振動モードを
幅広く設定することができ、このため粉粒体の排出状態
を自由に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す振動フィーダの縦断面図
、第２図は第１図に示す振動フィーダの平面図、第３図
は第１図に示す振動フィーダに取り付けた圧電型振動子
の制御状態を示す回路図、第４図は各圧電型振動子の振
幅とその移相を示す線図、第５図は第２の実施例を示す
振動フィーダの縦断面図、第６図はトラフに対する引っ
張りバネの係止状態を示すトラフ断面部分図である。 １・・・トラフ　　２ａ、２ｂ・・・圧電型振動子　　
３・・・基台　　　４・・・制御装置５．６・・・振幅
調整器 ７・・・移相調整器　　８・・・基準発振器９・・・引
っ張りバネ 第１図 第２図 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉粒体を載置するトラフに対して複数個の圧電型
   振動子を取り付け、この圧電型振動子に対して、振幅、
   振動周波数、各圧電型振動子間の振動の移相のうち少な
   くとも一つを制御する制御装置を接続したことを特徴と
   する圧電型振動子を用いた振動フィーダ。
2. （２）２個または２組の圧電型振動子を粉粒体移動方向
   に対して前後するよう各々配置し、かつ前記制御装置を
   、前後の圧電型振動子の各々に直接接続する振幅調整器
   と、この振幅調整器のうち一方の振幅調整器に対して接
   続する移相調整器と、これら振幅調整器に対して直接ま
   たは移相調整器を介して間接的に接続する基準発振器と
   から構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項記載の圧電型振動子を用いた振動フィーダ。
3. （３）前記トラフと装置本体との間に弾性体を配置し、
   この弾性体によりトラフ裏面を圧電型振動子に圧接する
   よう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項または第（２）項記載の圧電型振動子を用いた振動フ
   ィーダ。
4. （４）前記トラフをセラミックス等の軽量でかつ剛性お
   よび耐摩耗性の高い材料により構成したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項ないし第（３）項の何れか
   に記載の圧電型振動子を用いた振動フィーダ。