KR101498425B1 - 진동식 반송장치 - Google Patents

Abstract

안정된 반송형태를 얻을 수 있는 동시에, 장치의 소형화와 반송 성능의 확보를 양립시키는 것이다.
진동식 반송장치(10)는, 한 쌍의 방진 스프링(13a, 13b)에 의해 지지된 기준 질량체(11)와, 기준 질량체의 위쪽에 배치된 상측 질량체(12A)와, 기준 질량체의 아래쪽에 배치된 하측 질량체(12B)와, 기준 질량체와 상측 질량체를 탄성접속하는 상부 진동 스프링(14a, 14b)과, 기준 질량체와 하측 질량체를 탄성접속하는 하부 진동 스프링(15a, 15b)과, 기준 질량체와 상측 질량체와의 사이 및 기준 질량체와 하측 질량체와의 사이에 반송방향으로 동 위상의 진동을 발생시키는 동상 가진수단(16a, 16b)을 구비하고, 상부 진동 스프링은, 상부 진동용 하측 돌출부(16ad, 16bd)와 상부 진동용 상측 탄성부(17a, 17b)를 가지며, 하부 진동 스프링은, 하부 진동용 상측 돌출부(16au, 16bu)와 하부 진동용 하측 탄성부(18a, 18b)을 가진다.

Description

진동식 반송장치{Vibratory Conveying Apparatus}

본 발명은 진동식 반송장치에 관한 것이고, 특히, 직선형상으로 부품을 반송하는 경우에 적합한 반송장치의 반송 기구에 관한 것이다.

일반적으로, 진동식 반송장치는, 가대(架台) 상에 판 스프링을 개재시켜 반송체를 탄성지지하고, 이 반송체를 전자 구동체나 압전 구동체 등의 가진(加振) 수단에 의해 가진(加振)함으로써 반송방향으로 비스듬하게 위쪽으로 향하는 진동을 일으키게 함으로써, 반송체상에 형성된 반송로를 따라 부품 등의 반송물을 반송하도록 하고 있다. 근년에는, 반송물로서 미세한 전자 부품이 많아지고, 또한, 이와 같은 미세한 반송물을 고속으로 공급하는 요구가 높아지고 있기 때문에, 압전 구동원을 사용한 가진에 의해, 미세한 반송물을 고속으로 정렬시키면서 반송하는 장치가 다수 요구되어 오고 있다. 이와 같은 고속 반송의 요구를 충족시키려고 하였을 때에 발생하는 진동식 반송장치의 공통의 문제점은, 반송체의 진동의 반력이 설치면에 전달됨으로써 설치면을 개재시켜 주위의 다른 장치류에 진동적인 영향을 미칠 우려가 있는 점이나, 반송체를 진동시키기 위한 가진 구조 전체의 피칭동작 등에 의해 반송체가 본래의 진동방향과는 다른 방향으로 진동함으로써, 반송속도가 반송방향의 위치에 의해 달라지거나 반송물이 반송방향 이외의 방향으로 진동하여 반송자세가 흐트러지거나 하는 점이다.

상기의 문제점을 해결하기 위해서 종래의 진동식 반송장치에 있어서 제안되어 있는 하나의 방법은, 방진 스프링을 개재시켜 진동계를 지지하는 동시에, 그 진동계 내에 반송체와는 역상으로 진동하는 반작용 웨이트(관성체)를 마련하고, 이 반작용 웨이트의 진동에 의해 반송체의 진동의 반력을 상쇄하여, 설치면상에 전달되는 진동에너지를 저감시키려고 하는 것이다(예를 들어, 이하의 특허 문헌 1). 그러나, 이와 같은 구조에서는, 반송체와 반작용 웨이트의 중심이 상하로 어긋나 있기 때문에, 반송체의 진동에 수반하여 장치 전체에 피칭운동이 생기고, 이에 따라 반송 효율이 저하되는 동시에 반송방향의 위치에 의해 반송속도가 변화하거나 반송자세가 흐트러지거나 한다. 이 때문에, 반송체의 중심과 반작용 웨이트의 중심의 어긋남을 저감시켜 상기 피칭을 억제하도록 한 것이 알려져 있다. 예를 들어, 반송체에 대해, 반작용 웨이트보다 아래쪽에 배치된 균형용 추를 접속한 구조(예를 들어, 이하의 특허 문헌 2), 방진 스프링으로 지지된 압전식 진동부와 반송체를 연결하는 동시에, 압전식 진동부와 반송체의 사이에 카운터 웨이트를 배치하고, 압전식 진동부와 반송체의 합계의 중심위치와 카운터 웨이트의 중심위치를 잇는 직선을, 반송물에 부여되는 진동방향과 평행하게 배치하는 구조(예를 들어, 이하의 특허 문헌 3), 방진 스프링으로 지지된 고정 프레임의 위쪽에 반송체에 접속된 가동판을 탄성지지하고, 가동판의 아래쪽에 하부 웨이트를 접속하는 동시에 고정 프레임의 위쪽에 고정 웨이트를 접속함으로써 양자의 중심위치를 접근시키고, 회전 모멘트의 발생을 억제한 구조(예를 들어, 이하의 특허 문헌 4) 등이 알려져 있다.

일본국 특개 평 2－204210호 공보 일본국 특개 평 4－39206호 공보 일본국 특개 2006－248727호 공보 일본국 특개 2009－298498호 공보

그렇지만, 상기 종래의 반작용 웨이트를 구비한 진동식 반송장치에서는, 반송체의 중심과 반작용 웨이트의 중심을 접근시키거나 직선형상으로 배열시키거나 하기 때문에 구조가 복잡하게 되므로 장치의 대형화나 제조 코스트의 증대를 초래하는 동시에, 중심위치를 극히 정밀하게 설정할 필요가 있기 때문에, 반송물의 종류나 반송속도 등의 상황이 변화하는 제조 현장에서는 충분한 효과를 얻는 것이 곤란하다는 문제점이 있다. 특히, 중심위치의 근소한 어긋남이 있는 것만으로도, 고속 반송을 가능하게 하기 위해 구동 주파수를 높이면 피칭이나 상하동 등이 격심해져 적정한 반송상태를 얻을 수 없기 때문에, 고주파수화나 고속 반송을 실현하는 것이 어렵다.

또한, 상기 종래의 반작용 웨이트를 구비하는 동시에 반송체와 반작용 웨이트와의 사이의 중심의 어긋남을 저감시킨 진동식 반송장치의 공통된 결점은, 반작용 웨이트 및 중심의 어긋남을 저감시키는 구조를 마련함으로써 장치 내의 질량체가 3층 이상의 다층 구조가 되기 때문에 높이가 증대되는 점이다. 이와 같은 장치에서는, 위에서 설명한 3층 이상의 질량체의 다층 구조와, 각 질량체 사이를 접속하기 위한 판 스프링의 길이를 확보할 필요가 있으므로, 장치의 총 높이가 필연적으로 커진다. 그러나, 전자 부품 등의 반송물의 사이즈가 미세하게 되어 오면, 제조 라인의 반송 전후에 배치되는 다른 장치도 소형화되므로, 반송장치에도 소형화가 요구된다. 그러나, 한편, 장치의 총 높이를 억제하기 위해 판 스프링의 길이를 짧게 하는 것을 생각할 수 있는데, 판 스프링의 길이를 짧게 하면, 스프링 정수의 관계로 반송로에 있어서 충분한 진폭을 얻을 수 없게 되거나, 진동수의 조정이 곤란하게 되거나 하여, 충분한 성능을 얻을 수 없게 된다고 하는 문제점이 있다.

그래서 본 발명은 상기 문제점을 해결하는 것으로, 그 과제는, 안정된 반송형태를 얻을 수 있는 동시에, 장치의 소형화, 특히 장치의 총 높이의 억제와, 반송 성능의 확보를 양립시킬 수 있는 진동식 반송장치를 제공하는 것에 있다.

이러한 실정에 비추어, 본 발명의 진동식 반송장치(10)는, 반송방향의 전후위치에 각각 마련되고, 상기 반송방향을 향한 판면을 구비한 판 스프링으로 이루어지는 한 쌍의 방진 스프링(13a, 13b)과, 상기 한 쌍의 방진 스프링에 의해 상기 반송방향의 전후위치에서 지지된 기준 질량체(11)와, 상기 기준 질량체의 위쪽에 배치된 상측 질량체(12A)와, 상기 기준 질량체의 아래쪽에 배치된 하측 질량체(12B)와, 상기 기준 질량체와 상기 상측 질량체를 상기 반송방향의 전후위치에서 각각 탄성접속하는, 상기 반송방향을 향한 판면을 구비한 판 스프링 구조를 포함한 한 쌍의 상부 진동 스프링(14a, 14b)과, 상기 기준 질량체와 상기 하측 질량체를 상기 반송방향의 전후위치에서 각각 탄성접속하는, 상기 반송방향을 향한 판 스프링 부분을 포함한 한 쌍의 하부 진동 스프링(15a, 15b)과, 상기 기준 질량체와 상기 상측 질량체와의 사이, 및, 상기 기준 질량체와 상기 하측 질량체와의 사이의 쌍방에 가진력을 부여하고, 상기 반송방향으로 동 위상의 진동을 일으키게 하는 동상(同相) 가진수단(16a, 16b)을 구비하고, 상기 상측 질량체와 상기 하측 질량체의 적어도 한쪽에 반송물(W)을 반송하는 반송로(21)가 마련되고, 상기 상부 진동 스프링(14a, 14b)은, 상기 기준 질량체에 접속되어 아래쪽에 신장되는 상부 진동용 하측 돌출부(16ad, 16bd)와, 상기 기준 질량체의 아래쪽 위치에 있어서 상기 상부 진동용 하측 돌출부에 접속되는 동시에, 상기 기준 질량체의 아래쪽 위치로부터 상기 기준 질량체의 위쪽으로 신장되어 상기 상측 질량체에 접속되는 상부 진동용 상측 탄성부(17a, 17b)를 가지고, 상기 하부 진동 스프링(15a, 15b)은, 상기 기준 질량체에 접속되어 위쪽에 신장되는 하부 진동용 상측 돌출부(16au, 16bu)와, 상기 기준 질량체의 위쪽 위치에 있어서 상기 하부 진동용 상측 돌출부에 접속되는 동시에, 상기 기준 질량체의 위쪽 위치로부터 상기 기준 질량체의 아래쪽으로 신장되어 상기 하측 질량체에 접속되는 하부 진동용 하측 탄성부(18a, 18b)를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 반송방향의 전후위치에서 각각 방진 스프링에 의해 지지된 기준 질량체의 상하 각각에, 상측 질량체와 하측 질량체가 반송방향의 전후위치에 있어서 진동 스프링을 개재시켜 탄성접속되는 동시에, 동상 가진수단이 가진력을 부여함으로써, 상측 질량체와 하측 질량체가 반송방향으로 보아 동 위상에서 진동하는 동시에, 기준 질량체와 상측 질량체 및 하측 질량체가 반송방향으로 보아 역위상에서 진동한다. 따라서, 기준 질량체의 중심위치와 상측 질량체 및 하측 질량체의 합계의 중심위치의 상하방향의 어긋남을 저감시킬 수 있기 때문에, 기준 질량체와 상측 질량체 및 하측 질량체의 반송방향의 진동의 반력의 상쇄 작용을 높일 수 있다. 또한, 진동시에 있어서는, 기준 질량체에 대해 상측 질량체가 부여하는 회전 모멘트와 하측 질량체가 부여하는 회전 모멘트가 상호 역방향이 되기 때문에, 기준 질량체가 받는 진동에 의한 회전방향의 반력이 상호 상쇄 내지는 감쇄되기 때문에, 피칭동작(회전운동)을 억제할 수 있다. 따라서, 방진 스프링을 개재시켜 설치면에 전달되는 반송방향 및 상하방향의 반력이 저감되고, 방진 스프링을 개재시킨 설치면으로의 진동에너지의 누출을 억제할 수 있다. 나아가, 피칭동작이 억제됨으로써, 고주파화되어도 진동이 흐트러지기 어렵고, 반송물의 자세도 안정되기 때문에, 고속 반송이 가능하게 되는 동시에, 반송로를 따른 반송속도나 반송자세 등의 반송상태의 균일성도 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기와 같이, 기준 질량체와 상측 질량체를 탄성접속하는 상부 진동 스프링이, 기준 질량체로부터 아래쪽에 신장되는 상부 진동용 하측 돌출부와, 기준 질량체의 아래쪽 위치로부터 위쪽에 신장되는 상부 진동용 상측 탄성부와의 접속구조를 가지고, 기준 질량체와 하측 질량체를 탄성접속하는 하부 진동 스프링이, 기준 질량체로부터 위쪽에 신장되는 하부 진동용 상측 돌출부와, 기준 질량체의 위쪽 위치로부터 아래쪽에 신장되는 하부 진동용 하측 탄성부와의 접속구조를 가진다. 이로써, 상부 진동 스프링을 기준 질량체와 상측 질량체의 간격보다도 길게 구성하는 것이 가능하게 되는 동시에, 하부 진동 스프링을 기준 질량체와 하측 질량체와의 간격보다도 길게 구성할 수가 있기 때문에, 장치의 총 높이를 억제하면서, 상부 진동 스프링과 하부 진동 스프링의 제약을 저감시켜, 충분한 반송 능력을 확보하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 동상 가진수단(16a, 16b)은, 상기 반송방향의 전후위치의 적어도 한쪽의 상기 상부 진동용 하측 돌출부를 구성하는 상부 진동용 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)와, 상기 반송방향의 전후위치의 적어도 한쪽의 상기 하부 진동용 상측 돌출부를 구성하는 하부 진동용 상측 압전 구동부(16au, 16bu)를 가지는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 반송방향의 전후위치의 상부 진동용 하측 돌출부가 모두 압전 구동부로 구성되는 것이 바람직하고, 또한, 반송방향의 전후위치의 하부 진동용 상측 돌출부가 모두 압전 구동부로 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 동상 가진수단(16a, 16b)은, 상기 반송방향의 전후위치의 적어도 한쪽에 있어서, 상기 상부 진동용 하측 돌출부를 구성하는 상부 진동용 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)와 상기 하부 진동용 상측 돌출부를 구성하는 하부 진동용 상측 압전 구동부(16ad, 16bd)가 일체로 구성되고, 상기 상부 진동용 하측 압전 구동부와 상기 하부 진동용 상측 압전 구동부의 사이의 중간부가 상기 기준 질량체에 결합되는 동시에, 전체적으로 상기 반송방향을 향한 판면이 일체로 휨 변형하는 판형상의 압전 구동체를 가지는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 일체로 구성되는 압전 구동체의 중간부가 기준 질량체에 결합되고, 기준 질량체의 아래쪽에 신장되는 하부 진동용 상측 압전 구동부가 상측 질량체를 가진시키고, 기준 질량체의 위쪽에 신장되는 상부 진동용 하측 압전 구동부가 하측 질량체를 가진시킴으로써, 상측 질량체와 하측 질량체를 용이하고 확실하게 동 위상에서 진동시킬 수 있다. 또한, 일체의 압전 구동체로 상측 질량체와 하측 질량체를 가진시킬 수 있기 때문에, 장치의 총 높이를 저감시킬 수 있어 장치를 컴팩트하게 구성할 수 있다. 그리고 반송방향의 전후위치의 어느 쪽에 있어서도, 상부 진동용 하측 돌출부와 하부 진동용 상측 돌출부가 상기 압전 구동체로 구성되는 것이 바람직하고, 이 경우에는, 반송방향의 전후위치의 상기 압전 구동체는 상호 동상으로 구동된다.

이 경우에 있어서, 상기 압전 구동체는 상기 상부 진동용 하측 압전 구동부와 상기 하부 진동용 상측 압전 구동부에 걸친(상기 기준 질량체에 대한 결합 위치에서 상하 양측에 신장되는) 일체의 압전체를 가지는 것이 바람직하다. 본 발명에서는, 예를 들어, 탄성기판을 일체의 것으로 하면서, 기준 질량체의 위쪽의 상측 압전 구동부와 아래쪽의 하측 압전 구동부를 별개의 압전 구동체로 구성하는 것도 가능하다. 그러나, 상기와 같이 기준 질량체의 상하 양측에 신장되는 일체의 압전체를 구비하는 압전 구동체를 구성함으로써, 구조의 간이화, 제조 코스트의 저감, 상하의 진동 형태의 균일화 등을 용이하게 도모할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 상부 진동용 상측 탄성부(17a, 17b)와 상기 하부 진동용 하측 탄성부(18a, 18b)는, 상기 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 상기 반송방향과 직교하는 폭방향으로 인접하여 배치되고, 상기 상부 진동용 상측 탄성부(17a, 17b)는, 상기 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 상기 상부 진동용 하측 돌출부와 상기 상측 질량체를 상기 폭방향의 한쪽 측에 있어서 접속하고, 상기 하부 진동용 하측 탄성부(18a, 18b)는, 상기 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 상기 하부 진동용 상측 돌출부와 상기 하측 질량체를 상기 폭방향의 다른쪽 측에 있어서 접속하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 상부 진동용 상측 탄성부와 하부 진동용 하측 탄성부가 폭방향으로 인접하여 배치됨으로써, 상측 질량체와 하측 질량체의 탄성지지위치의 반송방향의 어긋남을 저감시킬 수 있는 동시에, 장치의 반송방향의 사이즈를 컴팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 상부 진동용 상측 탄성부와 하부 진동용 하측 탄성부의 각각은, 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 폭방향의 한쪽측과 다른쪽 측 중의 같은 측에 배치되므로, 기준 질량체와 상측 질량체 또는 하측 질량체와의 사이의 탄성지지구조에 비틀림 방향의 힘이 가해지는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 압전 구동체는, 탄성기판과, 이 탄성기판상에 적층된 압전체를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 하부 진동용 상측 압전 구동부와 상부 진동용 하측 압전 구동부가 일체의 압전 구동체에 의해 구성되는 경우에는, 당해 일체의 압전 구동체에는, 상하 일체의 탄성기판상에, 하부 진동용 상측 압전 구동부와 상부 진동용 하측 압전 구동부의 쌍방에 걸쳐서 형성된 상하 일체의 압전체가 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 상기 상하 일체의 압전 구동체는, 상기 기준 질량체에 대한 결합위치에서 상하방향으로 대칭인 구조를 가지는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 압전 구동체는, 상기 기준 질량체에 대한 결합위치가 폭방향 양측에 마련되고, 상기 결합위치 사이에 압전체가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 압전 구동체와 기준 질량체가 폭방향 양측에서 결합되는 동시에, 그 결합위치 사이에 압전체가 배치됨으로써, 기준 질량체에 대해 폭방향 양측에 균등한 결합강성을 확보할 수 있어 안정된 가진상태를 용이하게 실현할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 기준 질량체는 상기 한 쌍의 방진 스프링에 의해 아래쪽으로부터 지지되는 것이 바람직하다. 방진 스프링에 의한 기준 질량체의 지지는 임의의 방향으로부터 행할 수 있으나, 이 구성에 의하면, 기준 질량체를 매달거나 측방으로부터 지지하거나 하는 경우에 비해 장치 전체의 설치 면적을 저감시킬 수 있다. 또한, 상기 한 쌍의 방진 스프링은, 각각 상기 기준 질량체로부터 설치면(기대(基台))의 측을 향하는 접속 방향(길이 방향)이 상기 반송방향과 직교하는 수직면을 따른 수직 자세의 판 스프링에 의해 각각 구성되는 것이 바람직하다. 상기 방진 스프링이 수직 자세의 판 스프링으로 구성됨으로써, 기준 질량체의 상하방향의 진동 성분을 삭감할 수가 있기 때문에, 반송자세의 안정화나 설치면으로의 진동의 누설을 저감시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 반송로는 상기 상측 질량체에 마련되는 것이 바람직하다. 위에서 설명한 바와 같이, 반송로는 상측 질량체와 하측 질량체의 적어도 어느 한쪽에 마련하면 된다. 그러나, 특히, 상측 질량체에 반송로를 마련함으로써, 가동시의 장치나 반송물의 취급이 용이하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 기준 질량체의 질량은, 상기 상측 질량체와 상기 하측 질량체의 질량의 합과 실질적으로 동일하거나, 혹은, 상기 질량의 합보다 큰 것이 바람직하다. 기준 질량체와 상측 질량체 및 하측 질량체는 상호 반송방향(진동방향)의 반력을 서로 상쇄하는 관계에 있기 때문에, 기준 질량체의 질량이 상측 질량체와 하측 질량체의 질량의 합과 실질적으로 동일한 것으로서 반력의 상쇄효과를 높일 수 있다. 단, 기준 질량체는 방진 스프링에 의해 설치면에 대해 지지되는 동시에 구속되어 있기 때문에, 상기 질량의 합보다도 기준 질량체의 질량을 크게 함으로써, 기준 질량체의 진폭을 억제할 수 있는 동시에 상측 질량체 및 하측 질량체의 진폭을 증대시킬 수 있기 때문에, 설치면으로 흐르는 진동에너지를 억제할 수 있는 동시에, 상측 질량체 또는 하측 질량체에 있어서 충분한 반송력을 확보할 수 있어, 보다 안정된 진동 형태를 실현할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 상측 질량체의 질량과 상기 하측 질량체의 질량은 실질적으로 동일하고, 상기 기준 질량체와 상기 상측 질량체 사이의 중심 간격 및 스프링 정수와, 상기 기준 질량체와 상기 하측 질량체 사이의 중심 간격 및 스프링 정수가 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 기준 질량체에 대해 상측 질량체와 하측 질량체의 관성질량 및 탄성접속형태가 대칭적으로 구성되기 때문에, 회전 모멘트를 상쇄하고, 피칭동작을 더욱 저감시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 반송로는 직선형상으로, 상기 반송방향은 직선을 따른 방향인 것이 바람직하다. 본 발명은, 소정의 축선의 둘레에 주회하는 방향(축선둘레의 접선방향)을 진동방향으로 하는 회전 진동기와, 이 회전 진동기상에 설치되는 나선형상의 반송로를 가지는 진동식 반송장치에 있어서, 회전방향의 진동에 의해 반송물을 나선형상의 반송로를 따라 반송하는 경우에도 적용 가능하다. 그러나, 직선형상의 반송로를 따라 직선형상으로 반송물을 반송하는 경우에는, 후술하는 실시예에도 나타내는 바와 같이, 장치 구조를 간이하게 구성할 수 있는 동시에, 반송속도의 향상이나 반송상태의 안정화를 용이하게 도모할 수 있다.

본 발명에 의하면, 안정된 반송형태를 얻을 수 있는 동시에, 장치의 소형화, 특히 장치의 총 높이의 억제와, 반송 성능의 확보를 양립시킬 수 있는 진동식 반송장치를 제공할 수 있다고 하는 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 실시 형태의 진동식 반송장치의 전체 구성을, 반송방향의 전방 정면측으로부터 비스듬하게 본 모습을 나타내는 전방 사시도(a) 및 반송방향과는 반대인 후방으로부터 비스듬하게 본 모습을 나타내는 후방 사시도(b)이다.
도 2는 동 실시 형태의 우측면도(a) 및 좌측면도(b)이다.
도 3은 동 실시 형태의 주요 구조의 분해 사시도이다.
도 4은 동 실시 형태의 압전 구동체의 정면도(a) 및 압전체가 다른 실시예를 나타내는 정면도(b)이다.
도 5는 동 실시 형태의 상측 증폭 스프링과 하측 증폭 스프링의 형상 및 상호 배치를 나타내는 정면도이다.

다음으로, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 3은, 본 실시 형태의 전체 구성에 대해 나타내는 사시도, 측면도 및 분해 사시도이다. 또한, 도 4는 압전 구동체의 정면도, 도 5는 상측 질량체와 하측 질량체에 접속되는 상하의 증폭 스프링을 나타내는 정면도이다.

본 실시 형태의 진동식 반송장치(10)는, 기준 질량체(11)와, 이 기준 질량체(11)의 위쪽에 배치되는 상측 질량체(12A)와, 기준 질량체(11)의 아래쪽에 배치되는 하측 질량체(12B)를 가진다. 기준 질량체(11)는, 반송방향 F(도 2 참조)를 따른 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 반송방향을 향한 판면을 구비한 판형상의 방진 스프링(13a)과 (13b)에 의해 아래쪽으로부터 지지되어 있다. 이들의 방진 스프링(13a, 13b)의 하단은, 설치면상에 배치된 기대(19)에 고정된다.

여기서, 반송방향의 전후위치라 함은, 반송방향을 따라 상호 이간된 2개의 위치, 즉, 전방의 위치가 반송방향 F측(반송방향의 한쪽 측)의 위치, 후방의 위치가 반송방향 F와는 반대측(반송방향의 다른쪽 측)의 위치이다. 그리고 본 명세서에 있어서, 반송방향이라 함은, 진동식 반송장치(10)의 상측 질량체(12A)상에 고정된 반송체(20)에 형성된 반송로(21)에 있어서 전자부품 등의 반송물(W)이 반송되어 가는 방향이며, 반송방향 F라 함은, 상기 반송방향 중의 상기 반송물이 진행하는 방향이다.

또한, 기준 질량체(11)와 상측 질량체(12A)는, 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 반송방향을 향한 판면을 구비한 판 스프링형상의 구조를 포함하는 상부 진동 스프링(14a)과 (14b)에 의해 탄성접속되어 있다. 즉, 상측 질량체(12A)는, 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 상부 진동 스프링(14a, 14b)에 의해 아래쪽으로부터 지지되어 있다. 더욱이, 기준 질량체(11)와 하측 질량체(12B)는, 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 반송방향을 향한 판면을 구비한 판 스프링형상의 구조를 포함하는 하부 진동 스프링(15a)과 (15b)에 의해 탄성접속되어 있다. 즉, 하측 질량체(12B)는, 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 하부 진동 스프링(15a, 5b)에 의해 위쪽으로부터 매달려 있다.

상기 방진 스프링(13a, 13b), 상부 진동 스프링(14a, 14b) 및 하부 진동 스프링(15a, 15b)은, 모두 전체적으로 판형상으로 구성되는 판 스프링 구조를 가지고, 그 판면이 마주 대하는 방향의 스프링 정수는 낮고, 길이 방향(상하 양측에 접속되는 물체 사이를 잇는 방향)의 스프링 정수는 높다. 또한, 본 실시 형태에서는, 상기 방진 스프링(13a, 13b), 상부 진동 스프링(14a, 14b) 및 하부 진동 스프링(15a, 15b)의 판 스프링 구조는, 각각의 연재(길이) 방향이 수직방향에 가까운 경사 방향 T에 일치하는 자세가 되도록 부착되어 있다. 따라서, 도시예에서는, 각 스프링의 수직방향이나 폭방향의 지지 강성이 높은 것에 대해, 반송방향의 강성은 낮게 되어 있다. 이로써, 기준 질량체(11), 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)의 상호간의 지지구조가 안정되고, 상호의 위치 관계가 유지되기 쉬워지는 동시에, 반송물(W)에 반송방향 F측으로의 추진력을 부여하기 위한 진동을 용이하게 발생시키면서, 상기 추진력에 기여하지 않는, 혹은, 상기 반송을 방해하는 형태의 불필요한 진동의 발생을 억제한다. 여기서, 방진 스프링(13a, 13b)은 다른 스프링보다도 폭을 크게 함으로써 폭방향의 지지 강성을 높이는 동시에, 다른 스프링보다도 길이를 크게 함으로써 반송방향의 탄성변형을 용이하게 하고 있다. 단, 상기 각 스프링의 탄성 특성은 재질이나 판두께에 의해서도 조정할 수 있다. 그리고 본 명세서에 있어서, 폭방향이라 함은, 상기 반송방향과 수직방향의 어느것과도 직교하는 방향이다.

본 실시 형태에 있어서, 기준 질량체(11)는, 반송방향의 중앙 위치에 배치된 중앙 질량부(11x)와, 이 중앙 질량부(11x)의 반송방향의 전후위치에 마련된 연결부(11a, 11b)를 가진다. 연결부(11a, 11b)는, 상기 중앙 질량체부(11x)로부터 반송방향의 전후에 폭방향의 양측 2개소에서 돌출된 한 쌍의 돌기부와, 이 돌기부의 더욱 반송방향의 전방 혹은 후방에 부착된, 스페이서, 좌금(座金), 볼트 등의 연결 부재에 의해 구성된다. 중앙 질량부(11x)는, 반송방향의 전후위치에 마련된 연결부(11a, 11b)의 위쪽 및 아래쪽에 확장된 후육(厚肉) 구조를 구비하고, 반송방향의 중간 위치에 배치되어 있다. 도시예의 기준 질량체(11)의 중심위치는, 반송방향의 전후위치에 있는 연결부(11a)와 (11b)를 잇는 직선상에 배치된다. 연결부(11a, 11b)에는, 상기 방진 스프링(13a, 13b)과 압전 구동체(16a, 16b)가 각각 결합(접속 고정)되어 있다. 방진 스프링(13a, 13b)은, 각각, 압전 구동체(16a, 16b)의 접속 위치보다도 반송방향의 전후 외측의 위치에 접속되어 있다.

상기 압전 구동체(16a, 16b)는, 상하방향의 중앙 위치의 폭방향 양측에 각각 마련된 후술하는 측부 접속연부(16as, 16bs)에 의해 상기 연결부(11a, 11b)에 접속 고정된다. 그리고, 이 접속구조에 의해, 압전 구동체(16a, 16b)에는, 기준 질량체(11)의 위쪽으로 신장되는 부분인 상측 압전 구동부(16au, 16bu)와, 기준 질량체(11)의 아래쪽으로 신장되는 부분인 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)가 마련된다.

본 실시 형태의 압전 구동체(16a, 16b)는, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 심(SIMM) 판으로 불리는 금속제의 탄성기판(16S)과, 이 탄성기판(16S)의 표리 양면에 첩착(貼着)(적층)된 압전체(압전층)(16P)를 가진다. 탄성기판(16S)에는, 압전체(16P)의 설치영역의 상측 및 하측에 상부 접속연부(16su) 및 하부 접속연부(16sd)가 형성되고, 압전체(16P)의 설치영역의 좌우 양측에 상기 측부 접속연부(16as, 16bs)가 형성된다. 상부 접속연부(16su), 하부 접속연부(16sd) 및 측부 접속연부(16as, 16bs)는, 도시예에서는, 상기 압전체(16P)의 설치영역의 좌우 양측으로 내뻗은 형상을 각각 가진다. 또한, 상부 접속연부(16su), 하부 접속연부(16sd) 및 측부 접속연부(16as, 16bs)에는, 각각 연결 구조(도시예에서는 연결용의 관통구멍)가 형성되어 있다. 여기서, 이 연결 구조는, 나사구멍, 보스, 절결 등이어도 좋고, 특히 도시예에는 한정되지 않는다. 하부 접속연부(16sd)는, 상기 압전체(16P)의 설치영역의 아래쪽으로부터 폭방향의 한쪽 측에 내뻗은 부분을 가지고, 그 부분에 상기 연결 구조(2개의 관통구멍)가 마련된다. 한편, 상부 접속연부(16su)는, 상기 압전체(16P)의 설치영역의 위쪽으로부터 폭방향의 다른쪽 측에 내뻗은 부분을 가지고, 그 부분에 상기 연결 구조(2개의 관통구멍)가 마련된다.

이 때, 압전체(16P)는, 탄성기판(16S) 상에 있어서, 좌우의 측부 접속연부(16as, 16bs) 사이의 폭방향의 중간 위치에 배치되어 있다. 이와 같이 하면, 기준 질량체(11)에 대한 결합위치가 압전체(16P)를 회피한 폭방향 양측에 마련되기 때문에, 압전 구동체(16a, 16b)의 휨 변형 동작에 영향을 주기 어려워지는 동시에, 좌우 양측에서 확실하게 기준 질량체(11)에 결합시킴으로써, 압전 구동체(16a, 16b)를 기준 질량체(11)에 대해 강고하게 고정할 수 있기 때문에, 이 기준 질량체(11)를 기준으로 하여 상하 양측에 있는 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)에 대해 가진력을 확실하게 부여하는 것이 가능하게 된다. 나아가, 본 실시 형태의 압전 구동체(16a, 16b)에서는, 압전체(16P)가 상측 압전 구동부(16au, 16bu)와 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)에 걸쳐서 일체로 구성되기 때문에, 후술하는 바와 같이, 상측 압전 구동부(16au, 16bu)와 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)가 균일 또한 일체적으로 휨 변형되게 됨으로써, 상측 질량체(12A)와 하측 질량체(12B)를 동 위상에서 확실하게 균등한 동작 형태로 구동할 수 있다.

상기 압전 구동체(16a, 16b)는, 압전체(16P)의 표리에 전압을 인가하면, 전압에 따라서 압전체(16P)가 변형하고, 이로써 탄성기판(16S)은 길이 방향으로 휘도록 구성된다. 그리고, 소정 주파수의 교번 전압을 인가함으로써, 압전 구동체(16a, 16b)는, 번갈아 역방향으로 휨 변형됨으로써 진동하고, 그 진동은, 후술하는 상측 증폭 스프링(17a, 17b) 및 하측 증폭 스프링(18a, 18b)을 개재시켜 기준 질량체(11)를 기준으로 하여 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)에 있어서 반송방향을 거의 따른 진동을 일으키게 한다. 여기서, 반송방향의 전후위치에 부착된 압전 구동체(16a, 16b)는 모두 반송방향으로 동 위상에서 휨 변형되고, 각각의 상측 압전 구동부(16au, 16bu)와 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)나 반송방향으로 동 위상에서 변형되므로, 기준 질량체(11)에 대해 상측 질량체(12A)와 하측 질량체(12B)도 반송방향으로 동 위상에서 진동한다. 이 때, 기준 질량체(11)는, 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)의 진동에 의한 반력을 상쇄하도록, 이들과는 역위상에서 진동한다. 그리고 도시예의 압전 구동체(16a, 16b)는, 탄성기판(16S)의 양면에 압전체(16P)가 배치된 바이모르프 구조를 가지되, 탄성기판(16S)의 한 면에만 압전체가 배치되는 유니모르프 구조여도 좋고, 기타, 공지의 여러 가지의 압전 구동체를 사용할 수 있다. 또한, 압전 구동체(16a, 16b)는, 상기 중간 부위(구체적으로는, 폭방향 양측의 측부 접속연부(16as, 16bs) 사이를 잇는 선)를 대칭축으로 하여 길이 방향(상하방향)에 대칭인 구조를 가지고, 또한, 폭방향(좌우 방향)에도 대칭적으로 구성된다. 이로써, 상측 질량체(12A)와 하측 질량체(12B)의 쌍방에 대해 균등한 동 위상의 가진력을 확실하게 부여할 수 있다.

압전 구동체(16a, 16b)의 상부 접속연부(16su)에는, 도 5에 나타내는 하측 증폭 스프링(18a, 18b)의 상부 접속연부(18au, 18bu)가 연결되고, 하측 증폭 스프링(18a, 18b)은 기준 질량체(11)의 위쪽 위치(기준 질량체(11)의 중심위치보다도 위쪽에 있는 위치)로부터 하측 질량체(12B)의 높이까지 아래쪽으로 신장된다. 또한, 하측 증폭 스프링(18a, 18b)의 하부 접속연부(18ad, 18bd)는 하측 질량체(12B)에 대해 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 접속 고정된다. 상기 구조에 의해, 상기 하부 진동 스프링(15a, 15b)은, 상측 압전 구동부(16au, 16bu)와 하측 증폭 스프링(18a, 18b)과의 직렬 접속구조에 의해 구성된다. 여기서, 상측 압전 구동부(16au, 16bu)는, 상기의 하부 진동용 상측 돌출부, 및, 상기의 하부 진동용 상측 압전 구동부에 상당한다. 또한, 하측 증폭 스프링(18a, 18b)은, 상기의 하부 진동용 하측 탄성부에 상당한다.

압전 구동체(16a, 16b)의 하부 접속연부(16sd)에는, 도 5에 나타내는 상측 증폭 스프링(17a, 17b)의 하부 접속연부(17ad, 17bd)가 연결되고, 상측 증폭 스프링(17a, 17b)은 기준 질량체(11)의 아래쪽 위치(기준 질량체(11)의 중심위치보다도 아래쪽에 있는 위치)로부터 상측 질량체(12A)의 높이까지 위쪽으로 신장된다. 상측 증폭 스프링(17a, 17b)의 상부 접속연부(17au, 17bu)는 상측 질량체(12A)에 대해 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 접속 고정되어 있다. 상기 구조에 의해, 상기 상부 진동 스프링(14a, 14b)은, 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)와 상측 증폭 스프링(17a, 17b)과의 직렬 접속구조에 의해 구성된다. 여기서, 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)는, 상기의 상부 진동용 하측 돌출부, 및, 상기의 상부 진동용 하측 압전 구동부에 상당한다. 또한, 상측 증폭 스프링(17a, 17b)은, 상기의 상부 진동용 상측 탄성부에 상당한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 상측 증폭 스프링(17a, 17b)은, 하부 접속연부(17ad, 17bd)로부터 상부 접속연부(17au, 17bu)까지 위쪽에 신장되는 판형상으로 형성되어 있다. 상측 증폭 스프링(17a, 17b)은, 하부 접속연부(17ad, 17bd)로부터 위쪽으로 신장되는 띠형상 부분을 폭방향의 한쪽 측으로 치우친 위치에 가지는 동시에, 그 띠형상 부분의 상하방향의 중간 위치의 외연부에는, 기준 질량체(11)의 연결부(11a, 11b)를 기피하기 위한 오목부(17as, 17bs)가 형성되어 있다. 또한, 상부 접속연부(17au, 17bu)는, 상기 띠형상 부분의 상단으로부터 폭방향의 다른쪽 측으로 내뻗어, 진동식 반송장치(10)의 폭방향의 중심위치로부터 양측으로 거의 균등한 범위에 구성된다.

또한, 하측 증폭 스프링(18a, 18b)은, 상부 접속연부(18au, 18bu)로부터 하부 접속연부(18ad, 18bd)까지 아래쪽으로 신장되는 판형상으로 형성되어 있다. 하측 증폭 스프링(18a, 18b)은, 상부 접속연부(18au, 18bu)로부터 아래쪽으로 신장되는 띠형상 부분을 폭방향의 한쪽 측으로 치우친 위치에 가지는 동시에, 그 띠형상 부분의 상하방향의 중간 위치의 외연부에는, 기준 질량체(11)의 연결부(11a, 11b)를 기피하기 위한 오목부(18as, 18bs)가 형성되어 있다. 또한, 하부 접속연부(18ad, 18bd)는, 상기 띠형상 부분의 하단으로부터 폭방향의 한쪽 측으로 내뻗어, 진동식 반송장치(10)의 폭방향의 중심위치로부터 양측으로 거의 균등한 범위에 구성된다.

상측 증폭 스프링(17a, 17b)과 하측 증폭 스프링(18a, 18b)은, 각각 폭방향을 따른 판면을 가지는 동시에, 반송방향의 같은 위치에 있어서 폭방향으로 이간되어 배치되어 있다. 보다 상세하게는, 상측 증폭 스프링(17a, 17b)의 상기 띠형상 부분과, 하측 증폭 스프링(18a, 18b)의 상기 띠형상 부분은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 폭방향의 한쪽 측과 다른쪽 측에 상호 이간되어 배치되는 동시에, 반송방향으로 보아 겹치는 위치에 배치되어 있다. 또한, 상부 접속연부(17au, 17bu)가 상부 접속연부(18au, 18bu)의 위쪽에 이간되어 배치되는 동시에, 상부 접속연부(17au, 17bu)와 상부 접속연부(18au, 18bu)가 폭방향으로 보아 서로 겹치는 위치에 배치된다. 나아가 하부 접속연부(18ad, 18bd)가 하부 접속연부(17ad, 17bd)의 아래쪽에 이간되어 배치되는 동시에, 하부 접속연부(18ad, 18bd)와 하부 접속연부(17ad, 17bd)가 폭방향으로 보아 서로 겹치는 위치에 배치된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 반송방향의 전방 위치에 있는 압전 구동체(16a)는, 상측 증폭 스프링(17a) 및 하측 증폭 스프링(18a)의 전방에 배치된다. 또한, 반송방향의 후방 위치에 있는 압전 구동체(16b)도, 상측 증폭 스프링(17b) 및 하측 증폭 스프링(18b)의 전방에 배치된다. 여기서, 압전 구동체(16a, 16b)와, 상측 증폭 스프링(17a, 17b) 및 하측 증폭 스프링(18a, 18b)과의 사이의 반송방향의 전후의 위치 관계는 전후 어느 것이든 무방하다. 또한, 반송방향의 전방위치와 후방위치에서 상기 반송방향의 전후의 위치 관계가 반대로 되어 있어도 좋다. 단, 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)에 대해 반송방향의 전후위치에서 부여하는 진동의 방향을 나란히 하여 반송체(20)상의 반송로(21)의 반송방향의 반송력을 균일화하는데 있어서는, 도시한 바와 같이, 반송방향의 전방위치와 후방위치에 있어서 상기 반송방향의 전후의 위치 관계가 동일한 것이 바람직하다.

상기 연결부(11a)에 있어서는, 압전 구동체(16a)의 부착위치보다도 반송방향의 전방에 방진 스프링(13a)의 부착위치가 마련되고, 상기 연결부(11b)에 있어서는, 압전 구동체(16b)의 부착위치보다도 반송방향의 후방에 방진 스프링(13b)이 부착되어 있다. 이와 같이 방진 스프링(13a, 13b)이 상부 진동 스프링(14a, 14b) 및 하부 진동 스프링(15a, 15b)보다도 반송방향의 전후위치의 외측에 배치됨으로써, 주요 진동계 전체의 안정성이 향상된다. 연결부(11a, 11b)에 있어서 압전 구동체(16a, 16b)와 방진 스프링(13a, 13b)과의 사이에는 스페이서가 배치되고, 이 스페이서에 의해 압전 구동체(16a, 16b)와 방진 스프링(13a, 13b)의 간격이 설정되어 있다. 그 간격은 상기한 안정성에 기여하는데, 너무 커지면, 연결부(11a, 11b)의 강성 부족에 의한 피칭운동이 생기거나 장치 전체의 반송방향의 사이즈를 대형화시키거나 한다. 이 때문에, 구조상 필요한 최소한의 간격으로 하는 것이 바람직하다. 방진 스프링(13a, 13b)에는, 하측 증폭 스프링(18a, 18b)과 하측 질량체(12B)와의 사이의 외측으로부터의 연결작업을 가능하게 하고, 혹은, 하측 증폭 스프링(18a, 18b)과 하측 질량체(12B)와의 사이를 연결하는 부재와의 간섭을 회피하기 위한 개구부(도시의 둥근 구멍)가 형성되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 경우, 방진 스프링(13a, 13b)의 하단은, 기대(19)의 반송방향의 전후위치에 형성된 한 쌍의 돌출부(19a, 19b)의 전방측 및 후방측의 면에 접속 고정된다. 또한, 기대(19)의 양측면에는, 커버판(10s, 10s)이 부착되어 있다. 이들의 커버판(10s)은, 기대(19)에 대한 부착위치로부터 위쪽으로 각각 신장되어 상측 질량체(12A)의 측방위치에 이르고 있다.

본 실시 형태에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 반송체(20)가 상측 질량체(12A)상에 마련된다. 반송체(20)에는, 상기 반송방향 F를 따라 직선형상으로 신장되는 반송로(21)가 형성되어 있다. 그리고 반송체(20)는 하측 질량체(12B)상에 마련되는 것도 가능하지만, 반송물(W)의 취급이나 반송형태의 조정면에서, 일반적으로는, 상측 질량체(12A)상에 마련되는 것이 바람직하다. 이 경우, 진동식 반송장치(10)의 진동계에 있어서는, 상측 질량체(12A)는, 상기 반송체(20)도 포함한 질량을 가지는 관성체로서 작용한다.

이 진동식 반송장치(10)에서는, 상기 연결부(11a, 11b) 등의 각 부의 연결 구조에 의해, 압전 구동체(16a, 16b), 상측 증폭 스프링(17a, 17b), 하측 증폭 스프링(18a, 18b) 및 방진 스프링(13a, 13b)이, 반송방향 F를 향하여, 그들의 판면이 도 3에 나타내는 경사 방향 S를 향하는 자세, 즉, 도시의 경사 방향 T를 따른 판면을 가지는 자세로 부착된다. 이 때, 상측 질량체(12A) 및 반송체(20)는, 상기 경사 방향 T와 직교하는 상기 경사 방향 S를 따라 진동하고, 그 진동각 θ는, 반송체(20)의 반송로(21)상의 반송물(W)에 반송방향 F로 향하는 추진력을 부여한다.

이상 설명한 구조를 가지는 본 실시 형태의 진동식 반송장치(10)는 아래와 같이 작동한다. 압전 구동체(16a, 16b)를 도시하지 않은 제어 구동 유니트에 의해 가동시키면, 압전 구동체(16a, 16b)는 상호 동 위상에서 반송방향의 전후로 휨 변형하여, 진동을 발생시킨다. 이 진동은, 하부 진동 스프링(15a, 15b)을 따라, 즉, 상측 압전 구동부(16au, 16bu)로부터 하측 증폭 스프링(18a, 18b)을 경유하여, 하측 질량체(12B)에 전달되는 동시에, 상부 진동 스프링(14a, 14b)을 따라, 즉, 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)로부터 상측 증폭 스프링(17a, 17b)를 경유하여, 상측 질량체(12A)에 전달된다.

이 때, 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)의 하단은, 압전 구동체(16a, 16b)의 중앙부를 중심으로 하여 대략 원호형상으로 진동한다. 그리고, 위쪽에 신장되는 상측 증폭 스프링(17a, 17b)은, 상기 방향 S를 따라 대략 직선형상(상기 원호형상보다 큰 곡률반경의 원호형상)으로 진동한다. 한편, 상측 압전 구동부(16au, 16bu)의 상단은, 압전 구동체(16a, 16b)의 중앙부를 중심으로 하여 대략 원호형상으로 진동한다. 그리고, 아래쪽에 신장되는 하측 증폭 스프링(18a, 18b)은, 상기 방향 S를 따라 대략 직선형상(상기 원호형상보다 큰 곡률반경의 원호형상)으로 진동한다.

상기 동작에 의해, 기준 질량체(11)와, 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)는, 서로 반송방향으로 역위상에서 진동한다. 이 때, 상측 질량체(12A)와 하측 질량체(12B)가 기준 질량체(11)의 상하 양측에 배치되어 있음으로써, 기준 질량체(11)의 중심위치와, 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)의 합계의 중심위치의 어긋남을 저감시키는 것이 용이하다. 여기서, 정지상태에 있어서의 기준 질량체(11)의 중심위치와 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)의 합계의 중심위치가 일치하도록 전체를 설계하는 것이 바람직하다.

또한, 상측 진동체(12A)와 하측 진동체(12B)는 서로 동 위상에서 반송방향의 전후에 진동하므로, 기준 질량체(11)로부터 보면, 상부 진동 스프링(14a, 14b)으로부터 받는 반력과, 하부 진동 스프링(15a, 15b)으로부터 받는 반력이 상쇄 혹은 감쇄되고, 이로써, 기준 질량체(11)에 발생하는 모멘트가 저감되므로, 진동계 전체의 피칭운동이 억제된다. 여기서, 상측 질량체(12A)의 질량(도시예의 경우에는 반송체(20)를 포함한 질량)과, 하측 질량체(12B)의 질량이 일치하는 것이 바람직하다. 단, 실제로는, 상측 질량체(12A)의 질량(도시예의 경우에는 반송체(20)를 포함한 질량)과, 하측 질량체(12B)의 질량을 완전하게 일치시킬 필요는 없다. 이것은, 상측 질량체(12A)는 아래쪽에 신장되는 상측 증폭 스프링(17a, 17b)에 의해 아래쪽으로부터 들어 올려진 상태로 지지되어 있음에 대해, 하측 질량체(12B)는 위쪽에 신장되는 하측 증폭 스프링(18a, 18b)에 의해 위쪽으로부터 매달린 상태로 지지되어 있기 때문에, 지지 상태의 차이에 의하여 최적인 질량관계가 영향을 받는다고 생각되는 동시에, 실제의 장치 구성 중의 점유 가능한 스페이스나 중심위치의 관계, 반송체(20)의 탑재 유무 등에 의해서도 영향을 받는다고 생각되기 때문이다. 그리고 일반적으로는, 진동의 안정성, 기준 질량체(11)가 방진 스프링(13a, 13b)을 개재시켜 기대(19)상에 지지된 구조 등을 고려하면, 기준 질량체(11)의 질량은, 상측 질량체(12A)와 하측 질량체(12B)의 합계의 질량보다도 큰 것이 바람직하다.

이상 설명한 실시 형태에 있어서는, 상측 압전 구동부와 하측 압전 구동부가 일체로 구성된 압전 구동체(16a, 16b)를 사용하고 있다. 그러나, 압전 구동체의 구조로서는, 상측 압전 구동부와 하측 압전 구동부가 각자 다른 압전 구동체에 의해 구성되고, 이들 각자 다른 압전 구동체가 기준 질량체(11)에 대해 각각 결합된 구조여도 좋다. 또한, 실시 형태에서는, 탄성기판(12S)상의 압전체(12P)는 상측 압전 구동부에 있어서 형성된 부분과 하측 압전 구동부에 있어서 형성된 부분이 일체로 구성되어 있으나, 도 4(b)에 나타내는 압전 구동체(16a′, 16b′)와 같이, 탄성기판(12S)상에 있어서, 상측 압전 구동부(16au′, 16bu′)에 형성된 압전체(12Pu)와, 하측 압전 구동부(16ad′, 16bd′)에 형성된 압전체(12Pd)가 따로 따로 마련되어, 서로 분리된 구조여도 좋다.

본 실시 형태의 진동계에서는, 반송방향으로 보면, 기준 질량체(11)의 진동의 위상은, 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)의 진동의 위상과는 역위상(위상차가 180도)이 된다. 따라서, 기대(19)를 기준으로 하여 생각하면, 기준 질량체(11)의 진동에 의한 반송방향의 반력과, 상측 질량체(12A)와 하측 질량체(12B)의 진동에 의한 합성된 반력과는 상호 상쇄하는 관계(상쇄 혹은 감쇄하는 관계)가 된다. 그 결과, 방진 스프링(13a, 13b)을 개재시켜 기대(19)측으로 전달되는 반송방향의 진동이 저감된다.

한편, 기준 질량체(11)를 기준으로 하여 생각하면, 상측 질량체(12A)로부터 받는 반력과 하측 질량체(12B)로부터 받는 반력은 모두 반송방향으로 보았을 때에는 같은 방향이 되지만, 상호 동 위상에서 진동하는 상측 질량체(12A)의 회전 모멘트와 하측 질량체(12B)의 회전 모멘트는 역방향이 되기 때문에, 서로 상쇄하는 관계(상쇄 혹은 감쇄 하는 관계)가 된다. 따라서, 기준 질량체(11)가 받는 회전방향의 반력은 저감되고, 피칭동작이 생기기 어려워지는 동시에, 방진 스프링(13a, 13b)을 개재시켜 기대(19)측으로 전달되는 상하방향의 진동도 저감된다. 또한, 이로써, 반송로(21)의 길이방향을 따른 반송물(W)의 반송속도나 반송자세 등의 반송상태도 안정화된다.

본 발명에서는, 기준 질량체(11)에 대해 상측 질량체(12A)와 하측 질량체(12B)가 동 위상에서 진동하도록 가진력을 부여하는 동상 가진수단인 압전 구동체(16a, 16b)를 마련함으로써, 상측 질량체(12A)와 하측 질량체(12B)가 실질적으로 하나의 질량체로서 작동하는, 환언하면, 동상 가진수단에 의해 하나의 질량체로서 작동하도록 구속된다. 이 때문에, 방진 스프링(13a, 13b)를 개재시켜 기대(19)에 대해 탄성접속된 한쪽의 질량체인 기준 질량체(11)와, 이 기준 질량체(11)에 대해 4개의 진동 스프링(14a, 14b, 15a, 15b)을 개재시켜 탄성접속된 다른 쪽의 질량체(상측 질량체(12A)와 하측 질량체(12B))를 갖는다, 실질적으로 2 자유도 혹은 2 질점(質点)의 강제(감쇠) 진동계가 구성된다. 이 진동계에서는, 고저 2개의 공진 진동수 ω1과 ω2를 가지는 동시에, 이 2개의 공진 진동수 ω1와 ω2의 사이의 진동수 대역에서 2개의 질량체가 서로 역위상으로 진동한다.

이들 2개의 질량체(11)와 질량체(12A) 및 (12B)를 가지는 진동계의 역위상 모드에서는, 2개의 질량체 사이의 반송방향의 반력이 반송방향으로 보아 상호 상쇄하는 관계에 있으나, 실시 형태에서는, 위에서 설명한 바와 같이, 한쪽의 질량체인 기준 질량체(11)에 대해 다른 쪽의 질량체가 상측 질량체(12A)와 하측 질량체(12B)로 2분할되어 상호 반대 측에 탄성접속되어 있기 때문에, 기준 질량체(11)가 받는 회전 모멘트도 상호 상쇄하는 관계에 있다.

이상의 구성 및 작용 효과는, 기준 질량체(11), 상측 질량체(12A), 하측 질량체(12B), 방진 스프링(13a, 13b), 상부 진동 스프링(14a, 14b) 및 하부 진동 스프링(15a, 15b)으로 이루어지는, 본 발명의 기본적인 구성에 근거하는 것이다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 상기 구성에 더하여, 상기 동상 가진수단(압전 구동체)이 상측 가진부(상측 압전 구동부)와 하측 가진부(하측 압전 구동부)를 각각 구비하고, 직접 또한 따로 따로 가진력을 부여함으로써, 장치 구조를 간이화 할 수 있는 동시에, 예를 들어, 반송물이나 반송로의 바리에이션 등에 대응하기 위한 가진측의 주파수나 진폭 등의 조정을 용이하게 행하는 것도 가능하게 된다. 특히, 본 실시 형태에 있어서는, 상부 진동 스프링(14a, 14b)에 장착된 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)와, 하부 진동 스프링(15a, 15b)에 장착된 상측 압전 구동부(16au, 16bu)를 마련하고, 압전 구동 방식에 의해 가진하고 있기 때문에, 진동계와는 별도의 가진기구(후술하는 전자 구동체 등)를 마련할 필요가 없으므로, 장치 구조를 더욱 간이하게 구성할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 상측 압전 구동부(16au, 16bu)에 접속된 하측 증폭 스프링(18a, 18b)은, 기준 질량체(11)의 위쪽 위치로부터 아래쪽으로 신장되어 하측 질량체(12B)에 접속되고, 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)에 접속된 상측 증폭 스프링(17a, 17b)은, 기준 질량체(11)의 아래쪽 위치로부터 위쪽으로 신장되어 상측 질량체(12A)에 접속되기 때문에, 상부 진동 스프링(14a, 14b) 및 하부 진동 스프링(15a, 15b)의 길이를 확보하면서, 장치의 총 높이를 저감시킬 수 있다. 이로써, 진동식 반송장치(10)의 높이를 저감시켜도 반송 성능을 희생시킬 필요가 없어진다고 하는 현저한 효과를 얻게 된다. 특히, 상기의 구성은, 상측 증폭 스프링(17a, 17b) 및 하측 증폭 스프링(18a, 18b)의 길이를 확보하는데 있어서 효과적이며, 그 결과, 압전 구동체(16a, 16b)의 진폭이 작은 것이어도, 이것을 충분히 증폭시켜 반송체(20)에 부여할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 기준 질량체(11)로부터 위쪽으로 신장되는 상측 압전 구동부(16au, 16bu)에 의해 발생하는 원호형상의 진동은, 반대의 아래쪽으로 신장되는 하측 증폭 스프링(18a, 18b)을 개재시켜 하측 질량체(12B)에 전달되고, 기준 질량체(11)로부터 아래쪽에 신장되는 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)에 의해 발생하는 원호형상의 진동은, 반대의 위쪽으로 신장되는 상측 증폭 스프링(17a, 17b)을 개재시켜 상측 질량체(12A)에 전달된다. 이로써, 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)의 진동 형태는, 종래보다도 직선적으로, 경사 방향 S를 따라 진동하게 된다. 즉, 상기와 같이 도중에서 반전된 상부 진동 스프링(14a, 14b)과 하부 진동 스프링(15a, 15b)을 마련함으로써, 반송체(20)의 진동방향의 원호형상의 곡률반경을 크게 할 수가 있고, 그 결과, 반송물(W)을 보다 안정된 상태로 반송할 수 있다. 또한, 진폭이 커져도 진동각 θ의 변동이 억제되기 때문에, 설정한 진동각 θ로 정확하게 반송물(W)을 반송할 수 있으며, 그 결과, 반송속도의 조정이나 반송속도의 반송로(21)를 따른 방향의 균일성의 조정을 용이하게 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 실시 형태에서는, 위에서 설명한 이유에 의해, 상측 증폭 스프링(17a, 17b) 및 하측 증폭 스프링(18a, 18b)의 설계의 자유도를 높일 수 있기 때문에, 진동 주파수의 설정이나 제어가 용이하게 되는 동시에, 진동 주파수의 조정작업도 용이하게 된다. 또한, 장치의 총 높이를 종래 장치와 같은 높이로 하였을 때에는, 상측 증폭 스프링(17a, 17b) 및 하측 증폭 스프링(18a, 18b)을 종래 장치보다도 길게 하는 것이 가능하게 되기 때문에, 반송체(20)의 진폭을 크게 할 수가 있어, 반송속도의 고속화를 도모할 수 있는 동시에, 반송속도의 조정 범위도 확대하는 것이 가능하게 된다.

더욱이, 본 발명의 진동식 반송장치는, 위에서 설명한 도시예에만 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 상부 진동 스프링(14a, 14b) 및 하부 진동 스프링(15a, 15b)은, 각각 동상 가진수단을 포함하는 형태로, 하측 압전 구동부(16ad, 16bd)와 상측 증폭 스프링(17a, 17b), 및, 상측 압전 구동부(16au, 16bu)와 하측 증폭 스프링(18a, 18b)으로 각각 구성되어 있다. 그러나, 이와는 달리, 동상 가진수단을, 기준 질량체(11)와 상측 질량체(12A) 및 하측 질량체(12B)와의 사이에 각각 전자력에 근거하는 가진력을 부여하는 전자 구동체로 구성하는 동시에, 상부 진동 스프링(상부 진동용 하측 돌출부와 상부 진동용 상측 탄성부) 및 하부 진동 스프링(하부 진동용 상측 돌출부와 하부 진동용 하측 탄성부)을 각각 단순한 판 스프링으로 구성하도록 하여도 좋다. 나아가, 상기 실시 형태에서는, 상부 진동 스프링(14a, 14b)과 하부 진동 스프링(15a, 15b)을, 각각, 아래쪽에 신장되는 부분과, 위쪽으로 신장되는 부분을 접속한 구조로 하고 있지만, 양 부분을 일체화한 U자 형상의 탄성체로 구성하여도 무방하다.

10…진동식 반송장치
11…기준 질량체
11a, 11b…연결부
12A…상측 질량체
12B…하측 질량체
13a, 13b…방진 스프링
14a, 14b…상부 진동 스프링
15a, 15b…하부 진동 스프링
16a, 16b…압전 구동체
16au, 16bu…상측 압전 구동부(하부 진동용 상측 돌출부)
16ad, 16bd…하측 압전 구동부(상부 진동용 하측 돌출부)
16S…탄성기판
16P…압전체
16as, 16bs…측부 접속 연부(緣部)
17a, 17b…상측 증폭 스프링(상부 진동용 상측 탄성부)
18a, 18b…하측 증폭 스프링(하부 진동용 하측 탄성부)
19…기대
F…반송방향
θ…진동각(경사각)

Claims (5)

1. 반송방향의 전후위치에 각각 마련되고, 상기 반송방향을 향한 판면을 구비한 판 스프링으로 이루어지는 한 쌍의 방진 스프링과,
   상기 한 쌍의 방진 스프링에 의해 상기 반송방향의 전후위치에서 지지된 기준 질량체와,
   상기 기준 질량체의 위쪽에 배치된 상측 질량체와,
   상기 기준 질량체의 아래쪽에 배치된 하측 질량체와,
   상기 기준 질량체와 상기 상측 질량체를 상기 반송방향의 전후위치에서 각각 탄성접속하는, 상기 반송방향을 향한 판 스프링 구조를 포함하는 한 쌍의 상부 진동 스프링과,
   상기 기준 질량체와 상기 하측 질량체를 상기 반송방향의 전후위치에서 각각 탄성접속하는, 상기 반송방향을 향한 판 스프링 구조를 포함하는 한쌍의 하부 진동 스프링과,
   상기 기준 질량체와 상기 상측 질량체와의 사이, 및, 상기 기준 질량체와 상기 하측 질량체와의 사이의 쌍방에 가진력을 부여하고, 상기 반송방향에 동 위상의 진동을 일으키게 하는 동상 가진수단을 구비하고,
   상기 상측 질량체와 상기 하측 질량체의 적어도 한 쪽에 반송물을 반송하는 반송로가 마련되고,
   상기 상부 진동 스프링은, 상기 기준 질량체에 접속되어 아래쪽에 신장되는 상부 진동용 하측 돌출부와, 상기 기준 질량체의 아래쪽 위치에 있어서 상기 상부 진동용 하측 돌출부에 접속되는 동시에, 상기 기준 질량체의 아래쪽 위치로부터 상기 질량체의 위쪽으로 신장되어 상기 상측 질량체에 접속되는 상부 진동용 상측 탄성부를 가지고,
   상기 하부 진동 스프링은, 상기 기준 질량체에 접속되어 위쪽에 신장되는 하부 진동용 상측 돌출부와, 상기 기준 질량체의 위쪽 위치에 있어서 상기 하부 진동용 상측 돌출부에 접속되는 동시에, 상기 기준 질량체의 위쪽 위치로부터 상기 기준 질량체의 아래쪽으로 신장되어 상기 하측 질량체에 접속되는 하부 진동용 하측 탄성부를 가지는 것을 특징으로 하는 진동식 반송장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 동상 가진수단은, 상기 반송방향의 전후위치의 적어도 한쪽의 상기 상부 진동용 하측 돌출부를 구성하는 상부 진동용 하측 압전구동부와, 상기 반송방향의 전후위치의 적어도 한 쪽의 상기 하부 진동용 상측 돌출부를 구성하는 하부 진동용 상측 압전구동부를 가지는 것을 특징으로 하는 진동식 반송장치.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 동상 가진수단은, 상기 반송방향의 전후위치의 적어도 한쪽에 있어서, 상기 상부 진동용 하측 돌출부를 구성하는 상부 진동용 하측 압전 구동부와 상기 하부 진동용 상측 돌출부를 구성하는 하부 진동용 상측 압전 구동부가 일체로 구성되고, 상기 상부 진동용 하측 압전 구동부와 상기 하부 진동용 상측 압전 구동부 사이의 중간부가 상기 기준 질량체에 결합되는 동시에, 전체적으로 상기 반송방향을 향한 판면이 일체로 휨 변형하는 판 형상의 압전 구동체를 가지는 것을 특징으로 하는 진동식 반송장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 상부 진동용 상측 탄성부와 상기 하부 진동용 하측 탄성부는, 상기 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 상기 반송방향과 직교하는 폭 방향으로 인접하여 배치되고,
   상기 상부 진동용 상측 탄성부는, 상기 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 상기 상부 진동용 하측 돌출부와 상기 상측 질량체를 상기 폭 방향의 한 쪽 측에 있어서 접속하고,
   상기 하부 진동용 하측 탄성부는, 상기 반송방향의 전후위치에 있어서 각각 상기 하부 진동용 상측 돌출부와 상기 하측 질량체를 상기 폭 방향의 다른 쪽 측에 있어서 접속하는 것을 특징으로 하는 진동식 반송장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 반송로는 상기 상측 질량체에 마련되는 것을 특징으로 하는 진동식 반송장치.
   

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