WO2013008553A1

WO2013008553A1 - 振動装置、物品搬送装置および物品分別装置

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Publication number: WO2013008553A1
Application number: PCT/JP2012/064064
Authority: WO
Inventors: 哲行木村; 村岸　恭次
Original assignee: シンフォニアテクノロジー株式会社
Priority date: 2011-07-08
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-01-17
Also published as: KR20140039001A; KR20180104169A; KR101945558B1; KR101968460B1; US9745138B2; CN103648930B; TWI591005B; KR101968461B1; US20150360873A1; US9315330B2; CN103648930A; TW201311528A; HK1193386A1; US20140190791A1; KR20180104170A

Abstract

　ベース（４）と、ベース（４）に対して弾性的に支持された可動台（６）と、可動台（６）を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段（８１）と、可動台（６）を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段（８２）と、可動台（６）を垂直方向に振動させる垂直加振手段（８３）とを備えた振動装置（２）であって、ベース（４）と可動台（６）との間に第１中間台（５１）と第２中間台（５２）とを備えるとともに、ベース（４）、第１中間台（５１）、第２中間台（５２）および可動台（６）を順次第１の水平方向、第２の水平方向、および垂直方向に弾性的に接続する第１～第３の板状バネ部材（７１～７３）を具備している振動装置（２）。

Description

振動装置、物品搬送装置および物品分別装置

　本発明は、可動台の振動により可動台上の物品を搬送する物品搬送装置、可動台上の複数の物品を分別する物品分別装置および、これらに適用することが可能な振動装置に関するものである。

　従来より、物品の搬送を行うとともに物品の搬送ライン上で任意に搬送方向を変えることのできる物品搬送装置として、種々のタイプのものが知られている。

　例えば、特許文献１のように、物品の搬送面上に静電アクチュエータを格子状に多数配置したタイプのものがある。これは、搬送面上に多数の升形の固定子を設け、その中で搬送子をバネ部材を介して懸架しておき、固定子内の底面及び側面に設けた吸引電極を操作することにより搬送子の動作を制御することで、搬送子の上の物品を移動させるものである。

　また、特許文献２では、物品の搬送面上に回転軸が搬送面と平行になるように小型のローラを多数配置し、それらのローラの回転と向きを制御することによって、それらに載せる物品の搬送方向を制御する技術が開示されている。

　また、特許文献３では、搬送面上に互いに直交する回転軸を有するローラを、交互に配置し、これらのローラの回転を制御することで物品の搬送方向を制御するものが開示されている。

　これらの特許文献１～３の先行技術に係る物品搬送装置は、静電アクチュエータや小型ローラなど多数の機器から構成され、それらを同時に駆動する必要があるため、構成が複雑になるとともに制御方式も複雑なものとなる。そのため、製造コストやメンテナンス費用が高くなる上に、機器の不具合も生じやすくなる。また、こうした構成では、物品が接触する搬送面に凹凸が生じるため、当該凹凸に対して物品が小さくなるほど搬送することが難しくなる。よって、一個の物品搬送装置で小型のものから大型のものまで幅広い大きさの物品を搬送可能とすることは困難である。

　こうした問題の生じない装置として、物品を載せる搬送面を有する可動台に対して振動を与えることによって物品を搬送させるものも提案されている。

　例えば、特許文献４では、物品搬送用の軌道を有する可動体（可動台）に対して、垂直および水平方向の同一周波数の振動を加えることで楕円振動を生じさせ、摩擦係数に応じてそれぞれの方向の振動の位相差を設定することで、搬送方向を異ならせる技術が開示されている。この物品搬送装置では、可動台上の搬送面を平面として構成できるため、多様な形状や大きさの物品を搬送することが可能となる。また、この物品搬送装置は、機械装置部である振動装置と、この振動装置の振動を制御するための制御システムのいずれも簡単に構成できるため、小型化や製造コストの点で利点が多い。

　さらに、この物品搬送装置は、物品の摩擦係数に応じて搬送方向を制御することができるものであるため、制御システムのみを異ならせて摩擦係数の異なる複数の種類の物品を分別するための物品分別装置としても使用できる。この場合においても、物品搬送装置の場合と同様に、簡単な構成とすることができるために小型化や製造コストの点で利点が多い。

　本発明においては、上述した物品搬送装置と物品分別装置とを併せて物品移動装置と称し、この中には物品の搬送または分別の何れか一方、あるいは双方の機能を有するものを含む。また、これらに共通して使用可能な機械装置部を振動装置ということとする。

特開平８－１１６６８３号公報特開２００４－７５３８７号公報特開２００８－１６８９５６号公報特開２００５－２５５３５１号公報

　しかしながら、上記の振動装置は２方向の振動の位相差を異ならせることで搬送面を有する可動台に楕円振動を生じさせ、これを利用して物品の搬送または分別を行うものであり、生じさせる楕円振動の方向が限定されていることから物品を移動させる方向の自由度が低い。

　そこで、この特許文献４に記載された振動装置をさらに発展させて、搬送面を有する可動台を２方向だけではなく、互いに異なる３方向に独立して三次元的に振動できるように構成して、物品の移動方向の自由度を増すことが考えられる。

　しかしながら、可動台を３方向に独立して振動可能とするためには、この３方向のそれぞれに対して可動台を弾性的に支持する手段と、振動を付与するための手段が必要となるため、構成が複雑化する。また、上記の手段を可動台の下に組み込む必要があるため、搬送面までの高さが増加して重心位置が高くなる傾向にあり、可動台のピッチングやローリングが生じやすくなって物品を移動させるための制御が困難になることが考えられる。

　さらには、上記の特許文献４に係る振動装置を用いる場合、この振動が設置面に伝播することがないように、ベースの下面に防振バネを設けて振動装置全体を設置面に対し弾性支持した状態にすることが一般的である。こうすることで、周辺の装置に対する振動の伝達や騒音の発生を抑え、周辺環境を適切に維持することが可能となっている。

　しかしながら、このような構成では可動台に対して加振力を作用させた際、ベースと可動台との間で回転モーメントが発生して、防振バネを介して支持されているベースの姿勢が不安定な状態となる。そのため、固定台に対して弾性支持されている可動台の振動も不安定となり、可動台に所望の振動を生じさせることができなくなることも考えられる。

　以上のような問題点を解消するため、本願における第１の発明は、簡単な構成でありつつ、可動台を効果的に弾性支持できるとともに、搬送面までの高さを小さくすることができてピッチングやローリングを抑制することのできる振動装置と、この振動装置を使用した制御性に優れた物品移動装置としての物品搬送装置や物品分別装置を提供することを目的とする。

　さらに、本願における第２の発明は、簡単な構成でありつつ、可動台に加振力を作用させる際にベースの姿勢を安定させることで、より可動台に安定した振動を生じさせることのできる振動装置と、この振動装置を使用した制御性に優れた物品移動装置としての物品搬送装置や物品分別装置を提供することを目的とする。

　本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。

　すなわち、第１の発明の振動装置は、ベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する第１の水平弾性支持手段と、第２の水平弾性支持手段と、垂直弾性支持手段とを具備しており、前記第１の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第１の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第１の板状バネ部材より構成され、前記第２の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第２の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第２の板状バネ部材より構成され、前記垂直弾性支持手段が厚み方向を前記垂直方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第３の板状バネ部材より構成されていることを特徴とする。

　このように構成すると、３方向それぞれに設けた板状バネ部材によって可動台を３方向に弾性支持させることができるとともに、これらの板状バネ部材は、それぞれ弾性支持する板厚方向以外の方向には大きな剛性を持つため、互いに影響を及ぼすことなく独立して振動を制御させることができる。加えて、これらの板状バネ部材を長手方向が水平になる向きに配していることから、ベースから可動台までの高さを抑えることができ、可動台のローリングやピッチングを抑制することが可能となる。

　また、上記のような３方向への並進移動を規制しつつ、各板状バネ部材のねじれ形態での変形が生じないようにするためには、ベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する第１の水平弾性支持手段と、第２の水平弾性支持手段と、垂直弾性支持手段とを具備しており、前記第１の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第１の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第１の板状バネ部材より構成され、前記第２の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第２の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第２の板状バネ部材より構成され、
前記垂直弾性支持手段が厚み方向を前記垂直方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第３の板状バネ部材より構成され、前記第１～第３の板状バネ部材の少なくともいずれかが、所定距離離して平行に複数個設けられているように構成することが好適である。

　また、一層構成を簡単にしつつコンパクト化を図るためには、弾性支持手段と加振手段とを一体化することが効果的であるため、ベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する第１の水平弾性支持手段と、第２の水平弾性支持手段と、垂直弾性支持手段とを具備しており、前記第１の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第１の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第１の板状バネ部材より構成され、前記第２の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第２の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第２の板状バネ部材より構成され、前記垂直弾性支持手段が厚み方向を前記垂直方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第３の板状バネ部材より構成され、前記第１及び第２の水平加振手段並びに前記垂直加振手段が前記第１～第３の板状バネ部材の少なくとも片面に貼設された圧電素子であり、これらの圧電素子に正弦電圧を付与して周期的な伸びを生じさせることで、前記第１～第３の板状バネ部材を振動させるように構成することが好適である。

　さらに、可動台の３方向への並進移動を規制しつつ、各板状バネ部材のねじれ形態での変形が生じないようにするとともに、弾性支持手段と加振手段とを一体化させて一層構成を簡単にしつつコンパクト化を図るためには、ベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する第１の水平弾性支持手段と、第２の水平弾性支持手段と、垂直弾性支持手段とを具備しており、前記第１の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第１の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第１の板状バネ部材より構成され、前記第２の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第２の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第２の板状バネ部材より構成され、前記垂直弾性支持手段が厚み方向を前記垂直方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第３の板状バネ部材より構成され、前記第１～第３の板状バネ部材の少なくともいずれかが、所定距離離して平行に複数個設けられており、さらに、前記第１及び第２の水平加振手段並びに前記垂直加振手段が前記第１～第３の板状バネ部材の少なくとも片面に貼設された圧電素子であり、これらの圧電素子に正弦電圧を付与して周期的な伸びを生じさせることで、前記第１～第３の板状バネ部材を振動させるように構成することが好適である。

　また、各方向に対する固有振動数を離間させたり、近接させたりする調整を簡単に行うことができるようにするために、各板状バネ部材の有効長を変更可能にすることが好ましく、そのためには、前記ベースと前記第１中間台の少なくともいずれかと前記第１の板状バネ部材との間、および、前記第１中間台と前記第２中間台の少なくともいずれかと前記第２の板状バネ部材との間に各々バネ座が設けられており、当該バネ座の位置が各々前記第１および第２の板状バネ部材の長手方向に対して変更可能に構成されていることが好適である。

　また、第２の発明の振動装置は、防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の第１の水平弾性支持手段と、複数の第２の水平弾性支持手段と、複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、装置全体を前記第１の水平弾性支持手段と第２の水平弾性支持手段とを境界とする第１質量体、第２質量体および第３質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となるように構成したことを特徴とする。

　このように構成すると、可動台を水平２方向と垂直方向の３方向に弾性支持し、各方向に加振することで可動台に三次元的な振動を生じさせることができるとともに、水平方向への加振に伴って生じる回転モーメントを抑制してベースの姿勢を安定させ、可動台に正確に振動を生じさせることができるようになる。さらに、設置面に対する振動の伝播を抑制することができ、騒音や振動の発生を防止して作業環境の改善を図ることが可能となる。

　さらに、この構成を基本としながら、水平弾性支持手段を介して取り付けられる部材の姿勢をより安定させて振動を生じさせることができるようにするためには、防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の第１の水平弾性支持手段と、複数の第２の水平弾性支持手段と、複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、装置全体を前記第１の水平弾性支持手段と第２の水平弾性支持手段とを境界とする第１質量体、第２質量体および第３質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となり、かつ、前記各質量体の重心位置と各水平弾性支持手段の取付位置とが垂直方向に略同一となるように構成することが好適である。

　また、垂直弾性支持手段によって支持される可動台の首振り運動など、予期せぬ振動が生じることを防ぐためには、防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の第１の水平弾性支持手段と、複数の第２の水平弾性支持手段と、複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、装置全体を前記第１の水平弾性支持手段と第２の水平弾性支持手段とを境界とする第１質量体、第２質量体および第３質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となるようにされており、さらに、前記複数の垂直弾性支持手段が前記各質量体の重心位置を中心として各加振方向に対して対称となるように設けられているとともに、これらの垂直弾性支持手段を挟んで対称となる位置に前記可動台に対するカウンタウエイトが設けられているように構成することが好適である。

　さらに、水平弾性支持手段を介して取り付けられる部材の姿勢の安定化と、垂直弾性支持手段によって支持される可動台の首振り運動の抑制を同時に図るためには、防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の第１の水平弾性支持手段と、複数の第２の水平弾性支持手段と、複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、装置全体を前記第１の水平弾性支持手段と第２の水平弾性支持手段とを境界とする第１質量体、第２質量体および第３質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となり、かつ、前記各質量体の重心位置と各水平弾性支持手段の取付位置とが垂直方向に略同一となるようにされており、さらに、前記複数の垂直弾性支持手段が前記各質量体の重心位置を中心として各加振方向に対して対称となるように設けられているとともに、これらの垂直弾性支持手段を挟んで対称となる位置に前記可動台に対するカウンタウエイトが設けられているように構成することが好適である。

　また、この第２の発明の他の構成としては、防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を水平方向に振動させる水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台の間に中間台を備えるとともに、前記ベース、中間台および前記可動台を順次水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の水平弾性支持手段と複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、装置全体を前記水平弾性支持手段を境界とする２個の質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となるように構成したものが挙げられる。

　このように構成しても、水平弾性支持手段を介して接続され、水平方向に相対移動する質量体の重心位置を垂直方向で略同一とすることで、水平方向の加振力により付随的に生じる回転モーメントを抑制してベースの姿勢を安定させ、可動台に正確に振動を生じさせることができるようになる。また、設置面に対する振動の伝播を抑制することができ、騒音や振動の発生を防止して作業環境の改善を図ることが可能となる。

　さらに、この構成を基本としながら、水平弾性支持手段を介して取り付けられる部材の姿勢をより安定させて振動を生じさせることができるようにするためには、防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を水平方向に振動させる水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台の間に中間台を備えるとともに、前記ベース、中間台および前記可動台を順次水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の水平弾性支持手段と複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、装置全体を前記水平弾性支持手段を境界とする２個の質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となり、かつ、前記各質量体の重心位置と各水平弾性支持手段の取付位置とが垂直方向に略同一となるように構成することが好適である。

　また、垂直弾性支持手段によって支持される可動台の首振り運動など、予期せぬ振動が生じることを防ぐためには、防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を水平方向に振動させる水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台の間に中間台を備えるとともに、前記ベース、中間台および前記可動台を順次水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の水平弾性支持手段と複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、装置全体を前記水平弾性支持手段を境界とする２個の質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となるようにされており、さらに、前記複数の垂直弾性支持手段が前記各質量体の重心位置を中心として各加振方向に対して対称となるように設けられているとともに、これらの垂直弾性支持手段を挟んで対称となる位置に前記可動台に対するカウンタウエイトが設けられているように構成することが好適である。

　さらに、水平弾性支持手段を介して取り付けられる部材の姿勢の安定化と、垂直弾性支持手段によって支持される可動台の首振り運動の抑制を同時に図るためには、防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を水平方向に振動させる水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、前記ベースと前記可動台の間に中間台を備えるとともに、前記ベース、中間台および前記可動台を順次水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の水平弾性支持手段と複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、装置全体を前記水平弾性支持手段を境界とする２個の質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となり、かつ、前記各質量体の重心位置と各水平弾性支持手段の取付位置とが垂直方向に略同一となるようにされており、さらに、前記複数の垂直弾性支持手段が前記各質量体の重心位置を中心として各加振方向に対して対称となるように設けられているとともに、これらの垂直弾性支持手段を挟んで対称となる位置に前記可動台に対するカウンタウエイトが設けられているように構成することが好適である。

　また、上記第２の発明のいずれの構成を基にした場合であっても、ベースの重心位置を高くして、ベース上に設ける他の部材に重心位置を合わせやすくするとともに、加振手段等の駆動装置を保護可能にするためには、前記ベースの外周縁近傍より立ち上げた周壁部を設けており、前記周壁部が前記弾性支持手段および前記加振手段を囲むように構成されているとともに、前記ベースの重心位置を調整する重心調整部材として構成することが好適である。

　可動台上の物品を任意の方向に搬送することが可能な制御性に優れた物品搬送装置として構成するためには、可動台の振動により可動台上に載せられた物品を搬送する物品搬送装置であって、上述のいずれかの振動装置と、当該振動装置が有する複数の加振手段による周期的加振力を、位相差を有しつつ同一の周波数で同時に発生させ前記可動台に三次元の振動軌跡を生じさせるように前記各加振手段を制御する振動制御手段と、前記各加振手段による周期的加振力の振幅と位相差を切り替える振動切替手段とを備えるようにして構成することが好適である。

　また、可動台上の複数の物品を摩擦係数に応じて分別することが可能な制御性に優れた物品分別装置として構成するためには、可動台の振動により可動台上に載せられた複数の物品を分別する物品分別装置であって、上述のいずれかの振動装置と、当該振動装置が有する複数の加振手段による周期的加振力を、位相差を有しつつ同一の周波数で同時に発生させ前記可動台に三次元の振動軌跡を生じさせるように前記各加振手段を制御する振動制御手段とを備え、前記水平加振手段による周期的加振力と前記垂直加振手段による周期的加振力との位相差を、所定の基準摩擦係数を境界として個々の物品が有する摩擦係数の前記基準摩擦係数に対する大小関係に基づき各物品が異なる方向に移動するように設定することで、前記可動台上に載せられた複数の物品を同時に分別するように構成することが好適である。

　以上説明した第１の発明によれば、簡単な構成でありながら、可動台を３方向に独立して効果的に弾性支持することが可能で、かつ、搬送面までの高さが小さく可動台のピッチングやローリングを抑制できる振動装置と、この振動装置を使用した制御性に優れた物品搬送装置および物品分別装置を提供することが可能となる。また、第２の発明によれば、可動台に加振力を作用させた際に生じる回転モーメントをより効果的に抑制できるために、防振バネを介してベースを支持させた形態でもベースの姿勢を安定させることができ、これに支持させる可動台の振動をより安定させて動作精度を向上させることが可能となるとともに、設置面への振動の伝播を抑えて騒音や振動等を防止して作業環境を改善することができる振動装置と、この振動装置を使用した制御性に優れた物品搬送装置および物品分別装置を提供することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る振動装置と、同振動装置を用いた物品搬送装置のシステム構成図。同振動装置の斜視図。同振動装置の分解斜視図。同振動装置の要部を示す斜視図。同振動装置の要部を示す平面図。同振動装置の要部を示す正面図。同振動装置における可動台が第１の水平方向に移動したときを示す平面図。同振動装置における可動台が第２の水平方向に移動したときを示す平面図。同振動装置における可動台が垂直方向に移動したときを示す正面図。同振動装置の加振方向を示す概念図。同振動装置における各方向への周期的加振力間の位相差と物品の搬送速度との関係を示す図。同振動装置における各方向への周期的加振力間の位相差と物品の搬送速度と摩擦係数との関係を示す図。同振動装置における水平方向への周期的加振力の振幅と物品の搬送速度との関係を示す図。同振動装置を用いて物品を搬送した場合の搬送軌跡を例示した平面図。本発明の第２実施形態に係る振動装置と、同振動装置を用いた物品分別装置のシステム構成図。同振動装置における各方向への周期的加振力間の位相差と物品の移動速度との関係を示す図。同振動装置を用いて摩擦係数の異なる複数の物品を移動させる際の移動領域を示した平面図。同振動装置を用いてＸ、Ｙ方向の位相差を変化させた際の、摩擦係数の異なる複数の物品のそれぞれの移動領域を示した説明図。同振動装置を用いてＸ、Ｙ方向の位相差を変化させた際の、摩擦係数の異なる複数の物品のそれぞれの移動領域を示した説明図。図１８（ａ）、（ｂ）に示す条件の時の物品の移動方向を示す平面図。本発明の第３実施形態に係る振動装置を示す斜視図。本発明の第４実施形態に係る振動装置と、同振動装置を用いた物品搬送装置のシステム構成図。同振動装置の斜視図。同振動装置の平面図。同振動装置の一部を取り外した状態における斜視図。同振動装置の要部を示す斜視図。同振動装置の要部を示す平面図。図２４におけるＡ－Ａ断面矢視図。図２４におけるＢ－Ｂ断面矢視図。本発明の第５実施形態に係る振動装置と、同振動装置を用いた物品分別装置のシステム構成図。本発明の第６実施形態に係る振動装置の斜視図。同振動装置の一部を取り外した状態における斜視図。同振動装置の平面図。図３３におけるＡ－Ａ断面矢視図。本発明の第７実施形態に係る振動装置の斜視図。同振動装置の一部を取り外した状態における斜視図。同振動装置の平面図。図３７におけるＡ－Ａ断面矢視図。

　以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜第1実施形態＞

　図１に、本発明の第１実施形態に係る振動装置２と、これを制御するための制御システム部３を加えて、物品移動装置の一つである物品搬送装置１として構成した形態を示す。

　この制御システム部３は、後述するように振動装置２に組み込まれた圧電素子８１、８２、８３の制御を行うことで、振動装置２に第１の水平方向としてのＸ、第２の水平方向としてのＹ、垂直方向としてのＺの各方向の周期的加振力を与えて振動を生じさせるように構成している。

　なお、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向は図中に示した座標軸に示したとおりに定義することとし、以下においても適宜図中で示す座標軸に沿って説明を進めていく。

　図２は、上記振動装置２を実際に使用する状態として示したものである。この状態では、ベース４の上に設置されるカバー４２によって正面と背面および側面の四面が覆われている。また、上面には可動台６の一部を構成する長方形状の搬送台６３が設けられており、その搬送台６３の上面６３ａは搬送面として搬送する物品９を載せることができるようになっている。

　図３に、上記の振動装置２より搬送台６３を取り外した状態を示す。振動装置２はその内部でＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に対して弾性的に支持された直方体状のブロックとしての可動台座６１を有しており、当該可動台座６１に対して４個の皿ネジ６２ａ～６２ａ（図中では２個のみ記載）によって矩形プレート状の可動板６２が接続されている。そして、可動板６２の上面には上述した搬送台６３が設けられ、可動板６２と搬送台６３とは四隅の近傍に設けられたネジ孔６２ｂ～６２ｂとネジ６３ｂ～６３ｂを用いて締結されている。

　これらの可動台座６１、可動板６２および搬送台６３は可動台６として一体化して振動装置２の内部で弾性的に支持されるとともに、後述する加振手段によって振動を与えられる。

　上記のカバー４２、可動板６２および搬送台６３を取り外した状態を図４に示す。以下、この図を用いて、本実施形態に係る振動装置２の構成を詳細に説明する。

　この振動装置２はベース２に対して、可動台座６１をＸ、Ｙ、Ｚの３方向に弾性支持するように構成されており、剛体部分としてのベース４、第１中間台５１、５１、第２中間台５２および可動台座６１を順次接続するようにして、第１の水平弾性支持手段としての第１の板状バネ部材７１、７１、第２の水平弾性支持手段としての第２の板状バネ部材７２、７２、および垂直弾性支持手段としての第３の板状バネ部材７３、７３を設けている。各板状バネ部材７１～７３は、各々板厚方向がＸ、Ｙ、Ｚ方向になるように配置されているために、当該方向に対して弾性変形を行い易くなっている。

　さらに、可動台座６１をＸ、Ｙ、Ｚの３方向に振動させるための加振手段としての第１～第３圧電素子８１～８３を備えている。

　以下、これらの構成についてさらに詳細に説明を行っていく。

　まず、ベース４は、矩形状のプレートとして構成されており、四隅には図示しない外部機器または床面に設置するためのボルト孔が形成されている。ベース４の下には、図示しない防振ゴム等のバネ定数の小さい弾性体を取り付ければ、設置面からの反力を低減させることができて好適である。

　そして、四隅よりやや中心寄りの位置に四箇所、矩形状に配置されるようにして取付ブロック４１が設けられている。この図では記載を省略しているが、図５に示すように、各取付ブロック４１はネジを用いてベース４に対して固定されるようにしてある。

　図４に戻って、取付ブロック４１は、各々Ｌ字型の断面を有するブロックとして形成されており、Ｌ字を形成する一方の辺をベース４に対して当接させた状態として、他方の辺が起立した状態となっている。そして、起立した辺は、Ｘ方向に対して直交するＹＺ平面を形成するようにされている。そして、Ｙ方向に対をなして隣接する取付ブロック４１、４１に接続するようにして、第１の板状バネ部材７１、７１が設けられている。この第１の板状バネ部材７１、７１は、上述した各々の取付ブロック４１～４１が有するＹＺ平面に取り付けられるため、板厚方向はＸ方向となり長手方向はＹ方向となる。

　また、第１の板状バネ部材７１、７１は、２対の取付ブロック４１～４１にそれぞれ設けられるために、Ｘ方向に所定距離離れた状態で平行に２個設けられることになる。

　また、第１の板状バネ部材７１、７１の両端部は、矩形状のバネおさえ７１ｄ～７１ｄと上記各取付ブロック４１～４１が有するＹＺ平面との間で挟み込まれるようにして、図示しないネジを用いて固定されているため、たわみ角が規制されるようにして支持される。

　そして、第１の板状バネ部材７１、７１の長手方向中心付近にはバネ座７１ｃ～７１ｃを介して第１中間台５１、５１が各々接続されている。第１中間台５１はそれぞれＹ方向に延在する直方体形状に形成されている。

　バネ座７１ｃ～７１ｃは、第１の板状バネ部材７１、７１に各々２個設けられているとともに、これらの各バネ座７１ｃ～７１ｃと対向するようにしてバネおさえ７１ｅ～７１ｅが設けられている。第１の板状バネ部材７１、７１は、対向するバネ座７１ｃ～７１ｃとバネおさえ７１ｅ～７１ｅによって挟み込まれるようにしてたわみ角が規制され、これらの部分でネジ（図５参照）によって上記第１中間台５１、５１に接続される。第１中間台５１、５１は、２つに分割された構成となっているが、後述する第２の板状バネ部材７２、７２によって接続されているため、一体として動作を行うことになる。

　上記第１中間台５１、５１は上述したように直方体形状に形成されており、６面それぞれがＸ、Ｙ、Ｚ軸の各面に直交する向きになるように配置されている。そして、各々が有するＹ軸に直交するＸＺ面間を接続するようにして、２個の第２の板状バネ部材７２、７２が設けられている。

　このように取り付けることで、２個の第２の板状バネ部材７２、７２は、各々板厚方向がＹ軸に対して直交し、かつ、長手方向がＸ方向を向くようになるとともに、互いにＹ方向に所定距離離間して平行に配置されることになる。

　第２の板状バネ部材７２、７２は、両端部を矩形状のバネおさえ７２ｄ～７２ｄと上記第１中間台５１、５１が有するＸＺ平面との間で挟み込まれるようにして、当該部分においてネジ（図５参照）によって固定されているため、たわみ角が規制されるようにして支持されている。

　第２の板状バネ部材７２、７２の長手方向中心付近にはバネ座７２ｃ～７２ｃを介して、第２中間台５２が接続されている。

　バネ座７２ｃ～７２ｃは、第２の板状バネ部材７２、７２に各々２個設けられているとともに、これらの各バネ座７２ｃ～７２ｃと対向するようにしてバネおさえ７２ｅ～７２ｅが設けられている。第２の板状バネ部材７２、７２は、対向するバネ座７２ｃ～７２ｃとバネおさえ７２ｅ～７２ｅによって挟み込まれるようにしてたわみ角が規制され、これらの部分でネジ（図５参照）によって上記第２中間台５２に接続される。

　第２中間台５２は、図５の平面図に示すように、矩形の枠体として構成されておりＸ、Ｙ、Ｚ方向に直交する６面を有する直方体のブロックを４個組み合わせることによって形成されている。

　バネ座７２ｃ～７２ｃとバネおさえ７２ｅ～７２ｅには、図６に示すように長孔が形成されており、図５のようにして当該長孔を挿通されるネジにより第２中間台５２に第２の板状バネ部材７２、７２が接続されるようになっている。バネ座７２ｃ～７２ｃとバネおさえ７２ｅ～７２ｅは、その長孔の分Ｘ方向、すなわち第２の板状バネ部材の７２、７２の長手方向に移動することができるようになっており、これにより第２の板状バネ部材７２、７２は、バネとして作用する有効長を変えることができるようになっている。

　同様に、上述した第１の板状バネ部材７１、７１を第１中間台５１、５１に対して接続するためのバネ座７１ｃ～７１ｃとバネおさえ７１ｅ～７１ｅに対しても長孔が形成されており、その長孔の分Ｙ方向に移動することができるようになっているため、これにより第１の板状バネ部材７１、７１の有効長も変えることができるようになっている。

　上記のように、第１の板状バネ部材７１、７１、および第２の板状バネ部材７２、７２はそれぞれ、有効長を変化することによって、バネ定数を変化させるとともに固有振動数もまた変化させることができる。

　図４に戻って、矩形の枠体として構成されている第２中間台５２の上面と、下面にはそれぞれ、２個ずつ計４個の第３の板状バネ部材７３～７３が設けられている。第３の板状バネ部材７３～７３は、各々第２中間台５２を形成する矩形を構成する辺のうち、Ｙ方向に平行な２辺の位置に存する部分の上面および下面として形成される各ＸＹ平面の間をＸ方向に接続するようにして設けられている。第３の板状バネ部材７３～７３は、両端部を矩形状のバネおさえ７３ｃ～７３ｃと上記第２中間台５２が有するＸＹ平面との間で挟み込まれるようにして、この部分でネジ（図５参照）を用いて固定されているため、たわみ角が規制されるようにして支持されている。

　また、第２中間台５２の上面に接続される第３の板状バネ部材７３、７３と、第２中間台５２の下面に接続される第３の板状バネ部材７３、７３（図５参照）の中央部近傍には、両者の間隔を維持するため間隙にバネ間ブロック７３ｅが設けられている。

　さらに、前記バネ間ブロック７３ｅの下方には、第２中間台５２の下面に接続される第３の板状バネ部材７３、７３を挟んで、バネおさえ７３ｅが設けられている。バネおさえ７３ｅは、２個の第３の板状バネ部材７３、７３を第２中間台５２の下面との間で挟み込んだ状態として、図示しないネジを用いて固定を行うことができる。

　また、前記バネ間ブロック７３ｅの上方には、第２中間台５２の上面に接続される第３の板状バネ部材７３、７３を挟んで、上述した可動台座６１が設けられている。可動台座６１は、２個の第３の板状バネ部材７３、７３を第２中間台５２の上面との間で挟み込んだ状態として、図５に示すような形態でネジを用いて固定を行うことができる。可動台座６１の上面には図３のように可動板６２の取り付けを行うため、上記のネジは頭が飛び出さないように配慮してある。

　上記のように、図４に示す本実施形態の振動装置２では、ベース４に対して第１中間台５１、５１が第１の板状バネ部材７１、７１を用いてＸ方向に弾性的に支持され、第１中間台５１、５１に対して第２中間台５２が第２の板状バネ部材７２を用いてＹ方向に弾性的に支持され、第２中間台５２に対して可動台座６１が第３の板状バネ部材７３を用いてＺ方向に弾性的に支持される構成とされている。これにより、可動台６はベース４に対してＸ、Ｙ、Ｚの各方向に弾性的に支持されるようになっている。

　各板状バネ部材７１～７３は、それぞれ板厚方向となるＸ、Ｙ、Ｚ方向に弾性を有するとともに、これと直交する幅方向、長手方向には十分な剛性を有する。そのため、各方向への支持は独立しているものと考えることができる。

　また、各方向に対して第１～第３の板状バネ部材７１～７３をそれぞれ平行に設けて、対をなして支持させることにより、あたかも平行リンクの一部を構成するように構成している。これによって、各板状バネ部材７１～７３は捻れ運動を行うことなく、対をなすも同士の間で隙間を一定とした関係を保ったまま変位することができるようになっている。

　さらに、本実施形態の振動装置では、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に独立した第１の水平加振手段８１、第２の水平加振手段８２及び垂直加振手段８３を有している。

　まず、Ｘ方向への加振手段である第１の水平加振手段は、２個の第１の板状バネ部材７１、７１の表面にそれぞれ２個ずつ貼設された合計４個の第１圧電素子８１～８１から構成される。この第１圧電素子８１～８１は、電圧を印加されることによって、Ｙ方向に伸びまたは縮みを生じ、第１の板状バネ部材７１、７１に曲げを生じさせることによってＸ方向の変位を生じさせることが可能とされている。

　第１の板状バネ部材７１、７１は端部のバネおさえ７１ｄによって位置決めされるベース側接続点７１ａから、中央のバネ座７１ｃとバネおさえ７１ｅによって位置決めされる第１中間台側接続点７１ｂとの間で、その中央に曲がりの方向が変化する屈曲点を有するため、当該部分にまで第１圧電素子８１～８１を貼り付けることは、却って変形を阻害して効率を低下させることになる。そのため、第１圧電素子８１～８１はバネ有効長の中央を避けて、いずれかの端部寄りに設けることが効率的である。

　第１圧電素子８１～８１は各々端部から同じ位置に設けられているとともに、出力を調整することで同じ変形を生じさせることができる。このようにすることで、図７のように、Ｘ方向に離間させた第１の板状バネ部材７１、７１の間隔を保ったまま同じように変形させることができ、第１中間台５１、５１を、水平状態を保ったままＸ方向にのみ変位させることができる。

　次に、図４に戻って、Ｙ方向への加振手段である第２の水平加振手段は、上述の第１の水平加振手段と同様、２個の第２の板状バネ部材７２、７２の表面にそれぞれ２個ずつ貼設された合計４個の第２圧電素子８２～８２から構成される。この第２圧電素子８２～８２は電圧を印加されることによって、Ｘ方向に伸びまたは縮みを生じ、第２の板状バネ部材７２、７２に曲げを生じさせることによってＹ方向の変位を生じさせることが可能とされている。第２圧電素子８２～８２も、第１圧電素子８１～８１と同様の位置に取付がなされており、このようにすることで、図８のように、Ｙ方向に離間させた第２の板状バネ部材７２、７２の間隔を保ったまま同じように変形させることができ、第２中間台５２を、水平状態を保ったままＹ方向にのみ変位させることができる。

　さらに、図４に戻って、Ｚ方向への加振手段である垂直加振手段は、上下に２個ずつ設けられている板状バネ部材７３～７３のうち上側の２個の板状バネ部材７３、７３の表面にそれぞれ２個ずつ貼設された合計４個の第３圧電素子８３～８３から構成される。この第３圧電素子８３～８３は電圧を印加されることによって、Ｘ方向に伸びまたは縮みを生じ、第３の板状バネ部材７３、７３に曲げを生じさせることによってＺ方向の変位を生じさせることが可能とされている。第３圧電素子８３～８３も、第１圧電素子８１～８１および第２圧電素子８２～８２と同様の位置に取付がなされており、このようにすることで、図９のように、Ｚ方向に離間させた第３の板状バネ部材７３、７３の間隔を保ったまま同じように変形させることができ、可動台座６１を水平状態を保ったままＺ方向にのみ変位させることができる。なお、第３の圧電素子８３～８３を、下側に設けている２個の第３の板状バネ部材７３、７３に設けることも可能であり、上側と下側の計４個の第３の板状バネ部材７３～７３に設けることも可能である。

　上記のように、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向に変位を与えることのできる電圧を各々正弦波状に変化させることによって、可動台座６１に対して各方向に周期的な加振力を付与することができる。

　上記のようにして構成した振動装置２に対して図１に示す制御システム部３は、第１圧電素子８１、第２圧電素子８２および第３圧電素子８３に各々正弦波状の制御電圧を付与することによって、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向の振動を発生させるための周期的加振力を生じさせる。

　そのため、制御システム部３は、正弦電圧を生じさせる発振機３４を備えており、この正弦電圧をアンプ３５により増幅した上で、各圧電素子８１、８２、８３に出力する。さらに、上記制御システム部３はＸ、Ｙ、Ｚの各方向の制御電圧を詳細に調整するための振動制御手段３１を有している。なお、発振機３４により生じさせる振動の周波数は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかの振動系と共振する周波数とすることで、振動を増幅して省電力化を図るようにしてある。このとき、全ての方向の振動系の振動が干渉することを避けるためには、各方向の固有振動数を離してもよい。その場合、各方向の固有振動数は例えば－１０％～＋１０％程度離すようにする。

　なお、本実施形態においては、上述したように第１の板状バネ部材７１、７１および第２の板状バネ部材７２、７２の有効長を、バネ座７１ｃ～７１ｃ、７２ｃ～７２ｃによって各々変更することが可能である。そのため、Ｚ方向の固有振動数を基準として、Ｘ方向およびＹ方向の固有振動数をそれぞれ適切な値になるように変更調整することが可能である。

　振動制御手段３１は大きくは、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向の制御電圧の振幅を調整する振幅調整回路３１ａと、それぞれの位相差を調整するための位相調整回路３１ｂとからなる。本実施形態では、Ｘ、Ｙ、Ｚの各制御電圧にそれぞれ対応した振幅調整回路３１ａを有するとともに、Ｚ方向の制御電圧の位相を基準として、これと所定の位相差となるように制御電圧の位相を調整する位相調整回路３１ｂをＸ、Ｙの制御電圧についてそれぞれ設けるように構成している。

　そして、制御システム部３は、搬送する物品９に応じた搬送経路および搬送速度を決定するための搬送経路決定手段３３と、決定した搬送経路と搬送速度に応じて各振幅調整回路３１ａおよび各位相調整回路３１ｂに具体的な制御値を変更するための命令を出す振動切替手段３２とを有している。

　そして、搬送経路決定手段３３は、搬送する物品９に応じた搬送経路と搬送速度のデータを内部に複数保存しており、その中から図示しない外部からの指示によって搬送経路と搬送速度を選択した上で、そこで選択した搬送経路および搬送速度に合わせて振動形態を切り替えるように振動切替手段３２に対して命令を与える。

　さらに、振動切替手段３２では搬送経路や搬送速度が命令された目標値となるように、各振幅調整回路３１ａおよび各位相調整回路３１ｂのそれぞれの具体的な制御値を決定して当該制御値に切り替えるよう命令を出力する。

　上記のように構成した物品搬送装置１は、具体的には次のように動作し、可動台６に載せた物品９の搬送や分別などを行う。

　ここで、図１０の模式図に示すように簡略化して、可動台６がベース４に対してＸ、Ｙ、Ｚの各方向に弾性体７４、７５、７６により弾性的に支持するとともに、各方向の加振手段８４、８５、８６を設けている場合を想定する。このように構成することで、Ｘ、Ｙ、Ｚの三方向に設けた加振手段８４、８５、８６によって可動台６を三方向に動作させることが可能とされている。図１０の模式図における弾性体７４～７６は、第１～第３の板状バネ部材７１～７３（図４参照）に相当するとともに、加振手段８４～８６はそれぞれ第１及び第２の水平加振手段並びに垂直加振手段としての第１～第３圧電素子８１～８３（図４参照）に相当する。

　図１０に示すモデルの可動台６に対して、Ｚ方向にＺ＝Ｚ_０×ｓｉｎωｔで表される周期的な振動変位を与える。ここで、Ｚ_０はＺ方向の振幅を、ωは角周波数を、ｔは時間を示す。さらに、Ｘ、Ｙ方向にもそれぞれＺ方向と同一周波数の振動を、Ｘ＝Ｘ_０×ｓｉｎ（ωｔ＋φｘ）、Ｙ＝Ｙ_０×ｓｉｎ（ωｔ＋φｙ）の式のように与えることとする。ここで、Ｘ_０、Ｙ_０はそれぞれＸ方向、Ｙの振幅を、φｘ、φｙはそれぞれＸ方向、Ｚ方向の振動のＺ方向の振動に対する位相差を示す。

　このように、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向に正弦波状の周期的な振動変位を加えることにより、可動台６にはこれらが合成された三次元的な振動を生じさせることができる。例えば、図１０に示すように、Ｚ方向の振動成分に対してφｘ、φｙの位相差を持たせてＸ、Ｙ方向の振動を生じさせたとき、二次元的にはＸＺ平面上で右側を上にした楕円軌道を有する振動が生じ、ＹＺ平面上で右側を下にした楕円軌道を有する振動が生じる。そして、さらにこの２つを合成することで、図中右下に示すように三次元空間上での楕円軌道が生じる。

　そして、各方向の振動変位の振幅および位相を変えることにより、ＸＺ平面、ＹＺ平面内の二次元の楕円軌道の大きさや向きを変更することができ、対応して三次元空間上の楕円軌道の大きさや向きを自由に変更することができる。なお、このように各方向への周期的な振動変位を付与するために、制御上は各方向への周期的加振力を付与することで対応を行っている。

　以上のように、可動台６が楕円軌道を描きつつ振動することによって、可動台６の上に載せられた物品９は移動を行う。そして、この移動のうちＸ方向への移動速度成分は上記ＸＺ平面内の楕円軌道によって制御でき、Ｙ方向への移動速度成分は上記ＹＺ平面内の楕円軌道によって制御できる。すなわち、Ｚ方向への振動成分を基準としてＸ方向、Ｙ方向のそれぞれの振動の振幅と位相差を変化させることで、Ｘ、Ｙ方向への移動速度成分を変化させ、任意の方向に搬送させることが可能となる。

　具体的には移動速度の変更は次のようにして行う。

　発明者らの知見によれば、図１０を参照しつつ図１１を用いて説明すると、位相差φｘ（φｙ）によって物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）は正弦波に類似したカーブを描くように変化する。そのため、Ｚ方向の振動成分に対するＸ方向の振動成分の位相差を図１０におけるφ１２に設定したときにはＸが正となる方向に物品９は搬送されていく。また、位相差をφ１４に設定したときには、Ｘが負となる方向に物品９は搬送されていく。これらに対して、位相差をφ１１、φ１３と設定したときには、移動速度Ｖｘは０になって、物品９はＸ方向に静止した状態となる。さらに、φ１１～φ１３の間またはφ１３～π（-π）～φ１１の間で位相差を変化させることによって、それぞれ正の方向、負の方向に対する速度を増減させることができる。こうした関係は、Ｘ方向だけでなくＹ方向にも成り立ち、同様にＺ方向の振動成分に対する位相差を設定することで移動方向と移動速度を変化させることができる。

　このように、Ｘ、Ｙ各方向の振動成分の振幅Ｘ_０、Ｙ_０と、Ｚ方向振動成分に対する位相差φｘ、φｙとを変化させることによって、Ｘ、Ｙ方向への移動速度Ｖｘ、Ｖｙを変化さることができる。

　さらに、発明者らの知見によれば、図１０を参照しつつ説明すると、図１１で示した位相差と物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）との関係を示すカーブは、物品９と可動台６との摩擦係数によって変化し、図１２に示す関係となる。すなわち、２種類の物品Ｗ１１、Ｗ１２と可動台６との間の摩擦係数をそれぞれμ１１、μ１２としてμ１１＜μ１２の関係があるとき、Ｗ１２の時の移動速度のグラフは、Ｗ１１の時の移動速度のカーブを位相差が正となる方向にずらした形状になる。そのため、楕円振動を行う可動台６の上に同時に摩擦係数の異なる物品９を置いた場合には、移動速度及び移動方向が異なることになる。

　具体的には、図１２に示す位相差φ１１に設定している場合にはＷ１１は移動することなく、Ｗ１２が負の方向に移動することになる。また、位相差をφ１１からφ１２の間に設定した場合には、Ｗ１１を正の方向に、Ｗ１２を負の方向に移動させることができる。そして、φ１２に設定すると、Ｗ１２を移動させずに、Ｗ１１のみを正の方向に移動させることができる。また、φ１２からφ１４の間に設定すると、Ｗ１１、Ｗ１２ともに正の方向に移動させることができるが、φ１３を境にＷ１１とＷ１２の速度の大小を入れ替えることができる。さらに、φ１２からφ１４の範囲で位相差を細かく変更すれば、Ｗ１１とＷ１２の速度比も変更することができる。

　そして、位相差をφ１４とすれば、Ｗ１１を移動させずに、Ｗ１２のみを正方向に移動させることができる。さらに、位相差をφ１４からφ１５の間に設定すれば、Ｗ１２を正方向に、Ｗ１１を負の方向に移動させることができる。位相差をφ１５と設定すれば、Ｗ１２を移動させずにＷ１１のみを負の方向に移動させることができる。そして、位相差をφ１５からπの範囲にしたときは、Ｗ１１とＷ１２の双方とも負の方向に移動させることができ、この範囲で位相差を変えることで両者の移動速度の比を変更することもできる。

　さらに、発明者らの知見によれば、図１０を参照しつつ図１３を用いて説明すると、位相差φｘ（φｙ）と物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）との関係は、振幅Ｘ_０（Ｙ_０）を変えることによっても変化する。すなわち、位相差φｘ（φｙ）に対する物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）である正弦波類似のカーブは、概ね振動変位の振幅Ｘ_０（Ｙ_０）に比例して変化する。このことから、物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）を２倍にしたい場合には、概ねＸ（Ｙ）方向の振動変位の振幅を２倍にすればよい。そのためには、それに応じた加振力を与えるべく、制御電圧の振幅を変化させればよい。

　このようにして、摩擦係数の異なる２種の物品９をＸ（Ｙ）方向に搬送する場合においては、Ｚ方向の振動に対するＸ（Ｙ）方向の振動の位相差φｘ（φｙ）を変更することで、２種の物品９のうちどちらかのみを移動させることや、移動方向を変えつつ速度比を変えることが可能となり、さらにＸ（Ｙ）方向の振動の振幅を変えることで、移動速度の絶対値を制御することができる。これらを組み合わせることで、片方の速度を維持したままで、他方の速度を変更することや搬送の向きを変更することも可能となる。

　以上のような、一方向への搬送速度および向きの制御を、二方向に展開することで、ＸＹ平面内で自由に移動させることが可能となる。すなわち、水平方向の振動をＸ、Ｙの２方向にして、Ｚ方向の振動とそれぞれ組み合わせることで、ＸＺ平面内の楕円振動、ＹＺ平面内の楕円振動をそれぞれ作り出し、これらを合成した三次元的な楕円振動を発生させ、この楕円振動の向きや大きさを三次元的に切り替えることで、より詳細に物品９の移動方向や移動速度を制御できる。そして、Ｚ方向の制御電圧によって生じる周期的加振力を基準として、Ｘ方向、Ｙ方向の制御電圧によって生じる周期的加振力の振幅や位相をそれぞれ変更することによって、ＸＺ平面内の楕円振動成分とＹＺ平面内の楕円振動成分をそれぞれ変更すれば、上述の図１１～１３の関係に従ってそれぞれＸ方向、Ｙ方向の移動速度成分を物品９に与えることが可能となる。

　このことから、具体的には次のようにして物品９の搬送を行わせることが可能となる。以下、図１を参照しつつ、図１４（ａ）～（ｆ）の各物品の搬送形態を例示した平面図に従って説明を行う。

　まず、物品９が一種だけである場合には、図１４（ａ）に示すように、物品９を初期（Ｔ_０）の時点よりＸ方向に移動させ、ある時点（Ｔ_１）よりＹ方向の移動速度成分も追加して方向を変えて移動させることができる。こうした場合には、物品９の種類に応じて搬送先を変更する場合や、別に設けたカメラによる検査データに基づいて当該物品９を不良品と判断してライン外に搬送する場合がある。このような形態の搬送を行うため、図１における搬送経路決定手段３３は、外部より被搬送物関連データとして搬送する物品９の種類を入力され、あらかじめ内部に保存されたデータに基づいて物品９に応じた搬送経路と搬送速度を選択し、あるいは被搬送物関連データとしての検査データに基づいて搬送方向と搬送速度を決定して振動切替手段３２に出力する。当該振動切替手段３２においては、その搬送方向と搬送速度に対応して各方向の振動形態の切替の要否を判断するとともに、切替が必要な場合には各方向の周期的加振力の振幅と位相を調整するため各振幅調整回路３１ａおよび位相調整回路３１ｂに具体的な制御値を命令する。

　そして、こうした搬送経路変更の判断を随時行い、振動切替手段３２によって振幅、位相を調整していくと、図１４（ｂ）に示すようにＸＹ方向に自在な軌跡を描かせつつ物品９を移動させることが可能となる。搬送経路変更の判断は、あらかじめ設定したタイミングによるものであっても、外部からの信号に応じて行うものであっても良い。

　また、図１４（ｃ）に示したように、物品９ａ、９ｂが摩擦係数の異なる二種のものである場合には初期段階（Ｔ_０）は一方向に同速度で搬送しておき、ある時点（Ｔ_１）より異なる方向に分岐させて移動させることも可能である。この場合には初期段階（Ｔ_０）では、Ｘ方向には図１２における位相差φ１３で振動させ、Ｙ方向には振動を生じさせずにおき、Ｔ_１の時点からＹ方向にも振動を生じさせＺ方向との振動位相差をφ１１とφ１２の間またはφ１４とφ１５の間に切り替えたものである。同時にＸ方向の速度においてもＺ方向に対する振動の位相差をφ１３よりずらすことで、物品９ａ、９ｂの間にＸ方向の速度差を持たせるように切り替えている。この振動の切り替えにあたっても、図１における搬送経路決定手段３３が、設定されたタイミングに応じて、または外部から入力された被搬送物関連データに基づいて適切な搬送経路と搬送速度を決定し、それに基づいて振動切替手段３２に搬送方向および搬送速度の変更命令を出す。そして、当該振動切替手段３２においては、命令された搬送方向および搬送速度に対応した各方向の振幅、位相の具体的制御値を決定し、各振幅調整回路３１ａ、位相調整回路３１ｂに当該制御値に変更するように命令を出す。

　また、同様の制御を行うことによって、図１４（ｄ）のように物品９ａ、９ｂのうち、片方のみを動かすことや、両者に速度差を設けることも可能である。さらに、図１４（ｅ）のように、任意の方向を選択した上で、その方向に沿って互いに逆向きに移動させることも可能である。

　さらに、このような搬送経路および速度の変更を連続して行うことで、図１４（ｆ）のように物品９ａ、９ｂの搬送経路と搬送速度をＸＹ平面内で、それぞれ独立させて同時に制御することが可能となる。

　また、上記のように摩擦係数の異なる物品９を異なる搬送方向に搬送させるように制御することによって、厳密には摩擦係数が同じものであっても表面形状が異なるなど、見かけ上摩擦係数が異なっているようにとらえられるものについても搬送方向を異ならせることもできる。例えば、同一部材の表面と裏面であっても、面の凹凸が異なり可動台６との接触面積が大きく異なるような場合が該当する。

　以上のように、本実施形態に係る振動装置２は、ベース４と、当該ベース４に対して弾性的に支持された可動台６と、当該可動台６を第１の水平方向としてのＸ方向に振動させる第１の水平加振手段８１と、前記可動台６を第１の水平方向と交差する第２の水平方向としてのＹ方向に振動させる第２の水平加振手段８２と、前記可動台６を垂直方向としてのＺ方向に振動させる垂直加振手段８３とを備えたものであって、前記ベース４と前記可動台６との間に第１中間台５１、５１と第２中間台５２とを備えるとともに、前記ベース４、前記第１中間台５１、前記第２中間台５２および前記可動台６を順次Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向に弾性的に接続する第１の水平弾性支持手段と、第２の水平弾性支持手段と、垂直弾性支持手段とを具備しており、第１の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第１の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第１の板状バネ部材７１より構成され、前記第２の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第２の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第２の板状バネ部材７２より構成され、前記垂直弾性支持手段が厚み方向を前記垂直方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第３の板状バネ部材７３より構成したものである。

　このように構成しているため、可動台６を弾性的に支持する弾性支持手段としての第１～第３の板状バネ部材７１～７３をＸ、Ｙ、Ｚの各方向に弾性変形しやすい向きに有しているとともに、各板状バネ部材７１～７３は板厚方向とは異なる方向には大きな剛性を有しているため、可動台６を各方向にそれぞれ独立して弾性支持させることができる。そのため、第１の水平加振手段８１、第２の水平加振手段８２、及び垂直加振手段８３によって各方向に振動させる場合に、互いの方向に影響を与えることなく独立して振動を制御させることができる。さらに、これらの板状バネ部材７１～７３を各々長手方向が水平になる向きに配していることから、ベース４から可動台６までの高さを抑えることができ、可動台６のピッチングやローリングを抑制することができる。

　また、前記第１～第３の板状バネ部材７１～７３が、所定距離離して平行に複数個設けられているように構成しているため、各板状バネ部材７１～７３は、平行リンクの一部を構成するように接続されるために、各方向に対して間隔を一定とした状態を保持したまま変位しやすくなる。そのため、各板状バネ部材７１～７３はねじれ形態での変形が抑制されるために、より上記の３方向への支持を安定して行わせることができるようになる。

　また、各加振手段が前記第１～第３の板状バネ部材７１～７３の少なくとも片面に貼設された圧電素子８１～８３であり、これらの圧電素子８１～８３に正弦電圧を付与して周期的な伸びを生じさせることで、前記第１～第３の板状バネ部材７１～７３を振動させるように構成しているため、弾性支持手段としての各板状バネ部材７１～７３と、加振手段８１～８３とを一体化することによって構成を簡単にしてコンパクト化を行うことが可能となる。

　また、前記第１中間台５１と前記第１の板状バネ部材７１との間、および、前記第２中間台５２と前記第２の板状バネ部材７２との間に各々バネ座７１ｃ～７２ｃが設けられており、当該バネ座７１ｃ～７２ｃの位置が各々前記第１および第２の板状バネ部材７１、７２の長手方向に対して変更可能に構成されているため、各バネ座７１ｃ～７２ｃの位置を板状バネ部材７１、７２の長手方向に対して変更することで、簡単に板状バネ部材７１、７２の固有振動数を変えることができる。これにより、各方向に対する固有振動数を離間させたり、近接させたりする調整を簡単に行うことができるようになる。

　さらに、本実施形態に係る物品搬送装置１は、可動台６の振動により可動台６上に載せられた物品９を搬送するものであって、上記の振動装置２と、当該振動装置２が有する複数の加振手段８１～８３による周期的加振力を、位相差を有しつつ同一の周波数で同時に発生させ前記可動台６に三次元の振動軌跡を生じさせるように前記各加振手段８１～８３を制御する振動制御手段３１と、前記各加振手段８１～８３による周期的加振力の振幅と位相差を切り替える振動切替手段３２とを備えるようにして構成したものである。

　このように構成しているため、可動台６上の物品９を任意の方向に搬送することが可能な制御性に優れた物品搬送装置１を構成することができる。
＜第２実施形態＞

　図１５は、本発明の振動装置２を用いて、物品移動装置の一つである物品分別装置１０１として構成した第２実施形態を示すものである。第１実施形態の場合と同じ部分には同じ符号を付し、説明を省略する。

　この実施形態においては、振動装置２としての構成は第１実施形態の場合と同様であり、これを制御するための制御システム部１０３が異なるにとどまる。具体的には、図１のように第１実施形態における制御システム部３が有していた振動切替手段３２、搬送経路決定手段３３がなく、これらに代わるものとして図１５のように位相差入力部１３２を有している。位相差入力部１３２ではＺ方向の制御電圧の位相を基準とした、Ｘ方向、Ｙ方向のそれぞれの位相差を入力されることで、当該位相差に設定するようにＸ、Ｙ方向に対応する各位相調整回路３１ｂに命令を出すようになっている。

　ここで、本実施形態における物品分別装置１０１の動作原理も、上述の第１実施形態において図１０～１３を用いて説明したものと同様であり、可動台６と物品９との摩擦係数
と各方向の振動の位相差および振幅によって、物品９の移動速度と移動方向を変更するものである。

　具体的には次のようにして、物品９の分別を行う。

　発明者らの知見によれば、図１０を参照しつつ図１６を用いて説明すると、位相差φｘ（φｙ）によって物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）は正弦波に類似したカーブを描くように変化するとともに、物品９と可動台６との間の摩擦係数によっても変化する。すなわち、３種類の物品Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３と可動台６との間の摩擦係数をそれぞれμ２１、μ２２、μ２３としてμ２１＜μ２２＜μ２３の関係があるとき、Ｗ２２の時の移動速度のグラフは、Ｗ２１の時の移動速度のカーブを位相差が正となる方向にずらした形状となり、Ｗ２３の時の移動速度のグラフはそれをさらに位相差が正となる方向にずらした形状になる。そのため、楕円振動を行う可動台６の上に同時に摩擦係数の異なる物品９を置いた場合には、移動速度及び移動方向が異なることになる。

　具体的には、図１６に示す位相差φ２１に設定しているときには、Ｗ２１は正の方向に進み、Ｗ２２とＷ２３とは同じ負の方向に進むがＷ２３のほうがＷ２２よりも移動速度が大きくなる。さらに位相差φ２２に設定すると、Ｗ２１は正方向に、Ｗ２２はＷ２１よりも小さな速度で正方向に進み、Ｗ２３は負の方向に進む。位相差をφ２３に設定すると、Ｗ２１は負の方向に進み、Ｗ２２は正方向に、Ｗ２３はＷ２２よりも大きな速度で正方向に進む。位相差をφ２４に設定すると、Ｗ２１は負の方向に、Ｗ２２はＷ２１よりも小さな速度で負の方向に進み、Ｗ２３は正の方向に進む。このようなφ２１～φ２４以外にも位相は任意に設定可能であり、Ｗ２１からＷ２３を全て正方向または逆方向に移動させることや、移動速度の大きさの順番を変更することも可能である。

　また、図１３を用いて上述したように、位相差φｘ（φｙ）と物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）との関係は、振幅Ｘ_０（Ｙ_０）を変えることによっても変化する。すなわち、位相差φｘ（φｙ）に対する物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）である正弦波類似のカーブは、概ね振動変位の振幅Ｘ_０（Ｙ_０）に比例して変化する。このことから、物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）を２倍にしたい場合には、概ねＸ（Ｙ）方向の振動変位の振幅を２倍にすればよい。そのためには、それに応じた加振力を与えるべく、制御電圧の振幅を変化させればよい。

　このような一方向に対する振動制御を、直交するＸ、Ｙ方向に同時に対して行うことによって、複数の種類の物品９を可動台６上で分別し異なる方向に移動することができる。

　以下、図１７に示すように、可動台６上にＷ２１、Ｗ２２、Ｗ２３の三種の物品が載っていることを想定して説明を行う。なお、それぞれの摩擦係数はμ２１、μ２２、μ２３としこれらの間にμ２１＜μ２２＜μ２３の関係があるものとする。

　このような物品を可動台６上で移動させる速度は、Ｘ方向移動速度成分Ｖｘ、Ｙ方向移動速度成分Ｖｘに分解して考えることができ、上述したようにＶｘ、ＶｙはそれぞれＸＺ平面内の楕円軌道、ＹＺ平面内の楕円軌道によって制御でき、それぞれＺ方向の振動成分に対する位相差との関係で、上述の図１６の関係を有する。

　ここで、摩擦係数の異なる物品Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３を移動する方向として、図１７のように上下左右で領域を分け、それぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ領域とする。Ｘ、Ｙの振動成分のＺ方向振動成分に対する位相差φｘ、φｙを変化させることで、移動方向をこれらの領域のいずれかに設定することが可能となる。

　例えば、φｘ、φｙをそれぞれ、図１６に示すφ２１、φ２２に設定したとき、図１８（ａ）の表に示したように、Ｗ２１、Ｗ２２、Ｗ２３のＸ方向移動速度成分Ｖｘは、それぞれ正（＋）、負（－）、負（－）の値となり、Ｙ方向移動速度成分Ｖｙは、それぞれ正（＋）、正（＋）、負（－）の値となる。すなわち、図１７に示す領域においては、Ｗ２１はＤ領域に、Ｗ２２はＣ領域に、Ｗ２３はＡ領域に移動しようとすることになり、その結果、図２０（ａ）に示すようにＷ２１～Ｗ２３はそれぞれの領域に分別されつつ移動する。

　これと同様に図１８（ｂ）の表に示すように、φｘ＝φ２１、φｙ＝φ２４のときはＷ２１、Ｗ２２、Ｗ２３はそれぞれＢ、Ａ、Ｃ領域に向かい、その結果、図２０（ｂ）に示すようにＷ２１～Ｗ２３はそれぞれの領域に分別されつつ移動する。

　さらに、図１８（ｃ）、（ｄ）および図１９（ｅ）～（ｈ）に示すように、φｘ＝φ２２、φｙ＝φ２１のときはＷ２１、Ｗ２２、Ｗ２３はそれぞれＤ、Ｂ、Ａ領域に、φｘ＝φ２２、φｙ＝φ２３のときはＷ２１、Ｗ２２、Ｗ２３はそれぞれＢ、Ｄ、Ｃ領域に、φｘ＝φ２３、φｙ＝φ２２のときはＷ２１、Ｗ２２、Ｗ２３はそれぞれＣ、Ｄ、Ｂ領域に、φｘ＝φ２３、φｙ＝φ２４のときはＷ２１、Ｗ２２、Ｗ２３はそれぞれＡ、Ｂ、Ｄ領域に、φｘ＝φ２４、φｙ＝φ２１のときはＷ２１、Ｗ２２、Ｗ２３はそれぞれＣ、Ａ、Ｂ領域に、φｘ＝φ２４、φｙ＝φ２３のときはＷ２１、Ｗ２２、Ｗ２３はそれぞれＡ、Ｃ、Ｄ領域に分別されつつ移動することになる。

　このように摩擦係数の異なる物品９であればそれぞれ別の方向に移動することができるとともに、それぞれを任意の移動方向に変更することも可能である。

　上記のような原理を用いて、具体的には、次のように本物品分別装置１０１を用いて物品９の分別を行う。以下、図１５および図１６を用いて説明を行う。

　まず、位相差入力部１３２よりＺ方向の振動成分に対するＸ方向、Ｙ方向の振動成分のそれぞれの位相差φｘ、φｙを入力する。この入力値に従って位相差入力部１３２は、Ｘ、Ｙ方向の振動の位相をφｘまたはφｙずらすように、それぞれに対応する位相調整回路３１ｂ、３１ｂに命令する。そして、位相調整回路３１ｂは、もともとの発振機３４の信号より位相をφｘまたはφｙずらして制御電圧として第１圧電素子８１、第２圧電素子８２に加えることでＺ方向の振動成分との位相差を与える。このようにして、例えば位相差入力部１３２よりφｘ＝φ２３、φｘ＝φ２２と設定するものとして入力すると、上記のＷ２１、Ｗ２２、Ｗ２３の性質を有する物品９は、それぞれ図１９（ｅ）のケースと同様にして、図１７のＣ、Ｄ、Ｂ領域に分別することができる。

　また、位相差入力部１３２より図１８、図１９に示すような位相差を設定すれば、それぞれの表中に記載の通り物品９を分別することができる。

　ここで、本発明においては、上記分別を行うための位相差に設定したときに、移動速度が０になる摩擦係数を基準摩擦係数として定義する。すなわち、図１６における位相差φ２１、φ２３に対応する基準摩擦係数はμａであり、φ２２、φ２４に対応する基準摩擦係数はμｂである。すなわち、位相差をφ２３に設定することは、分別を行う境界として基準摩擦係数をμａに設定しつつ、これより摩擦係数が大きな物品９は正の方向に、摩擦係数が小さな物品９は負の方向に進ませるように設定することと同義である。同様に、位相差をφ２２に設定することは、分別を行う境界として基準摩擦係数をμｂに設定しつつ、これより摩擦係数が大きな物品９は負の方向に、摩擦係数が小さな物品９は正の方向に進ませるように設定することと同義である。

　よって、上記の位相差入力部１３２を、Ｘ、Ｙの各方向に分別する基準として位相差そのものを入力するものではなく、Ｘ、Ｙの各方向に対する基準摩擦係数と、当該基準摩擦係数に対する摩擦係数の大小に応じて物品が進行する正負のいずれかの方向とを入力するものとして、これらの情報から内部に保存しておいた図１６のグラフを基にして自動的に位相差を設定して出力するように構成することも可能である。

　さらに、図１６から分かるように、Ｚ方向の振動に対して振動の位相差を変えることで、摩擦係数の異なる物品９の移動方向を変更できると同時に、速度差を設けることも可能である。そのため、本物品分別装置１０１は可動台上６の四隅に対応する領域に分別していくだけでなく、それらの領域の中間などのさらに細かな領域設定を行った上で、４種類以上に分別させることも可能である。

　また、上記のように摩擦係数の異なる物品９を分別させるように制御することによって、厳密には摩擦係数が同じものであっても表面形状が異なるなど、見かけ上摩擦係数が異なっているようにとらえられるものについても分別することができる。例えば、同一部材の表面と裏面であっても、面の凹凸が異なり可動台６との接触面積が大きく異なるような場合が該当する。

　以上のように、本実施形態の物品分別装置１０１は、可動台６の振動により可動台６上に載せられた複数の物品９を分別するものであって、上述の振動装置２と、当該振動装置２が有する複数の加振手段８１～８３による周期的加振力を位相差を有しつつ同一の周波数で同時に発生させ前記可動台６に三次元の振動軌跡を生じさせるように前記各加振手段８１～８３を制御する振動制御手段３１とを備え、前記第１の水平加振手段８１による周期的加振力と前記垂直加振手段８３による周期的加振力との位相差、および前記第２の水平加振手段８２による周期的加振力と前記垂直加振手段８３による周期的加振力との位相差を、それぞれ所定の基準摩擦係数を境界として個々の物品９が有する摩擦係数の前記基準摩擦係数に対する大小関係に基づき各物品が異なる方向に移動するように設定することで、前記可動台６上に載せられた複数の物品９を同時に分別するようにして構成したものである。

　このように構成しているため、可動台６上の複数の物品９を摩擦係数に応じて分別することが可能な制御性に優れた物品分別装置１０１を構成することができる。
＜第３実施形態＞

　図２１は、上述した第１実施形態および第２実施形態に共通する振動装置２に代わる、異なる形態の振動装置２０２を示すものである。第１実施形態及び第２実施形態の場合と同じ部分には同じ符号を付し、説明を省略する。

　この実施形態においては、ベース４から順次接続する第１の板状バネ部材７１、第１中間台５１、第２バネ部材７２までの形態は、図４におけるものとほぼ同一である。

　図２１のように、第２の板状バネ部材７２とバネ座７２ｃを介して接続される第２中間台２５２が直方体のブロック状の形状となっている。そして、その第２中間台２５２の上面および下面より、各々Ｘ方向両側に向かって第３の板状バネ部材７３～７３が延出するようにして設けられており、第１の板状バネ部材７１、７１の外側の各々に配置された、直方体状のブロックとして形成されたバネ間ブロック２７３ｅ、２７３ｅに接続されている。

　バネ間ブロック２７３ｅ、２７３ｅに対しては、それそれ、Ｚ方向に離間して平行になるように配置された第３の板状バネ部材７３～７３が一対ずつ接続されており、下方向よりバネおさえ２７３ｄ～２７３ｄで、上方向からは可動台座２６１、２６１との間で挟み込まれるようにして固定されている。

　本実施形態においては、可動台座２６１、２６１は、図３の場合と異なり、Ｘ方向に離間した形態となるために、可動板６２（図３参照）を設けなくても直接搬送台６３を可動台座２６１、２６１に固定することができる。これに対して、図３に記載した振動装置１のように可動台座６１が中央付近にある場合には、搬送台６３の中央付近にネジを設けることを回避するために可動台座６１と搬送台６３との間に可動板６２を設けて、ネジ位置をずらす構成とすることが必要となる。従って、こうした構成と比べた場合、本実施形態のような構成にすると、可動部分の軽量化が可能となる。

　以上のように構成した場合であっても、第１実施形態及び第２実施形態として説明した振動装置２の場合と、同様の効果を得ることが可能である。さらに、第１実施形態における振動装置２に代えて本実施形態の振動装置２０２を用いて、制御システム部３と組み合わせることで物品搬送装置として構成することも可能であり、その場合には第１実施形態にて説明した物品搬送装置と同様の効果を得ることができる。また、第２実施形態における振動装置２に代えて本実施形態の振動装置２０２を用いて、制御システム部１０３と組み合わせることで物品搬送装置として構成することも可能であり、その場合には第２実施形態にて説明した物品分別装置と同様の効果を得ることができる。
＜第４実施形態＞

　図２２に、本発明の第４実施形態に係る振動装置３０２と、これを制御するための制御システム部３を加えて、物品移動装置の一つである物品搬送装置３０１として構成した形態を示す。

　この図に示す振動装置３０２は、後述する載置台や周壁部を取り外した状態とされて駆動部３２５が露出した状態とされており、この駆動部３２５はベース３０４上で弾性支持されるとともに、この中には加振手段としての圧電素子３８１、３８２、３８３が設けられている。さらに、ベース３０４は固定台３２１上で弾性支持されている。

　制御システム部３は、圧電素子３８１、３８２、３８３に印加する電圧の制御を行うことで、振動装置３０２に第１の水平方向としてのＸ、第２の水平方向としてのＹ、垂直方向としてのＺの各方向の周期的加振力を与えて振動を生じさせるように構成している。

　なお、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向は上述した他の実施形態と同様、図中に示した座標軸に示したとおりに定義することとし、以下においても適宜図中で示す座標軸に沿って説明を進めていく。

　図２３は、上記振動装置３０２を実際に使用する状態として示した斜視図であり、図２４はこれを平面図として示したものである。図２３および図２４に示すように、この状態では、ベース３０４の外周縁に沿って設置される前述した周壁部３４２によって正面と背面および側面の四面が覆われている。また、上面には可動台３０６の一部を構成する矩形状の載置台３６３が設けられており、その載置台３６３の上面３６３ａは載置面として、搬送する物品９を載せることができるようになっている。

　周壁部３４２は駆動部３２５（図２２参照）の四面を覆って保護する機能と、ベース３０４の重量を増加させつつ重心位置を調整するための機能とを備えており、ブロック状に形成された下部錘３４２ａ～３４２ｂ、上部錘３４２ｃ～３４２ｄを組み合わせることによって構成されている。

　ベース３０４は下面の四隅に配置された防振バネ３２２～３２２を介して固定台３２１上で弾性支持されており、固定台３２１は任意の設置面に設置することが可能となっている。固定台３２１にはＸ方向に離間させて一対の把手３２３、３２３を設けているため、この把手３２３、３２３を把持して振動装置３０２の運搬を容易に行うことが可能となっている。

　上記のように防振バネ３２２～３２２を介してベース３０４が弾性支持される構成となっているために、可動台３０６に振動を生じさせた場合でもその振動の固定台３２１への伝播が抑制されて、設置面に対する振動の伝達を防止することが可能となっている。なお、本実施形態における振動装置３０２では、運搬および設置を容易に行うためにベース３０４の下側に固定台３２１を設けているが、防振バネ３２２～３２２を介して直接設置面に設置することも可能である。すなわち、本実施形態においては可搬性の観点より固定台３２１を設ける構成としているが、本発明の主旨からは固定台３２１は必須の構成要素とはいえず、この固定台３２１は設置面と同一視することが可能である。本発明では、後述するように、装置全体の質量を複数の質量体が接続されたものと捉えて、これらの質量体の間における重心位置に関連性を持たせることに特徴を有する。ここでいう装置全体の質量とは、防振バネ３２２～３２２によって弾性支持されたベース３０４以上の部分の総質量を示すものであり、本発明において必須とはいえないと説明した固定台３２１の質量は考慮しないものとする。

　図２３の振動装置３０２より、可動台３０６を構成する一部の部材と、下部錘３４２ａ～３４２ｂ、上部錘３４２ｃ～３４２ｄの一部と、把手３２３、３２３とを取り外した状態を図２５に示す。

　振動装置３０２はその内部でＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向に対して弾性的に支持された可動台座３６１を有しており、この可動台座３６１は直方体状のブロックとして形成されている。この可動台座３６１の上部には、上述した載置台３６３（図２３参照）が設置される。可動台座３６１は載置台３６３と一体となって可動台３０６を構成して、振動装置３０２の内部でベース３０４に対して弾性的に支持されるとともに、後述する加振手段によって振動を与えられる。

　図２４に示したように、ベース３０４を固定台３２１に対して弾性支持するための防振バネ３２２～３２２は、ベース３０４の四隅に配置している。図２５に示すように、防振バネ３２２～３２２はベース３０４より突出するように設けられており、その先端は、Ｙ方向に延在するように配置された下部錘３４２ａ、３４２ａと接続されて、これらを介してベース３０４を弾性支持するようになっている。

　具体的な防振バネ３２２の接続構成について、図２９を用いて説明を行う。この図は、図２４におけるＢ－Ｂ断面矢視図となっている。

　防振バネ３２２としては、一般的な形態のものを使用可能であり、ここでは中央に円筒状の弾性部を有するとともに、これを挟んで両側に円盤状のプレートを備え、このプレートより両側にネジ部３２２ａ、３２２ａが突出したものを使用している。防振バネ３２２は片側端面を固定台３２１の上面に当接させつつ、固定台３２１に形成した孔部３２１ａに対してナットを用いてネジ部３２２ａを固定する。さらに反対側端面はベース３０４に形成した孔部３０４ｂを挿通した状態で、下部錘３４２ａの下面に当接するまでネジ部３２２ａを螺入するようになっている。

　このようにして防振バネ３２２は下部錘３４２ａと接続されたベース３０４を固定台３２１に対して弾性的に支持させることが可能となっている。上述したように、固定台３２１を用いない構成とする場合には、下端にネジ部３２２ａを有さない防振バネ３２２を用いて、直接的に防振バネ３２２を設置面上に配置するような構成とすればよい。

　図２５の状態の振動装置３０２より、さらに周壁部３４２を取り去った状態を図２６に示す。なお、本来、周壁部３４２を取り去ることによってベース３０４は支持を失って固定台３２１との間で離間した状態を保つことはできないが、本図ではベース３０４が弾性支持された通常の位置関係で記載してある。

　以下、この図を用いて、本実施形態に係る振動装置３０２の構成を詳細に説明する。

　この振動装置３０２は、設置面とほぼ同一視することのできる固定台３２１上で上記の防振バネ３２２を用いて弾性支持されているベース３０４に対して、可動台座３６１をＸ、Ｙ、Ｚの３方向に弾性支持するように構成されており、剛体部分としてのベース３０４、第１中間台３５１、３５１、第２中間台３５２および可動台座３６１を順次接続するようにして、第１の水平弾性支持手段としての第１の板状バネ部材３７１、３７１、第２の水平弾性支持手段としての第２の板状バネ部材３７２、３７２、および垂直弾性支持手段としての第３の板状バネ部材３７３、３７３を設けている。各板状バネ部材３７１～３７３は、各々板厚方向がＸ、Ｙ、Ｚ方向になるように配置されているために、当該方向に対して弾性変形を行い易くなっている。

　さらに、可動台座３６１をＸ、Ｙ、Ｚの３方向に振動させるための第１の水平加振手段としての第１圧電素子３８１～３８１、第２の水平加振手段としての第２圧電素子３８２～３８２、垂直加振手段としての第３圧電素子３８３～３８３を備えている。

　まず、固定台３２１およびベース３０４は、矩形状のプレートとして各々形成されており、上述したようにベース３０４は四隅に設けた防振バネ３２２～３２２によって固定台３２１上で弾性支持されている。この防振バネ３２２～３２２は、各方向に設置した上述の板状バネ部材３７１～３７３に比し、約１／１０程度のバネ定数を有する弱いバネ特性を示すものを用いており、ベース３０４から設置面に対する振動の伝播を抑制するとともに、設置面からの反力を低減させてベース３０４の姿勢を安定させるようにしている。また、可動台３０６がベース３０４と逆位相で振動する形態でのＸ、Ｙ、Ｚ各方向の共振周波数に対して、ベース３０４上の装置全体が一体として固定台３２１に対して振動する形態のＺ方向の共振周波数を１／１０以下にとどめて、可動台３０６に振動を生じさせる際にもベース３０４の安定化を図ることができるようにしている。

　そして、ベース３０４上には、防振ゴム３２２～３２２よりもやや中心寄りの位置に四箇所、矩形状に配置されるようにして取付ブロック３４１が固定されている。取付ブロック３４１は、各々Ｌ字型の断面を有するブロックとして形成されており、Ｌ字を形成する一方の辺をベース３０４に対して当接させた状態として、他方の辺が起立した状態となっている。そして、起立した辺は、Ｘ方向に対して直交するＹＺ平面を形成するようにされている。そして、Ｙ方向に対をなして隣接する取付ブロック３４１、３４１に接続するようにして、第１の板状バネ部材３７１、３７１が設けられている。この第１の板状バネ部材３７１、３７１は、上述した各々の取付ブロック３４１～３４１が有するＹＺ平面に取り付けられるため、板厚方向はＸ方向となり長手方向はＹ方向となる。

　また、第１の板状バネ部材３７１、３７１は、２対の取付ブロック３４１～３４１にそれぞれ設けられるために、Ｘ方向に所定距離離れた状態で平行に２個設けられることになる。

　また、第１の板状バネ部材３７１、３７１の両端部は、矩形状のバネおさえ３７１ｄ～３７１ｄと上記各取付ブロック３４１～３４１が有するＹＺ平面との間で挟み込まれるようにして、ボルトを用いて固定されているため、たわみ角が規制されるようにして支持される。

　そして、第１の板状バネ部材３７１、３７１の長手方向中心付近にはバネ座３７１ｃを介して第１中間台３５１、３５１が各々接続されている。第１中間台３５１はそれぞれＹ方向に延在する直方体形状に形成されている。さらに、各バネ座３７１ｃ、３７１ｃと対向するようにしてバネおさえ３７１ｅ、３７１ｅが各々設けられている。第１の板状バネ部材３７１、３７１は、対向するバネ座３７１ｃ、３７１ｃとバネおさえ３７１ｅ、３７１ｅとによって各々挟み込まれるようにしてたわみ角が規制され、これらの部分でボルト止めされることで上記第１中間台３５１、３５１に接続される。第１中間台３５１、３５１は、図２７の平面図に示すように２つに分割された構成となっているが、後述する第２の板状バネ部材３７２、３７２によって接続されているため、一体化して動作を行うことになる。

　図２６に戻って、上記第１中間台３５１、３５１は上述したように直方体形状に形成されており、６面それぞれがＸ、Ｙ、Ｚ軸の各面に直交する向きになるように配置されている。そして、各々が有するＹ軸に直交するＸＺ面間を接続するようにして、２個の第２の板状バネ部材３７２、３７２が設けられている。

　このように取り付けることで、２個の第２の板状バネ部材３７２、３７２は、各々板厚方向がＹ軸に対して直交し、かつ、長手方向がＸ方向を向くようになるとともに、互いにＹ方向に所定距離離間して平行に配置されることになる。

　第２の板状バネ部材３７２、３７２は、両端部を矩形状のバネおさえ３７２ｄ～３７２ｄと上記第１中間台３５１、３５１が有するＸＺ平面との間で挟み込まれるようにして、当該部分においてボルト止めにより固定されているため、たわみ角が規制されるようにして支持されている。

　第２の板状バネ部材３７２、３７２の長手方向中心付近にはバネ座３７２ｃ、３７２ｃを介して、第２中間台３５２が接続されている。さらに、各バネ座３７２ｃ、３７２ｃと対向するようにしてバネおさえ３７２ｅ、３７２ｅが設けられている。第２の板状バネ部材３７２、３７２は、対向するバネ座３７２ｃ、３７２ｃとバネおさえ３７２ｅ～３７２ｅとによって各々挟み込まれるようにしてたわみ角が規制され、これらの部分でボルト止めされることで上記第２中間台３５２に接続される。

　第２中間台３５２は、図２７の平面図に示すように、矩形の枠体として構成されておりＸ、Ｙ、Ｚ方向に直交する６面を有する直方体のブロックを４個組み合わせることによって形成されている。

　上記のように、第１の板状バネ部材３７１、３７１および第２の板状バネ部材３７２、３７２はバネ座３７１ｃ～３７１ｃとバネおさえ３７１ｅ～３７１ｅの大きさを変更することによって有効長を変化させたり、厚みや幅の異なるものを使用したりすることでバネ定数を変化させるとともに、固有振動数もまた変化させることができる。

　ここで、図２４におけるＡ－Ａ断面矢視図を図２８に示し、図２６に加えて図２８を補助的に用いて説明を続ける。

　矩形の枠体として構成されている第２中間台３５２の上面と、下面にはそれぞれ２個ずつ計４個の第３の板状バネ部材３７３～３７３が設けられている。第３の板状バネ部材３７３～３７３は、第２中間台３５２を形成する矩形を構成する辺のうち、Ｙ方向に平行な２辺の位置に存する部分の上面および下面として形成される各ＸＹ平面の間をＸ方向に接続するようにして設けられている。第３の板状バネ部材３７３～３７３の両端部は、矩形状のバネおさえ３７３ｃ～３７３ｃと上記第２中間台３５２が有するＸＹ平面との間で挟み込まれるようにして、ボルト止めにより固定されているため、この部分でたわみ角が規制されるように支持されている。

　また、第２中間台３５２の上面に接続される第３の板状バネ部材３７３、３７３と、第２中間台３５２の下面に接続される第３の板状バネ部材３７３、３７３の中央部近傍には、両者の間隔を維持するためにバネ間ブロック３７３ｄが設けられている。

　さらに、前記バネ間ブロック３７３ｄの下方には、第２中間台３５２の下面に接続される第３の板状バネ部材３７３、３７３を挟んで、バネおさえ３７３ｅが設けられている。バネおさえ３７３ｅは、２個の第３の板状バネ部材３７３、３７３を第２中間台３５２の下面との間で挟み込んだ状態として、図示しないネジを用いて固定を行うことができる。

　また、前記バネ間ブロック３７３ｄの上方には、第２中間台３５２の上面に接続される第３の板状バネ部材３７３、３７３を挟んで、上述した可動台座３６１が設けられている。可動台座３６１は、２個の第３の板状バネ部材３７３、３７３を第２中間台３５２の上面との間で挟み込んだ状態として、ネジを用いて固定を行うことができる。可動台座３６１の上面には矩形プレート状に形成された可動板３６２を取り付け、その上面に載置台３６３が枠部材３６４とともにネジ止めされる。この載置台３６３の上面は物品を載せるための載置面３６３ａとなる。これらの載置台３６３、枠部材３６４、可動板３６２は可動台座３６１とともに前述の可動台３０６（図２４参照）を構成する。

　さらに、バネおさえ３７３ｅの左右に張り出すように、ブロック状に形成されたカウンタウエイト３７３ｆ、３７３ｆが設けられており、可動台３０６とのバランスを取って、第３の板状バネ部材３７３、３７３によって支持される可動台３０６側全体の重心位置が、第３の板状バネ部材３７３、３７３間の中心に対して水平方向および垂直方向で略同一の位置となるようにしている。以下、この重心位置を「可動台３０６における重心位置」と称する。

　このように、「可動台３０６における重心位置」が第３の板状バネ部材３７３、３７３間の水平方向および垂直方向の中心に位置するようにすることで、可動台３０６に対してＸ方向、Ｙ方向の振動を生じさせた場合でも、慣性力の影響によって可動台３０６が傾く、いわゆる首振り現象を抑制することが可能となっている。

　上記のように、図２６に示す本実施形態の振動装置３０２では、ベース３０４に対して第１中間台３５１、３５１が第１の板状バネ部材３７１、３７１によってＸ方向に弾性的に支持され、第１中間台３５１、３５１に対して第２中間台３５２が第２の板状バネ部材３７２～３７２によってＹ方向に弾性的に支持され、第２中間台３５２に対して可動台座３６１が第３の板状バネ部材３７３～３７３によってＺ方向に弾性的に支持される構成とされている。こうした構成とすることで可動台３０６はベース３０４に対してＸ、Ｙ、Ｚの各方向に弾性的に支持されるようになっている。

　各板状バネ部材３７１～３７３は、それぞれ板厚方向となるＸ、Ｙ、Ｚ方向に弾性を有するとともに、これと直交する幅方向、長手方向には十分な剛性を有する。そのため、各方向への支持は独立しているものと考えることができる。

　また、各方向に対して第１～第３の板状バネ部材３７１～３７３をそれぞれ平行に設けて、対をなして支持させることにより、あたかも平行リンクの一部を構成するように構成している。これによって、各板状バネ部材３７１～３７３は捻れ運動を行うことなく、対をなすもの同士の間で隙間を一定とした関係を保ったまま変位することができるようになっている。

　また、本実施形態の振動装置３０２においては、図２３および図２４に示したようにベース３０４上に重心調整部材としての機能を有する周壁部３４２を設けることによって、ベース３０４と周壁部３４２およびこれらに対して固定された部材の重心位置を調整可能に構成している。以下、この重心位置を「ベース３０４における重心位置」と称する。ベース３０４は図２８に示すように中央部に開口部３０４ａを設け軽量化しているため、周壁部３４２を設けることによって容易にベース３０４の重心位置を高い位置に調整できる。こうすることでベース３０４の重心位置を上記可動台３０６における重心位置と、水平方向および垂直方向に略同一となる位置に設定している。

　周壁部３４２は、４個のブロックより構成される下部錘３４２ａ～３４２ｂと、同様に４個のブロックより構成される上部錘３４２ｃ～３４２ｄとが上下に接続された構成となっているため、水平方向および上下方向の重心位置を細かく調整することが可能となっている。特に、上部錘３４２ｃ～３４２ｄは外部に表れていることから取り替えを容易に行うことが可能であり、検査機等の付加的に接続する機器との間でのバランス調整や、搬送を行う物品の重量とのバランス調整など、装置条件や使用条件等の様々な条件変更に対しても即座に対応することが可能となる。

　また、ベース３０４に対して周壁部３４２としての錘を設けることで、ベース３０４は可動台３０６の質量に対して約１０倍の質量を有するようにしている。こうすることで、可動台３０６に対してＸ、Ｙ、Ｚの各方向に加振力を与えた場合でも、その反力によってベース３０４に生じる振動変位を小さくすることが可能となっている。そのため、動作時にもベース３０４の位置を安定させて、可動台３０６をより高い精度で振動させることができるようになっている。

　また、周壁部３４２を駆動部３２５の保護という観点から見た場合には、少なくとも弾性支持手段としての板状バネ部材３７１～３７３および、これに設けられた圧電素子３８１～３８３を外部から覆うように構成されていることが好ましい。

　上述のように定義した「ベース３０４の重心位置」に対して、第１の板状バネ部材３７１～３７１より第２の板状バネ部材３７２～３７２までの間に位置する剛体部分を「第１中間台３５１における重心位置」と称し、第２の板状バネ部材３７２～３７２より第３の板状バネ部材３７３～３７３までの間に位置する剛体部分を「第２中間台３５２における重心位置」と称することとする。第１の板状バネ部材３７１～３７１および第２の板状バネ部材３７２～３７２はそれぞれＺ方向に略同一となる取付位置に設けるとともに、上記可動台３０６を中心として均等に配置している。このため、「第１中間台３５１における重心位置」と「第２中間台３５２に置ける重心位置」のいずれもが上記「可動台３０６における重心位置」および「ベース４３０の重心位置」に対して、水平方向および垂直方向に対して略同一となるように構成されている。なお、板状バネ部材３７１～３７３をＺ方向に分割して設ける場合には、それらの中心の位置をもって上記の取付位置と考えることで足りる。

　上述した重心位置の関係について換言すると、防振バネ３２２～３２２を用いて弾性支持されている装置全体の質量を、ベース３０４側から第１の板状バネ部材３７１～３７１および第２の板状バネ部材３７２～３７２を介して順次接続される第１質量体、第２質量体および第３質量体と想定したとき、これらの質量体は各々の重心位置が水平方向および垂直方向に互いに略同一となる関係にある。

　このように構成されているため、第１の板状バネ部材３７１～３７１を介してＸ方向に弾性的に接続されたベース３０４側の質量体（第１質量体）と、第１中間台３５１側の質量体（第２質量体＋第３質量体）との２つの質量体として考えた場合、これらの２つの質量体の重心位置は水平方向および垂直方向のいずれに対しても略同一となる。そのため、第１中間台３５１側の部分が一体となってＸ方向に振動を生じた際に、双方の質量体の間で回転モーメントが生じることがないため、ベース３０４側に傾きが生じることがなく姿勢が安定して、結果として可動台３０６の動作安定化が達成できる。

　また、装置全体を第２の板状バネ部材３７１～３７１を介してＹ方向に弾性的に接続された第１中間台３５１側の質量体（第１質量体＋第２質量体）と、第２中間台３５２側の質量体（第３質量体）との２つの質量体として考えた場合、これらの２つの質量体の重心位置は水平方向および垂直方向のいずれに対しても略同一となる。そのため、Ｙ方向に対しても上記と同様の効果が得られる。

　図２６に示す本実施形態の振動装置３０２では、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に独立した加振手段３８１～３８３を有している。

　まず、Ｘ方向への加振手段である第１の水平加振手段は、２個の第１の板状バネ部材３７１、３７１の両端近傍の表裏にそれぞれ２個ずつ貼設された合計８個の第１圧電素子３８１～３８１から構成される。この第１圧電素子３８１～３８１は、電圧を印加されることによって、Ｙ方向に伸びまたは縮みを生じ、第１の板状バネ部材３７１、３７１に曲げを生じさせることによってＸ方向の変位を生じさせることが可能とされている。

　第１の板状バネ部材３７１は端部のバネおさえ３７１ｄによって位置決めされるベース側接続点３７１ａから、中央のバネ座３７１ｃとバネおさえ３７１ｅによって位置決めされる第１中間台側接続点３７１ｂとの間で、その中央に曲がりの方向が変化する屈曲点を有するため、当該部分にまで第１圧電素子３８１～３８１を貼り付けることは、却って変形を阻害して効率を低下させることになる。そのため、第１圧電素子３８１～３８１はバネ有効長の中央を避けて、いずれかの端部寄りに設けることが効率的である。

　第１圧電素子３８１～３８１は各々端部から同じ位置に設けられているとともに、出力を調整することで同じ変形を生じさせることができる。このようにすることで、Ｘ方向に離間させた第１の板状バネ部材３７１、３７１の間隔を保ったまま同じように変形させることができ、第１中間台３５１、３５１を、水平状態を保ったままＸ方向にのみ変位させることができる。

　次に、Ｙ方向への加振手段である第２の水平加振手段は、上述の第１の水平加振手段と同様、２個の第２の板状バネ部材３７２、３７２の両端近傍の表裏にそれぞれ２個ずつ貼設された合計８個の第２圧電素子３８２～３８２から構成される。この第２圧電素子３８２～３８２は電圧を印加されることによって、Ｘ方向に伸びまたは縮みを生じ、第２の板状バネ部材３７２、３７２に曲げを生じさせることによってＹ方向の変位を生じさせることが可能とされている。第２圧電素子３８２～３８２も、第１圧電素子３８１～３８１と同様の位置に取付がなされており、このようにすることで、Ｙ方向に離間させた第２の板状バネ部材３７２、３７２の間隔を保ったまま同じように変形させることができ、第２中間台３５２を、水平状態を保ったままＹ方向にのみ変位させることができる。

　さらに、Ｚ方向への加振手段である垂直加振手段は、上下に２個ずつ設けられている板状バネ部材３７３～３７３のうち上側の２個の板状バネ部材３７３、３７３の両端近傍の表裏にそれぞれ２個ずつ貼設された合計８個の第３圧電素子３８３～３８３から構成される。この第３圧電素子３８３～３８３は電圧を印加されることによって、Ｘ方向に伸びまたは縮みを生じ、第３の板状バネ部材３７３、３７３に曲げを生じさせることによってＺ方向の変位を生じさせることが可能とされている。第３圧電素子３８３～３８３も、第１圧電素子３８１～３８１および第２圧電素子３８２～３８２と同様の位置に取付がなされており、このようにすることで、Ｚ方向に離間させた第３の板状バネ部材３７３、３７３の間隔を保ったまま同じように変形させることができ、可動台座３６１を水平状態を保ったままＺ方向にのみ変位させることができる。なお、第３の圧電素子３８３～３８３を、下側に設けている２個の第３の板状バネ部材３７３、３７３に設けることも可能であり、上側と下側の計４個の第３の板状バネ部材３７３～３７３に設けることも可能である。

　上記のように、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向に変位を与えることのできる電圧を各々正弦波状に変化させることによって、可動台座３６１に対して各方向に周期的な加振力を付与することができる。

　上記のようにして構成した振動装置３０２に対して、上述の第１実施形態と同様、図２２に示すように制御システム部３が構成されており、第１圧電素子３８１、第２圧電素子３８２および第３圧電素子３８３に各々正弦波状の制御電圧を付与することによって、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向の振動を発生させるための周期的加振力を生じさせる。

　制御システム部３は、第１実施形態にて説明したものと同一であり、同じように振動装置３０２を制御することが可能とされており、振動装置３０２と相俟って物品移動装置の一つである物品搬送装置３０１を構成している。

　このように構成した物品搬送装置３０１であっても、第１実施形態における物品搬送装置１（図１参照）と同様、可動台３０６（図２３参照）の上に載せた物品９の搬送や分別を行うことができる。

　具体的には、本実施形態の振動装置３０２であっても、第１実施形態の場合と同様、図１０に示すように模式的に表すことができるとともに、図１１～図１３に示すような特性を得ることができる。そして、こうした特性を利用して、第１実施形態として図１４（ａ）～（ｆ）を用いて説明したような、可動台６（３０６）上での物品９の搬送や分別を行うことが可能となっている。

　上記のように本実施形態における振動装置３０２を用いて、物品移動装置としての物品搬送装置３０１を構成することで、物品９を任意方向に搬送させることが可能となる。さらに、本実施形態における振動装置３０２は、上述したように第１～第３質量体の重心位置関係が構成されているために、第１の板状バネ部材３７１～３７１を介してＸ方向に弾性的に接続される部分の重心位置が水平方向および垂直方向に略同一に構成され、かつ、第２の板状バネ部材３７２～３７２を介してＹ方向に弾性的に接続される部分の重心位置が水平方向および垂直方向に略同一に構成されることとなり、Ｘ方向およびＹ方向への振動に際してベース３０４側と、可動台３０６側との間での回転モーメントの発生を抑制することが可能となる。こうすることで、ベース３０４は防振バネ３２２～３２２によって固定台３２１上で弾性的に支持されているものの、傾きを生じることなく姿勢を安定に保つことが可能となる。そのため、ベース３０４に支持される可動台３０６側に安定して振動を生じさせることが可能となり、より精度の高い物品９の搬送を行わせることが可能となる。また、ベース３０４の姿勢が安定することによって、不要な振動が固定台３２１および設置面に対して伝達することがなくなり、振動の伝達および騒音の発生を抑制して作業環境の向上に寄与させることができる。

　さらに、第１の板状バネ部材３７１～３７１および第２の板状バネ部材３７２～３７２が第１～第３質量体の重心位置に対して、垂直方向に略同一となるように設けられていることから、第１圧電素子３８１～３８１および第２圧電素子３８２～３８２によるＸ方向およびＹ方向への加振力が重心方向に作用するようになっている。そのため、上記第１～第３質量体の姿勢を安定させて、可動台３０６の動作をより安定化させることが可能となっている。

　また、本実施形態における振動装置３０２においては、上述した第３質量体の一部を構成する可動台３０６にカウンタウエイト３７３ｆ、３７３ｆを設けて可動台３０６の重心位置を、第３の板状バネ部材３７３～３７３間の中心と略同一にするように構成している。そのため、Ｘ、Ｙ方向に振動を生じさせた際に、慣性力の作用から可動台３０６に傾きが生じ、いわゆる首振りが生じることがなく、可動台３０６をより安定して振動させることが可能となり、一層精度の高い動作を行わせることが可能となる。

　さらには、ベース３０４は周壁部３４２が設けられていることによって、駆動部３２５の保護が図れるとともに、ベース３０４側の質量が増加することで加振力の反力によるベース３０４の変位を小さくすることができるため、より可動台３０６の動作安定性を向上させることが可能となっている。

　以上のように、本実施形態に係る振動装置３０２は、防振バネ３２２を介して接地面上に支持されたベース３０４と、当該ベース３０４に対して弾性的に支持された可動台３０６と、当該可動台３０６をＸ方向に振動させる第１圧電素子３８１～３８１と、前記可動台３０６をＹ方向に振動させる第２圧電素子３８２～３８２と、前記可動台３０６をＺ方向に振動させる第３圧電素子３８３～３８３とを備えた振動装置３０２であって、前記ベース３０４と前記可動台３０６との間に第１中間台３５１、３５１と第２中間台３５２とを備えるとともに、前記ベース３０４、前記第１中間台３５１、３５１、前記第２中間台３５２および前記可動台３０６を順次Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に弾性的に接続する複数の第１の板状バネ部材３７１～３７１と、複数の第２の板状バネ部材３７２～３７２と、複数の第３の板状バネ部材３７３～３７３とを具備しており、装置全体を前記第１の板状バネ部材３７１～３７１と第２の板状バネ部材３７２～３７２とを境界とする第１質量体、第２質量体および第３質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となるように構成したものである。

　このように構成しているため、ＸＹの水平２方向と垂直方向（Ｚ方向）の３方向に加振して可動台３０６に三次元的な振動を生じさせることができるとともに、ベース３０４の下に防振バネ３２２～３２２を設ける構成としても、水平方向に加振力を生じさせた際に回転モーメントの発生を抑制してベース３０４の姿勢を安定させ、可動台３０６に正確に振動を生じさせることができるようになる。また、設置面に対して振動の伝播を行わせることがなく、周辺に対する振動の伝達や騒音の発生を抑制して作業環境の改善も図ることが可能となる。

　さらに、前記各質量体の重心位置と各板状バネ部材３７１～３７３の取付位置とが垂直方向に略同一となるように構成しているため、水平２方向に対して可動台３０６の姿勢をより安定させつつ振動を生じさせることができるようになる。

　また、前記複数の第３の板状バネ部材３７３～３７３が前記各質量体の重心位置を中心として各加振方向に対して対称となるように設けられているとともに、これらの第３の板状バネ部材３７３～３７３を挟んで対称となる位置に前記可動台３０６に対するカウンタウエイト３７３ｆ、３７３ｆが設けられているように構成しているため、動作時の可動台３０６の首振りなど予期せぬ振動を抑制することも可能となる。

　さらに、前記ベース３０４の外周縁近傍より立ち上げた周壁部３４２を設けており、前記周壁部３４２が板状バネ部材３７１～３７３および圧電素子３８１～３８３を囲むように構成するとともに、ベース３０４の重心位置を調整する重心調整部材とするように構成しているため、ベース３０４の重心位置を高くして、上記の質量体ごとの重心位置を合わせやすくするとともに、駆動部３２５を保護するためのカバーとして機能させることが可能となる。

　さらに、本実施形態に係る物品移動装置としての物品搬送装置３０１は、上記のように構成した振動装置３０２と、当該振動装置３０２が有する複数の加振手段としての圧電素子３８１～３８３による周期的加振力を、位相差を有しつつ同一の周波数で同時に発生させて前記可動台３０６に三次元の楕円振動軌跡を生じさせるように前記各圧電素子３８１～３８３を制御する振動制御手段３１と、各加振手段による周期的加振力の振幅と位相差を切り替える振動切替手段３２とを備えるように構成したものである。このようにしているため、可動台３０６上の物品９を任意の方向に搬送することが可能な制御性に優れた物品搬送装置３０１として有効に構成することができる。
＜第５実施形態＞

　第５実施形態は、図３０に示すように、第４実施形態におけるものと同一の振動装置３０２を用いて、物品移動装置の一つである物品分別装置４０１を構成したものである。第４実施形態の場合と同じ部分には同じ符号を付し、説明を省略する。

　この実施形態においては、振動装置３０２としての構成は第４実施形態の場合と同様であり、これを制御するための制御システム部１０３が異なるにとどまる。制御システム部１０３は、第２実施形態として図１５に示したものと同じものを用いている。

　そのため、第２実施形態において図１６～２０を用いて説明したものと同一の作用を生じさせて、これと同様に、好適に物品９の分別を行うことが可能となる。

　以上のように本実施形態では、第４実施形態にて説明した振動装置３０２と同一のものを使用しているために、上述した第４実施形態にて説明した振動装置３０２と同一の効果を得ることが可能となっている。

　それに加えて、本実施形態に係る物品移動装置としての物品分別装置４０１は、上述の振動装置３０２と、当該振動装置３０２が有する複数の加振手段としての圧電素子３８１～３８３による周期的加振力を、位相差を有しつつ同一の周波数で同時に発生させ前記可動台３０６に三次元の振動軌跡を生じさせるように前記圧電素子３８１～３８３を制御する振動制御手段３１とを備え、水平加振手段としての圧電素子３８１、３８２による周期的加振力と垂直加振手段としての圧電素子３８３による周期的加振力との位相差を、それぞれ所定の基準摩擦係数を境界として個々の物品が有する摩擦係数の前記基準摩擦係数に対する大小関係に基づき各物品が異なる方向に移動するように設定することで、前記可動台３０６上に載せられた複数の物品９を同時に分別するように構成したものである。

　このようにすることで、可動台３０６上の複数の物品９を摩擦係数に応じて分別することが可能な制御性に優れた物品分別装置４０１を有効に構成することができる。
＜第６実施形態＞

　第６実施形態は、図３１に示すように、第１～第５実施形態におけるものとは別の振動装置５０２として構成したものである。第１～第５実施形態の場合と同じ部分には同じ符号を付し、説明を省略する。

　この振動装置５０２は後述するように、可動台５０６に対してＸ方向およびＺ方向の加振力を与えることで、ＸＺ平面内で任意の楕円振動軌跡を生じさせることが可能であり、第１実施形態および第４実施形態と同様の制御システム部３（図１及び図２２参照）を加えることで、これを備えた物品移動装置５０１を、Ｘの正逆方向に対して物品の搬送を行う物品搬送装置として構成できる。さらには、第２実施形態および第５実施形態と同様の制御システム部１０３（図１５及び図３０参照）を加えることで、これを備えた物品移動装置５０１を、Ｘの正逆方向に対して物品の分別を行う物品分別装置としても構成できる。

　本実施形態で用いる制御システム部に関する詳細な構成説明は割愛するが、図１又は図２２における制御システム部３、あるいは、図１５又は図３０における制御システム部１０３より、Ｙ方向の加振力を制御するための位相調整回路３１ｂ、振幅調整回路３１ａおよびアンプ３５を省略した構成とするだけで足りる。

　本実施形態における振動装置５０２は、図３１および図３３に示すように、矩形プレート状に形成された固定台５２１の上部に、防振バネ３２２～３２２を介してベース５０４が弾性的に支持されている。ベース５０４に対しては、後述するように可動台５０６がＸ方向およびＺ方向に対して弾性支持されているとともに、これらの支持部を覆うようにベース５０４の外周縁に沿って周壁部５４２が設けられている。周壁部５４２は、４つのブロックからなる下部錘５４２ａ～５４２ｂを矩形状の枠体として構成し、その上部に２つのブロックからなる上部錘５４２ｃ、５４２ｃを設けることによって構成している。

　可動台５０６の上部には、Ｘ方向に延在する載置台５６３が設けられており、この載置台５６３の上面は載置面５６３ａとして物品９を載せることが可能に構成されている。そして、載置面５６３ａを幅方向に挟むようにしてＹの正逆方向それぞれに段差部５６３ｂ、５６３ｂが設けられており、載置面５６３ａに載せた物品９のＹ方向への移動を規制するようにしている。

　図３１の状態より載置台５６３および周壁部５４２の一部を取り外した状態を図３２に示す。

　可動台５０６を中心とする弾性支持手段および加振手段の基本的な構成は、図２６に示した第４実施形態における振動装置３０２とほぼ同様であり、これよりＹ方向に関する第２の板状バネ部材３７２、３７２および第２圧電素子３８２～３８２を取り去り、第１中間台３５１、３５１に対して直接的に第３の板状バネ部材３７３、３７３を支持させた構成といえる。

　図３２を用いて簡単に説明すると、まず、ベース５０４に対して、水平方向であるＸ方向に弾性変位可能に構成された２個の第１の板状バネ部材５７１、５７１を介して２つの中間台５５１が弾性支持されている。さらに、中間台５５１に対して、垂直方向であるＺ方向に弾性変位可能に構成された４個の第３の板状バネ部材５７３～５７３を介して可動台座５６１が弾性支持されている。

　ここで、図３３におけるＡ－Ａ断面矢視図を図３４に示す。この図から分かるように、第３の板状バネ部材５７３～５７３はバネ間ブロック５７３ｄを挟んで上下に平行に配置されており、さらにその上部には第３の板状バネ部材５７３を挟んで可動台座５６１が、下部には第３の板状バネ部材５７３を挟んでバネ座５７３ｅが設けられている。

　可動台座５６１は、その上部に載置台５６３が設けられることで、これと一体化して可動台５０６を構成する。

　また、バネ座５７３ｅには、カウンタウエイト５７３ｆ、５７３ｆが設けられており、可動台５０６とのバランスを取り、第３の板状バネ部材５７３～５７３を介して弾性接続されている可動台５０６側全体の重心位置が第３の板状バネ部材５７３～５７３間の中心位置に対して水平方向および垂直方向に略同一の関係となるように構成している。

　また、この重心位置に対して、第３の板状バネ部材５７３～５７３の中心位置も垂直方向に同一となるようにしている。さらに、中間台５５１、５５１、第１の板状バネ部材５７１、５７１および第３の板状バネ部材５７３～５７３は全て、上記重心位置を中心にＸ、Ｙ、Ｚの各方向に対して対称になるように設けている。そのため、第１の板状バネ部材５７１、５７１によって支持される中間台５５１、５５１側の質量全体の重心位置は、第３の板状バネ部材５７３～５７３間の中心と水平方向および垂直方向に略同一の位置となる。

　さらに、ベース５０４に対して周壁部５４２を設けることによって、ベース５０４側の重心位置を調整可能に構成している。こうすることで、ベース５０４側の重心位置も前記第３の板状バネ部材５７３～５７３間の中心と水平方向および垂直方向に略同一の位置となっている。

　上記の点を換言すると、装置全体を第１の板状バネ部材５７１、５７１を境界とするベース５０４側の質量体と、中間台５５１側の質量体からなる２個の質量体に置き換えて考えた場合、これらの質量体の重心位置が水平方向および垂直方向に対して略同一の位置になる関係となっているものといえる。

　また、この振動装置５０２においては、第１の板状バネ部材５７１、５７１および第３の板状バネ部材５７３～５７３のうち上方に位置するものに対して、それぞれ圧電素子５８１、５８１、５８３、５８３が設けられており、これを電圧により制御することで各方向への加振を行うことができるようになっている。

　この振動装置５０２を用いた物品移動装置５０１を、第１実施形態や第４実施形態のような物品搬送装置として構成した場合には、図３３に示すように載置面５６３ａ上に置かれた物品９をＸの正方向または逆方向の任意の方向に、さらには速度を変更しつつ搬送を行わせることが可能となる。また、第２実施形態や第５実施形態のような物品分別装置として構成すると、物品９が、摩擦係数が異なる物品９ａ、９ｂである場合には、一方をＸの正方向に移動させつつ他方を逆方向に移動させることによって両者を分別させることも可能となる。

　このような動作を行わせる場合において、上述したような重心位置の関係となっているためにベース５０４の姿勢を安定化させて、可動台５０６の振動を精度良く生じさせることが可能となる。また、可動台５０６に対してカウンタウエイト５７３ｆ、５７３ｆが取り付けられて重心位置が適正化されていることによって、可動台５０６の首振り現象も抑えられてより精度が向上する。さらに、ベース５０４に対して周壁部５４２が設けられていることで駆動部５２５の保護を図ることができるとともに、ベース５０４の重量を増大させて、加振力に対する反力によるベース５０４の動作を小さくして、より上記の効果を高めることが可能となる。

　以上のように、本実施形態における振動装置５０２は、防振バネ３２２～３２２を介して接地面上に支持されたベース５２１と、当該ベース５２１に対して弾性的に支持された可動台５０６と、当該可動台５０６を水平方向に振動させる第１圧電素子５８１～５８１と、前記可動台５０６を垂直方向に振動させる第３圧電素子５８３～５８３とを備えた振動装置であって、前記ベース５２１と前記可動台５０６の間に中間台５５１、５５１を備えるとともに、前記ベース５２１、中間台５５１および前記可動台５０６を順次水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の第１の板状バネ部材５７１、５７１と複数の第３の板状バネ部材５７３～５７３とを具備しており、装置全体を第１の板状バネ部材５７１、５７１を境界とする２個の質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となるように構成したものである。

　このように構成しているため、水平方向と垂直方向に加振して可動台５０６に楕円振動軌跡を生じさせることができるとともに、ベース５０４の下に防振バネ３２２～３２２を設ける構成としても、水平方向に加振力を生じさせた際に回転モーメントの発生を抑制してベース５０４の姿勢を安定させ、可動台５０６に正確に振動を生じさせることができるようになる。また、設置面に対して振動の伝播を行わせることがなく、周辺に対する振動の伝達や騒音の発生を抑制して作業環境の改善も図ることが可能となる。
＜第７実施形態＞

　第７実施形態は、図３５に示すように、第１～第６実施形態におけるものとは別の振動装置６０２として構成したものである。第１～第６実施形態の場合と同じ部分には同じ符号を付し、説明を省略する。

　この振動装置６０２は、第６実施形態の場合と同様、可動台６０６に対してＸ方向およびＺ方向の加振力を与えることで、ＸＺ平面内で任意の楕円振動軌跡を生じさせることが可能なものであり、第６実施形態の振動装置５０２（図３１参照）の場合と比較して、高さ方向（Ｚ方向）に大きく、機幅方向（Ｙ方向）に小さくなるように構成したものである。この振動装置６０２においても、第６実施形態の場合と同じく、第１実施形態および第４実施形態と同様の制御システム部３（図１及び図２２参照）を加えることで、これを備えた物品移動装置６０１を、Ｘの正逆方向に対して物品の搬送を行う物品搬送装置として構成でき、第２実施形態および第５実施形態と同様の制御システム部１０３（図１５及び図３０参照）を加えることで、これを備えた物品移動装置６０１を、Ｘの正逆方向に対して物品の分別を行う物品分別装置として構成できる。

　本実施形態における振動装置６０２は、図３５および図３７に示すようにＸ方向に延在する矩形プレート状に形成された固定台６２１の上部に、防振バネ３２２～３２２を介してベース６０４が弾性的に支持されている。ベース６０４に対しては、後述するように可動台６０６がＸ方向およびＺ方向に対して弾性支持されているとともに、これらの支持部を覆うようにベース６０４の外周縁に沿って周壁部６４２が設けられている。周壁部６４２は、４つのブロックからなる錘部材６４２ａ～６４２ｂより矩形状の枠体として構成している。

　可動台６０６の上部には、Ｘ方向に延在する載置台６６３が設けられており、載置台６６３の上面は載置面６６３ａとして物品９を載せることが可能に構成されている。そして、載置面６６３ａを挟むようにしてＹの正逆方向それぞれに段差部６６３ｂ、６６３ｂが設けられており、載置面６６３ａに載せた物品９のＹ方向への移動を規制するようにしている。

　図３５の状態より載置台６６３および周壁部６４２の一部を取り外した状態を図３６に示す。

　可動台６０６を中心とする弾性支持手段および加振手段の基本的な構成は、図３２に示した第６実施形態における振動装置５０２とほぼ同様であり、ベース５０４に対して可動台５０６側をＸ方向に弾性支持するための第１の板状バネ部材５７１、５７１の取付方向および中間台５５１、５５１の構成が異なるものである。

　図３６を用いて簡単に説明すると、まず、ベース６０４に対して、一対の第１の板状バネ部材６７１、６７１をＸ方向に離間させつつ平行に配置して、Ｚ方向に立ち上げるように取付けている。そして、それらの上部に中間台６５１の一部を構成する２つのブロック６５１ａ、６５１ａを接続している。こうすることで、これらのブロック６５１ａ、６５１ａがベース６０４に対してＸ方向に弾性支持される。

　さらに、これらのブロック６５１ａ、６５１ａ間に渡って、法線方向をＺ方向に向けつつ上下に対向して配置した一対の第３の板状バネ部材６７１、６７１を設け、これらに支持させることによって、可動台座６６１をＺ方向に弾性支持するようにしている。一対の第３の板状バネ部材６７１、６７１の各端部の間にはブロック６５１ｂ、６５１ｂが設けられており、第３の板状バネ部材６７１、６７１間の平行を保つことができるようにしている。また、これらの位置関係を保持可能にするために、一対のプレート６５１ｃ、６５１ｃを補強部材として設けており、これらによって挟み込むような構成としている。上記のブロック６５１ａ、６５１ａ、ブロック６５１ｂ、６５１ｂおよびプレート６５１ｃ、６５１ｃは剛体としての一個の中間台６５１を構成して、ほぼ一定の形状を保つようにされている。

　ここで、図３７におけるＡ－Ａ断面矢視図を図３８に示す。この図から分かるように、第３の板状バネ部材６７３、６７３はバネ間ブロック６７３ｄを挟んで上下に平行に配置されており、さらにその上部には第３の板状バネ部材６７３を挟んで可動台座６６１が、下部には第３の板状バネ部材６７３を挟んでバネ座６７３ｅが設けられている。

　可動台座６６１は、その上部に載置台６６３が設けられることで、これと一体化して可動台６０６を構成する。

　また、バネ座６７３ｅには、カウンタウエイト６７３ｆが設けられており、可動台６０６とのバランスを取り、第３の板状バネ部材６７３、６７３を介して弾性接続されている可動台６０６側全体の重心位置が、第３の板状バネ部材６７３、６７３間の中心位置に対して水平方向および垂直方向に略同一の関係となるように構成している。

　さらに、第１の板状バネ部材６７１、６７１を境界とする質量間の重心位置の関係および第３の板状バネ部材６７３、６７３を境界とする質量間の重心位置の関係についても、第６実施形態と同様に構成している。第６実施形態と異なる点は、第３の板状バネ部材６７３、６７３間の中心と第１の板状バネ部材６７１、６７１間の中心とがＺ方向に僅かにずらして構成されている点のみといえる。

　上記のように構成した場合であっても、第６実施形態の場合と同様、可動台６０６に対してＸ、Ｚ方向に振動を生じさせることが可能となり、制御システム部を加えて物品移動装置６０１として構成することで物品の搬送および分別が可能となる。

　この実施形態における振動装置６０２は、第６実施形態の場合と同様の重心位置関係となっていることで、動作中のベース６０４の姿勢を安定化させて、可動台６０６の振動を精度良く生じさせることが可能となる。また、可動台６０６に対してカウンタウエイト６７３ｆが取り付けられて重心位置が適正化されていることによって首振り現象も抑えられ、より動作精度が向上する。さらに、ベース６０４に対して周壁部６４２が設けられていることで駆動部６２５の保護を図ることができるとともに、ベース６０４の重量を増大させて、加振力に対する反力によるベース６０４の動作を小さくして、より上記の効果を高めることが可能となっている。

　なお、各部の具体的な構成は、上述した第１～第７実施形態のみに限定されるものではない。

　例えば、第１実施形態においては、各方向への加振手段８１～８３をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚの互いに直交する方向に加振力を与えるように構成したが、可動台６に三次元的に合成した振動軌跡を生成・変更できるかぎり必ずしも直交させることは必要でなく、単にそれぞれの方向を交差させるだけでよい。また、各加振手段８１～８３は厳密に垂直、水平方向に設定することも必要ではないし、ベース４を傾けることや、垂直に設置する等の種々の利用の態様も可能である。より具体的には、加振手段を傾けて設けた場合には一個の加振手段によって水平と垂直方向の複数の方向の成分を含む加振力を生じさせることも可能である。これらの点は他の第２～第７実施形態においても同様である。

　また、第１実施形態において、第１～第３の板状バネ部材７１～７３に貼りつける第１～第３圧電素子８１～８３を裏表のいずれかの面に設けたユニモルフ型としていたが、両面ともに設けたバイモルフ型として、さらに加振力を増すように構成することも可能である。これらの点は他の第２～第７実施形態においても同様であり、ユニモルフ型、バイモルフ型の何れでも構成することが可能である。

　また、第１実施形態においては、図４に記載するように、第１～第３圧電素子８１～８３は第１～第３の板状バネ部材７１～７３のそれぞれ外側半分に貼りつけてあるが、これを内側半分に貼りつける構成とすることも可能であるし、外側半分と内側半分のそれぞれに設けるように構成することも可能である。また、各圧電素子８１～８３は板状バネ部材７１～７３のそれぞれ外側半分に貼りつけてあるが、これを逆にして内側半分に貼りつける構成とすることも可能であるし、外側半分と内側半分のそれぞれに設けるように構成することも可能である。これらの点についても、他の第２～第７実施形態において同様といえる。

　さらに、第１実施形態において、第１～第３の板状バネ部材７１～７３をそれぞれ端部で支持しつつ、中央で別の部材を支持する構成としていたが、中央付近で分割して各々２個の板状バネ部材として構成することも可能である。こうした点についても、他の第２～第７実施形態において同様といえる。

　また、第１実施形態では、弾性支持を行うための第１～第３の板状バネ部材７１～７３と、各方向への加振を行う第１～第３の加振手段８１～８３としての圧電素子を一体化して構成していたが、コンパクト化の要求が小さい場合には、加振手段として電磁石を用い、板状バネ部材７１～７３とは独立して構成することも可能である。この点についても、他の第２～第７実施形態において同様であり、電磁石を用いた構成とすることが可能である。

　また、上述の実施形態では、Ｚ方向の周期的加振力の位相を基準として、Ｘ方向の周期的加振力とＹ方向の周期的加振力の位相を調整するような制御回路としていたが、Ｚ方向の周期的加振力とＸ方向及びＹ方向の各周期的加振力との間の位相差を所定の値とすることができる限り、方向の周期的加振力の位相を変更するように構成しても良い。

　第４実施形態において示した防振バネ３２２としては、板状バネ部材３７１～３７３に対して十分低いバネ定数を有するものである限り、金属バネ構成のものであっても、ゴム等の弾性体による構成のものであっても差し支えなく好適に使用可能である。この点は、他の第５～第７実施形態においても同様である。

　その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

　以上に詳述した第１の発明によれば、簡単な構成でありながら、可動台を効果的に弾性支持することが可能で、かつ、搬送面までの高さが小さく可動台のピッチングやローリングを抑制できる振動装置と、この振動装置を使用した制御性に優れた物品搬送装置および物品分別装置を提供することが可能となる。また、第２の発明によれば、可動台に加振力を作用させた際に生じる回転モーメントを抑制できるために、防振バネを介してベースを支持させた形態でもベースの姿勢を安定させることができ、これに支持させる可動台の振動をより安定させて動作精度を向上させることが可能となるとともに、設置面への振動の伝播を抑えて騒音や振動等を防止して作業環境を改善することができる振動装置と、この振動装置を使用した制御性に優れた物品搬送装置および物品分別装置を提供することが可能となる。

　１…物品搬送装置（物品移動装置）
　２…振動装置
　３…制御システム部
　４…ベース
　６…可動台
　９、９ａ、９ｂ…物品
　３１…振動制御手段
　３２…振動切替手段
　３３…搬送経路決定手段
　３４…発振機
　３５…制御電圧増幅器
　４２…カバー
　５１…第１中間台
　５２…第２中間台
　６１…可動台座
　６２…可動板
　６３…搬送台
　７１…第１の板状バネ部材（第１の水平弾性支持手段）
　７２…第２の板状バネ部材（第２の水平弾性支持手段）
　７１…第３の板状バネ部材（垂直弾性支持手段）
　８１…第１圧電素子（第１の水平加振手段）
　８２…第２圧電素子（第２の水平加振手段）
　８３…第３圧電素子（垂直加振手段）
　１０１…物品分別装置（物品移動装置）
　１３２…位相差入力部
　３２２…防振バネ
　３７３ｆ…カウンタウエイト

Claims

ベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する第１の水平弾性支持手段と、第２の水平弾性支持手段と、垂直弾性支持手段とを具備しており、
前記第１の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第１の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第１の板状バネ部材より構成され、
前記第２の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第２の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第２の板状バネ部材より構成され、
前記垂直弾性支持手段が厚み方向を前記垂直方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第３の板状バネ部材より構成されていることを特徴とする振動装置。
ベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する第１の水平弾性支持手段と、第２の水平弾性支持手段と、垂直弾性支持手段とを具備しており、
前記第１の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第１の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第１の板状バネ部材より構成され、
前記第２の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第２の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第２の板状バネ部材より構成され、
前記垂直弾性支持手段が厚み方向を前記垂直方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第３の板状バネ部材より構成され、
前記第１～第３の板状バネ部材の少なくともいずれかが、所定距離離して平行に複数個設けられていることを特徴とする振動装置。
ベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する第１の水平弾性支持手段と、第２の水平弾性支持手段と、垂直弾性支持手段とを具備しており、
前記第１の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第１の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第１の板状バネ部材より構成され、
前記第２の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第２の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第２の板状バネ部材より構成され、
前記垂直弾性支持手段が厚み方向を前記垂直方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第３の板状バネ部材より構成され、
前記第１及び第２の水平加振手段並びに前記垂直加振手段が前記第１～第３の板状バネ部材の少なくとも片面に貼設された圧電素子であり、これらの圧電素子に正弦電圧を付与して周期的な伸びを生じさせることで、前記第１～第３の板状バネ部材を振動させることを特徴とする振動装置。
ベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する第１の水平弾性支持手段と、第２の水平弾性支持手段と、垂直弾性支持手段とを具備しており、
前記第１の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第１の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第１の板状バネ部材より構成され、
前記第２の水平弾性支持手段が厚み方向を前記第２の水平方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第２の板状バネ部材より構成され、
前記垂直弾性支持手段が厚み方向を前記垂直方向にほぼ合致させるとともに長手方向を水平な向きに配された第３の板状バネ部材より構成され、
前記第１～第３の板状バネ部材の少なくともいずれかが、所定距離離して平行に複数個設けられており、
さらに、前記第１及び第２の水平加振手段並びに前記垂直加振手段が前記第１～第３の板状バネ部材の少なくとも片面に貼設された圧電素子であり、これらの圧電素子に正弦電圧を付与して周期的な伸びを生じさせることで、前記第１～第３の板状バネ部材を振動させることを特徴とする振動装置。
前記ベースと前記第１中間台の少なくともいずれかと前記第１の板状バネ部材との間、および、前記第１中間台と前記第２中間台の少なくともいずれかと前記第２の板状バネ部材との間に各々バネ座が設けられており、当該バネ座の位置が各々前記第１および第２の板状バネ部材の長手方向に対して変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の振動装置。
防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の第１の水平弾性支持手段と、複数の第２の水平弾性支持手段と、複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、
装置全体を前記第１の水平弾性支持手段と第２の水平弾性支持手段とを境界とする第１質量体、第２質量体および第３質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となるように構成したことを特徴とする振動装置。
防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の第１の水平弾性支持手段と、複数の第２の水平弾性支持手段と、複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、
装置全体を前記第１の水平弾性支持手段と第２の水平弾性支持手段とを境界とする第１質量体、第２質量体および第３質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となり、かつ、前記各質量体の重心位置と各水平弾性支持手段の取付位置とが垂直方向に略同一となるように構成したことを特徴とする振動装置。
防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の第１の水平弾性支持手段と、複数の第２の水平弾性支持手段と、複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、
装置全体を前記第１の水平弾性支持手段と第２の水平弾性支持手段とを境界とする第１質量体、第２質量体および第３質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となるようにされており、さらに、
前記複数の垂直弾性支持手段が前記各質量体の重心位置を中心として各加振方向に対して対称となるように設けられているとともに、これらの垂直弾性支持手段を挟んで対称となる位置に前記可動台に対するカウンタウエイトが設けられていることを特徴とする振動装置。
防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を第１の水平方向に振動させる第１の水平加振手段と、前記可動台を第１の水平方向と交差する第２の水平方向に振動させる第２の水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台との間に第１中間台と第２中間台とを備えるとともに、前記ベース、前記第１中間台、前記第２中間台および前記可動台を順次前記第１の水平方向、第２の水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の第１の水平弾性支持手段と、複数の第２の水平弾性支持手段と、複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、
装置全体を前記第１の水平弾性支持手段と第２の水平弾性支持手段とを境界とする第１質量体、第２質量体および第３質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となり、かつ、前記各質量体の重心位置と各水平弾性支持手段の取付位置とが垂直方向に略同一となるようにされており、さらに、
前記複数の垂直弾性支持手段が前記各質量体の重心位置を中心として各加振方向に対して対称となるように設けられているとともに、これらの垂直弾性支持手段を挟んで対称となる位置に前記可動台に対するカウンタウエイトが設けられていることを特徴とする振動装置。
防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を水平方向に振動させる水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台の間に中間台を備えるとともに、前記ベース、中間台および前記可動台を順次水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の水平弾性支持手段と複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、
装置全体を前記水平弾性支持手段を境界とする２個の質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となるように構成したことを特徴とする振動装置。
防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を水平方向に振動させる水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台の間に中間台を備えるとともに、前記ベース、中間台および前記可動台を順次水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の水平弾性支持手段と複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、
装置全体を前記水平弾性支持手段を境界とする２個の質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となり、かつ、前記各質量体の重心位置と各水平弾性支持手段の取付位置とが垂直方向に略同一となるように構成したことを特徴とする振動装置。
防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を水平方向に振動させる水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台の間に中間台を備えるとともに、前記ベース、中間台および前記可動台を順次水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の水平弾性支持手段と複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、
装置全体を前記水平弾性支持手段を境界とする２個の質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となるようにされており、さらに、
前記複数の垂直弾性支持手段が前記各質量体の重心位置を中心として各加振方向に対して対称となるように設けられているとともに、これらの垂直弾性支持手段を挟んで対称となる位置に前記可動台に対するカウンタウエイトが設けられていることを特徴とする振動装置。
防振バネを介して接地面上に支持されたベースと、当該ベースに対して弾性的に支持された可動台と、当該可動台を水平方向に振動させる水平加振手段と、前記可動台を垂直方向に振動させる垂直加振手段とを備えた振動装置であって、
前記ベースと前記可動台の間に中間台を備えるとともに、前記ベース、中間台および前記可動台を順次水平方向および垂直方向に弾性的に接続する複数の水平弾性支持手段と複数の垂直弾性支持手段とを具備しており、
装置全体を前記水平弾性支持手段を境界とする２個の質量体と想定したとき、これらの質量体の各重心位置が垂直方向および水平方向に略同一となり、かつ、前記各質量体の重心位置と各水平弾性支持手段の取付位置とが垂直方向に略同一となるようにされており、さらに、
前記複数の垂直弾性支持手段が前記各質量体の重心位置を中心として各加振方向に対して対称となるように設けられているとともに、これらの垂直弾性支持手段を挟んで対称となる位置に前記可動台に対するカウンタウエイトが設けられていることを特徴とする振動装置。
前記ベースの外周縁近傍より立ち上げた周壁部を設けており、
前記周壁部が前記弾性支持手段および前記加振手段を囲むように構成されているとともに、前記ベースの重心位置を調整する重心調整部材として構成されていることを特徴とする請求項６～１３のいずれかに記載の振動装置。
可動台の振動により可動台上に載せられた物品を搬送する物品搬送装置であって、
請求項１～１４のいずれかに記載の振動装置と、当該振動装置が有する複数の加振手段による周期的加振力を、位相差を有しつつ同一の周波数で同時に発生させ前記可動台に三次元の振動軌跡を生じさせるように前記各加振手段を制御する振動制御手段と、前記各加振手段による周期的加振力の振幅と位相差を切り替える振動切替手段とを備えることを特徴とする物品搬送装置。
可動台の振動により可動台上に載せられた複数の物品を分別する物品分別装置であって、
請求項１～１４のいずれかに記載の振動装置と、当該振動装置が有する複数の加振手段による周期的加振力を、位相差を有しつつ同一の周波数で同時に発生させ前記可動台に三次元の振動軌跡を生じさせるように前記各加振手段を制御する振動制御手段とを備え、
前記水平加振手段による周期的加振力と前記垂直加振手段による周期的加振力との位相差を、所定の基準摩擦係数を境界として個々の物品が有する摩擦係数の前記基準摩擦係数に対する大小関係に基づき各物品が異なる方向に移動するように設定することで、前記可動台上に載せられた複数の物品を同時に分別することを特徴とする物品分別装置。