WO2019017581A1 - 일체형 판스프링 구조체 및 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기 - Google Patents

일체형 판스프링 구조체 및 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기 Download PDF

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WO2019017581A1
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vibration
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flat plate
region
leaf spring
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PCT/KR2018/005887
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한형수
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주식회사 한신
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/18—Leaf springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
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    • B65G2812/03—Vibrating conveyors
    • B65G2812/0304—Driving means or auxiliary devices
    • B65G2812/0308—Driving means

Definitions

  • the present invention relates to an integral plate spring structure for transmitting the vibration generated from a vibration generating part to a component feeder and a component feeder equipped with the integral plate spring structure. More particularly, the vibration generating part of the plate spring and the vibration transmitting part are disposed on the same plane.
  • the present invention relates to an integral plate spring structure in which the width of the vibration transmission portion is narrower than the width of the vibration generating portion and a component feeder equipped with the integral plate spring structure.
  • a parts feeder is a device that supplies parts quantitatively.
  • the way in which these part feeders transport the parts can be divided into electronic and piezoelectric methods.
  • the piezoelectric type is a method in which the plate spring is vibrated using the vibration of the piezoelectric element, and the parts accommodated in the component feeder are transported by the vibration.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-2010-0031569 "Vibratory feeder, conveying device and visual inspection device” (Mar. 23, 2010) discloses an installation structure of a leaf spring as a component feeder using a piezoelectric type. This part feeder aims to generate the maximum working efficiency with minimum cost.
  • the vibration of the component feeder is the core of the component feeder. If the vibration intensity is too high, the position of the parts can not be moved in a desired direction, and the parts may be spilled out, which may reduce the working efficiency. Particularly, in the case of a bowl feeder that conveys a part in a circular shape, since it is necessary to finely work to rotate and change the component in a desired direction, constant and appropriate intensity vibration is essential. Therefore, there is a need for a technique for generating a proper vibration by applying a minimum voltage to the parts feeder.
  • Registration Utility Model No. 20-0302830 entitled “ Plate spring installation structure of a component feeder” discloses a structure of a plate spring of a component feeder.
  • a rectangular plate spring has a disadvantage in that it generates a vibration whose acceleration is significantly lower than the driving voltage. Therefore, in order to solve such a problem, the conventional plate spring is formed by combining two or more parts rather than an integral type.
  • a conventional leaf spring includes a top spring portion and a bottom spring portion.
  • the purpose that the conventional leaf spring is engaged by two or more parts is to increase the spring constant of the leaf spring to generate vibration with higher acceleration.
  • a conventional leaf spring has solved the problem of the above-described rectangular leaf spring by combining a bottom spring portion of a metal and a top spring portion of a carbon material.
  • the leaf springs are formed in a 'C' shape so that the top springs are engaged with the lower spring portions by bolts.
  • the conventional plate spring structure is not formed as a flat plate, and the vibration generating portion and the vibration transmitting portion are not disposed on the same plane.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a vibration generating unit and a vibration transmitting unit of the leaf spring, which are arranged on the same plane, And an object of the present invention is to provide a component feeder equipped with an integral plate spring structure and an integral plate spring structure that can increase the acceleration of vibration and maximize operation efficiency.
  • an integral plate spring structure is a unitary plate spring structure formed as a flat plate and installed in a component feeder, A vibration generating portion for generating vibration and a region extending from the vibration generating portion to the other end portion of the flat plate and extending in a width narrower than the width of the vibration generating portion, And a vibration transmitting portion for transmitting vibration.
  • the vibration generating portion and the vibration transmitting portion may be disposed on the same plane.
  • the vibration generating unit may include a lower coupling region coupled to a lower portion of the component feeder and a piezoelectric element portion for generating vibration by mechanical deformation when a voltage is applied,
  • the vibration transmitting portion includes an extended region extending from the vibration generating portion to the other end of the flat plate and an upper coupling region coupled with the component feeder to transmit vibration to the upper portion,
  • the forming area and the extending area can be disposed in contact with each other on the same plane with the same material.
  • a second center line extending along the center of the width of the vibration transmission portion may be biased toward the first centerline extending along the center of the width of the vibration generating portion.
  • the vibration transmitting portion may be formed such that one side thereof is in line with one side of the vibration generating portion, and the second centerline is biased toward the straight line formed from the first centerline.
  • the vibration transmitting portion may form a straight line with a first center line extending along the center of the width of the vibration generating portion, and a second center line extending along the center of the width.
  • the vibration transmitting portion may be formed so that the width of the vibration transmitting portion is gradually narrowed, so that at least one side surface is formed as a curved line and the width thereof can be linearly extended.
  • the piezoelectric element forming region may be developed by a distance corresponding to a distance between one end of the flat plate and the other end in the direction of the other end of the flat plate.
  • the piezoelectric element portion may have a rectangular shape with one side being parallel to one end of the flat plate and a side perpendicular to the one side being shorter than the one side and being attached adjacent to the extension region.
  • the lower coupling region may include a first coupling portion coupled by a coupling portion
  • the upper coupling region may include a second coupling portion coupled by a coupling portion
  • the component feeder equipped with the integral plate spring structure includes a base plate portion supported at the bottom, a top plate portion positioned at the upper portion to receive the vibration and transporting the component, and a plurality of integral plates Spring structure, wherein each of the plurality of integrated leaf spring structures includes: a vibration generating portion coupled to the base plate portion and generating vibration, the region extending at an arbitrary distance from the one end to the other end of the flat plate; And a vibration transmitting portion that extends from the vibration generating portion to the other end portion of the flat plate and extends to a width narrower than the width of the vibration generating portion and transmits the vibration generated in the vibration generating portion to the top plate portion .
  • the vibration generating portion may include a lower coupling region to be coupled with the base plate portion, a piezoelectric element portion to generate vibration by mechanical deformation when a voltage is applied, and a piezoelectric element to extend at an arbitrary distance in the other end direction of the flat plate.
  • the vibration transmitting portion includes an extended region extending from the vibration generating portion to the other end of the flat plate and an upper coupling region coupled to the top plate portion and transmitting vibration to the top plate portion, ,
  • the piezoelectric element forming region and the extending region can be disposed in contact with each other on the same plane.
  • a second center line extending along the center of the width of the vibration transmission portion may be biased toward the first centerline extending along the center of the width of the vibration generating portion.
  • the vibration transmission portion may be formed such that one side thereof forms a straight line with one side of the vibration generating portion, and the second centerline is biased toward the straight line formed from the first centerline.
  • the vibration transmission portion may form a straight line with a first center line extending along the center of the width of the vibration generating portion, and a second center line extending along the center of the width.
  • the vibration transmitting portion may be formed so that the width of the vibration transmitting portion is gradually narrowed, so that at least one side surface is formed as a curved line and the width thereof can be linearly extended.
  • the piezoelectric element forming region is extended in the direction of the other end of the flat plate by an intermediate distance between one end and the other end distance of the flat plate and one side of the piezoelectric element portion is parallel to the one end of the flat plate,
  • the side perpendicular to the side is in the form of a rectangle formed with shorter sides than the one side and can be attached adjacent to the extending region.
  • the lower coupling region may include a first coupling portion coupled to the base plate portion by a coupling portion
  • the upper coupling region may include a second coupling portion coupled to the top plate portion by a coupling portion
  • the plurality of integrated leaf spring structures may be arranged in a circular shape such that the vibration transmission portion faces outward, so that the vibration is circularly generated, and the components can be tilted in the opposite direction in which the components are transported.
  • the component feeder equipped with the integral plate spring structure and the integral plate spring structure according to the present invention can reduce the loss of vibration generated between the vibration generating portion and the vibration transmitting portion and can increase the acceleration of the vibration applied to the component feeder, It is possible to extend the service life by generating appropriate vibration according to the frequency.
  • FIG. 1 is a front view and a side view of a conventional leaf spring structure.
  • FIG. 2 is a front view of the integral leaf spring structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a side view of the integral leaf spring structure according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view of a parts feeder equipped with an integrated leaf spring structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a photograph showing an actual implementation of a part feeder equipped with the integrated leaf spring structure according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 6 is a photograph taken from the upper side of the part feeder for a part to be circularly conveyed.
  • FIG. 7 is a view showing an integrated leaf spring structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing an integrated leaf spring structure according to another embodiment of the present invention.
  • 9 to 15 are views showing the effect of the parts feeder equipped with the integrated leaf spring structure according to the embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 is a block diagram of a computer system according to an embodiment of the present invention. Fig. For convenience of explanation, the apparatus and method are described together when necessary.
  • FIG. 2 is a front view of the integrated leaf spring structure according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a side view of the integral leaf spring structure according to an embodiment of the present invention.
  • the integrated leaf spring structure 100a may be installed in the component feeder 1000 that supplies the component 500 by vibration, and may generate vibration.
  • the integral leaf spring structure 100a may be formed as a flat flat plate, and may include the vibration generating portion 10 and the vibration transmitting portion 20.
  • the vibration generating portion 10 is a region extending from one end of the flat plate to the other end in an arbitrary distance, and can generate vibration.
  • the short side of the flat plate can be attached to one end of the flat plate, and the side parallel to the short side can be the other end. As shown in FIG. 2, the vibration generating portion 10 may extend to the width X1 of one end of the flat plate.
  • the vibration generating portion 10 may include a lower bonding region 11 and a piezoelectric element forming region 15.
  • the lower coupling region 11 is an area extending from one end of the plate to the other end, and can be coupled with the component feeder 1000 to fix the integral leaf spring structure 100a.
  • the lower engagement region 11 may extend to the width X1 of one end of the flat plate.
  • the lower engagement region 11 includes a first engagement portion 12 coupled by a fastening portion, and the first engagement portion 12 can be engaged with the lower portion of the component feeder 1000.
  • the first coupling portion 12 may be coupled to the component feeder 1000 by fastening the fastening portion to the through hole.
  • the present invention is not limited thereto, and the lower coupling region 11 and the component feeder 1000 may be combined Can be changed into various forms. Therefore, the integral leaf spring structure 100a is more firmly coupled to the component feeder 1000, so that no noise is generated, and the transmission efficiency of vibration can be increased.
  • the piezoelectric element forming region 15 is a region extending by a certain distance in the direction of the other end of the flat plate from the lower bonding region 11 and extends to the width X1 of the lower bonding region 11 as shown in Fig. .
  • the piezoelectric element forming region 15 may be provided with a piezoelectric element portion 13 for generating vibration.
  • the piezoelectric element portion 13 may be a ceramic that generates mechanical deformation when a voltage is applied to generate vibration.
  • the piezoelectric element part 13 is made of a polycrystalline material having piezoelectric properties capable of converting mechanical energy into electrical energy or converting electrical energy into mechanical energy. Can be implemented.
  • the piezoelectric element may be generally composed of Pb (ZrTi) O 3 .
  • the piezoelectric element portion 13 may be disposed on one side of the piezoelectric element forming region 15, but in other embodiments, the piezoelectric element portion 13 may be disposed on both sides of the piezoelectric element portion 13, May be disposed on one or both sides. Further, in another embodiment, the piezoelectric element portion 13 may be partially or wholly disposed in the vibration transmission portion 20 or the lower coupling region 11. In one embodiment, the piezoelectric element portion 13 may be formed of ceramics coated with a rectangular hexahedron.
  • the piezoelectric element portion 13 can be arranged in a bent sinusoidal curve or various forms by applying a ceramic piezoelectric material to the piezoelectric element forming region 15, and the configuration and arrangement of the piezoelectric element portion 13 But is not limited thereto.
  • the piezoelectric element forming region 15 may be developed by a distance corresponding to a distance between one end of the flat plate and the other end in the direction of the other end of the flat plate. Therefore, the stress of the integrated leaf spring structure 100a can be applied uniformly to the vibration generating portion 10 and the vibration transmitting portion 20.
  • one side of the piezoelectric element portion 13 may be parallel to one end of the flat plate, and a side perpendicular to the one side may have a rectangular shape .
  • the piezoelectric element portion 13 may be attached adjacent to the extension region 21. [ Therefore, the vibration transmission portion 20 can effectively transmit the vibration of the vibration generating portion 10 to the component feeder 1000. [
  • the vibration transmitting portion 20 is a region for transmitting vibration generated in the vibration generating portion 10 to the upper side and may extend from one region of the vibration generating portion 10 to the other end of the flat plate.
  • the vibration transmitting portion 20 may extend to a width X2 that is narrower than the width X1 of the vibration generating portion 10.
  • the width X2 of the vibration transmitting portion 20 is set to a width X1 of the vibration generating portion 10 and a width X2 of the vibration transmitting portion 20 is set to a width X1 of the vibration generating portion 10, Can be extended to a narrower width.
  • the vibration transmitting portion 20 can vibrate the other end portion of the flat plate, and can transmit the vibration to the component feeder 1000 as a result.
  • the vibration transmitting portion 20 can be disposed on the same plane as the vibration generating portion 10. That is, the vibration transmitting portion 20 and the vibration generating portion 10 may not be separated from each other but may be a flat plate formed integrally and arranged on the same plane.
  • the vibration generating portion 10 and the vibration transmitting portion 20 are formed of an elastic body that can vibrate, and when vibration occurs in one region, vibration may be generated in another region due to vibration. In one embodiment of the present invention, when vibration is generated in the vibration generating portion 10, vibration may be generated in the vibration transmitting portion 20 due to vibration.
  • the vibration transmission portion 20 may include an extension region 21 and an upper engagement region 23.
  • the extension region 21 is an area extended from the vibration generating section 10 and can transmit the vibration generated by the vibration generating section 10.
  • the width X2 of the extended region 21 can be extended to a width narrower than the width X1 of the piezoelectric element forming region 15.
  • These extended regions 21 can be disposed in contact with each other on the same plane with the same material as the piezoelectric element forming region 15.
  • the extension region 21 and the piezoelectric element forming region 15 may be regions arranged on the same plane of the flat plate formed as an integral structure, not the separated structure.
  • the vibration generating portion 10 and the vibration transmitting portion 20 are formed of an elastic body that can vibrate, and when vibration occurs in one region, vibration may be generated in another region due to vibration.
  • the integrated leaf spring structure 100a may have a structure in which the vibration transmitting portion 20 and the vibration generating portion 10 are integrally formed so that no noise generated in the conventional plate spring coupling portion It is effective.
  • the upper coupling region 23 is an area extending from the extended region 21 to the other end of the flat plate, and can be coupled with the component feeder 1000 to transmit vibration to the upper portion.
  • This upper engagement region 23 may be extended to the width X2 of the extended region 21.
  • the upper engagement region 23 includes a second engagement portion 24 coupled by a fastening portion such that the second engagement portion 24 can be engaged with the upper portion of the component feeder 1000.
  • the second coupling portion 24 may be coupled to the component feeder 1000 by fastening the fastening portion to the through hole.
  • the present invention is not limited thereto, and the upper coupling region 23 and the component feeder 1000 may be combined Can be changed into various forms.
  • the width X2 of the upper coupling region 23 extends to a width narrower than the width X1 of the piezoelectric element forming region 15 so that the number of the second coupling portions 24 is smaller than the width X1 of the first coupling portions 11).
  • the second center line 200CL extending along the center of the width X2 of the vibration transmitting portion 20 extends along the center of the width X1 of the vibration generating portion 10 And can be biased toward either side of the first center line 100CL.
  • the second center line 200CL may be a virtual straight line extending along the center of the width X2 of the vibration transmission portion 20.
  • the first center line 100CL may be a virtual straight line formed along the center of the width X1 of the vibration generating portion 10.
  • the second center line 200CL can be defined based on the width X2 of the portion extending straight in the width of the vibration transmission portion 20.
  • the second center line 200CL can be biased toward either side of the first center line 100CL. At this time, the second center line 200CL may be formed within a range that does not deviate from the width X1 of the vibration generating portion 10.
  • the vibration transmitting portion 20 is formed so that one side thereof forms a straight line with one side of the vibration generating portion 10, and the second center line 200CL forms a straight line extending from the first center line 100CL It can be biased toward the formed straight line.
  • one side of the vibration transmitting portion 20 may form a straight line with one side of the vibration generating portion 10.
  • the vibration transmitting portion 20 may be formed so that the width of the vibration transmitting portion 20 is gradually narrowed and at least one side thereof is formed into a curved line, .
  • the lateral width (width) of the vibration transmission portion 20 may become narrower or the same as going up.
  • the vibration transmitting portion 20 may have a minimum width X2. Accordingly, the integral leaf spring structure 100a can transmit vibration naturally along the curve of the side surface, and the curvature of the side surface can be prevented from being bent or broken.
  • the integrated leaf spring structure 100a according to the embodiment of the present invention may have a narrow width of the vibration transmission portion 20 and a single second coupling portion 24 of the upper coupling region 23. [ Accordingly, the integrated leaf spring structure 100a according to the embodiment of the present invention can reduce the torsional stress due to the rotational direction vibration. As an example, the overall height and width X1 of the integrated leaf spring structure 100a are the same as those of the conventional leaf spring shown in FIG. 1, so that the height of the vibrator and the base plate portion 200 can be used equally.
  • the conventional plate spring structure shown in FIG. 1 is a region in which a vibration node is a region where the top spring portion and the bottom spring portion are coupled by a bolt, so that stress is concentrated on the bolt coupling portion, There is a problem.
  • the integrated leaf spring structure 100a according to the embodiment of the present invention since the vibration generating portion 10 and the vibration transmitting portion 20 are integrally formed on the same plane, There is an advantage that the performance is not deteriorated even if it is concentrated.
  • FIG. 4 is a side view of a component feeder equipped with the integrated leaf spring structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a photograph of an actual implementation of a component feeder equipped with the integral leaf spring structure according to an embodiment of the present invention .
  • the component feeder 1000 equipped with the integrated leaf spring structure includes a plurality of integral leaf spring structures 100a formed of a base plate portion 200, a top plate portion 300 and a flat plate .
  • the base plate portion 200 can be positioned at the bottom of the component feeder 1000 and can support the bottom. As shown in FIG. 4, the base plate portion 200 may be combined with a plurality of integral leaf spring structures 100a.
  • the top plate portion 300 is located at the top of the component feeder 1000 and can receive the component.
  • the top plate portion 300 can be coupled with a plurality of integral plate spring structures 100a to receive the vibration so that the parts 500 accommodated in the top plate portion 300 can be transferred.
  • the top plate portion 300 may have a circular plate shape, but the present invention is not limited thereto.
  • Each of the plurality of integrated leaf spring structures 100a is coupled to the base plate portion 200 and the top plate portion 300 and is capable of transferring the parts 500 accommodated in the top plate portion 300 by generating vibration.
  • the plurality of integral leaf spring structures 100a may be the same structure as the integral leaf spring structures 100a described above with reference to FIGS. According to the embodiment, the plurality of integral leaf spring structures 100a may be changed into a form such as the integral leaf spring structures 100b, 100c, 100d, 100e, and 100f described with reference to FIGS.
  • the integral leaf spring structure 100a may include a vibration generating portion 10 and a vibration transmitting portion 20.
  • the vibration generating portion 10 is an area extending from one end of the flat plate to the other end in an arbitrary distance and can be coupled with the base plate 200 and generate vibration.
  • the vibration generating portion 10 may include a lower coupling region 11 and a piezoelectric element forming region 15.
  • the lower coupling region 11 can be engaged with the base plate portion 200.
  • the piezoelectric element forming region 15 is provided with the piezoelectric element portion 13 which generates mechanical deformation when a voltage is applied and generates vibration, and can be extended by a certain distance in the other end direction of the flat plate.
  • the piezoelectric element forming region 15 may be developed by a distance corresponding to a distance between one end of the flat plate and the other end in the direction of the other end of the flat plate.
  • the piezoelectric element portion 13 is in the form of a rectangle, one side of which is parallel to one end of the plate, the side perpendicular to the side is a rectangle shorter than the side, ).
  • the lower coupling region 11 may include a first coupling portion 12 coupled to the base plate portion 200 by a coupling portion.
  • the first engaging portion 12 may be a through hole so that the bolt can penetrate therethrough, and the engaging portion may be a bolt inserted and fixed to the first engaging portion 12.
  • the first engagement portion 12 and the fastening portion can be changed into various fastening means.
  • the vibration transmitting portion 20 is a region extending from the vibration generating portion 10 to the other end of the flat plate and is extended to a width X2 narrower than the width X1 of the vibration generating portion 10, Can be transmitted to the top plate unit 300.
  • the vibration transmission portion 20 may include an extension region 21 and an upper engagement region 23.
  • the extension region 21 may extend from the vibration generating portion 10 to the other end of the flat plate.
  • the piezoelectric element forming region 15 and the extending region 21 can be disposed in contact with each other on the same plane.
  • the upper coupling region 23 may be coupled with the top plate portion 300 to transmit vibration to the top plate portion 300.
  • the upper coupling region 23 may include a second coupling portion 24 coupled to the top plate portion 300 by a coupling portion.
  • the second engaging portion 24 may be a through hole so that the bolt can be penetrated, and the engaging portion may be a bolt inserted and fixed to the second engaging portion 24.
  • the second engaging portion 24 and the fastening portion can be changed into various fastening means.
  • the second center line 200CL extending along the center of the width X2 of the vibration transmitting portion 20 extends along the center of the width X1 of the vibration generating portion 10 And can be biased toward either side of the first center line 100CL.
  • one side of the vibration transmission portion 20 forms a straight line with one side of the vibration generating portion 10
  • the second center line 200CL forms a straight line extending from the first center line 100CL And can be biased toward the formed straight line.
  • the vibration transmitting portion 20 may be formed so that the width of the vibration transmitting portion 20 is gradually narrowed, so that at least one side surface may be formed as a curved line, and the width X2 may be linearly extended.
  • a plurality of integral leaf spring structures 100a may be arranged in a circular shape such that the vibration transmission portion 20 faces outwardly. That is, the plurality of integrated leaf spring structures 100a are arranged such that the second center line 200CL extending along the center of the width X2 of the vibration transmitting portion 20 is located at the center of the width X1 of the vibration generating portion 10
  • the first center line 100CL may extend farther from the center of the base plate 200 than the first center line 100CL.
  • a plurality of integral leaf spring structures 100a generate vibration in a circular shape and can be arranged in an inclined direction in the opposite direction in which the parts 500 are conveyed. 4 and 5, each of the plurality of integral leaf spring structures 100a may be arranged in a circular shape in the base plate portion 200. In one embodiment, each of the plurality of integral leaf spring structures 100a can be tilted so that when the vibration is generated, the part 500 can be transported in a tilted opposite direction. Therefore, the component 500 can be more easily conveyed by the inclinedly disposed integral plate spring structure 100a. 5, four integrated blade spring structures 100a are shown as an example. However, the integrated blade spring structure 100a according to an embodiment of the present invention is not limited to the one-piece blade spring structure 100a provided in the component feeder 1000, The number of the spring structures 100a can be variously changed.
  • Fig. 6 is a photograph taken from the upper side of the part feeder 1000, showing a part 500 to be circularly conveyed.
  • the part 500 may be received on the top plate portion 300.
  • the integral plate spring structure 100a generates a circular vibration to transmit vibration to the top plate portion 300
  • the component 500 can be transferred in a circular shape.
  • the second center line 200CL of the vibration transmitting portion 20 is positioned closer to the center of the top plate portion 300 than the first center line 100CL of the vibration generating portion 10 as described above with reference to FIGS. It is possible to increase the efficiency of the work by generating vibration in a circle having a larger diameter when the part 500 is transferred in a circular shape.
  • FIG. 7 is a view showing an integrated leaf spring structure according to another embodiment of the present invention.
  • the integrated leaf spring structures 100b and 100c shown in FIG. 7 are different from each other in the size and the attachment form of the piezoelectric element portion 13.
  • the piezoelectric element unit 13 included in the integrated leaf spring structure 100b may be formed in a rectangular shape elongated in the transverse direction, Can be arranged below the region (13).
  • the center of the piezoelectric element portion 13 may be located below the center of the piezoelectric element forming region 13. [ The center of the piezoelectric element portion 13 may be disposed on the first center line 100CL.
  • the piezoelectric element unit 13 included in the integrated leaf spring structure 100c is arranged in a rectangular shape elongated in the direction of the vibration transmission portion 20 .
  • the piezoelectric element portion 13 may be disposed to be offset with respect to the first center line 100CL.
  • the center of the piezoelectric element portion 13 may be located on the first center line 100CL.
  • FIG. 8 is a view showing an integrated leaf spring structure according to another embodiment of the present invention.
  • the integrated leaf spring structures 100d, 100e and 100f shown in FIG. 8 can be formed such that the first center line 100CL of the vibration generating portion 100 and the second center line 200CL of the vibration transmitting portion 20 can coincide with each other And the shape of the side surface of the vibration transmission portion 20 may be different from each other.
  • the vibration transmitting portion 20 of the integrated leaf spring structure 100d, 100e and 100f has the second center line 200CL extending along the center of the width X2, 10 and the first centerline 100CL extending along the center of the width X1 of the first centerline 100L.
  • the integrated leaf spring structure 100d may include the vibration generating portion 10 and the vibration transmitting portion 20.
  • the vibration transmitting portion 20 is an area extending from the vibration generating portion 10 to the other end of the flat plate and may be formed to have a width X1 narrower than the width X2 of the vibration transmitting portion 20.
  • the integrated leaf spring structure 100d according to another embodiment of the present invention is configured such that the vibration transmitting portion 20 is not shifted to one side, So that the second center line 200CL and the first center line 100CL can form a straight line.
  • the vibration transmitting portion 20 of the integrated leaf spring structure 100e is disposed at the center of the vibration generating portion 10 without being shifted to one side .
  • the vibration transmitting portion 20 extends from the piezoelectric element forming region 15 with the width gradually becoming narrower, but any one side may be formed as a curved line, and the width X2 may be straightly extended.
  • the vibration transmitting portion 20 of the integrated leaf spring structure 100f is disposed at the center of the vibration generating portion 10 without being shifted to one side .
  • the vibration transmitting portion 20 may extend from the piezoelectric element forming region 15 with the width gradually becoming narrower, but both sides may be formed into a curved line, and the width X2 may be straightly extended.
  • the integral leaf spring structures 100b, 100c, 100d, 100e, and 100f described above with reference to Figs. 7 and 8 can be manufactured by using the parts according to one embodiment of the present invention described above with reference to Figs. It can be applied to the feeder 1000.
  • the vibration transmitting portion 20 may be provided as in the integrated leaf spring structures 100d, 100e, and 100f described with reference to FIG. In which the longitudinal center axis of the vibration generating portion 10 coincides with the longitudinal center axis of the vibration generating portion 10 can be applied. Accordingly, when the vibration generated in the vibration generating portion 10 is transmitted to the top plate portion 300 through the vibration transmitting portion 20, the vibration can be transmitted without being deviated to one side.
  • FIG. 9 to 15 are views showing the effect of the component feeder equipped with the integrated leaf spring structure according to the embodiment of the present invention.
  • the performance of the component feeder equipped with the integral leaf spring structure according to the embodiment of the present invention is shown in FIG. This is a graph comparing the performance of a component feeder equipped with a leaf spring.
  • Figs. 9 and 10 show accelerations of the generated vibrations when acceleration voltage is differently applied to the integrated leaf spring structure 100a with an acceleration sensor.
  • the acceleration of the vibration generated by the integrated leaf spring structure 100a is measured by an acceleration sensor when a driving voltage is applied to the integrated leaf spring structure 100a with different driving voltages.
  • 9 shows the output voltage characteristic of the acceleration sensor with respect to the drive voltage applied to the integrated leaf spring structure 100a.
  • the driving voltage and the output voltage of the acceleration sensor are all expressed in terms of the effective value (V rms ).
  • the acceleration of vibration is G op
  • the output voltage of the acceleration sensor is V o -p
  • the sensitivity of the acceleration sensor is A
  • the sensitivity of the acceleration sensor is 0.033 V rms / G, same.
  • V rms in Equation (1) represents the effective value of the output voltage of the acceleration sensor.
  • the amplitude of the vibration generated by the integrated leaf spring structure 100a is U o - p
  • the frequency of vibration is f
  • the acceleration of gravity is g
  • Equation (2) the relationship between the amplitude of vibration, acceleration, and frequency is expressed by Equation (2).
  • the output voltage was measured using an acceleration sensor by varying each driving voltage after aging for about 1 hour at a driving voltage of 150V.
  • 620 g of aluminum machined balls of ⁇ 170 were placed on the top plate portion 300 of the parts feeder 1000 and then proceeded.
  • the width X1 of the vibration generating portion 10 is 16 mm
  • the width X2 of the vibration transmitting portion 20 is 8 mm
  • the height of the generating portion 10 is 24.5 mm
  • the height of the vibration transmitting portion 20 is 24.5 mm.
  • the width of the piezoelectric element portion 13 shown in Fig. 2 is 15 mm and the height is 13 mm.
  • the width of the piezoelectric element portion 13 shown in Fig. 7 (a) is 13 mm and the height is 9 mm
  • the width of the piezoelectric element portion 13 shown in Fig. 4A may be 9 mm, and the height thereof may be 13 mm.
  • the graph (a) shows the measurement result of the embodiment in which the thickness t of the integrated leaf spring structure 100a shown in FIG. 2 is 1.8 mm.
  • the drive voltage is 200 V
  • Frequency of 200.9 Hz
  • acceleration of vibration of 32.8 G
  • amplitude 0.202 mm.
  • the graph (b) shows the measurement result of the integrated leaf spring structure 100a shown in FIG. 2 in which the thickness is 1.7 mm.
  • the drive voltage is 200 V
  • the drive frequency (resonance frequency) Of 31.1 G and an amplitude of 0.226 mm.
  • 7C shows the measurement result of the integrated plate spring structure 100b shown in FIG. 7A having a thickness of 1.7 mm.
  • the driving frequency (resonance frequency) is 180.5 Hz , An acceleration of vibration of 26.8 G, and an amplitude of 0.205 mm.
  • 7A shows the measurement result of the integrated plate spring structure 100c shown in FIG. 7B having a thickness of 1.8 mm.
  • the driving frequency (resonance frequency) is 195.9 Hz, an acceleration of vibration of 23.4 G, and an amplitude of 0.152 mm.
  • the graph (b ') shows the measurement result of the integrated plate spring structure 100c shown in FIG. 7 (b) with a thickness of 1.7 mm.
  • the driving frequency (resonance frequency) When the driving voltage is 200 V, the driving frequency (resonance frequency) Hz, an acceleration of vibration of 23.5 G, and an amplitude of 0.226 mm.
  • 7D shows the measurement result of the embodiment in which the thickness of the integrated leaf spring structure 100c shown in FIG. 7B is 1.6 mm.
  • the driving frequency (resonance frequency) When the driving voltage is 200 V, the driving frequency (resonance frequency) is 172.6 Hz , An acceleration of vibration of 21.5 G, and an amplitude of 0.179 mm.
  • the graph (e) shows the measurement result of the conventional plate spring shown in FIG. 1 mounted on the component feeder.
  • the lower spring portion has a thickness of 2.0 mm and the top spring portion has a thickness of 1.0 mm.
  • Graph (e) shows data with a driving frequency (resonance frequency) of 171.9 Hz, a vibration acceleration of 19.3 G, and an amplitude of 0.16 mm when the driving voltage is 200 V.
  • the integrated leaf spring structures 100a, 100b and 100c according to the embodiment of the present invention have all the measured acceleration values G significantly higher than the acceleration 19.3G measured by the conventional leaf spring .
  • integral plate spring structure 100a has a larger thickness, a higher acceleration value is measured, which can be related to the spring constant of the leaf spring.
  • Table 1 shows the spring constant measurement results according to the thickness of the integral leaf spring structure 100a.
  • the spring constant of the lower spring portion was 84.0
  • the top spring portion was 42.0
  • the synthetic spring constant was 27.8.
  • most of the composite spring constant of the vibration generating portion 10 and the vibration transmitting portion 20 is higher than the composite spring constant of the conventional leaf spring.
  • the integral plate spring structure 100a according to the embodiment of the present invention has a higher spring constant than that of the conventional leaf spring, so that a higher acceleration value can be measured.
  • the width X1 of the vibration generating portion 10 is 50 mm
  • the width X2 of the vibration transmitting portion 20 is 20 mm
  • the vibration generating portion 10 The height of the vibration transmitting portion 20 is 50 mm
  • the width of the piezoelectric element portion 13 is 40 mm
  • the height is 29 mm.
  • the graphs (a), (b) and (c) show graphs of graphs (a), And the graph (d) shows the result when the component feeder equipped with the conventional leaf spring is driven by three elements. It can be seen that the results of the graphs (a), (b) and (c) are much higher than those of the graph (d). In addition, as the thickness of the integral leaf spring structure 100a increases, a large performance improvement can be obtained in acceleration, amplitude, driving frequency, etc. of high vibration.
  • 11 is a graph showing the comparison between the acceleration value measured during the transportation of the part 500 using the parts feeder 1000 and the acceleration value when the part 500 is further placed and comparing the acceleration value to be.
  • the width X1 of the vibration generating portion 10 is 16 mm
  • the width X2 of the vibration transmitting portion 20 is 8 mm
  • the height of the vibration transmission portion 10 is 24.5 mm
  • the height of the vibration transmission portion 20 is 24.5 mm.
  • the width of the piezoelectric element portion 13 shown in FIG. 2 is 15 mm and the height is 13 mm.
  • the width of the piezoelectric element portion 13 shown in FIG. 7 (b) may be 9 mm and the height 13 mm.
  • the graph (a) shows the measurement results of the two-element driving in which the thickness t of the integral leaf spring structure 100a shown in Fig. 2 is 1.8 mm, and the driving frequency (resonance frequency) , An amplitude of 0.20 mm, and an acceleration of vibration of 32.8 G, respectively.
  • the results obtained when a further 180 g of zipper chip was placed on the graph (a ') were measured at a driving frequency (resonance frequency) of 201.4 Hz, an amplitude of 0.18 mm, and an acceleration of vibration of 29.1 G.
  • the graph (b) shows the measurement result of the one-element driving in which the thickness t of the integrated leaf spring structure 100a shown in Fig.
  • the graph (b ') shows the result when a 180 g zipper chip was placed on the graph (b').
  • the driving frequency (resonance frequency) was 192.9 Hz, the amplitude was 0.14 mm, and the acceleration of vibration was 20.7 G.
  • 7C shows the measurement result of the two-element drive in which the thickness t of the integral plate spring structure 100c shown in FIG. 7B is 1.8 mm and the drive frequency (resonance frequency) is 195.9 Hz, an amplitude of 0.15 mm, and an acceleration of vibration of 23.4G.
  • the graph (c ') shows the result when a further 180 g of zipper chip was placed, and the driving frequency (resonance frequency) was 196.1 Hz, the amplitude was 0.12 mm, and the vibration acceleration was 18.2 G.
  • the graph (d) shows the results of the component feeder equipped with the conventional leaf spring shown in Fig. 1, wherein the driving frequency (resonance frequency) was 171.9 Hz, the amplitude was 0.16 mm, and the acceleration of vibration was 19.3 G.
  • the graph (d ') is a result of loading a further 180 g of zipper chip.
  • the driving frequency (resonance frequency) is 172.1 Hz, the amplitude is 0.12 mm, and the acceleration of vibration is 14.6 G.
  • the integrated leaf spring structures 100a and 100c according to an embodiment of the present invention show that all the measured acceleration values G are significantly higher than the acceleration values measured by the conventional leaf springs.
  • the integral plate spring structure 100a shown in FIG. 2 shows that the performance of the one-element drive is improved as compared with the conventional component feeder equipped with the leaf spring. Therefore, in the embodiment of the present invention, the integral plate spring structure 100a and the component feeder 1000 using the same can reduce the usage amount of the piezoelectric element portion 13 made of ceramics or the like having a high unit price by half Therefore, it is possible to remarkably reduce the cost as compared with the conventional two-gate driving method.
  • FIG. 12 is a graph comparing a component feeder provided with three or four conventional plate springs to a component feeder 1000 equipped with three integrated leaf spring structures 100a according to an embodiment of the present invention.
  • the integral plate spring structure 100a used in the experiment of Fig. 12 has a structure in which the width X1 of the vibration generating portion 10 is 50 mm, the width X2 of the vibration transmitting portion 20 is 20 mm, The height of the vibration transmitting portion 20 is 50 mm, the thickness is 5.3 mm, the width of the piezoelectric element portion 13 is 40 mm, and the height is 29 mm. At this time, 5.75 kg of ⁇ 340 Tulling balls were put on the top plate portion 300 of the parts feeder 1000 and then proceeded.
  • the graph (a) shows the results of the component feeder 1000 equipped with three integrated leaf spring structures 100a according to an embodiment of the present invention.
  • Graphs (b) and (d) show the results of the conventional component feeder equipped with four leaf springs.
  • Graphs (c) and (d) show the results of the component feeder equipped with three conventional leaf springs.
  • the result of the graph (a) was the highest. Based on this, it can be seen that the component feeder 1000 equipped with three integrated leaf spring structures 100a according to an embodiment of the present invention is much more effective than the conventional component feeder equipped with four leaf springs.
  • the integral leaf spring structure 100a according to an embodiment of the present invention may have a greater overall thickness than the conventional leaf spring. At this time, since the vibration of very high acceleration occurs, the integrated leaf spring structure 100a may be damaged by the stress.
  • the integral leaf spring structure 100a according to the embodiment of the present invention does not break or bend due to stress.
  • the joint portion is broken by the stress.
  • FIGS. 13 and 14 are graphs showing vibrator frequency characteristics of a component feeder equipped with a conventional leaf spring and a component feeder 1000 equipped with the integral leaf spring structure according to an embodiment of the present invention.
  • Figs. 13 and 14 are graphs showing driving frequencies of 200 V and 100 V and different drive frequencies, respectively, of the component feeder.
  • the width X1 of the vibration generating portion 10 is 16 mm
  • the width X2 of the vibration transmitting portion 20 is 8 mm
  • the vibration generating portion 10 Is 24.5 mm
  • the height of the vibration transmission portion 20 is 24.5 mm
  • the width of the piezoelectric element portion 13 is 15 mm
  • the height is 13 mm.
  • the width X1 of the vibration generating portion 10 is 50 mm
  • the width X2 of the vibration transmitting portion 20 is 20 mm
  • the vibration generating portion 10 The height of the vibration transmitting portion 20 is 50 mm
  • the width of the piezoelectric element portion 13 is 40 mm
  • the height is 29 mm.
  • graph (a) is the result data when a driving voltage of 200 V is applied to a conventional component feeder, and the maximum acceleration value is measured when the driving frequency is about 172 Hz.
  • Graph (a ') is the result data when a driving voltage of 100 V was applied to a conventional component feeder, and the maximum acceleration value was measured when the driving frequency was about 173 Hz.
  • the graph (b) shows the result data when a driving voltage of 200 V is applied when the thickness of the integral leaf spring structure 100a according to an embodiment of the present invention is 1.8 mm. When the driving frequency is about 204 Hz, Was measured.
  • the graph (b ') shows the result data when a driving voltage of 100 V is applied when the thickness of the integral leaf spring structure 100a according to an embodiment of the present invention is 1.8 mm.
  • the driving frequency is about 205 Hz, The values were measured.
  • the integrated plate spring structure 100a according to an embodiment of the present invention has a large maximum acceleration value compared with the conventional plate spring and has a large frequency characteristic at the time of 100V drive and 200V drive. There is no change. Therefore, it can be seen that the integral plate spring structure 100a according to the embodiment of the present invention has no factor caused by the shape change of the ceramic used in the piezoelectric element portion 13, and there is no problem in the life of the vibrator .
  • graph (a) shows result data obtained when a driving voltage of 200 V is applied to a conventional component feeder
  • graph (a ' Graph (b) shows the result data when a driving voltage of 200 V is applied when the thickness of the integrated leaf spring structure 100a according to an embodiment of the present invention is 5.0 mm
  • graph (b ' In the case where the thickness of the integrated leaf spring structure 100a according to an embodiment of the present invention is 5.0 mm, it is the result data when a driving voltage of 100 V is applied.
  • the component feeder 1000 according to an embodiment of the present invention has a larger value of resonance sharpness than the conventional component feeder as a whole. This means that the vibration loss is reduced in the component feeder 1000 according to an embodiment of the present invention.
  • the integrated leaf spring structure 100a according to the embodiment of the present invention shows a significantly improved acceleration compared to the conventional leaf spring, the overall shape of the frequency does not change greatly, .
  • FIG. 15 is a graph comparing the performance of a conventional top plate spring formed in a 'C' shape and a 'I' shape.
  • the top spring portion formed in the shape of 'I' is a type not known in the prior art but is made in a closed form for performance comparison.
  • the ' ⁇ ' type top spring portion of the leaf spring is more inefficient than the '' 'shaped top spring portion of the conventional leaf spring. Even though the thickness of the ' ⁇ ' shape saw spring was much thicker, a similar low acceleration value was measured than the '' 'shape saw spring. This result shows that the acceleration result is not measured high simply by narrowing the width of the top spring portion.
  • the 'I' type top spring portion is coupled to the lower spring portion and the one engaging portion, so that the driving force may not be sufficiently transmitted to the top spring portion. Accordingly, it can be seen that, like the integral plate spring structure according to the embodiment of the present invention, the width of the top spring portion is narrowed and the lower spring portion and the top spring portion are integrally formed.
  • the component feeder equipped with the integral plate spring structure and the integral plate spring structure according to the present invention can reduce the loss of vibration generated between the vibration generating portion and the vibration transmitting portion and can increase the acceleration of the vibration applied to the component feeder, It is possible to extend the service life by generating appropriate vibration according to the frequency.
  • the integrated leaf spring structure according to the present invention is simple in construction with a piezoelectric drive system and can easily increase the spring constant of the composite spring. Even if only a small number of piezoelectric elements 13 are driven, It is possible to reduce the cost.

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Abstract

본 발명은 진동발생부로부터 발생된 진동을 부품공급기로 전달하는 일체형 판스프링 구조체 및 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기에 관한 것으로서, 상기 일체형 판스프링 구조체는 평판으로 형성되어 부품공급기에 설치되고, 상기 평판의 일단부에서 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 영역으로서 진동을 발생시키는 진동발생부 및 상기 진동발생부로부터 상기 평판의 타단부까지 연장형성되는 영역으로서 상기 진동발생부의 너비보다 좁은 너비로 연장되고 상기 진동발생부에서 발생된 진동을 전달하는 진동전달부를 포함할 수 있다.

Description

일체형 판스프링 구조체 및 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기
본 발명은 진동발생부로부터 발생된 진동을 부품공급기로 전달하는 일체형 판스프링 구조체 및 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기에 관한 것으로서, 특히 판스프링의 진동발생부와 진동전달부가 동일 평면상에 배치되고 진동전달부의 너비가 진동발생부의 너비보다 좁은 너비로 연장되는 일체형 판스프링 구조체 및 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기에 관한 것이다.
부품공급기(parts feeder)는 부품을 정량적으로 공급하는 장치로서, 부품을 일직선으로 이송시키는 라인 피더(line feeder)와 부품을 원형으로 이송시키는 보울 피더(bowl feeder) 등이 있다. 이러한 부품공급기가 부품을 이송시키는 방식은 크게 전자식 방식과 압전식 방식으로 나뉠 수 있다. 압전식 방식은 압전소자의 진동을 이용하여 판스프링을 진동시키고 이러한 진동에 의해 부품공급기에 수용된 부품이 이송되는 방식이다. 공개특허공보 제10-2010-0031569호 "진동피더, 반송 장치 및 외관 검사 장치"(2010.3.23)는 압전식 방식을 이용한 부품공급기로서, 판스프링의 설치구조를 개시하고 있다. 이러한 부품공급기는 최소의 비용으로 최대의 작업효율을 발생시키는 것이 목적이다. 따라서, 부품공급기의 진동이 부품공급기의 핵심이라고 할 수 있다. 이 때 진동의 세기를 너무 세게 발생시키면 부품의 위치를 원하는 방향으로 놓은 채 이송시킬 수 없고, 부품이 밖으로 튀어버려 작업 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 특히, 원형으로 부품을 이송시키는 보울 피더의 경우 부품을 원하는 방향으로 회전, 변경하는 미세한 작업이 필요하기 때문에, 일정하고 적절한 세기의 진동이 필수적이다. 따라서, 부품공급기는 최소의 전압을 가하여 적절한 진동을 발생시키는 기술이 요구된다.
등록실용신안공보 제20-0302830호 "부품공급기의 판스프링 설치구조"(2003.2.11)는 부품공급기의 판스프링의 구조를 개시하고 있다. 그러나, 이러한 직사각형 형태의 판스프링은 구동 전압에 비해 가속도가 현저히 낮은 진동을 발생하는 단점이 있었다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 판스프링은 일체형이 아닌 2 이상의 부품의 결합으로 형성되었다.
도 1을 참조하면 종래의 판스프링은 톱 스프링부와 하부스프링부를 포함한다. 종래의 판스프링이 2 이상의 부품에 의해 결합된 목적은, 판스프링의 스프링 상수를 높여서 더 높은 가속도를 가진 진동을 발생시키기 위함이다. 일례로, 종래의 판스프링은 금속 재질의 하부스프링부와 카본 재질의 톱 스프링부를 결합하여 상술한 직사각형 형태의 판스프링의 문제점을 해결하였다. 이러한 판스프링은 톱 스프링부가 'ㄷ' 형태로 형성되어 볼트에 의해 하부스프링부와 결합된다. 이러한 결합 형태를 위해 종래의 판스프링 구조체는 평판으로 형성되지 않고, 진동발생부와 진동전달부가 동일평면상에 맞닿아 배치되지 않았다. 그러나, 이러한 분리된 부품의 결합으로 형성된 판스프링은 진동이 볼트로 결합된 영역을 거쳐야 하기 때문에, 결합부분에서 진동의 손실(loss)가 발생되었다. 따라서, 하부스프링부에서 발생된 진동이 톱 스프링부로 제대로 전달되지 못하는 단점이 있었다. 이를 해결하기 위해 톱 스프링부의 두께를 두껍게 하여 높은 가속도를 발생시키는 경우, 구동 전압을 크게 가해야 하기 때문에 작업 효율이 떨어졌다. 또한, 판스프링이 파손되는 경우도 발생하였다. 본 출원인의 비공개 테스트에 있어서 톱 스프링부의 분산된 힘을 집중시키기 위해 톱 스프링부의 너비를 줄이는 시도를 하였지만, 오히려 힘을 모으지 못하여 진동의 가속도가 낮게 측정되었다. 또한, 톱 스프링부와 하부스프링부의 결합부분에 파손이 더 잘 발생되었다. 따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 판스프링 구조체가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 판스프링의 진동발생부와 진동전달부가 동일 평면상에 배치되고 진동전달부의 너비가 진동발생부의 너비보다 좁은 너비로 연장되어, 진동의 손실을 낮추어 진동의 가속도를 높일 수 있고 작업효율을 극대화시킬 수 있는 일체형 판스프링 구조체 및 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체는, 평판으로 형성되어 부품공급기에 설치되는 일체형 판스프링 구조체에 있어서, 상기 평판의 일단부에서 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 영역으로서, 진동을 발생시키는 진동발생부 및 상기 진동발생부로부터 상기 평판의 타단부까지 연장형성되는 영역으로서, 상기 진동발생부의 너비보다 좁은 너비로 연장되고 상기 진동발생부에서 발생된 진동을 전달하는 진동전달부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 진동발생부와 상기 진동전달부는 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
또한, 상기 진동발생부는 상기 부품공급기의 하부와 결합되는 하부결합영역, 및 전압을 인가하면 기계적 변형이 생겨 진동을 발생시키는 압전소자부가 배치되고 상기 평판의 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 압전소자 형성영역을 포함하고, 상기 진동전달부는 상기 진동발생부로부터 상기 평판의 타단부까지 연장형성되는 연장영역, 및 상기 부품공급기와 결합되어 상부로 진동을 전달하는 상부결합영역을 포함하고, 상기 압전소자 형성영역과 상기 연장영역은 동일 소재로 동일 평면 상에서 서로 맞닿아 배치될 수 있다.
또한, 상기 진동전달부의 너비의 중심을 따라 연장된 제2 중심선이 상기 진동발생부의 너비의 중심을 따라 연장된 제1 중심선보다 어느 한 쪽으로 치우쳐질 수 있다.
또한, 상기 진동전달부는 일 측면이 상기 진동발생부의 일 측면과 일직선을 형성하고, 상기 제2 중심선이 상기 제1 중심선보다 상기 형성된 일직선 쪽으로 치우쳐질 수 있다.
또한, 상기 진동전달부는 너비의 중심을 따라 연장된 제2 중심선이 상기 진동발생부의 너비의 중심을 따라 연장된 제1 중심선과 일직선을 형성할 수 있다.
또한, 상기 진동전달부는 너비가 점차 좁아지면서 연장되어 적어도 하나의 측면이 곡선으로 형성되다가 너비가 일정하게 직진 연장될 수 있다.
또한, 상기 압전소자 형성영역은 상기 평판의 타단부 방향으로 상기 평판의 일단부와 타단부 거리의 중간거리만큼 전개될 수 있다.
또한, 상기 압전소자부는 한 변은 상기 평판의 일단부와 평행하고, 상기 한 변에 수직인 변은 상기 한 변보다 짧은 변으로 형성된 직사각형 형태이고, 상기 연장영역에 인접하게 부착될 수 있다.
또한, 상기 하부결합영역은 체결부에 의해 결합되는 제1 결합부를 포함하고, 상기 상부결합영역은 체결부에 의해 결합되는 제2 결합부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기는 바닥에서 지탱하는 베이스 플레이트부, 상부에 위치하여 진동을 전달받아 부품을 운송시키는 탑 플레이트부, 및 평판으로 형성되는 복수 개의 일체형 판스프링 구조체를 포함하고, 상기 복수 개의 일체형 판스프링 구조체 각각은, 상기 평판의 일단부에서 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 영역으로서, 상기 베이스 플레이트부와 결합되고 진동을 발생시키는 진동발생부, 및 상기 진동발생부로부터 상기 평판의 타단부까지 연장형성되는 영역으로서, 상기 진동발생부의 너비보다 좁은 너비로 전개되어 상기 진동발생부에서 발생된 진동을 상기 탑 플레이트부로 전달하는 진동전달부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 진동발생부는, 상기 베이스 플레이트부와 결합되는 하부결합영역, 및 전압을 인가하면 기계적 변형이 생겨 진동을 발생시키는 압전소자부가 배치되고 상기 평판의 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 압전소자 형성영역을 포함하고, 상기 진동전달부는, 상기 진동발생부로부터 상기 평판의 타단부까지 연장형성되는 연장영역, 및 상기 탑 플레이트부와 결합되어 상기 탑 플레이트부로 진동을 전달하는 상부결합영역을 포함하고, 상기 압전소자 형성영역과 상기 연장영역은 동일 평면 상에서 서로 맞닿아 배치될 수 있다.
또한, 상기 진동전달부의 너비의 중심을 따라 연장된 제2 중심선이 상기 진동발생부의 너비의 중심을 따라 연장된 제1 중심선보다 어느 한 쪽으로 치우쳐질 수 있다.
또한, 상기 진동전달부는, 일 측면이 상기 진동발생부의 일 측면과 일직선을 형성하고, 상기 제2 중심선이 상기 제1 중심선보다 상기 형성된 일직선 쪽으로 치우쳐질 수 있다.
또한, 상기 진동전달부는, 너비의 중심을 따라 연장된 제2 중심선이 상기 진동발생부의 너비의 중심을 따라 연장된 제1 중심선과 일직선을 형성할 수 있다.
또한, 상기 진동전달부는 너비가 점차 좁아지면서 연장되어 적어도 하나의 측면이 곡선으로 형성되다가 너비가 일정하게 직진 연장될 수 있다.
또한, 상기 압전소자 형성영역은, 상기 평판의 타단부 방향으로 상기 평판의 일단부와 타단부 거리의 중간거리만큼 전개되고, 상기 압전소자부는 한 변은 상기 평판의 일단부와 평행하고, 상기 한 변에 수직인 변은 상기 한 변보다 짧은 변으로 형성된 직사각형 형태이고, 상기 연장영역에 인접하게 부착될 수 있다.
또한, 상기 하부결합영역은 체결부에 의해 상기 베이스 플레이트부와 결합되는 제1 결합부를 포함하고, 상기 상부결합영역은 체결부에 의해 상기 탑 플레이트부와 결합되는 제2 결합부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 일체형 판스프링 구조체는, 상기 진동전달부가 바깥쪽을 향하도록 원형으로 배치되어 진동을 원형으로 발생시키며, 상기 부품이 이송되는 반대방향으로 기울어 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 일체형 판스프링 구조체 및 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기는 진동발생부와 진동전달부 사이에서 발생되는 진동의 손실을 줄일 수 있고, 부품공급기에 가하는 진동의 가속도를 높일 수 있으며, 구동 주파수에 따른 적당한 진동을 발생시켜 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 판스프링 구조체를 정면 및 측면에서 바라본 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체를 정면에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체를 측면에서 바라본 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기를 측면에서 바라본 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기의 실제 구현 사진이다.
도 6은 원형으로 이송되는 부품을 부품공급기의 상측에서 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체를 나타내는 도면이다.
도 9 내지 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기의 효과를 나타내는 도면이다.
이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확화하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체를 정면에서 바라본 도면이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체를 측면에서 바라본 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는 진동에 의해 부품(500)을 공급하는 부품공급기(1000)에 설치되어 진동을 발생시킬 수 있다. 일실시예에 있어서, 일체형 판스프링 구조체(100a)는 납작한 평판으로 형성될 수 있고, 진동발생부(10) 및 진동전달부(20)를 포함할 수 있다.
진동발생부(10)는 평판의 일단부에서 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 영역으로서, 진동을 발생시킬 수 있다. 평판의 짧은 변이 평판의 일단부가 될 수 있고, 짧은 변에 평행하는 변이 타단부가 될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 진동발생부(10)는 평판의 일단부의 너비(X1)로 연장될 수 있다.
이러한 진동발생부(10)는 하부결합영역(11) 및 압전소자 형성영역(15)을 포함할 수 있다.
하부결합영역(11)은 평판의 일단부에서 타단부 방향으로 연장되는 영역으로서, 부품공급기(1000)와 결합되어 일체형 판스프링 구조체(100a)를 고정할 수 있다. 이러한 하부결합영역(11)은 평판의 일단부의 너비(X1)로 연장될 수 있다. 일실시예에 있어서 하부결합영역(11)은 체결부에 의해 결합되는 제1 결합부(12)를 포함하고 제1 결합부(12)가 부품공급기(1000)의 하부와 결합될 수 있다. 제1 결합부(12)는 통공된 구멍에 체결부가 체결되어 부품공급기(1000)와 결합될 수 있으나, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니고 하부결합영역(11)과 부품공급기(1000)가 결합될 수 있는 다양한 형태로 변경될 수 있다. 따라서, 일체형 판스프링 구조체(100a)는 부품공급기(1000)와 더 견고하게 결합하여 소음이 발생되지 않고, 진동의 전달 효율을 높일 수 있다.
압전소자 형성영역(15)은 하부결합영역(11)으로부터 평판의 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 영역으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 하부결합영역(11)의 너비(X1)로 연장될 수 있다. 압전소자 형성영역(15)에는 진동을 발생시키는 압전소자부(13)가 배치될 수 있다. 압전소자부(13)는 전압을 인가하면 기계적 변형이 생겨 진동을 발생시키는 세라믹스일 수 있다. 상기 압전소자부(13)는 압력을 가하면 전기가 발생하는 압전효과를 이용한 것으로서, 기계적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하거나 전기적인 에너지를 기계적인 에너지로 변환할 수 있는 압전 특성을 갖는 다결정체로 구현될 수 있다. 상기 압전소자는 일반적으로 Pb(ZrTi)O3로 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 압전소자부(13)는 압전소자 형성영역(15)의 한쪽 면에 배치될 수 있으나, 다른 실시예에 있어서 양쪽 측면에 함께 배치될 수도 있고 복수의 압전소자부(13)가 한쪽 또는 양쪽 측면에 배치될 수 있다. 또한, 다른 실시예에 있어서 압전소자부(13)는 진동전달부(20) 또는 하부결합영역(11)에 일부 또는 전부가 배치될 수도 있다. 일실시예에 있어서 압전소자부(13)는 사각 육면체로 도포된 세라믹스로 형성될 수 있다. 이에 더해 압전소자부(13)는 압전소자 형성영역(15)에 세라믹 압전 재료가 도포되어 굴곡진 정현곡선 형태나 다양한 형태로 배치될 수 있으며, 압전소자부(13)의 구성 및 배치 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 압전소자 형성영역(15)은 평판의 타단부 방향으로 평판의 일단부와 타단부 거리의 중간거리만큼 전개될 수 있다. 따라서, 일체형 판스프링 구조체(100a)의 응력이 진동발생부(10)와 진동전달부(20)에 균등하게 가해질 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 압전소자부(13)는 한 변은 평판의 일단부와 평행할 수 있고, 상기 한 변에 수직인 변은 상기 한 변보다 짧은 변으로 형성된 직사각형 형태일 수 있다. 압전소자부(13)는 연장영역(21)에 인접하게 부착될 수 있다. 따라서, 진동전달부(20)는 진동발생부(10)의 진동을 부품공급기(1000)로 효과적으로 전달할 수 있다.
진동전달부(20)는 진동발생부(10)에서 발생된 진동을 상부 측으로 전달하는 영역으로서, 진동발생부(10)의 일 영역으로부터 평판의 타단부까지 연장형성될 수 있다. 이러한 진동전달부(20)는 진동발생부(10)의 너비(X1)보다 좁은 너비(X2)로 연장될 수 있다. 도 2를 참조하면, 진동발생부(10)는 평판의 일단부의 너비(X1)로 연장될 수 있고, 진동전달부(20)의 너비(X2)는 진동발생부(10)의 너비(X1)보다 더 좁은 너비로 연장될 수 있다.
구체적으로, 진동전달부(20)는 평판의 타단부쪽을 진동시킬 수 있고 그 결과 부품공급기(1000)로 진동을 전달할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 진동전달부(20)는 진동발생부(10)와 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 즉, 진동전달부(20)와 진동발생부(10)는 각각 분리된 구성이 아닌 일체형으로 형성된 평판으로서 동일 평면상에 배치된 영역일 수 있다. 이러한 진동발생부(10)와 진동전달부(20)는 진동할 수 있는 탄성체로 형성되어 일 영역에서 진동이 발생하면 떨림에 의해 다른 영역에 진동이 발생될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 진동발생부(10)에서 진동이 발생하면 떨림에 의해 진동전달부(20)에 진동이 발생될 수 있다. 따라서, 진동을 전달할 때 진동발생부(10)와 진동전달부(20) 사이에서 발생되는 진동의 손실을 줄일 수 있고, 부품공급기(1000)에 가하는 진동의 가속도를 높일 수 있다. 또한, 구동 주파수에 따른 적당한 진동을 발생시켜 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.
진동전달부(20)는 연장영역(21) 및 상부결합영역(23)을 포함할 수 있다.
연장영역(21)은 진동발생부(10)로부터 연장형성되는 영역으로서, 진동발생부(10)에 의해 발생된 진동을 전달할 수 있다. 일실시예에 있어서, 연장영역(21)의 너비(X2)는 압전소자 형성영역(15)의 너비(X1)보다 더 좁은 너비로 연장될 수 있다. 이러한 연장영역(21)은 압전소자 형성영역(15)과 동일 소재로 동일 평면 상에서 서로 맞닿아 배치될 수 있다. 즉, 연장영역(21)과 압전소자 형성영역(15)은 각각 분리된 구조체가 아닌 일체형으로 형성된 평판의 동일 평면상에 배치된 영역일 수 있다. 이러한 진동발생부(10)와 진동전달부(20)는 진동할 수 있는 탄성체로 형성되어 일 영역에서 진동이 발생하면 떨림에 의해 다른 영역에 진동이 발생될 수 있다. 따라서, 진동발생부(10)에서 진동이 발생하면 떨림에 의해 진동전달부(20)에 진동이 발생될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는 진동전달부(20)와 진동발생부(10)가 일체형으로 형성되어 종래의 판스프링 결합부분에서 발생되는 소음을 발생시키지 않을 수 있는 효과가 있다.
상부결합영역(23)은 연장영역(21)으로부터 평판의 타단부까지 연장형성되는 영역으로서, 부품공급기(1000)와 결합되어 상부로 진동을 전달할 수 있다. 이러한 상부결합영역(23)은 연장영역(21)의 너비(X2)로 연장형성될 수 있다. 일실시예에 있어서 상부결합영역(23)은 체결부에 의해 결합되는 제2 결합부(24)를 포함하여 제2 결합부(24)가 부품공급기(1000)의 상부와 결합될 수 있다. 제2 결합부(24)는 통공된 구멍에 체결부가 체결되어 부품공급기(1000)와 결합될 수 있으나, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니고 상부결합영역(23)과 부품공급기(1000)가 결합될 수 있는 다양한 형태로 변경될 수 있다. 따라서, 일체형 판스프링 구조체(100a)는 부품공급기(1000)와 더 견고하게 결합하여 소음이 발생되지 않고, 진동의 전달 효율을 높일 수 있다. 일례로서, 상부결합영역(23)의 너비(X2)는 압전소자 형성영역(15)의 너비(X1)보다 더 좁은 너비로 연장되므로, 제2 결합부(24)의 개수는 제1 결합부(11)의 개수보다 적을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 진동전달부(20)의 너비(X2)의 중심을 따라 연장된 제2 중심선(200CL)이 진동발생부(10)의 너비(X1)의 중심을 따라 연장된 제1 중심선(100CL)보다 어느 한 쪽으로 치우쳐질 수 있다. 제2 중심선(200CL)은 진동전달부(20)의 너비(X2)의 중심을 따라서 연장된 가상의 직선일 수 있다. 제1 중심선(100CL)은 진동발생부(10)의 너비(X1)의 중심을 따라서 형성된 가상의 직선일 수 있다. 일실시예에 있어서 제2 중심선(200CL)은 진동전달부(20)의 너비 중에서 직진 연장된 부분의 너비(X2)를 기준으로 정의될 수 있다. 제2 중심선(200CL)은 제1 중심선(100CL)보다 어느 한 쪽으로 치우쳐질 수 있다. 이때, 제2 중심선(200CL)은 진동발생부(10)의 너비(X1)를 벗어나지 않는 범위 내에서 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 진동전달부(20)는 일 측면이 진동발생부(10)의 일 측면과 일직선을 형성하고, 제2 중심선(200CL)이 상기 제1 중심선(100CL)보다 상기 형성된 일직선 쪽으로 치우쳐질 수 있다. 도 2를 참조하면, 진동전달부(20)의 일 측면이 진동발생부(10)의 일 측면과 일직선을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이 진동전달부(20)는 너비가 점차 좁아지면서 연장되어 적어도 하나의 측면이 곡선으로 형성되다가 너비가 일정하게 직진 연장될 수 있다. 진동전달부(20)의 가로 폭(너비)은 위로 갈수록 좁아지거나 동일할 수 있다. 진동전달부(20)는 최소 너비가 X2일 수 있다. 따라서, 일체형 판스프링 구조체(100a)는 측면의 곡선을 따라 자연스럽게 진동을 전달할 수 있으며, 진동전달부(20)가 휘어지거나 부러지는 것이 측면의 곡선에 의해 방지될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는, 진동전달부(20)의 폭은 좁히고 상부결합영역(23)의 제2 결합부(24)는 1개가 구비될 수 있다. 이를 통해 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는 회전 방향 진동에 의한 비틀림 응력을 감소시킬 수 있다. 일례로서, 일체형 판스프링 구조체(100a)의 전체 높이 및 너비(X1)는 도 1에 도시된 종래의 판스프링과 동일하여 베이스 플레이트부(200)와 진동기 높이는 동일하게 사용할 수 있다.
도 1에 도시된 종래의 판스프링 구조체는 진동의 마디가 되는 부분이 톱 스프링부와 하부스프링부가 볼트로 결합된 영역이기 때문에, 볼트 결합부에 응력이 집중되어 결합이 불안정해지고 성능 저하의 원인이 되는 문제가 있다. 반면에 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는 진동발생부(10)와 진동전달부(20)가 동일 평면상에 일체형으로 형성되므로, 진동의 마디가 되는 부분에 응력이 집중되더라도 성능 저하가 일어나지 않는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기를 측면에서 바라본 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기의 실제 구현 사진이다.
본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기(1000)는 베이스 플레이트부(200), 탑 플레이트부(300) 및 평판으로 형성되는 복수 개의 일체형 판스프링 구조체(100a)를 포함할 수 있다.
베이스 플레이트부(200)는 부품공급기(1000)의 하부에 위치하여 바닥에서 지탱할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 플레이트부(200)는 복수의 일체형 판스프링 구조체(100a)와 결합될 수 있다.
탑 플레이트부(300)는 부품공급기(1000)의 상부에 위치하여 부품을 수용할 수 있다. 탑 플레이트부(300)는 복수의 일체형 판스프링 구조체(100a)와 결합되어 진동을 전달받을 수 있고, 이에 따라 탑 플레이트부(300)에 수용된 부품(500)이 이송될 수 있다. 상기 탑 플레이트부(300)는 원형 플레이트 형태로 구성될 수 있으나 이러한 형태로 한정되는 것은 아니다.
복수 개의 일체형 판스프링 구조체(100a) 각각은 베이스 플레이트부(200) 및 탑 플레이트부(300)에 결합되고 진동을 발생시켜 탑 플레이트부(300)에 수용된 부품(500)을 이송시킬 수 있다. 복수 개의 일체형 판스프링 구조체(100a)는 도 2 및 도 3을 참조하여 상술한 일체형 판스프링 구조체(100a)와 동일한 구조체일 수 있다. 실시예에 따라, 상기 복수 개의 일체형 판스프링 구조체(100a)는 도 7 및 도 8을 참조하여 상술할 일체형 판스프링 구조체(100b, 100c, 100d, 100e, 100f) 등과 같은 형태로 변경될 수 있다.
일체형 판스프링 구조체(100a)는 진동발생부(10) 및 진동전달부(20)를 포함할 수 있다.
진동발생부(10)는 평판의 일단부에서 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 영역으로서, 상기 베이스 플레이트부(200)와 결합되고 진동을 발생시킬 수 있다. 진동발생부(10)는 하부결합영역(11) 및 압전소자 형성영역(15)을 포함할 수 있다.
하부결합영역(11)은 베이스 플레이트부(200)와 결합될 수 있다. 압전소자 형성영역(15)은 전압을 인가하면 기계적 변형이 생겨 진동을 발생시키는 압전소자부(13)가 배치되고, 상기 평판의 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 압전소자 형성영역(15)은 평판의 타단부 방향으로 평판의 일단부와 타단부 거리의 중간거리만큼 전개될 수 있다. 또한, 일실시예에 있어서, 압전소자부(13)는 한 변은 평판의 일단부와 평행하고, 상기 한 변에 수직인 변은 상기 한 변보다 짧은 변으로 형성된 직사각형 형태이고, 연장영역(21)에 인접하게 부착될 수 있다. 또한, 일실시예에 있어서 하부결합영역(11)은 체결부에 의해 상기 베이스 플레이트부(200)와 결합되는 제1 결합부(12)를 포함할 수 있다. 일례로서, 제1 결합부(12)는 볼트가 관통될 수 있게 통공될 수 있고 상기 체결부는 제1 결합부(12)에 삽입 고정되는 볼트일 수 있다. 실시예에 따라, 제1 결합부(12) 및 체결부는 다양한 체결 수단으로 변경될 수 있다.
진동전달부(20)는 진동발생부(10)로부터 평판의 타단부까지 연장형성되는 영역으로서, 진동발생부(10)의 너비(X1)보다 좁은 너비(X2)로 전개되어 진동발생부(10)에서 발생된 진동을 탑 플레이트부(300)로 전달할 수 있다. 진동전달부(20)는 연장영역(21) 및 상부결합영역(23)을 포함할 수 있다.
연장영역(21)은 상기 진동발생부(10)로부터 상기 평판의 타단부까지 연장형성될 수 있다. 압전소자 형성영역(15)과 연장영역(21)은 동일 평면 상에서 서로 맞닿아 배치될 수 있다. 상부결합영역(23)은 탑 플레이트부(300)와 결합되어 탑 플레이트부(300)로 진동을 전달할 수 있다. 이러한 상부결합영역(23)은 체결부에 의해 상기 탑 플레이트부(300)와 결합되는 제2 결합부(24)를 포함할 수 있다. 일례로서, 제2 결합부(24)는 볼트가 관통될 수 있게 통공될 수 있고 상기 체결부는 제2 결합부(24)에 삽입 고정되는 볼트일 수 있다. 실시예에 따라, 제2 결합부(24) 및 체결부는 다양한 체결 수단으로 변경될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 진동전달부(20)의 너비(X2)의 중심을 따라 연장된 제2 중심선(200CL)이 진동발생부(10)의 너비(X1)의 중심을 따라 연장된 제1 중심선(100CL)보다 어느 한 쪽으로 치우쳐질 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 진동전달부(20)의 일 측면이 진동발생부(10)의 일 측면과 일직선을 형성하고, 제2 중심선(200CL)이 제1 중심선(100CL)보다 상기 형성된 일직선 쪽으로 치우쳐질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 진동전달부(20)는 너비가 점차 좁아지면서 연장되어 적어도 하나의 측면이 곡선으로 형성되다가 너비(X2)가 일정하게 직진 연장될 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 복수 개의 일체형 판스프링 구조체(100a)는 상기 진동전달부(20)가 바깥쪽을 향하도록 원형으로 배치될 수 있다. 즉, 복수 개의 일체형 판스프링 구조체(100a)는, 진동전달부(20)의 너비(X2)의 중심을 따라 연장된 제2 중심선(200CL)이 진동발생부(10)의 너비(X1)의 중심을 따라 연장된 제1 중심선(100CL)보다 베이스 플레이트부(200)의 중심으로부터 먼 곳에 배치될 수 있다.
복수 개의 일체형 판스프링 구조체(100a)는 진동을 원형으로 발생시키며, 상기 부품(500)이 이송되는 반대방향으로 기울어 배치될 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 복수 개의 일체형 판스프링 구조체(100a) 각각은 베이스 플레이트부(200)에 원형으로 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 복수 개의 일체형 판스프링 구조체(100a) 각각은 기울어 배치될 수 있는데, 진동이 발생되면 기울어진 반대방향으로 부품(500)이 이송될 수 있다. 따라서, 기울어 배치된 일체형 판스프링 구조체(100a)에 의해 부품(500)을 더 용이하게 이송시킬 수 있다. 도 5에는 복수 개의 일체형 판스프링 구조체(100a)가 4개 구비되는 것으로 도시되어 있으나 이는 예시적인 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기(1000)에 구비되는 일체형 판스프링 구조체(100a)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 6은 원형으로 이송되는 부품(500)을 부품공급기(1000)의 상측에서 촬영한 사진이다.
도 6을 참조하면, 탑 플레이트부(300) 위에 부품(500)이 수용될 수 있다. 일체형 판스프링 구조체(100a)가 원형으로 진동을 발생시켜 탑 플레이트부(300)로 진동을 전달하면, 부품(500)이 원형으로 이송될 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하여 상술한 바와 같이, 진동전달부(20)의 제2 중심선(200CL)이 진동발생부(10)의 제1 중심선(100CL)보다 탑 플레이트부(300)의 중심으로부터 먼 곳에 배치될 수 있으므로, 부품(500)을 원형으로 이송시킬 때 더 큰 지름의 원형으로 진동을 발생시켜 작업의 효율을 높일 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체를 나타내는 도면이다. 도 7에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100b, 100c)는 압전소자부(13)의 크기와 부착 형태를 각각 달리한 실시예이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100b)에 구비되는 압전소자부(13)는 가로 방향으로 긴 직사각형 형태로 형성될 수 있고, 압전소자 형성영역(13)의 아래 쪽에 배치될 수 있다. 압전소자부(13)의 중심은 압전소자 형성영역(13)의 중심보다 아래 쪽에 위치할 수 있다. 압전소자부(13)의 중심은 제1 중심선(100CL) 상에 배치될 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100c)에 구비되는 압전소자부(13)는 진동전달부(20) 방향으로 길게 형성된 직사각형 형태로 배치될 수 있다. 압전소자부(13)는 제1 중심선(100CL)을 기준으로 어느 한쪽으로 치우쳐 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 압전소자부(13)의 중심은 제1 중심선(100CL) 상에 위치될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체를 나타내는 도면이다. 도 8에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100d, 100e, 100f)는 진동발생부(100)의 제1 중심선(100CL)과 진동전달부(20)의 제2 중심선(200CL)이 서로 일치할 수 있고, 진동전달부(20)의 측면의 형태는 각각 다를 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 일체형 판스프링 구조체(100d, 100e, 100f)의 진동전달부(20)는 너비(X2)의 중심을 따라 연장된 제2 중심선(200CL)이 상기 진동발생부(10)의 너비(X1)의 중심을 따라 연장된 제1 중심선(100CL)과 일직선을 형성할 수 있다.
도 8의 (a)를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100d)는 진동발생부(10) 및 진동전달부(20)를 포함할 수 있다. 진동전달부(20)는 진동발생부(10)로부터 평판의 타단부까지 연장형성되는 영역으로서, 진동전달부(20)의 너비(X2)보다 좁은 너비(X1)로 연장형성될 수 있다. 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100d)는 진동전달부(20)가 한쪽으로 치우치지 않고 진동발생부(10)의 중심에 배치되어 제2 중심선(200CL)과 제1 중심선(100CL)이 일직선을 형성할 수 있다.
도 8의 (b)를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100e)의 진동전달부(20)는 한쪽으로 치우치지 않고 진동발생부(10)의 중심에 배치될 수 있다. 진동전달부(20)는 압전소자 형성영역(15)으로부터 너비가 점차 좁아지면서 연장되되 어느 하나의 측면이 곡선으로 형성되다가 너비(X2)가 일정하게 직진 연장될 수 있다.
도 8의 (c)를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100f)의 진동전달부(20)는 한쪽으로 치우치지 않고 진동발생부(10)의 중심에 배치될 수 있다. 진동전달부(20)는 압전소자 형성영역(15)으로부터 너비가 점차 좁아지면서 연장되되 양쪽 측면이 곡선으로 형성되다가 너비(X2)가 일정하게 직진 연장될 수 있다.
실시예에 따라, 도 7 및 도 8을 참조하여 상술한 일체형 판스프링 구조체(100b, 100c, 100d, 100e, 100f)는 도 4 및 도 5를 참조하여 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 부품공급기(1000)에 적용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 부품공급기(1000)가 라인 피더로 구현되는 경우에는, 도 8을 참조하여 상술한 일체형 판스프링 구조체(100d, 100e, 100f)와 같이 진동전달부(20)의 세로방향 중심축이 진동발생부(10)의 세로방향 중심축과 일치하는 일체형 판스프링 구조체가 적용될 수 있다. 이에 따라, 진동발생부(10)에서 발생한 진동이 진동전달부(20)를 통해 탑 플레이트부(300)로 전달될 때 어느 한쪽으로 치우치지 않고 전달될 수 있다.
도 9 내지 도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기의 효과를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기의 성능을 종래의 판스프링이 설치된 부품공급기의 성능과 비교한 그래프이다.
도 9 및 도 10은 일체형 판스프링 구조체(100a)에 구동 전압을 달리하여 가했을 때, 발생된 진동의 가속도를 가속도 센서로 측정한 것이다.
도 9를 참조하면, 본 테스트는 구동 전압을 달리하여 일체형 판스프링 구조체(100a)에 구동 전압을 가하였을 때, 일체형 판스프링 구조체(100a)가 발생시키는 진동의 가속도를 가속도 센서로 측정한 것이다. 도 9는 일체형 판스프링 구조체(100a)에 인가한 구동 전압에 대한 가속도 센서의 출력 전압 특성을 나타낸다. 구동전압 및 가속도 센서의 출력 전압은 모두 실효치(Vrms)로 표시된 것이다. 진동의 가속도를 Go-p, 가속도 센서의 출력 전압을 Vo -p, 가속도 센서의 감도를 A로 정의하면, 가속도 센서의 감도가 0.033Vrms/G일때 이들 사이의 관계식은 아래의 수학식 1과 같다.
Figure PCTKR2018005887-appb-M000001
수학식 1의 Vrms는 가속도 센서의 출력전압의 실효치(effective value)를 나타내는 것이다. 일체형 판스프링 구조체(100a)가 발생시키는 진동의 진폭을 Uo -p, 진동의 주파수를 f, 중력가속도를 g라 하면, 진동의 진폭과 가속도, 주파수의 관계는 수학식 2와 같다.
Figure PCTKR2018005887-appb-M000002
본 테스트는 150V의 구동 전압으로 약 1시간 동안 에이징한 후에 각 구동 전압을 달리하여 가속도 센서를 이용하여 출력 전압을 측정하였다. 이때 부품공급기(1000)의 탑 플레이트부(300)에 620g, Φ170의 알루미늄 가공 볼을 올려놓은 뒤 진행되었다. 도 9의 실험에 사용된 일체형 판스프링 구조체(100a, 100b, 100c)는, 진동발생부(10)의 너비(X1)는 16mm, 진동전달부(20)의 너비(X2)는 8mm이고, 진동발생부(10)의 높이는 24.5mm이며, 진동전달부(20)의 높이는 24.5mm이다. 도 2에 도시된 압전소자부(13)의 너비는 15mm, 높이는 13mm이고, 도 7의 (a)에 도시된 압전소자부(13)의 너비는 13mm, 높이는 9mm이고, 도 7의 (b)에 도시된 압전소자부(13)의 너비는 9mm, 높이는 13mm일 수 있다.
도 9를 참조하면, 그래프 (a)는 도 2에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께(t)가 1.8mm인 실시예의 측정 결과를 나타낸 것으로서, 구동전압이 200V일 때 구동 주파수(공진 주파수)가 200.9Hz, 진동의 가속도가 32.8G, 진폭이 0.202mm인 데이터를 얻었다. 그래프 (b)는 도 2에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께가 1.7mm인 실시예의 측정 결과를 나타낸 것으로서, 구동전압이 200V일 때 구동 주파수(공진 주파수)가 189.3Hz, 진동의 가속도가 31.1G, 진폭이 0.226mm인 데이터를 얻었다. 그래프 (c)는 도 7의 (a)에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100b)의 두께가 1.7mm인 실시예의 측정 결과를 나타낸 것으로서, 구동전압이 200V일 때 구동 주파수(공진 주파수)가 180.5Hz, 진동의 가속도가 26.8G, 진폭이 0.205mm인 데이터를 얻었다. 그래프 (a')는 도 7의 (b)에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100c)의 두께가 1.8mm인 실시예의 측정 결과를 나타낸 것으로서, 구동전압이 200V일 때 구동 주파수(공진 주파수)가 195.9Hz, 진동의 가속도가 23.4G, 진폭이 0.152mm인 데이터를 얻었다. 그래프 (b')는 도 7의 (b)에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100c)의 두께가 1.7mm인 실시예의 측정 결과를 나타낸 것으로서, 구동전압이 200V일 때 구동 주파수(공진 주파수)가 184.7Hz, 진동의 가속도가 23.5G, 진폭이 0.226mm인 데이터를 얻었다. 그래프 (d)는 도 7의 (b)에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100c)의 두께가 1.6mm인 실시예의 측정 결과를 나타낸 것으로서, 구동전압이 200V일 때 구동 주파수(공진 주파수)가 172.6Hz, 진동의 가속도가 21.5G, 진폭이 0.179mm인 데이터를 얻었다. 그래프 (e)는 도 1에 도시된 종래의 판스프링을 부품공급기에 설치하여 측정한 결과를 나타낸 것으로서, 하부 스프링부는 2.0mm의 두께, 톱 스프링부는 1.0mm의 두께로 하였다. 그래프 (e)는 구동전압이 200V일 때 구동 주파수(공진 주파수)가 171.9Hz, 진동의 가속도가 19.3G, 진폭이 0.16mm인 데이터를 얻었다.
결과를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a, 100b, 100c)는 모든 측정된 가속도(G) 값이 종래의 판스프링으로 측정된 가속도 19.3G보다 월등히 높은 것을 알 수 있다.
또한, 압전소자부(13)의 배치 형태에 따라 다른 가속도 값이 측정되었다. 1.7mm 두께로 측정한 결과값 그래프 (b), 그래프 (c) 및 그래프 (b')의 경우, 구동 전압이 200V인 지점을 비교하면, 가속도는 각각 31.1G, 26.8G 및 23.5G이다. 이를 통해 압전소자부(13) 배치 형태에 따라, 도 2에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100a) > 도 7의 (a)에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100b) > 도 7의 (b)에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100c)의 순서로 가속도 값이 높은 것을 알 수 있다. 압전소자부(13)의 면적이 동일하다면 압전소자부(13)의 너비가 압전소자 형성영역(15)의 너비(X1)에 가까울수록 일체형 판스프링 구조체의 진동 특성이 향상됨을 알 수 있다.
또한, 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께가 두꺼울수록 높은 가속도 값이 측정되었는데, 이는 판스프링의 스프링 상수와 연관될 수 있다.
종래의 판스프링 일체형 판스프링 구조체(100a)
하부 스프링부t : 2.0K1=84.0(Kg/mm) 진동발생부(10)t : 1.5mm 63.1(Kg/mm)
t : 1.6 76.6
t : 1.7 91.9
t : 1.8 109.0
톱 스프링부 t:1.0K2=42.0 진동전달부(20)t : 1.5 46.8
t : 1.6 56.8
t : 1.7 68.1
t : 1.8 80.3
하부 스프링부와 톱 스프링부의 합성 스프링 상수Kt=27.8 진동발생부(10)와 진동전달부(20)의 합성 스프링 상수t : 1.5 26.9
t : 1.6 32.6
t : 1.7 38.5
t : 1.8 46.3
표 1은 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께에 따른 스프링 상수 측정 결과를 나타내는 것이다. 표 1의 결과와 같이 종래의 판스프링의 경우, 하부 스프링부는 84.0, 톱 스프링부는 42.0, 합성 스프링 상수는 27.8의 스프링 상수가 측정되었다. 이에 비해, 일체형 판스프링 구조체(100a)는 진동발생부(10)와 진동전달부(20)의 합성 스프링 상수 대부분이 종래의 판스프링의 합성 스프링 상수보다 높았다. 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는 종래의 판스프링에 비해 스프링 상수가 높기 때문에 더 높은 가속도 값이 측정될 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 테스트는 150V의 구동 전압으로 약 1시간동안 에이징한 후에 구동 전압을 달리하여 전압을 가한 뒤 가속도 센서를 이용하여 출력 전압을 측정하였다. 도 10의 실험에 사용된 일체형 판스프링 구조체(100a)는, 진동발생부(10)의 너비(X1)는 50mm, 진동전달부(20)의 너비(X2)는 20mm이고, 진동발생부(10)의 높이는 56mm, 진동전달부(20)의 높이는 50mm이며, 압전소자부(13)의 너비는 40mm, 높이는 29mm이다. 본 테스트는 부품공급기(1000)의 탑 플레이트부(300)에 4.8kg, Φ360의 튤링볼(GD2 = 0.632kg·m2)을 올려놓은 뒤 진행되었다.
그래프 (a), 그래프 (b) 및 그래프 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께를 각각 t=5.3, 5.0 및 4.7mm로 하고 3소자 구동일 때의 결과 값이고, 그래프 (d)는 종래의 판스프링이 설치된 부품공급기의 3소자 구동일 때의 결과 값이다. 살펴보면 그래프 (a), 그래프 (b) 및 그래프 (c)의 결과 값은 그래프 (d)보다 월등히 높은 것을 확인할 수 있다. 또한, 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께가 두꺼워질수록 높은 진동의 가속도, 진폭 및 구동 주파수 등에서 큰 성능 향상을 얻을 수 있다.
도 11은 부품공급기(1000)를 이용하여 부품(500)을 이송시키는 도중에 측정한 가속도 값과, 부품(500)을 추가로 올려놓았을 때 가속도 값을 비교하여 가속도 값이 얼마나 저하되었는지 비교한 그래프이다.
도 11을 참조하면, 본 테스트는 150V의 구동 전압으로 약 1시간동안 에이징한 후에 구동 전압을 달리하여 전압을 가한 뒤 가속도 센서를 이용하여 출력 전압을 측정하였다. 도 11의 실험에 사용된 일체형 판스프링 구조체(100a, 100c)는, 진동발생부(10)의 너비(X1)는 16mm, 진동전달부(20)의 너비(X2)는 8mm이고, 진동발생부(10)의 높이는 24.5mm이며, 진동전달부(20)의 높이는 24.5mm이다. 도 2에 도시된 압전소자부(13)의 너비는 15mm, 높이는 13mm이고, 도 7의 (b)에 도시된 압전소자부(13)의 너비는 9mm, 높이는 13mm일 수 있다. 본 테스트는 부품공급기(1000)의 탑 플레이트부(300)에 620g, Φ170의 튤링볼을 올려놓은 뒤 진행되었다.
도 11을 참조하면, 그래프 (a)는 도 2에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께(t)가 1.8mm이고 2소자 구동인 실시예의 측정 결과를 나타낸 것으로서, 구동 주파수(공진 주파수)가 200.9Hz, 진폭이 0.20mm, 진동의 가속도가 32.8G로 측정되었다. 추후 추가로 180g의 지퍼칩을 올려놓았을 때의 결과 값은 그래프 (a')이 되어 구동 주파수(공진 주파수)가 201.4Hz, 진폭이 0.18mm, 진동의 가속도가 29.1G로 측정되었다. 그래프 (b)는 도 2에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께(t)가 1.8mm이고 1소자 구동인 실시예의 측정 결과를 나타낸 것으로서, 구동 주파수(공진 주파수)가 192.5Hz, 진폭이 0.18mm, 진동의 가속도가 26.5G로 측정되었다. 그래프 (b')는 추가로 180g의 지퍼칩을 올려놓았을 때의 결과값으로서, 구동 주파수(공진 주파수)가 192.9Hz, 진폭이 0.14mm, 진동의 가속도가 20.7G로 측정되었다. 그래프 (c)는 도 7의 (b)에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100c)의 두께(t)가 1.8mm이고 2소자 구동인 실시예의 측정 결과를 나타낸 것으로서, 구동 주파수(공진 주파수)가 195.9Hz, 진폭이 0.15mm, 진동의 가속도가 23.4G로 측정되었다. 그래프 (c')는 추가로 180g의 지퍼칩을 올려놓았을 때의 결과값으로서, 구동 주파수(공진 주파수)가 196.1Hz, 진폭이 0.12mm, 진동의 가속도가 18.2G로 측정되었다. 그래프 (d)는 도 1에 도시된 종래의 판스프링이 설치된 부품공급기의 결과값으로서, 구동 주파수(공진 주파수)가 171.9Hz, 진폭이 0.16mm, 진동의 가속도가 19.3G로 측정되었다. 그래프 (d')은 추가로 180g의 지퍼칩을 올려놓았을 때의 결과값으로서, 구동 주파수(공진 주파수)가 172.1Hz, 진폭이 0.12mm, 진동의 가속도가 14.6G로 측정되었다.
전체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a, 100c)는 모든 측정된 가속도(G) 값이 종래의 판스프링으로 측정된 가속도 값보다 월등히 높은 것을 알 수 있다. 또한, 그래프 (b)를 참조하면, 도 2에 도시된 일체형 판스프링 구조체(100a)의 경우 1소자 구동에서도 종래의 판스프링이 설치된 부품공급기보다 성능이 향상되는 것으로 나타났다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 일체형 판스프링 구조체(100a) 및 이를 이용한 부품공급기(1000)는, 단가가 높은 세라믹 등으로 제작되는 압전소자부(13)의 사용량을 1/2로 절감할 수 있어 종래의 2게이트 구동 방식에 비해 대폭적인 비용 절감이 가능한 효과가 있다.
도 12는 종래의 판스프링이 3개 또는 4개가 설치된 부품공급기를 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a) 3개가 설치된 부품공급기(1000)와 비교한 그래프이다.
도 12를 참조하면, 본 테스트는 170V의 구동 전압으로 약 1시간동안 에이징한 후에 구동 전압을 달리하여 전압을 가한 뒤 가속도 센서를 이용하여 출력 전압을 측정하였다. 도 12의 실험에 사용된 일체형 판스프링 구조체(100a)는, 진동발생부(10)의 너비(X1)는 50mm, 진동전달부(20)의 너비(X2)는 20mm이고, 진동발생부(10)의 높이는 56mm, 진동전달부(20)의 높이는 50mm이며, 두께는 5.3mm이고, 압전소자부(13)의 너비는 40mm, 높이는 29mm이다. 이때 부품공급기(1000)의 탑 플레이트부(300)에 5.44kg, Φ340의 튤링볼을 올려놓은 뒤 진행되었다.
그래프 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a) 3개가 설치된 부품공급기(1000)의 결과값을 나타낸 것이다. 그래프 (b)는 종래의 판스프링 4개가 설치된 부품공급기의 결과값을 나타낸 것이고, 그래프 (c) 및 그래프 (d)는 종래의 판스프링 3개가 설치된 부품공급기의 결과값을 나타낸 것이다. 본 테스트의 결과 그래프 (a)의 결과값이 가장 높게 측정되었다. 이를 토대로 살펴보면, 종래의 판스프링 4개가 설치된 부품공급기보다 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a) 3개가 설치된 부품공급기(1000)가 훨씬 효과적이라는 것을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는 종래의 판스프링에 비해 전체 두께가 두꺼울 수 있다. 이때, 매우 높은 가속도의 진동이 발생하기 때문에 응력에 의해 일체형 판스프링 구조체(100a)가 파손될 우려가 있었다. 이러한 우려에 대해 테스트하기 위해, t=5.3mm의 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a) 3개가 설치된 부품공급기(1000)를 170V의 구동 전압을 가하여 5 * 107회 테스트를 수행한 뒤, 다시 200V의 구동 전압으로 2*107회 테스트를 수행하였다. 그 결과, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는 응력에 의해 부러지거나 휘어지는 현상이 발생하지 않았다. 이에 비해, 종래의 판스프링은 응력에 의해 결합 부분이 파손되었다.
도 13 및 도 14는 종래의 판스프링이 설치된 부품공급기와 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기(1000)의 진동기 주파수 특성을 나타내는 그래프이다. 도 13 및 도 14는 부품공급기의 구동 전압을 200V, 100V로 하고, 구동 주파수를 각각 달리하여 측정한 그래프이다. 도 13의 실험에 사용된 일체형 판스프링 구조체(100a)는, 진동발생부(10)의 너비(X1)는 16mm, 진동전달부(20)의 너비(X2)는 8mm이고, 진동발생부(10)의 높이는 24.5mm이며, 진동전달부(20)의 높이는 24.5mm이고, 압전소자부(13)의 너비는 15mm, 높이는 13mm이다. 도 14의 실험에 사용된 일체형 판스프링 구조체(100a)는, 진동발생부(10)의 너비(X1)는 50mm, 진동전달부(20)의 너비(X2)는 20mm이고, 진동발생부(10)의 높이는 56mm, 진동전달부(20)의 높이는 50mm이며, 압전소자부(13)의 너비는 40mm, 높이는 29mm이다.
도 13을 참조하면, 그래프 (a)는 종래의 부품공급기에 200V의 구동 전압을 인가하였을 때의 결과 데이터로서, 구동 주파수가 약 172Hz인 경우 최대 가속도 값이 측정되었다. 그래프 (a')는 종래의 부품공급기에 100V의 구동 전압을 인가하였을 때의 결과 데이터로서, 구동 주파수가 약 173Hz인 경우 최대 가속도 값이 측정되었다. 그래프 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께가 1.8mm인 경우 200V의 구동 전압을 인가하였을 때의 결과 데이터로서, 구동 주파수가 약 204Hz인 경우 최대 가속도 값이 측정되었다. 그래프 (b')는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께가 1.8mm인 경우 100V의 구동 전압을 인가하였을 때의 결과 데이터로서, 구동 주파수가 약 205Hz인 경우 최대 가속도 값이 측정되었다.
실험 결과를 보면, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는 종래의 판스프링에 비해 최대 가속도 값이 대폭 향상됨에도 불구하고, 100V 구동시와 200V 구동시의 주파수 특성 형태에 큰 변화가 없다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는 압전소자부(13)에 사용되는 세라믹의 형상변화에 기인하는 요인이 없는 것을 의미하고 진동기 수명에도 문제가 없음을 알 수 있다.
도 14를 참조하면, 그래프 (a)는 종래의 부품공급기에 200V의 구동 전압을 인가하였을 때의 결과 데이터이고, 그래프 (a')는 종래의 부품공급기에 100V의 구동 전압을 인가하였을 때의 결과 데이터이며, 그래프 (b)는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께가 5.0mm인 경우 200V의 구동 전압을 인가하였을 때의 결과 데이터이고, 그래프 (b')는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)의 두께가 5.0mm인 경우 100V의 구동 전압을 인가하였을 때의 결과 데이터이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 부품공급기(1000)는 전체적으로 종래의 부품공급기에 비해 더 큰 값의 공진 첨예도를 갖는 것을 알 수 있다. 이는 본 발명의 일실시예에 따른 부품공급기(1000)에서 진동 손실이 줄었다는 것을 의미한다. 또한, 그래프를 전체적으로 살펴볼 때 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체(100a)는 종래의 판스프링에 비해 가속도가 대폭 향상된 값을 보임에도 불구하고, 주파수의 전체적인 형태가 크게 변화하지 않고 안정적임을 알 수 있다.
도 15는 종래의 판스프링의 톱 스프링부를 'ㄷ'형태 및 'ㅣ'형태로 형성하여 성능을 비교한 그래프이다. 'ㅣ'형태로 형성된 톱 스프링부는 종래에 공지되지 않은 형태이지만, 성능 비교를 위해 비공개로 제작한 형태이다.
도 15를 참조하면, 본 테스트는 150V의 구동 전압으로 약 1시간동안 에이징한 후에 구동 전압을 달리하여 전압을 가한 뒤 가속도 센서를 이용하여 출력 전압을 측정하였다. 이때 부품공급기(1000)의 탑 플레이트부에 4.8kg, Φ360의 튤링볼(GD2 = 0.632kg·m2)을 올려놓은 뒤 진행되었다. 그래프 (a)는 종래의 판스프링의 'ㄷ'형태 톱 스프링부의 두께를 t=3.0으로 테스트한 결과 값이고, 그래프 (b1) 내지 그래프 (b3)는 판스프링의 'ㅣ'형태 톱 스프링부의 두께를 각각 t=3.7, 3.2, 3.0으로 테스트한 결과 값이다. 그 결과, 그래프 (b1) 내지 그래프 (b3)의 결과 값이 그래프 (a)의 결과 값보다 낮았다.
이를 통해 살펴보면, 판스프링의 'ㅣ'형태 톱 스프링부가 종래의 판스프링의 'ㄷ'형태 톱 스프링부보다 훨씬 비효율적이라는 결과가 된다. 'ㅣ'형태 톱 스프링부의 두께를 훨씬 두껍게 하여도 'ㄷ'형태 톱 스프링부보다 마찬가지로 낮은 가속도 값이 측정되었다. 이 결과 값은, 단순히 톱 스프링부의 너비를 좁게 하는 것만으로는 가속도 결과 값이 높게 측정되지 않는 효과를 보여준다. 'ㅣ'형태 톱 스프링부는 하부 스프링부와 1개의 결합부로 결합되므로 구동력이 톱 스프링부에 충분히 전달되지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 판스프링 구조체와 같이 톱 스프링부의 너비를 좁게 하는 동시에 하부스프링부와 톱 스프링부를 일체형으로 형성되어야 종래의 판스프링보다 뛰어난 효과를 가지는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 일체형 판스프링 구조체 및 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기는 진동발생부와 진동전달부 사이에서 발생되는 진동의 손실을 줄일 수 있고, 부품공급기에 가하는 진동의 가속도를 높일 수 있으며, 구동 주파수에 따른 적당한 진동을 발생시켜 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다. 본 발명에 따른 일체형 판스프링 구조체는 압전식 구동계로 구성이 단순하고 합성 스프링 상수를 쉽게 높일 수 있으며, 적은 수의 압전소자부(13)만 구동하여도 종래의 판스프링 구조체와 비슷하거나 향상된 효과를 얻을 수 있어 원가 절감이 가능한 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없고, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (19)

  1. 평판으로 형성되어 부품공급기에 설치되는 일체형 판스프링 구조체에 있어서,
    상기 평판의 일단부에서 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 영역으로서, 진동을 발생시키는 진동발생부; 및
    상기 진동발생부로부터 상기 평판의 타단부까지 연장형성되는 영역으로서, 상기 진동발생부의 너비보다 좁은 너비로 연장되고 상기 진동발생부에서 발생된 진동을 전달하는 진동전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 진동발생부와 상기 진동전달부는 동일 평면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 진동발생부는,
    상기 부품공급기의 하부와 결합되는 하부결합영역; 및
    전압을 인가하면 기계적 변형이 생겨 진동을 발생시키는 압전소자부가 배치되고 상기 평판의 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 압전소자 형성영역을 포함하고,
    상기 진동전달부는,
    상기 진동발생부로부터 상기 평판의 타단부까지 연장형성되는 연장영역; 및
    상기 부품공급기와 결합되어 상부로 진동을 전달하는 상부결합영역을 포함하고,
    상기 압전소자 형성영역과 상기 연장영역은 동일 소재로 동일 평면 상에서 서로 맞닿아 배치되는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 진동전달부의 너비의 중심을 따라 연장된 제2 중심선이 상기 진동발생부의 너비의 중심을 따라 연장된 제1 중심선보다 어느 한 쪽으로 치우쳐진 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 진동전달부는,
    일 측면이 상기 진동발생부의 일 측면과 일직선을 형성하고, 상기 제2 중심선이 상기 제1 중심선보다 상기 형성된 일직선 쪽으로 치우쳐진 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 진동전달부는,
    너비의 중심을 따라 연장된 제2 중심선이 상기 진동발생부의 너비의 중심을 따라 연장된 제1 중심선과 일직선을 형성하는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 진동전달부는,
    너비가 점차 좁아지면서 연장되어 적어도 하나의 측면이 곡선으로 형성되다가 너비가 일정하게 직진 연장되는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 압전소자 형성영역은,
    상기 평판의 타단부 방향으로 상기 평판의 일단부와 타단부 거리의 중간거리만큼 전개되는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 압전소자부는,
    한 변은 상기 평판의 일단부와 평행하고, 상기 한 변에 수직인 변은 상기 한 변보다 짧은 변으로 형성된 직사각형 형태이고, 상기 연장영역에 인접하게 부착된 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 하부결합영역은 체결부에 의해 결합되는 제1 결합부를 포함하고,
    상기 상부결합영역은 체결부에 의해 결합되는 제2 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  11. 바닥에서 지탱하는 베이스 플레이트부;
    상부에 위치하여 진동을 전달받아 부품을 운송시키는 탑 플레이트부; 및
    평판으로 형성되는 복수 개의 일체형 판스프링 구조체를 포함하고,
    상기 복수 개의 일체형 판스프링 구조체 각각은,
    상기 평판의 일단부에서 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 영역으로서, 상기 베이스 플레이트부와 결합되고 진동을 발생시키는 진동발생부; 및
    상기 진동발생부로부터 상기 평판의 타단부까지 연장형성되는 영역으로서, 상기 진동발생부의 너비보다 좁은 너비로 전개되어 상기 진동발생부에서 발생된 진동을 상기 탑 플레이트부로 전달하는 진동전달부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 진동발생부는,
    상기 베이스 플레이트부와 결합되는 하부결합영역; 및
    전압을 인가하면 기계적 변형이 생겨 진동을 발생시키는 압전소자부가 배치되고 상기 평판의 타단부 방향으로 임의거리만큼 연장되는 압전소자 형성영역을 포함하고,
    상기 진동전달부는,
    상기 진동발생부로부터 상기 평판의 타단부까지 연장형성되는 연장영역; 및
    상기 탑 플레이트부와 결합되어 상기 탑 플레이트부로 진동을 전달하는 상부결합영역을 포함하고,
    상기 압전소자 형성영역과 상기 연장영역은 동일 평면 상에서 서로 맞닿아 배치되는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 진동전달부의 너비의 중심을 따라 연장된 제2 중심선이 상기 진동발생부의 너비의 중심을 따라 연장된 제1 중심선보다 어느 한 쪽으로 치우쳐진 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 진동전달부는,
    일 측면이 상기 진동발생부의 일 측면과 일직선을 형성하고, 상기 제2 중심선이 상기 제1 중심선보다 상기 형성된 일직선 쪽으로 치우쳐진 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 진동전달부는,
    너비의 중심을 따라 연장된 제2 중심선이 상기 진동발생부의 너비의 중심을 따라 연장된 제1 중심선과 일직선을 형성하는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 진동전달부는,
    너비가 점차 좁아지면서 연장되어 적어도 하나의 측면이 곡선으로 형성되다가 너비가 일정하게 직진 연장되는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 압전소자 형성영역은,
    상기 평판의 타단부 방향으로 상기 평판의 일단부와 타단부 거리의 중간거리만큼 전개되고,
    상기 압전소자부는,
    한 변은 상기 평판의 일단부와 평행하고, 상기 한 변에 수직인 변은 상기 한 변보다 짧은 변으로 형성된 직사각형 형태이고, 상기 연장영역에 인접하게 부착된 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 하부결합영역은 체결부에 의해 상기 베이스 플레이트부와 결합되는 제1 결합부를 포함하고,
    상기 상부결합영역은 체결부에 의해 상기 탑 플레이트부와 결합되는 제2 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 복수 개의 일체형 판스프링 구조체는,
    상기 진동전달부가 바깥쪽을 향하도록 원형으로 배치되어 진동을 원형으로 발생시키며, 상기 부품이 이송되는 반대방향으로 기울어 배치되는 것을 특징으로 하는 일체형 판스프링 구조체가 설치된 부품공급기.
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