JPH07111789A

JPH07111789A - 搬送装置

Info

Publication number: JPH07111789A
Application number: JP5275964A
Authority: JP
Inventors: Tadaatsu Sakae; 忠篤寒河江; Kazuhiko Kamiyama; 和彦神山
Original assignee: Tamura Electric Works Ltd
Current assignee: Tamura Electric Works Ltd
Priority date: 1993-10-08
Filing date: 1993-10-08
Publication date: 1995-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】部品点数を削減して組立を容易とするととも
に、装置の小型化を図る。【構成】１は基台で、長溝２が形成され、切欠き４を
有するブロック３が突出形成されている。７は切欠き４
内にＢ方向に摺動自在に嵌合され押圧突起８を有する固
定レール、９は固定レール７をＢ方向に付勢する板ばね
である。１６は長溝２内に固定されたガイドレールであ
る。そして、可動レール１１はガイドレール１６上をＡ
方向に摺動自在に案内されるとともに、固定レール７で
基台１に固定された振動板５に圧接されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動源として圧電セラ
ミックス等の圧電素子を使用した低速で高トルクが得ら
れるリニア型の搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の搬送装置の平面図、図５
（ａ）、（ｂ）は一般的な圧電素子の構成図、図６
（ａ）、（ｂ）は圧電素子を用いた搬送装置の動作原理
を説明するための図である。これらの図に基づいて従来
の搬送装置を説明する。これらの図において、５は振動
板、２０，２１は振動板５を挟んで平行に対向配置され
た一対の案内ガイド、２２ａ，２２ｂはベース（図示せ
ず）上に立設され案内ガイド２０，２１の両端を保持す
る前後一対の保持部材で、これらの保持部材２２ａ，２
２ｂは対向面に各案内ガイド２０，２１の端部を保持す
る保持溝２３を有している。保持溝２３の溝幅は、案内
ガイド２０，２１の幅よりも大きく、したがって各案内
ガイド２０，２１は互いに若干分接離自在となってい
る。

【０００３】２４は振動板５が搭載され矢印Ｄ方向に搬
送される搬送台で、この搬送台２４の両端には、平面視
Ｌ字状で屈曲部が搬送台２４に立設された軸２６によっ
て回動自在に軸支されたレバー２５と、レバー２５の一
端に回転自在に設けられた振動板１を挟むようにして案
内ガイド２０，２１の外側に位置するローラ２７と、ロ
ーラ２７を案内ガイド２０，２１に圧接する方向の回動
習性をレバー２５に付与する引張りコイルばね２８とが
設けられている。

【０００４】振動板５はリニア型超音波モータのステー
タを構成するもので、全周均一に板厚方向に分極された
圧電素子によって図５に示すようにリング状に形成さ
れ、その表面には周方向に２分割された電極５ａ，５ｂ
が配設され下面が接地されている。電極５ａ，５ｂは１
８０°の開き角を有する扇形で、両電極５ａ，５ｂの対
向面が搬送方向Ｄと直交している。振動板５は振動の減
衰を防止するため適宜な軟質部材によって保持され搬送
台２４に配設されている。なお、Ｐ₂，Ｐ₃は振動板５と
案内ガイド２０，２１とが線接触する質点である。ま
た、振動板５の電極５ａ，５ｂは、高周波電源３４，３
５によって接続されており、相互に時間的位相差Φ＝９
０°もしくは−９０°異なる高周波電圧ｓｉｎωｔ、ｃ
ｏｓωｔが印加されるように構成されている。

【０００５】次に、このような構成の搬送装置の動作に
ついて説明する。高周波電源３４，３５によって位相差
Φ＝９０°の高周波電圧ｓｉｎωｔ、ｃｏｓωｔを振動
板５の各電極５ａ，５ｂに印加すると、振動板５が伸縮
し、その内径／外径がある値（０．２７）のときラジア
ル方向の１次振動（Ｒ、１）と、非軸対称面内振動の多
重モード振動が同時に起こる。ラジアル方向の１次振動
は図５（ａ）に示すように矢印Ｅ₁、Ｅ₂で、Ｅ₁方向に
伸張すると、質点Ｐ₂、Ｐ₃ が案内ガイド２０，２１の
内面に接触し、矢印Ｅ₂方向に収縮すると、質点Ｐ₂、Ｐ
₃ が案内ガイド２０，２１から離間する。一方、非軸対
称面内振動（１、１）は図５（ｂ）に矢印Ｆ₁、Ｆ₂で示
すように搬送方向Ｄと同方向およびその反対方向に伸縮
する定在波で、振動方向Ｆ₂がＥ₁に、Ｆ₁がＥ₂に同期し
ている。これら両振動はいずれも定在波ではあるが相互
に干渉を起こして合成されると、振動板５の外周面の各
質点において振幅の異なる多重モード振動となり、この
振動による振動板５と案内ガイド２０，２１との接触に
よる摩擦力が搬送台２４の搬送力に変換される。

【０００６】すなわち、振動板５の外周面の各質点のう
ち案内ガイド２０，２１と接触する質点Ｐ₁、Ｐ₂に着目
すると、これらの質点Ｐ₂、Ｐ₃は振動板５自体の多重モ
ード振動に伴い図６に示すように質点Ｐ₂、Ｐ₃の振動方
向Ｆ₂ と同方向に回転する楕円運動Ｇ₁を起こす。この
楕円運動Ｇ₁を行う２つの質点Ｐ₂、Ｐ₃は前述した通り
振動板５が矢印Ｅ₁方向に伸びた際、案内ガイド２０，
２１に当接し、矢印Ｅ₂方向に縮んだ際、案内ガイド２
０，２１から離間するため、当接時におけるこれら相互
間の摩擦力によって振動板５自体が質点Ｐ₂、Ｐ₃の楕円
運動Ｇ₁ の回転方向（図６Ｄ方向）に微少量移動し、時
間的経過に伴いＥ₂方向に縮むと、質点Ｐ₂、Ｐ₃ が案内
ガイド２０，２１から離れるため、振動板５を移動させ
ることができず、このような動作を繰り返すことにより
振動板５、換言すればこれと一体の搬送台２４を搬送方
向Ｄに一定速度で連続的に移動させることができる。

【０００７】なお、各電極５ａ，５ｂにそれぞれ印加す
る高周波電圧の相対位相を反転（Φ＝−９０°）させる
と、振動板５のラジアル１次振動と非対称面内振動の周
期が反対方向となるため、質点Ｐ₂、Ｐ₃の楕円運動の回
転方向が図６Ｇ₂ 方向となり、振動板５が矢印Ｅ₂方向
に伸びた際、質点Ｐ₂、Ｐ₃ が案内ガイド２０，２１と
接触するため、このときの摩擦力によって振動板５自体
が上記とは反対方向に移動し、搬送台２４を初期位置へ
と復帰させる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の搬送装置においては、振動板５を搬送台２４に
固定し振動板５も搬送台２４と一体的に移動させるよう
にしているため、振動板５を２本の案内ガイド２０，２
１により挟み、案内ガイド２０，２１の外側からローラ
２７等により案内ガイド２０，２１で振動板５を圧接さ
せる構造としており、このため、部品点数が増加すると
ともに、装置全体が大型化するといった欠点があった。

【０００９】したがって、本発明は上記した従来の欠点
に鑑みてなされたものであり、その目的とするところ
は、部品点数を削減して組立を容易とするとともに、装
置の小型化を図った搬送装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る搬送装置は、基台に固定されたリング
状の振動板と、この振動板の周面の一点に当接するリニ
ア型搬送部材と、このリニア型搬送部材を搬送方向にガ
イドする案内ガイドと、前記リニア型搬送部材を前記振
動板に圧接する方向に付勢する圧接部材とを備え、前記
振動板に２相の高周波電圧を供給してラジアル振動と非
軸対称面内振動との合成による多重モード振動を発生さ
せ、前記リニア型搬送部材を案内ガイドに沿って移動さ
せる。

【００１１】

【作用】本発明によれば、振動板への２相の高周波電圧
の供給により振動板に多重モード振動が発生し、この振
動板に圧接されたリニア形搬送部材は案内ガイドに沿っ
て移動する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。図１は本発明に係る搬送装置の全体斜視図、図２
は同じく平面図、図３は図２のIII-III 線断面図であ
る。これらの図において、１は長尺矩形状の基台で、長
手方向に沿って延在する長溝２が設けられるとともに、
一側端部にブロック３が突出形成され、ブロック３の中
央部には、階段状の切欠き４が形成されている。符号５
で示す振動板５は、従来技術と同様に扇形の電極５ａ，
５ｂからなり、電極５ａ，５ｂが左右方向に対向するよ
うにして、基台１にねじ止めされて固定されている。

【００１３】７は前記長溝２とほぼ同じ長さを有する押
圧部材である固定レールで切欠き４内に矢印Ｂ方向に摺
動自在に嵌合しており、振動板５側の側面に断面三角形
状の押圧突起８が突出形成されている。９は両端が屈曲
形成された板ばねで、切欠き４内に嵌装され固定レール
７を矢印Ｂ方向に押圧している。１０はブロック３にね
じ止めされ、前記切欠き４を閉塞する平板状の蓋部材で
ある。１１は搬送部材である可動レールで、前記固定レ
ール７とほぼ同じ長さを有し、一側面に断面Ｖ字状の長
溝１２が、また底面に断面が逆くさび状を呈するガイド
溝１３が、それぞれ長手方向全体にわたって形成されて
いる。

【００１４】１４は可動レール１１の上面に取り付けら
れ図示を省略した搬送する部材を駆動するアクチュエー
タ、１５は可動レール１１の両端に取り付けられた一対
の作動板である。そして可動レール１１は固定レール７
によりＢ方向に付勢されて、振動板５の周面Ｐ₁点にお
いて、振動板５の中心とＰ₁点を結ぶ線と直交するよう
にして押圧されている。１６は断面台形状のガイドレー
ルで、前記長溝２内に嵌合固定されており、前記可動レ
ール１１のガイド溝１３が嵌合し、可動レール１１を矢
印Ａ方向に摺動自在に案内する。１７は基台１の両端に
取り付けられたセンサで、前記作動板１５が嵌入する溝
１８が設けられており、この溝１８を挟んで受・発光素
子（図示せず）が埋設されている。

【００１５】次に、このような構成の搬送装置の動作を
説明する。高周波電源（図示せず）によって位相差Φ＝
９０°の高周波電圧ｓｉｎωｔ、ｃｏｓωｔを振動板５
の各電極５ａ，５ｂに印加すると、前述した従来技術と
同様に振動板５のＰ₁ 点の表面において、楕円運動が起
こる。本発明においては、振動板５が固定され、この固
定された振動板５のＰ₁点において、Ｐ₁点と振動板５の
中心と直交して可動レール１１が押圧されているので、
可動レール１１がガイドレール１６に案内されてＡ方向
に移動する。可動レール１１が移動して両端位置に達す
ると、作動板１５がセンサ部１７の溝１８内に嵌入して
受・発光素子間を遮蔽するので、センサ部１７から電極
５ａ，５ｂへの印加を停止する信号を送出して可動レー
ル１１の移動を中止する。各電極５ａ，５ｂにそれぞれ
印加する高周波電圧の相対位相を反転（Φ＝−９０°）
させると可動レール１１は反対方向に移動する。

【００１６】このように可動レール１１は、ガイドレー
ル１６によって案内され、振動板５への押圧は、固定レ
ール７によって可動レール１１を全体にわたって均一に
行うので、常に一定の押圧力が得られるため、可動レー
ル１１を一定の速度で連続的に移動させることが可能と
なる。また、可動レール１１を振動板５の片側のみに配
置したので、従来２本必要としていたレールを１本不要
とすることにより、部品点数を削減できるだけでなく、
装置の小型化を図ることが可能となる。また、ガイドレ
ール１６の断面を台形状とし、ガイドレール１６に嵌合
する可動レール１１のガイド溝１３の断面を逆くさび状
としたので、可動レール１１のＣ方向への動きを規制で
きて、上下動の少ない円滑な搬送が得られるとともに、
Ｃ方向への外力が加わった場合にも、可動レール１１が
外れることがなく、動作不良を防止できる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
台に固定されたリング状の振動板と、この振動板の周面
の一点に当接するリニア型搬送部材と、このリニア型搬
送部材を搬送方向にガイドする案内ガイドと、リニア型
搬送部材を振動板に圧接する方向に付勢する圧接部材と
を備え、振動板に２相の高周波電圧を供給してラジアル
振動と非軸対称面内振動との合成による多重モード振動
を発生させ、リニア型搬送部材を案内ガイドに沿って移
動させるようにして、１個のリニア形搬送部材を搬送さ
せるようにしたので、振動板の周面に一対のガイドレー
ルを必要としていた従来の場合と比較して、部品点数が
削減できるとともに、振動板の片側に部品を実装する必
要がなくなるため、装置の小型化を図ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る搬送装置の全体斜視図である。

【図２】本発明に係る搬送装置の平面図である。

【図３】図２のIII-III 線断面図である。

【図４】従来の搬送装置の平面図である。

【図５】一般的な圧電素子の構成図である。

【図６】圧電素子を用いた搬送装置の動作原理を説明す
る図である。

【符号の説明】

１基台５振動板５ａ，５ｂ圧電素子７固定レール８押圧突起９板ばね１１可動レール１２長溝１３ガイド溝１６ガイドレール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台に固定されたリング状の振動板と、
この振動板の周面の一点に当接するリニア型搬送部材
と、このリニア型搬送部材を搬送方向にガイドする案内
ガイドと、前記リニア型搬送部材を前記振動板に圧接す
る方向に付勢する圧接部材とを備え、前記振動板に２相
の高周波電圧を供給してラジアル振動と非軸対称面内振
動との合成による多重モード振動を発生させ、前記リニ
ア型搬送部材を案内ガイドに沿って移動させるようにし
たことを特徴とする搬送装置。