JPH07309420A

JPH07309420A - 圧電駆動式フィーダ

Info

Publication number: JPH07309420A
Application number: JP12424794A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Oshima; 靖大志万
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 1994-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】板ばねの寿命を従来よりも長くすると共に、
十分な振幅が得られる圧電駆動式フィーダを提供するこ
と。【構成】載せられている搬送物１３を振動により搬送
する搬送体５と、この搬送体５と基台１との間に設けら
れて搬送体５を支持する板ばね２、３と、各板ばね２、
３の表面に設けた第１の圧電素子１９ａ、１９ｂ、１９
ｃ、１９ｄと、板ばね２、３の表面に設けられ対応する
第１の圧電素子１９ａ、・・・・の位置よりも基台１側
に位置する第２の圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２
０ｄと、第１及び第２の圧電素子１９ａ〜１９ｄ、及び
２０ａ〜２０ｄに交流電圧を印加して第１及び第２の圧
電素子１９ａ〜１９ｄ、及び２０ａ〜２０ｄが設けられ
ている板ばね２、３の各々の部分を互いに逆方向に湾曲
させる電圧印加手段２１と、を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、菓子、冷凍食品又は
小物部品等を搬送するためのフィーダであって、振動源
として弾性板に結合させた圧電素子を用いた圧電駆動式
フィーダに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電素子を振動源とした従来の圧電駆動
式フィーダを図１１に示す。図１１において、１は基
台、２、３はこの基台１に互いに間隔を隔てて平行し、
傾斜して立ち上がる２枚の板ばね、４はこれら２枚の板
ばね２、３に支持された上枠であり、５は搬送物を載せ
る例えばトラフ等の搬送体、６（６ａ、６ｂ）、７（７
ａ、７ｂ）は板ばね２、３に貼着した圧電素子であり、
これら圧電素子５、６には、交流電源８がリード線９
（９ａ、９ｂ）、１０（１０ａ、１０ｂ）を介して接続
されており、交流電圧が印加されるようになっている。

【０００３】このフィーダにおいて、各板ばね２、３に
貼着した圧電素子６、７に交流電圧を印加すると、各圧
電素子６、７は、正の半サイクルで伸長し、負の半サイ
クルで短縮する運動を行い、この圧電素子６、７はの伸
縮運動が、圧電素子６、７と板ばね２、３とのバイモル
フ構造によって板ばね２、３の湾曲運動に変換される。
この湾曲運動を行う板ばね２、３は、基台１との下側連
結部１１、１２を支点として振動して搬送体５を振動さ
せる。この搬送体５の振動によって搬送物１３が図１１
の左方向に移動する。なお、図１２は、板ばね２の湾曲
した状態を示す図である。

【０００４】図１３は、従来の圧電駆動式フィーダの他
の例である。このフィーダは、互いに間隔を隔てて平行
する３枚の板ばね１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を上
枠４と基台１との間に２組（図１３には１組の板ばね１
４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を示す。）設けたもので
あり、各板ばね１４ａ、１４ｂ、１４ｃには図１１に示
すものと同等の圧電素子６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂを設け
てある。そして、各板ばね１４ａ、１４ｂ、１４ｃに
は、交流電流が流れるので、各板ばねどうしの間、及び
板ばねと上枠４、基台１との間には絶縁性硬質プラスチ
ック等により形成した絶縁部材１５、１５・・・・を介
在させてあり、相互間の電気的絶縁を図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１２の実線
と破線で示すように、板ばね２が湾曲運動を行うと、板
ばね２の中央部は、なだらかに湾曲するが、板ばね２の
上端部が上側連結部１６に固定されているので、この上
側連結部の下部には大きな曲げモーメントが掛かり、こ
れによって屈曲部１７が形成され、この屈曲部１７は板
ばね２の湾曲方向が反転することにより屈曲方向も破線
に示すように反転する。従って、上記従来の圧電駆動式
フィーダによると、搬送物を搬送するために板ばね２に
図１２に示す湾曲運動を行わせると、屈曲部１７に大き
な繰り返し応力が掛かることによって金属疲労を起こ
し、破損に至ることがあるという致命的欠陥を備えてい
る。その為に、このような構造では、板ばね２の寿命が
著しく短いという問題がある。

【０００６】そして、板ばね２を湾曲させる為に圧電素
子６、７の発生するエネルギが、上記屈曲部１７の発生
によって消費されるので、図１２に示す板ばね２の振動
の振幅Ｓを大きくする為の妨げとなり、十分な振幅Ｓが
得られないという問題を備えている。

【０００７】また、図１３に示すフィーダでは、各板ば
ね１４ａ、１４ｂ、１４ｃを絶縁する絶縁部材１５とし
て絶縁性硬質プラスチックを使用しているが、この絶縁
性硬質プラスチックでは、鉄等の金属と比較して硬度が
小さく変形し易いので、例えば搬送物１３の搬送速度を
上げるために板ばね１４の振動の振幅Ｓを大きくする
程、板ばね１４の変形量が増加し、この増加に伴ってこ
の絶縁性硬質プラスチックの図１２、１３に示す縁部１
８の変形量も増加して、板ばね１４の有効長さＬがΔＬ
だけ長くなる。板ばね１４の有効長さＬが長くなると、
板ばね１４の固有振動数が小さくなって、この板ばね１
４の固有振動数が圧電素子６、７の湾曲運動の振動数
（交流電源の周波数）からずれてしまい、その結果、両
者の共振が阻まれることとなり、板ばね１４の振幅を十
分に大きくすることができないという問題がある。な
お、絶縁部材１５の変形を防止するためにその材質を絶
縁性硬質プラスチックに代えてセラミックを使用するこ
ともできるが、セラミックは硬度が高いが脆く破損し易
いので、このような振動装置には不適切である。

【０００８】本発明は、板ばねの寿命を従来よりも長く
すると共に、十分な振幅が得られる圧電駆動式フィーダ
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、載せられ
ている搬送物を振動により搬送する搬送体と、この搬送
体と基台との間に設けられて上記搬送体を支持する弾性
板と、この弾性板の表面に設けた第１の圧電素子と、上
記弾性板の表面に設けられ対応する第１の圧電素子の位
置よりも上記基台側に位置する第２の圧電素子と、第１
及び第２の圧電素子に交流電圧を印加して第１及び第２
の圧電素子が設けられている上記弾性板の各々の部分を
互いに逆方向に湾曲させる電圧印加手段と、を具備する
ことを特徴とするものである。

【００１０】第２の発明は、第１の発明の圧電駆動式フ
ィーダにおいて、第１の圧電素子及び第２の圧電素子の
双方又はいずれか一方が、複数の圧電素子を積層して成
ることを特徴とするものである。

【００１１】第３の発明は、第１の発明の圧電駆動式フ
ィーダにおいて、第１の圧電素子及び第２の圧電素子
が、上記弾性板と電気的に絶縁されていることを特徴と
するものである。

【００１２】

【作用】第１の発明によると、第１の圧電素子を弾性板
の表面に設け、第２の圧電素子を第１の圧電素子の位置
よりも基台側の位置の表面に設けてある。そして、第１
及び第２の圧電素子に交流電圧が印加されると、弾性板
の第１の圧電素子が設けられている部分が所定の方向に
湾曲すると共に、第２の圧電素子が設けられている部分
が上記所定の方向と逆の方向に湾曲する。即ち、弾性板
の第１の圧電素子が設けられている部分及びその近傍
は、搬送体との連結部を支点にして所定の方向になだら
かに湾曲し、弾性板の第２の圧電素子が設けられている
部分及びその近傍は、基台との連結部を支点にして上記
所定の方向と逆の方向になだらかに湾曲する。そして、
このなだらかに湾曲する両方の部分の互いに接続する部
分は、略直線に沿うようにしてなだらかに屈曲する。

【００１３】第２の発明によると、第１及び第２の圧電
素子の双方又はいずれか一方が、複数の圧電素子を積層
して成るものであるから、所望の層数を選択することに
よって弾性板を湾曲させる力を変更することができ、こ
れによって弾性板の振動の振幅を所望の振幅にすること
ができる。

【００１４】第３の発明によると、第１及び第２の圧電
素子と弾性板とを電気的に絶縁したことにより、弾性板
と搬送体及び基台とを電気的に絶縁する必要がない。

【００１５】

【実施例】本発明の第１実施例を図１乃至図４を参照し
て説明する。各図に示す５は搬送体、２、３は板ばね、
１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ）は第１の圧電
素子、２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）は第２
の圧電素子、２１は電圧印加手段である。

【００１６】搬送体５は、搬送物１３を搬送するための
ものであり、図１の断面図に示すように樋状に形成して
ある。搬送体５の下面には、上枠４を設けてあり、この
上枠４の両端には２枚の弾性板、例えば金属製の板ばね
２、３の各上端をボルト２２、２２によって締結してあ
る。この２枚の板ばね２、３は、水平に配置した搬送体
５に対して傾斜して取り付けてある。そして、２枚の板
ばね２、３の各下端は、ボルト２２、２２によって基台
１に締結してある。この基台１は、コイルばね２３、２
３を介して固定台２４に設置されている。なお、上記２
枚の板ばね２、３は、導電性の金属板（電極板）からな
っている。

【００１７】第１の圧電素子１９は、図１に示すよう
に、左側の板ばね２の上側半分の左側面に貼着してある
１層の圧電素子１９ａと、板ばね２の上側半分の右側面
に貼着してある１層の圧電素子１９ｂと、右側の板ばね
３の上側半分の左側面に貼着してある１層の圧電素子１
９ｃと、板ばね３の上側半分の右側面に貼着してある１
層の圧電素子１９ｄと、からなっている。

【００１８】第２の圧電素子２０は、左側の板ばね２の
下側半分の左側面に貼着してある１層の圧電素子２０ａ
と、板ばね２の下側半分の右側面に貼着してある１層の
圧電素子２０ｂと、右側の板ばね３の下側半分の左側面
に貼着してある１層の圧電素子２０ｃと、板ばね３の下
側半分の右側面に貼着してある１層の圧電素子２０ｄ
と、からなっている。これら板ばね２、３の有効長さ
Ｌ、第１及び第２の圧電素子１９、２０の長さ、及び貼
着位置は、図２に示す通りである。ただし、図１に示す
左側の第１及び第２の圧電素子（１９ａ、１９ｂ）、
（２０ａ、２０ｂ）を設けた板ばね２と右側のものとは
同等であり、図２には左側のもののみを示す。

【００１９】なお、第１及び第２の圧電素子１９ａ、１
９ｂ及び２０ａ、２０ｂ（１９ｃ、１９ｄ及び２０ｃ、
２０ｄ）は、板ばね２（３）に導電性接着剤により貼着
してあり、板ばね２（３）と電気的に導通している。ま
た、各板ばね２（３）と上枠４、基台１との間には絶縁
性硬質プラスチック製の絶縁部材１５、１５・・・・を
介在させてあり、各板ばね２（３）と上枠４、基台１と
を電気的に絶縁してある。

【００２０】電圧印加手段２１は、図１に示すように、
交流電源２５と、この交流電源２５と接続されて第１の
圧電素子１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに電圧を印加
するためのリード線２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ
と、第２の圧電素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに
電圧を印加するためのリード線２７ａ、２７ｂ、２７
ｃ、２７ｄと、からなっている。これら第１の圧電素子
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ、第２の圧電素子２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの各表面には、リード線２
６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、リード線２７ａ、２７
ｂ、２７ｃ、２７ｄがこの順番で電気的に接続してい
る。なお、図には示さないが、交流電源２５には、電圧
及び周波数を変更する為の制御部を接続してある。

【００２１】次に、上記構成の圧電駆動式フィーダの作
用を説明する。交流電源２５の電圧印加により、図３に
示すように、第１の圧電素子１９ａが短縮すると、第１
の圧電素子１９ｂが伸長し、これによって板ばね２の第
１の圧電素子１９ａ、１９ｂが設けられている部分が、
同図の上側に凹の方向に湾曲する。そして、これと同時
に第２の圧電素子２０ａが伸長すると共に、第２の圧電
素子２０ｂが短縮し、これによって板ばね２の第２の圧
電素子２０ａ、２０ｂが設けられている部分が、同図の
下側に凹の方向に湾曲する。これは、板ばね２と第１及
び第２の圧電素子１９ａ、１９ｂ及び２０ａ、２０ｂの
バイモルフ構造によるものである。この状態を図４に実
線で示す。

【００２２】そして、交流電源２５の電圧印加により、
図４に破線で示すように、第１の圧電素子１９ａが伸長
すると、第１の圧電素子１９ｂが短縮し、これによって
板ばね２の第１の圧電素子１９ａ、１９ｂが設けられて
いる部分が、同図の右側に凹の方向に湾曲する。そし
て、これと同時に第２の圧電素子２０ａが短縮すると共
に、第２の圧電素子２０ｂが伸長し、これによって板ば
ね２の第２の圧電素子２０ａ、２０ｂが設けられている
部分が、同図の左側に凹の方向に湾曲する。

【００２３】即ち、第１及び第２の圧電素子１９ａ、１
９ｂ及び２０ａ、２０ｂに交流電圧が印加されると、図
４に示すように、板ばね２の第１の圧電素子１９ａ、１
９ｂが設けられている部分及びその近傍は、上枠４との
連結部１６を支点にして左側に凹の方向（又は右側に凹
の方向）になだらかに湾曲し、板ばね２の第２の圧電素
子２０ａ、２０ｂが設けられている部分及びその近傍
は、基台１との連結部２８を支点にして右側に凹の方向
（又は左側に凹の方向）になだらかに湾曲する。そし
て、このなだらかに湾曲する両方の部分の互いに接続す
る部分は、略直線に沿うようにしてなだらかに屈曲す
る。従って、このような板ばね２の湾曲運動によってこ
の板ばね２に掛かる応力は、図１２に示す従来のように
板ばね２の屈曲部１７に集中的に掛かることがなく、板
ばね２の全体に略均一に掛かるので、板ばね２が破損し
難く、板ばね２の寿命を従来よりも著しく延ばすことが
でき、これによって、圧電駆動式フィーダの寿命を従来
よりも延ばすことができる。

【００２４】そして、圧電素子１９、２０の伸縮エネル
ギが、図１２に示す従来のように屈曲部１７の形成の為
に消費されず、図４に示すように板ばね２をなだらかに
湾曲させる為にのみ使用されるので、板ばね２の振動の
振幅Ｓを従来よりも大きくすることができ、これによっ
て、搬送物１３の搬送速度を従来よりも上げることがで
きる。なお、図１に示す右側の板ばね３は、左側の板ば
ね２と同じ向きに同期して湾曲する湾曲運動を行うの
で、その詳細な説明を省略する。

【００２５】第２実施例を図５を参照して説明する。第
２実施例と第１実施例と相違するところは、第１実施例
の第１及び第２の各圧電素子１９ａ〜１９ｄ、２０ａ〜
２０ｄが１層の圧電素子から成るのに対して、第２実施
例の第１及び第２の各圧電素子１９ａ〜１９ｄ、２０ａ
〜２０ｄが夫々２層の圧電素子（１９ａ₁、１９ａ₂）
〜（１９ｄ₁、１９ｄ₂）、（２０ａ₁、２０ａ₂）〜
（２０ｄ₁、２０ｄ₂）から成るところである。なお、
これら各２層の圧電素子（１９ａ₁、１９ａ₂）、・・
・・、（２０ａ₁、２０ａ₂）、・・・・は、第１実施
例の圧電素子を積層して２層にしたものであり、互いに
導電性接着剤２９により貼着してある。これ以外は、第
１実施例と同等であり、同等部分は同一図面符号で示
し、詳細な説明を省略する。図５は、板ばね２が湾曲し
た状態を示しており、板ばね２の右側端が上枠４に締結
され、左側端が基台１に締結されている。なお、図５で
は、上枠４及び基台１等を省略してある。そして、図に
は示さないが、板ばね３も、図５に示す板ばね２と同様
に湾曲する。また、第１及び第２の各圧電素子（１９ａ
₁、１９ａ₂）、・・・・、（２０ａ₁、２０ａ₂）、
・・・・は、板ばね２、３に対して導電性接着剤により
貼着してある。

【００２６】この実施例の圧電駆動式フィーダによる
と、交流電源２５の電圧印加により、図５に示すよう
に、第１の圧電素子１９ａ₁、１９ａ₂が短縮すると、
第１の圧電素子１９ｂ₁、１９ｂ₂が伸長し、これによ
って板ばね２の第１の圧電素子１９ａ、１９ｂが設けら
れている部分が、同図の上側に凹の方向に湾曲する。そ
して、これと同時に第２の圧電素子２０ａ₁、２０ａ₂
が伸長すると共に、第２の圧電素子２０ｂ₁、２０ｂ₂
が短縮し、これによって板ばね２の第２の圧電素子２０
ａ、２０ｂが設けられている部分が、同図の下側に凹の
方向に湾曲する。

【００２７】また、第１及び第２の各圧電素子１９ａ〜
１９ｄ、２０ａ〜２０ｄは、第１実施例の圧電素子を積
層して２層にした構成であるから、板ばね２、３を湾曲
させる力を第１実施例よりも約２倍に増大することがで
き、これによって板ばね２、３の振動の振幅Ｓを第１実
施例よりも大きくすることができる。なお、第１及び第
２の各圧電素子１９ａ〜１９ｄ、２０ａ〜２０ｄに印加
する電圧は、所望の振幅Ｓが得られるように増減して調
整すれば良い。

【００２８】そして、第１及び第２の圧電素子１９、２
０の層数を第１、第２実施例のように１層若しくは２層
とすることにより、又は図には示さないが３層以上の所
望の層数に形成することによって、板ばね２、３を湾曲
させる力を変更することができ、これによって板ばね
２、３の振動の振幅Ｓが所望の大きさとなるように設計
することができる。従って、搬送物１３の大きさ、重
量、摩擦係数等に応じて適切な層数とすることによっ
て、搬送物１３を所望の速度で搬送するように設計する
ことができる。

【００２９】第３実施例を図６を参照して説明する。第
３実施例と第１実施例と相違するところは、第１実施例
では図１に示すように上枠４の左右の各端部に、第１及
び第２の圧電素子１９、２０を設けた板ばね２又は３を
１枚ずつ連結したのに対して、第３実施例では図６に示
すように上枠４の左右の各端部に、第１実施例と同等の
第１及び第２の圧電素子１９、２０を設けた板ばね２又
は３を３枚ずつ連結したところである。これ以外は、第
１実施例と同等であり、同等部分は同一図面符号で示
し、詳細な説明を省略する。ただし、図６には、上枠４
の左端部に連結する３枚の板ばね２のみを示している。
そして、６枚の各板ばね２、３に設けてある第１及び第
２の圧電素子１９、２０には、図６に示す第１実施例と
同等の電圧印加手段２１によって交流電圧が印加され、
６枚の板ばね２、２、２、３、３、３が同じ向きに同期
して湾曲する湾曲運動を行う。

【００３０】上枠４の左端部と３枚の板ばね２との連結
は、図６に示すように、ボルト２２の頭部と板ばね２と
の間、板ばね２どうしの間、及び板ばね２と上枠４の左
端部との間に夫々絶縁性硬質プラスチック製の絶縁部材
１５を介在させて、各板ばね２どうし、各板ばね２とボ
ルト２２、板ばね２と上枠４とを電気的に絶縁してい
る。そして、基台１と３枚の板ばね２との連結も上記と
同様に、各板ばね２どうし、各板ばね２とボルト２２、
板ばね２と基台１とを電気的に絶縁している。なお、３
枚の板ばね３と上枠４の右端部及び基台１との連結も上
記と同等の構成であり、その説明を省略する。

【００３１】上記のように、第１及び第２の圧電素子１
９、２０を設けた板ばね２、３を６枚設けた構成である
から、搬送体５を振動させる力を第１実施例の約３倍に
増大することができる。これによって、搬送体５上を移
動する搬送物１３の重量が変動しても、第１実施例より
も比較的一定の速度で搬送物１３を搬送することができ
る。

【００３２】第４実施例を図７及び図８を参照して説明
する。図７に示すように、この実施例の板ばね２、３
（ただし、図７には、板ばね２のみを示す。）は、第１
実施例と同様に、板ばね２、３の上枠４に接近する位置
の両面に第１の圧電素子（１９ａ、１９ｂ）、（１９
ｃ、１９ｄ）を設けてあり、板ばね２、３の基台１に接
近する位置の両面に第２の圧電素子（２０ａ、２０
ｂ）、（２０ｃ、２０ｄ）を設けてある。ただし、第１
及び第２の８組の各圧電素子（１９ａ、１９ｂ）、（１
９ｃ、１９ｄ）、（２０ａ、２０ｂ）、（２０ｃ、２０
ｄ）は、夫々２層の圧電素子（１９ａ₁、１９ａ₂）、
（１９ｂ₁、１９ｂ₂）、（１９ｃ₁、１９ｃ₂）、
（１９ｄ₁、１９ｄ₂）、（２０ａ₁、２０ａ₂）、
（２０ｂ₁、２０ｂ₂）、（２０ｃ₁、２０ｃ₂）、
（２０ｄ₁、２０ｄ₂）から成っており、各圧電素子は
導電性接着剤２９を介して互いに貼着してある。そし
て、圧電素子１９ａ₂、１９ｂ₂、１９ｃ₂、１９
ｄ₂、２０ａ₂、２０ｂ₂、２０ｃ₂、２０ｄ₂は、板
ばね２、３に対して絶縁性接着剤３０を介して貼着して
ある。

【００３３】図７は、板ばね２が湾曲した状態を示して
いる。この板ばね２の右端部を、図１に示すように上枠
４の左端部にボルト２２によって締結してあり、左端部
を基台１にボルト２２によって締結してある。同様に第
１及び第２の圧電素子１９、２０を設けた板ばね３を上
枠４の右端部と基台１との間に連結してある。

【００３４】電圧印加手段２１は、図７に示すように、
交流電源２５と、この交流電源２５と接続する制御部３
１と、この制御部３１と接続されて第１の圧電素子１９
ａ、１９ｂに電圧を印加するためのリード線２６ａ、２
６ｂと、第２の圧電素子２０ａ、２０ｂに電圧を印加す
るためのリード線２７ａ、２７ｂと、備えている。リー
ド線２６ａ₁、２６ｂ₁は、第１の圧電素子１９ａ、１
９ｂの外側に配置した圧電素子１９ａ₁、１９ｂ₁の表
面と電気的に接続しており、リード線２６ａ₂、２６ｂ
₂は、第１の圧電素子１９ａ、１９ｂの内側に配置した
圧電素子１９ａ₂、１９ｂ₂の板ばね２側に向かう面と
電気的に接続している。なお、図には示さないが、板ば
ね３に設けられている第１の圧電素子１９ｃ、１９ｄ、
第２の圧電素子２０ｃ、２０ｄにも、図７に示すように
リード線２６ｃ、２６ｄ、２７ｃ、２７ｄを介して制御
部３１と電気的に接続してある。第１及び第２の圧電素
子１９ａ〜１９ｄ、２０ａ〜２０ｄに交流電圧が印加さ
れると、２枚の板ばね２、３が同期して図７に示す湾曲
運動を行う。制御部３１は、交流電源２５の電圧及び周
波数を変更して、その変更した交流電圧を第１及び第２
の圧電素子１９ａ〜１９ｄ、２０ａ〜２０ｄに供給する
為のものである。図８は、第１の圧電素子１９ａ、１９
ｂの拡大図である。

【００３５】この実施例の圧電駆動式フィーダによる
と、交流電源２５の電圧印加により、図７に示すよう
に、第１の圧電素子１９ａ₁、１９ａ₂が短縮すると、
第１の圧電素子１９ｂ₁、１９ｂ₂が伸長し、これによ
って板ばね２の第１の圧電素子１９ａ、１９ｂが設けら
れている部分が、同図の上側に凹の方向に湾曲する。そ
して、これと同時に第２の圧電素子２０ａ₁、２０ａ₂
が伸長すると共に、第２の圧電素子２０ｂ₁、２０ｂ₂
が短縮し、これによって板ばね２の第２の圧電素子２０
ａ、２０ｂが設けられている部分が、同図の下側に凹の
方向に湾曲する。

【００３６】そして、第１及び第２の圧電素子１９、２
０と板ばね２、３とを絶縁性接着剤３０によって電気的
に絶縁した構成であるので、板ばね２、３と搬送体５、
基台１との連結部１６、１６、２８、２８を電気的に絶
縁する必要がない。つまり、板ばね２、３と搬送体５、
基台１とを連結するのに図１３に示す従来例のように絶
縁部材１５を使用する必要がないので、絶縁性硬質プラ
スッチックよりも硬度が高く、しかも靱性の優れた鉄等
の金属製、又は樹脂製のスペーサ（図には示さないが、
絶縁部材１５と同一形状のもの。）を使用して固定する
ことができる。これによって、印加電圧を変更して板ば
ね２、３の振幅Ｓを変更したときに、板ばね２、３の有
効長さＬの変動を従来よりも小さくすることができるの
で、板ばね２、３の振幅Ｓを従来よりも十分に大きくす
ることができる。その結果、搬送物１３の搬送速度の変
更を従来よりも広い範囲で行うことができる。そして、
従来では、板ばね２、３と搬送体５、基台１との間に絶
縁部材１５を介在させて、これらを電気的に絶縁するよ
うに注意をしながら組み立てる必要があるが、図７及び
図８に示すこの実施例では、板ばね２、３と搬送体５
（上枠４）、基台１とを電気的に絶縁する必要がないの
で、従来よりも組立を簡単に行うことができる。

【００３７】第５実施例を図９を参照して説明する。こ
の実施例の第１及び第２の圧電素子１９、２０を設けた
板ばね２、３は、図７に示す第４実施例のものと同等で
あり、この第１及び第２の圧電素子（１９ａ、１９
ｂ）、（２０ａ、２０ｂ）を設けた板ばね２を上枠４の
左側端部に３枚連結してあり、第１及び第２の圧電素子
（１９ｃ、１９ｄ）、（２０ｃ、２０ｄ）を設けた板ば
ね３を上枠４の右側端部に３枚連結してある。そして、
６枚の各板ばね２、３の下端部を基台１に連結してあ
る。なお、図９には、上枠４の左端部と基台１とを連結
する３枚の板ばね２が現れている。そして、図には示さ
ないが、６枚の各板ばね２、３に設けてある第１及び第
２の圧電素子１９、２０には、図７に示す第４実施例の
電圧印加手段２１と同等の電圧印加手段２１（図示せ
ず）によって交流電圧が印加され、６枚の板ばね２、３
が同期して湾曲運動を行う。これ以外は、第４実施例と
同等であり、同等部分は同一図面符号で示し、詳細な説
明を省略する。

【００３８】また、３枚の板ばね２と上枠４の左端部と
の連結は、図９に示すように、ボルト２２の頭部と板ば
ね２との間、板ばね２どうしの間、板ばね２と上枠４の
左端部との間に夫々鉄等の金属からなるスペーサ３２を
介在させて、各板ばね２に設けた第１及び第２の圧電素
子１９、２０が互いに干渉し合わないようにしてある。
なお、スペーサ３２は、絶縁性が不要なので、絶縁性硬
質プラスチックよりも硬質であり、靱性に優れた金属、
樹脂等により形成することができる。

【００３９】この実施例によると、第４実施例と同様
に、第１及び第２の圧電素子と板ばねとを絶縁性接着剤
３０によって電気的に絶縁した構成であるので、従来の
ように、板ばね２、３と搬送体５、基台１との連結部、
及び板ばね２と２、３と３どうしを絶縁部材１５を使用
して電気的に絶縁する必要がなく、硬質であり、靱性を
有するスペーサ３２を使用することができる。従って、
印加電圧を変更して板ばね２、３の振幅Ｓを変更したと
きに、第４実施例と同様に、板ばね２、３の有効長さＬ
の変動分ΔＬを従来よりも小さくすることができ、これ
によって、板ばね２、３の振幅Ｓを従来よりも十分に大
きくすることができる。その結果、搬送物１３の搬送速
度の変更を従来よりも広い範囲で行うことができる。そ
して、第４実施例と同様に、板ばね２、３と搬送体５、
基台１と、及び板ばね２と２、３と３どうしを電気的に
絶縁する必要がないので、従来よりも組立を簡単に行う
ことができる。

【００４０】また、上記のように、第１及び第２の圧電
素子を設けた板ばね２、３を６枚設けた構成であるか
ら、搬送体５を振動させる力を第４実施例の約３倍に増
大することができる。これによって、搬送体５上を移動
する搬送物１３の重量が変動しても、第４実施例よりも
比較的一定の速度で搬送物１３を搬送することができ
る。

【００４１】第６実施例を図１０を参照して説明する。
この実施例の圧電駆動式フィーダは、図１０（ａ）の正
面図、図１０（ｂ）の平面図に示すように、上面の略中
心位置３３に供給される搬送物１３を振動により外側方
向に搬送する円錐状の供給パン（搬送体）３４と、この
供給パン３４と間隔を隔てて下方位置に設けた円板上の
基台３５と、この基台３５の外周縁に沿って約９０度お
きに設けてあり供給パン３４を支持する４枚の板ばね３
６、３７、３８、３９と、を備えている。この４枚の板
ばね３６〜３９は、図１０（ａ）に示すように、傾斜し
た状態で立設してある。そして、この４枚の板ばね３６
〜３９の各両面には、第１及び第２の各圧電素子（１９
ａ、１９ｂ）、（１９ｃ、１９ｄ）、（１９ｅ、１９
ｆ）、（１９ｇ、１９ｈ）、及び（２０ａ、２０ｂ）、
（２０ｃ、２０ｄ）、（２０ｅ、２０ｆ）、（２０ｇ、
２０ｈ）を導電性接着剤によって貼着してあり、この第
１及び第２の圧電素子１９ａ〜１９ｈ、２０ａ〜２０ｈ
を貼着した４枚の板ばね３６〜３９、及び電圧印加手段
２１（図示せず）は、第１実施例と同等のものであり、
詳細な説明を省略する。

【００４２】これら４枚の板ばね３６〜３９に設けた第
１及び第２の圧電素子１９ａ〜１９ｈ、２０ａ〜２０ｈ
に、第１実施例と同等の電圧印加手段２１によって交流
電圧を印加すると、４枚の板ばね３６〜３９が同期して
湾曲運動を行い、供給パン３４が螺旋状の往復回動振動
をして、供給パン３４の上面の略中心位置３３に供給さ
れる搬送物１３を振動により外側方向に搬送する。この
実施例も第１実施例と同様に、各板ばね３６〜３９に第
１及び第２の圧電素子１９ａ〜１９ｈ、２０ａ〜２０ｈ
を設けてあるので、図４に示すように、各板ばね３６〜
３９が湾曲運動を行う。これによって、各板ばね３６〜
３９に掛かる応力は、第１実施例と同様に、板ばね全体
に略均一に掛かるので、板ばねが破損し難く、板ばねの
寿命を従来よりも著しく延ばすことができ、これによっ
て、圧電駆動式フィーダの寿命を従来よりも延ばすこと
ができる。そして、各圧電素子の伸縮エネルギが、図１
２に示す従来のように屈曲部１７の形成の為に消費され
ず、図４に示すように板ばねを湾曲させる為にのみ使用
されるので、板ばねの振動の振幅Ｓを従来よりも大きく
することができ、これによって、搬送物１３の搬送速度
を従来よりも上げることができる。

【００４３】ただし、上記各実施例において、第１及び
第２の圧電素子１９、２０の各層数を、１又は２層とし
たが、これ以外の層数とすることができる。例えば、第
１、第３、第６実施例において、第１及び第２の圧電素
子の層数を１層としたが、１層以外の例えば２層以上の
複数層とすることができるし、第２、第４、第５実施例
において、第１及び第２の圧電素子の層数を２層とした
が、２層以外の例えば３層以上の複数層とすることがで
きる。

【００４４】そして、上記各実施例において、第１の圧
電素子１９の層数と第２の圧電素子２０の層数とを同一
の層数としたが、異なる層数とすることができる。例え
ば図１において、第１及び第２の圧電素子１９ａ、１９
ｂ、・・・、２０ａ、２０ｂ、・・・の層数を１層とし
ているが、第１の圧電素子１９ａ、１９ｂ、・・・のみ
を複数層とし、第２の圧電素子２０ａ、２０ｂ、・・・
の層数を１層としてもよい。また、例えば板ばね２の一
方の表面に貼着した第１の圧電素子１９ａの層数と、こ
の同一の板ばね２の他方の表面に貼着した第１の圧電素
子１９ｂの層数を異なる層数としてもよい。同様に、例
えば板ばね２の一方の表面に貼着した第２の圧電素子２
０ａの層数と、この同一の板ばね２の他方の表面に貼着
した第２の圧電素子２０ｂの層数を異なる層数としても
よい。また、例えば図１に示す左側の板ばね２の表面に
貼着した第１の圧電素子１９ａの層数と、右側の板ばね
３に貼着した第１の圧電素子１９ｃの層数を同一の層数
としたが、異なる層数としてもよい。同様に、例えば図
１に示す左側の板ばね２の表面に貼着した第２の圧電素
子２０ａの層数と、右側の板ばね３に貼着した第２の圧
電素子２０ｃの層数を同一の層数としたが、異なる層数
としてもよい。

【００４５】更に、上記各実施例において、各板ばね
２、３、・・・・の両面に第１及び第２の圧電素子１
９、２０を設けた構成としたが、各板ばね又は所定の板
ばねの一方の面に第１及び第２の圧電素子１９、２０を
設けた構成としてもよい。この場合、第１及び第２の圧
電素子１９、２０を、板ばねの同じ側の表面に設けても
よいし、互いに異なる側の表面に設けてもよい。

【００４６】上記各実施例において、第１及び第２の圧
電素子１９、２０を貼着した板ばねを、１枚又は３枚ず
つ組にして上枠４と基台１（供給パン３４と基台３５）
との間に連結した構成としたが、これら以外の例えば２
枚又は４枚以上の板ばねを１つの組にして上枠４と基台
１等の間に連結した構成とすることができる。例えば図
１において、上枠４の左右の各端部に板ばねを１枚ずつ
連結したが、２枚ずつ連結してもよい。また、上枠４の
左端部に例えば１枚の板ばねを連結し、右端部に例えば
２枚の板ばねを連結する構成としてもよい。

【００４７】また、上記各実施例において、第１及び第
２の各圧電素子１９、２０の板ばねに沿う方向の長さを
略同一としたが、互いに異なる長さとしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】第１の発明は、第１及び第２の圧電素子
に交流電圧が印加されると、弾性板の第１の圧電素子が
設けられている部分及びその近傍は、搬送体との連結部
を支点にして所定の方向（又はその逆の方向）になだら
かに湾曲し、弾性板の第２の圧電素子が設けられている
部分及びその近傍は、基台との連結部を支点にして上記
所定の方向と逆の方向（又は上記所定の方向）になだら
かに湾曲する。そして、このなだらかに湾曲する両方の
部分の互いに接続する部分は、略直線に沿うようにして
なだらかに屈曲する構成である。従って、湾曲運動によ
って板ばねに掛かる応力は、図１２に示す従来のように
板ばね２の屈曲部１７に集中的に掛かることがなく、板
ばね全体に略均一に掛かるので、板ばねが破損し難く、
板ばねの寿命を従来よりも著しく延ばすことができ、こ
れによって、圧電駆動式フィーダの寿命を従来よりも延
ばすことができるという効果がある。

【００４９】そして、圧電素子の伸縮エネルギが、上記
従来のように屈曲部１７の形成の為に消費されず、板ば
ねを湾曲させる為にのみ使用されるので、板ばねの振動
の振幅Ｓを従来よりも大きくすることができ、これによ
って、搬送物の搬送速度を従来よりも上げることができ
るという効果がある。

【００５０】第２の発明は、第１及び第２の圧電素子の
双方又はいずれか一方が、複数の圧電素子を積層して成
る構成であるから、所望の層数を選択することによって
弾性板の振動の振幅を所望の振幅にすることができる。
従って、搬送物の大きさ、重量、摩擦係数等に応じて適
切な層数とすることによって、搬送物を所望の速度で搬
送することができるという効果がある。

【００５１】第３の発明は、第１及び第２の圧電素子と
弾性板とを電気的に絶縁した構成であるので、弾性板と
搬送体、基台との連結部を電気的に絶縁する必要がな
い。つまり、弾性板と搬送体、基台とを連結する際に従
来のように絶縁部材を使用する必要がないので、従来の
絶縁性硬質プラスッチックよりも硬度の高い鉄等の金
属、樹脂等をスペーサとして使用することができる。こ
れによって、板ばねの振幅を変更したときに、板ばねの
有効長さＬの変動分ΔＬを従来よりも小さくすることが
できるので、板ばねの振幅を従来よりも十分に大きくす
ることができる。その結果、搬送物の搬送速度の変更を
従来よりも広い範囲で行うことができるという効果があ
る。そして、従来では、板ばねと搬送体、基台との間に
絶縁部材を介在させて、これらを電気的に絶縁するよう
に注意をしながら組み立てる必要があるが、第３の発明
によると、板ばねと搬送体、基台とを電気的に絶縁する
必要がないので、従来よりも組立を簡単に行うことがで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例に係る圧電駆動式フィー
ダの部分断面正面図である。

【図２】同第１実施例の第１及び第２圧電素子を貼着し
た板ばねの拡大正面図である。

【図３】同第１実施例の第１及び第２圧電素子を貼着し
た板ばねの湾曲した状態を示す拡大正面図である。

【図４】同第１実施例の第１及び第２圧電素子を貼着し
た板ばねの湾曲運動を示す正面図である。

【図５】同発明の第２実施例の第１及び第２圧電素子を
貼着した板ばねの湾曲した状態を示す拡大正面図であ
る。

【図６】同発明の第３実施例の第１及び第２圧電素子を
貼着した板ばねを示す正面図である。

【図７】同発明の第４実施例の第１及び第２圧電素子を
貼着した板ばねの湾曲した状態を示す拡大正面図であ
る。

【図８】同第４実施例の第１及び第２圧電素子を貼着し
た板ばねの部分拡大正面図である。

【図９】同発明の第５実施例の第１及び第２圧電素子を
貼着した板ばねを示す拡大正面図である。

【図１０】（ａ）は同発明の第６実施例に係る圧電駆動
式フィーダの正面図、（ｂ）は同第６実施例に係る圧電
駆動式フィーダの平面図である。

【図１１】従来の圧電駆動式フィーダの正面図である。

【図１２】同従来の圧電駆動式フィーダの板ばねの湾曲
した状態を示す拡大正面図である。

【図１３】従来の他の圧電駆動式フィーダの圧電素子を
貼着した板ばねの拡大正面図である。

【符号の説明】

１基台２板ばね３板ばね４上枠５搬送体１３搬送物１６上側連結部１９第１の圧電素子２０第２の圧電素子２１電圧印加手段２５交流電源２８連結部２９導電性接着剤３０絶縁性接着剤３２スペーサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】載せられている搬送物を振動により搬送
する搬送体と、この搬送体と基台との間に設けられて上
記搬送体を支持する弾性板と、この弾性板の表面に設け
た第１の圧電素子と、上記弾性板の表面に設けられ対応
する第１の圧電素子の位置よりも上記基台側に位置する
第２の圧電素子と、第１及び第２の圧電素子に交流電圧
を印加して第１及び第２の圧電素子が設けられている上
記弾性板の各々の部分を互いに逆方向に湾曲させる電圧
印加手段と、を具備することを特徴とする圧電駆動式フ
ィーダ。
【請求項２】請求項１に記載の圧電駆動式フィーダに
おいて、第１の圧電素子及び第２の圧電素子の双方又は
いずれか一方が、複数の圧電素子を積層して成ることを
特徴とする圧電駆動式フィーダ。
【請求項３】請求項１に記載の圧電駆動式フィーダに
おいて、第１の圧電素子及び第２の圧電素子が、上記弾
性板と電気的に絶縁されていることを特徴とする圧電駆
動式フィーダ。