JPH08244945A - 圧電駆動型搬送装置 - Google Patents
圧電駆動型搬送装置Info
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- JPH08244945A JPH08244945A JP9122695A JP9122695A JPH08244945A JP H08244945 A JPH08244945 A JP H08244945A JP 9122695 A JP9122695 A JP 9122695A JP 9122695 A JP9122695 A JP 9122695A JP H08244945 A JPH08244945 A JP H08244945A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】圧電駆動型搬送装置を常に共振状態で駆動させ
ることによって搬送部品の搬送速度の変動を減少させる
と共に安定した高速搬送をさせること等である。 【構成】圧電素子を弾性板の両面に貼着したバイモルフ
構造でなる加振体を用いる構成と当該加振体を基台に傾
斜立設させて固定する構成と前記加振体を連結部材を介
して搬送体下面に固定する構成と加振体，連結部材又は
搬送体のいずれかの部所に振動振幅検出素子を取着する
構成からなる圧電駆動型搬送装置。 【効果】搬送部品の搬送速度の変動が著しく減少すると
共にきわめて安定した高速搬送を得ることができること
及びエネルギー変換効率の向上による電力消費の節減で
ある。
ることによって搬送部品の搬送速度の変動を減少させる
と共に安定した高速搬送をさせること等である。 【構成】圧電素子を弾性板の両面に貼着したバイモルフ
構造でなる加振体を用いる構成と当該加振体を基台に傾
斜立設させて固定する構成と前記加振体を連結部材を介
して搬送体下面に固定する構成と加振体，連結部材又は
搬送体のいずれかの部所に振動振幅検出素子を取着する
構成からなる圧電駆動型搬送装置。 【効果】搬送部品の搬送速度の変動が著しく減少すると
共にきわめて安定した高速搬送を得ることができること
及びエネルギー変換効率の向上による電力消費の節減で
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気部品或いは機械部品
等，各種部品を振動により整列搬送させる圧電駆動型搬
送装置に係るものである。
等，各種部品を振動により整列搬送させる圧電駆動型搬
送装置に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】以下，図３を用いて説明する。近年，産
業界の自動化及び省力化の強い要請を受け，また搬送部
品８に電磁ノイズに起因する電磁的障害を全くもたらさ
ない圧電駆動型搬送装置が広い分野に亘って用いられる
ようになってきた。ところで前記圧電駆動型搬送装置は
搬送部品８を含む搬送体５重量の経時的変化及び圧電駆
動型搬送装置使用環境下の気温の変化によって当該装置
固有の振動数であるいわゆる共振周波数が変化するにも
かかわらず当該装置に給電する駆動電源の給電電圧及び
給電周波数は前記変化する共振周波数に自動的に追尾し
ない駆動電源からの給電によって駆動させていた。
業界の自動化及び省力化の強い要請を受け，また搬送部
品８に電磁ノイズに起因する電磁的障害を全くもたらさ
ない圧電駆動型搬送装置が広い分野に亘って用いられる
ようになってきた。ところで前記圧電駆動型搬送装置は
搬送部品８を含む搬送体５重量の経時的変化及び圧電駆
動型搬送装置使用環境下の気温の変化によって当該装置
固有の振動数であるいわゆる共振周波数が変化するにも
かかわらず当該装置に給電する駆動電源の給電電圧及び
給電周波数は前記変化する共振周波数に自動的に追尾し
ない駆動電源からの給電によって駆動させていた。
【０００３】
【従来技術の問題点】圧電駆動型搬送装置の駆動を前記
変化する共振周波数に自動追尾しない駆動電源からの給
電によらしめた場合，当該装置の駆動は最良なる搬送状
態とされるいわゆる共振周波数下での駆動に常にないた
め，搬送部品８の搬送速度は大きく変動し，安定した高
速搬送は得られない。また入力した電気エネルギーの振
動エネルギーへのエネルギー変換に少なからぬ損失が生
じ，そのため電力消費が大きいという問題点がある。
変化する共振周波数に自動追尾しない駆動電源からの給
電によらしめた場合，当該装置の駆動は最良なる搬送状
態とされるいわゆる共振周波数下での駆動に常にないた
め，搬送部品８の搬送速度は大きく変動し，安定した高
速搬送は得られない。また入力した電気エネルギーの振
動エネルギーへのエネルギー変換に少なからぬ損失が生
じ，そのため電力消費が大きいという問題点がある。
【０００４】
【本発明が解消しようとする課題】本発明は前記した従
来の圧電駆動型搬送装置が具有していた問題点を解決す
ること，即ち圧電駆動型搬送装置を常に共振状態で駆動
させることによって搬送部品の搬送速度の変動を著しく
減少させると共に安定した高速搬送をさせること及びエ
ネルギー変換効率の向上によって電力消費を大きく節減
させることである。
来の圧電駆動型搬送装置が具有していた問題点を解決す
ること，即ち圧電駆動型搬送装置を常に共振状態で駆動
させることによって搬送部品の搬送速度の変動を著しく
減少させると共に安定した高速搬送をさせること及びエ
ネルギー変換効率の向上によって電力消費を大きく節減
させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以下，図１及び図２を用
いて課題解決のための手段を説明する。本発明に係る圧
電駆動型搬送装置はその構成において従来の圧電駆動型
搬送装置の構成要素に加えて振動振幅検出素子９を付加
してなるものである。即ちチタン酸ジルコン酸鉛等でな
る圧電素子２を弾性板３の両面に貼着したいわゆるバイ
モルフ構造でなる加振体１を二以上用いる構成と当該加
振体１を基台６に傾斜立設させて固定する構成と前記加
振体１を連結部材４を介して搬送体５下面に固定する構
成に加えて前記加振体１，連結部材４又は搬送体５のい
ずれかの部所に振動振幅検出素子９を取着する構成から
なるものである。
いて課題解決のための手段を説明する。本発明に係る圧
電駆動型搬送装置はその構成において従来の圧電駆動型
搬送装置の構成要素に加えて振動振幅検出素子９を付加
してなるものである。即ちチタン酸ジルコン酸鉛等でな
る圧電素子２を弾性板３の両面に貼着したいわゆるバイ
モルフ構造でなる加振体１を二以上用いる構成と当該加
振体１を基台６に傾斜立設させて固定する構成と前記加
振体１を連結部材４を介して搬送体５下面に固定する構
成に加えて前記加振体１，連結部材４又は搬送体５のい
ずれかの部所に振動振幅検出素子９を取着する構成から
なるものである。
【０００６】本発明の圧電駆動型搬送装置において圧電
素子２貼着の支持体となる弾性板３は不銹鋼，ばね鋼，
工具鋼等の高弾性を具有する板材でなり，所定の形状及
び寸法に成形加工される。次いで前記弾性板３の表裏面
にエポキシ系接着剤等の適宜の接着剤を用いて圧電素子
２を貼着し，圧電素子２表面に形成された電極に給電線
（図示せず）を取着して本発明の一構成要素であるバイ
モルフ構造でなる加振体１か形成される。
素子２貼着の支持体となる弾性板３は不銹鋼，ばね鋼，
工具鋼等の高弾性を具有する板材でなり，所定の形状及
び寸法に成形加工される。次いで前記弾性板３の表裏面
にエポキシ系接着剤等の適宜の接着剤を用いて圧電素子
２を貼着し，圧電素子２表面に形成された電極に給電線
（図示せず）を取着して本発明の一構成要素であるバイ
モルフ構造でなる加振体１か形成される。
【０００７】前記加振体１の一端は基台６に傾斜立設さ
せて固定し，他端は連結部材４の一端に固定する。ここ
で連結部材４は加振体１から生じる屈曲振動を撓み運動
に変換させ，搬送体５に振動振幅を生じさせる部材であ
る。前記連結部材４の他端は搬送体５の下面に固定され
る。
せて固定し，他端は連結部材４の一端に固定する。ここ
で連結部材４は加振体１から生じる屈曲振動を撓み運動
に変換させ，搬送体５に振動振幅を生じさせる部材であ
る。前記連結部材４の他端は搬送体５の下面に固定され
る。
【０００８】前記搬送体５は搬送部品８を載置し所定の
姿勢に整列して搬送させるための構成要素であり，当該
搬送体５には個々の搬送部品８の形状，大きさ及び重量
に適合させた搬送路が形成されている。搬送体５は圧電
駆動型搬送装置のうちいわゆるボウルフィーダにあって
は逆円錐形の内壁に螺旋状の搬送路を形成したものが，
また直線搬送させるいわゆるリニアフィーダにあっては
Ｖ字状溝，コ字状溝等適宜の形状でなる搬送路を形成し
たもので構成される。
姿勢に整列して搬送させるための構成要素であり，当該
搬送体５には個々の搬送部品８の形状，大きさ及び重量
に適合させた搬送路が形成されている。搬送体５は圧電
駆動型搬送装置のうちいわゆるボウルフィーダにあって
は逆円錐形の内壁に螺旋状の搬送路を形成したものが，
また直線搬送させるいわゆるリニアフィーダにあっては
Ｖ字状溝，コ字状溝等適宜の形状でなる搬送路を形成し
たもので構成される。
【０００９】外部からの振動エネルギーを受け，当該振
動エネルギーに比例した出力信号を発生する振動振幅検
出素子９は圧電駆動型搬送装置，特に搬送体５の振動状
態を検出し，その振動状態を駆動電源にフィードバック
させるものである。本発明の圧電駆動型搬送装置におい
て用いられる振動振幅検出素子９は振動エネルギーを電
気エネルギーに変換し得るものであればいずれのもので
も足り，その具体例の一つとして圧電素子がある。周知
のように圧電素子には正圧電効果と逆圧電効果の二つが
あり，このうち逆圧電効果を利用すれば振動振幅検出素
子９として十分に機能させ得るものである。
動エネルギーに比例した出力信号を発生する振動振幅検
出素子９は圧電駆動型搬送装置，特に搬送体５の振動状
態を検出し，その振動状態を駆動電源にフィードバック
させるものである。本発明の圧電駆動型搬送装置におい
て用いられる振動振幅検出素子９は振動エネルギーを電
気エネルギーに変換し得るものであればいずれのもので
も足り，その具体例の一つとして圧電素子がある。周知
のように圧電素子には正圧電効果と逆圧電効果の二つが
あり，このうち逆圧電効果を利用すれば振動振幅検出素
子９として十分に機能させ得るものである。
【００１０】前記振動振幅検出素子９はその取着部所と
して搬送体５の振動状態を忠実に検出し得る部所であれ
ばいずれの部所でもよい。本発明ではその取着部所とし
て加振体１，連結部材４又は搬送体５の適宜の部所とし
ており，より望ましくはいわゆるボールフィーダにあっ
ては連結部材４の下方部に，いわゆるリニアフィーダに
あっては連結部材４の上方部が好適である。前記取着の
かかる差異は連結部材４の撓み運動量の差異に起因する
ものである。振動振幅検出素子９には振動エネルギーを
受けて発生した出力信号を駆動電源にフィードバックさ
せるためのリード線７が取着されており，かかる構成で
なる振動振幅検出素子９は接着剤を用いて連結部材４等
適宜の部所に取着される。
して搬送体５の振動状態を忠実に検出し得る部所であれ
ばいずれの部所でもよい。本発明ではその取着部所とし
て加振体１，連結部材４又は搬送体５の適宜の部所とし
ており，より望ましくはいわゆるボールフィーダにあっ
ては連結部材４の下方部に，いわゆるリニアフィーダに
あっては連結部材４の上方部が好適である。前記取着の
かかる差異は連結部材４の撓み運動量の差異に起因する
ものである。振動振幅検出素子９には振動エネルギーを
受けて発生した出力信号を駆動電源にフィードバックさ
せるためのリード線７が取着されており，かかる構成で
なる振動振幅検出素子９は接着剤を用いて連結部材４等
適宜の部所に取着される。
【００１１】
【作用】加振体１の一構成要素である圧電素子２にお交
流電圧を印加するとバイモルフ構造でなる加振体１は圧
電素子２の伸縮に伴って屈曲振動を生じる。即ち交流電
圧の印加によって圧電素子２は正の半サイクルで伸長
し，負の半サイクルで収縮する運動を行うことから弾性
板３への圧電素子２の貼着を一面で伸長，他面で収縮す
る構成とすれば加振体１からは印加する交流電圧の周波
数に応じた周期の屈曲振動が生じることになる。この屈
曲振動は印加する交流電圧の極性によって正反転するこ
とによって生じるものである。ここで加振体１を傾斜立
設させておけば前記加振体１の屈曲振動を受けて搬送体
５に斜め上方への振動をもたらし搬送体５上に搬送部品
８が載置されていれば当該部品８に斜め上方への押圧力
が付加され，搬送部品８を瞬間的に空中に浮上させ，そ
の瞬間に微小変位した搬送体５をもとの位置に復帰させ
て搬送部品８の搬送をもたらすのである。前記搬送体５
の斜め上方への振動は横方向と縦方向の双方向に変位す
る振動の合成ベクトルとして搬送体５上に載置される搬
送部品８に振動加速度によって生じる習慣力と摩擦力と
の複合作用によって相対すべりと跳躍現象をもたらす。
ここで搬送体５の縦方向にも振動を必要とするのは搬送
体５と搬送部品８との接触面の摩擦力に非対称性をもた
せりためである。かかる縦方向の振動により搬送部品８
に作用する縦方向の力（以下，法線力という）は時間的
に変化し搬送部品８は見かけ上重くなったり軽くなった
りする。ところで前記摩擦力は搬送体５面の法線力に摩
擦係数を乗じたものであるから搬送体５の振動方向や位
相を適宜に選定すれば振動の往路と復路とで相異なる大
きさの摩擦が得られ，その結果として搬送部品８は一方
向のみに搬送される。
流電圧を印加するとバイモルフ構造でなる加振体１は圧
電素子２の伸縮に伴って屈曲振動を生じる。即ち交流電
圧の印加によって圧電素子２は正の半サイクルで伸長
し，負の半サイクルで収縮する運動を行うことから弾性
板３への圧電素子２の貼着を一面で伸長，他面で収縮す
る構成とすれば加振体１からは印加する交流電圧の周波
数に応じた周期の屈曲振動が生じることになる。この屈
曲振動は印加する交流電圧の極性によって正反転するこ
とによって生じるものである。ここで加振体１を傾斜立
設させておけば前記加振体１の屈曲振動を受けて搬送体
５に斜め上方への振動をもたらし搬送体５上に搬送部品
８が載置されていれば当該部品８に斜め上方への押圧力
が付加され，搬送部品８を瞬間的に空中に浮上させ，そ
の瞬間に微小変位した搬送体５をもとの位置に復帰させ
て搬送部品８の搬送をもたらすのである。前記搬送体５
の斜め上方への振動は横方向と縦方向の双方向に変位す
る振動の合成ベクトルとして搬送体５上に載置される搬
送部品８に振動加速度によって生じる習慣力と摩擦力と
の複合作用によって相対すべりと跳躍現象をもたらす。
ここで搬送体５の縦方向にも振動を必要とするのは搬送
体５と搬送部品８との接触面の摩擦力に非対称性をもた
せりためである。かかる縦方向の振動により搬送部品８
に作用する縦方向の力（以下，法線力という）は時間的
に変化し搬送部品８は見かけ上重くなったり軽くなった
りする。ところで前記摩擦力は搬送体５面の法線力に摩
擦係数を乗じたものであるから搬送体５の振動方向や位
相を適宜に選定すれば振動の往路と復路とで相異なる大
きさの摩擦が得られ，その結果として搬送部品８は一方
向のみに搬送される。
【００１２】前記作用を受けて連結部材４等，適宜の部
所に取着された振動振幅検出素子９からは当該取着部所
から受けた振動エネルギーに比例する出力信号が発生し
当該出力信号は振動振幅検出素子９に取着されたリード
線７を通して駆動電源に入力される。前記出力信号を受
けた駆動電源は当該電源内で圧電駆動型搬送装置が共振
状態にあるか否かを判断し，その結果，非共振状態にあ
ると判断されれば共振状態にならしめるよう給電電圧及
び給電周波数を調整して圧電駆動型搬送装置の一構成要
素である加振体１に給電し，もって圧電駆動型搬送装置
を常に共振状態下に置いて搬送部品８の搬送を行うので
ある。
所に取着された振動振幅検出素子９からは当該取着部所
から受けた振動エネルギーに比例する出力信号が発生し
当該出力信号は振動振幅検出素子９に取着されたリード
線７を通して駆動電源に入力される。前記出力信号を受
けた駆動電源は当該電源内で圧電駆動型搬送装置が共振
状態にあるか否かを判断し，その結果，非共振状態にあ
ると判断されれば共振状態にならしめるよう給電電圧及
び給電周波数を調整して圧電駆動型搬送装置の一構成要
素である加振体１に給電し，もって圧電駆動型搬送装置
を常に共振状態下に置いて搬送部品８の搬送を行うので
ある。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例として外径２００ｍｍのボ
ウルフィーダにおいてチタン酸ジルコン酸鉛でなる振動
振幅検出素子９を連結部材４の下方部に取着した場合，
連結部材４としてその寸法２７ｍｍ×９．５ｍｍ×１．
５ｍｍの板材に振動振幅検出素子９としてその寸法６ｍ
ｍ×４ｍｍ×０．１６ｍｍのものを取着したときの出力
信号はｐｐで６Ｖを得ている。また別の実施例として長
さ２００ｍｍのアルミニウム製搬送体５でなるリニアフ
ィーダにおいて振動振幅検出素子９を連結部材４の上方
部に取得した場合，連結部材４としてその寸法２７ｍｍ
×７．５ｍｍ×１．０ｍｍの板材に振動振幅検出素子９
としてその寸法６ｍｍ×４ｍｍ×０．１６ｍｍのものを
取着したときの出力信号はｐｐで３Ｖを得ている。
ウルフィーダにおいてチタン酸ジルコン酸鉛でなる振動
振幅検出素子９を連結部材４の下方部に取着した場合，
連結部材４としてその寸法２７ｍｍ×９．５ｍｍ×１．
５ｍｍの板材に振動振幅検出素子９としてその寸法６ｍ
ｍ×４ｍｍ×０．１６ｍｍのものを取着したときの出力
信号はｐｐで６Ｖを得ている。また別の実施例として長
さ２００ｍｍのアルミニウム製搬送体５でなるリニアフ
ィーダにおいて振動振幅検出素子９を連結部材４の上方
部に取得した場合，連結部材４としてその寸法２７ｍｍ
×７．５ｍｍ×１．０ｍｍの板材に振動振幅検出素子９
としてその寸法６ｍｍ×４ｍｍ×０．１６ｍｍのものを
取着したときの出力信号はｐｐで３Ｖを得ている。
【００１４】
【発明の効果】本発明は搬送部品８を含む搬送体５重量
の変化及び圧電駆動型搬送装置使用環境下の気温変化に
よる圧電駆動型搬送装置の振動状態を振動振幅検出素子
９によって自動追尾し，その発生する出力信号を駆動電
源にフィードバックさせる圧電駆動型搬送装置であるた
め，当該装置は常に共振状態で駆動している。かかる駆
動を受けて搬送部品８の搬送速度の変動は著しく減少す
ると共にきわめて安定した高速搬送を得ることができ
る。具体的にはリニアフィーダにあってはその搬送速度
は２００ｍｍ／ｓｅｅ以上を得ている。
の変化及び圧電駆動型搬送装置使用環境下の気温変化に
よる圧電駆動型搬送装置の振動状態を振動振幅検出素子
９によって自動追尾し，その発生する出力信号を駆動電
源にフィードバックさせる圧電駆動型搬送装置であるた
め，当該装置は常に共振状態で駆動している。かかる駆
動を受けて搬送部品８の搬送速度の変動は著しく減少す
ると共にきわめて安定した高速搬送を得ることができ
る。具体的にはリニアフィーダにあってはその搬送速度
は２００ｍｍ／ｓｅｅ以上を得ている。
【００１５】第二の効果は常に共振状態で駆動させてい
ることから従来のように必要以上の給電は不要となる，
即ちエネルギー変換効率の向上によって電力消費を大き
く節減し得たことである。具体的には従来６５〜７０％
であったエネルギー変換効率は８５％以上にも達してい
る。
ることから従来のように必要以上の給電は不要となる，
即ちエネルギー変換効率の向上によって電力消費を大き
く節減し得たことである。具体的には従来６５〜７０％
であったエネルギー変換効率は８５％以上にも達してい
る。
【図１】は本発明に係る圧電駆動型搬送装置の正面図で
ある。
ある。
【図２】は連結部材への振動振幅検出素子の取着状態を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図３】は従来の圧電駆動型搬送装置の正面図である。
１．加振体 ２．圧電素子 ３．弾性板 ４．連結部材 ５．搬送体 ６．基台 ７．リード線 ８．搬送部品 ９．振動振幅検出素子
Claims (5)
- 【請求項１】圧電素子を弾性板の両面に貼着したバイモ
ルフ構造でなる加振体を二以上用いる構成と当該加振体
を基台に傾斜立設させて固定する構成と前記加振体を連
結部材を介して搬送体下面に固定する構成と前記加振
体，連結部材又は搬送体のいずれかの部所に振動振幅検
出素子を取着する構成からなる圧電駆動型搬送装置。 - 【請求項２】振動振幅検出素子として圧電素子を用いた
請求項１の圧電駆動型搬送装置。 - 【請求項３】振動振幅検出素子を連結部材に取着した請
求項１の圧電駆動型搬送装置。 - 【請求項４】振動振幅検出素子の連結部材への取着部所
としてボウルフィーダにあっては連結部材の下方部とす
る請求項１の圧電駆動型搬送装置。 - 【請求項５】振動振幅検出素子の連結部材への取着部所
としてリニアフィーダにあっては連結部材の上方部とす
る請求項１の圧電駆動型搬送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9122695A JPH08244945A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 圧電駆動型搬送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9122695A JPH08244945A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 圧電駆動型搬送装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08244945A true JPH08244945A (ja) | 1996-09-24 |
Family
ID=14020516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9122695A Pending JPH08244945A (ja) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | 圧電駆動型搬送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08244945A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005119839A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Toyota Industries Corp | 物体浮揚装置 |
| CN101811615A (zh) * | 2010-04-20 | 2010-08-25 | 哈尔滨博实自动化设备有限责任公司 | 电磁驱动式振动输送机 |
| JP2025004258A (ja) * | 2020-03-30 | 2025-01-14 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 振動搬送装置及びそれを備える多列振動搬送システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62196217A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-08-29 | Toshiba Corp | 圧電駆動形搬送装置 |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP9122695A patent/JPH08244945A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62196217A (ja) * | 1986-02-24 | 1987-08-29 | Toshiba Corp | 圧電駆動形搬送装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005119839A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Toyota Industries Corp | 物体浮揚装置 |
| CN101811615A (zh) * | 2010-04-20 | 2010-08-25 | 哈尔滨博实自动化设备有限责任公司 | 电磁驱动式振动输送机 |
| JP2025004258A (ja) * | 2020-03-30 | 2025-01-14 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 振動搬送装置及びそれを備える多列振動搬送システム |
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