JPS6260710A - 圧電駆動ボウル形パ−ツフイ−ダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電気素子或いは機械部品等比較的小さい物品を
ボウルに収納し、そのボウルを圧電素子を用いた加振体
により往復運動させて搬送する圧電駆動ボウル形パーツ
フィーダに関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、板ばね或いはプラスチック板からなる弾性板の両
側面に圧電素子を貼着してなるバイモルフを搬送装置の
加振体に用いることは公知であり、圧電素子としては、
チタン酸ジルコン酸鉛などを分権処理して一方の面にプ
ラス極性の、他方の面にマイナス極性の分極電位をもた
せたものを用いている。そこで、上述のようなバイモル
フを加振体とした従来のボウル形パーツフィーダは、第
６図に示すように円形の基台１の上面にバイモルフ２の
下端を傾斜させてねじ止めにより複数個固着し、各バイ
モルフ２の上端をなべ形のボウル３の底面に同じくねじ
止めにより連結した構成で、ボウル３はボウル底部４と
その外周に設けられた螺旋状搬送路５とから構成され、
バイモルフ２の弾性根は螺旋状搬送路５に対して直角に
交差する向きに取付けられている。そして、この構成で
バイモルフ２が通電されて振動されると、ボウル３はそ
れの中心を回動中心として往復回動をし、被搬送物をボ
ウル底部４から螺旋状搬送路５に導いて出口５ａ方向に
搬送するものである。この種バイモルフ２を加振体とし
て用いると、電磁駆動或いは電動駆動を用いたものに比
べて構造が小形且つ単純であるために、取扱い及び補修
が容易であり、しかも、消費電力量が少ないために経済
的に優れ、騒音問題の懸念もない等の多くの特徴を有し
ている。

〔背景技術の問題点） ところで、バイモルフ２は電圧印加によって変形した際
の上端の変位δが下記（１）式によって表わされる。

ここで ｄは圧電歪常数 ■は印加電圧 ｔはバイモルフの厚み えはバイモルフ実効長 σは板ばねの厚み αは非線形計数 しかし、バイモルフ２は上端（自由端）部分に、変位方
向と逆方向の外力が加えられると変位量が減少し、その
外力が（２）式に示す拘束荷重Ｆｂに達すると変位δは
ゼロになる。

ここで ωはバイモルフの幅 Ｙは印加電圧零時のヤング率である。

一方、バイモルフ２はそれの固有振動数と同一周波数の
交流電圧が印加された時に共振現象を起して同一電圧で
も変位δが１０倍以上になり、このように共振状態で用
いることにより搬送効率を大巾に向上させることが知ら
れているが、共振時でも拘束荷重Ｆｂには変化がなく、
外力が拘束荷重Ｆｂに達すると変位δはゼロとなる。

さて、バイモルフ２の形状と拘束荷重Ｆｂの関係は（２
）式に（１）式を代入して得られる（３ン式で表わされ
る。

この（３）式によりバイモルフ２が大きな荷重に耐え得
るようにするには、バイモルフ２の幅ω、厚さｔを大き
くし、更に、実効長りを小さくすることが必要であるが
、製造上及び構造上の制約によりバイモルフ２の大きさ
を大きく変更することが困難である場合には、バイモル
フ２の個数を増加して、１個当りに作用する荷重を減少
させることが考えられる。しかし、バイモルフ２の個数
が増加すると、バイモルフ２を基台１及びボウル３に取
付ける際に取付高さに不均衡が生じ易くなり、バイモル
フ２に偏った荷重が掛って充分な搬送効率が得られなく
なる問題点がある。即ち、第７図（ａ）で示すように４
個のバイモルフ２のうち１個の取付孔の位置がΔＬ、高
く、他の１個の取付孔の位置がΔＬ２低い状態で、ボウ
ル３の底部に各バイモルフ２を連結させると、バイモル
フ２に作用する荷重が（４）式で示すようになる。

ΔＬ Ｆ＝□・Ｙ−Ａ　　　　　・・・・・・（４）Ｌ′ ここで、 Ｌ′は弾性体の長さ Ａは弾性体の断面積 よって、ΔＬ１高いバイモルフ２には第７図（ｂ）に矢
印ＦＡで示すような荷重が作用し、ΔＬ２低いバイモル
フ２には同第７図（ｂ）に矢印Ｆａで示すような荷重が
作用し、例えばΔＬ１が１０−’　ＩＩＩμである時に
荷重ＦＡが２ｋ（＋となり、搬送効率が非常に低くなっ
てしまう。従って、このような荷重が作用しないように
、組立時にバイモルフ２の高さ寸法を極めて微妙に調整
することが必要となり、バイモルフ２の数が多いと、そ
の調整が非常に面倒になり、製造性が非常に悪くなる欠
点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、加振体の取付時に調整が容易にでき高い搬送
効率を得ることができる圧電駆動ボウル形パーツフィー
ダを提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明はボウルを収納部と搬送部に分割し、夫々を圧電
素子を弾性板に取付けてなる別々の加振体により加振す
るようにし、以って、取付時に同時に調整する加振体の
数を減少化して、取付時の調整作業が容易にできるよう
にしたところに特徴を有する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例について第１図乃至第４図を参照
して説明する。１０は円盤状の基台で、これの下面には
ゴム等の弾性体で製作されたｇｍｉｌが複数個固着され
ている。１２は基台１０の上面の外周部近傍に配設され
た４個のバイモルフ取付座（３個のみ図示）で、これら
の傾斜した取付面１２ａは基台１０の外周と同心な円１
３（第１図に二点鎖線で示す）に対して夫々直角に交差
するように向きが設定されている。１４は基台１゜の中
心部にねじ止めで固着されたばね受は座で、これには後
述するばねを外周部に嵌合する円形の凸部（図示せず）
が形成されている。１５はばね受は座１４を中心とする
円１６上に等間隔に配設された３個のバイモルフ取付座
で、これらの取付面１５ａはいずれも第１図に矢印Ａで
示す方向に指向されている。１７及び１８は夫々加振体
としてのバイモルフで、これらはバイモルフ２と略同様
に形成されたもので、４個のバイモルフ１７の各下端が
バイモルフ取付座１２の取付面１２ａにねじ止めで固着
され、また、３個のバイモルフ１８の各下端がバイモル
フ取付座１５の取付面１５ａに同じくねじ止めで固定さ
れている。１９は全体として略鋼状をなすボウルで、こ
れは円盤状をなして内底部が中心に向うに従って上方に
膨出するテーパー状に形成された収容部２０と、略円筒
状をなして内周部に螺旋状の段付きの搬送路２１ａを形
成した搬送部２１とから構成されていて、収容部２０と
搬送部２１との間には僅かな隙間が設けられている。２
２は収容部２０の外底面にねじ止めで固着されたばね受
は座で、これの下面に凸部２２ａが突設されている。そ
して、２３はコイルばねで、これの下端がばね受は座１
４の凸部の外周に嵌合され、且つ、上端が凸部２２ａの
外周部に嵌合されている。２４は搬送部２１の外底面に
略等間隔に固着された４個のバイモルフ取付座で、これ
らの傾斜した取付面２４ａに夫々バイモルフ１７の各上
端部がねじ止めで連結されている。２５は収容部２０の
外底面に固着された３個のバイモルフ取付座で、これら
の傾斜した取付面２５ａに夫々バイモルフ１８の各上端
部がねじ止めで連結されている。

次に上記構成の作用について説明する。ボウル１９の収
容部２０内に被搬送物例えば小物の部品を収納し、バイ
モルフ１７及び１８に交流電源を引加すると、交流電源
の周波数に共振した状態でバイモルフ１７及び１８が往
復運動（往復振動）を行う。即ち、バイモルフ１７の往
復運動によって搬送部２１が収容部２０の周囲で往復回
動運動を行ない、バイモルフ１８が往復運動を行うと収
納部２０が矢印六方向及び反矢印へ方向に直線往復移動
を行う。そこで、収容部２０の直線往復移動に伴って該
収容部２０内の被搬送物が矢印六方向に移動されて搬送
部２１の搬送路２１ａに導かれ、該搬送路２１ａに導か
れた被搬送物は搬送部２１の往復回動によって該搬送路
２１ａ上を矢印Ｂ方向に移送され、最終的に出口２１ｂ
１．：達する。

上記構成ではバイモルフ１７及び１８の合計個数は７個
であるが、収容部２０と搬送部２１とが別部品であるか
ら、収容部２０を駆動する３個のバイモルフ１８と搬送
部２１を駆動する４個のバイモルフ１７とを夫々別個に
高さ調整すればよく、調整時に高さを合せる個数が４個
或いは３個と少ないから、従来考えられているものに比
べて調整作業が極めて容易にできる。また、−収容部２
０はコイルばね２３によって該収容部２０に作用する被
搬送物の重量を受けるようにしているから、バイモルフ
１８の個数を３個と少なく設定できることとなって高さ
調整する個数を減少させることができるとともに、該収
容部２０を駆動するバイモルフ１８は往復直線運動を行
うのみでバイモルフ１８の弾性板にはねじれが作用しな
いから、バイモルフ１８にねじれ方向の力が作用するこ
とによる等価的な荷重の増加もなく、従ってバイモルフ
１８に掛かる荷重をｍ−減少させることができ、少ない
個数で高い搬送効率が得られる。そして、収納された被
搬送物の重量の大部分は収納部２０で受けており、搬送
部２１上の被搬送物の重量には変化がない為、バイモル
フ１７に加わる荷重が変化せず、はぼ一定した搬送速度
が得られる。

また、搬送部２１は環状で所謂中空状であるから、ボウ
ルが一体になった従来のものに比べて剛性が低（、この
ためバイモルフ１７が往復運動する時に該バイモルフ１
７に作用するねじれ力が減少するから、この点でもバイ
モルフ１７に作用する荷重を減少させることが可能でバ
イモルフ１７の数を減少させることができ、搬送効率も
向上できる。

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、第１図乃至
第３図と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、
以下異なる部分についてのみ説明する。即ち、２６は基
台１の上面に固着されたバイモルフ取付座で、これにバ
イモルフ２７の一端がねじ止めによって固着されて該バ
イモルフ２７が水平状態を呈しておりまた、これの他端
は弾性板２７ａが直角に折曲されて低剛性部２７ｂを形
成している。２８は収容部２０の外底面に突設された突
片で、これにバイモルフ２７の他端がねじ止めによって
固着されいる。尚、この第５図において、コイルばね２
３．ばね受座１４及び２２並びにボウル１９の搬送部２
１及びバイモルフ１７は記載を省略している。そして、
この構成において、バイモルフ２７に交流電源が供給さ
れて上下方向に振動されると、収容部２０内の被搬送物
が該収容部２０の上面の傾斜に沿って外周方向に移動さ
れて図示しない搬送部に送られるもので、上述した実施
例と同様の作用効果を奏する。

［発明の効果コ 本発明は以上の説明から明らかなように、ボウルを収納
部と搬送部に分割し、夫々を圧電素子を弾性板に取付で
なる別々の加振体により加振するようにしたから、加振
体の取付時に同時に調整する加振体の数を減少化し得え
、以て取付調整作業を容易にできる圧電駆動ボウル形パ
ーツフィーダを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図は全体の斜視図、第２図は側面図、第３図はボウル
部分の断面図、第４図はボウルの底面図、第５図は本発
明の他の実施例を示す要部の側面図、第６図及び第７図
は従来構成を示すもので、第６図は斜視図、第７図は作
用説明図である。 図面中、１０は基台、１７及び１８はバイモルフ、１９
はボウル、２０は収容部、２１は搬送部、２１ａは搬送
路、２３はコイルばね、２７はバイモルフである。 ％＋　　図 第３図 第　４　図 第　５　図 ｉ６　　記 （ａ） 第　７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被搬送物を収容し外周に搬送路を有するボウルを圧
   電素子を弾性板に取付けてなる加振体により往復運動さ
   せて前記被搬送物の搬送を行うボウル形パーツフィーダ
   において、前記ボウルを収容部と搬送部とに分割し、夫
   々を別々の加振体により加振することを特徴とする圧電
   駆動ボウル形パーツフィーダ。 ２、収容部を加振体により直線的に往復移動させ、搬送
   部を別個の加振体により往復回動させることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の圧電駆動ボウル形パー
   ツフィーダ。 ３、収容部を加振体により上下方向に直線的に往復移動
   させることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   圧電駆動ボウル形パーツフィーダ。