JP5696577B2

JP5696577B2 - Article conveying device

Info

Publication number: JP5696577B2
Application number: JP2011100181A
Authority: JP
Inventors: 哲行木村; 村岸　恭次; 恭次村岸
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-04-27
Also published as: JP2012229119A

Description

本発明は、振動により物品を搬送することが可能な物品搬送装置に関するものである。 The present invention relates to an article conveying apparatus capable of conveying an article by vibration.

従来より、物品の搬送ライン上で任意に搬送方向を変えることのできる装置として、種々のタイプのものが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, various types of devices are known as devices that can arbitrarily change the conveyance direction on an article conveyance line.

例えば、特許文献１のように、物品の搬送面上に静電アクチュエータを格子状に多数配置したタイプのものがある。これは、搬送面上に多数の升形の固定子を設け、その中で搬送子をバネ部材を介して懸架しておき、固定子内の底面及び側面に設けた吸引電極を操作することによって、搬送子の動作を制御することで、搬送子の上の物品を移動させるものである。 For example, as in Patent Document 1, there is a type in which a large number of electrostatic actuators are arranged in a lattice shape on the conveyance surface of an article. This is provided with a number of hook-shaped stators on the conveying surface, in which the conveying element is suspended via a spring member, and by operating the suction electrodes provided on the bottom and side surfaces in the stator, By controlling the operation of the carrier, the article on the carrier is moved.

また、特許文献２では、物品の搬送面上に回転軸が搬送面と平行になるように小型のローラを多数配置し、それらのローラの回転と向きを制御することによって、それらに載せる物品の搬送方向を制御する技術が開示されている。 Further, in Patent Document 2, a large number of small rollers are arranged on the conveyance surface of the article so that the rotation axis is parallel to the conveyance surface, and the rotation and direction of these rollers are controlled, so that the articles placed on them are controlled. A technique for controlling the transport direction is disclosed.

また、特許文献３では、搬送面上に互いに直交する回転軸を有するローラを、交互に配置し、これらのローラの回転を制御することで、物品の搬送方向を制御するものが開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a roller in which rotation axes orthogonal to each other are alternately arranged on the conveyance surface, and the conveyance direction of the article is controlled by controlling the rotation of these rollers. .

さらに、特許文献４では、物品搬送用の軌道を有する可動体に対して、垂直および水平方向の同一周波数の振動を加えることで楕円振動を生じさせ、摩擦係数に応じてそれぞれの方向の振動の位相差を設定することで、搬送方向を異ならせる技術が開示されている。 Furthermore, in Patent Document 4, elliptical vibration is generated by applying vibrations of the same frequency in the vertical and horizontal directions to a movable body having a track for conveying articles, and vibrations in the respective directions are generated according to the friction coefficient. A technique for changing the transport direction by setting a phase difference is disclosed.

特開平８−１１６６８３号公報JP-A-8-116683 特開２００４−７５３８７号公報JP 2004-75387 A 特開２００８−１６８９５６号公報JP 2008-168956 A 特開２００５−２５５３５１号公報JP 2005-255351 A

しかしながら、上述の特許文献１〜３の先行技術に係る物品搬送装置は、静電アクチュエータや小型ローラなど多数の機器から構成され、それらを同時に駆動する必要があるため、構成が複雑になるとともに制御方式も複雑なものとなる。そのため、製造コストやメンテナンス費用が高くなる上に、機器の不具合も生じやすくなる。また、こうした構成では、物品が接触する搬送面に凹凸が生じるため、当該凹凸に対して物品が小さくなるほど搬送することが難しくなる。よって、一個の物品搬送装置で小型のものから大型のものまで幅広い大きさの物品を搬送可能とすることは困難である。 However, since the article conveying apparatus according to the prior arts of Patent Documents 1 to 3 described above is configured by a large number of devices such as electrostatic actuators and small rollers and needs to be driven simultaneously, the configuration is complicated and control is performed. The method is also complicated. For this reason, the manufacturing cost and the maintenance cost are increased, and the malfunction of the device is likely to occur. Moreover, in such a structure, since unevenness | corrugation arises in the conveyance surface which articles | goods contact, it becomes difficult to convey, so that articles | goods become small with respect to the said unevenness | corrugation. Therefore, it is difficult to transport a wide range of articles from a small to a large article with a single article transport device.

他方、特許文献４の先行技術に係る物品搬送装置は、装置も制御システムも簡単に構成でき、搬送面も平面上に構成できるため多様な形状・大きさの物品を搬送可能となる。しかしながら、この物品搬送装置は２方向の振動の位相差を異ならせることで可動体に楕円振動を生じさせ、これを利用して物品の搬送を行うものであるため、生じさせる楕円振動の方向が限定されることから物品を搬送させる方向の自由度が低い。 On the other hand, the article conveying apparatus according to the prior art of Patent Document 4 can easily configure both the apparatus and the control system, and the conveying surface can be configured on a plane, so that articles of various shapes and sizes can be conveyed. However, since this article conveying device generates elliptical vibrations in the movable body by making the phase difference between the vibrations in the two directions different and conveys the articles using this, the direction of the elliptical vibrations to be generated is Since it is limited, the freedom degree of the direction which conveys articles | goods is low.

本発明は、このような課題を有効に解決することを目的としており、具体的には簡単な構成でかつ複雑な制御を要することなく、物品を搬送面上で任意の方向に搬送させることができるとともに、様々な大きさの物品を搬送可能な物品搬送装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to effectively solve such a problem. Specifically, an article can be transported in an arbitrary direction on a transport surface with a simple configuration and without requiring complicated control. An object of the present invention is to provide an article transport apparatus capable of transporting articles of various sizes.

本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。 In order to achieve this object, the present invention takes the following measures.

すなわち、本発明の物品搬送装置は、基体と、当該基体に対して水平方向に振動する中間台と、当該中間台に対して垂直方向に振動する可動台とを具備し、当該可動台が振動することで可動台上に載せられた物品を搬送する物品搬送装置であって、前記基体に対して前記中間台を水平方向に弾性支持する第１の弾性支持手段と、前記中間台に対して前記可動台を垂直方向に弾性支持する第２の弾性支持手段とを備え、前記第１の弾性支持手段が鉛直方向に延設された少なくとも３本の棒状バネ部材からなり、それら各々の棒状バネ部材は側面に互いに略直交する取付面を有し、当該取付面に第１および第２の圧電素子が貼設されており、前記第２の弾性支持手段が水平面と平行に配設された板状バネ部材からなり、それら板状バネ部材の少なくとも片面に第３の圧電素子が貼設されており、前記第１〜第３の圧電素子に位相差を設けつつ同一周波数の正弦電圧を同時に付与することで周期的な伸びを生じさせ、前記第１〜第３の圧電素子に直交する成分を有する合成振動を前記可動台に生じさせることを特徴とする。 That is, the article conveying apparatus of the present invention includes a base, an intermediate base that vibrates in a horizontal direction with respect to the base, and a movable base that vibrates in a direction perpendicular to the intermediate base, and the movable base vibrates. And a first elastic support means for elastically supporting the intermediate table in a horizontal direction with respect to the base, and an intermediate table. Second elastic support means for elastically supporting the movable base in the vertical direction, and the first elastic support means comprises at least three bar-shaped spring members extending in the vertical direction, and each of the bar-shaped springs. The member has a mounting surface substantially orthogonal to each other on the side surface, the first and second piezoelectric elements are pasted on the mounting surface, and the second elastic support means is disposed in parallel to the horizontal plane. A small number of plate spring members. Both have a third piezoelectric element affixed on one side, causing a cyclic elongation by simultaneously applying a sine voltage of the same frequency while providing a phase difference to the first to third piezoelectric elements, A synthetic vibration having a component orthogonal to the first to third piezoelectric elements is generated in the movable base.

このように構成すると、中間台は基体に対して水平面内の２つの直線方向に弾性支持され、当該中間台に対して可動台は垂直方向に弾性支持されるため、簡単な構成でもって可動台は基体に対して３つの軸方向に弾性支持されることになる。さらに、それぞれの弾性支持手段であるバネ部材に対して、直接圧電素子を貼設してたわみを制御することによって可動台に付与する振動を制御することができるため、複雑な制御を要することなく振動を付与することができ、駆動装置を小型にすることもできる。また、圧電素子を駆動源に用いることで加振力を十分に与えることができるとともに電圧を制御することで振動形態を詳細に制御することが可能となるため、本発明で三次元の振動軌跡と称する鉛直平面および水平面に対して傾いた平面内の楕円の軌跡あるいは平面外の立体的な軌跡を有する振動を可動台に対して生じさせるとともに、当該三次元の振動軌跡の大きさおよび方向を簡単かつ精度良く制御し、物品の移動方向や速度を細かく変更することが可能となる。さらに、可動台の上側の搬送面は平面に構成することができるため、小型のものから大型のものまで様々な大きさ・形状の物品に対応することができる。 With this configuration, the intermediate platform is elastically supported in two linear directions in the horizontal plane with respect to the base, and the movable platform is elastically supported in the vertical direction with respect to the intermediate platform. Is elastically supported in three axial directions with respect to the substrate. Furthermore, since the vibration imparted to the movable base can be controlled by directly attaching the piezoelectric element to the spring member, which is each elastic support means, and controlling the deflection, there is no need for complicated control. Vibration can be applied, and the drive device can be made small. In addition, since a piezoelectric element can be used as a drive source, a sufficient excitation force can be applied and a vibration form can be controlled in detail by controlling the voltage. Vibrations having a trajectory of an ellipse in a plane inclined with respect to a vertical plane and a horizontal plane, or a three-dimensional trajectory outside the plane, are generated on the movable base, and the size and direction of the three-dimensional vibration trajectory are determined. It is possible to easily and accurately control and finely change the moving direction and speed of the article. Furthermore, since the conveyance surface on the upper side of the movable table can be configured as a flat surface, it is possible to deal with articles of various sizes and shapes from small to large.

さらに、上記の各方向の振動を効率良く発生させるためには、前記第１〜第３の圧電素子が、それぞれ前記棒状バネ部材または前記板状バネ部材の一端部から長手方向の中央までの間に貼設されているように構成することがより好ましい。 Furthermore, in order to efficiently generate the vibrations in the respective directions, the first to third piezoelectric elements are respectively disposed between one end of the rod-like spring member or the plate-like spring member and the center in the longitudinal direction. More preferably, it is configured to be affixed to.

以上説明した本発明によれば、簡単な装置構成で複雑な制御を要することなく、搬送面の三次元的振動を生成し、その振動軌跡を自由に変更することができるため、搬送面上の物品を任意の方向に搬送したり種々の態様で分別することに利用できるとともに、様々な大きさの物品に対応可能な物品搬送装置を提供することが可能となる。 According to the present invention described above, the three-dimensional vibration of the transport surface can be generated and the vibration trajectory can be freely changed without requiring complicated control with a simple apparatus configuration. It is possible to provide an article conveying apparatus that can be used for conveying an article in an arbitrary direction or separating the article in various modes, and that can handle articles of various sizes.

本発明の一実施形態に係る物品搬送装置のシステム構成図。1 is a system configuration diagram of an article conveyance device according to an embodiment of the present invention. 同物品搬送装置の機械装置部の斜視図。The perspective view of the mechanical apparatus part of the article conveyance apparatus. 同物品搬送装置の機械装置部の正面図。The front view of the mechanical apparatus part of the article conveyance apparatus. 同物品搬送装置の第１バネ部材の断面を示す図３のＡ−Ａ断面図。Sectional view on the AA line of FIG. 3 which shows the cross section of the 1st spring member of the goods conveyance apparatus. 同物品搬送装置の機械装置部の水平方向への動作を示す正面図。The front view which shows the operation | movement to the horizontal direction of the machine apparatus part of the article conveyance apparatus. 同物品搬送装置の機械装置部の垂直方向への動作を示す正面図。The front view which shows the operation | movement to the perpendicular direction of the machine apparatus part of the article conveyance apparatus. 同物品搬送装置の加振方向を示す概念図。The conceptual diagram which shows the vibration direction of the goods conveyance apparatus. 同物品搬送装置における各方向への周期的加振力間の位相差と物品の搬送速度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the phase difference between the periodic excitation forces to each direction in the article conveyance apparatus, and the article conveyance speed. 同物品搬送装置における各方向への周期的加振力間の位相差と物品の搬送速度と摩擦係数との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the phase difference between the periodic excitation forces to each direction in the goods conveyance apparatus, the conveyance speed of an article, and a friction coefficient. 同物品搬送装置における水平方向への周期的加振力の振幅と物品の搬送速度との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the amplitude of the periodic excitation force to the horizontal direction in the goods conveyance apparatus, and the conveyance speed of goods. 同物品搬送装置を用いて物品を搬送した場合の搬送軌跡を例示した上面図。The top view which illustrated the conveyance locus at the time of conveying goods using the article conveyance device. 図１とは別の実施形態に係る物品搬送装置のシステム構成図。The system block diagram of the article conveyance apparatus which concerns on embodiment different from FIG. 図１および図１２とは別の実施形態に係る物品搬送装置のシステム構成図。The system block diagram of the article conveyance apparatus which concerns on embodiment different from FIG. 1 and FIG.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

この実施形態の物品搬送装置１は、図１に示すように、大きくは機械装置部２と制御システム部３とから構成される。この制御システム部３は、後述するように機械装置部２に組み込まれた圧電素子７１、７２、７３の制御を行うことで、機械装置部２にＸ、Ｙ、Ｚの各方向の周期的加振力を与えて振動を生じさせるように構成している。 As shown in FIG. 1, the article conveying device 1 of this embodiment is mainly composed of a mechanical device unit 2 and a control system unit 3. As will be described later, the control system unit 3 controls the piezoelectric elements 71, 72, and 73 incorporated in the mechanical device unit 2 to periodically add the mechanical device unit 2 in the X, Y, and Z directions. It is configured to generate vibration by applying a vibration force.

なお、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向は図中左下に示した座標軸に示したとおりに定義することとし、以下においてもこの座標軸に沿って説明を進めていく。 Note that the directions of X, Y, and Z are defined as indicated by the coordinate axes shown at the lower left in the figure, and the description will be made along these coordinate axes in the following.

機械装置部２は、図２および図３に示すように、大きくは床面に固定した基体４と、基体４に対して水平方向に弾性支持した中間台５１と、当該中間台５１に対して垂直方向に弾性支持した可動台６とから構成しており、可動台６は基体４に対して振動することでその上面の搬送面６１に載せた物品９を搬送する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the mechanical device unit 2 includes a base 4 fixed to a floor surface, an intermediate base 51 elastically supported in the horizontal direction with respect to the base 4, and the intermediate base 51. The movable table 6 is configured to elastically support in the vertical direction, and the movable table 6 vibrates with respect to the base 4 to convey the article 9 placed on the conveyance surface 61 on the upper surface thereof.

基体４はＸ方向に長辺を向けた長方形の平板形状をしており、その上面４ａにはＹ方向に長辺を向けた直方体状の取付ブロック４１が２個Ｘ方向に間隔を空けて平行に固設してある。基体４の下に、図示しない防振ゴム等のバネ定数の小さい弾性体を取り付ければ、設置する床に対する反力を低減させることができて好適である。 The base body 4 has a rectangular flat plate shape with the long side facing in the X direction, and two rectangular parallelepiped mounting blocks 41 with the long side facing in the Y direction are parallel to the upper surface 4a with an interval in the X direction. Is fixed. If an elastic body having a small spring constant such as an anti-vibration rubber (not shown) is attached below the base body 4, it is preferable because the reaction force against the floor to be installed can be reduced.

中間台５１は、断面が四角形の棒状バネである第１の弾性支持手段としての４本の第１バネ部材５２によって基体４と連結しており、基体４の上方で弾性的に支持してある。Ｙ方向に平行に配置された一対の第１バネ部材５２は、それぞれ平板状に構成した下端部５２ｂで上記取付ブロック４１のＸ軸と直交する側面のうち外側の側面４１ａに連結しており、当該下端部５２ｂより鉛直上方（Ｚ方向）に向かって延出する形状としている。そして、合計４本の第１バネ部材５２がそれぞれ基体４の外縁をなす長方形の四隅のやや内側より起立するように配置してあり、上端部５２ａによって中間台５１の一部を構成する上側ブロック５１ａを側面から支持するように連結している。第１バネ部材５２のうち上端部５２ａと下端部５２ｂの間の中間部５２ｃは、断面が四角形となるように構成してあり、それぞれの側面がＸ軸、Ｙ軸に直交する平面となるようにしている。このように４本の第１バネ部材５２によって支持することによって、中間台５１は水平方向に弾性的に支持され、Ｘ、Ｙ方向に変位が生じる際にもほぼ水平状態を維持することができる。 The intermediate platform 51 is connected to the base body 4 by four first spring members 52 as first elastic support means which are bar-shaped springs having a square cross section, and is elastically supported above the base body 4. . A pair of first spring members 52 arranged in parallel to the Y direction are connected to the outer side surface 41a among the side surfaces orthogonal to the X axis of the mounting block 41 at the lower end portion 52b configured in a flat plate shape, respectively. The lower end 52b extends vertically upward (Z direction). An upper block in which a total of four first spring members 52 are arranged so as to stand up slightly from the inside of the four corners of the rectangle forming the outer edge of the base 4 and constitute a part of the intermediate table 51 by the upper end 52a. It connects so that 51a may be supported from a side surface. An intermediate portion 52c between the upper end portion 52a and the lower end portion 52b of the first spring member 52 is configured to have a square cross section, and each side surface is a plane orthogonal to the X axis and the Y axis. I have to. Thus, by supporting by the four first spring members 52, the intermediate stage 51 is elastically supported in the horizontal direction, and can maintain a substantially horizontal state even when displacement occurs in the X and Y directions. .

中間台５１は、４枚の平板状の側板５１ｄを縦横に組んだ矩形状の枠を構成し、これをＸ方向に一対配置した上側ブロック５１ａで吊り下げるような形で固定するように構成している。上述したように、上側ブロック５１ａは４本の第１バネ部材５２によって支持しているため、中間台５１は全体として空中で水平方向に弾性的に支持される。 The intermediate stand 51 is configured to form a rectangular frame in which four flat side plates 51d are assembled vertically and horizontally, and is fixed in such a manner as to be suspended by a pair of upper blocks 51a arranged in the X direction. ing. As described above, since the upper block 51a is supported by the four first spring members 52, the intermediate platform 51 is elastically supported in the horizontal direction in the air as a whole.

さらに、当該中間台５１に対して４枚の板状バネである第２の弾性支持手段としての第２バネ部材５３を介して可動台６を連結し、垂直方向に弾性支持してある。中間台５１の側板５１ｄの内側には、４枚の板状バネである第２バネ部材５３を、２枚を一組としてＸ方向に直列にかつ水平面に平行となるように配置し、これを上下２段として取付けている。側板５１ｄは、第２バネ部材５３に対して十分な強度を有しているために、強度メンバとして第２バネ部材５３のねじれ方向の変形を抑制するとともに、第１バネ部材５２が等しく変形するように変形方向を拘束するように機能する。上記の４枚の第２バネ部材５３は、それぞれ片端側を上記上側ブロック５１ａと中間ブロック５１ｂ、あるいは中間ブロック５１ｂと下側ブロック５１ｃによって上下に挟みこむようにして固定している。そして、他端側を可動台６の下部に設けられた支持ブロック上部６２ａと支持ブロック中間部６２ｂ、あるいは支持ブロック中間部６２ｂと支持ブロック下部６２ｃとによって上下に挟みこむようにして固定している。このように構成することで、可動台６は中間台５１に対して垂直方向に弾性的に支持され、Ｚ方向に変位が生じる際にも水平状態を維持することが可能となっている。 Further, the movable base 6 is connected to the intermediate base 51 via a second spring member 53 as a second elastic support means that is four plate springs, and elastically supported in the vertical direction. On the inner side of the side plate 51d of the intermediate platform 51, two second spring members 53, which are plate springs, are arranged in series in the X direction and parallel to the horizontal plane as a pair, The upper and lower stages are attached. Since the side plate 51d has sufficient strength with respect to the second spring member 53, the first spring member 52 is equally deformed while suppressing deformation in the twisting direction of the second spring member 53 as a strength member. It functions to constrain the deformation direction. Each of the four second spring members 53 is fixed so that one end side is sandwiched vertically between the upper block 51a and the intermediate block 51b or the intermediate block 51b and the lower block 51c. The other end side is fixed so as to be sandwiched vertically between the support block upper part 62a and the support block intermediate part 62b provided at the lower part of the movable base 6, or the support block intermediate part 62b and the support block lower part 62c. With this configuration, the movable table 6 is elastically supported in the vertical direction with respect to the intermediate table 51, and can maintain a horizontal state even when displacement occurs in the Z direction.

可動台６は下側に、上述したような支持ブロック上部６２ａと支持ブロック中間部６２ｂと支持ブロック下部６２ｃを備えており、一体として動作を行う。そして、上面は搬送面６１として、平面状に構成してあり物品９を積載することが可能となっている。上述したように中間台５１は、基体４に対して同一の４本の第１バネ部材５２で連結されることによって水平方向に弾性支持されており、さらに可動台６は中間台５１に対して第２バネ部材５３で連結されることによって垂直方向に弾性支持されている。その結果、可動台６は、基体４に対してＸ、Ｙ、Ｚの各方向に弾性的に支持されるように構成されており、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向に変位が生じた場合でも可動台６の上面はほぼ水平の状態を維持することが可能となっている。 The movable table 6 includes a support block upper part 62a, a support block intermediate part 62b, and a support block lower part 62c as described above, and operates as a unit. The upper surface is configured as a flat surface as the conveying surface 61, and the articles 9 can be loaded thereon. As described above, the intermediate platform 51 is elastically supported in the horizontal direction by being connected to the base body 4 by the same four first spring members 52, and the movable platform 6 is further supported by the intermediate platform 51. By being connected by the second spring member 53, it is elastically supported in the vertical direction. As a result, the movable base 6 is configured to be elastically supported in each of the X, Y, and Z directions with respect to the base body 4, and even when displacement occurs in each of the X, Y, and Z directions. The upper surface of the movable table 6 can be maintained in a substantially horizontal state.

そして、この可動台６をＸ、Ｙ、Ｚの各方向に振動させるための駆動部として、以下のように圧電素子７１、７２、７３を設けている。 And the piezoelectric element 71, 72, 73 is provided as follows as a drive part for vibrating this movable stand 6 to each direction of X, Y, Z.

まず、Ｘ方向の振動を付与する第１の水平加振手段として、第１バネ部材５２の中間部５２ｃの長手方向中央以下の側面でＸ軸に直交する面に、直方体状の第１圧電素子７１を貼りつけてある。また、Ｙ方向の振動を付与する第２の水平加振手段としてとして、第１バネ部材５２の中間部５２ｃの長手方向中央以下の側面でＹ軸に直交する面に、直方体状の第２圧電素子７２を貼りつけてある。これらの圧電素子７１、７２は電圧を付与することにより全長に伸びを生じさせることができるため、これに伴って圧電素子７１、７２を貼りつけた第１バネ部材５２を図５に示すようにたわませ、可動台６に水平方向の変位を生じさせることが可能となっている。 First, as a first horizontal excitation means for applying vibrations in the X direction, a rectangular parallelepiped first piezoelectric element is formed on a side surface of the intermediate portion 52c of the first spring member 52 that is not longer than the center in the longitudinal direction and orthogonal to the X axis. 71 is pasted. In addition, as a second horizontal excitation means for applying vibration in the Y direction, a rectangular parallelepiped second piezoelectric element is formed on a side surface of the intermediate portion 52c of the first spring member 52 that is not longer than the center in the longitudinal direction and is perpendicular to the Y axis. Element 72 is pasted. Since these piezoelectric elements 71 and 72 can be stretched over their entire length by applying a voltage, the first spring member 52 to which the piezoelectric elements 71 and 72 are attached is attached as shown in FIG. It is possible to deflect the movable base 6 in the horizontal direction.

本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、それぞれの第１バネ部材５２に対して第１圧電素子７１ａ、７１ｂと第２圧電素子７２ａ、７２ｂとをそれぞれ対向する面に一対ずつ設けたバイモルフ型として構成した。本実施形態のように圧電素子の伸びを利用してバネ部材にたわみを生じさせようとする場合、対向面に設けた圧電素子の片方を伸び側に設定するときには他方を縮み側に設定する必要があるため、片方を伸び側とした際に、他方が縮み側になるように電圧印加及び貼り付け方向を設定してある。以下、圧電素子に対して付与する電圧に関しては、単純にＸ方向制御電圧、Ｙ方向制御電圧として説明を行い、Ｘ方向およびＹ方向に正の制御電圧を付与するということは、それぞれ可動台６をＸ、Ｙの正方向に移動させる向きに第１バネ部材５２に曲げを生じさせるように、第１圧電素子７１、第２圧電素子７２を伸び縮みさせる電圧を付与することを意味するものする。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, a pair of first piezoelectric elements 71a and 71b and second piezoelectric elements 72a and 72b are opposed to each first spring member 52, respectively. It was configured as a provided bimorph type. When the deflection of the spring member is to be generated using the extension of the piezoelectric element as in this embodiment, when one of the piezoelectric elements provided on the opposing surface is set to the extension side, the other needs to be set to the contraction side. Therefore, when one side is set as the expansion side, the voltage application and the attaching direction are set so that the other side becomes the contraction side. Hereinafter, the voltage applied to the piezoelectric element will be described simply as the X-direction control voltage and the Y-direction control voltage, and applying a positive control voltage in the X-direction and the Y-direction means that the movable base 6 This means that a voltage is applied to expand and contract the first piezoelectric element 71 and the second piezoelectric element 72 so that the first spring member 52 is bent in the direction in which the first spring member 52 is moved in the positive direction of X and Y. .

４箇所に設けられた第１バネ部材５２は、それぞれ同じように第１圧電素子７１、第２圧電素子７２が貼りつけられ同時にたわみが制御されるため、常時同じ方向に同じ量の変形を行う。そのため、これらによって四隅を支持した中間台５１は、水平を維持しながらＸ方向、Ｙ方向に並進移動するようになっている。 The first spring members 52 provided at the four locations are attached to the first piezoelectric element 71 and the second piezoelectric element 72 in the same manner and the deflection is controlled at the same time, so that the same amount of deformation is always performed in the same direction. . Therefore, the intermediate stage 51 that supports the four corners by these is adapted to translate in the X direction and the Y direction while maintaining the level.

また、第１バネ部材５２は変形を行う場合、図５に示すように中間部５２ｃの長手方向中央を境に、一つの面内の上下で伸び側と縮み側が逆転する。よって、第１圧電素子７１、第２圧電素子７２を長手方向中央付近を超えて広い範囲に貼りつけることは、却って変形を阻害することになり好ましくない。そのため、本実施形態のように長手方向中央付近より片端部側に寄せた位置に貼りつけることが効率的である。 Further, when the first spring member 52 is deformed, as shown in FIG. 5, the extending side and the contracting side are reversed up and down within one plane with the middle in the longitudinal direction of the intermediate portion 52c as a boundary. Therefore, sticking the first piezoelectric element 71 and the second piezoelectric element 72 over a wide range beyond the vicinity of the center in the longitudinal direction is undesirable because it hinders deformation. For this reason, it is efficient to attach it to a position closer to one end side than the vicinity of the center in the longitudinal direction as in this embodiment.

次に、Ｚ方向の振動を付与する垂直加振手段として、図３に示すように、板状バネである第２バネ部材５３の長手方向中央より外側となる位置の裏表に第３圧電素子７３を貼りつけてある。なお、図中では４枚の第２バネ部材５３のうち上段の２枚にのみ第３圧電素子７３を貼りつけてあるが、これに代わって下段の第２バネ部材５３に対して第３圧電素子７３を取り付けても良いし、双方ともに第３圧電素子７３を取り付けても良い。ただし、第１バネ部材５２に貼りつけたある第１圧電素子７１、第２圧電素子７２と同様に、第２バネ部材５３の長手方向中央付近にまたがって貼りつけることは却って効率を損ない不適当である。当該圧電素子７３に電圧を付与することによって、伸び縮みを生じさせ、第２バネ部材５３をたわませ、可動台６を垂直方向に移動させることができる。 Next, as shown in FIG. 3, as the vertical vibration means for applying the vibration in the Z direction, the third piezoelectric element 73 is placed on the back and front of the second spring member 53, which is a plate-like spring, outside the center in the longitudinal direction. Is pasted. In the drawing, the third piezoelectric element 73 is attached only to the upper two of the four second spring members 53. Instead, the third piezoelectric element 73 is attached to the lower second spring member 53. The element 73 may be attached, or the third piezoelectric element 73 may be attached to both. However, as with the first piezoelectric element 71 and the second piezoelectric element 72 that are attached to the first spring member 52, it is inappropriate to apply the adhesive over the vicinity of the center of the second spring member 53 in the longitudinal direction. It is. By applying a voltage to the piezoelectric element 73, it is possible to cause expansion and contraction, bend the second spring member 53, and move the movable base 6 in the vertical direction.

第２バネ部材５３の変形は、図６に示すような形で生じ、表裏に貼られた第３圧電素子７３、７３はそれぞれ伸びと縮みが逆転する。そのため、これを駆動する電圧は具体的に表裏に加える電圧を区別することなく、Ｘ、Ｙ方向の制御電圧と同様に、単に可動台６をＺ軸の正方向に移動させるものを正の制御電圧として表すことにする。 The deformation of the second spring member 53 occurs in a form as shown in FIG. 6, and the third piezoelectric elements 73, 73 attached to the front and back are reversed in extension and contraction, respectively. Therefore, the voltage for driving this is not specifically distinguished from the voltage applied to the front and back sides, and the control voltage for simply moving the movable base 6 in the positive direction of the Z-axis is the same as the control voltage in the X and Y directions. It will be expressed as a voltage.

第２バネ部材５３および第３圧電素子７３は、可動台６に対して左右対称に設けられているため、可動台６は搬送面６１を水平に保ったままで、垂直方向に移動することになる。 Since the second spring member 53 and the third piezoelectric element 73 are provided symmetrically with respect to the movable table 6, the movable table 6 moves in the vertical direction while keeping the transport surface 61 horizontal. .

このようにして構成した機械装置部２に対して制御システム部３は、第１圧電素子７１、第２圧電素子７２および第３圧電素子７３に各々正弦波状の制御電圧を付与することによって、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向の振動を発生させるための周期的加振力を生じさせる。 The control system unit 3 applies a sinusoidal control voltage to each of the first piezoelectric element 71, the second piezoelectric element 72, and the third piezoelectric element 73 with respect to the mechanical device unit 2 configured in this manner. A periodic excitation force for generating vibrations in the directions Y, Y, and Z is generated.

そのため、制御システム部３は、図１に示すように、正弦電圧を生じさせる発振機３４を備えており、この正弦電圧をアンプ３５により増幅した上で、各圧電素子７１、７２、７３に出力する。さらに、上記制御システム部３はＸ、Ｙ、Ｚの各方向の制御電圧を詳細に調整するための振動制御手段３１を有している。なお、発振機３４により生じさせる振動の周波数は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のいずれかの振動系と共振する周波数とすることで、振動を増幅して省電力化を図るようにしてある。なお、全ての方向の振動系の振動が干渉することを避けるためには、各方向の固有振動数を離してもよい。この時、各方向の固有振動数は例えば−１０％〜＋１０％程度離すようにする。 Therefore, as shown in FIG. 1, the control system unit 3 includes an oscillator 34 that generates a sine voltage. The sine voltage is amplified by an amplifier 35 and then output to each piezoelectric element 71, 72, 73. To do. Further, the control system unit 3 has vibration control means 31 for adjusting the control voltages in the X, Y, and Z directions in detail. The frequency of the vibration generated by the oscillator 34 is set to a frequency that resonates with any vibration system in the X, Y, and Z directions, thereby amplifying the vibration and saving power. In order to avoid interference of vibrations in the vibration system in all directions, the natural frequencies in each direction may be separated. At this time, the natural frequency in each direction is separated by, for example, about −10% to + 10%.

振動制御手段３１は大きくは、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向の制御電圧の振幅を調整する振幅調整回路３１ａと、それぞれの位相差を調整するための位相調整回路３１ｂとからなる。本実施形態では、Ｘ、Ｙ、Ｚの各制御電圧にそれぞれ対応した振幅調整回路３１ａを有するとともに、Ｚ方向の制御電圧の位相を基準として、これと所定の位相差となるように制御電圧の位相を調整する位相調整回路３１ｂをＸ、Ｙの制御電圧についてそれぞれ設けるように構成している。 The vibration control means 31 mainly includes an amplitude adjustment circuit 31a that adjusts the amplitude of the control voltage in each of the X, Y, and Z directions, and a phase adjustment circuit 31b that adjusts each phase difference. In the present embodiment, the amplitude adjustment circuit 31a corresponding to each of the X, Y, and Z control voltages is provided, and the control voltage of the control voltage is set so as to have a predetermined phase difference with respect to the phase of the control voltage in the Z direction. A phase adjustment circuit 31b for adjusting the phase is provided for each of the X and Y control voltages.

そして、制御システム部３は、搬送する物品９に応じた搬送経路および搬送速度を決定するための搬送経路決定手段３３と、当該搬送経路と搬送速度が得られるように各振幅調整回路３１ａおよび各位相調整回路３１ｂに具体的な制御値を変更するための命令を出す振動切替手段３２とを有している。 Then, the control system unit 3 includes a conveyance path determination unit 33 for determining a conveyance path and a conveyance speed according to the article 9 to be conveyed, and each amplitude adjustment circuit 31a and each position so as to obtain the conveyance path and the conveyance speed. And a vibration switching means 32 for issuing a command for changing a specific control value to the phase adjustment circuit 31b.

そして、搬送経路決定手段３３は、搬送する物品９に応じた搬送経路と搬送速度のデータを内部に複数保存しており、その中から図示しない外部からの指示によって搬送経路と搬送速度を選択した上で、そこで選択した搬送経路および搬送速度に合わせて振動形態を切り替えるように振動切替手段３２に対して命令を与える。 The transport path determination means 33 stores a plurality of transport path and transport speed data corresponding to the article 9 to be transported, and selects a transport path and a transport speed according to an external instruction (not shown). Above, a command is given to the vibration switching means 32 so as to switch the vibration mode in accordance with the transport path and transport speed selected there.

さらに、振動切替手段３２では搬送経路や搬送速度が命令された目標値となるように、各振幅調整回路３１ａおよび各位相調整回路３１ｂのそれぞれの具体的な制御値を決定して当該制御値に切り替えるよう命令を出力する。 Further, the vibration switching means 32 determines specific control values of the amplitude adjustment circuits 31a and the phase adjustment circuits 31b so that the conveyance path and the conveyance speed become the commanded target values, and sets the control values. Output instructions to switch.

上記のように構成した物品搬送装置１は、具体的には次のように動作し、可動台６に載せた物品９の搬送や分別などを行う。 Specifically, the article conveying apparatus 1 configured as described above operates as follows, and conveys and separates the article 9 placed on the movable table 6.

ここで、図７の模式図に示すように簡略化して、可動台６が基体４に対してＸ、Ｙ、Ｚの各方向に弾性体５４、５５、５６により弾性的に支持するとともに、各方向の加振手段７４、７５、７６を設けている場合を想定する。このように構成することで、Ｘ、Ｙ、Ｚの三方向に設けた加振手段７４、７５、７６によって可動台６を三方向に動作させることが可能とされている。図７の模式図における弾性体５４、５５は、図２における第１バネ部材５２に該当するとともに、弾性体５６は第２バネ部材５３に該当する。また、図７の模式図における加振手段７４、７５、７６はそれぞれ第１の水平加振手段７１、第２の水平加振手段７２、垂直加振手段７３に該当する。 Here, as shown in the schematic diagram of FIG. 7, the movable base 6 is elastically supported by the elastic bodies 54, 55, and 56 in the X, Y, and Z directions with respect to the base body 4. The case where the direction vibration means 74, 75, and 76 are provided is assumed. With this configuration, the movable base 6 can be moved in three directions by the vibration means 74, 75, and 76 provided in the three directions X, Y, and Z. The elastic bodies 54 and 55 in the schematic diagram of FIG. 7 correspond to the first spring member 52 in FIG. 2, and the elastic body 56 corresponds to the second spring member 53. Further, the vibration means 74, 75, 76 in the schematic diagram of FIG. 7 correspond to the first horizontal vibration means 71, the second horizontal vibration means 72, and the vertical vibration means 73, respectively.

図７に示すモデルの可動台６に対して、Ｚ方向にＺ＝Ｚ_０×ｓｉｎωｔで表される周期的な振動変位を与える。ここで、Ｚ_０はＺ方向の振幅を、ωは角周波数を、ｔは時間を示す。さらに、Ｘ、Ｙ方向にもそれぞれＺ方向と同一周波数の振動を、Ｘ＝Ｘ_０×ｓｉｎ（ｗｔ＋φｘ）、Ｙ＝Ｙ_０×ｓｉｎ（ｗｔ＋φｙ）の式のように与えることとする。ここで、Ｘ_０、Ｙ_０はそれぞれＸ方向、Ｙの振幅を、φｘ、φｙはそれぞれＸ方向、Ｚ方向の振動のＺ方向の振動に対する位相差を示す。 A periodic vibration displacement represented by Z = Z ₀ × sin ωt is applied to the movable table 6 of the model shown in FIG. 7 in the Z direction. Here, Z ₀ represents the amplitude in the Z direction, ω represents the angular frequency, and t represents time. Further, vibrations having the same frequency as that in the Z direction are also given in the X and Y directions as indicated by the equations X = X ₀ × sin (wt + φx) and Y = Y ₀ × sin (wt + φy), respectively. Here, X ₀ and Y ₀ are the amplitudes in the X direction and Y, respectively, and φx and φy are the phase differences of the vibrations in the X direction and the Z direction, respectively, with respect to the vibration in the Z direction.

このように、Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向に正弦波状の周期的な振動変位を加えることにより、可動台６にはこれらが合成された三次元的な振動を生じさせることができる。例えば、図７に示すように、Ｚ方向の振動成分に対してφｘ、φｙの位相差を持たせてＸ、Ｙ方向の振動を生じさせたとき、二次元的にはＸＺ平面上で右側を上にした楕円軌道を有する振動が生じ、ＹＺ平面上で右側を下にした楕円軌道を有する振動が生じる。そして、さらにこの２つを合成することで、図中右下に示すように三次元空間上での楕円軌道が生じる。 Thus, by applying a sinusoidal periodic vibration displacement in each of the X, Y, and Z directions, it is possible to generate a three-dimensional vibration in which the movable base 6 is synthesized. For example, as shown in FIG. 7, when vibrations in the X and Y directions are generated by giving a phase difference of φx and φy to the vibration component in the Z direction, the right side on the XZ plane is two-dimensionally. A vibration having an elliptical trajectory is generated, and a vibration having an elliptical trajectory with the right side down on the YZ plane is generated. Further, by combining these two, an elliptical orbit in a three-dimensional space is generated as shown in the lower right in the figure.

そして、各方向の振動変位の振幅および位相を変えることにより、ＸＺ平面、ＹＺ平面内の二次元の楕円軌道の大きさや向きを変更することができ、対応して三次元空間上の楕円軌道の大きさや向きを自由に変更することができる。なお、このように各方向への周期的な振動変位を付与するために、制御上は各方向への周期的加振力を付与することで対応を行っている。 By changing the amplitude and phase of the vibration displacement in each direction, the size and orientation of the two-dimensional elliptical orbit in the XZ plane and YZ plane can be changed. The size and orientation can be changed freely. In addition, in order to provide the periodic vibration displacement in each direction as described above, the control is performed by applying a periodic excitation force in each direction.

以上のように、可動台６が楕円軌道を描きつつ振動することによって、可動台６の上に載せられた物品９は移動を行う。そして、この移動のうちＸ方向への移動速度成分は上記ＸＺ平面内の楕円軌道によって制御でき、Ｙ方向への移動速度成分は上記ＹＺ平面内の楕円軌道によって制御できる。すなわち、Ｚ方向への振動成分を基準としてＸ方向、Ｙ方向のそれぞれの振動の振幅と位相差を変化させることで、Ｘ、Ｙ方向への移動速度成分を変化させ、任意の方向に搬送させることが可能となる。 As described above, when the movable table 6 vibrates while drawing an elliptical orbit, the article 9 placed on the movable table 6 moves. Of these movements, the moving speed component in the X direction can be controlled by the elliptical orbit in the XZ plane, and the moving speed component in the Y direction can be controlled by the elliptical orbit in the YZ plane. That is, by changing the amplitude and phase difference of the vibrations in the X direction and the Y direction with reference to the vibration component in the Z direction, the moving speed component in the X and Y directions is changed and transported in an arbitrary direction. It becomes possible.

具体的には移動速度の変更は次のようにして行う。 Specifically, the movement speed is changed as follows.

発明者らの知見によれば、図７を参照しつつ図８を用いて説明すると、位相差φｘ（φｙ）によって物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）は正弦波に類似したカーブを描くように変化する。そのため、Ｚ方向の振動成分に対するＸ方向の振動成分の位相差を図８におけるφ２に設定したときにはＸが正となる方向に物品９は搬送されていく。また、位相差をφ４に設定したときには、Ｘが負となる方向に物品９は搬送されていく。これらに対して、位相差をφ１、φ３と設定したときには、移動速度Ｖｘは０になって、物品９はＸ方向に静止した状態となる。さらに、φ１〜φ３の間またはφ３〜π（-π）〜φ１の間で位相差を変化させることによって、それぞれ正の方向、負の方向に対する速度を増減させることができる。こうした関係は、Ｘ方向だけでなくＹ方向にも成り立ち、同様にＺ方向の振動成分に対する位相差を設定することで移動方向と移動速度を変化させることができる。 According to the knowledge of the inventors, the movement speed Vx (Yy) of the article 9 draws a curve similar to a sine wave due to the phase difference φx (φy) when described with reference to FIG. Change. Therefore, when the phase difference of the vibration component in the X direction with respect to the vibration component in the Z direction is set to φ2 in FIG. 8, the article 9 is conveyed in a direction in which X is positive. Further, when the phase difference is set to φ4, the article 9 is conveyed in the direction in which X becomes negative. On the other hand, when the phase differences are set to φ1 and φ3, the moving speed Vx becomes 0 and the article 9 is stationary in the X direction. Furthermore, by changing the phase difference between φ1 and φ3 or between φ3 and π (−π) to φ1, the speed in the positive direction and the negative direction can be increased or decreased, respectively. Such a relationship holds not only in the X direction but also in the Y direction, and similarly, the movement direction and the movement speed can be changed by setting a phase difference with respect to the vibration component in the Z direction.

また、発明者らの知見によれば、図７を参照しつつ図１０を用いて説明すると、位相差φｘ（φｙ）と物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）との関係は、振幅Ｘ_０（Ｙ_０）を変えることによっても変化する。すなわち、位相差φｘ（φｙ）に対する物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）である正弦波類似のカーブは、概ね振動変位の振幅Ｘ_０（Ｙ_０）に比例して変化する。このことから、物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）を２倍にしたい場合には、概ねＸ（Ｙ）方向の振動変位の振幅を２倍にすればよい。そのためには、それに応じた加振力を与えるべく制御電圧の振幅を変化させればよい。 Further, according to the knowledge of the inventors, the relationship between the phase difference φx (φy) and the moving speed Vx (Yy) of the article 9 will be described as the amplitude X ₀ ( It is also changed by changing Y ₀ ). That is, a sine wave-like curve that is the moving speed Vx (Yy) of the article 9 with respect to the phase difference φx (φy) changes approximately in proportion to the amplitude X ₀ (Y ₀ ) of the vibration displacement. From this, when it is desired to double the moving speed Vx (Yy) of the article 9, the amplitude of the vibration displacement in the X (Y) direction may be approximately doubled. For this purpose, the amplitude of the control voltage may be changed so as to give a corresponding excitation force.

このように、Ｘ、Ｙ各方向の振動成分の振幅Ｘ_０、Ｙ_０と、Ｚ方向振動成分に対する位相差φｘ、φｙとを変化させることによって、Ｘ、Ｙ方向への移動速度Ｖｘ、Ｖｙを変化さることができる。 In this way, by changing the amplitudes X ₀ and Y ₀ of the vibration components in the X and Y directions and the phase differences φx and φy with respect to the Z direction vibration components, the moving speeds Vx and Vy in the X and Y directions are changed. Can change.

さらに、発明者らの知見によれば、図１を参照しつつ説明すると、図８で示した位相差と物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）との関係を示すカーブは、物品９と可動台６との摩擦係数によって変化し、図９に示す関係となる。すなわち、２種類の物品Ｗ１、Ｗ２と可動台６との間の摩擦係数をそれぞれμ１、μ２としてμ１＜μ２の関係があるとき、Ｗ２の時の移動速度のグラフは、Ｗ１の時の移動速度のカーブを位相差が正となる方向にずらした形状になる。そのため、楕円振動を行う可動台６の上に同時に摩擦係数の異なる物品９を置いた場合には、移動速度及び移動方向が異なることになる。 Furthermore, according to the knowledge of the inventors, referring to FIG. 1, the curve indicating the relationship between the phase difference shown in FIG. 8 and the moving speed Vx (Yy) of the article 9 is expressed by the article 9 and the movable base. 6 and the relationship shown in FIG. That is, when the friction coefficients between the two types of articles W1 and W2 and the movable table 6 are μ1 and μ2, respectively, and there is a relationship of μ1 <μ2, the movement speed graph at W2 is the movement speed at W1. The curve is shifted in the direction in which the phase difference is positive. Therefore, when an article 9 having a different friction coefficient is placed on the movable table 6 that performs elliptical vibration, the moving speed and the moving direction are different.

具体的には、図９に示す位相差φ１に設定している場合にはＷ１は移動することなく、Ｗ２が負の方向に移動することになる。また、位相差をφ１からφ２の間に設定した場合には、Ｗ１を正の方向に、Ｗ２を負の方向に移動させることができる。そして、φ３に設定すると、Ｗ２を移動させずに、Ｗ１のみを正の方向に移動させることができる。また、φ２からφ４の間に設定すると、Ｗ１、Ｗ２ともに正の方向に移動させることができるが、φ３を境にＷ１とＷ２の速度の大小を入れ替えることができる。さらに、φ２からφ４の範囲で位相差を細かく変更すれば、Ｗ１とＷ２の速度比も変更することができる。 Specifically, when the phase difference φ1 shown in FIG. 9 is set, W1 does not move and W2 moves in the negative direction. When the phase difference is set between φ1 and φ2, W1 can be moved in the positive direction and W2 can be moved in the negative direction. When set to φ3, only W1 can be moved in the positive direction without moving W2. If set between φ2 and φ4, both W1 and W2 can be moved in the positive direction, but the speeds of W1 and W2 can be switched with φ3 as a boundary. Furthermore, if the phase difference is finely changed in the range of φ2 to φ4, the speed ratio between W1 and W2 can also be changed.

そして、位相差をφ４とすれば、Ｗ１を移動させずに、Ｗ２のみを正方向に移動させることができる。さらに、位相差をφ４からφ５の間に設定すれば、Ｗ２を正方向に、Ｗ１を負の方向に移動させることができる。位相差をφ５と設定すれば、Ｗ２を移動させずにＷ１のみを負の方向に移動させることができる。そして、位相差をφ５からπの範囲にしたときは、ｗ１とｗ２の双方とも負の方向に移動させることができ、この範囲で位相差を変えることで両者の移動速度の比を変更することもできる。 If the phase difference is φ4, only W2 can be moved in the positive direction without moving W1. Furthermore, if the phase difference is set between φ4 and φ5, W2 can be moved in the positive direction and W1 can be moved in the negative direction. If the phase difference is set to φ5, only W1 can be moved in the negative direction without moving W2. When the phase difference is in the range of φ5 to π, both w1 and w2 can be moved in the negative direction, and the ratio of the moving speeds of both can be changed by changing the phase difference within this range. You can also.

さらに、発明者らの知見によれば、図７を参照しつつ図１０を用いて説明すると、位相差φｘ（φｙ）と物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）との関係は、振幅Ｘ_０（Ｙ_０）を変えることによっても変化する。すなわち、位相差φｘ（φｙ）に対する物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）である正弦波類似のカーブは、概ね振動変位の振幅Ｘ_０（Ｙ_０）に比例して変化する。このことから、物品９の移動速度Ｖｘ（Ｙｙ）を２倍にしたい場合には、概ねＸ（Ｙ）方向の振動変位の振幅を２倍にすればよい。そのためには、それに応じた加振力を与えるべく、制御電圧の振幅を変化させればよい。 Furthermore, according to the knowledge of the inventors, using FIG. 10 with reference to FIG. 7, the relationship between the phase difference φx (φy) and the moving speed Vx (Yy) of the article 9 is expressed by the amplitude X ₀ ( It is also changed by changing Y ₀ ). That is, a sine wave-like curve that is the moving speed Vx (Yy) of the article 9 with respect to the phase difference φx (φy) changes approximately in proportion to the amplitude X ₀ (Y ₀ ) of the vibration displacement. From this, when it is desired to double the moving speed Vx (Yy) of the article 9, the amplitude of the vibration displacement in the X (Y) direction may be approximately doubled. For that purpose, the amplitude of the control voltage may be changed in order to give a corresponding excitation force.

このようにして、摩擦係数の異なる２種の物品９をＸ（Ｙ）方向に搬送する場合においては、Ｚ方向の振動に対するＸ（Ｙ）方向の振動の位相差φｘ（φｙ）を変更することで、２種の物品のうちどちらかのみを移動させることや、移動方向を変えつつ速度比を変えることが可能となり、さらにＸ（Ｙ）方向の振動の振幅を変えることで、移動速度の絶対値を制御することができる。これらを組み合わせることで、片方の速度を維持したままで、他方の速度を変更することや搬送の向きを変更することも可能となる。 In this way, when two types of articles 9 having different friction coefficients are conveyed in the X (Y) direction, the phase difference φx (φy) of the vibration in the X (Y) direction with respect to the vibration in the Z direction is changed. Thus, it is possible to move only one of the two types of articles, change the speed ratio while changing the moving direction, and further change the absolute amplitude of the moving speed by changing the amplitude of vibration in the X (Y) direction. The value can be controlled. By combining these, it is possible to change the other speed and change the direction of conveyance while maintaining one speed.

以上のような、一方向への搬送速度および向きの制御を、二方向に展開することで、ＸＹ平面内で自由に移動させることが可能となる。すなわち、水平方向の振動をＸ、Ｙの２方向にして、Ｚ方向の振動とそれぞれ組み合わせることで、ＸＺ平面内の楕円振動、ＹＺ平面内の楕円振動をそれぞれ作り出し、これらを合成した三次元的な楕円振動を発生させ、この楕円振動の向きや大きさを三次元的に切り替えることで、より詳細に物品９の移動方向や移動速度を制御できる。そして、Ｚ方向の制御電圧によって生じる周期的加振力を基準として、Ｘ方向、Ｙ方向の制御電圧によって生じる周期的加振力の振幅や位相をそれぞれ変更することによって、ＸＺ平面内の楕円振動成分とＹＺ平面内の楕円振動成分をそれぞれ変更すれば、上述の図８〜１０の関係に従ってそれぞれＸ方向、Ｙ方向の移動速度成分を物品９に与えることが可能となる。 By developing the control of the conveyance speed and direction in one direction as described above in two directions, it can be freely moved in the XY plane. In other words, horizontal vibrations in two directions, X and Y, are combined with vibrations in the Z direction to create elliptical vibrations in the XZ plane and elliptical vibrations in the YZ plane, respectively. The elliptical vibration is generated and the direction and magnitude of the elliptical vibration are switched three-dimensionally, whereby the moving direction and moving speed of the article 9 can be controlled in more detail. The elliptical vibration in the XZ plane is changed by changing the amplitude and phase of the periodic excitation force generated by the control voltage in the X direction and the Y direction on the basis of the periodic excitation force generated by the control voltage in the Z direction. If the component and the elliptical vibration component in the YZ plane are changed, respectively, it is possible to give the moving speed component in the X direction and the Y direction to the article 9 in accordance with the relationship shown in FIGS.

このことから、具体的には次のようにして物品９の搬送を行わせることが可能となる。以下、図１を参照しつつ、図１１（ａ）〜（ｆ）の各物品の搬送形態を例示した上面図に従って説明を行う。 Thus, specifically, the article 9 can be transported as follows. Hereinafter, with reference to FIG. 1, the description will be given according to a top view illustrating the conveyance mode of each article in FIGS. 11A to 11F.

まず、物品９が一種だけである場合には、図１１（ａ）に示すように、物品９を初期（Ｔ_０）の時点よりＸ方向に移動させ、ある時点（Ｔ_１）よりＹ方向の移動速度成分も追加して方向を変えて移動させることができる。こうした場合には、物品９の種類に応じて搬送先を変更する場合や、別に設けたカメラによる検査データに基づいて当該物品９を不良品と判断してライン外に搬送する場合がある。このような形態の搬送を行うため、図１における搬送経路決定手段３３は、外部より被搬送物関連データとして搬送する物品９の種類を入力され、あらかじめ内部に保存されたデータに基づいて物品９に応じた搬送経路と搬送速度を選択し、あるいは被搬送物関連データとしての検査データに基づいて搬送方向と搬送速度を決定して振動切替手段３２に出力する。当該振動切替手段３２においては、その搬送方向と搬送速度に対応して各方向の振動形態の切替の要否を判断するとともに、切替が必要な場合には各方向の周期的加振力の振幅と位相を調整するため各振幅調整回路３１ａおよび位相調整回路３１ｂに具体的な制御値を命令する。 First, when there is only one kind of article 9, as shown in FIG. 11 (a), the article 9 is moved in the X direction from the initial time point (T ₀ ), and in the Y direction from a certain time point (T ₁ ). A moving speed component can also be added to change the direction of movement. In such a case, the transport destination may be changed according to the type of the article 9, or the article 9 may be judged as a defective product based on inspection data from a separately provided camera and transported outside the line. In order to carry such a form, the conveyance route determination means 33 in FIG. 1 receives the type of the article 9 to be conveyed from outside as the article-related data, and the article 9 based on the data stored in the interior in advance. The conveyance path and the conveyance speed corresponding to the above are selected, or the conveyance direction and the conveyance speed are determined based on the inspection data as the object-related data and output to the vibration switching means 32. The vibration switching means 32 determines whether or not it is necessary to switch the vibration mode in each direction corresponding to the conveyance direction and the conveyance speed, and if switching is necessary, the amplitude of the periodic excitation force in each direction. In order to adjust the phase, a specific control value is commanded to each amplitude adjustment circuit 31a and phase adjustment circuit 31b.

そして、こうした搬送経路変更の判断を随時行い、振動切替手段３２によって振幅、位相を調整していくと、図１１（ｂ）に示すようにＸＹ方向に自在な軌跡を描かせつつ物品９を移動させることが可能となる。搬送経路変更の判断は、あらかじめ設定したタイミングによるものであっても、外部からの信号に応じて行うものであっても良い。 Then, when the conveyance path change is determined at any time and the amplitude and phase are adjusted by the vibration switching means 32, the article 9 is moved while drawing a free trajectory in the XY directions as shown in FIG. It becomes possible to make it. The determination of the transfer path change may be based on a preset timing or may be performed according to an external signal.

また、図１１（ｃ）に示したように、物品９ａ、９ｂが摩擦係数の異なる二種のものである場合には初期段階（Ｔ_０）は一方向に同速度で搬送しておき、ある時点（Ｔ_１）より異なる方向に分岐させて移動させることも可能である。この場合には初期段階（Ｔ_０）では、Ｘ方向には図９における位相差φ３で振動させ、Ｙ方向には振動を生じさせずにおき、Ｔ_１の時点からＹ方向にも振動を生じさせＺ方向との振動位相差をφ１とφ２の間またはφ４とφ５の間に切り替えたものである。同時にＸ方向の速度においてもＺ方向に対する振動の位相差をφ３よりずらすことで、物品９ａ、９ｂの間にＸ方向の速度差を持たせるように切り替えている。この振動の切り替えにあたっても、図１における搬送経路決定手段３３が、設定されたタイミングに応じて、または外部から入力された被搬送物関連データに基づいて適切な搬送経路と搬送速度を決定し、それに基づいて振動切替手段３２に搬送方向および搬送速度の変更命令を出す。そして、当該振動切替手段３２においては、命令された搬送方向および搬送速度に対応した各方向の振幅、位相の具体的制御値を決定し、各振幅調整回路３１ａ、位相調整回路３１ｂに当該制御値に変更するように命令を出す。 In addition, as shown in FIG. 11C, when the articles 9a and 9b are two types having different friction coefficients, the initial stage (T ₀ ) is conveyed at the same speed in one direction. It is also possible to branch and move in different directions from the time (T ₁ ). In this case, in the initial stage (T ₀ ), the X direction is vibrated with the phase difference φ3 in FIG. 9, the Y direction is not vibrated, and the Y direction is vibrated from the time T _1. The vibration phase difference with respect to the Z direction is switched between φ1 and φ2 or between φ4 and φ5. At the same time, by shifting the vibration phase difference with respect to the Z direction with respect to the Z direction from φ3, the article 9a and 9b are switched so as to have a speed difference in the X direction. Also in the switching of the vibration, the conveyance path determination means 33 in FIG. 1 determines an appropriate conveyance path and conveyance speed according to the set timing or based on the object-related data input from the outside, Based on this, a command to change the conveyance direction and conveyance speed is issued to the vibration switching means 32. Then, the vibration switching means 32 determines specific control values of the amplitude and phase in each direction corresponding to the commanded transport direction and transport speed, and sends the control value to each amplitude adjustment circuit 31a and phase adjustment circuit 31b. Command to change to.

また、同様の制御を行うことによって、図１１（ｄ）のように物品９ａ、９ｂのうち、片方のみを動かすことや、両者に速度差を設けることも可能である。さらに、図１１（ｅ）のように、任意の方向を選択した上で、その方向に沿って互いに逆向きに移動させることも可能である。 Further, by performing the same control, it is possible to move only one of the articles 9a and 9b as shown in FIG. 11D, or to provide a speed difference between the two. Furthermore, as shown in FIG. 11E, it is also possible to select an arbitrary direction and move it in the opposite directions along the direction.

さらに、このような搬送経路および速度の変更を連続して行うことで、図１１（ｆ）のように物品９ａ、９ｂの搬送経路と搬送速度をＸＹ平面内で、それぞれ独立させて同時に制御することが可能となる。 Further, by continuously changing the transport path and the speed as described above, the transport path and the transport speed of the articles 9a and 9b are independently controlled simultaneously in the XY plane as shown in FIG. It becomes possible.

また、上記のように摩擦係数の異なる物品９を異なる搬送方向に搬送させるように制御することによって、厳密には摩擦係数が同じものであっても表面形状が異なるなど、見かけ上摩擦係数が異なっているようにとらえられるものについても搬送方向を異ならせることもできる。例えば、同一部材の表面と裏面であっても、面の凹凸が異なり可動台６との接触面積が大きく異なるような場合が該当する。 In addition, by controlling the articles 9 having different friction coefficients to be conveyed in different conveyance directions as described above, strictly speaking, even if the friction coefficient is the same, the surface shape is different and the friction coefficient is apparently different. The conveyance direction can also be varied for what is captured as if it were. For example, even if it is the front surface and back surface of the same member, the case where the unevenness | corrugation of a surface differs and the contact area with the movable stand 6 differs greatly corresponds.

以上のように、本実施形態に係る物品搬送装置１は、基体４と、当該基体４に対して水平方向に振動する中間台５１と、当該中間台５１に対して垂直方向に振動する可動台６とを具備し、当該可動台６が振動することで可動台６上に載せられた物品９を搬送する物品搬送装置であって、前記基体４に対して前記中間台５１を水平方向に弾性支持する第１の弾性支持手段５２と、前記中間台５１に対して前記可動台６を垂直方向に弾性支持する第２の弾性支持手段５３とを備え、前記第１の弾性支持手段５２が鉛直方向に延設された４本の棒状バネ部材からなり、それら各々の棒状バネ部材５２は側面に互いに直交する取付面を有し、当該取付面に第１および第２の圧電素子７１、７２が貼設されており、前記第２の弾性支持手段５３が水平面と平行に配設された板状バネ部材からなり、それら板状バネ部材５３の少なくとも片面に第３の圧電素子７３が貼設されており、前記第１〜第３の圧電素子に位相差を設けつつ同一周波数の正弦電圧を同時に付与することで周期的な伸びを生じさせ、前記第１〜第３の圧電素子７１、７２、７３に直交する成分を有する合成振動を前記可動台６に生じさせるように構成したものである。 As described above, the article transporting apparatus 1 according to this embodiment includes the base 4, the intermediate base 51 that vibrates in the horizontal direction with respect to the base 4, and the movable base that vibrates in the vertical direction with respect to the intermediate base 51. 6, and an article conveying device for conveying an article 9 placed on the movable table 6 by the vibration of the movable table 6, wherein the intermediate table 51 is elastic with respect to the base body 4 in the horizontal direction. First elastic support means 52 for supporting, and second elastic support means 53 for elastically supporting the movable base 6 in the vertical direction with respect to the intermediate base 51, the first elastic support means 52 being vertical. Each of the bar-shaped spring members 52 has mounting surfaces orthogonal to each other on the side surfaces, and the first and second piezoelectric elements 71 and 72 are mounted on the mounting surfaces. The second elastic support means 53 is attached in a horizontal plane. The plate-like spring members 53 are arranged in parallel, and a third piezoelectric element 73 is stuck on at least one surface of the plate-like spring member 53, and a phase difference is provided to the first to third piezoelectric elements. While applying a sine voltage of the same frequency at the same time, a periodic elongation is generated, and a synthetic vibration having a component orthogonal to the first to third piezoelectric elements 71, 72, 73 is generated in the movable table 6. It is comprised as follows.

このように構成しているため、可動台６を基体４に対して３つの軸方向に弾性支持することができるとともに、それぞれの弾性支持手段であるバネ部材５２、５３に対して直接圧電素子７１、７２、７３を貼設してたわみを制御することによって可動台６に付与する振動を制御することができるため、装置全体を簡単な構成でかつ小型化することができる。また、圧電素子７１、７２、７３を駆動源に用いることで加振力を十分に与えることができるとともに電圧を制御することで振動形態を詳細に制御することが可能となるため、可動台６に生じさせる三次元の振動軌跡を複雑な制御を要することなく精度良く発生させ、物品９の移動方向や速度を細かく変更することが可能となる。さらに、可動台６の上側の搬送面６１は平面に構成することができるため、小型のものから大型のものまで様々な大きさ・形状の物品に対応することができる。 With this configuration, the movable base 6 can be elastically supported in the three axial directions with respect to the base body 4, and the piezoelectric element 71 can be directly applied to the spring members 52 and 53, which are the respective elastic support means. , 72, 73 can be attached to control the deflection to control the vibration applied to the movable base 6. Therefore, the entire apparatus can be downsized with a simple configuration. Further, the piezoelectric element 71, 72, 73 can be used as a drive source, so that a sufficient excitation force can be applied and the vibration mode can be controlled in detail by controlling the voltage. It is possible to accurately generate the three-dimensional vibration trajectory to be generated without requiring complicated control, and to finely change the moving direction and speed of the article 9. Furthermore, since the conveyance surface 61 on the upper side of the movable table 6 can be configured as a flat surface, it can correspond to articles of various sizes and shapes from small to large.

さらに、第１〜第３の圧電素子をそれぞれ棒状バネ部材５２または板状バネ部材５３の一端部から長手方向の中央までの間に貼設されているように構成することで、それぞれの方向の振動を効率よく発生させることができ、上記の効果をさらに高めることができる。 Further, the first to third piezoelectric elements are configured to be stuck between one end of the rod-like spring member 52 or the plate-like spring member 53 and the center in the longitudinal direction, respectively. Vibration can be generated efficiently, and the above effects can be further enhanced.

なお、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではない。 The specific configuration of each unit is not limited to the above-described embodiment.

例えば、上述の実施形態においては、各方向への加振手段７１、７２、７３をそれぞれＸ、Ｙ、Ｚの互いに直交する方向に加振力を与えるように構成したが、可動台６に三元的に合成した振動軌跡を生成・変更できるかぎり必ずしも直交させることは必要でなく、単にそれぞれの方向を交差させるだけでよい。また、各加振手段７１、７２、７３は厳密に垂直、水平方向に設定することも必要ではないし、基体４を傾けて設置する等の種々の利用の態様も可能である。 For example, in the above-described embodiment, the excitation means 71, 72, 73 in each direction are configured to apply the excitation force in the directions orthogonal to each other of X, Y, Z. As long as the originally synthesized vibration trajectory can be generated and changed, it is not always necessary to make them orthogonal, and it is only necessary to cross each direction. Further, it is not necessary to set the vibration means 71, 72, 73 strictly in the vertical and horizontal directions, and various utilization modes such as tilting the base body 4 are possible.

また、上述の実施形態においては、第１バネ部材５２の側面に貼りつける第１圧電素子７１と第２圧電素子７２とは裏表に貼りつけた２個を一組としたバイモルフ型としていたが、図４（ｂ）のようにそれぞれを１個ずつとしたユニモルフ型とすることも可能である。 In the above-described embodiment, the first piezoelectric element 71 and the second piezoelectric element 72 that are attached to the side surface of the first spring member 52 are a bimorph type in which two pieces attached to the front and back are set as one set. As shown in FIG. 4 (b), it is also possible to adopt a unimorph type in which each is one.

また、本実施形態においては、図２および図３に示すように、第１圧電素子７１および第２圧電素子７２は第１バネ部材５２の下側半分に貼りつけてあるが、これを上側半分に貼りつける構成とすることも可能であるし、上側半分と下側半分のそれぞれに設けるように構成することも可能である。同様に、第３圧電素子７３を第２バネ部材５３の外側半分ではなく内側半分に設けることも、内側と外側の双方に設けることも可能である。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the first piezoelectric element 71 and the second piezoelectric element 72 are attached to the lower half of the first spring member 52. It is also possible to adopt a configuration in which it is affixed to each other, or to be provided in each of the upper half and the lower half. Similarly, the third piezoelectric element 73 can be provided not on the outer half of the second spring member 53 but on the inner half, or on both the inner and outer sides.

また、第１バネ部材５２は断面を四角形としていたが、これは第１および第２圧電素子７１、７２の貼り付けを容易にするために側面を平面で構成することを意図するものであり、これら圧電素子７１、７２の取付面のみを平面にして他の部分を円形断面にするなどの構成とすることも差し支えない。また、第２バネ部材５３についても同様である。 In addition, the first spring member 52 has a quadrangular cross section, but this is intended to form a side surface with a plane in order to facilitate the attachment of the first and second piezoelectric elements 71 and 72. There may be a configuration in which only the mounting surfaces of the piezoelectric elements 71 and 72 are flat and the other portions have a circular cross section. The same applies to the second spring member 53.

また、上述の実施形態では、第１バネ部材５２を４本設ける構成としていたが、中間台の水平を維持できる限り４本とすることは必要ではなく、少なくとも３本以上として構成することで足りる。 In the above-described embodiment, the four first spring members 52 are provided. However, it is not necessary to provide four first spring members 52 as long as the level of the intermediate platform can be maintained, and it is sufficient to configure at least three or more. .

さらに、本実施形態では第２バネ部材５３を合計４枚設けてあり、一対の第２バネ部材５３を直列に配置したものを上下の二段として設けているが、直列に配置した２枚を連続した１枚の板状バネとして形成し、これを上下段に配置することにより合計２枚で構成することも可能である。本実施形態のように４枚構成とする場合には、組立が容易となり精度が向上するという利点があるとともに、２枚構成とした場合には部品点数が削減できて管理が容易になるという利点がある。 Further, in the present embodiment, a total of four second spring members 53 are provided, and a pair of second spring members 53 arranged in series is provided as two upper and lower stages, but two pieces arranged in series are provided. It is also possible to form a total of two plates by forming them as one continuous plate-like spring and arranging them in the upper and lower stages. When the four-sheet configuration is used as in the present embodiment, there is an advantage that assembly is easy and accuracy is improved, and when the two-sheet configuration is used, the number of parts can be reduced and management is easy. There is.

また、上述の実施形態では、Ｚ方向の周期的加振力の位相を基準として、Ｘ方向の周期的加振力とＹ方向の周期的加振力の位相を調整するような制御回路としていたが、Ｚ方向の周期的加振力とＸ方向及びＹ方向の各周期的加振力との間の位相差を所定の値とすることができる限り、どの方向の周期的加振力の位相を変更するように構成しても良い。例えば、図１２に示すように、Ｘ方向の周期的加振力の位相を基準として、これに対する位相差が所定のものになるように、Ｚ方向、Ｙ方向の各周期的加振力の位相を変更するように制御システム部３を構成しても良い。 In the above-described embodiment, the control circuit adjusts the phase of the periodic excitation force in the X direction and the periodical excitation force in the Y direction based on the phase of the periodic excitation force in the Z direction. As long as the phase difference between the periodic excitation force in the Z direction and each of the periodic excitation forces in the X direction and the Y direction can be a predetermined value, the phase of the periodic excitation force in any direction You may comprise so that it may change. For example, as shown in FIG. 12, with reference to the phase of the periodic excitation force in the X direction, the phase of each periodic excitation force in the Z direction and the Y direction so that the phase difference with respect to this is a predetermined value. The control system unit 3 may be configured to change the above.

また、上述したように加振周波数を可動台６の共振周波数近くに設定することも好適であるが、分別する物品９が載った状態では共振周波数がずれる場合があるため、実際の加振台６の振動の振幅を検知しながら、加振周波数の補正を行うことも好適である。そのためには、図１３に示すように、可動台６の下部に張り出した支持ブロック下部６２ｃのＸ、Ｙ、Ｚ方向の振幅を検知するため、各方向に対応した変位センサ８１、８２、８３をそれぞれブラケット８１ａ、８２ａ、８３ａと、変位センサ台４２を介して基体４上に固定し、これらより得られる検知データを基にして発振機３７からの周波数信号を共振点追尾制御回路３１ｅや、定振幅制御回路３１ｃを用いて周波数及び振幅を適切に変換するようにして制御することで、安定した振動を得ることができる。 Further, as described above, it is also preferable to set the excitation frequency close to the resonance frequency of the movable table 6. However, since the resonance frequency may be shifted in a state where the article 9 to be sorted is placed, the actual excitation table It is also preferable to correct the excitation frequency while detecting the amplitude of vibration 6. For this purpose, as shown in FIG. 13, displacement sensors 81, 82, 83 corresponding to the respective directions are provided in order to detect the amplitudes in the X, Y, Z directions of the support block lower part 62 c protruding from the lower part of the movable table 6. Each is fixed on the base 4 via the brackets 81a, 82a, 83a and the displacement sensor base 42, and the frequency signal from the oscillator 37 is converted to the resonance point tracking control circuit 31e or the constant based on the detection data obtained from these. Stable vibration can be obtained by controlling the frequency and amplitude to be appropriately converted using the amplitude control circuit 31c.

また、上述の実施形態では、各方向の振動成分として正弦波状の加振力を付与しているため可動台６上には同一平面内の楕円の振動軌跡が生成されるが、正弦波の波形と変えることで楕円とは異なる振動軌跡を生じさせることも可能であり、この場合においても上記の考えに基づいて物品９の搬送や分別を任意に行うように構成することが可能である。 In the above-described embodiment, since a sinusoidal excitation force is applied as a vibration component in each direction, an elliptical vibration locus in the same plane is generated on the movable table 6, but the waveform of the sine wave It is also possible to generate a vibration trajectory different from that of an ellipse, and in this case as well, it is possible to configure the article 9 to be arbitrarily transported and sorted based on the above-mentioned idea.

その他の構成も、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。 Other configurations can be variously modified without departing from the spirit of the present invention.

４…基体
６…可動台
９…物品
３１…振動制御手段
３２…振動切替手段
３３…搬送経路決定手段
５１…中間台
５２…第１バネ部材
５３…第２バネ部材
７１…第１圧電素子（第１の水平加振手段）
７２…第２圧電素子（第２の水平加振手段）
７３…第３圧電素子（垂直加振手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Base | substrate 6 ... Movable stand 9 ... Article 31 ... Vibration control means 32 ... Vibration switching means 33 ... Conveyance path determination means 51 ... Intermediate stand 52 ... 1st spring member 53 ... 2nd spring member 71 ... 1st piezoelectric element (1st) 1 horizontal excitation means)
72 ... Second piezoelectric element (second horizontal excitation means)
73. Third piezoelectric element (vertical vibration means)

Claims

基体と、当該基体に対して水平方向に振動する中間台と、当該中間台に対して垂直方向に振動する可動台とを具備し、当該可動台が振動することで可動台上に載せられた物品を搬送する物品搬送装置であって、前記基体に対して前記中間台を水平方向に弾性支持する第１の弾性支持手段と、前記中間台に対して前記可動台を垂直方向に弾性支持する第２の弾性支持手段とを備え、前記第１の弾性支持手段が鉛直方向に延設された少なくとも３本の棒状バネ部材からなり、それら各々の棒状バネ部材は側面に互いに略直交する取付面を有し、当該取付面に第１および第２の圧電素子が貼設されており、前記第２の弾性支持手段が水平面と平行に配設された板状バネ部材からなり、それら板状バネ部材の少なくとも片面に第３の圧電素子が貼設されており、前記第１〜第３の圧電素子に位相差を設けつつ同一周波数の正弦電圧を同時に付与することで周期的な伸びを生じさせ、前記第１〜第３の圧電素子に直交する成分を有する合成振動を前記可動台に生じさせることを特徴とする物品搬送装置。 A base, an intermediate base that vibrates in the horizontal direction with respect to the base, and a movable base that vibrates in the vertical direction with respect to the intermediate base, are placed on the movable base due to the vibration of the movable base. An article conveying apparatus for conveying an article, wherein the intermediate stage is elastically supported in the horizontal direction with respect to the base body, and the movable stage is elastically supported in the vertical direction with respect to the intermediate stage. Second elastic support means, and the first elastic support means comprises at least three bar-like spring members extending in the vertical direction, and each of the bar-like spring members is attached to the side surface substantially perpendicular to each other. The first and second piezoelectric elements are affixed to the mounting surface, and the second elastic support means is a plate-like spring member arranged in parallel to the horizontal plane, and these plate-like springs A third piezoelectric element is attached to at least one side of the member And applying a sine voltage of the same frequency to the first to third piezoelectric elements at the same time while providing a phase difference to cause periodic elongation, and a component orthogonal to the first to third piezoelectric elements. An article conveying apparatus characterized in that a synthetic vibration having a pressure is generated in the movable table.

前記第１〜第３の圧電素子が、それぞれ前記棒状バネ部材または前記板状バネ部材の一端部から長手方向の中央までの間に貼設されていることを特徴とする請求項１に記載の物品搬送装置。 The said 1st-3rd piezoelectric element is each affixed between the end part of the said rod-shaped spring member or the said plate-shaped spring member, and the center of a longitudinal direction, respectively. Article conveying device.