(57)【要約】【課題】空圧設備を不要にすると共に空圧値の調整を容易にする。【解決手段】搬送トラック１１ａと、搬送トラック上に臨む末端開口部１１ｃを備えた空圧経路ＡＲと、基端側開口部１４ｂが開口し、隔壁の一部に可撓性のダイヤフラム１７を備えた動作空間ＯＳと、ダイヤフラムを駆動して変形させ動作空間の容積を増減させる駆動手段１８と、動作空間の容積を増大若しくは減少させる第１の方向にダイヤフラムを変位させて空圧を発生させ、その後第１の方向とは逆の第２の方向にダイヤフラムを変位させる不定期若しくは定期の動作周期を繰り返す制御手段ＳＣ、ＤＣとを具備し、制御手段はダイヤフラムの第１の方向への変位の開始時から第２の方向への変位の開始時までの第１の変位期間ＤＰ１よりも第２の方向への変位の開始時から次の空圧を発生させるための第１の方向への変位の開始時までの第２の変位期間ＤＰ２が長くなるように制御する。【選択図】図６
2010265060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送部品が搬送される搬送トラック（１１ａ）と、
該搬送トラック上に臨む末端開口部（１１ｃ）を備えた空圧経路（ＡＲ）と、
該空圧経路の基端側開口部（１４ｂ）が開口し、隔壁の少なくとも一部に可撓性のダイヤフラム（１７）を備えた動作空間（ＯＳ）と、
該ダイヤフラムを駆動して変形させ前記動作空間の容積を増減させる駆動手段（１８）と、
該駆動手段を制御して、前記動作空間の容積を増大若しくは減少させる第１の方向に前記ダイヤフラムを変位させて空圧を発生させ、その後、該第１の方向とは逆の第２の方向に前記ダイヤフラムを変位させて前記動作空間の容積を復帰させる不定期若しくは定期の動作周期を繰り返す制御手段（ＳＣ，ＤＣ）と、
を具備し、
該制御手段は、前記ダイヤフラムの前記第１の方向への変位の開始時から前記第２の方向への変位の開始時までの第１の変位期間（ＤＰ１）よりも、前記第２の方向への変位の開始時から次の前記空圧を発生させるための前記第１の方向への変位の開始時までの第２の変位期間（ＤＰ２）が長くなるように制御することを特徴とする搬送部品の空圧作用システム。
【請求項２】
前記第１の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第１の方向へ連続して変位する第１変位変化期と、その後に前記ダイヤフラムの変位量が維持される第１変位維持期とを有し、前記第２の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第２の方向へ連続して変位する第２変位変化期と、その後に前記ダイヤフラムの変位量が維持される第２変位維持期とを有することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項３】
前記第１の変位期間は、前記ダイヤフラムの前記第１の方向へ連続して変位する第１変位変化期を有し、前記第２の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第１変位変化期よりも低い変位速度で前記第２の方向へ変位する第２変位変化期を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の変位期間を形成するための第１の駆動期間（ｔ１）と、前記第２の変位期間を形成するための第２の駆動期間（ｔ２）、第３の駆動期間（ｔ３）及び第４の駆動期間（ｔ４）とを有し、前記第２の駆動期間は前記ダイヤフラムを前記第２の方向へ連続して変位させるように駆動し、前記第３の駆動期間は前記ダイヤフラムを前記第１の方向へ変位させて変位量の絶対値を低減させ、前記第４の駆動期間は次の前記第１の駆動期間の直前に前記ダイヤフラムを前記第２の方向へ変位させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項５】
前記搬送部品を検出する検出手段（ＤＴ）をさらに具備し、該検出手段が前記搬送部品を検出したタイミングに応じて前記制御手段が前記第１の変位期間を開始することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項６】
前記制御手段が前記第１の変位期間と前記第２の変位期間との間の前記ダイヤフラムの変位量の差を増減可能に構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項７】
前記制御手段が前記第１の変位期間における前記ダイヤフラムの変位速度を増減可能に構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項８】
前記駆動手段は前記ダイヤフラムに密着した圧電素子で構成され、
前記制御手段は前記圧電素子に駆動電圧を印加する制御駆動部で構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の空圧作用システムと、前記搬送トラックに沿って前記搬送部品を移動させる搬送手段と、を具備することを特徴とすることを特徴とする部品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置に係り、特に、空圧により搬送部品の移動、排除、姿勢変更などを行う場合に好適なシステム構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、製造ラインでは、電子部品等の部品を整列状態で供給するためのパーツフィーダが各所で用いられている。このパーツフィーダは、通常、搬送トラックに沿って進む部品の搬送姿勢を揃えて組立装置や実装装置などに供給する。部品を供給する過程では、部品の良否を判別して良品のみを選別したり、部品の姿勢を判別して正規の姿勢にある部品のみを供給したりするために、搬送トラック上から不良部品や正規の姿勢にない部品を排除したり、正規の姿勢にない部品の姿勢を変更したりする。このための選別部や姿勢変更部には、従来、搬送トラックに臨む開口部を設け、この開口部から空気を噴出させることで部品を排除したり姿勢を変更したりするといった、空圧を利用した方法が広く採用されている。このように部品に空圧による作用を与える際には、当該空圧の作用を制御するために、通常、コンプレッサ等で形成した圧縮空気をバルブで供給したり停止したりする方法が用いられる。
【０００３】
近年においては、特に微細な部品を大量かつ高速に供給するための高速搬送性能が強く要求されるようになってきているので、部品の良否や姿勢を高速に判別し、なおかつ、部品の排除や姿勢変更も高速に行う必要が生じてきている。ところが、上記の空圧により部品に作用を与える方法では、バルブにより空気圧の供給と停止を高速に切り替えても、バルブから配管を介して搬送トラックに達するまでの経路長によって搬送トラック上での空圧を高速に切り替えることができず、このために本来空圧を作用させるべき部品だけでなく、その前後に搬送されてくる、空圧を作用させるべきでない他の部品に対しても空圧を作用させてしまうことがあるという問題点がある。
【０００４】
そこで、従来は、上記の空圧の切り替え速度を高めるために、高速動作が可能な圧電式バルブを用いる方法や、搬送トラックに近い位置に空気の放出口を設け、この放出口を圧電式のフラップで開閉することで搬送トラック上における空圧の供給と停止を高速化する方法が提案されている（以下の特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６-２５０２２１号公報
【特許文献２】特開２００４−２２４４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の方法では、工場内で形成した圧縮空気を、配管を介して部品搬送装置に供給するために、コンプレッサや空気配管などの空圧設備を設けなくてはならないとともに、空気配管と装置を接続する必要があることから、部品搬送装置を任意の場所に手軽に設置することが難しいという問題点がある。
【０００７】
また、上記の空圧設備と部品搬送装置とを接続した後には、空圧設備の供給圧力と、搬送トラック上に設けた開口部から放出される最適な空圧値との関係に応じて、空気配管の途中に設けたレギュレータやニードルバルブ等を調整しなければならないという煩雑な作業が必要とされていた。
【０００８】
さらに、近年は部品を高速に搬送する要請が高くなってきているので、高速に移動する搬送部品に対して迅速かつ的確に空圧を作用させる必要があり、このため、空圧の作用を高速に切り替える必要性が高くなってきている。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、空圧設備を不要にするとともに、空圧値の調整を容易に行うことができ、高速搬送にも対応できる搬送部品の空圧作用システム及びこれを用いた部品搬送装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
斯かる実情に鑑み、本発明の搬送部品の空圧作用システムは、搬送部品が搬送される搬送トラック（１１ａ）と、該搬送トラック上に臨む末端開口部（１１ｃ）を備えた空圧経路（ＡＲ）と、該空圧経路の基端側開口部（１４ｂ）が開口し、隔壁の少なくとも一部に可撓性のダイヤフラム（１７）を備えた動作空間（ＯＳ）と、該ダイヤフラムを駆動して変形させ前記動作空間の容積を増減させる駆動手段（１８）と、該駆動手段を制御して、前記動作空間の容積を増大若しくは減少させる第１の方向に前記ダイヤフラムを変位させて空圧を発生させ、その後、該第１の方向とは逆の第２の方向に前記ダイヤフラムを変位させて前記動作空間の容積を復帰させる不定期若しくは定期の動作周期を繰り返す制御手段（ＳＣ，ＤＣ）と、を具備し、該制御手段は、前記ダイヤフラムの前記第１の方向への変位の開始時から前記第２の方向への変位の開始時までの第１の変位期間（ＤＰ１）よりも、前記第２の方向への変位の開始時から次の前記空圧を発生させるための前記第１の方向への変位の開始時までの第２の変位期間（ＤＰ２）が長くなるように制御することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、駆動手段によって可撓性のダイヤフラムを駆動することで動作空間の容積を増減させることにより、当該動作空間に基端が接続された空圧経路を介して末端開口部から搬送トラック上の搬送部品に空圧を作用させることができる。したがって、従来のように圧縮空気を供給する空圧設備が不要になるとともに、当該空圧設備の供給圧に応じて搬送トラック上で作用する空圧を調整する必要がなくなり、駆動手段のダイヤフラムに対する駆動態様を調整するだけで容易に最適な空圧を搬送部品に作用させることが可能になる。また、この構成によれば、ダイヤフラムの第１の方向と第２の方向への変位により、すなわち、ダイヤフラムを空圧経路側へ変形させて搬送部品に空圧を作用させた後にダイヤフラムを直ちに反対側へ戻すことで、或いは、ダイヤフラムを反対側へ変形させて搬送部品に空圧を作用させた後にダイヤフラムを直ちに空圧経路側へ戻すことで、空圧の作用を迅速に停止させることができるため、前後に搬送されてくる他の搬送部品に誤って空圧を作用させるということを防止できる。さらに、制御手段により駆動手段を制御することでダイヤフラムを第１の方向に変形させて空圧を発生させた後に第２の方向に戻す動作周期を繰り返すとき、ダイヤフラムの第１の方向への変位の開始時から第２の方向への変位の開始時までの第１の変位期間よりも、ダイヤフラムの第２の方向への変位の開始時から次の前記空圧を発生させるための第１の方向への変位の開始時までの第２の変位期間が長くなるように制御することにより、ダイヤフラムの第１の方向への変位により空圧を発生させて搬送部品に当該空圧を作用させた際に、当該空圧が十分に弱くなる前にダイヤフラムの第２の方向への変位が開始されるとともに、第２の方向への変位の開始時から次の第１の方向への変位の開始時までの時間が長いので、動作空間内の圧力を十分に外圧（例えば大気圧）に近づけることができる。このため、動作空間内の圧力が外圧に近づいた状態でダイヤフラムが第１の方向に変位して空圧が生ずることから、より効率的に空圧を生じさせることができる。また、空圧が生じた後には、当該空圧が外圧（例えば大気圧）に近づく前に迅速に第２の方向へダイヤフラムの変位を戻すことができるので、ダイヤフラムの第２の方向の変位により生ずる逆圧を抑制することができる。したがって、搬送部品に対して効率的に空圧を作用させることができるとともに逆圧による不具合を回避できる。
【００１２】
ここで、前記制御手段は、前記第１の変位期間の長さ及び当該期間における前記ダイヤフラムの変位量によって定められる信号部分と、前記第２の変位期間の長さ及び当該期間における前記ダイヤフラムの変位量によって定められる信号部分とを備えた矩形波状の制御信号により前記駆動手段を制御する場合がある。これによれば、簡易な制御によって安定した空圧を発生することが可能である。
【００１３】
この場合には、前記制御手段は、前記第１の変位期間における前記ダイヤフラムの前記第１の方向への変位速度及び到達変位量によって定められる信号部分と、前記第２の変位期間における前記ダイヤフラムの前記第２の方向への変位速度及び到達変位量によって定められる信号部分とを備えた三角波状の制御信号により前記駆動手段を制御する場合もある。これによれば、ダイヤフラムの変位速度を制御することによって搬送部品に作用させる空圧や逆圧を精密に制御することが可能になる。
【００１４】
本発明の一の態様においては、前記第１の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第１の方向へ連続して変位する第１変位変化期と、その後に前記ダイヤフラムの変位量が維持される第１変位維持期とを有し、前記第２の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第２の方向へ連続して変位する第２変位変化期と、その後に前記ダイヤフラムの変位量が維持される第２変位維持期とを有する。この構成によれば、ダイヤフラムの変位を第１変位維持期と第２変位維持期において一定に維持すればよいので、ダイヤフラムの変位の変化態様を簡易に制御できるとともに、搬送部品に与える空圧を安定させることができる。
【００１５】
本発明の他の態様においては、前記第１の変位期間は、前記ダイヤフラムの前記第１の方向へ連続して変位する第１変位変化期を有し、前記第２の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第１変位変化期よりも低い変位速度で前記第２の方向へ変位する第２変位変化期を有する。この構成によれば、高い変位速度が連続する第１変位変化期により空圧を効率的に生じさせることができるとともに、第１変位変化期よりも低い変位速度でダイヤフラムが第２の方向へ変位する第２変位変化期により逆圧を抑制できるため搬送部品に与える不具合を低減できる。
【００１６】
本発明の別の態様においては、前記制御手段は、前記第１の変位期間を形成するための第１の駆動期間（ｔ１）と、前記第２の変位期間を形成するための第２の駆動期間（ｔ２）、第３の駆動期間（ｔ３）及び第４の駆動期間（ｔ４）とを有し、前記第２の駆動期間は前記ダイヤフラムを前記第２の方向へ連続して変位させるように駆動し（第２対応期ＤＰ２ａ）、前記第３の駆動期間は前記ダイヤフラムを前記第１の方向へ変位させて変位量の絶対値を低減させ（第３対応期ＤＰ２ｂ）、前記第４の駆動期間は次の前記第１の駆動期間の直前に前記ダイヤフラムを前記第２の方向へ変位させる（第４対応期ＤＰ２ｃ）。これによれば、第２の変位期間において第３の駆動期間を設けることでダイヤフラムの変位量を抑制できるため、ダイヤフラムに与える負荷を低減することができるとともに、第１の駆動期間により生ずる第１の変位期間においてダイヤフラムが第１の方向へ変位する直前に第４の駆動期間によりダイヤフラムが第２の方向へ変位するので、空圧の発生時におけるダイヤフラムの変位量を十分に確保することができる。
【００１７】
本発明のさらに異なる態様においては、前記搬送部品を検出する検出手段（ＤＴ）をさらに具備し、該検出手段が前記搬送部品を検出したタイミングに応じて前記制御手段が前記第１の変位期間を開始する。この構成によれば、検出手段が搬送部品を検出したタイミングに応じて制御手段が第１の変位期間を開始するので、搬送部品の検出位置と、空圧作用システムの空圧作用位置との位置関係を予め適宜に設定しておくことにより、検出した搬送部品が空圧作用位置に搬送されてきたときに空圧を適切に作用させることが可能になる。この場合に、搬送部品の検出位置と空圧を作用させるべき位置との距離や空圧の伝搬時間等に起因する時間遅れなどを考慮して、上記タイミングと、上記第１の変位期間の開始時点との間に所定の時間間隔が存在するように構成してもよい。また、上記タイミングと、上記第１の変位期間の開始時点との間に上記第４の駆動期間（ｔ４）に対応する第４対応期（ＤＳ２ｃ）が存在してもよい。
【００１８】
本発明の別の態様においては、前記制御手段が前記第１の変位期間と前記第２の変位期間との間の前記ダイヤフラムの変位量の差を増減可能に構成される。制御手段によって第１の変位期間と第２の変位期間との間のダイヤフラムの変位量の差を増減することにより、搬送部品に対する空圧作用の程度を調整することが可能になる。この場合、第１の変位期間における上記変位量を増減する方法と、第２の変位期間における上記変位量を増減する方法と、上記変位量の差を増減する方法のいずれであっても構わない。
【００１９】
本発明のさらに別の態様においては、前記制御手段が前記第１の変位期間における前記ダイヤフラムの変位速度を増減可能に構成される。制御手段によって第１の変位期間におけるダイヤフラムの変位速度を増減することにより、搬送部品に対する空圧作用の程度を調整することが可能になる。
【００２０】
本発明の異なる態様においては、前記駆動手段は前記ダイヤフラムに密着した圧電素子で構成され、前記制御手段は前記圧電素子に駆動電圧を印加する制御駆動部で構成される。圧電素子は、例えば、厚み方向に分極処理された圧電セラミックス層で構成することができ、この場合には、上記駆動電圧は当該圧電セラミックス層の厚み方向に印加され、駆動電圧の極性によってダイヤフラムを表裏の面側のいずれかに変形させることができる。
【００２１】
この場合に、前記圧電素子は前記ダイヤフラムの前記基端側開口部とは反対側の面上に配置され、前記ダイヤフラムの前記基端側開口部側の面上には配置されないことが好ましい。これによれば、ダイヤフラムの基端側開口部とは反対側の面上に圧電素子が配置され、基端側開口部側の面には配置されないことにより、ダイヤフラムと空圧経路との間から圧電素子の配線を引き出す必要がなくなるので、ダイヤフラムと空圧経路の間の動作空間を密閉しやすくなり、また、密閉しないまでも隙間を低減して効率的な空圧作用を実現することができる。
【００２２】
上記各発明においては、前記ダイヤフラムの前記基端側開口部とは反対側を外部に開放する背面側開口部が設けられていることが好ましい。これによって、ダイヤフラムの基端側開口部とは反対側が密閉されないので背圧が発生し難くなり、ダイヤフラムの変形が容易になるため、空圧を効率的に搬送部品に作用させることが可能になる。この場合に、前記背面側開口部の少なくとも一部に消音部材が配置されていることが望ましい。これによって外部に漏れる騒音を低減することができる。
【００２３】
本発明の上記搬送部品の空圧作用システムは、部品搬送装置に用いることができる。この部品搬送装置は、上記の空圧作用システムと、前記搬送トラックに沿って前記搬送部品を移動させる搬送手段と、を具備することを特徴とする。このような部品搬送装置としては特に限定されず、たとえば、搬送手段としてベルトコンベアを用いた搬送装置にも適用できるが、特に、微細な部品を高速で搬送できる振動式部品搬送装置に適用することが効果的である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、空圧設備を不要にするとともに、空圧値の調整を容易に行うことができ、しかも高速搬送に適した搬送部品の空圧作用システム及びこれを用いた部品搬送装置を実現できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置の概略構成を模式的に示す概略断面図。
【図２】第１実施形態の搬送部品の空圧作用システムに用いる動作ユニットの内部構造を示す断面図（ａ）及び外面図（ｂ）。
【図３】第２実施形態の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置の概略構成を模式的に示す概略構成図。
【図４】第３実施形態の動作ユニットの縦断面図。
【図５】第３実施形態の搬送部品の空圧作用システムの部品搬送装置への設置構造を示す分解斜視図（ａ）及び当該空圧作用システムを設置してなる部品搬送装置の平面図。
【図６】第４実施形態の制御手段の構成例による駆動手段の駆動信号及びダイヤフラムの変位量を示すグラフ（ａ）及びその部分拡大図（ｂ）。
【図７】第５実施形態の制御駆動部の構成例による駆動手段の駆動信号及びダイヤフラムの変位量（ａ）並びに動作空間の圧力変動（ｂ）を示すグラフ、その変形例の制御駆動部の構成例による駆動手段の駆動信号及びダイヤフラムの変位量（ｃ）並びに動作空間の圧力変動（ｄ）を示すグラフ。
【図８】第６実施形態の制御駆動部の構成例による駆動手段の駆動信号及びダイヤフラムの変位量（ａ）並びに動作空間の圧力変動（ｂ）を示すグラフ、その変形例の制御駆動部の構成例による駆動手段の駆動信号及びダイヤフラムの変位量（ｃ）並びに動作空間の圧力変動（ｄ）を示すグラフ。
【図９】制御駆動部の構成例を示す概略回路図。
【図１０】図９に示す制御駆動部の各部の信号の一例を示すタイミングチャート。
【図１１】図９に示す制御駆動部の各部の信号の他の例を示すタイミングチャート。
【図１２】第９実施形態の制御駆動部の構成例による駆動手段の駆動信号の例を示す波形図（ａ）及び（ｂ）。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２７】
[第１実施形態]
図１は本発明に係る第１実施形態の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置の構成を模式的に示す概略断面図、図２は同実施形態の動作部の内部構造を示す断面図（ａ）及び外観を示す外面図（ｂ）である。
【００２８】
本実施形態の搬送部品の空圧作用システム１０は、図１に示すように、部品搬送装置の搬送体１１に設けられた搬送トラック１１ａを有する。この搬送トラック１１ａは図１に断面で示されている。搬送トラック１１ａは図示の紙面と交差する方向に延長し、当該交差する方向に沿って搬送部品ＰＴが搬送される。搬送部品ＰＴの搬送手段は特に限定されないが、図示例では搬送体１１が搬送トラック１１ａの延長方向に往復振動することで搬送部品ＰＴが搬送トラック１１ａに沿って移動するように構成された振動式部品搬送装置を用いることができる。このような振動式部品搬送装置は周知であり、例えば、螺旋状の搬送トラックを備えたボウル型の搬送体を回転振動機上に固定してなるボウル型パーツフィーダ、直線状の搬送トラックを備えた延長形状の搬送体を往復振動機上に固定してなるリニア型パーツフィーダなどが挙げられる。ただし、本発明はこのような振動式部品搬送装置に限らず、ベルトコンベアで部品を搬送する装置、搬送プレートに部品を乗せて搬送する装置など、既定の搬送トラックを備えたものであれば特に限定されない。
【００２９】
本実施形態では、上記搬送体１１には上記搬送トラック１１ａ上に開口する通気路１１ｂが形成されている。この通気路１１ｂの末端側開口部１１ｃは搬送トラック１１ａ上を移動する搬送部品ＰＴに対して空圧を与えることのできる位置に開口している。末端側開口部１１ｃの開口位置は搬送部品ＰＴに対して必要とされる空圧作用に応じて適宜に設定されるが、図示例では搬送部品ＰＴを搬送トラック１１ａ上から空圧によって図示矢印のように排除するために、搬送トラック１１ａ上の搬送部品ＰＴの側面に対向する位置に開口している。もっとも、例えば、空圧を作用させることで搬送部品ＰＴを別の搬送トラックに移動させるなど、空圧作用の目的は特に限定されない。
【００３０】
通気路１１ｂの上記末端側開口部１１ｃとは反対側の開口部には通気管１２の一方の端部１２ａが接続される。通気管１２は図示例では可撓性樹脂等よりなるチューブで構成されるが、金属管などの剛体で構成されていてもよく、或いは、上記通気路１１ｂがそのまま延長した構造となっていてもよい。
【００３１】
通気管１２の他方の端部１２ｂは動作ユニットＯＰの空気配管用のコネクタ等よりなる出力側接続部１４に接続されている。出力側接続部１４は筐体の中心に開口する出力口１５ａに接続されている。出力側接続部１４の内部には軸孔１４ａが設けられ、この軸孔１４ａの基端側開口部１４ｂは前面枠１５及び背面枠１６からなる筐体の内部に開口している。前面枠１５には背面枠（樹脂等よりなるカバー部材）１６が取り付けられ、筐体の内部（図示例では前面枠１５と背面枠１６との間）には金属等の弾性板よりなるダイヤフラム１７が配置される。ダイヤフラム１７は金属板、樹脂板、ゴム、半導体などの適宜の材料で構成できる。このダイヤフラム１７の外周部１７ａは前面枠１５と背面枠１６との間に挟圧保持された状態で固定されている。当該外周部１７ａは前面枠１５側と背面枠１６側にそれぞれ弾性を有する環状のパッキン１９ａ、１９ｂを介して挟持されている。これによってダイヤフラム１７に厚み方向の振動が発生しやすいように構成される。上記パッキン１９ａ、１９ｂとしては弾性を有するものであれば特に限定されないが、ゴムのように変形しやすくダイヤフラムの変形を妨げない弾性特性を有するものが好ましく、例えば、シリコーンゴムやウレタン樹脂などを用いることができる。
【００３２】
動作空間ＯＳに前面枠１５の内部には、上記ダイヤフラム１７と上記出力口１５ａの周囲に形成された円錐状に構成された傾斜内面１５ｂとの間に動作空間ＯＳが設けられ、この動作空間ＯＳは上記基端側開口部１４ｂを介して軸孔１４ａと連通している。上記ダイヤフラム１７の動作空間ＯＳに臨む面積、及び、ダイヤフラム１７が可能に構成される面積は、いずれも基端側開口部１４ｂの開口断面よりも大きく構成されている。これによって、ダイヤフラム１７の変形により生じ、空圧経路を介して搬送部品に与えられる空圧を大きくすることができる。また、ダイヤフラム１７は、基端側開口部１４ｂと対向する位置を中心として周囲に広がるように配置されている。傾斜内面１５ｂは、基端側開口部１４ｂよりも大きい外径を備えたダイヤフラム１７の外周側から基端側開口部１４ｂへ向けて収束するように構成される。これによって、ダイヤフラム１７の変形によって生じた空気の圧力変動は基端側開口部１４ｂに集中するように導かれるので、当該圧力変動を後述する空圧経路ＡＲに効率的に導入することができる。
【００３３】
上記ダイヤフラム１７の表面上には圧電素子１８が接着等により密着した状態とされている。図示例ではダイヤフラムの出力口１５ａとは反対側の面上に圧電素子１８が配置される。この圧電素子１８は、ＰＺＴ等の圧電セラミック層（厚み方向に分極処理されたもの）で構成された圧電層（図示せず）の表裏両面にそれぞれ電極層（図示せず）を形成したもので、裏面上の電極はダイヤフラム１７と導電接続された状態となっている。また、圧電素子１８の表面上の電極には駆動配線１８ｐが導電接続され、ダイヤフラム１７には駆動配線１７ｐが導電接続される。これによって、駆動配線１７ｐと１８ｐとの間に電圧を印加すると、上記圧電層に厚み方向の電界が印加されるため、当該圧電層は電界の強度に応じて変形し、ダイヤフラム１７を厚み方向に撓ませるようになっている。
【００３４】
なお、上記のような導電接続構造は特に限定されるものではなく、結果として圧電素子１８に電界が印加されることでダイヤフラム１７が基端側開口部１４ｂに対して接近、離間する方向に変形させることができるように構成されていればよい。ただし、圧電素子１８がダイヤフラム１７の基端側開口部１４ｂ（すなわち、動作空間ＯＳ）とは反対側の面上に設置されていることにより、駆動配線１７ｐ、１８ｐが取り出しやすくなり、また、動作空間ＯＳを密閉することも容易になる。さらに、本実施形態では圧電素子１８がダイヤフラム１７の一方の面上にのみ設置されている（すなわち、ユニモルフ型の圧電駆動体を構成している。）が、ダイヤフラム１７の表裏両面に圧電素子１８を設置しても（すなわち、バイモルフ型の圧電駆動体を構成しても）よい。このようにダイヤフラム１７の表裏両面上に共に圧電素子を設けることで、ダイヤフラム１７の変形量を増大させることができる。この場合、表裏の圧電素子にはダイヤフラム１７を同一方向に変形させる方向にそれぞれ駆動電圧を印加する。
【００３５】
上記の駆動配線１７ｐ、１８ｐは背面枠１６に設けられた開口通路１６ａを通って外部に引き出されている。また、この開口通路１６ａは、ダイヤフラム１７の背面側（基端側開口部１４ｂとは反対側）に設けられる背後空間ＢＳを外部に開放する背面開口部となっている。これによって、ダイヤフラム１７に背圧（動作空間ＯＳとは逆の圧力、すなわち、ダイヤフラム１７の基端側開口部１４ｂ側への変形により動作空間ＯＳが正圧となったときには負圧になり、逆の変形により動作空間ＯＳが負圧となったときには正圧となる）が作用しにくくなるので、ダイヤフラム１７の変形が容易になり、その結果、空圧をより効率的に搬送部品ＰＴに与えることが可能となる。
【００３６】
上記搬送トラック１１ａには、発光素子Ｄ１と受光素子Ｄ２からなる検出部ＤＴが設置されている。この検出部ＤＴは搬送トラック１１ａ上を移動する搬送部品ＰＴが既定の条件を満たすものであるか否かを判定するための検出信号を生成する。図示例では、図示実線で示すように、搬送部品ＰＴが縦長姿勢にあるときには受光素子Ｄ２は発光素子Ｄ１の光を検出せず、図示点線で示すように、搬送部品ＰＴが横長姿勢にあるときには受光素子Ｄ２は発光素子Ｄ１の光を検出する。受光素子Ｄ２の出力は制御部ＳＣに送出され、制御部ＳＣでは上記検出部ＤＴの出力に応じて搬送部品ＰＴが排除すべきものであるか否かを判定し、この判定結果に応じて駆動部ＤＣに制御信号を送る。駆動部ＤＣは後述するように駆動電圧Ｖｄを圧電素子１８に印加する。上記制御部ＳＣ及び駆動部ＤＣは上記の制御駆動部に相当するとともに、駆動手段に相当する圧電素子１８を制御するための制御手段にも相当する。
【００３７】
上記の構成において、通気路１１ｂ、通気管１２及び出力側接続部１４の軸孔１４ａは、空圧経路ＡＲを構成する。この空圧経路ＡＲの末端側開口部は上記末端開口部１１ｂであり、基端側開口部は上記基端側開口部１４ｂである。空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂは上記動作空間ＯＳに開口し、上記動作空間ＯＳの隔壁の一部は上記ダイヤフラム１７により構成される。
【００３８】
圧電素子１８は駆動部ＤＣからの駆動信号を駆動配線１７ｐ、１８ｐを介して受け、圧電効果によってダイヤフラム１７を厚み方向（図１の左右方向）、すなわち、空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂに対して接近、離間する方向に変形させる。これによって動作空間ＯＳ内の気体は同方向に伸縮され、動作空間ＯＳ内に縦波、つまり音波を発生させる。この音波は上記の円錐状の傾斜内面１５ｂによって基端側開口部１４ｂに向けて集音され、空圧経路ＡＲ内を伝播していき、最終的に末端開口部１１ｃから搬送トラック１１ａ上に放出され、搬送部品ＰＴに空圧（音圧）として作用する。
【００３９】
本実施形態の場合、空圧経路ＡＲの断面積よりもダイヤフラム１７の有効面積（ダイヤフラム１７の動作空間ＯＳに臨む部分の面積、或いは、ダイヤフラム１７の変形可能な面積）が大きいことから、ダイヤフラム１７が僅かに変形しても、空圧経路ＡＲを介して末端側開口部１１ｃからの気体の出入り量を十分に大きくすることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、空圧経路ＡＲの基端側に接続された動作空間ＯＳが閉鎖空間となっているので、ダイヤフラム１７の変形による動作空間の容積変化分がそのまま末端開口部１１ｃからの気体の導出量又は導入量とほぼ一致するので、搬送部品ＰＴに対する空圧作用の調整、設定が容易になる。ダイヤフラム１７の振動周波数が比較的低い場合、動作空間ＯＳ内の気体はダイヤフラム１７によって空圧経路ＡＲ内に押し出され、これによって末端開口部１１ｃから空気が搬送部品ＰＴに向けて吹き付けられることで空圧が作用する。また、次の瞬間にはダイヤフラム１７が反対側に戻るため動作空間ＯＳ内は負圧とされ、これによって搬送部品ＰＴに吹きつけられる気体は迅速に停止される。
【００４１】
さらに、本実施形態では、前面枠１５の内側に設けられた傾斜内面１５ｂがダイヤフラム１７で発生した気圧変動を空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂに集中させるように構成されるので、空圧経路ＡＲ内を伝播する気圧変動の強度を高めることができる。したがって、最終的に搬送部品ＰＴへ空圧を効率的に与えることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では動作空間ＯＳが密閉空間とされているが、動作空間ＯＳが厳密に閉鎖空間となっていない場合でも、ダイヤフラム１７で発生した気圧変動（音波）は空圧経路ＡＲ内を伝播し、搬送部品ＰＴに空圧（音圧）として作用することが可能である。特に、ダイヤフラム１７の振動周波数が比較的高い場合、空圧経路ＡＲ内に大きな気体の流れは発生せず、音波が伝搬していくことで、末端開口部１１ｃから音波が放出され、当該音波は搬送部品ＰＴに作用する。この音圧による搬送部品ＰＴへの作用レベルは、搬送部品ＰＴが軽量なものである場合には、搬送部品ＰＴを移動させるに十分なものとなる。
【００４３】
［第２実施形態］
図３は第２実施形態の搬送部品の空圧作用システム１０′及び部品搬送装置を示す概略構成図である。この実施形態において、上記第１実施形態と同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４４】
この実施形態では、搬送体１１′の搬送トラック１１ａ′は、末端側開口部１１ｃ′の開口する傾斜した第１の搬送面１１ｘと、当該第１の搬送面１１ｘと対向し、逆側へ傾斜する第２の搬送面１１ｙとを備えている。そして、末端側開口部１１ｃ′から放出される空圧によって、図示実線で示すように第１の搬送面１１ｘ上に偏った姿勢で搬送されてきた搬送部品ＰＴを、図示二点鎖線で示すように第２の搬送面１１ｙ上に偏った姿勢に反転させることができる。ここで、末端側開口部１１ｃ′は、搬送部品ＰＴを容易に反転させることができるように、搬送トラック１１ａ上の搬送部品ＰＴの側面上部に対向する位置に開口している。
【００４５】
［第３実施形態］
次に、図４及び図５を参照して本発明に係る第３実施形態の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置について説明する。
【００４６】
図４は本実施形態の動作ユニットＯＰ′の内部構造を示す縦断面図である。本実施形態の動作ユニットＯＰ′は、前面枠１５′と背面枠１６′からなる筐体の内部に、パッキン１９ａ′、１９ｂ′を介して外周部１７ａが支持されたダイヤフラム１７及びこの面上に設置された圧電素子１８が配置され、ダイヤフラム１７よりも空圧経路（接続コネクタ１４′）側に動作空間ＯＳが設けられ、反対側に背後空間ＢＳが設けられている点で、第１実施形態の動作ユニットＯＰと同様である。また、前面枠１５′に傾斜内面１５ｂ′も同様に設けられている。したがって、以下では第１実施形態と異なる点のみを記述する。
【００４７】
動作ユニットＯＰ′では、前面枠１５′の内部に上記動作空間ＯＳに連通する基端通気路１５ａ′が設けられ、この基端通気路１５ａ′は基端側開口部１５ｃ′において動作空間ＯＳに開口する。この基端側開口部１５ｃ′は本実施形態における空圧経路ＡＲの基端側開口部に相当する。また、基端通気路１５ａ′は、ダイヤフラム１７（動作空間ＯＳ）の中心部上の位置よりダイヤフラム１７（動作空間ＯＳ）の外周側へ向けてダイヤフラム１７に沿って延在して前面枠１５′の外周部より接続コネクタ１４′を介して外部に接続される。
【００４８】
また、この実施形態では、背後空間ＢＳから駆動配線１７ｐ、１８ｐが導出されているが、この導出部はシール材１９ｃ′等により密閉されている。また、背面枠１６′のダイヤフラム１７（背後空間ＢＳ）の中心部上の位置に背面開口部１６ａ′が形成されている。この背面開口部１６ａ′は背後空間ＢＳの中心部に開口している点で背圧の発生をより効率的に防止できる。さらに、背面開口部１６ａ′は消音部材１６ｂ′によって覆われている。この消音部材１６ｂ′は、通常は多孔質の樹脂、金属、セラミックス等といった多孔質材で構成されていてもよく、或いは、一般の消音装置のようなバッフル板等を内蔵した構造を供えていてもよい。ただし、効率的な給排気と十分な消音作用を可能にしつつコンパクトに構成するには前者であることが好ましい。なお、図示例では消音部材１６ｂ′は背面枠１６′の上記背面開口部１６ａ′の内側開口縁上に取り付けられているが、外側開口縁上に取り付けられていてもよく、或いは、背面開口部１６ａ′の内部に挿入配置されていてもよい。
【００４９】
本実施形態の動作ユニットＯＰ′には背面枠１６′に一体的に係合部１６ｓ′、１６ｓ′が設けられ、この係合部１６ｓ′は図５（ａ）に示す支持台８の係合溝８ｓに係合可能に構成される。支持台８は複数の動作ユニットＯＰ′を装着可能に構成されている。
【００５０】
図５（ｂ）は部品搬送装置の一例を示す平面図である。この装置は、図示しない設置台上にコイルばね等の防振部材を介して支持された基台３上に、ボウル型パーツフィーダ４と、リニア型パーツフィーダ５及び６とが設置されてなる複合型部品供給装置である。ボウル型パーツフィーダ４は、図示しない回転振動機上に設置されたボウル型の搬送体４２を有している。この搬送体４２は、内部に底部４２ａと、この底部４２ａの周囲内面上に形成された螺旋状の搬送トラック４２ｂとを備え、底部４２ａ上に配置された図示しない部品を上記搬送トラック４２ａに沿って上方へ搬送するように構成されている。
【００５１】
一方、リニア型パーツフィーダ５及び６は図示しない直線振動機上に設置された搬送体５２、６２を有し、搬送体５２上に設けられた直線状の搬送トラック５２ａと、搬送体６２上に設けられた直線状の搬送トラック６２ａは相互に反対方向に直線状に部品を搬送するように構成される。
【００５２】
搬送トラック４２ｂの末端４２ｃは上記搬送トラック５２ａに部品を送り出すようになっている。また、搬送体５２には搬送トラック５２ａに沿って複数の部品選別部が設けられ、各部品選別部に設けられた検出部ＤＴで部品の良否、姿勢の良否を検出するように構成される。また、他の部品選別部では、常時空圧を搬送トラック５２ａ上に及ぼして不良姿勢にある部品のみを自動的に排除する場所が設けられ、当該場所（例えば、図示のＵＤＴで示す場所）では、上記検出部ＤＴが設けられていない。
【００５３】
上記搬送トラック５２ａに沿って設けられた複数の部品選別部では、先の各実施形態で説明した空圧作用システムにより搬送部品に空圧が作用し、これによって搬送部品が搬送トラック５２ａ上から排除されたり、搬送トラック５２ａ上における姿勢が変更されたりする。そして、搬送トラック５２ａから排除された搬送部品は、隣接する搬送トラック６２ａに落下し、搬送トラック６２ａ上を搬送トラック５２ａの搬送の向きとは逆向きに搬送されていき、やがて搬送トラック６２ａの末端より上記搬送体４２の部品受取部４２ｄに排出される。部品受取部４２ｄに排出された搬送部品は再び搬送トラック４２ｂの途中に合流し、搬送トラック４２ｂに沿って搬送されていく。
【００５４】
本実施形態では、基台３上に、上記と同様の制御部ＳＣ及び駆動部ＤＣと、上記の支持台８に係合支持された複数の動作ユニットＯＰ′とが配置されている。複数の動作ユニットＯＰ′は上記の複数の部品選別部に対応して設けられる。また、制御部ＳＣ及び駆動部ＤＣは、上記の検査部ＤＴに接続されるとともに当該検査部ＤＴに対応する動作ユニットＯＰ′を後述するように制御する。また、検査部ＤＴが設けられていない部品選別部においては、後述するように、対応する動作ユニットＯＰ′を常時連続的に駆動することで、空圧を及ぼすことのできる位置に搬送されてくる全ての部品に空圧を作用させることができるように構成される。
【００５５】
本実施形態では、部品搬送装置に空圧設備を接続する必要がないとともに、複数の動作ユニットＯＰ′を支持台８によってコンパクトに設置することができるので、特に小型の装置に用いる場合に好ましい。
【００５６】
なお、本実施形態の各特徴点は、特に矛盾を生じない限り、第１実施形態や第２実施形態の特徴点と任意の組み合わせで実施することが可能である。また、後述する各実施形態をも含めて全ての実施形態の相互間において、特に矛盾を生じない限り、相互に構成を変更したり追加したりすることが可能である。
【００５７】
［第４実施形態（動作ユニットの制御駆動方法及び制御駆動部の構成）］
次に、上記のように構成され各実施形態における動作ユニットＯＰ、ＯＰ′の制御駆動方法の一例を、図６を参照して説明する。図６（ａ）はダイヤフラム１７の駆動手段である圧電素子１８に印加する駆動電圧Ｖｄの時間変化を示すグラフ、図６（ｂ）は図６（ａ）の駆動電圧Ｖｄの波形の一部を拡大して示す駆動波形図、図６（ｃ）は駆動電圧Ｖｄにより生ずるダイヤフラム１７の変位Ｄ（ダイヤフラム１７の中央部の厚み方向への変位量）と、これに伴う動作空間ＯＳ若しくは空圧経路ＡＲ内の圧力Ｐの時間変化を示すグラフである。本実施形態において、駆動電圧Ｖｄの波形は矩形波としている。なお、図６に示す波形において、圧電素子１８は、印加される駆動電圧Ｖｄが正の値である場合（Ｖｄ＞０）には、上記ダイヤフラム１７を空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂ側に変形させるように作用し、負の駆動電圧Ｖｄ（Ｖｄ＜０）である場合には、上記ダイヤフラム１７を空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂとは反対側に変形させるように作用するものとする。
【００５８】
この例では、制御部ＳＣの制御信号により駆動部ＤＣが駆動電圧Ｖｄを圧電素子１８に印加する。このとき、例えば、動作ユニットＯＰの動作時（搬送部品ＰＴに空圧作用を与える期間）である第１の駆動期間ｔ１には正の駆動電圧Ｖｄ＝＋Ｖ１（Ｖ１＞０）を印加しておき、動作ユニットＯＰの待機時（搬送部品ＰＴに空圧作用を与えない期間）である第２の駆動期間ｔ２には負の駆動電圧Ｖｄ＝−Ｖ２（Ｖ２＞０）を印加する。したがって、上記動作時にはダイヤフラム１７は基端側開口部１４ｂの側（第１の方向）へ変形する。この第１の駆動期間ｔ１に対応する第１の変位期間ＤＰ１は、ダイヤフラム１７が第１の方向への変位を開始してから第２の方向へ変位を開始するまでの期間である。また、上記待機時にはダイヤフラム１７は基端側開口部１４ｂとは反対側（第２の方向）へ変形する。この第２の駆動期間ｔ２に対応する第２の変位期間ＤＰ２は、ダイヤフラム１７が第２の方向への変位を開始してから再び第１の方向への変位を開始するまでの期間である。本実施形態の場合、上記第１の駆動期間ｔ１と第２の駆動期間ｔ２よりなる駆動周期Ｔを繰り返すことで、ダイヤフラム１７が上記第１の変位期間ＤＰ１と第２の変位期間ＤＰ２よりなる変位周期ＤＰが繰り返される。
【００５９】
より具体的に述べると、本実施形態の駆動波形は矩形状であり、第１の駆動期間ｔ１では、当初駆動電圧Ｖｄが−Ｖ２から＋Ｖ１まで連続的に上昇し、その後、駆動電圧Ｖｄは＋Ｖ１で維持される。この結果、第１の変位期間ＤＰ１は当初ダイヤフラム１７が第１の方向（前面側）へ連続的に変位する第１変位変化期と、この直後からダイヤフラム１７の変位量が維持される第１変位維持期とから構成される。また、第２の駆動期間ｔ２では、当初駆動電圧Ｖｄが＋Ｖ１から−Ｖ２まで連続的に降下し、その後、駆動電圧Ｖｄは−Ｖ２で維持される。この結果、第２の変位期間ＤＰ２は当初ダイヤフラム１７が第２の方向（背面側）へ連続的に変位する第２変位変化期と、この直後からダイヤフラム１７の変位量が維持される第２変位維持期とから構成される。
【００６０】
本実施形態では、第１の駆動期間ｔ１よりも第２の駆動期間ｔ２を長く設定することで、上記第１の変位期間ＤＰ１よりも第２の変位期間ＤＰ２が長くなるようにしている。このようにすると、第２の方向へ変位している期間が長くなるので、第２の方向へ変位している期間における動作空間の圧力が外圧（大気圧）に近くなり、この状態からダイヤフラム１７が第１の方向へ変位することで大きな空圧を発生させることができる。また、ダイヤフラム１７の第１の方向へ変位している期間が短いことにより、ダイヤフラム１７が第１の方向へ変位して空圧が生じた後に動作空間が外圧（大気圧）に近くなる前に第２の方向へ戻ることとなるため、搬送部品に与える所望の空圧とは逆の逆圧の影響を低減することができる。たとえば、上記のように搬送部品に正の空圧を与える場合には、当該正の空圧が外圧（大気圧）に近づく前にダイヤフラムを逆に変位させることで部品が負圧の影響を受けにくくなる。
【００６１】
上記の各期間ＤＰ１、ＤＰ２の長さと外圧への復帰特性、及び、空圧と逆圧の関係は、動作空間ＯＰ、ＯＰ′に接続された空圧経路ＡＲの属性、すなわち、経路長及び流通断面積に応じて通気抵抗によって決定される。上記第１の変位期間ＤＰ１の最大値は所定の空圧経路ＡＲに対して搬送部品に影響を与える程度の逆圧が発生しない値以下に設定され、第２の変位期間ＤＰ２の最小値は所定の空圧経路ＡＲに対して動作空間ＯＰ、ＯＰ′の内圧が回復して搬送部品に効率的に空圧を与えることのできる値以上に設定される。また、駆動周期Ｔ若しくは変位周期ＤＰの最小値は、搬送部品の搬送周期の最小値以下となるように設定される。一般的には、第２の変位期間ＤＰ２は第１の変位期間ＤＰ１の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることが望ましい。
【００６２】
上記の点を確認するために実際に空圧作用システムを試作して実験を行った。動作ユニットＡでは、圧電素子として直径φ25mm、厚みt=0.1mmのＰＺＴ製の圧電体を備えたものを、ダイヤフラムとして直径φ32、厚みｔ=0.1mmの黄銅製金属板に接着したものを用い、動作ユニットＢでは、圧電素子として直径φ30mm、厚みt=0.1mmのＰＺＴ製の圧電体を備えたものを、ダイヤフラムとして直径φ35mm、厚みt=0.1mmの黄銅製金属板に接着したものを用い、動作ユニットＣでは、圧電素子として直径φ30mm、厚みt=0.1mmのＰＺＴ製の圧電体を備えたものを、ダイヤフラムとして直径φ41mm、厚みt=0.1mmの黄銅製金属板に接着したものを用いた。また、いずれの動作ユニットでもダイヤフラムと圧電素子の積層体の共振周波数は1.5KHzである。
【００６３】
実験の対象ワ−クは、チップ抵抗（縦1mm×横0.5m×厚さ0.35mm）を用い、振動機周波数は303Hz、フィ−ダ（上記部品搬送装置５）の供給能力は4000個/分で実験した。部品選別部としては、不良姿勢の排除部、表裏選別部を含む。これによって、最も小型の上記動作ユニットＡでも支障なく部品を選別することができ、選別対象以外の部品については巻き込みなどもないことが確認された。ワ−クのサイズとしては、動作ユニットＢ、Ｃのようにダイヤフラム１７の面積を大きくすることで、縦横厚さがそれぞれ5mmくらいまで対応可能である。また、連続して若しくは全ての搬送部品に対して空圧を及ぼす部品選別部においても、確実に該当姿勢の部品若しくは全ての部品を排除できる。
【００６４】
また、上記構成において、第１の駆動期間ｔ１を５００μｓで固定し、駆動周期Ｔを１０ｍｓ（駆動周波数１００Ｈｚ）、５ｍｓ（駆動周波数２００Ｈｚ）、３．３ｍｓ（駆動周波数３００Ｈｚ）、２．５ｍｓ（駆動周波数４００Ｈｚ）、１．７ｍｓ（駆動周波数６００Ｈｚ）、１．２５ｍｓ（駆動周波数８００Ｈｚ）、１．１ｍｓ（駆動周波数９００Ｈｚ）と変化させて動作空間ＯＰ、ＯＰ′の圧力Ｐの変動を測定した。これらの場合（第１の駆動期間ｔ１のデューティー比が５０％未満）には、基本的には図６（ｃ）に示す圧力変動と同様の態様が得られた。ただし、上記デューティー比が大きくなるに従って圧力Ｐの変動中の正圧の最大値と負圧の最大値の比が低下していく傾向が見られた。また、第１の駆動期間ｔ１と駆動周期Ｔとを調整し、上記デューティー比が５０％以上にして実験を行ったところ、負圧が正圧以上になることが判明した。
【００６５】
このようにデューティー比が５０％以上になると、正圧を用いて搬送部品ＰＴに空圧作用を与えようとする場合には効率が低下し、負圧による影響も増大するので、正圧を用いて搬送部品ＰＴに空圧作用を与える場合（搬送部品を吹きとばしたり反転させたりする場合など）には上記デューティー比を５０％未満とすることが好ましく、特に、３０％未満とすることが望ましい。逆に、負圧を用いて搬送部品ＰＴに空圧作用を与える場合（搬送部品を吸引する場合など）においても、上記デューティー比については上記と同様であるが、第１の変位期間ＤＰ１と第２の変位期間ＤＰ２のダイヤフラムの変位の方向を逆にする必要がある。なお、負圧を用いて搬送部品ＰＴに空圧作用を与える場合については詳細な説明を省略するが、駆動手段の駆動態様においては駆動電圧Ｖｄの正負の関係或いは圧電素子１８の分極方向を逆に設定すればよく、ダイヤフラム１７の変位態様については変位の方向を逆にすればよい。この点は本実施形態に限らず、後述する他の実施形態でも同様である。
【００６６】
本実施形態では、圧電素子１８に対して負の駆動電圧を印加した状態から正の駆動電圧を印加した状態へ遷移させることにより、動作空間ＯＰ、ＯＰ′の容積の変化量を増大できるとともに、ダイヤフラム１７の弾性復元力をも利用することができるため、搬送トラック１１ａ上の空圧の作用を迅速に搬送部品ＰＴに与えることができ、タイムラグを低減できるとともに、空圧力を大きくすることができる。また、第１の駆動期間ｔ１で正の駆動電圧を印加し、第２の駆動期間ｔ２で負の駆動電圧を印加することで（これとは逆に、第１の駆動期間ｔ１で負の駆動電圧を印加し、第２の駆動期間ｔ２で正の駆動電圧を印加する場合も同じ）、圧電素子１８に印加される正負の電圧のバランスを高めることができるため、例えば圧電層の両側に銀電極を設ける場合に生ずる銀マイグレーション等のマイグレーションによる圧電素子の劣化や故障（絶縁不良など）を回避できる。特に、第１の駆動期間ｔ１における駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値（図６（ｂ）に示す例ではＶ１×ｔ１）と、第２の駆動期間ｔ２における駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値（図６（ａ）に示す例ではＶ２×ｔ２）とを一致させることにより、上記マイグレーションを完全に防止できる。ただし、厳密に一致していなくても正負の電圧のバランスを高めることができるという観点では効果が得られるので、本実施形態の場合には、第１の駆動期間ｔ１と第２の駆動期間ｔ２の駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値を近似した値、例えば、両者の比率が０．５以上２．０以下となる範囲内に設定することが好ましく、特に、両者の比率が０．８以上１．２以下となる範囲内に設定することが望ましい。
【００６７】
駆動電圧＋Ｖ１と−Ｖ２の絶対値は適宜に設定できるが、Ｖ１＝Ｖ２、すなわち、正の駆動電圧＋Ｖ１の絶対値（図示のように一定である場合、そうでない場合には当該駆動電圧の時間平均の絶対値、以下同様。）と負の駆動電圧−Ｖ２の絶対値（若しくはその時間平均の絶対値）をほぼ等しくすることが好ましい。これによって、ダイヤフラム１７の変位量を大きくしつつ、ダイヤフラム１７に対する負荷を軽減することが可能になる。
【００６８】
ただし、ダイヤフラム１７の変位量が十分に確保できる場合には、正若しくは負のいずれか一方の駆動電圧のみを印加しても構わない。たとえば、上記Ｖ２＝０としてダイヤフラム１７に正の駆動電圧のみを印加する場合、或いは、上記Ｖ１＝０としてダイヤフラム１７に負の駆動電圧のみを印加する場合でも、基本的に上記と同様の駆動波形を形成することができ、同様の作用効果を得ることができる。
【００６９】
ここで、正の駆動電圧の絶対値Ｖ１と負の駆動電圧の絶対値Ｖ２の少なくとも一方、結果として正負の電位差Ｖ１＋Ｖ２（駆動電圧Ｖｄの変動幅）を増減させることで、若しくは、第１の駆動時間ｔ１を増減させることで、第１の変位期間ＤＰ１におけるダイヤフラム１７の変位速度や変位量を増減させて空圧作用の程度（大小）を調整することができる。このことにより、従来の空圧設備を用いた場合にレギュレータを設置したり、スピコンなどで空圧の微調整を行ったりする必要がなく、現場設置時の空圧調整が極めて容易になるという利点がある。なお、図示例では、ダイヤフラム１７の駆動周期Ｔ若しくは変位周期ＤＰは特に限定されないが、これらは部品搬送装置の搬送速度の最大値（搬送部品ＰＴの搬送間隔の最小値）に応じて予め設定しておくことが好ましい。すなわち、搬送速度の最大値に応じて上記周期や動作間隔の最小値を設定し、当該最小値においても空圧が生ずるように構成しておくことにより、搬送部品ＰＴを確実に処理することが可能になる。
【００７０】
上記実施形態では、駆動手段としてダイヤフラム１７に密着させた圧電素子１８を用いているが、本発明は上記のような駆動態様に限定されるものではなく、例えば、駆動手段として電磁ソレノイドを用いたりダイヤフラム自体が自ら変形したりするように構成するなど、結果としてダイヤフラム１７が動作空間ＯＳの容積を増減させるか、ダイヤフラム１７が空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂに対して接近、離間する方向に変形するか、或いは、ダイヤフラム１７が厚み方向に振動すればよい。
【００７１】
いずれにしても、図６（ｃ）に示すように、本実施形態においては、ダイヤフラム１７の厚み方向の変位Ｄによって動作空間ＯＳ内の圧力Ｐが上下に変動する。ここで、図６（ｃ）には駆動波形を図示２点鎖線で示してある。そして、この圧力変動に伴って空圧経路ＡＲに生ずる気体（空気）の流れ若しくは音波の伝搬により、搬送トラック１１ａ上の搬送部品ＰＴに空圧が作用する。このとき、搬送部品ＰＴに与えられる空圧は、ダイヤフラム１７の変形の戻りに応じて生ずる負圧により迅速に停止されるか、或いは、音波として迅速に消失するので、前後に搬送されてくる別の搬送部品に影響を与えにくい。また、高速にダイヤフラム１７を変形させることで、搬送トラック１１ａ上を高速に移動する搬送部品についても容易に対応することができるため、部品搬送装置の高速化を妨げる虞もない。
【００７２】
前述のように、搬送部品ＰＴに作用する空圧力は、駆動電圧Ｖｄの絶対値Ｖ１、Ｖ２や第２の駆動期間ｔ２（第２の変位期間ＤＰ２）の長さを制御することで容易に調整することができるが、この調整範囲内において、例えば、縦・横・高さが０．５〜５．０ｍｍの範囲内の搬送部品ＰＴを排除したり姿勢反転させたりする場合に十分な空圧力が得られるように構成した場合に、図６（ｂ）及び（ｃ）に示す駆動波形及びダイヤフラムの変位Ｄ及び動作空間ＯＳの圧力Ｐにおいて、第２の駆動期間ｔ２（第２の変位期間ＤＰ２）を０．０５〜０．５ｍｓ、第１の駆動期間ｔ１（第１の変位期間ＤＰ１）を０．１〜１．０ｍｓ程度とすることができるので、搬送速度３０００〜４０００個／分程度の高速搬送においても十分に対応できる。
【００７３】
本実施形態において、上記検出部ＤＴが設けられる部品選別部に対しては、上記検出部ＤＴの検出信号により制御部ＳＣにおいて搬送部品ＰＴに空圧を作用させるべきことが判明すると、制御部ＳＣの制御信号に基づいて駆動部ＤＣが動作して駆動信号を出力し、圧電素子１８により直ちに上記第１の駆動期間ｔ１を開始させる。この場合、本実施形態では、第１の駆動期間ｔ１は予め設定された既定値とされるが、第２の駆動期間ｔ２は上記検出信号による搬送部品の検出時期により任意の時間となる。そして、その結果、上記の駆動周期Ｔ若しくは変位周期ＤＰは不定期で繰り返される。
【００７４】
一方、上述のように常時搬送部品に空圧を及ぼす部品選別部に対しては、例えば、図６（ｂ）に示す駆動波形を連続して定期的に（一定周期で）印加する。この場合、当該駆動周期Ｔ若しくは変位周期ＤＰは、上述のように部品搬送装置の部品の搬送速度に対応する搬送部品の通過周期に比べて大幅に短くすることにより、全ての搬送部品に対して確実に空圧を及ぼすことができる。ただし、この部品選別部においても、上記のように検出部ＤＴを設けてその検出信号に応じて第１の駆動期間ｔ１を開始するようにしてもよい。この場合の検出部ＤＴによる搬送部品ＰＴの検出は、上述のように一部の選別された搬送部品（例えば、所定の姿勢にある部品）だけを検出する態様ではなく、全ての搬送部品が対象となる。このとき、空圧は全ての搬送部品が通過する際にそれぞれ生ずるが、末端開口部の位置により特定の姿勢にある部品のみが空圧作用を受ける。ただし、何らかの理由により全ての搬送部品に対して空圧作用を与えたい場合には、末端開口部の位置を全ての搬送部品に対して開口する位置に設けても構わない。
【００７５】
［第５実施形態］
次に、図７（ａ）乃至（ｄ）を参照して本発明に係る第５実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記第１実施形態乃至第４実施形態と対応する部分には同一符号を付し、上記第１実施形態乃至第４実施形態と同様の点については説明を省略する。
【００７６】
先の第４実施形態では駆動電圧Ｖｄの波形を矩形波としていたが、本実施形態では、駆動電圧Ｖｄを図７（ａ）に示すように三角波状に形成している。本実施形態においても、第４実施形態と同様に、第１の駆動期間ｔ１（第１の変位期間ＤＰ１）の後に第２の駆動期間ｔ２（第２の変位期間ＤＰ２）が設けられ、この第２の駆動期間ｔ２（第２の変位期間ＤＰ２）の後に再び第１の駆動期間ｔ１（第１の変位期間ＤＰ１）が設けられるというように周期的に圧電素子１８が駆動されるが、本実施形態では、第１の駆動期間ｔ１は、負の駆動電圧−Ｖ２で開始された後、駆動電圧Ｖｄが増大し、正の駆動電圧＋Ｖ１となることで終了し、その後、駆動電圧Ｖｄが徐々に低下することで第２の駆動期間ｔ２が開始され、負の駆動電圧−Ｖ２まで駆動電圧Ｖｄが低下して終了する。そして、上記のような駆動態様に応じて、第１の変位期間ＤＰ１は、ダイヤフラム１７が第１の方向（前面側）に変位することで開始され、その変位量は高速に増大し、第１の駆動期間ｔ１が終了する時点若しくは当該時点から所定の応答遅れ時間後において最大となり終了する。第２の変位期間ＤＰ２は、第２の駆動期間ｔ２が開始されてダイヤフラム１７が第２の方向（背面側）へ変位を開始することで開始され、駆動電圧Ｖｄの降下に伴って低速でダイヤフラム１７が第２の方向へ変位し、第１の駆動期間ｔ２が開始されて駆動電圧が上昇することでダイヤフラム１７の変位方向が第１の方向に変わって終了する。
【００７７】
より具体的に示すと、第１の駆動期間ｔ１では駆動電圧Ｖｄが急速に連続して上昇し、これによって第１の変位期間ＤＰ１でもダイヤフラム１７が高速に連続して第１の方向（前面側）へ変位する（第１変位変化期）。また、第２の駆動期間ｔ２では駆動電圧Ｖｄが低速で連続して降下し、これによって第２の変位期間ＤＰ２でもダイヤフラム１７が低速に連続して第２の方向（背面側）へ変位する（第２変位変化期）。
【００７８】
以上のように、上記のような三角波状の駆動信号による駆動態様及びダイヤフラム１７の変位態様によっても、搬送部品ＰＴに空圧を作用させることができる。この場合、上記の駆動信号は、第１の駆動期間ｔ１の駆動電圧Ｖｄの立ち上がりの傾斜が第２の駆動期間ｔ２の駆動電圧の立ち下りの傾斜より大きくなっているので、ダイヤフラム１７の前面側への変位速度が高く、背面側への変位速度が遅い態様でダイヤフラム１７が変形する。このことにより、図７（ｂ）に示すように搬送部品ＰＴに作用する正圧を高くするとともに負圧を低くすることができるので、正圧によって当該搬送部品ＰＴに作用を与えることを意図する場合には、効率的に作用を与えることができると同時に負圧による悪影響を低減することができるという効果が得られる。なお、これとは逆に負圧によって搬送部品ＰＴに作用を与えることを意図する場合には、駆動波形の傾斜の関係を上記とは逆に構成することにより、背面側への変位速度が高く、前面側への変位速度が遅い態様でダイヤフラム１７を変形させればよい。
【００７９】
上記では駆動周期Ｔの三角波で圧電素子１８を駆動する例、すなわち、第１の変位期間ＤＰ１が第１変位変化期のみで構成され、第２の変位期間ＤＰ２が第２変位変化期のみで構成される例を示したが、図７（ｃ）及び（ｄ）に示すように、駆動周期Ｔの一部期間にのみ三角波が設けられる態様、すなわち、上記第４実施形態の第１の駆動期間ｔ１（第１の変位期間ＤＰ１）が三角波状に構成される場合も考えられる。この場合には、ダイヤフラム１７の第１の方向（前面側）への変位速度と第２の方向（背面側）への変位速度との間に設けられる差の範囲が限定されるものの、その代りに搬送部品ＰＴに対する空圧作用の方向とは逆方向にダイヤフラム１７が変位した期間が長くなるので、基本的には第４実施形態と同様に効率的な空圧を搬送部品に与えることができるという効果が得られる。
【００８０】
この例では、第１の駆動期間ｔ１では単に駆動電圧Ｖｄが連続して急速に上昇するだけであるが、第２の駆動期間ｔ２では、第４実施形態と同様に、第１の駆動期間ｔ１の直後に連続して駆動電圧Ｖｄが降下し、その直後から駆動電圧Ｖｄが−Ｖ２で一定に維持される。これにより、第１の変位期間ＤＰ１はダイヤフラム１７が連続して高速に第１の方向へ変位する（すなわち、第１変位変化期のみで構成される）が、第２の変位期間ＤＰ２では、ダイヤフラム１７が低速で連続して第２の方向に変位する第２変位変化期と、この直後にダイヤフラム１７の変位量が維持される第２変位維持期が設けられる。もっとも、第１の変位期間ＤＰ１についても第１変位変化期と第２変位維持期とを有するように構成することも可能である。
【００８１】
［第６実施形態］
次に、図８（ａ）乃至（ｄ）を参照して本発明に係る第６実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記第１実施形態乃至第５実施形態と対応する部分には同一符号を付し、上記第１実施形態乃至第５実施形態と同様の点については説明を省略する。
【００８２】
本実施形態では、図８（ａ）に示すように、第４実施形態と同様に設けられた第１の駆動期間ｔ１と第２の駆動期間ｔ２の後に、駆動電圧Ｖｄが上昇する第３の駆動期間ｔ３と、その後に駆動電圧Ｖｄが低下する第４の駆動期間ｔ４を設けている。そして、第４の駆動期間ｔ４は次の第１の駆動期間ｔ１の直前に設けられる。第３の駆動期間ｔ３は駆動電圧Ｖｄを０Ｖとする期間であるが、必ずしも０Ｖでなくてもよく、少なくとも第２の駆動期間ｔ２よりも駆動電圧Ｖｄの絶対値が小さくなっていればよい。また、第４の駆動期間ｔ４では第３の駆動期間ｔ３よりも駆動電圧Ｖｄを降下させる期間であり、図示例では駆動電圧Ｖｄを第２の駆動期間ｔ２と同じ−Ｖ２としている。
【００８３】
本実施形態では、上記の駆動態様によって、ダイヤフラム１７の第１の変位期間ＤＰ１においては、ダイヤフラム１７が第１の方向（前面側）へ連続して変位する第１変位変化期と、この直後にダイヤフラム１７の変位量が維持される第１変位維持期とが設けられる。また、第２の変位期間ＤＰ２は、上記第２の駆動期間ｔ２に対応する第２対応期ＤＰ２ａ、上記第３の駆動期間ｔ３に対応する第３対応期ＤＰ２ｂ、及び、上記第４の駆動期間ｔ４に対応する第４対応期ＤＰ２ｃを含む。第２対応期ＤＰ２ａではダイヤフラム１７が第２の方向（背面側）へ変位し、また、第３対応期ＤＰ２ｂでは、ダイヤフラム１７が当初第１の方向（前面側）へ変位して変位量の絶対値が減少する。さらに、第４対応期ＤＰ２ｃでは、ダイヤフラム１７が第２の方向（背面側）へ変位する。第４対応期ＤＰ２ｃの直後には次の第１の変位期間ＤＰ１が生ずる。
【００８４】
本実施形態では、上記検出部ＤＴの検出信号により搬送されてきた搬送部品ＰＴが検出され、当該搬送部品ＰＴに空圧を作用させるべきときには、まず第４駆動期間ｔ４が開始され、その後、当該期間ｔ４が終了して第１の駆動期間ｔ１が開始され、さらにその後、第１の駆動期間ｔ１が終了して第２の駆動期間ｔ２が開始され、所定時間が経過すると第２の駆動期間ｔ２が終了して第３の駆動期間ｔ３が開始される。さらに、所定時間が経過すると第４の駆動期間ｔ４が再び開始される。したがって、第４の駆動期間ｔ４の長さと当該期間における駆動電圧Ｖｄの値を予め一定に設定しておくことにより、駆動周期Ｔや変位周期ＤＰの長さに拘わらず、第１の変位期間ＤＰ１において安定した空圧を作用させることができる。
【００８５】
図８（ｃ）及び（ｄ）には、上記第１の駆動期間ｔ１及び第２の駆動期間ｔ２の駆動波形を三角波状に構成した例を示す。この場合においても、上記第５実施形態と同様に、搬送部品ＰＴに作用させるべき空圧である正圧を得るためのダイヤフラム１７の前面側（第１の方向）への変位は高速に行い、これとは逆の背面側（第２の方向）への変位は低速に行うことが好ましい。すなわち、第４の駆動期間ｔ４の開始時には駆動電圧を低速で低下させることによりダイヤフラム１７を低速で背面側へ変位させ、第１の駆動期間ｔ１の開始時には駆動電圧を高速で上昇させることによりダイヤフラム１７を高速に前面側へ変位させ、第２の駆動期間ｔ２の開始時には駆動電圧を低速で低下させることによりダイヤフラム１７を低速で背面側へ変位させる。そして、本実施形態でも、前述の理由により、第５実施形態や図８（ａ）及び（ｂ）に示す例と同様の作用効果が得られる。
【００８６】
本実施形態においては、駆動周期Ｔや変位周期ＤＰが変化する場合には、第１の駆動期間ｔ１、第２の駆動期間ｔ２及び第４の駆動期間ｔ４をそれぞれ一定時間とし、第３の駆動期間ｔ３を増減させるようにすることが好ましい。このことにより、第１の変位期間ＤＰ１、第２の変位期間ＤＰ２の第２対応期ＤＰ２ａ及び第４対応期ＤＰ２ｃをほぼ一定とすることができるので、搬送部品に与える空圧と逆圧の影響を安定させることができる。ただし、搬送部品に与える空圧については、第１の変位期間ＤＰ１と第４対応期ＤＰ２ｃの与える影響が大きいので、第２の駆動期間ｔ２をも可変に構成することができる。
【００８７】
なお、第４対応期ＤＰ２ｃと第１の変位期間ＤＰ１に関しては、本実施形態の場合、次のような特殊な事情がある。上記第３の駆動期間ｔ３を長く確保するには第４の駆動期間ｔ４を短くする必要があるが、第４の駆動期間ｔ４が短すぎるとダイヤフラム１７の第２の方向への変位量が不足するので第１の変位期間ＤＰ１における第１の方向への変位量を確保することができず、当該第１の方向への変位量に起因する第２の方向への変位速度や変位量を効率的に得ることのできる効果が薄れる。一方、第４の駆動期間ｔ４を長くしたり当該第４の駆動期間ｔ４における変位量を大きくしたりすると、ダイヤフラム１７に対する負荷を軽減する効果が低下する。したがって、第４対応期ＤＰ２ｃの長さと当該期間における変位量は、両効果を勘案して設定する必要がある。
【００８８】
また、第２の駆動期間ｔ２を設けて第２対応期ＤＰ２ａを形成することは、第１の変位期間ＤＰ１により第１の方向（前面側）に変位したダイヤフラム１７を第２の方向（背面側）へ迅速に復帰させる意義があるが、第２対応期ＤＰ２ａが長くなってもダイヤフラム１７の第２の方向への変位量が大きくなったり安定したりするだけであり、その後に第３の駆動期間ｔ３が存在することにより、ダイヤフラム１７の変位量そのものについては直接の効果はない。一方、第２の駆動期間ｔ２と第３の駆動期間ｔ３の合計時間は、第１の変位期間ＤＰ１の開始前の動作空間ＯＰ、ＯＰ′の内圧が外圧（大気圧）に復帰することに寄与するという意味で、第１の変位期間ＤＰ１における空圧作用の増大をもたらす意義を有する。この場合、第２の駆動期間ｔ２の存在は、第２対応期ＤＰ２ａにおいて第３の駆動期間ｔ３による場合よりも短時間に効率的に動作空間ＯＰ、ＯＰ′の内圧を復元させることができるという意味で効果を有する。なお、第３の駆動期間ｔ３では、ダイヤフラム１７の第１の方向への変位が急激に戻ることのないように、駆動回路をハイインピーダンス状態とすることにより、ゆっくりと変位量が低下するように構成することが好ましい。
【００８９】
なお、圧電層の両側に電極を設ける場合、特に銀電極を設ける場合には、正負に印加される電荷のバランスが崩れると銀マイグレーション等のマイグレーションによる圧電素子の劣化や故障（導通不良など）が発生することが知られている。第４及び第５実施形態の場合、第１の駆動期間ｔ１における駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値（図６（ａ）に示す例ではＶ１×ｔ１）と第２の駆動期間ｔ２における駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値（図６（ａ）に示す例ではＶ２×ｔ２）を一致させることにより、マイグレーションを完全に防止できる。これらの場合、ｔ１とｔ２の比率は前述の通りデューティー比を５０％未満（望ましくは３０％未満）とするときには、それに応じてＶ１とＶ２の比率を変えればよい。さらに、本実施形態の場合、第３の駆動期間ｔ３が存在するためにｔ２を適宜に定めることができる。すなわち、ｔ１＝ｔ２＋ｔ４とすることが容易にできるため、Ｖ１＝Ｖ２とした場合でも、上記時間積分の絶対値を一致させることができる。この場合には、制御回路の構成を簡単にすることができるという利点がある。
【００９０】
なお、上記では上記時間積分の絶対値を一致させる例について述べたが、一般的には、当該絶対値が完全に一致していなくても、圧電素子１８に印加される正負の電圧のバランスを高めることができる点で効果が得られる。したがって、本実施形態の場合には、第１の駆動期間ｔ１の駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値と、第２の駆動期間ｔ２及び第４の駆動期間ｔ４の駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値とを近似した値、例えば、両者の比率が０．５以上２．０以下となる範囲内に設定することが好ましく、特に、両者の比率が０．８以上１．２以下となる範囲内に設定することが望ましい。なお、本実施形態においては、第３の駆動期間ｔ３が存在することにより、先の実施形態よりも上記比率を１に近づけることが容易になるという利点がある。
【００９１】
特に、本実施形態では、第３の駆動期間ｔ３をｔ１＋ｔ２＋ｔ４の２倍以上とすることにより、第３の駆動期間ｔ３において動作空間ＯＰ、ＯＰ′の内圧を十分に回復させることが可能になるので、第２の変位期間に発生する空圧をさらに大きくすることができる。
【００９２】
［制御手段／制御駆動部の構成例］
次に、上記各実施形態において用いることのできる制御手段若しくは制御駆動部、すなわち、上記の制御部ＳＣ及び駆動部ＤＣの構成例について図９乃至図１１を参照して説明する。
【００９３】
図９（ａ）は制御駆動部（制御部ＳＣ及び駆動部ＤＣ）の構成を模式的に示す概略回路図である。この制御駆動部は、制御部ＳＣと、この制御部ＳＣによって制御される駆動部ＤＣとを有し、制御部ＳＣは例えばマイクロコンピュータ、各種の論理（ディジタル）回路、アナログ回路、リレー回路等によって構成することができる。図示例では、検出部ＤＴの検出信号Ｓ１が制御部ＳＣに入力され、制御部ＳＣは上記検出信号Ｓ１に応じて制御信号Ｓ２、Ｓ３を駆動部ＤＣに出力する。具体的には空圧を作用させるべき搬送部品ＰＴが到来すると検出部ＤＴは検出信号Ｓ１を切り替え、この検出信号の切り替えを検出すると制御部ＳＣは既定の態様で制御信号Ｓ２、Ｓ３を後述するタイミングチャートに沿った手順で切り替える。
【００９４】
制御信号Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ駆動部ＤＣ内のスイッチング素子（図示例ではトランジスタ）Ｔｒ１、Ｔｒ２の制御端子（図示例ではベース端子若しくはゲート端子）に出力する。駆動部ＤＣにおいて、第１のスイッチング素子Ｔｒ１が第１の直流電源Ｖｍ１と直列に接続されてなる第１の駆動回路は、上記圧電素子１８に駆動配線１７ｐ、１８ｐを介して接続されている。また、第２のスイッチング素子Ｔｒ２が第２の直流電源Ｖｍ２と直列に接続されてなる第２の駆動回路は、上記圧電素子１８に駆動配線１７ｐ、１８ｐを介して接続される。第１の駆動回路と第２の駆動回路は圧電素子１８に対して並列に接続されている。両スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２がＯＦＦの場合には圧電素子１８に駆動電圧Ｖｄは印加されない。
【００９５】
第１のスイッチング素子Ｔｒ１が制御信号Ｓ２によりＯＮ状態にされると、第１の駆動回路により第１の直流電源Ｖｍ１の電圧が駆動電圧Ｖｄとして圧電素子１８に印加される。また、第２のスイッチング素子Ｔｒ２が制御信号Ｓ３によりＯＮ状態とされると第２の駆動回路により第２の直流電源Ｖｍ１の電圧が駆動電圧Ｖｄとして圧電素子１８に印加される。ただし、多くの場合、実際の駆動電圧Ｖｄは、第１の駆動回路と第２の駆動回路内の図示しない電気素子やスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２の電圧降下により第１の直流電源Ｖｍ１、第２の直流電源Ｖｍ２とは異なる値となる。
【００９６】
上記の制御駆動部は、たとえば、第４実施形態の駆動態様を採る場合、図１０に示すように、検出信号Ｓ１の立ち上がり時をトリガとして制御部ＳＣが制御信号Ｓ２をＨ（高電位、以下同様）からＬ（低電位、以下同様）に切り替え、これによって、それまでの圧電素子１８に対する第１の直流電源Ｖｍ１の電圧印加状態を解除し、負の駆動電圧Ｖｄが印加されていた第２の駆動期間ｔ２を終了させる。また、その後、制御部ＳＣは制御信号Ｓ３をＬからＨに切り替え、これによって圧電素子１８に正の駆動電圧Ｖｄとして第２の直流電源Ｖｍ２の電圧を印加し、第１の駆動期間ｔ１を開始させる。さらに一定時間が経過すると制御部ＳＣは制御信号Ｓ３をＨからＬに切り替えて第１の駆動期間ｔ１を終了させ、その後、制御部ＳＣは制御信号Ｓ２をＬからＨに切り替えて第２の駆動期間ｔ２を開始させる。
【００９７】
なお、図１０において第１の駆動期間ｔ１と第２の駆動期間ｔ２の間にはそれぞれ僅かな遅れ時間ｔｄが存在するが、これは、駆動部ＤＣにおいてスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２の応答遅れに起因する電気的短絡（ショート）が生ずることを防止するために設けられたものである。したがって、このような不具合が生じない駆動回路であれば上記遅れ時間ｔｄを設ける必要はない。ここで、ダイヤフラム１７の変位時間に比べて当該遅れ時間ｔｄが僅かなものであれば、ダイヤフラム１７の変位態様に影響を与えることはない。
【００９８】
図１１は上記第６実施形態の駆動態様を採用した場合の制御駆動部のタイミングチャートである。この場合、第３の駆動期間ｔ３と第４の駆動期間ｔ４が設けられているため、これに対応して制御信号Ｓ２の波形が異なる点を除き、上記と同様である。この例において実際に試作した構成で実験を行った。この例では、第４の駆動期間ｔ４を０．０５９ｍｓ、第１の駆動期間ｔ１を０．２９５ｍｓ、第２の駆動期間ｔ２を０．２３６ｍｓ、２か所の遅れ時間ｔｄをいずれも０．１７７ｍｓ、第３の駆動期間ｔ３を０．８８５ｍｓとし、駆動周期（合計）１．８２９ｍｓとし、上記動作ユニットＡを用いるとともに上記通気管１２として６０ｍｍの樹脂チューブを用いて空圧作用を計測した。なお、圧力計は樹脂チューブの中間点に接続した。この実験では、第１の駆動期間ｔ１の立ち上がり点と圧力波形の最大値との間の時間、すなわち、応答時間が９００μｓとなった。また、当該構成で実際の部品搬送装置に用いたところ、３０００個／分の搬送能力に十分に対応でき、また、縦・横・高さが各１ｍｍ程度の部品に十分な空圧作用を与えることができることが判明した。なお、ここでは、Ｖ１＝Ｖ２＝２５Ｖとし、また、前述の理由からｔ１（０．２９５ｍｓ）＝ｔ２（０．２３６ｍｓ）＋ｔ４（０．０５９ｍｓ）とした。
【００９９】
制御手段である制御駆動部の構成は、図９（ａ）に示した例に限定されるものではなく、種々の制御駆動部を用いることができる。例えば、図９（ｂ）に示すように、直流電源Ｖｍに対してスイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ２の直列回路と、スイッチング素子Ｔｒ４とＴｒ３の直列回路を並列に接続し、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ２の接続点電位と、スイッチング素子Ｔｒ４とＴｒ３の接続点電位を圧電素子１８の両端電圧として供給する構成が挙げられる。この場合、制御部ＳＣは検出信号Ｓ１に基づいて制御信号Ｓ２をスイッチング素子Ｔｒ１及びＴｒ３に出力し、制御信号Ｓ３をスイッチング素子Ｔｒ２及びＴｒ４に出力する。この場合は直流電源Ｖｍが一つであることからＶ１＝Ｖ２とすることが好ましく、また、このことから当該制御駆動部を第６実施形態に適用することが望ましい。
【０１００】
［搬送部品に対する空圧の調整方法］
次に、上記各実施形態において空圧の調整を行う方法について説明する。搬送部品に対して作用する空圧の大きさを調整する場合には、上記のように、圧電素子１８の第１の駆動期間ｔ１の長さ、或いは、第２の駆動期間ｔ２（第４の駆動期間ｔ４）における電圧値−Ｖ２や第１の駆動期間ｔ１における電圧値＋Ｖ１を変更することで、ダイヤフラム１７による動作空間ＯＰ、ＯＰ′の容積変化量を増減させることが考えられる。
【０１０１】
一方、上記空圧の調整方法としては、圧電素子１８の駆動速度を変更することによりダイヤフラム１７の前面側（第１の方向）への変位速度を変えることも考えられる。すなわち、圧電素子１８の駆動電圧Ｖｄの波形を示す図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、駆動波形において、第１の駆動期間ｔ１の第１変位変化期、すなわち、第１の方向へのダイヤフラム１７の連続駆動を開始するときの駆動波形の傾斜角度（駆動電圧Ｖｄの立ち上がり傾斜）を変えることにより、圧電素子１８の変形速度を調整し、これによってダイヤフラム１７の前面側（第１の方向）への変位速度を増減させる。このようにダイヤフラム１７の変位速度が変化すると、空圧を直接かつ精密に調整することが可能になる。
【０１０２】
ここで、図１２（ａ）は上記傾斜角度が急である場合、図１２（ｂ）は上記傾斜角度が（ａ）よりも緩やかである場合をそれぞれ示す。各図において、実線は矩形波で駆動した場合、二点鎖線は三角波で駆動した場合を示す。もちろん、第６実施形態の駆動波形の場合にも同様に適用可能である。このように駆動波形の立ち上がりの傾斜角度を調整することによって、ダイヤフラム１７の変位速度を直接に制御することができるので、より精密な調整作業を容易に行うことができる。ただし、上記駆動波形の立ち上がりの傾斜角度の調整は、駆動手段（圧電素子１８）の応答特性との関係で駆動手段が十分に応答できる範囲で行う必要があることは言うまでもない。
【０１０３】
尚、本発明の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、主として、空圧を作用させることで搬送部品を排除したり、姿勢を変更したりするように構成する場合について説明しているが、搬送部品を他の搬送トラック等へ移動させたり、或いは、搬送部品を一時的に末端開口部に吸引保持して搬送を停止させたりするなど、本発明の空圧作用システムは、搬送部品に対する種々の作用態様を実現する場合に用いることができる。また、上記ダイヤフラムは金属薄板で構成されているが、樹脂やゴム製のダイヤフラムを用いてもよい。さらに、上記駆動手段は圧電素子を用いているが、ダイヤフラムを機械的に変形させることができるものであれば、電磁駆動体やクランク機構などであってもよく、また、圧電素子そのもので構成されるダイヤフラムなど、ダイヤフラム自体が自身で変形可能に構成されるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…空圧作用システム、１１…搬送体、１１ａ…通気路、１１ｂ…末端側開口部、１２…通気管、１３…動作ユニット、１４…出力側接続部、１４ａ…軸孔、１４ｂ…基端側開口部、１５…前面枠、１５ａ…出力口、１５ｂ…傾斜内面、１６…背面枠、１７…ダイヤフラム、１７ｐ、１８ｐ…駆動配線、１８…圧電素子、１９ａ，１９ｂ…パッキン、ＤＣ…駆動部、ＤＴ…検出部、ＳＣ…制御部、ＡＲ…空圧経路、ＯＰ、ＯＰ′…動作ユニット、ＯＳ…動作空間、ＢＣ…背後空間、ＰＴ…搬送部品、Ｔｒ１、Ｔｒ２…スイッチング手段（トランジスタ）、Ｖｍ１、Ｖｍ２…直流電源
【図１】
2010265060.tif 000003
【図２】
2010265060.tif 000004
【図３】
2010265060.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月17日(2010.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置に係り、特に、空圧により搬送部品の移動、排除、姿勢変更などを行う場合に好適なシステム構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、製造ラインでは、電子部品等の部品を整列状態で供給するためのパーツフィーダが各所で用いられている。このパーツフィーダは、通常、搬送トラックに沿って進む部品の搬送姿勢を揃えて組立装置や実装装置などに供給する。部品を供給する過程では、部品の良否を判別して良品のみを選別したり、部品の姿勢を判別して正規の姿勢にある部品のみを供給したりするために、搬送トラック上から不良部品や正規の姿勢にない部品を排除したり、正規の姿勢にない部品の姿勢を変更したりする。このための選別部や姿勢変更部には、従来、搬送トラックに臨む開口部を設け、この開口部から空気を噴出させることで部品を排除したり姿勢を変更したりするといった、空圧を利用した方法が広く採用されている。このように部品に空圧による作用を与える際には、当該空圧の作用を制御するために、通常、コンプレッサ等で形成した圧縮空気をバルブで供給したり停止したりする方法が用いられる。
【０００３】
近年においては、特に微細な部品を大量かつ高速に供給するための高速搬送性能が強く要求されるようになってきているので、部品の良否や姿勢を高速に判別し、なおかつ、部品の排除や姿勢変更も高速に行う必要が生じてきている。ところが、上記の空圧により部品に作用を与える方法では、バルブにより空気圧の供給と停止を高速に切り替えても、バルブから配管を介して搬送トラックに達するまでの経路長によって搬送トラック上での空圧を高速に切り替えることができず、このために本来空圧を作用させるべき部品だけでなく、その前後に搬送されてくる、空圧を作用させるべきでない他の部品に対しても空圧を作用させてしまうことがあるという問題点がある。
【０００４】
そこで、従来は、上記の空圧の切り替え速度を高めるために、高速動作が可能な圧電式バルブを用いる方法や、搬送トラックに近い位置に空気の放出口を設け、この放出口を圧電式のフラップで開閉することで搬送トラック上における空圧の供給と停止を高速化する方法が提案されている（以下の特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６-２５０２２１号公報
【特許文献２】特開２００４−２２４４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述の方法では、工場内で形成した圧縮空気を、配管を介して部品搬送装置に供給するために、コンプレッサや空気配管などの空圧設備を設けなくてはならないとともに、空気配管と装置を接続する必要があることから、部品搬送装置を任意の場所に手軽に設置することが難しいという問題点がある。
【０００７】
また、上記の空圧設備と部品搬送装置とを接続した後には、空圧設備の供給圧力と、搬送トラック上に設けた開口部から放出される最適な空圧値との関係に応じて、空気配管の途中に設けたレギュレータやニードルバルブ等を調整しなければならないという煩雑な作業が必要とされていた。
【０００８】
さらに、近年は部品を高速に搬送する要請が高くなってきているので、高速に移動する搬送部品に対して迅速かつ的確に空圧を作用させる必要があり、このため、空圧の作用を高速に切り替える必要性が高くなってきている。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、空圧設備を不要にするとともに、空圧値の調整を容易に行うことができ、高速搬送にも対応できる搬送部品の空圧作用システム及びこれを用いた部品搬送装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
斯かる実情に鑑み、本発明の搬送部品の空圧作用システムは、搬送部品（ＰＴ）の位置又は姿勢を空圧により制御するための空圧作用システムであって、前記搬送部品が搬送される搬送トラック（１１ａ）と、該搬送トラック上の前記搬送部品を検出する検出手段（ＤＴ）と、前記搬送トラック上に臨む末端開口部（１１ｃ）を備えた空圧経路（ＡＲ）と、該空圧経路の基端側開口部（１４ｂ）が開口し、隔壁の少なくとも一部に可撓性のダイヤフラム（１７）を備えた動作空間（ＯＳ）と、該ダイヤフラムを駆動して変形させ前記動作空間の容積を増減させる駆動手段（１８）と、該駆動手段を制御して、前記動作空間の容積を増大若しくは減少させる第１の方向に前記ダイヤフラムを変位させて前記空圧を発生させ、その後、該第１の方向とは逆の第２の方向に前記ダイヤフラムを変位させて前記動作空間の容積を復帰させる不定期若しくは定期の動作周期を繰り返す制御手段（ＳＣ，ＤＣ）と、を具備し、該制御手段は、前記動作周期内において、前記ダイヤフラムの前記第１の方向への変位の開始時から前記第２の方向への変位の開始時までの第１の変位期間（ＤＰ１）よりも、前記第２の方向への変位の開始時から次の前記空圧を発生させるための前記第１の方向への変位の開始時までの第２の変位期間（ＤＰ２）が長くなるように制御するとともに、前記検出手段が前記搬送部品を検出したタイミングに応じて前記第１の変位期間を開始することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、駆動手段によって可撓性のダイヤフラムを駆動することで動作空間の容積を増減させることにより、当該動作空間に基端が接続された空圧経路を介して末端開口部から搬送トラック上の搬送部品に空圧を作用させることができる。したがって、従来のように圧縮空気を供給する空圧設備が不要になるとともに、当該空圧設備の供給圧に応じて搬送トラック上で作用する空圧を調整する必要がなくなり、駆動手段のダイヤフラムに対する駆動態様を調整するだけで容易に最適な空圧を搬送部品に作用させることが可能になる。また、この構成によれば、ダイヤフラムの第１の方向と第２の方向への変位により、すなわち、ダイヤフラムを空圧経路側へ変形させて搬送部品に空圧を作用させた後にダイヤフラムを直ちに反対側へ戻すことで、或いは、ダイヤフラムを反対側へ変形させて搬送部品に空圧を作用させた後にダイヤフラムを直ちに空圧経路側へ戻すことで、空圧の作用を迅速に停止させることができるため、前後に搬送されてくる他の搬送部品に誤って空圧を作用させるということを防止できる。さらに、制御手段により駆動手段を制御することでダイヤフラムを第１の方向に変形させて空圧を発生させた後に第２の方向に戻す動作周期を繰り返すとき、ダイヤフラムの第１の方向への変位の開始時から第２の方向への変位の開始時までの第１の変位期間よりも、ダイヤフラムの第２の方向への変位の開始時から次の前記空圧を発生させるための第１の方向への変位の開始時までの第２の変位期間が長くなるように制御することにより、ダイヤフラムの第１の方向への変位により空圧を発生させて搬送部品に当該空圧を作用させた際に、当該空圧が十分に弱くなる前にダイヤフラムの第２の方向への変位が開始されるとともに、第２の方向への変位の開始時から次の第１の方向への変位の開始時までの時間が長いので、動作空間内の圧力を十分に外圧（例えば大気圧）に近づけることができる。このため、動作空間内の圧力が外圧に近づいた状態でダイヤフラムが第１の方向に変位して空圧が生ずることから、より効率的に空圧を生じさせることができる。また、空圧が生じた後には、当該空圧が外圧（例えば大気圧）に近づく前に迅速に第２の方向へダイヤフラムの変位を戻すことができるので、ダイヤフラムの第２の方向の変位により生ずる逆圧を抑制することができる。したがって、搬送部品に対して効率的に空圧を作用させることができるとともに逆圧による不具合を回避できる。
【００１２】
ここで、前記制御手段は、前記第１の変位期間の長さ及び当該期間における前記ダイヤフラムの変位量によって定められる信号部分と、前記第２の変位期間の長さ及び当該期間における前記ダイヤフラムの変位量によって定められる信号部分とを備えた矩形波状の制御信号により前記駆動手段を制御する場合がある。これによれば、簡易な制御によって安定した空圧を発生することが可能である。
【００１３】
この場合には、前記制御手段は、前記第１の変位期間における前記ダイヤフラムの前記第１の方向への変位速度及び到達変位量によって定められる信号部分と、前記第２の変位期間における前記ダイヤフラムの前記第２の方向への変位速度及び到達変位量によって定められる信号部分とを備えた三角波状の制御信号により前記駆動手段を制御する場合もある。これによれば、ダイヤフラムの変位速度を制御することによって搬送部品に作用させる空圧や逆圧を精密に制御することが可能になる。
【００１４】
本発明の一の態様においては、前記第１の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第１の方向へ連続して変位する第１変位変化期と、その後に前記ダイヤフラムの変位量が維持される第１変位維持期とを有し、前記第２の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第２の方向へ連続して変位する第２変位変化期と、その後に前記ダイヤフラムの変位量が維持される第２変位維持期とを有する。この構成によれば、ダイヤフラムの変位を第１変位維持期と第２変位維持期において一定に維持すればよいので、ダイヤフラムの変位の変化態様を簡易に制御できるとともに、搬送部品に与える空圧を安定させることができる。
【００１５】
本発明の他の態様においては、前記第１の変位期間は、前記ダイヤフラムの前記第１の方向へ連続して変位する第１変位変化期を有し、前記第２の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第１変位変化期よりも低い変位速度で前記第２の方向へ変位する第２変位変化期を有する。この構成によれば、高い変位速度が連続する第１変位変化期により空圧を効率的に生じさせることができるとともに、第１変位変化期よりも低い変位速度でダイヤフラムが第２の方向へ変位する第２変位変化期により逆圧を抑制できるため搬送部品に与える不具合を低減できる。
【００１６】
本発明の別の態様においては、前記制御手段は、前記第１の変位期間を形成するための第１の駆動期間（ｔ１）と、前記第２の変位期間を形成するための第２の駆動期間（ｔ２）、第３の駆動期間（ｔ３）及び第４の駆動期間（ｔ４）とを有し、前記第２の駆動期間は前記ダイヤフラムを前記第２の方向へ連続して変位させるように駆動し（第２対応期ＤＰ２ａ）、前記第３の駆動期間は前記ダイヤフラムを前記第１の方向へ変位させて変位量の絶対値を低減させ（第３対応期ＤＰ２ｂ）、前記第４の駆動期間は次の前記第１の駆動期間の直前に前記ダイヤフラムを前記第２の方向へ変位させる（第４対応期ＤＰ２ｃ）。これによれば、第２の変位期間において第３の駆動期間を設けることでダイヤフラムの変位量を抑制できるため、ダイヤフラムに与える負荷を低減することができるとともに、第１の駆動期間により生ずる第１の変位期間においてダイヤフラムが第１の方向へ変位する直前に第４の駆動期間によりダイヤフラムが第２の方向へ変位するので、空圧の発生時におけるダイヤフラムの変位量を十分に確保することができる。
【００１７】
なお、本発明においては、前記搬送部品を検出する検出手段（ＤＴ）をさらに具備し、該検出手段が前記搬送部品を検出したタイミングに応じて前記制御手段が前記第１の変位期間を開始するので、搬送部品の検出位置と、空圧作用システムの空圧作用位置との位置関係を予め適宜に設定しておくことにより、検出した搬送部品が空圧作用位置に搬送されてきたときに空圧を適切に作用させることが可能になる。この場合に、搬送部品の検出位置と空圧を作用させるべき位置との距離や空圧の伝搬時間等に起因する時間遅れなどを考慮して、上記タイミングと、上記第１の変位期間の開始時点との間に所定の時間間隔が存在するように構成してもよい。また、上記タイミングと、上記第１の変位期間の開始時点との間に上記第４の駆動期間（ｔ４）に対応する第４対応期（ＤＳ２ｃ）が存在してもよい。ここで、前記検出手段は前記搬送部品が既定の条件を満たすものであるか否かを判定するための検出信号を生成し、該検出信号に応じて前記制御手段が前記既定の条件を満たすものであるか否かを判定するとともに判定結果に応じて前記第１の変位期間を開始するか否かを決定することが好ましい。
【００１８】
本発明の別の態様においては、前記制御手段が前記第１の変位期間と前記第２の変位期間との間の前記ダイヤフラムの変位量の差を増減可能に構成される。制御手段によって第１の変位期間と第２の変位期間との間のダイヤフラムの変位量の差を増減することにより、搬送部品に対する空圧作用の程度を調整することが可能になる。この場合、第１の変位期間における上記変位量を増減する方法と、第２の変位期間における上記変位量を増減する方法と、上記変位量の差を増減する方法のいずれであっても構わない。
【００１９】
本発明のさらに別の態様においては、前記制御手段が前記第１の変位期間における前記ダイヤフラムの変位速度を増減可能に構成される。制御手段によって第１の変位期間におけるダイヤフラムの変位速度を増減することにより、搬送部品に対する空圧作用の程度を調整することが可能になる。
【００２０】
本発明の異なる態様においては、前記駆動手段は前記ダイヤフラムに密着した圧電素子で構成され、前記制御手段は前記圧電素子に駆動電圧を印加する制御駆動部で構成される。圧電素子は、例えば、厚み方向に分極処理された圧電セラミックス層で構成することができ、この場合には、上記駆動電圧は当該圧電セラミックス層の厚み方向に印加され、駆動電圧の極性によってダイヤフラムを表裏の面側のいずれかに変形させることができる。
【００２１】
この場合に、前記圧電素子は前記ダイヤフラムの前記基端側開口部とは反対側の面上に配置され、前記ダイヤフラムの前記基端側開口部側の面上には配置されないことが好ましい。これによれば、ダイヤフラムの基端側開口部とは反対側の面上に圧電素子が配置され、基端側開口部側の面には配置されないことにより、ダイヤフラムと空圧経路との間から圧電素子の配線を引き出す必要がなくなるので、ダイヤフラムと空圧経路の間の動作空間を密閉しやすくなり、また、密閉しないまでも隙間を低減して効率的な空圧作用を実現することができる。
【００２２】
上記各発明においては、前記ダイヤフラムの前記基端側開口部とは反対側を外部に開放する背面側開口部が設けられていることが好ましい。これによって、ダイヤフラムの基端側開口部とは反対側が密閉されないので背圧が発生し難くなり、ダイヤフラムの変形が容易になるため、空圧を効率的に搬送部品に作用させることが可能になる。この場合に、前記背面側開口部の少なくとも一部に消音部材が配置されていることが望ましい。これによって外部に漏れる騒音を低減することができる。
【００２３】
本発明の上記搬送部品の空圧作用システムは、部品搬送装置に用いることができる。この部品搬送装置は、上記の空圧作用システムと、前記搬送トラックに沿って前記搬送部品を移動させる搬送手段と、を具備することを特徴とする。このような部品搬送装置としては特に限定されず、たとえば、搬送手段としてベルトコンベアを用いた搬送装置にも適用できるが、特に、微細な部品を高速で搬送できる振動式部品搬送装置に適用することが効果的である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、空圧設備を不要にするとともに、空圧値の調整を容易に行うことができ、しかも高速搬送に適した搬送部品の空圧作用システム及びこれを用いた部品搬送装置を実現できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置の概略構成を模式的に示す概略断面図。
【図２】第１実施形態の搬送部品の空圧作用システムに用いる動作ユニットの内部構造を示す断面図（ａ）及び外面図（ｂ）。
【図３】第２実施形態の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置の概略構成を模式的に示す概略構成図。
【図４】第３実施形態の動作ユニットの縦断面図。
【図５】第３実施形態の搬送部品の空圧作用システムの部品搬送装置への設置構造を示す分解斜視図（ａ）及び当該空圧作用システムを設置してなる部品搬送装置の平面図（ｂ）。
【図６】第４実施形態の制御手段の構成例による駆動手段の駆動信号を示すグラフ（ａ）及びその部分拡大図（ｂ）並びに該部分拡大図（ｂ）の駆動信号に対応するダイヤフラムの変位量を示すグラフ（ｃ）。
【図７】第５実施形態の制御駆動部の構成例による駆動手段の駆動信号及びダイヤフラムの変位量（ａ）並びに動作空間の圧力変動（ｂ）を示すグラフ、その変形例の制御駆動部の構成例による駆動手段の駆動信号及びダイヤフラムの変位量（ｃ）並びに動作空間の圧力変動（ｄ）を示すグラフ。
【図８】第６実施形態の制御駆動部の構成例による駆動手段の駆動信号及びダイヤフラムの変位量（ａ）並びに動作空間の圧力変動（ｂ）を示すグラフ、その変形例の制御駆動部の構成例による駆動手段の駆動信号及びダイヤフラムの変位量（ｃ）並びに動作空間の圧力変動（ｄ）を示すグラフ。
【図９】制御駆動部の構成例を示す概略回路図。
【図１０】図９に示す制御駆動部の各部の信号の一例を示すタイミングチャート。
【図１１】図９に示す制御駆動部の各部の信号の他の例を示すタイミングチャート。
【図１２】第９実施形態の制御駆動部の構成例による駆動手段の駆動信号の例を示す波形図（ａ）及び（ｂ）。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２７】
[第１実施形態]
図１は本発明に係る第１実施形態の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置の構成を模式的に示す概略断面図、図２は同実施形態の動作部の内部構造を示す断面図（ａ）及び外観を示す外面図（ｂ）である。
【００２８】
本実施形態の搬送部品の空圧作用システム１０は、図１に示すように、部品搬送装置の搬送体１１に設けられた搬送トラック１１ａを有する。この搬送トラック１１ａは図１に断面で示されている。搬送トラック１１ａは図示の紙面と交差する方向に延長し、当該交差する方向に沿って搬送部品ＰＴが搬送される。搬送部品ＰＴの搬送手段は特に限定されないが、図示例では搬送体１１が搬送トラック１１ａの延長方向に往復振動することで搬送部品ＰＴが搬送トラック１１ａに沿って移動するように構成された振動式部品搬送装置を用いることができる。このような振動式部品搬送装置は周知であり、例えば、螺旋状の搬送トラックを備えたボウル型の搬送体を回転振動機上に固定してなるボウル型パーツフィーダ、直線状の搬送トラックを備えた延長形状の搬送体を往復振動機上に固定してなるリニア型パーツフィーダなどが挙げられる。ただし、本発明はこのような振動式部品搬送装置に限らず、ベルトコンベアで部品を搬送する装置、搬送プレートに部品を乗せて搬送する装置など、既定の搬送トラックを備えたものであれば特に限定されない。
【００２９】
本実施形態では、上記搬送体１１には上記搬送トラック１１ａ上に開口する通気路１１ｂが形成されている。この通気路１１ｂの末端側開口部１１ｃは搬送トラック１１ａ上を移動する搬送部品ＰＴに対して空圧を与えることのできる位置に開口している。末端側開口部１１ｃの開口位置は搬送部品ＰＴに対して必要とされる空圧作用に応じて適宜に設定されるが、図示例では搬送部品ＰＴを搬送トラック１１ａ上から空圧によって図示矢印のように排除するために、搬送トラック１１ａ上の搬送部品ＰＴの側面に対向する位置に開口している。もっとも、例えば、空圧を作用させることで搬送部品ＰＴを別の搬送トラックに移動させるなど、空圧作用の目的は特に限定されない。
【００３０】
通気路１１ｂの上記末端側開口部１１ｃとは反対側の開口部には通気管１２の一方の端部１２ａが接続される。通気管１２は図示例では可撓性樹脂等よりなるチューブで構成されるが、金属管などの剛体で構成されていてもよく、或いは、上記通気路１１ｂがそのまま延長した構造となっていてもよい。
【００３１】
通気管１２の他方の端部１２ｂは動作ユニットＯＰの空気配管用のコネクタ等よりなる出力側接続部１４に接続されている。出力側接続部１４は筐体の中心に開口する出力口１５ａに接続されている。出力側接続部１４の内部には軸孔１４ａが設けられ、この軸孔１４ａの基端側開口部１４ｂは前面枠１５及び背面枠１６からなる筐体の内部に開口している。前面枠１５には背面枠（樹脂等よりなるカバー部材）１６が取り付けられ、筐体の内部（図示例では前面枠１５と背面枠１６との間）には金属等の弾性板よりなるダイヤフラム１７が配置される。ダイヤフラム１７は金属板、樹脂板、ゴム、半導体などの適宜の材料で構成できる。このダイヤフラム１７の外周部１７ａは前面枠１５と背面枠１６との間に挟圧保持された状態で固定されている。当該外周部１７ａは前面枠１５側と背面枠１６側にそれぞれ弾性を有する環状のパッキン１９ａ、１９ｂを介して挟持されている。これによってダイヤフラム１７に厚み方向の振動が発生しやすいように構成される。上記パッキン１９ａ、１９ｂとしては弾性を有するものであれば特に限定されないが、ゴムのように変形しやすくダイヤフラムの変形を妨げない弾性特性を有するものが好ましく、例えば、シリコーンゴムやウレタン樹脂などを用いることができる。
【００３２】
前面枠１５の内部には、上記ダイヤフラム１７と上記出力口１５ａの周囲に形成された円錐状に構成された傾斜内面１５ｂとの間に動作空間ＯＳが設けられ、この動作空間ＯＳは上記基端側開口部１４ｂを介して軸孔１４ａと連通している。上記ダイヤフラム１７の動作空間ＯＳに臨む面積、及び、ダイヤフラム１７が変形可能に構成される面積は、いずれも基端側開口部１４ｂの開口断面よりも大きく構成されている。これによって、ダイヤフラム１７の変形により生じ、空圧経路を介して搬送部品に与えられる空圧を大きくすることができる。また、ダイヤフラム１７は、基端側開口部１４ｂと対向する位置を中心として周囲に広がるように配置されている。傾斜内面１５ｂは、基端側開口部１４ｂよりも大きい外径を備えたダイヤフラム１７の外周側から基端側開口部１４ｂへ向けて収束するように構成される。これによって、ダイヤフラム１７の変形によって生じた空気の圧力変動は基端側開口部１４ｂに集中するように導かれるので、当該圧力変動を後述する空圧経路ＡＲに効率的に導入することができる。
【００３３】
上記ダイヤフラム１７の表面上には圧電素子１８が接着等により密着した状態とされている。図示例ではダイヤフラムの出力口１５ａとは反対側の面上に圧電素子１８が配置される。この圧電素子１８は、ＰＺＴ等の圧電セラミック層（厚み方向に分極処理されたもの）で構成された圧電層（図示せず）の表裏両面にそれぞれ電極層（図示せず）を形成したもので、裏面上の電極はダイヤフラム１７と導電接続された状態となっている。また、圧電素子１８の表面上の電極には駆動配線１８ｐが導電接続され、ダイヤフラム１７には駆動配線１７ｐが導電接続される。これによって、駆動配線１７ｐと１８ｐとの間に電圧を印加すると、上記圧電層に厚み方向の電界が印加されるため、当該圧電層は電界の強度に応じて変形し、ダイヤフラム１７を厚み方向に撓ませるようになっている。
【００３４】
なお、上記のような導電接続構造は特に限定されるものではなく、結果として圧電素子１８に電界が印加されることでダイヤフラム１７が基端側開口部１４ｂに対して接近、離間する方向に変形させることができるように構成されていればよい。ただし、圧電素子１８がダイヤフラム１７の基端側開口部１４ｂ（すなわち、動作空間ＯＳ）とは反対側の面上に設置されていることにより、駆動配線１７ｐ、１８ｐが取り出しやすくなり、また、動作空間ＯＳを密閉することも容易になる。さらに、本実施形態では圧電素子１８がダイヤフラム１７の一方の面上にのみ設置されている（すなわち、ユニモルフ型の圧電駆動体を構成している。）が、ダイヤフラム１７の表裏両面に圧電素子１８を設置しても（すなわち、バイモルフ型の圧電駆動体を構成しても）よい。このようにダイヤフラム１７の表裏両面上に共に圧電素子を設けることで、ダイヤフラム１７の変形量を増大させることができる。この場合、表裏の圧電素子にはダイヤフラム１７を同一方向に変形させる方向にそれぞれ駆動電圧を印加する。
【００３５】
上記の駆動配線１７ｐ、１８ｐは背面枠１６に設けられた開口通路１６ａを通って外部に引き出されている。また、この開口通路１６ａは、ダイヤフラム１７の背面側（基端側開口部１４ｂとは反対側）に設けられる背後空間ＢＳを外部に開放する背面開口部となっている。これによって、ダイヤフラム１７に背圧（動作空間ＯＳとは逆の圧力、すなわち、ダイヤフラム１７の基端側開口部１４ｂ側への変形により動作空間ＯＳが正圧となったときには負圧になり、逆の変形により動作空間ＯＳが負圧となったときには正圧となる）が作用しにくくなるので、ダイヤフラム１７の変形が容易になり、その結果、空圧をより効率的に搬送部品ＰＴに与えることが可能となる。
【００３６】
上記搬送トラック１１ａには、発光素子Ｄ１と受光素子Ｄ２からなる検出部ＤＴが設置されている。この検出部ＤＴは搬送トラック１１ａ上を移動する搬送部品ＰＴが既定の条件を満たすものであるか否かを判定するための検出信号を生成する。図示例では、図示実線で示すように、搬送部品ＰＴが縦長姿勢にあるときには受光素子Ｄ２は発光素子Ｄ１の光を検出せず、図示点線で示すように、搬送部品ＰＴが横長姿勢にあるときには受光素子Ｄ２は発光素子Ｄ１の光を検出する。受光素子Ｄ２の出力は制御部ＳＣに送出され、制御部ＳＣでは上記検出部ＤＴの出力に応じて搬送部品ＰＴが排除すべきものであるか否かを判定し、この判定結果に応じて駆動部ＤＣに制御信号を送る。駆動部ＤＣは後述するように駆動電圧Ｖｄを圧電素子１８に印加する。上記制御部ＳＣ及び駆動部ＤＣは上記の制御駆動部に相当するとともに、駆動手段に相当する圧電素子１８を制御するための制御手段にも相当する。
【００３７】
上記の構成において、通気路１１ｂ、通気管１２及び出力側接続部１４の軸孔１４ａは、空圧経路ＡＲを構成する。この空圧経路ＡＲの末端側開口部は上記末端開口部１１ｂであり、基端側開口部は上記基端側開口部１４ｂである。空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂは上記動作空間ＯＳに開口し、上記動作空間ＯＳの隔壁の一部は上記ダイヤフラム１７により構成される。
【００３８】
圧電素子１８は駆動部ＤＣからの駆動信号を駆動配線１７ｐ、１８ｐを介して受け、圧電効果によってダイヤフラム１７を厚み方向（図１の左右方向）、すなわち、空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂに対して接近、離間する方向に変形させる。これによって動作空間ＯＳ内の気体は同方向に伸縮され、動作空間ＯＳ内に縦波、つまり音波を発生させる。この音波は上記の円錐状の傾斜内面１５ｂによって基端側開口部１４ｂに向けて集音され、空圧経路ＡＲ内を伝播していき、最終的に末端開口部１１ｃから搬送トラック１１ａ上に放出され、搬送部品ＰＴに空圧（音圧）として作用する。
【００３９】
本実施形態の場合、空圧経路ＡＲの断面積よりもダイヤフラム１７の有効面積（ダイヤフラム１７の動作空間ＯＳに臨む部分の面積、或いは、ダイヤフラム１７の変形可能な面積）が大きいことから、ダイヤフラム１７が僅かに変形しても、空圧経路ＡＲを介して末端側開口部１１ｃからの気体の出入り量を十分に大きくすることができる。
【００４０】
また、本実施形態では、空圧経路ＡＲの基端側に接続された動作空間ＯＳが閉鎖空間となっているので、ダイヤフラム１７の変形による動作空間の容積変化分がそのまま末端開口部１１ｃからの気体の導出量又は導入量とほぼ一致するので、搬送部品ＰＴに対する空圧作用の調整、設定が容易になる。ダイヤフラム１７の振動周波数が比較的低い場合、動作空間ＯＳ内の気体はダイヤフラム１７によって空圧経路ＡＲ内に押し出され、これによって末端開口部１１ｃから空気が搬送部品ＰＴに向けて吹き付けられることで空圧が作用する。また、次の瞬間にはダイヤフラム１７が反対側に戻るため動作空間ＯＳ内は負圧とされ、これによって搬送部品ＰＴに吹きつけられる気体は迅速に停止される。
【００４１】
さらに、本実施形態では、前面枠１５の内側に設けられた傾斜内面１５ｂがダイヤフラム１７で発生した気圧変動を空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂに集中させるように構成されるので、空圧経路ＡＲ内を伝播する気圧変動の強度を高めることができる。したがって、最終的に搬送部品ＰＴへ空圧を効率的に与えることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では動作空間ＯＳが密閉空間とされているが、動作空間ＯＳが厳密に閉鎖空間となっていない場合でも、ダイヤフラム１７で発生した気圧変動（音波）は空圧経路ＡＲ内を伝播し、搬送部品ＰＴに空圧（音圧）として作用することが可能である。特に、ダイヤフラム１７の振動周波数が比較的高い場合、空圧経路ＡＲ内に大きな気体の流れは発生せず、音波が伝搬していくことで、末端開口部１１ｃから音波が放出され、当該音波は搬送部品ＰＴに作用する。この音圧による搬送部品ＰＴへの作用レベルは、搬送部品ＰＴが軽量なものである場合には、搬送部品ＰＴを移動させるに十分なものとなる。
【００４３】
［第２実施形態］
図３は第２実施形態の搬送部品の空圧作用システム１０′及び部品搬送装置を示す概略構成図である。この実施形態において、上記第１実施形態と同様の部分には同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【００４４】
この実施形態では、搬送体１１′の搬送トラック１１ａ′は、末端側開口部１１ｃ′の開口する傾斜した第１の搬送面１１ｘと、当該第１の搬送面１１ｘと対向し、逆側へ傾斜する第２の搬送面１１ｙとを備えている。そして、末端側開口部１１ｃ′から放出される空圧によって、図示実線で示すように第１の搬送面１１ｘ上に偏った姿勢で搬送されてきた搬送部品ＰＴを、図示二点鎖線で示すように第２の搬送面１１ｙ上に偏った姿勢に反転させることができる。ここで、末端側開口部１１ｃ′は、搬送部品ＰＴを容易に反転させることができるように、搬送トラック１１ａ上の搬送部品ＰＴの側面上部に対向する位置に開口している。
【００４５】
［第３実施形態］
次に、図４及び図５を参照して本発明に係る第３実施形態の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置について説明する。
【００４６】
図４は本実施形態の動作ユニットＯＰ′の内部構造を示す縦断面図である。本実施形態の動作ユニットＯＰ′は、前面枠１５′と背面枠１６′からなる筐体の内部に、パッキン１９ａ′、１９ｂ′を介して外周部１７ａが支持されたダイヤフラム１７及びこの面上に設置された圧電素子１８が配置され、ダイヤフラム１７よりも空圧経路（接続コネクタ１４′）側に動作空間ＯＳが設けられ、反対側に背後空間ＢＳが設けられている点で、第１実施形態の動作ユニットＯＰと同様である。また、前面枠１５′に傾斜内面１５ｂ′も同様に設けられている。したがって、以下では第１実施形態と異なる点のみを記述する。
【００４７】
動作ユニットＯＰ′では、前面枠１５′の内部に上記動作空間ＯＳに連通する基端通気路１５ａ′が設けられ、この基端通気路１５ａ′は基端側開口部１５ｃ′において動作空間ＯＳに開口する。この基端側開口部１５ｃ′は本実施形態における空圧経路ＡＲの基端側開口部に相当する。また、基端通気路１５ａ′は、ダイヤフラム１７（動作空間ＯＳ）の中心部上の位置よりダイヤフラム１７（動作空間ＯＳ）の外周側へ向けてダイヤフラム１７に沿って延在して前面枠１５′の外周部より接続コネクタ１４′を介して外部に接続される。
【００４８】
また、この実施形態では、背後空間ＢＳから駆動配線１７ｐ、１８ｐが導出されているが、この導出部はシール材１９ｃ′等により密閉されている。また、背面枠１６′のダイヤフラム１７（背後空間ＢＳ）の中心部上の位置に背面開口部１６ａ′が形成されている。この背面開口部１６ａ′は背後空間ＢＳの中心部に開口している点で背圧の発生をより効率的に防止できる。さらに、背面開口部１６ａ′は消音部材１６ｂ′によって覆われている。この消音部材１６ｂ′は、通常は多孔質の樹脂、金属、セラミックス等といった多孔質材で構成されていてもよく、或いは、一般の消音装置のようなバッフル板等を内蔵した構造を供えていてもよい。ただし、効率的な給排気と十分な消音作用を可能にしつつコンパクトに構成するには前者であることが好ましい。なお、図示例では消音部材１６ｂ′は背面枠１６′の上記背面開口部１６ａ′の内側開口縁上に取り付けられているが、外側開口縁上に取り付けられていてもよく、或いは、背面開口部１６ａ′の内部に挿入配置されていてもよい。
【００４９】
本実施形態の動作ユニットＯＰ′には背面枠１６′に一体的に係合部１６ｓ′、１６ｓ′が設けられ、この係合部１６ｓ′は図５（ａ）に示す支持台８の係合溝８ｓに係合可能に構成される。支持台８は複数の動作ユニットＯＰ′を装着可能に構成されている。
【００５０】
図５（ｂ）は部品搬送装置の一例を示す平面図である。この装置は、図示しない設置台上にコイルばね等の防振部材を介して支持された基台３上に、ボウル型パーツフィーダ４と、リニア型パーツフィーダ５及び６とが設置されてなる複合型部品供給装置である。ボウル型パーツフィーダ４は、図示しない回転振動機上に設置されたボウル型の搬送体４２を有している。この搬送体４２は、内部に底部４２ａと、この底部４２ａの周囲内面上に形成された螺旋状の搬送トラック４２ｂとを備え、底部４２ａ上に配置された図示しない部品を上記搬送トラック４２ａに沿って上方へ搬送するように構成されている。
【００５１】
一方、リニア型パーツフィーダ５及び６は図示しない直線振動機上に設置された搬送体５２、６２を有し、搬送体５２上に設けられた直線状の搬送トラック５２ａと、搬送体６２上に設けられた直線状の搬送トラック６２ａは相互に反対方向に直線状に部品を搬送するように構成される。
【００５２】
搬送トラック４２ｂの末端４２ｃは上記搬送トラック５２ａに部品を送り出すようになっている。また、搬送体５２には搬送トラック５２ａに沿って複数の部品選別部が設けられ、各部品選別部に設けられた検出部ＤＴで部品の良否、姿勢の良否を検出するように構成される。また、他の部品選別部では、常時空圧を搬送トラック５２ａ上に及ぼして不良姿勢にある部品のみを自動的に排除する場所が設けられ、当該場所（例えば、図示のＵＤＴで示す場所）では、上記検出部ＤＴが設けられていない。
【００５３】
上記搬送トラック５２ａに沿って設けられた複数の部品選別部では、先の各実施形態で説明した空圧作用システムにより搬送部品に空圧が作用し、これによって搬送部品が搬送トラック５２ａ上から排除されたり、搬送トラック５２ａ上における姿勢が変更されたりする。そして、搬送トラック５２ａから排除された搬送部品は、隣接する搬送トラック６２ａに落下し、搬送トラック６２ａ上を搬送トラック５２ａの搬送の向きとは逆向きに搬送されていき、やがて搬送トラック６２ａの末端より上記搬送体４２の部品受取部４２ｄに排出される。部品受取部４２ｄに排出された搬送部品は再び搬送トラック４２ｂの途中に合流し、搬送トラック４２ｂに沿って搬送されていく。
【００５４】
本実施形態では、基台３上に、上記と同様の制御部ＳＣ及び駆動部ＤＣと、上記の支持台８に係合支持された複数の動作ユニットＯＰ′とが配置されている。複数の動作ユニットＯＰ′は上記の複数の部品選別部に対応して設けられる。また、制御部ＳＣ及び駆動部ＤＣは、上記の検査部ＤＴに接続されるとともに当該検査部ＤＴに対応する動作ユニットＯＰ′を後述するように制御する。また、検査部ＤＴが設けられていない部品選別部においては、後述するように、対応する動作ユニットＯＰ′を常時連続的に駆動することで、空圧を及ぼすことのできる位置に搬送されてくる全ての部品に空圧を作用させることができるように構成される。
【００５５】
本実施形態では、部品搬送装置に空圧設備を接続する必要がないとともに、複数の動作ユニットＯＰ′を支持台８によってコンパクトに設置することができるので、特に小型の装置に用いる場合に好ましい。
【００５６】
なお、本実施形態の各特徴点は、特に矛盾を生じない限り、第１実施形態や第２実施形態の特徴点と任意の組み合わせで実施することが可能である。また、後述する各実施形態をも含めて全ての実施形態の相互間において、特に矛盾を生じない限り、相互に構成を変更したり追加したりすることが可能である。
【００５７】
［第４実施形態（動作ユニットの制御駆動方法及び制御駆動部の構成）］
次に、上記のように構成され各実施形態における動作ユニットＯＰ、ＯＰ′の制御駆動方法の一例を、図６を参照して説明する。図６（ａ）はダイヤフラム１７の駆動手段である圧電素子１８に印加する駆動電圧Ｖｄの時間変化を示すグラフ、図６（ｂ）は図６（ａ）の駆動電圧Ｖｄの波形の一部を拡大して示す駆動波形図、図６（ｃ）は駆動電圧Ｖｄにより生ずるダイヤフラム１７の変位Ｄ（ダイヤフラム１７の中央部の厚み方向への変位量）と、これに伴う動作空間ＯＳ若しくは空圧経路ＡＲ内の圧力Ｐの時間変化を示すグラフである。本実施形態において、駆動電圧Ｖｄの波形は矩形波としている。なお、図６に示す波形において、圧電素子１８は、印加される駆動電圧Ｖｄが正の値である場合（Ｖｄ＞０）には、上記ダイヤフラム１７を空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂ側に変形させるように作用し、負の駆動電圧Ｖｄ（Ｖｄ＜０）である場合には、上記ダイヤフラム１７を空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂとは反対側に変形させるように作用するものとする。
【００５８】
この例では、制御部ＳＣの制御信号により駆動部ＤＣが駆動電圧Ｖｄを圧電素子１８に印加する。このとき、例えば、動作ユニットＯＰの動作時（搬送部品ＰＴに空圧作用を与える期間）である第１の駆動期間ｔ１には正の駆動電圧Ｖｄ＝＋Ｖ１（Ｖ１＞０）を印加しておき、動作ユニットＯＰの待機時（搬送部品ＰＴに空圧作用を与えない期間）である第２の駆動期間ｔ２には負の駆動電圧Ｖｄ＝−Ｖ２（Ｖ２＞０）を印加する。したがって、上記動作時にはダイヤフラム１７は基端側開口部１４ｂの側（第１の方向）へ変形する。この第１の駆動期間ｔ１に対応する第１の変位期間ＤＰ１は、ダイヤフラム１７が第１の方向への変位を開始してから第２の方向へ変位を開始するまでの期間である。また、上記待機時にはダイヤフラム１７は基端側開口部１４ｂとは反対側（第２の方向）へ変形する。この第２の駆動期間ｔ２に対応する第２の変位期間ＤＰ２は、ダイヤフラム１７が第２の方向への変位を開始してから再び第１の方向への変位を開始するまでの期間である。本実施形態の場合、上記第１の駆動期間ｔ１と第２の駆動期間ｔ２よりなる駆動周期Ｔを繰り返すことで、ダイヤフラム１７が上記第１の変位期間ＤＰ１と第２の変位期間ＤＰ２よりなる変位周期ＤＰが繰り返される。
【００５９】
より具体的に述べると、本実施形態の駆動波形は矩形状であり、第１の駆動期間ｔ１では、当初駆動電圧Ｖｄが−Ｖ２から＋Ｖ１まで連続的に上昇し、その後、駆動電圧Ｖｄは＋Ｖ１で維持される。この結果、第１の変位期間ＤＰ１は当初ダイヤフラム１７が第１の方向（前面側）へ連続的に変位する第１変位変化期と、この直後からダイヤフラム１７の変位量が維持される第１変位維持期とから構成される。また、第２の駆動期間ｔ２では、当初駆動電圧Ｖｄが＋Ｖ１から−Ｖ２まで連続的に降下し、その後、駆動電圧Ｖｄは−Ｖ２で維持される。この結果、第２の変位期間ＤＰ２は当初ダイヤフラム１７が第２の方向（背面側）へ連続的に変位する第２変位変化期と、この直後からダイヤフラム１７の変位量が維持される第２変位維持期とから構成される。
【００６０】
本実施形態では、第１の駆動期間ｔ１よりも第２の駆動期間ｔ２を長く設定することで、上記第１の変位期間ＤＰ１よりも第２の変位期間ＤＰ２が長くなるようにしている。このようにすると、第２の方向へ変位している期間が長くなるので、第２の方向へ変位している期間における動作空間の圧力が外圧（大気圧）に近くなり、この状態からダイヤフラム１７が第１の方向へ変位することで大きな空圧を発生させることができる。また、ダイヤフラム１７の第１の方向へ変位している期間が短いことにより、ダイヤフラム１７が第１の方向へ変位して空圧が生じた後に動作空間が外圧（大気圧）に近くなる前に第２の方向へ戻ることとなるため、搬送部品に与える所望の空圧とは逆の逆圧の影響を低減することができる。たとえば、上記のように搬送部品に正の空圧を与える場合には、当該正の空圧が外圧（大気圧）に近づく前にダイヤフラムを逆に変位させることで部品が負圧の影響を受けにくくなる。
【００６１】
上記の各期間ＤＰ１、ＤＰ２の長さと外圧への復帰特性、及び、空圧と逆圧の関係は、動作空間ＯＰ、ＯＰ′に接続された空圧経路ＡＲの属性、すなわち、経路長及び流通断面積に応じた通気抵抗によって決定される。上記第１の変位期間ＤＰ１の最大値は所定の空圧経路ＡＲに対して搬送部品に影響を与える程度の逆圧が発生しない値以下に設定され、第２の変位期間ＤＰ２の最小値は所定の空圧経路ＡＲに対して動作空間ＯＰ、ＯＰ′の内圧が回復して搬送部品に効率的に空圧を与えることのできる値以上に設定される。また、駆動周期Ｔ若しくは変位周期ＤＰの最小値は、搬送部品の搬送周期の最小値以下となるように設定される。一般的には、第２の変位期間ＤＰ２は第１の変位期間ＤＰ１の２倍以上であることが好ましく、３倍以上であることが望ましい。
【００６２】
上記の点を確認するために実際に空圧作用システムを試作して実験を行った。動作ユニットＡでは、圧電素子として直径φ25mm、厚みt=0.1mmのＰＺＴ製の圧電体を備えたものを、ダイヤフラムとして直径φ32、厚みｔ=0.1mmの黄銅製金属板に接着したものを用い、動作ユニットＢでは、圧電素子として直径φ30mm、厚みt=0.1mmのＰＺＴ製の圧電体を備えたものを、ダイヤフラムとして直径φ35mm、厚みt=0.1mmの黄銅製金属板に接着したものを用い、動作ユニットＣでは、圧電素子として直径φ30mm、厚みt=0.1mmのＰＺＴ製の圧電体を備えたものを、ダイヤフラムとして直径φ41mm、厚みt=0.1mmの黄銅製金属板に接着したものを用いた。また、いずれの動作ユニットでもダイヤフラムと圧電素子の積層体の共振周波数は1.5KHzである。
【００６３】
実験の対象ワ−クは、チップ抵抗（縦1mm×横0.5m×厚さ0.35mm）を用い、振動機周波数は303Hz、フィ−ダ（上記部品搬送装置５）の供給能力は4000個/分で実験した。部品選別部としては、不良姿勢の排除部、表裏選別部を含む。これによって、最も小型の上記動作ユニットＡでも支障なく部品を選別することができ、選別対象以外の部品については巻き込みなどもないことが確認された。ワ−クのサイズとしては、動作ユニットＢ、Ｃのようにダイヤフラム１７の面積を大きくすることで、縦横厚さがそれぞれ5mmくらいまで対応可能である。また、連続して若しくは全ての搬送部品に対して空圧を及ぼす部品選別部においても、確実に該当姿勢の部品若しくは全ての部品を排除できる。
【００６４】
また、上記構成において、第１の駆動期間ｔ１を５００μｓで固定し、駆動周期Ｔを１０ｍｓ（駆動周波数１００Ｈｚ）、５ｍｓ（駆動周波数２００Ｈｚ）、３．３ｍｓ（駆動周波数３００Ｈｚ）、２．５ｍｓ（駆動周波数４００Ｈｚ）、１．７ｍｓ（駆動周波数６００Ｈｚ）、１．２５ｍｓ（駆動周波数８００Ｈｚ）、１．１ｍｓ（駆動周波数９００Ｈｚ）と変化させて動作空間ＯＰ、ＯＰ′の圧力Ｐの変動を測定した。これらの場合（第１の駆動期間ｔ１のデューティー比が５０％未満）には、基本的には図６（ｃ）に示す圧力変動と同様の態様が得られた。ただし、上記デューティー比が大きくなるに従って圧力Ｐの変動中の正圧の最大値と負圧の最大値の比が低下していく傾向が見られた。また、第１の駆動期間ｔ１と駆動周期Ｔとを調整し、上記デューティー比を５０％以上にして実験を行ったところ、負圧が正圧以上になることが判明した。
【００６５】
このようにデューティー比が５０％以上になると、正圧を用いて搬送部品ＰＴに空圧作用を与えようとする場合には効率が低下し、負圧による影響も増大するので、正圧を用いて搬送部品ＰＴに空圧作用を与える場合（搬送部品を吹きとばしたり反転させたりする場合など）には上記デューティー比を５０％未満とすることが好ましく、特に、３０％未満とすることが望ましい。逆に、負圧を用いて搬送部品ＰＴに空圧作用を与える場合（搬送部品を吸引する場合など）においても、上記デューティー比については上記と同様であるが、第１の変位期間ＤＰ１と第２の変位期間ＤＰ２のダイヤフラムの変位の方向を逆にする必要がある。なお、負圧を用いて搬送部品ＰＴに空圧作用を与える場合については詳細な説明を省略するが、駆動手段の駆動態様においては駆動電圧Ｖｄの正負の関係或いは圧電素子１８の分極方向を逆に設定すればよく、ダイヤフラム１７の変位態様については変位の方向を逆にすればよい。この点は本実施形態に限らず、後述する他の実施形態でも同様である。
【００６６】
本実施形態では、圧電素子１８に対して負の駆動電圧を印加した状態から正の駆動電圧を印加した状態へ遷移させることにより、動作空間ＯＰ、ＯＰ′の容積の変化量を増大できるとともに、ダイヤフラム１７の弾性復元力をも利用することができるため、搬送トラック１１ａ上の空圧の作用を迅速に搬送部品ＰＴに与えることができ、タイムラグを低減できるとともに、空圧力を大きくすることができる。また、第１の駆動期間ｔ１で正の駆動電圧を印加し、第２の駆動期間ｔ２で負の駆動電圧を印加することで（これとは逆に、第１の駆動期間ｔ１で負の駆動電圧を印加し、第２の駆動期間ｔ２で正の駆動電圧を印加する場合も同じ）、圧電素子１８に印加される正負の電圧のバランスを高めることができるため、例えば圧電層の両側に銀電極を設ける場合に生ずる銀マイグレーション等のマイグレーションによる圧電素子の劣化や故障（絶縁不良など）を回避できる。特に、第１の駆動期間ｔ１における駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値（図６（ｂ）に示す例ではＶ１×ｔ１）と、第２の駆動期間ｔ２における駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値（図６（ａ）に示す例ではＶ２×ｔ２）とを一致させることにより、上記マイグレーションを完全に防止できる。ただし、厳密に一致していなくても正負の電圧のバランスを高めることができるという観点では効果が得られるので、本実施形態の場合には、第１の駆動期間ｔ１と第２の駆動期間ｔ２の駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値を近似した値、例えば、両者の比率が０．５以上２．０以下となる範囲内に設定することが好ましく、特に、両者の比率が０．８以上１．２以下となる範囲内に設定することが望ましい。
【００６７】
駆動電圧＋Ｖ１と−Ｖ２の絶対値は適宜に設定できるが、Ｖ１＝Ｖ２、すなわち、正の駆動電圧＋Ｖ１の絶対値（図示のように一定である場合、そうでない場合には当該駆動電圧の時間平均の絶対値、以下同様。）と負の駆動電圧−Ｖ２の絶対値（若しくはその時間平均の絶対値）をほぼ等しくすることが好ましい。これによって、ダイヤフラム１７の変位量を大きくしつつ、ダイヤフラム１７に対する負荷を軽減することが可能になる。
【００６８】
ただし、ダイヤフラム１７の変位量が十分に確保できる場合には、正若しくは負のいずれか一方の駆動電圧のみを印加しても構わない。たとえば、上記Ｖ２＝０としてダイヤフラム１７に正の駆動電圧のみを印加する場合、或いは、上記Ｖ１＝０としてダイヤフラム１７に負の駆動電圧のみを印加する場合でも、基本的に上記と同様の駆動波形を形成することができ、同様の作用効果を得ることができる。
【００６９】
ここで、正の駆動電圧の絶対値Ｖ１と負の駆動電圧の絶対値Ｖ２の少なくとも一方、結果として正負の電位差Ｖ１＋Ｖ２（駆動電圧Ｖｄの変動幅）を増減させることで、若しくは、第１の駆動時間ｔ１を増減させることで、第１の変位期間ＤＰ１におけるダイヤフラム１７の変位速度や変位量を増減させて空圧作用の程度（大小）を調整することができる。このことにより、従来の空圧設備を用いた場合にレギュレータを設置したり、スピコンなどで空圧の微調整を行ったりする必要がなく、現場設置時の空圧調整が極めて容易になるという利点がある。なお、図示例では、ダイヤフラム１７の駆動周期Ｔ若しくは変位周期ＤＰは特に限定されないが、これらは部品搬送装置の搬送速度の最大値（搬送部品ＰＴの搬送間隔の最小値）に応じて予め設定しておくことが好ましい。すなわち、搬送速度の最大値に応じて上記周期や動作間隔の最小値を設定し、当該最小値においても空圧が生ずるように構成しておくことにより、搬送部品ＰＴを確実に処理することが可能になる。
【００７０】
上記実施形態では、駆動手段としてダイヤフラム１７に密着させた圧電素子１８を用いているが、本発明は上記のような駆動態様に限定されるものではなく、例えば、駆動手段として電磁ソレノイドを用いたりダイヤフラム自体が自ら変形したりするように構成するなど、結果としてダイヤフラム１７が動作空間ＯＳの容積を増減させるか、ダイヤフラム１７が空圧経路ＡＲの基端側開口部１４ｂに対して接近、離間する方向に変形するか、或いは、ダイヤフラム１７が厚み方向に振動すればよい。
【００７１】
いずれにしても、図６（ｃ）に示すように、本実施形態においては、ダイヤフラム１７の厚み方向の変位Ｄによって動作空間ＯＳ内の圧力Ｐが上下に変動する。ここで、図６（ｃ）には駆動波形を図示２点鎖線で示してある。そして、この圧力変動に伴って空圧経路ＡＲに生ずる気体（空気）の流れ若しくは音波の伝搬により、搬送トラック１１ａ上の搬送部品ＰＴに空圧が作用する。このとき、搬送部品ＰＴに与えられる空圧は、ダイヤフラム１７の変形の戻りに応じて生ずる負圧により迅速に停止されるか、或いは、音波として迅速に消失するので、前後に搬送されてくる別の搬送部品に影響を与えにくい。また、高速にダイヤフラム１７を変形させることで、搬送トラック１１ａ上を高速に移動する搬送部品についても容易に対応することができるため、部品搬送装置の高速化を妨げる虞もない。
【００７２】
前述のように、搬送部品ＰＴに作用する空圧力は、駆動電圧Ｖｄの絶対値Ｖ１、Ｖ２や第２の駆動期間ｔ２（第２の変位期間ＤＰ２）の長さを制御することで容易に調整することができるが、この調整範囲内において、例えば、縦・横・高さが０．５〜５．０ｍｍの範囲内の搬送部品ＰＴを排除したり姿勢反転させたりする場合に十分な空圧力が得られるように構成した場合に、図６（ｂ）及び（ｃ）に示す駆動波形及びダイヤフラムの変位Ｄ及び動作空間ＯＳの圧力Ｐにおいて、第１の駆動期間ｔ１（第１の変位期間ＤＰ１）を０．０５〜０．５ｍｓ、第２の駆動期間ｔ２（第２の変位期間ＤＰ２）を０．１〜１．０ｍｓ程度とすることができるので、搬送速度３０００〜４０００個／分程度の高速搬送においても十分に対応できる。
【００７３】
本実施形態において、上記検出部ＤＴが設けられる部品選別部に対しては、上記検出部ＤＴの検出信号により制御部ＳＣにおいて搬送部品ＰＴに空圧を作用させるべきことが判明すると、制御部ＳＣの制御信号に基づいて駆動部ＤＣが動作して駆動信号を出力し、圧電素子１８により直ちに上記第１の駆動期間ｔ１を開始させる。この場合、本実施形態では、第１の駆動期間ｔ１は予め設定された既定値とされるが、第２の駆動期間ｔ２は上記検出信号による搬送部品の検出時期により任意の時間となる。そして、その結果、上記の駆動周期Ｔ若しくは変位周期ＤＰは不定期で繰り返される。
【００７４】
一方、上述のように常時搬送部品に空圧を及ぼす部品選別部に対しては、例えば、図６（ｂ）に示す駆動波形を連続して定期的に（一定周期で）印加する。この場合、当該駆動周期Ｔ若しくは変位周期ＤＰは、上述のように部品搬送装置の部品の搬送速度に対応する搬送部品の通過周期に比べて大幅に短くすることにより、全ての搬送部品に対して確実に空圧を及ぼすことができる。ただし、この部品選別部においても、上記のように検出部ＤＴを設けてその検出信号に応じて第１の駆動期間ｔ１を開始するようにしてもよい。この場合の検出部ＤＴによる搬送部品ＰＴの検出は、上述のように一部の選別された搬送部品（例えば、所定の姿勢にある部品）だけを検出する態様ではなく、全ての搬送部品が対象となる。このとき、空圧は全ての搬送部品が通過する際にそれぞれ生ずるが、末端開口部の位置により特定の姿勢にある部品のみが空圧作用を受ける。ただし、何らかの理由により全ての搬送部品に対して空圧作用を与えたい場合には、末端開口部の位置を全ての搬送部品に対して開口する位置に設けても構わない。
【００７５】
［第５実施形態］
次に、図７（ａ）乃至（ｄ）を参照して本発明に係る第５実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記第１実施形態乃至第４実施形態と対応する部分には同一符号を付し、上記第１実施形態乃至第４実施形態と同様の点については説明を省略する。
【００７６】
先の第４実施形態では駆動電圧Ｖｄの波形を矩形波としていたが、本実施形態では、駆動電圧Ｖｄを図７（ａ）に示すように三角波状に形成している。本実施形態においても、第４実施形態と同様に、第１の駆動期間ｔ１（第１の変位期間ＤＰ１）の後に第２の駆動期間ｔ２（第２の変位期間ＤＰ２）が設けられ、この第２の駆動期間ｔ２（第２の変位期間ＤＰ２）の後に再び第１の駆動期間ｔ１（第１の変位期間ＤＰ１）が設けられるというように周期的に圧電素子１８が駆動されるが、本実施形態では、第１の駆動期間ｔ１は、負の駆動電圧−Ｖ２で開始された後、駆動電圧Ｖｄが増大し、正の駆動電圧＋Ｖ１となることで終了し、その後、駆動電圧Ｖｄが徐々に低下することで第２の駆動期間ｔ２が開始され、負の駆動電圧−Ｖ２まで駆動電圧Ｖｄが低下して終了する。そして、上記のような駆動態様に応じて、第１の変位期間ＤＰ１は、ダイヤフラム１７が第１の方向（前面側）に変位することで開始され、その変位量は高速に増大し、第１の駆動期間ｔ１が終了する時点若しくは当該時点から所定の応答遅れ時間後において最大となり終了する。第２の変位期間ＤＰ２は、第２の駆動期間ｔ２が開始されてダイヤフラム１７が第２の方向（背面側）へ変位を開始することで開始され、駆動電圧Ｖｄの降下に伴って低速でダイヤフラム１７が第２の方向へ変位し、第１の駆動期間ｔ２が開始されて駆動電圧が上昇することでダイヤフラム１７の変位方向が第１の方向に変わって終了する。
【００７７】
より具体的に示すと、第１の駆動期間ｔ１では駆動電圧Ｖｄが急速に連続して上昇し、これによって第１の変位期間ＤＰ１でもダイヤフラム１７が高速に連続して第１の方向（前面側）へ変位する（第１変位変化期）。また、第２の駆動期間ｔ２では駆動電圧Ｖｄが低速で連続して降下し、これによって第２の変位期間ＤＰ２でもダイヤフラム１７が低速に連続して第２の方向（背面側）へ変位する（第２変位変化期）。
【００７８】
以上のように、上記のような三角波状の駆動信号による駆動態様及びダイヤフラム１７の変位態様によっても、搬送部品ＰＴに空圧を作用させることができる。この場合、上記の駆動信号は、第１の駆動期間ｔ１の駆動電圧Ｖｄの立ち上がりの傾斜が第２の駆動期間ｔ２の駆動電圧の立ち下りの傾斜より大きくなっているので、ダイヤフラム１７の前面側への変位速度が高く、背面側への変位速度が遅い態様でダイヤフラム１７が変形する。このことにより、図７（ｂ）に示すように搬送部品ＰＴに作用する正圧を高くするとともに負圧を低くすることができるので、正圧によって当該搬送部品ＰＴに作用を与えることを意図する場合には、効率的に作用を与えることができると同時に負圧による悪影響を低減することができるという効果が得られる。なお、これとは逆に負圧によって搬送部品ＰＴに作用を与えることを意図する場合には、駆動波形の傾斜の関係を上記とは逆に構成することにより、背面側への変位速度が高く、前面側への変位速度が遅い態様でダイヤフラム１７を変形させればよい。
【００７９】
上記では駆動周期Ｔの三角波で圧電素子１８を駆動する例、すなわち、第１の変位期間ＤＰ１が第１変位変化期のみで構成され、第２の変位期間ＤＰ２が第２変位変化期のみで構成される例を示したが、図７（ｃ）及び（ｄ）に示すように、駆動周期Ｔの一部期間にのみ三角波が設けられる態様、すなわち、上記第４実施形態の第１の駆動期間ｔ１（第１の変位期間ＤＰ１）が三角波状に構成される場合も考えられる。この場合には、ダイヤフラム１７の第１の方向（前面側）への変位速度と第２の方向（背面側）への変位速度との間に設けられる差の範囲が限定されるものの、その代りに搬送部品ＰＴに対する空圧作用の方向とは逆方向にダイヤフラム１７が変位した期間が長くなるので、基本的には第４実施形態と同様に効率的な空圧を搬送部品に与えることができるという効果が得られる。
【００８０】
この例では、第１の駆動期間ｔ１では単に駆動電圧Ｖｄが連続して急速に上昇するだけであるが、第２の駆動期間ｔ２では、第４実施形態と同様に、第１の駆動期間ｔ１の直後に連続して駆動電圧Ｖｄが降下し、その直後から駆動電圧Ｖｄが−Ｖ２で一定に維持される。これにより、第１の変位期間ＤＰ１はダイヤフラム１７が連続して高速に第１の方向へ変位する（すなわち、第１変位変化期のみで構成される）が、第２の変位期間ＤＰ２では、ダイヤフラム１７が低速で連続して第２の方向に変位する第２変位変化期と、この直後にダイヤフラム１７の変位量が維持される第２変位維持期が設けられる。もっとも、第１の変位期間ＤＰ１についても第１変位変化期と第２変位維持期とを有するように構成することも可能である。
【００８１】
［第６実施形態］
次に、図８（ａ）乃至（ｄ）を参照して本発明に係る第６実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記第１実施形態乃至第５実施形態と対応する部分には同一符号を付し、上記第１実施形態乃至第５実施形態と同様の点については説明を省略する。
【００８２】
本実施形態では、図８（ａ）に示すように、第４実施形態と同様に設けられた第１の駆動期間ｔ１と第２の駆動期間ｔ２の後に、駆動電圧Ｖｄが上昇する第３の駆動期間ｔ３と、その後に駆動電圧Ｖｄが低下する第４の駆動期間ｔ４を設けている。そして、第４の駆動期間ｔ４は次の第１の駆動期間ｔ１の直前に設けられる。第３の駆動期間ｔ３は駆動電圧Ｖｄを０Ｖとする期間であるが、必ずしも０Ｖでなくてもよく、少なくとも第２の駆動期間ｔ２よりも駆動電圧Ｖｄの絶対値が小さくなっていればよい。また、第４の駆動期間ｔ４では第３の駆動期間ｔ３よりも駆動電圧Ｖｄを降下させる期間であり、図示例では駆動電圧Ｖｄを第２の駆動期間ｔ２と同じ−Ｖ２としている。
【００８３】
本実施形態では、上記の駆動態様によって、ダイヤフラム１７の第１の変位期間ＤＰ１においては、ダイヤフラム１７が第１の方向（前面側）へ連続して変位する第１変位変化期と、この直後にダイヤフラム１７の変位量が維持される第１変位維持期とが設けられる。また、第２の変位期間ＤＰ２は、上記第２の駆動期間ｔ２に対応する第２対応期ＤＰ２ａ、上記第３の駆動期間ｔ３に対応する第３対応期ＤＰ２ｂ、及び、上記第４の駆動期間ｔ４に対応する第４対応期ＤＰ２ｃを含む。第２対応期ＤＰ２ａではダイヤフラム１７が第２の方向（背面側）へ変位し、また、第３対応期ＤＰ２ｂでは、ダイヤフラム１７が当初第１の方向（前面側）へ変位して変位量の絶対値が減少する。さらに、第４対応期ＤＰ２ｃでは、ダイヤフラム１７が第２の方向（背面側）へ変位する。第４対応期ＤＰ２ｃの直後には次の第１の変位期間ＤＰ１が生ずる。
【００８４】
本実施形態では、上記検出部ＤＴの検出信号により搬送されてきた搬送部品ＰＴが検出され、当該搬送部品ＰＴに空圧を作用させるべきときには、まず第４駆動期間ｔ４が開始され、その後、当該期間ｔ４が終了して第１の駆動期間ｔ１が開始され、さらにその後、第１の駆動期間ｔ１が終了して第２の駆動期間ｔ２が開始され、所定時間が経過すると第２の駆動期間ｔ２が終了して第３の駆動期間ｔ３が開始される。さらに、所定時間が経過すると第４の駆動期間ｔ４が再び開始される。したがって、第４の駆動期間ｔ４の長さと当該期間における駆動電圧Ｖｄの値を予め一定に設定しておくことにより、駆動周期Ｔや変位周期ＤＰの長さに拘わらず、第１の変位期間ＤＰ１において安定した空圧を作用させることができる。
【００８５】
図８（ｃ）及び（ｄ）には、上記第１の駆動期間ｔ１及び第２の駆動期間ｔ２の駆動波形を三角波状に構成した例を示す。この場合においても、上記第５実施形態と同様に、搬送部品ＰＴに作用させるべき空圧である正圧を得るためのダイヤフラム１７の前面側（第１の方向）への変位は高速に行い、これとは逆の背面側（第２の方向）への変位は低速に行うことが好ましい。すなわち、第４の駆動期間ｔ４の開始時には駆動電圧を低速で低下させることによりダイヤフラム１７を低速で背面側へ変位させ、第１の駆動期間ｔ１の開始時には駆動電圧を高速で上昇させることによりダイヤフラム１７を高速に前面側へ変位させ、第２の駆動期間ｔ２の開始時には駆動電圧を低速で低下させることによりダイヤフラム１７を低速で背面側へ変位させる。そして、本実施形態でも、前述の理由により、第５実施形態や図８（ａ）及び（ｂ）に示す例と同様の作用効果が得られる。
【００８６】
本実施形態においては、駆動周期Ｔや変位周期ＤＰが変化する場合には、第１の駆動期間ｔ１、第２の駆動期間ｔ２及び第４の駆動期間ｔ４をそれぞれ一定時間とし、第３の駆動期間ｔ３を増減させるようにすることが好ましい。このことにより、第１の変位期間ＤＰ１、第２の変位期間ＤＰ２の第２対応期ＤＰ２ａ及び第４対応期ＤＰ２ｃをほぼ一定とすることができるので、搬送部品に与える空圧と逆圧の影響を安定させることができる。ただし、搬送部品に与える空圧については、第１の変位期間ＤＰ１と第４対応期ＤＰ２ｃの与える影響が大きいので、第２の駆動期間ｔ２をも可変に構成することができる。
【００８７】
なお、第４対応期ＤＰ２ｃと第１の変位期間ＤＰ１に関しては、本実施形態の場合、次のような特殊な事情がある。上記第３の駆動期間ｔ３を長く確保するには第４の駆動期間ｔ４を短くする必要があるが、第４の駆動期間ｔ４が短すぎるとダイヤフラム１７の第２の方向への変位量が不足するので第１の変位期間ＤＰ１における第１の方向への変位量を確保することができず、当該第２の方向への変位量に起因する第１の方向への変位速度や変位量を効率的に得ることのできる効果が薄れる。一方、第４の駆動期間ｔ４を長くしたり当該第４の駆動期間ｔ４における変位量を大きくしたりすると、ダイヤフラム１７に対する負荷を軽減する効果が低下する。したがって、第４対応期ＤＰ２ｃの長さと当該期間における変位量は、両効果を勘案して設定する必要がある。
【００８８】
また、第２の駆動期間ｔ２を設けて第２対応期ＤＰ２ａを形成することは、第１の変位期間ＤＰ１により第１の方向（前面側）に変位したダイヤフラム１７を第２の方向（背面側）へ迅速に復帰させる意義があるが、第２対応期ＤＰ２ａが長くなってもダイヤフラム１７の第２の方向への変位量が大きくなったり安定したりするだけであり、その後に第３の駆動期間ｔ３が存在することにより、ダイヤフラム１７の変位量そのものについては直接の効果はない。一方、第２の駆動期間ｔ２と第３の駆動期間ｔ３の合計時間は、第１の変位期間ＤＰ１の開始前の動作空間ＯＰ、ＯＰ′の内圧が外圧（大気圧）に復帰することに寄与するという意味で、第１の変位期間ＤＰ１における空圧作用の増大をもたらす意義を有する。この場合、第２の駆動期間ｔ２の存在は、第２対応期ＤＰ２ａにおいて第３の駆動期間ｔ３による場合よりも短時間に効率的に動作空間ＯＰ、ＯＰ′の内圧を復元させることができるという意味で効果を有する。なお、第３の駆動期間ｔ３では、ダイヤフラム１７の第１の方向への変位が急激に戻ることのないように、駆動回路をハイインピーダンス状態とすることにより、ゆっくりと変位量が低下するように構成することが好ましい。
【００８９】
なお、圧電層の両側に電極を設ける場合、特に銀電極を設ける場合には、正負に印加される電荷のバランスが崩れると銀マイグレーション等のマイグレーションによる圧電素子の劣化や故障（導通不良など）が発生することが知られている。第４及び第５実施形態の場合、第１の駆動期間ｔ１における駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値（図６（ａ）に示す例ではＶ１×ｔ１）と第２の駆動期間ｔ２における駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値（図６（ａ）に示す例ではＶ２×ｔ２）を一致させることにより、マイグレーションを完全に防止できる。これらの場合、ｔ１とｔ２の比率は前述の通りデューティー比を５０％未満（望ましくは３０％未満）とするときには、それに応じてＶ１とＶ２の比率を変えればよい。さらに、本実施形態の場合、第３の駆動期間ｔ３が存在するためにｔ２を適宜に定めることができる。すなわち、ｔ１＝ｔ２＋ｔ４とすることが容易にできるため、Ｖ１＝Ｖ２とした場合でも、上記時間積分の絶対値を一致させることができる。この場合には、制御回路の構成を簡単にすることができるという利点がある。
【００９０】
なお、上記では上記時間積分の絶対値を一致させる例について述べたが、一般的には、当該絶対値が完全に一致していなくても、圧電素子１８に印加される正負の電圧のバランスを高めることができる点で効果が得られる。したがって、本実施形態の場合には、第１の駆動期間ｔ１の駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値と、第２の駆動期間ｔ２及び第４の駆動期間ｔ４の駆動電圧Ｖｄの時間積分の絶対値とを近似した値、例えば、両者の比率が０．５以上２．０以下となる範囲内に設定することが好ましく、特に、両者の比率が０．８以上１．２以下となる範囲内に設定することが望ましい。なお、本実施形態においては、第３の駆動期間ｔ３が存在することにより、先の実施形態よりも上記比率を１に近づけることが容易になるという利点がある。
【００９１】
特に、本実施形態では、第３の駆動期間ｔ３をｔ１＋ｔ２＋ｔ４の２倍以上とすることにより、第３の駆動期間ｔ３において動作空間ＯＰ、ＯＰ′の内圧を十分に回復させることが可能になるので、第２の変位期間に発生する空圧をさらに大きくすることができる。
【００９２】
［制御手段／制御駆動部の構成例］
次に、上記各実施形態において用いることのできる制御手段若しくは制御駆動部、すなわち、上記の制御部ＳＣ及び駆動部ＤＣの構成例について図９乃至図１１を参照して説明する。
【００９３】
図９（ａ）は制御駆動部（制御部ＳＣ及び駆動部ＤＣ）の構成を模式的に示す概略回路図である。この制御駆動部は、制御部ＳＣと、この制御部ＳＣによって制御される駆動部ＤＣとを有し、制御部ＳＣは例えばマイクロコンピュータ、各種の論理（ディジタル）回路、アナログ回路、リレー回路等によって構成することができる。図示例では、検出部ＤＴの検出信号Ｓ１が制御部ＳＣに入力され、制御部ＳＣは上記検出信号Ｓ１に応じて制御信号Ｓ２、Ｓ３を駆動部ＤＣに出力する。具体的には空圧を作用させるべき搬送部品ＰＴが到来すると検出部ＤＴは検出信号Ｓ１を切り替え、この検出信号の切り替えを検出すると制御部ＳＣは既定の態様で制御信号Ｓ２、Ｓ３を後述するタイミングチャートに沿った手順で切り替える。
【００９４】
制御信号Ｓ２、Ｓ３はそれぞれ駆動部ＤＣ内のスイッチング素子（図示例ではトランジスタ）Ｔｒ１、Ｔｒ２の制御端子（図示例ではベース端子若しくはゲート端子）に出力する。駆動部ＤＣにおいて、第１のスイッチング素子Ｔｒ１が第１の直流電源Ｖｍ１と直列に接続されてなる第１の駆動回路は、上記圧電素子１８に駆動配線１７ｐ、１８ｐを介して接続されている。また、第２のスイッチング素子Ｔｒ２が第２の直流電源Ｖｍ２と直列に接続されてなる第２の駆動回路は、上記圧電素子１８に駆動配線１７ｐ、１８ｐを介して接続される。第１の駆動回路と第２の駆動回路は圧電素子１８に対して並列に接続されている。両スイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２がＯＦＦの場合には圧電素子１８に駆動電圧Ｖｄは印加されない。
【００９５】
第１のスイッチング素子Ｔｒ１が制御信号Ｓ２によりＯＮ状態にされると、第１の駆動回路により第１の直流電源Ｖｍ１の電圧が駆動電圧Ｖｄとして圧電素子１８に印加される。また、第２のスイッチング素子Ｔｒ２が制御信号Ｓ３によりＯＮ状態とされると第２の駆動回路により第２の直流電源Ｖｍ２の電圧が駆動電圧Ｖｄとして圧電素子１８に印加される。ただし、多くの場合、実際の駆動電圧Ｖｄは、第１の駆動回路と第２の駆動回路内の図示しない電気素子やスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２の電圧降下により第１の直流電源Ｖｍ１、第２の直流電源Ｖｍ２とは異なる値となる。
【００９６】
上記の制御駆動部は、たとえば、第４実施形態の駆動態様を採る場合、図１０に示すように、検出信号Ｓ１の立ち上がり時をトリガとして制御部ＳＣが制御信号Ｓ２をＨ（高電位、以下同様）からＬ（低電位、以下同様）に切り替え、これによって、それまでの圧電素子１８に対する第１の直流電源Ｖｍ１の電圧印加状態を解除し、負の駆動電圧Ｖｄが印加されていた第２の駆動期間ｔ２を終了させる。また、その後、制御部ＳＣは制御信号Ｓ３をＬからＨに切り替え、これによって圧電素子１８に正の駆動電圧Ｖｄとして第２の直流電源Ｖｍ２の電圧を印加し、第１の駆動期間ｔ１を開始させる。さらに一定時間が経過すると制御部ＳＣは制御信号Ｓ３をＨからＬに切り替えて第１の駆動期間ｔ１を終了させ、その後、制御部ＳＣは制御信号Ｓ２をＬからＨに切り替えて第２の駆動期間ｔ２を開始させる。
【００９７】
なお、図１０において第１の駆動期間ｔ１と第２の駆動期間ｔ２の間にはそれぞれ僅かな遅れ時間ｔｄが存在するが、これは、駆動部ＤＣにおいてスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ２の応答遅れに起因する電気的短絡（ショート）が生ずることを防止するために設けられたものである。したがって、このような不具合が生じない駆動回路であれば上記遅れ時間ｔｄを設ける必要はない。ここで、ダイヤフラム１７の変位時間に比べて当該遅れ時間ｔｄが僅かなものであれば、ダイヤフラム１７の変位態様に影響を与えることはない。
【００９８】
図１１は上記第６実施形態の駆動態様を採用した場合の制御駆動部のタイミングチャートである。この場合、第３の駆動期間ｔ３と第４の駆動期間ｔ４が設けられているため、これに対応して制御信号Ｓ２の波形が異なる点を除き、上記と同様である。この例において実際に試作した構成で実験を行った。この例では、第４の駆動期間ｔ４を０．０５９ｍｓ、第１の駆動期間ｔ１を０．２９５ｍｓ、第２の駆動期間ｔ２を０．２３６ｍｓ、２か所の遅れ時間ｔｄをいずれも０．１７７ｍｓ、第３の駆動期間ｔ３を０．８８５ｍｓとし、駆動周期（合計）１．８２９ｍｓとし、上記動作ユニットＡを用いるとともに上記通気管１２として６０ｍｍの樹脂チューブを用いて空圧作用を計測した。なお、圧力計は樹脂チューブの中間点に接続した。この実験では、第１の駆動期間ｔ１の立ち上がり点と圧力波形の最大値との間の時間、すなわち、応答時間が９００μｓとなった。また、当該構成で実際の部品搬送装置に用いたところ、３０００個／分の搬送能力に十分に対応でき、また、縦・横・高さが各１ｍｍ程度の部品に十分な空圧作用を与えることができることが判明した。なお、ここでは、Ｖ１＝Ｖ２＝２５Ｖとし、また、前述の理由からｔ１（０．２９５ｍｓ）＝ｔ２（０．２３６ｍｓ）＋ｔ４（０．０５９ｍｓ）とした。
【００９９】
制御手段である制御駆動部の構成は、図９（ａ）に示した例に限定されるものではなく、種々の制御駆動部を用いることができる。例えば、図９（ｂ）に示すように、直流電源Ｖｍに対してスイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ２の直列回路と、スイッチング素子Ｔｒ４とＴｒ３の直列回路を並列に接続し、スイッチング素子Ｔｒ１とＴｒ２の接続点電位と、スイッチング素子Ｔｒ４とＴｒ３の接続点電位を圧電素子１８の両端電圧として供給する構成が挙げられる。この場合、制御部ＳＣは検出信号Ｓ１に基づいて制御信号Ｓ２をスイッチング素子Ｔｒ１及びＴｒ３に出力し、制御信号Ｓ３をスイッチング素子Ｔｒ２及びＴｒ４に出力する。この場合は直流電源Ｖｍが一つであることからＶ１＝Ｖ２とすることが好ましく、また、このことから当該制御駆動部を第６実施形態に適用することが望ましい。
【０１００】
［搬送部品に対する空圧の調整方法］
次に、上記各実施形態において空圧の調整を行う方法について説明する。搬送部品に対して作用する空圧の大きさを調整する場合には、上記のように、圧電素子１８の第１の駆動期間ｔ１の長さ、或いは、第２の駆動期間ｔ２（第４の駆動期間ｔ４）における電圧値−Ｖ２や第１の駆動期間ｔ１における電圧値＋Ｖ１を変更することで、ダイヤフラム１７による動作空間ＯＰ、ＯＰ′の容積変化量を増減させることが考えられる。
【０１０１】
一方、上記空圧の調整方法としては、圧電素子１８の駆動速度を変更することによりダイヤフラム１７の前面側（第１の方向）への変位速度を変えることも考えられる。すなわち、圧電素子１８の駆動電圧Ｖｄの波形を示す図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、駆動波形において、第１の駆動期間ｔ１の第１変位変化期、すなわち、第１の方向へのダイヤフラム１７の連続駆動を開始するときの駆動波形の傾斜角度（駆動電圧Ｖｄの立ち上がり傾斜）を変えることにより、圧電素子１８の変形速度を調整し、これによってダイヤフラム１７の前面側（第１の方向）への変位速度を増減させる。このようにダイヤフラム１７の変位速度が変化すると、空圧を直接かつ精密に調整することが可能になる。
【０１０２】
ここで、図１２（ａ）は上記傾斜角度が急である場合、図１２（ｂ）は上記傾斜角度が（ａ）よりも緩やかである場合をそれぞれ示す。各図において、実線は矩形波で駆動した場合、二点鎖線は三角波で駆動した場合を示す。もちろん、第６実施形態の駆動波形の場合にも同様に適用可能である。このように駆動波形の立ち上がりの傾斜角度を調整することによって、ダイヤフラム１７の変位速度を直接に制御することができるので、より精密な調整作業を容易に行うことができる。ただし、上記駆動波形の立ち上がりの傾斜角度の調整は、駆動手段（圧電素子１８）の応答特性との関係で駆動手段が十分に応答できる範囲で行う必要があることは言うまでもない。
【０１０３】
尚、本発明の搬送部品の空圧作用システム及び部品搬送装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態では、主として、空圧を作用させることで搬送部品を排除したり、姿勢を変更したりするように構成する場合について説明しているが、搬送部品を他の搬送トラック等へ移動させたり、或いは、搬送部品を一時的に末端開口部に吸引保持して搬送を停止させたりするなど、本発明の空圧作用システムは、搬送部品に対する種々の作用態様を実現する場合に用いることができる。また、上記ダイヤフラムは金属薄板で構成されているが、樹脂やゴム製のダイヤフラムを用いてもよい。さらに、上記駆動手段は圧電素子を用いているが、ダイヤフラムを機械的に変形させることができるものであれば、電磁駆動体やクランク機構などであってもよく、また、圧電素子そのもので構成されるダイヤフラムなど、ダイヤフラム自体が自身で変形可能に構成されるものであってもよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１０…空圧作用システム、１１…搬送体、１１ａ…通気路、１１ｂ…末端側開口部、１２…通気管、１３…動作ユニット、１４…出力側接続部、１４ａ…軸孔、１４ｂ…基端側開口部、１５…前面枠、１５ａ…出力口、１５ｂ…傾斜内面、１６…背面枠、１７…ダイヤフラム、１７ｐ、１８ｐ…駆動配線、１８…圧電素子、１９ａ，１９ｂ…パッキン、ＤＣ…駆動部、ＤＴ…検出部、ＳＣ…制御部、ＡＲ…空圧経路、ＯＰ、ＯＰ′…動作ユニット、ＯＳ…動作空間、ＢＣ…背後空間、ＰＴ…搬送部品、Ｔｒ１、Ｔｒ２…スイッチング手段（トランジスタ）、Ｖｍ１、Ｖｍ２…直流電源
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送部品（ＰＴ）の位置又は姿勢を空圧により制御するための空圧作用システムであって、
前記搬送部品が搬送される搬送トラック（１１ａ）と、
該搬送トラック上の前記搬送部品を検出する検出手段（ＤＴ）と、
前記搬送トラック上に臨む末端開口部（１１ｃ）を備えた空圧経路（ＡＲ）と、
該空圧経路の基端側開口部（１４ｂ）が開口し、隔壁の少なくとも一部に可撓性のダイヤフラム（１７）を備えた動作空間（ＯＳ）と、
該ダイヤフラムを駆動して変形させ前記動作空間の容積を増減させる駆動手段（１８）と、
該駆動手段を制御して、前記動作空間の容積を増大若しくは減少させる第１の方向に前記ダイヤフラムを変位させて前記空圧を発生させ、その後、該第１の方向とは逆の第２の方向に前記ダイヤフラムを変位させて前記動作空間の容積を復帰させる不定期若しくは定期の動作周期を繰り返す制御手段（ＳＣ，ＤＣ）と、
を具備し、
該制御手段は、前記動作周期内において、前記ダイヤフラムの前記第１の方向への変位の開始時から前記第２の方向への変位の開始時までの第１の変位期間（ＤＰ１）よりも、前記第２の方向への変位の開始時から次の前記空圧を発生させるための前記第１の方向への変位の開始時までの第２の変位期間（ＤＰ２）が長くなるように制御するとともに、前記検出手段が前記搬送部品を検出したタイミングに応じて前記第１の変位期間を開始することを特徴とする搬送部品の空圧作用システム。
【請求項２】
前記第１の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第１の方向へ連続して変位する第１変位変化期と、その後に前記ダイヤフラムの変位量が維持される第１変位維持期とを有し、前記第２の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第２の方向へ連続して変位する第２変位変化期と、その後に前記ダイヤフラムの変位量が維持される第２変位維持期とを有することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項３】
前記第１の変位期間は、前記ダイヤフラムの前記第１の方向へ連続して変位する第１変位変化期を有し、前記第２の変位期間は、前記ダイヤフラムが前記第１変位変化期よりも低い変位速度で前記第２の方向へ変位する第２変位変化期を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の変位期間を形成するための第１の駆動期間（ｔ１）と、前記第２の変位期間を形成するための第２の駆動期間（ｔ２）、第３の駆動期間（ｔ３）及び第４の駆動期間（ｔ４）とを有し、前記第２の駆動期間は前記ダイヤフラムを前記第２の方向へ連続して変位させるように駆動し、前記第３の駆動期間は前記ダイヤフラムを前記第１の方向へ変位させて変位量の絶対値を低減させ、前記第４の駆動期間は次の前記第１の駆動期間の直前に前記ダイヤフラムを前記第２の方向へ変位させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項５】
前記検出手段は前記搬送部品が既定の条件を満たすものであるか否かを判定するための検出信号を生成し、該検出信号に応じて前記制御手段が前記既定の条件を満たすものであるか否かを判定するとともに判定結果に応じて前記第１の変位期間を開始するか否かを決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項６】
前記制御手段が前記第１の変位期間と前記第２の変位期間との間の前記ダイヤフラムの変位量の差を増減可能に構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項７】
前記制御手段が前記第１の変位期間における前記ダイヤフラムの変位速度を増減可能に構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項８】
前記駆動手段は前記ダイヤフラムに密着した圧電素子で構成され、
前記制御手段は前記圧電素子に駆動電圧を印加する制御駆動部で構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の搬送部品の空圧作用システム。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の空圧作用システムと、前記搬送トラックに沿って前記搬送部品を移動させる搬送手段と、を具備することを特徴とすることを特徴とする部品搬送装置。