(57)【要約】【課題】ワークの搬送方向を多様化することのできる新たなワーク搬送装置を実現する。【解決手段】このワーク搬送装置ＷＴは、周回させて設けた振動部１と、この振動部１に空間的および時間的位相差の下に２つの定在波を励起し、振動部１のたわみによる楕円振動を連ねて進行波を発生させる進行波発生手段２と、前記振動部１の表面の一部に設定したワーク搬送路Ｔとを具備するものであって、前記進行波発生手段２を、前記振動部１を梁と見立てた場合に当該梁をたわみ変形させた際に伸び縮みが生じない面である中立面Ｎが水平面に略垂直な方向（ｚ方向）を向くように構成するとともに、この進行波発生手段２が発生する図２に示す楕円振動を前記ワークの推力に必要な振動に変換する振動変換手段を設けることとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周回させて設けた振動部と、この振動部に空間的および時間的位相差の下に２つの定在波を励起し、振動部のたわみによる楕円振動を連ねて進行波を発生させる進行波発生手段と、前記振動部の表面の一部に設定した略水平方向のワーク搬送路とを具備するものであって、
前記進行波発生手段を、前記振動部を梁と見立てた場合に当該梁をたわみ変形させた際に伸び縮みが生じない面である中立面が水平面に略垂直な方向を向くように構成するとともに、この進行波発生手段が発生する楕円振動を前記ワークの推力に必要な振動に変換する振動変換手段を設けたことを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項２】
前記振動変換手段は、前記進行波の進行方向に沿って延びかつ前記定在波の略水平方向の振動を垂直抗力としてワークに与える傾斜面を含む請求項１に記載のワーク搬送装置。
【請求項３】
前記振動部の表面に搬送路と直交する断面が上方に開く一対の斜面を有する凹状の溝を設けて、この溝の斜面にワークが接するように構成し、斜面からの抗力に当該斜面とワークの間の摩擦係数を乗じた値が各斜面で異なるように設定して、そのうち値が大きくなる方の斜面を前記振動変換により推力発生に寄与する傾斜面として機能させている請求項２に記載のワーク搬送装置。
【請求項４】
前記進行波発生手段は、前記振動部がたわみ変形したときに山又は谷となる側面に設けられて空間的および時間的位相差をもった２つの定在波を生成する第１、第２の加振部を含む請求項１〜３の何れかに記載のワーク搬送装置。
【請求項５】
前記振動部が一対の直線部と、これらの直線部の一端部間および他端部間をつなぐカーブ部とによって構成されるものであって、
前記一方の直線部の表面に搬送路と直交する断面が上方に開く一対の斜面を有する凹状の溝を少なくとも２つ併設し、
前記進行波の進行方向と直交する略水平方向の一方を正方向、他方を負方向とした場合に、前記２つの溝は中立面から互いに正逆異なる側へ変位した位置に設けられ、互いに同じ方向に傾斜する斜面または互いにハの字若しくは逆ハの字に傾斜する斜面を前記振動変換により推力発生に寄与する傾斜面としている請求項１〜４の何れかに記載のワーク搬送装置。
【請求項６】
前記振動部が一対の直線部と、これらの直線部の一端部間および他端部間をつなぐカーブ部とによって構成されるものであって、
前記一方の直線部の表面に搬送路と直交する断面が上方に開く一対の斜面を有する凹状の溝を少なくとも２つ併設し、
前記進行波の進行方向と直交する略水平方向の一方を正方向、他方を負方向とした場合に、前記２つの溝は中立面に対してともに正逆同じ側へ変位した位置に設けられ、互いに同じ方向に傾斜する斜面または互いにハの字若しくは逆ハの字に傾斜する斜面を前記振動変換により推力発生に寄与する傾斜面としている請求項１〜４の何れかに記載のワーク搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークを振動により搬送先へ搬送するワーク搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のワーク搬送装置として、例えば特許文献１に示すものが知られている。このものは、搬送路に超音波領域のたわみ進行波を発生させてワークを搬送させるものであり、図１６に示すように、ワーク搬送装置ＷＴ´はリニアフィーダＬＦ´とボウルフィーダＢＦ´を備えている。
【０００３】
このワーク搬送装置ＷＴ´では、進行波を利用してワークを搬送している。図１７は図１６のリニアフィーダＬＦ´の振動部をｙの負方向から正方向に向かって見た概略図であり、ｘの負方向に進行波ができているとする。このとき振動部のうち搬送に寄与するある一点は、進行波によりｘｚ平面に平行な楕円軌跡を描く。楕円軌跡の頂点とワークＷが接し摩擦力が働くことでワークＷを搬送することができる。
【０００４】
図１６に示すボウルフィーダＢＦ´では、ワークはらせん状の搬送路上を進み、リニアフィーダＬＦ´に供給される。リニアフィーダＬＦ´では、所定姿勢で整列されたワークはメイントラックＭＴ´上を進み、次工程に供給される。一方、姿勢異常であったり整列されなかったワークはカメラＣ´で画像判別等をした後、エアパージ等を利用したワーク排除手段ＷＰ´によってリターントラックＲＴ´に移され、リターントラックＲＴ´上を進んでボウルフィーダＢＦ´に戻り、再びボウルフィーダＢＦ´からリニアフィーダＬＦ´へ供給されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−４３４３１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、かかる従来構成では、次の二つの問題があった。図１８に従来構成のワーク搬送装置ＷＴ´の概略図とリニアフィーダＬＦ´およびボウルフィーダＢＦ´の接続部を示す。
【０００７】
まず第１に、リターントラックＲＴ´は第１直線部１１からカーブ部１３を経て第２直線部１２に回り込むように構成されているが、カーブ部１３でワークの滞留が起きやすく、この場合ワークをボウルフィーダＢＦ´へ戻すことができないという問題点がある。これは、カーブ部１３と直線部１１とで搬送路を構成する振動部の剛性、したがって進行波比が異なることに起因している。
【０００８】
また第２に、リニアフィーダＬＦ´とボウルフィーダＢＦ´の搬送路を接続するために、メイントラックＭＴ´の始端とリターントラックＲＴ´の終端での離間幅ΔＷ相当の切り欠きをボウルフィーダＢＦ´のボウルに入れる必要がある。そのためボウルは、軸対称性が崩れて、進行波比が小さくなり、ボウル上でワークを安定して搬送することも困難になるという問題がある。
【０００９】
こうした問題が起きるのは、リターントラックＲＴ´が直線部１１からカーブ部１３を経て次の直線部１２に回り込む構成となっているためである。
【００１０】
そこで、図１９に示すように、メイントラックＭＴの存する直線部１１にのみメイントラックＭＴとリターントラックＲＴを併設して、メイントラックＭＴとリターントラックＲＴでワークを逆搬送することが考えられる。このように構成できれば、ワークを図１８のカーブ部１３に通過させずに済み、図１９に示すメイントラックＭＴの始端とリターントラックＲＴの終端における離間幅ΔＷも小さくできて、リニアフィーダＬＦとボウルフィーダＢＦを接続するためにボウルフィーダＢＦのボウルに入れる切り欠きも最小限にすることができる。
【００１１】
しかしながら、搬送方向は根本的な搬送原理に由来するものであり、従来のワーク搬送装置の構造を採用する限り、振動部の表面にどのように搬送路を設けても、直線部におけるワークの搬送方向はメイントラックとリターントラックで同じ方向とならざるを得ない。その理由については以下で詳述する。
【００１２】
本発明は、かかる原因の考察を経て搬送原理の抜本的見直しを図り、ワークの搬送方向を多様化することのできる全く異なる搬送原理を採用する。そして、上記の問題点を解決することはもとより、搬送方向の自由度の高い搬送を可能にする、新たなワーク搬送装置を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【００１４】
すなわち本発明のワーク搬送装置は、図１に示すように、周回させて設けた振動部１と、この振動部１に空間的および時間的位相差の下に２つの定在波を励起し、振動部１のたわみによる楕円振動を連ねて進行波を発生させる進行波発生手段２と、前記振動部１の表面の一部に設定した略水平方向のワーク搬送路Ｔとを具備するものであって、前記進行波発生手段２を、前記振動部１を梁と見立てた場合に当該梁をたわみ変形させた際に伸び縮みが生じない面である中立面Ｎが水平面に略垂直な方向を向く（ｚ方向）を向くように構成するとともに、この進行波発生手段２が発生する図２に示す楕円振動を前記ワークの推力に必要な振動に変換する振動変換手段３を設けたことを特徴とする。
【００１５】
通常は図１７に示したように、中立面Ｎがｘｚ平面に垂直な方向を向き、上下（ｚ方向）に振動する定在波が合成されて進行波が発生する。このとき、上向き面のある１点は非振動時に位置していた座標の回りを楕円振動し、ｚ方向に最大に持ち上がったときの抗力に基づく摩擦力で楕円振動からワークＷに推力が伝わる。
【００１６】
したがって、従来構成においては、前記進行波の進行方向と直交する略鉛直方向の一方を正方向（ｚ方向）、他方を負方向（−ｚ方向）とした場合に、図１７に示すようにワークはＷ楕円振動の抗力を正方向の振れで受けることはできても負方向の振れで受けることはできない。また、中立面Ｎから正方向に変位した位置にある上向面で抗力を受けることはできても負方向に変位した位置にある下向面で抗力を受けることはできない。なぜなら、振動部の振動面のうち上向き面にはワークを載置することができても下向き面に重力に抗してワークを載置することはできないからである。このため、振動部の上面に搬送路をどのように構成しても、ワークは持ち上がったときに上向面から受ける抗力に応じて推力が発生し、推力の方向は変わらない。
【００１７】
これに対して、図２に示すように中立面Ｎがｘｙ平面に垂直であると、略水平方向（ｘｙ平面に平行な面内）に振動する定在波が合成されて進行波ができ、振動部１の外側面または内側面のある１点が楕円振動する。そして、このままでは振動部１の表面（上向き面）に置かれたワークには垂直抗力が及ばないため推力にはならないが、振動変換手段３によって定在波の振動をワークの推力に必要な鉛直方向成分を含む斜め振動に変換する。これによれば、図２およびこの図２をｘ方向から見た図３（ａ）において、定在波の振動の一方を正方向（ｙ方向）、他方を負方向（−ｙ方向）とした場合に、振動部１が正に振れるときに振動変換手段３（３ａ）が振動を変換するか、振動部１が負に振れるときに振動変換手段３（３ｂ）が振動を変換するかによって、図２において同じ楕円振動Ｋ１を利用しても楕円の頂点でワークに生じる推力の方向すなわちワークの搬送方向Ｄｒは前者でｘ方向、後者で−ｘ方向と逆向きになる。
【００１８】
あるいは、図２において中立面Ｎよりも正方向へ変位した位置にある質点が楕円軌跡Ｋ１に沿って左回りの楕円運動をするとき、中立面Ｎよりも負方向へ変位した位置にある質点は楕円軌跡Ｋ２に沿って右回りの楕円運動をする。すなわち、図２をｘ方向から見た図３（ｂ）において、振動部１の中立面Ｎに対して正側へ変位した位置で振動変換手段３（３ａ）が振動を変換するか、負側へ変位した位置で振動変換手段３（３ｃ）が振動を変換するかによって、例えば振動部１が同じ正方向に振れているときでも、図２の楕円振動Ｋ１を利用した推力の方向すなわちワークの搬送方向Ｄｒは図３（ｂ）左図のようにｘ方向を向き、楕円振動Ｋ２を利用した推力の方向すなわちワークの搬送方向Ｄｒは図３（ｂ）右図のように−ｘ方向を向くことになる。このように本発明は、中立面Ｎを水平面に略垂直な方向とするという従来とは全く異なる搬送原理により、推力の方向に多様性が生まれることになる。
【００１９】
この場合、前記振動変換手段３は、図４に示すように進行波の進行方向（ｘ方向）に沿って延びかつ定在波の略水平方向（ｙ方向）の振動を垂直抗力としてワークに与える傾斜面Ｇ１、Ｇ２を含むことが望ましい。
【００２０】
図４に示すように、傾斜面Ｇ１、Ｇ２を設ければ略水平方向の振動の一部は垂直抗力としてワークに作用する。その際、傾斜面Ｇ１、Ｇ２が振動を受けるタイミングに応じ、楕円振動が図２に示すｘ方向を向いているか−ｘ方向を向いているかによって、振動変換手段３ａとして機能するか、振動変換手段３ｂとして機能するかが決定される。
【００２１】
特に、図４に示すように、振動部１の表面に搬送路と直交する断面が上方に開く一対の斜面Ｇ１、Ｇ２を有する凹状の溝Ｇを設けて、溝Ｇの各斜面Ｇ１、Ｇ２にワークＷが接するように構成し、斜面Ｇ１、Ｇ２からの抗力に当該斜面Ｇ１、Ｇ２とワークＷの間の摩擦係数を乗じた値が各斜面Ｇ１、Ｇ２で異なるように設定して、そのうち値が大きくなる方の斜面（図４（ａ）ではＧ１、図４（ｂ）ではＧ２）を前記振動変換手段の傾斜面として機能させていることが望ましい。
【００２２】
すなわち、図４において、斜面Ｇ１、Ｇ２からの抗力に当該斜面Ｇ１、Ｇ２とワークＷの間の摩擦係数を乗じた値が大きい方にハッチングを施すと、図４（ａ）の構成は図２の振動変換手段３ａとして機能し、図４（ｂ）の構成は図２の振動変換手段３ｂとして機能することになる。ワークＷは２面で斜面に面接触する場合のほか、一方が斜面に面接触し他方が斜面に線接触する場合などを含む。
【００２３】
進行波発生手段２の構成としては、図２に示すように振動部１がたわみ変形したときに山又は谷となる側面に設けられて空間的および時間的位相差をもった２つの定在波を生成する第１加振部２１、第２加振部２２を含むことが望ましい。
【００２４】
本発明の具体的な実施の態様としては、図１に示すように、前記振動部１が一対の直線部１１、１２と、これらの直線部１１、１２の一端部間および他端部間をつなぐカーブ部１３とによって構成され、前記一方の直線部１１の表面に、図５（ａ）に示すように搬送路と直交する断面が上方に開く一対の斜面を有する凹状の溝Ｇａ、Ｇｂを少なくとも２つ併設する。そしてこの図の場合、前記進行波の進行方向と直交する略水平方向の一方を正方向（ｙ方向）、他方を負方向（−ｙ方向）とした場合に、前記２つの溝Ｇａ、Ｇｂは中立面Ｎから互いに正逆異なる側へ変位した位置に設けられ、図示のように互いに同じ方向に傾斜する斜面または図示以外の態様として互いにハの字若しくは逆ハの字に傾斜する斜面を振動変換による推力発生に寄与する傾斜面としているものが挙げられる。
【００２５】
図５（ａ）に示すように、中立面Ｎを挟んで両側に溝Ｇａ、Ｇｂを設けると、中立面Ｎの両側で図２に示したように楕円軌道Ｋ１、Ｋ２の向きは逆向きになる。そして、さらに図５（ａ）のように互いに同じ方向に傾斜する斜面を振動変換により推力に寄与する傾斜面とするか、図示しないが互いにハの字若しくは逆ハの字に傾斜する斜面を振動変換により推力に寄与する傾斜面とするかによって、ｙ方向に変位したときに抗力を受けるか−ｙ方向に変位したときに抗力を受けるかが定まり、これによって、どちら向きに回る楕円のどの部分でワークＷが推力を受けるかに応じて、２つの溝Ｇａ、Ｇｂに置かれたワークＷが互いに順走するか逆走するかが決まる。
【００２６】
或いは、本発明の具体的な他の実施の態様としては、前記振動部１が一対の直線部１１、１２と、これらの直線部１１、１２の一端部間および他端部間をつなぐカーブ部１３とによって構成され、前記一方の直線部１１の表面に、図５（ｂ）に示すように搬送路と直交する断面が上方に開く一対の斜面を有する凹状の溝Ｇａ、Ｇｃを少なくとも２つ併設する。そしてこの図の場合、前記進行波の進行方向と直交する略水平方向の一方を正方向（ｙ方向）、他方を負方向（−ｙ方向）とした場合に、前記２つの溝Ｇａ、Ｇｂは中立面Ｎに対してともに正逆同じ側（図ではｙ側）へ変位した位置に設けられ、図示のように互いにハの字をなす斜面または図示以外の態様として互いに逆ハの字に傾斜する斜面若しくは同じ方向に傾斜する斜面を振動変換により推力に寄与する傾斜面としているものが挙げられる。
【００２７】
図２に示したように、中立面Ｎに対して同じ方向に溝Ｇａ、Ｇｂを設けると、楕円軌道の向きは何れも同じ（例えば何れもＫ１）になる。このとき、さらに図５（ｂ）のように互いにハの字若しくは逆ハの字に傾斜する斜面を動変換により推力に寄与する傾斜面とするか、あるいは互いに同じ方向に傾斜する斜面を振動変換により推力に寄与する傾斜面とするかによって、ｙ方向に変位したときに抗力を受けるか−ｙ方向に変位したときに抗力を受けるかが定まり、これによって、どちら向きに回る楕円のどの部分でワークＷが推力を受けるかに応じて、２つの溝Ｇａ、Ｇｂに置かれたワークＷが互いに順走するか逆走するかが決まる。
【発明の効果】
【００２８】
以上、説明した本発明によれば、従来とは根本的に異なる搬送原理により、同一直線部で複数のトラックの逆走、順走を自在に設定することが可能となり、ワークをリターントラックのカーブ部に通過させることを不要にするほか、搬送に関する種々の設計自由度を大幅に向上させた、新規有用なワーク搬送装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るワーク搬送装置の基本構成を示す図。
【図２】同ワーク搬送装置の搬送原理を説明するための模式的な側面図。
【図３】同ワーク搬送装置の搬送原理を説明するための模式的な正面図。
【図４】同ワーク搬送装置の傾斜面を説明するための模式的な正面図。
【図５】同ワーク搬送装置の一対の溝を説明するための模式的な正面図。
【図６】本発明の一実施形態に係るワーク搬送装置を示す斜視図。
【図７】本発明の比較例に係るワーク搬送装置を示す斜視図。
【図８】ワーク搬送装置を構成する振動波発生手段の構成説明図。
【図９】定在波と進行波の関係を説明するための説明図。
【図１０】楕円振動の軌跡を説明するための説明図。
【図１１】楕円振動の様子を示す模式的な平面図。
【図１２】同実施形態において中立面の両側に一対の溝を設けた振動部を示す図。
【図１３】同実施形態において中立面の片側に一対の溝を設けた振動部を示す図。
【図１４】同実施形態における楕円振動の方向とワークの搬送方向の関係を示す図。
【図１５】本発明の変形例を示す図。
【図１６】従来のワーク搬送装置を示す斜視図。
【図１７】同ワーク搬送装置の搬送原理を説明するための模式的な側面図。
【図１８】同ワーク搬送装置の不具合を説明するための模式的な平面図。
【図１９】同ワーク搬送装置の不具合を解消する案を示す模式的な平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３１】
まず、本実施形態のワーク搬送装置の概略構成を、図１〜図５を踏まえつつ、図６〜図１４を参照して説明する。
【００３２】
図６のワーク搬送装置ＷＴは、リニアフィーダＬＦとボウルフィーダＢＦを接続した状態を示している。このワーク搬送装置ＷＴは、振動部１と、この振動部１に進行波を発生させるべく第１の加振２１および第２の加振部２２を備えた進行波発生手段２とを備えている。
【００３３】
振動部１は、第１直線部１１および第２直線部１２と、これらの直線部１１、１２の一端側と他端側を接続するカーブ部１３とを有し、第１直線部１１にワーク搬送路であるメイントラックＭＴ及びリターントラックＲＴを形成している。そして、メイントラックＭＴとリターントラックＲＴでワークの推力を逆にするために、第１、第２の加振部２１、２２の加振方向を略水平方向（図中ｙの正逆方向）に設定するとともに、これらの加振部２１、２２の水平振動がトラックＭＴ、ＲＴ上のワークに互いに逆方向の推力として伝わるように、図２に示した振動変換手段３（３ａ〜３ｃ）として傾斜面を有する溝Ｇａ〜Ｇｃ（図５参照）を設けている。そして、姿勢等の所定の条件を満たさない不適合なワークを図示しないワーク排除手段によってメイントラックＭＴからリターントラックＲＴに移行させ、カーブ部１３を経ずにボウルフィーダＢＦに戻すことができるようにしている。
【００３４】
図７は比較例として、従来のワーク搬送装置ＷＴ´としてのリニアフィーダＬＦ´およびボウルフィーダＢＦ´を示している。このワーク搬送装置ＷＴ´も、振動部１と、この振動部１に進行波を発生させるべく第１の加振２１および第２の加振部２２を備えた進行波発生手段２を備えている。
【００３５】
振動部１は、第１直線部１１および第２直線部１２と、これらの直線部の一端側と他端側を接続するカーブ部１３とを有し、振動部１のうちの第１直線部１１にワーク搬送路であるメイントラックＭＴ´を形成している。一方、第１直線部１１からカーブ部１３を経て第２直線部１２に至る部位にリターントラックＲＴ´を形成している。そして、姿勢等の所定の条件を満たさない不適合なワークをリターントラックＲＴの第１直線部１１からカーブ部１３を経て第２直線部１２に移行させ、ボウルフィーダＢＦ´に戻すように構成されている。
【００３６】
進行波の発生原理自体は図６と図７で基本的に共通している一方で、加振が図６では水平方向（ｙ方向）に行われるのに対して図７では鉛直方向（ｚ方向）に行われる点、進行波が図６では振動部１の外側面および内側面に形成されるのに対して図７では振動部１の上面に形成される点が異なる。以下、先ず共通原理について説明する。
【００３７】
振動部１は、たわみ進行波が生成される部材であり、例えば断面略矩形状をなす金属製部材によって構成されている。この振動部１は、上述したように、平面視でトラック形状を有する。
【００３８】
図８は、進行波生成手段２の構成を示す模式図である。進行波生成手段２は、第１加振部２１および第２加振部２２と、信号発信部２３と、アンプ２４、２５等を有する。
【００３９】
第１加振部２１および第２加振部２２は、伸縮することによって図６や図７に示す振動部１を加振し、図６では振動部１の外側面と内側面が向き合う方向に、図７では振動部１の上面と下面が向き合う方向に定在波を発生させる。第１加振部２１は、第１定在波（詳細は後述）を振動部１に発生させ、第２加振部２２は第１定在波とは腹及び節の位置が異なる第２定在波（詳細は後述）を振動部１に発生させる。第１加振部２１及び第２加振部２２の詳細については、後述する。
【００４０】
第１加振部２１は、所定の波長（以下、λとする）を有する第１定在波を発生させるためのものである。第１加振部２１は、複数の第１圧電素子を有する。複数の第１圧電素子は、第１定在波を励起するためのものである。複数の第１圧電素子は、矩形の薄板状の圧電素子本体の一方に個別電極を貼り付けし、他方に共通電極を貼り付けたものである。複数の電極は、長手方向に沿ってλ／２のピッチで交互に極性が「＋」「−」…と反転させて設けられている。
【００４１】
第２加振２２部は、第１定在波と略等しい波長を有し、且つ、振動の腹及び節の進行方向における位置が第１定在波と（ｎ＋１／４）λずれた第２定在波を発生させるためのものである。第２加振部２２は、複数の第２圧電素子を有する。複数の第２圧電素子は、第２定在波を励起するためのものである。複数の第２圧電素子は、矩形の薄板状の圧電素子本体の一方に個別電極を貼り付けし、他方に共通電極を貼り付けたものである。複数の電極は、長手方向に沿ってλ／２のピッチで交互に極性が「＋」「−」…と反転させて設けられている。
【００４２】
信号発信器２３は、超音波領域の周波数の信号を生成して加振部２１、２２へ出力することで、振動部１を加振するためのものである。信号発生器２３は、所定の振幅及び周波数を有する第１信号を第１アンプ２４を経て第１加振部２１へ出力可能な構成になっている。また、信号発信器２３は、第１の信号と位相が異なる第２の信号を第２アンプ２５を経て第２加振部２２へ出力可能な構成になっている。
【００４３】
信号発信器２３は、生成する信号の波形を選択する波形選択部２３ａと、信号の周波数（すなわち、振動部１を加振する加振周波数）を調整する加振周波数調整部２３ｂと、信号の位相を調整する電気的位相調整部２３ｃと、を有する。
【００４４】
第１の信号は、波形選択部２３ａによって選択された波形と、加振周波数調整部２３ｂによって調整された加振周波数とを有し、第１アンプ２４で振幅を調整して第１加振部２１へ出力される。第２の信号は、波形選択部２３ａによって調整された波形と、加振周波数調整部２３ｂによって調整された加振周波数と、電気的位相調整部２３ｃによって調整された位相とを有し、第２アンプ２５で振幅を調整して第２加振部２２へ出力される。第２の信号の位相は、電気的位相調整部２３ｃによって変更された分だけ、第１の信号の位相と異なる。なお、第１の信号及び第２の信号は、例えば正弦波信号である。第１の信号の周波数と第２の信号の周波数は、略等しい。
【００４５】
以上の構成において、第１加振部２１が振動部１を加振することで第１定在波が、第２加振部２２が振動部１を加振することで第２定在波が、それぞれ振動部１に発生する。これらの定在波の重ね合わせによって、トラック状の振動部１の周回方向に進行する進行波が振動部１に発生する。
【００４６】
次に、進行波の発生原理、及び、進行波によるワークの搬送原理について説明する。上述した信号発生器２３によって生成される第１の信号が、第１アンプ２４を介して第１加振部２１に印加されると、複数の圧電素子の伸縮によって、第１定在波が励起される。これにより、圧電素子の厚み方向に振動する第１定在波が発生する。第１定在波の波長をλとし、周期をＴとする。同様に、第２の信号が、第２アンプ２５を介して第２加振部２２に印加されると、複数の圧電素子の伸縮によって、第２定在波が励起される。以下、説明の簡単化のために、第１定在波と同様、第２定在波の波長をλとし、周期をＴとする。
【００４７】
第１圧電素子と第２圧電素子は、上述したように、長手方向における配置位置が互いにλ／４だけずれていることから、第１定在波と第２定在波は、進行方向における腹及び節の位置が互いにλ／４だけずれている。換言すると、第１定在波の腹の位置と第２定在波の腹の位置が略同じであり、第１定在波の節の位置と第２定在波の腹の位置が略同じである。なお、第１定在波と第２定在波の位相は、互いに略９０°異なっている。本実施形態では第１定在波は０°モードで振動し、第２定在波は９０°モードで振動するように設定される。この場合、第１定在波と第２定在波との位相差は、必ずしも第１の信号と第２の信号との位相差そのものではない。信号間の位相差と定在波間の位相差との関係は、例えば、振動部１の剛性や形状（対称性等）によって変わりうる。このため、上述した電気的位相調整部２３ｃによって、第１定在波の位相と第２定在波の位相が略９０°異なるように、第２の信号の位相が調整されている。このような第１定在波及び第２定在波が、振動部１全体に伝播することで、以下に示す進行波が、振動部１全体に発生する。
【００４８】
搬送路における進行波の発生について、図９を用いて概略的に説明する。図９は、第１定在波及び第２定在波による進行波の発生を示す説明図である。図９において、横軸は、進行波の進行方向における座標（ｘ）を示す。縦軸は振動部１の変位を示し、図６に示す本実施形態の構造の場合は縦軸は正の水平方向（ｙ方向）となり、紙面垂直方向の手前側が鉛直方向（ｚ方向）となる。また、図７に示す比較例（従来）の構造の場合は縦軸は正の鉛直方向（ｚ方向）となり、紙面奥行き方向が正の水平方向（ｙ方向）となる。第１定在波の腹の位置を原点（ｘ＝０）とする。
【００４９】
図９（ａ）に示すように、時刻ｔ＝０において、第１定在波の腹の位置（ｘ＝０、λ／２、λ等）において振動部が上下方向に変位している（ブロック矢印参照）。一方、節の位置（ｘ＝λ／４、３λ／４等）においては、振動部が変位していない。すなわち、時刻ｔ＝０においては、第１定在波のみが振動部１に発生しており、第１定在波と位相が略９０°ずれた第２定在波は発生していない。
【００５０】
時間経過に伴い、第１定在波による振動部１の変位が小さくなり、第２定在波による振動部１の変位が大きくなる。第１定在波の節の位置（ｘ＝λ／４、３λ／４等）と第２定在波の腹の位置が同じであるため、図９（ｂ）に示すように、時刻ｔ＝Ｔ／４においては、それらの位置において振動部１が変位している。このとき、時刻ｔ＝０のときと比べて、振動部１に発生している波全体がλ／４だけ紙面右方に進行した状態になっている（実践矢印参照）。時刻ｔ＝２Ｔ／４（図９（ｃ）参照）においては、再び第１定在波が発生している。なお、振動の向きは時刻ｔ＝０のときと逆向きである。同様に、時刻ｔ＝３Ｔ／４（図９（ｄ）参照）においては、再び第２定在波が励起されている。このように、時間が経過するにつれて、波が実線矢印で示す方向に進行することで、振動部１に進行波が発生する。なお、実際には、振動部には、以下のようなたわみ進行波が発生している。
【００５１】
たわみ進行波によるワークＷの搬送原理について、図１０を用いて概略的に説明する。図１０は、振動部１に発生するたわみ進行波を進行方向と直交し且つ定在波が観測できる方向から見た図である。図６に示す本実施形態の構造の場合は、図１０の紙面はｘｙ平面、紙面に垂直な手前方向はｚ方向となり、図７に示す比較例（従来例）の構造の場合は、図１０の紙面はｘｚ平面、紙面に垂直な奥行き方向がｙ方向となる。図１０に示すように、たわみ進行波は、進行方向（図１０（ａ）の実線矢印参照）へ周期Ｔで進行する。なお、図１０において、振動部１の振動の中立面Ｎの位置を境に、図中上方向を振動の正方向、下方向を振動の負方向とする。すなわち、図６の構造では正方向はｙ方向、図７の構造では正方向はｚ方向である。中立面Ｎは、振動部１を梁と見立てた場合に当該梁をたわみ変形させた際に伸び縮みが生じない面をいう。
【００５２】
時刻ｔ＝０において、振動部１上のある位置（例えば、上述したｘ＝０）の質点Ｚが、最も正方向に振れた状態にあるとする（図１０（ａ）参照）。その後、質点Ｚは負方向に移動するとともに前方に移動し、時刻ｔ＝Ｔ／４において最も前方に位置する（図１０（ｂ）参照）。また、質点Ｚは、時刻ｔ＝２Ｔ／４においては最も負方向に振れ（図１０（ｃ）参照）、時刻ｔ＝３Ｔ／４においては最も後方にある（図１０（ｄ）参照）。このように、質点Ｚは、楕円軌道１００を描くように運動する。図においてＺ０は振動部１が振動していないときの質点Ｚの位置である。
【００５３】
そこで、これを具体的な構造で見てみると、図７に示した従来のワーク搬送装置は、加振部２１、２２を振動部１の底面に貼り付け、定在波が略垂直方向（ｚ方向）に励起されて、楕円振動がｘｚ平面と平行な面内で生じるように構成されている。このため、図１０の楕円軌道おいて、質点Ｚが最も定在波の振動の上方にあるとき、振動部１とワークＷとの間の摩擦力による水平方向の推進力が発生し、たわみ進行波の進行方向とは逆方向へワークＷが搬送される。このように、振動部１上の各部分が、水平方向（ワークＷの搬送方向）の速度成分と上下方向の速度成分とを有するように楕円運動することでワークＷが搬送される。図７の従来装置では、ワークＷは、メイントラックＭＴよびリターントラックＲＴの第１直線部１１を前方へ搬送され、リターントラックＲＴにおいてはカーブ部１３を経て第２直線部１２に反時計回りに回り込む。
【００５４】
このとき、第１直線部１１とカーブ部１３とで振動部１の剛性の違いに起因して定在波比が異なり、カーブ部１３でワークの滞留を招く等といった問題が生じる原因となっている。
【００５５】
そこで、図６の構造では同じ第１直線部１１にメイントラックＭＴとリターントラックＲＴを設けて、ワークを逆走させることを考えている。
【００５６】
従来構成では、中立面Ｎが非振動時にｘｙ平面に平行な略水平方向を向き、上下に振動する定在波が合成されて進行波が発生する。このとき、上向面のある１点は楕円振動し、最大に持ち上がったときの抗力で楕円振動からワークに推力が伝わる。
【００５７】
したがって、従来構成においては、図１７において進行波の進行方向と直交する略鉛直方向すなわち上方を正方向、下方を負方向とした場合に、楕円振動の抗力を正方向の振れで受けることはできても負方向の振れで受けることはできず、また、中立面Ｎから正方向に変位した位置で抗力を受けることはできても負方向に変位した位置で抗力を受けることはできない。このため、振動部１の上面に搬送路をどのように構成しても、ワークＷの推力の方向は常に変わらないものであった。
【００５８】
そこで本実施形態は、進行波発生手段２を、振動部１を梁と見立てた場合に当該梁をたわみ変形させた際に伸び縮みが生じない面である中立面Ｎが図２で示したようにｘｙ平面と垂直な方向を向き、図１１に示すように平面視においてたわみ進行波が振動部１の外側側面と内側側面で観測されるように構成する。
【００５９】
そのために本実施形態は、図１および図６に示すように、加振部２１を構成する第１圧電素子を第１直線部１１の内側面１１ａに貼り付け、加振部２２を構成する第２圧電素子を第２直線部１２の内側面１２ａに貼り付けている。そして、各々の位置で振動部１に搬送方向と略直交する水平方向の定在波を励起し、これにより図１１の平面図で示したように、従来の進行波と直交する進行波を振動部１の周回方向に発生させている。この場合、振動部１を梁と見立てた場合に当該梁をたわみ変形させた際に伸び縮みが生じない面である中立面Ｎは、図１および図２に示したようにｘｙ平面に垂直な方向を向いた状態となる。ただ、中立面Ｎが略鉛直方向を向いているだけでは、略水平方向に振動する定在波が合成されて振動部１の外側面および内側面に図２に示す進行波ができ、外側面または内側面のある質点が略水平面内で楕円振動をするだけで、振動部１の上面に置かれるワークＷの推力とはならない。
【００６０】
そこで、本実施形態はさらに、この進行波発生手段２が生成する定在波の振動をワークの推力に必要な振動に変換する振動変換手段３を設けている。
【００６１】
振動変換手段３の第１の態様として、図１２（ａ）に示すように、進行波の進行方向に沿って延びかつ定在波の略水平方向の振動から法線方向の抗力をワークに与えるべく、第１直線部１１の搬送路と直交する断面内に、上方に開く一対の斜面Ｃ、Ｃ´を有する凹状をなす溝Ｇａと、上方に開く一対の斜面Ｅ、Ｅ´を有する凹状をなす溝Ｇｂとを併設し、一方の溝ＧａをメイントラックＭＴ、他方の溝ＧｂをリターントラックＲＴとして用いる。
【００６２】
或いは、第２の態様として、図１３（ａ）に示すように、進行波の進行方向に沿って延びかつ定在波の略水平方向の振動から法線方向の抗力をワークに与えるべく、第１直線部１１の搬送路と直交する断面内に、上方に開く一対の斜面Ｃ、Ｃ´を有する凹状をなす溝Ｇａと、上方に開く一対の斜面Ｄ、Ｄ´を有する凹状をなす溝Ｇｂとを併設し、一方の溝ＧａをメイントラックＭＴ、他方の溝ＧｂをリターントラックＲＴとして用いる。
【００６３】
この場合、ワークは各斜面Ｃ、Ｃ´あるいはＤ、Ｄ´あるいはＥ、Ｅ´に同時に接する関係とされる。
【００６４】
このとき、各溝Ｇａ、Ｇｂが斜面Ｃ、Ｃ´あるいはＤ、Ｄ´あるいはＥ、Ｅ´によって構成されるトラックにおいて、斜面Ｃ、Ｃ´あるいはＤ、Ｄ´あるいはＥ、Ｅ´からの抗力に当該斜面とワークの間の摩擦係数を乗じた値が斜面Ｃ、Ｃ´同士、斜面Ｄ、Ｄ´同士、斜面Ｅ、Ｅ´同士で異なるように設定して、そのうち値が大きくなる方の斜面（図示例ではＣ、Ｄ、Ｅ）を振動変換手段３により推力発生に寄与する傾斜面として機能させている。
【００６５】
ここで図１２と図１３を見ると、２つの溝Ｇａ、Ｇｂと中立面Ｎとの位置関係が異なっている。
【００６６】
まず図１２（ａ）に示すものは、進行波の進行方向と直交する略水平方向の一方（＋ｙ方向）を正方向、他方（−ｙ方向）を負方向とした場合に、各溝Ｇａ、Ｇｂによって構成されるメイントラックＭＴおよびリターントラックＲＴは中立面Ｎから互いに異なる方向すなわち正方向（＋ｙ方向）と負方向（−ｙ方向）へ変位した位置に設けられ、互いに同じ方向に傾斜して平行な斜面Ｃ、Ｅを推力を生じさせる搬送面としている。
【００６７】
また、図１３（ａ）に示すものは、進行波の進行方向と直交する略水平方向の一方（＋ｙ方向）を正方向、他方（−ｙ方向）を負方向とした場合に、各溝Ｇａ、Ｇｂによって構成されるメイントラックＭＴおよびリターントラックＲＴは中立面Ｎに対してともに同じ正方向（ｙ方向）へ変位した位置に設けられ、互いにハの字をなす斜面Ｃ、Ｄを振動変換手段３により推力発生に寄与する傾斜面としている。
【００６８】
なお、各搬送路ＭＴ、ＲＴの傾斜面とｙ軸のなす角をθ１、θ２、θ３とする。０＜θ１、θ２、θ３＜４５°とする。
【００６９】
図１０において、振動部１の外面側で反時計回りに楕円振動する質点Ｚに対して、中立面Ｎを境にこれと対称な振動部１の内周面側の質点を符合Ｚ´を付してプロットしていくと、この質点Ｚ´は同図（ａ）から（ｄ）に向かって変遷するにつれて時計回りの楕円軌道を描く。したがって、図１４（ａ）に示すように、振動部１の外側面側の質点Ｚと内側面側の質点Ｚ´とでは、楕円軌道を質点が回る方向は逆回りとなる。図１３においてＺ´０は振動部１が振動していないときの質点Ｚ´の位置である。ちなみに、中立面Ｎ上の質点は楕円振動せず、振動部１の厚み方向に往復直線運動するだけである。
【００７０】
すなわち、図１２（ａ）、１３（ａ）の溝Ｇａ、Ｇｂにおいて、傾斜面Ｃ、Ｄ、Ｅ面に垂直な軸をＺ´ｃ、Ｚ´Ｄ、Ｚ´Ｅとすると、図１２（ａ）、図１３（ａ）の傾斜面Ｃは中立面Ｎよりも正方向（ｙ方向）に変位した位置にあるため、傾斜面Ｃ上の質点は図１４（ｂ）に示すように同じ方向に楕円振動する。そして、図１２に示すＣ面は振動部１が正方向（ｙ方向）に振れたときにワークにＺｃ´方向に抗力を及ぼし、これにより発生する推力は正方向（ｘ方向）となる。これに対して、図１２（ａ）の傾斜面Ｅは中立面Ｎよりも負方向（−ｙ方向）に変位した位置にあるため、傾斜面Ｅ上の質点Ｚ´は図１４（ｄ）に示すように逆方向に楕円振動する。よって、図１２に示すＥ面は振動部１が正方向（ｙ方向）に振れてワークにＺＥ´方向に抗力を及ぼすとき、これにより発生する推力は負方向（−ｘ方向）となる。よって、図１２のメイントラックＭＴとリターントラックＲＴではワークは逆走する関係になる。
【００７１】
また、図１３（ａ）の傾斜面Ｃ、Ｄはともに中立面Ｎよりも正方向（ｙ方向）に変位した位置にあるため、傾斜面Ｃ、Ｄ上の質点Ｚは図１４（ｂ）、（ｃ）に示すように同じ方向に楕円振動する。ただし、Ｃ面は振動部１が正方向（ｙ方向）に振れたときにワークにＺｃ´方向に抗力を及ぼすのに対して、傾斜面Ｄは振動部１が負方向（−ｙ方向）に振れたときにワークにＺＤ´方向に抗力を及ぼす。したがって、傾斜面Ｃでは図１４（ｂ）に示すように楕円の長軸のｙ方向端部でｘ方向の推力をワークに与えるのに対して、傾斜面Ｄでは図１４（ｃ）に示すように楕円の長軸の−ｙ方向端部で−ｘ方向の推力をワークに与えることになる。よって、図１２のメイントラックＭＴとリターントラックＲＴでもワークは逆走する関係になる。
【００７２】
このように、ワークの進む方向はメイントラックＭＴとリターントラックＲＴでは逆方向となるため、図１９に示したように、振動部１を構成する第１直線部１１だけで、メイントラックＭＴとリターントラックＲＴを設計することが可能である。
【００７３】
このように、リターントラックＲＴはカーブ部なしで設計することができるため、カーブ部でのワーク滞留を防止でき、リターントラックＲＴ上でワークを安定して搬送することができる。
【００７４】
またメイントラックＭＴとリターントラックＲＴの終端での離間幅ΔＷは、図１８で示した従来技術の場合より小さくすることができる。そのため、ボウルフィーダＢＦを構成するボウルの切欠きを従来構成よりも小さくでき、ボウルでの進行波を生成しやすくなり、ボウル上でワークを安定して搬送することができる。
【００７５】
なお、以上の原理からすると、図１２（ｂ）のように中立面Ｎに対して水平方向の一方向（図ではｙ方向）と他方向（図では−ｙ方向）に溝Ｇａ、Ｇｂを設けて互いにハの字をなす斜面Ｃ、Ｅ´面を振動変換する傾斜面として利用すれば、ワークを順走させる一対のトラックを形成することができる。
【００７６】
また、図１３（ｂ）のように中立面Ｎに対してともに水平方向の一方向（図ではｙ方向）に変位した位置に溝Ｇａ、Ｇｂを設けて互いに平行な斜面Ｃ、Ｄ´を振動変換する傾斜面として利用しても、ともにワークを順走させるトラックを形成することができる。
【００７７】
さらに、図１２（ａ）の溝のうち逆ハの字となる斜面Ｃ´、Ｅを角度を調整して振動変換する傾斜面として利用したり、図１３（ｂ）の溝のうち逆ハの字となる斜面Ｃ´、Ｄ´を角度を調整して振動変換する傾斜面として利用することもできる。
【００７８】
さらまた、トラックを１本のみ、あるいは３本以上設けた場合には、１本ごとに搬送方向を設定することも可能である。
【００７９】
以上のように、本実施形態のワーク搬送装置は、周回させて設けた振動部１と、この振動部１に空間的および時間的位相差の下に２つの定在波を励起し、振動部１のたわみによる楕円振動を連ねて進行波を発生させる進行波発生手段２と、前記振動部１の表面の一部に設定した略水平方向のワーク搬送路Ｔとを具備し、前記進行波発生手段２を、前記振動部１を梁と見立てた場合に当該梁をたわみ変形させた際に伸び縮みが生じない面である中立面Ｎが略鉛直方向（ｚ方向）を向くように構成するとともに、この進行波発生手段２が発生する楕円振動を前記ワークの推力に必要な振動に変換する振動変換手段３を設けたものである。
【００８０】
このため、振動部１のどこに生じる楕円振動のどの部位をワークの推力に変換するかによって、同じ直線部１１上に設けたトラックの順走、順送を自在に実現することができ、設計自由度を大幅に向上させることが可能となる。
【００８１】
特に、前記振動変換手段３は、図４に示すように進行波の進行方向（ｘ方向）に沿って延びかつ定在波の略水平方向（ｙ方向）の振動を垂直抗力としてワークに与える傾斜面Ｃ、Ｄ、Ｅを設けるだけであるため、構成が簡素で自在な振動変換を行うことができる。
【００８２】
具体的には、各溝Ｇａ、Ｇｂが斜面Ｃ、Ｃ´あるいはＤ、Ｄ´あるいはＥ、Ｅ´によって構成されるトラックにおいて、斜面Ｃ、Ｃ´あるいはＤ、Ｄ´あるいはＥ、Ｅ´からの抗力に当該斜面とワークの間の摩擦係数を乗じた値が斜面Ｃ、Ｃ´同士、斜面Ｄ、Ｄ´同士、斜面Ｅ、Ｅ´同士で異なるように設定して、そのうち値が大きくなる方の斜面（図示例ではＣ、Ｄ、Ｅ）を振動変換手段３により推力発生に寄与する傾斜面として機能させている。このため、斜面Ｃ、Ｃ´あるいはＤ、Ｄ´あるいはＥ、Ｅ´の角度を変更したり、斜面Ｃ、Ｃ´あるいはＤ、Ｄ´あるいはＥ、Ｅ´とワークとの間が面接触か線接触かを設定したり、斜面Ｃ、Ｃ´あるいはＤ、Ｄ´あるいはＥ、Ｅ´がワークと接する面にコーティングや表面加工を施したり、ワークとの接触面積を調整したり、斜面Ｃ、Ｃ´あるいはＤ、Ｄ´あるいはＥ、Ｅ´とワークとの間にエアフロート層を構成するなど、種々の設定を行うことによって、様々な態様で本発明を実施することが可能となる。
【００８３】
また、進行波発生手段２は、図２に示すように振動部１がたわみ変形したときに山又は谷となる側面に設けられて空間的および時間的位相差をもった２つの定在波を生成する第１加振部２１、第２加振部２２を含んで構成すればよいため、加振部２１、２２は振動部の内周側ではなくて外外周側でもよく、また進行波の周回方向のどの位置に設けてもよく、周回方向に沿って第１加振部２１の圧電素子と第２加振部２２の圧電素子を交互に設けてもよい。このように、進行波発生手段も設計の自由度が向上したものになる。
【００８４】
具体的には、トラック状の振動部１に対して、図１２（ａ）、（ｂ）の態様や図１３（ａ）、（ｂ）の態様、さらにはこれらを変形させた態様などを通じて、２つの溝Ｇａ、Ｇｂの何れをメイントラックとして使いリターントラックとして使うか、あるいは何れもメイントラックまたはリターントラックとして使うかなどを、種々に設定することができる。
【００８５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、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。
【００８６】
例えば、略水平方向、略鉛直方向には、水平成分や鉛直成分が支配的であれば搬送路が搬送方向に沿って下り勾配、登り勾配となっているような構成や、搬送路が搬送方向と直交する幅方向に傾斜しているような構成となる場合も含む。また、適用対象もリニアフィーダに限定されず、例えばボウルフィーダにおいてワークの搬送路の接線方向を略水平方向としてらせん軌道を登る搬送路とらせん軌道を下る搬送路に対して本発明を適用することもできる。
【００８７】
さらに、図１３に示すようにメイントラックＭＴより外側にリターントラックＲＴを形成して、整列されていないワークをボウルフィーダに戻し、ワークを循環することもできる。
【００８８】
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。
【符号の説明】
【００８９】
１…振動部
２…進行波発生手段
３（３ａ、３ｂ）…振動変換手段
Ｎ…中立面
１１…第１直線部
１２…第２直線部
１３…カーブ部
２１…第１加振部
２２…第２加振部
Ｃ、Ｃ´、Ｄ、Ｄ´、Ｅ、Ｅ´、Ｇ１、Ｇ２…斜面
Ｇ、Ｇａ、Ｇｂ…溝
ＭＴ…ワーク搬送路（メイントラック）
ＲＴ…ワーク搬送路（リターントラック）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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