(57)【要約】      （修正有）【課題】機能を損なうことなく製造コストを削減可能な振動フィーダを提供する。【解決手段】固定フレーム部１１と、振動することで載置した被搬送物８を搬送する搬送台２を支持する可動フレーム部１２と、固定フレーム部１１と可動フレーム部１２を接続する接続フレーム部２１、２１とを同一材料により一体として構成して、接続フレーム部２１、２１を振動の方向にたわむことが可能な板状に形成して、接続フレーム部２１、２１の板厚方向の曲げ剛性が、同一曲げ方向に対する固定フレーム部１１および可動フレーム部１２の曲げ剛性よりも小さくなるように形成するとともに、一部に対して加振力を付与することで接続フレーム部２１、２１の振動方向のたわみと協働して可動フレーム部１２が振動するように構成した。【選択図】図１
2013047132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定フレーム部と、
振動することで載置した被搬送物を搬送する搬送台を支持する可動フレーム部と、
前記固定フレーム部と前記可動フレーム部を接続する第１接続フレーム部とを同一材料により一体として構成して、
前記第１接続フレーム部を前記振動の方向にたわむことが可能な板状に形成して、当該第１接続フレーム部の板厚方向の曲げ剛性が、同一曲げ方向に対する前記固定フレーム部および前記可動フレーム部の曲げ剛性よりも小さくなるように形成するとともに、
一部に対して加振力を付与することで前記第１接続フレーム部の前記振動方向のたわみと協働して前記可動フレーム部が振動するように構成したことを特徴とする振動フィーダ駆動装置。
【請求項２】
前記第１接続フレーム部に板厚方向の曲げを生じさせる曲げモーメントの回転中心軸に対して直交する方向に延びる前記固定フレーム部および前記可動フレーム部の厚みよりも、前記第１接続フレーム部の少なくとも一部の板厚を小さくするように形成したことを特徴とする請求項１に記載の振動フィーダ駆動装置。
【請求項３】
水平方向で、かつ、前記可動フレーム部の振動する方向に対して直交する方向の前記可動フレーム部および前記固定フレーム部の幅よりも、前記第１接続フレーム部の少なくとも一部の幅を小さくするように形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の振動フィーダ駆動装置。
【請求項４】
前記固定フレーム部、前記可動フレーム部および前記第１接続フレーム部に加えて、
ベースフレーム部と、
当該ベースフレーム部と前記固定フレーム部を接続する第２接続フレーム部とを同一材料により一体として構成して、
前記第２接続フレーム部を板状に形成してその板厚方向の曲げ剛性が、当該曲げと同一軸回り方向の前記固定フレーム部および前記ベースフレーム部の曲げ剛性よりも小さくなるように形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の振動フィーダ駆動装置。
【請求項５】
１個もしくは複数個配置した請求項１〜４のいずれかの振動フィーダ駆動装置によって前記搬送台を振動可能に支持させたことを特徴とする振動フィーダ。
【請求項６】
請求項１または２に記載の振動フィーダ駆動装置を製造する振動フィーダ駆動装置の製造方法であって、前記固定フレーム部、前記可動フレーム部および前記第１接続フレーム部を同一の金属ブロックより放電加工またはレーザービーム加工によって一体として製作することを特徴とする振動フィーダ駆動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送台を振動させることで搬送台上に載置した被搬送物を搬送する振動フィーダ、および、その振動フィーダを駆動させるための振動フィーダ駆動装置、並びに、これを製造するための振動フィーダ駆動装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、搬送台を振動させることで搬送台上に載置した被搬送物を搬送する振動フィーダとして、様々なタイプのものが知られている。
【０００３】
その中でも、特許文献１に開示されているような、搬送台を固定フレームに対して弾性的に支持させるとともに、搬送台に対して加振手段により振動を与えることができるように構成したものが一般によく知られている。この特許文献１に開示されている構成を簡略化して表すと図９のようになる。
【０００４】
図９に示す従来の振動フィーダ８０１は、搬送台８０２を振動フィーダ駆動装置８０３によって図中の左下から右上への斜めの方向に振動可能に構成しており、搬送面８０２ａ上に載置させた被搬送物８を図中の右方向に搬送させることができるようになっている。搬送台８０２はトラフとして構成されており、搬送面８０２ａを挟んで図中の紙面奥行き方向と手前方向に設けた一対の側方ガイド面８０２ｂが設けられるようにして、断面がコの字型に形成されている。
【０００５】
こうした搬送台８０２を振動可能に支持する振動フィーダ駆動装置８０３は、固定フレーム８１１に対して斜めに配置された一対の板バネ８２１、８２１を介して可動フレーム８１２を接続することによって、固定フレーム８１１に対して可動フレーム８１２を弾性的に支持できるようにされている。そして、可動フレーム８１２の上面には接続台８１３を介して搬送台８０２が接続されるように構成されている。
【０００６】
また、固定フレーム８１１には電磁石８４１が設けられており、これと対向するようにして磁石吸引部８１２ｂが上記可動フレーム８１２に設けられている。電磁石８４１に対して所定の周波数で断続的に電流を付与することによって、電磁石８４１が磁石吸引部８１２ｂに対して磁気吸引力を作用させて、可動フレーム８１２を加振することができるようになっている。
【０００７】
固定フレーム８１１は、床等の設置面９に対して防振バネ等の防振手段８５１を介して設置されることにより、設置面９を通じて振動フィーダ８０１より他の機器に振動が伝達されることを防止することができるようになっている。
【０００８】
板バネ８２１、８２１を固定フレーム８１１、可動フレーム８１２に対して取り付けるために、固定フレーム８１１にはバネ接続部８１１ａ、８１１ｂが、可動フレーム８１２にはバネ接続部８１２ａ、８１２ａが各々設けられており、当該箇所に設けられたネジ孔（図示せず）に挿通させるネジ８１４〜８１４と、それらのネジ８１４〜８１４によって押圧力を生じさせる固定プレート８１５〜８１５とによって、板バネ８２１、８２１は両端を接続される。
【０００９】
板バネ８２１、８２１は複数枚を重ね合わせて用いることが一般的であり、その枚数を変化させることによって可動フレーム８１２の支持条件を変化させる。このように支持条件を変化させることによって、板バネ８２１、８２１のたわみによって可動フレーム８１３および搬送台８０２が固定フレーム８１１に対して振動する形態の固有振動数が、所定の値になるように調整することが行われる。
【００１０】
上記電磁石８４１を用いた加振周波数と、上記固有振動数とを近い値に設定することによって、少ない電気エネルギで効率よく大振幅の振動を生じさせて被搬送物８の搬送を行わせることができる。
【００１１】
また、こうした従来の振動フィーダをよりシンプルな構成にした場合には、図１０のようなものになると考えられる。
【００１２】
図１０の構成では、固定フレーム９１１がより単純な形態となり、固定フレーム９１１の中央付近に電磁石９４１が取付部材９４２を介して横向きになるように取り付けられている。また、この電磁石９４１と対向するようにして、磁石吸引部９１２ｂが可動フレーム９１２より下方に延在して設けられている。そして、電磁石９４１により磁石吸引部９１２ｂに対して加振力としての吸引力が働くことによって、可動フレーム９１２および搬送台８０２を振動させることができる。
【００１３】
このとき、可動フレーム９１２は固定フレーム９１１に対して斜めに配置された板バネ８２１、８２１によって支持されており、その板バネ８２１、８２１のたわみ方向に対して相対移動しやすいように構成されているため、可動フレーム９１２および搬送台８０２は図中の左下から右上方向に対して振動を行うことになる。
【００１４】
上述したように、一般的なこうした振動フィーダの駆動ユニットとして構成される振動フィーダ駆動装置は、固定フレーム、可動フレームおよび板バネが主要な構成要素となり、固定フレームおよび可動フレームはその形状を維持したままで、板バネの板厚方向へのたわみによって相対移動することができるように構成されるものである。そして、固定フレームおよび可動フレームは一般の鉄鋼材料を、板バネはバネ鋼を用いて形成するなど、別材料で形成されており、これらの接続には上述したようにネジ止め等の手段が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０１１−２６０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述した従来の振動フィーダ駆動装置の構成では、固定フレーム、可動フレームおよび板バネが各々独立した部材として構成されており、これらを接続するようにして組立を行っているために、製造コストが増加するとの問題がある。
【００１７】
具体的には、こうした組立を行うために各部材にはネジ孔や貫通孔を設ける等の加工が必要であり、さらにはネジや座金、固定プレートなどの部品も数多く必要となるため部品製造コストが増加するとともに、部品の管理に多くの手間が掛かっていた。また、取り扱う部品点数が多いことに加えて、板バネの取付角度や長さおよび可動フレームの取付角度など様々な調整が必要であり組立に多くの時間を要していた。
【００１８】
そのため、部品の製作・管理および組み立て工数が多く必要であることから振動フィーダの製造コストが増加を招いていた。
【００１９】
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、具体的には振動フィーダとしての機能を損なうことなく、部品点数および組み立て工数を削減して製造コストを削減することのできる振動フィーダを提供することを目的とする。さらには、その振動フィーダに好適に用いることのできる振動フィーダ駆動装置と、その振動フィーダ駆動装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
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。
【００２１】
すなわち、本発明の振動フィーダ駆動装置は、固定フレーム部と、振動することで載置した被搬送物を搬送する搬送台を支持する可動フレーム部と、前記固定フレーム部と前記可動フレーム部を接続する第１接続フレーム部とを同一材料により一体として構成して、前記第１接続フレーム部を前記振動の方向にたわむことが可能な板状に形成して、当該第１接続フレーム部の板厚方向の曲げ剛性が、同一曲げ方向に対する前記固定フレーム部および前記可動フレーム部の曲げ剛性よりも小さくなるように形成するとともに、一部に対して加振力を付与することで前記第１接続フレーム部の前記振動方向のたわみと協働して前記可動フレーム部が振動するように構成したことを特徴とする。
【００２２】
このように構成すると、第１接続フレーム部が従来の板バネと同様の機能を有しつつ、固定フレーム部と可動フレーム部とを一体として接続するために、振動フィーダ駆動装置としての機能を損なうことなく、ボルト止めおよび部品点数を少なくして組み立て工数を削減し、製造コストを削減することができる。
【００２３】
また、第１接続フレーム部の曲げ剛性を、固定フレーム部や可動フレーム部の曲げ剛性よりも低減させた上記の構成をより簡単に実現するためには、前記第１接続フレーム部に板厚方向の曲げを生じさせる曲げモーメントの回転中心軸に対して直交する方向に延びる前記固定フレーム部および前記可動フレーム部の厚みよりも、前記第１接続フレーム部の少なくとも一部の板厚を小さくするように形成することが好適である。
【００２４】
さらには、水平方向で、かつ、前記可動フレーム部の振動する方向に対して直交する方向の前記可動フレーム部および前記固定フレーム部の幅よりも、前記第１接続フレーム部の少なくとも一部の幅を小さくするように形成することも好適である。
【００２５】
また、固定フレーム部と設置面との間の防振機能を有するようにするためには、前記固定フレーム部、前記可動フレーム部および前記第１接続フレーム部に加えて、ベースフレーム部と、当該ベースフレーム部と前記固定フレーム部を接続する第２接続フレーム部とを同一材料により一体として構成して、前記第２接続フレーム部を板状に形成してその板厚方向の曲げ剛性が、当該曲げと同一軸回り方向の前記固定フレーム部および前記ベースフレーム部の曲げ剛性よりも小さくなるように形成することが好適である。
【００２６】
また、本発明の振動フィーダは、１個もしくは複数個配置した上記のいずれかの振動フィーダ駆動装置によって前記搬送台を振動可能に支持させたことを特徴とする。
【００２７】
このように構成すると、搬送台に対して目的に応じた振動形態を生じさせることができる振動フィーダを低コストで製作することが可能となる。
【００２８】
また、本発明の振動フィーダ駆動装置の製造方法は、前記固定フレーム部、前記可動フレーム部および前記第１接続フレーム部を同一の金属ブロックより放電加工またはレーザービーム加工によって一体として製作することを特徴とする。
【００２９】
このような製造方法を用いることにより、容易に固定フレーム部、前記可動フレーム部および前記第１接続フレーム部を一体として構成した振動フィーダ駆動装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明した本発明によれば、機能を損なうことなく、製造コストを削減可能な振動フィーダを提供することが可能となる。また、その振動フィーダに用いることのできる安価な振動フィーダ駆動装置と、その振動フィーダ駆動装置の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動フィーダの側面図。
【図２】同振動フィーダの正面図。
【図３】同振動フィーダの２質点系振動モデルと１質点系振動モデル。
【図４】本発明の第２実施形態に係る振動フィーダの側面図。
【図５】本発明の第３実施形態に係る振動フィーダの側面図。
【図６】第３実施形態に係る振動フィーダを変形した変形例を示す側面図。
【図７】第１実施形態に係る振動フィーダを変形した変形例を示す側面図。
【図８】第１実施形態に係る振動フィーダを変形した図７とは別の変形例を示す正面図。
【図９】従来の振動フィーダを簡略化して示した側面図。
【図１０】図９の振動フィーダをさらに簡略化して示した側面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜第１実施形態＞
【００３３】
この第１実施形態の振動フィーダ１は、図１に示すように、トラフとして構成された搬送台２と、当該搬送台２を支持しつつ振動させる振動フィーダ駆動装置３によって構成されている。
【００３４】
搬送台２は、搬送方向である図中の右方向に対して延在する平面として形成された搬送面２ａを有し、当該搬送面２ａに被搬送物８、８を載置可能に構成されている。さらに、図２に示すように、その搬送面２ａを挟むようにして、幅方向に一対の側方ガイド面２ｂ、２ｂが設けられており、搬送台２は断面がコ字状になるように形成されている。このように形成された側方ガイド面２ｂ、２ｂによって、側方への飛び出しを防止されつつ、被搬送物８、８は図１における右方向に搬送されるように構成している。
【００３５】
なお、上記の搬送方向とは、搬送面２ａの延在する方向であり、かつ、被搬送物８の進行する向きを示し、上記の幅方向とは水平でかつ搬送方向に対して直交する方向を示すものである。
【００３６】
搬送台２は、図１に示すように、振動フィーダ駆動装置３によって下側より支持されるとともに、水平状態を保ったまま図中の左下から右上に向かう斜めの方向に振動可能に構成されており、この振動によって搬送面２ａ上の被搬送物を搬送方向に移動させていくことが可能となっている。
【００３７】
振動フィーダ駆動装置３は、大きくは１個のブロックとして構成した一体形成部４と、振動を発生させるための加振手段としての電磁石４１と、一体形成部４の下面に設けられており、設置面９との間での振動の伝播を防ぐ防振手段としての防振バネ５１、５１により構成されている。
【００３８】
一体形成部４は概ね、図２に示すように搬送方向より見た場合には矩形の、図１に示すように幅方向より見た場合には平行四辺形の外形を示すブロックとして形成されており、その内部に開口部４ａが形成されることによって、以下に示すような機能を有する各部分が形成されている。
【００３９】
まず、一体形成部４の中には、搬送方向に延在しつつ全体を支えるための固定フレーム部１１が形成されている。この固定フレーム部１１とは概ね図中の二点鎖線以下の部分であり、平板状のブロックとして形成されている。固定フレーム部１１は下面に設けた防振手段としての防振バネ５１、５１によって設置面９の上で支持されることにより、ほぼ水平を保った状態を維持するように構成されている。
【００４０】
また、当該固定フレーム部１１と対向して平行に可動フレーム部１２が形成されている。この可動フレーム部１２も上記固定フレーム部１１と同様に、概ね平板状のブロックとして搬送方向に延在するように形成されている。可動フレーム部１２は、上面に搬送台２を取り付けることが可能となっており、可動フレーム部１２が固定フレーム部１１に対して平行状態を維持しつつ斜め方向に相対移動する形態で振動することにより、搬送台２に振動を生じさせることができるようになっている。
【００４１】
固定フレーム部１１と可動フレーム部１２とは、一対の接続フレーム部２１、２１によって接続されることによって、一体形成部４は全体として中央に開口部４ａを備えた平行四辺形状の枠形態になるようにされている。
【００４２】
接続フレーム部２１、２１はそれぞれ板状に形成されるとともに、上部が被搬送物８の搬送方向に対して後側に傾くように斜めに配置されている。こうすることで、接続フレーム部２１の板厚方向へのたわみに伴って、搬送台２が水平状態を保ったままで、図中の左下から右上に向かう斜め方向に移動することができるようになっている。すなわち、接続フレーム部２１、２１は可動フレーム部１２の振動する方向にたわむ向きに配置して設けられている。
【００４３】
接続フレーム部２１、２１の厚みＴは、固定フレーム部１１の厚みＴｂおよび可動フレーム部１２の厚みＴｔよりも小さくなるように構成されている。このようにすることで、接続フレーム部２１、２１の幅方向に平行な軸回り方向の、すなわち板厚方向への曲げ剛性が、固定フレーム部１１および可動フレーム部１２の同一曲げ方向に対する曲げ剛性に比し小さくなるようにしている。そのため、接続フレーム部２１、２１がその板厚方向にたわむようにして変形した場合であっても、固定フレーム部１１および可動フレーム部１２はほとんど変形することがなく、固定フレーム部１１および可動フレーム部１２はほぼ平行状態を保ったままで相対変位することが可能となっている。
【００４４】
なお、本実施形態においては固定フレーム部１１および可動フレーム部１２とを平板状に形成し水平に配置しているために、固定フレーム部１１の厚みＴｂおよび可動フレーム部１２の厚みＴｔは垂直方向の寸法をいうものとしているが、厳密には固定フレーム部１１および可動フレーム部１２を傾斜して配置した場合には上記の垂直方向に限ることはなく、接続フレーム部２１、２１に板厚方向の曲げを生じさせる曲げモーメントの回転中心軸に対して直交する方向に延びるように形成された固定フレーム部１１および可動フレーム部１２の、当該延在方向に対して直交する方向の厚みであればよい。ここで、接続フレーム部２１、２１に板厚方向の曲げを生じさせる曲げモーメントの回転中心軸とは、接続フレーム部２１、２１の幅方向に対して平行となる向きの軸を指す。上記のように定義することで、上記接続フレーム部２１、２１の板厚方向の曲げを生じさせる曲げモーメントに抗する曲げ剛性に影響を及ぼす代表的数値として適切に表すことができる。
【００４５】
また、接続フレーム部２１、２１は両端部近傍を除いた図中に長さＬで示した範囲で、図２で示したように固定フレーム部１１の幅Ｂｂおよび可動フレーム部１２の幅Ｂｔよりも小さな幅Ｂ１になるように形成されている。このように幅の小さな部分は、接続フレーム部２１、２１の中でもさらに曲げ剛性が低くたわみやすいバネ作用部２１ａとして形成されている。当該バネ作用部２１ａは特に曲げ剛性が低い部分として、最もたわみ変形しやすい部分であるとともに、図１および図２に示すように、長さＬ、厚みＴ、幅Ｂ１をパラメータとして、そのたわみ量を容易に調整することが可能である。こうすることで、接続フレーム部２１、２１が板厚方向にたわむことにより可動フレーム部１２が固定フレーム部１１に対して平行移動する形態での固有振動数を調整することが可能となっている。
【００４６】
図１に戻って、さらに一体形成部４には、固定フレーム部１１の上面に接続される形態で、ブロック状に形成されたウエイト部１４が設けられており、固定フレーム部１１側の重量を増加させて、可動フレーム部１２側のみが振動しやすいようにしている。また、可動フレーム部１２の下面には、プレート状の磁石吸引部１３が下方向に延出するようにして形成されている。
【００４７】
この磁石吸引部１３と対向するようにして、磁極部が横向きになるように配置された電磁石４１が取付部材４２を介して固定フレーム部１１の上面に設置されている。この電磁石４１に対して、図示しない制御部より所定の周波数で電流を断続的に流すことによって、磁石吸引部１３に対して所定の周波数で磁気吸引力を働かせることができるようになっている。こうすることで可動フレーム部１２に対して所定の周波数で加振力を付与することが可能となっている。
【００４８】
上記のように、本実施形態における一体形成部４は固定フレーム部１１、可動フレーム部１２、接続フレーム部２１、２１、ウエイト部１４および磁石吸引部１３が同一材料によって一体として構成された形態となっている。
【００４９】
このように、一体形成部４は内部に開口部４ａを形成することによって上記の各部分を形成したものであり、金属ブロックを基にして形成される。開口部４ａは幅方向に対して貫通するように形成するものであり、レーザ加工または放電加工を行うことによって形成することが好適である。このよう加工法を用いることにより、接続フレーム部２１、２１の厚みＴを十分に薄くして、従来の板バネと同様にたわみやすく形成できるとともに、各部分を十分に高い精度で形成でき、所望の形態の運動を行わせることが可能となっている。例えば、幅方向が５０ｍｍのブロックに対して開口部４ａを形成することで、接続フレーム部２１、２１は１ｍｍ程度にまで薄く形成することが可能であり、一般の金属材料を用いても十分なバネ作用を得ることが可能である。
【００５０】
ここで、上述したバネ作用部２１ａの寸法を、次のような考えを用いつつ設定することによって、可動フレーム部１２および搬送台２が固定フレーム部１１に対して適切に動作可能にすることができる。
【００５１】
まず、被搬送物８を適切に搬送可能にするためには、可動フレーム部１２および搬送台２が固定フレーム部１１に対して平行を保ちつつ相対移動する形態での固有振動数を所定の値に設定する必要がある。この点、振動フィーダ１の目的とする振動モードでの固有振動数が、加振周波数の整数倍、または、整数分の１に相当する関係になるように構成していれば、共振現象により振動が増幅されて少ない電気エネルギで駆動することができるようになり好適である。
【００５２】
また、加振手段としての電磁石４１に制御電流を付与する場合には、その制御電流の周波数を商用電源周波数と一致させることは、装置構成の簡略化にとって好適である。従って、例えば商用電源周波数が６０Ｈｚの地区において使用する限り、当該６０Ｈｚの整数倍、または、整数分の１に相当する固有振動数となるようにバネ作用部２１ａの寸法を決定することが好適である。
【００５３】
こうした考えを取り入れるために、まずは、本振動フィーダ１を単純化した図３（ａ）のような振動モデルを考える。このモデルにおける下側の固定質量部７１は、図１において接続フレーム部２１、２１を境界とした下側部分に相当するもので、固定フレーム部１１、ウエイト部１４、電磁石４１および取付部４２の質量の総和であり、その質量はＭｂで表すこととする。また、図３における上側の可動質量部７２は、図１において接続フレーム部２１、２１を境界とした上側部分に相当するもので、可動フレーム部１２、磁石吸引部１３、および搬送台２の質量の総和であり、その質量はＭｔで表すこととする。
【００５４】
固定質量部７１および可動質量部７２は、接続フレーム部２１、２１（図１参照）をモデル化したバネ７３によって接続されており、そのバネ定数はｋで表すこととする。なお、ここでは接続フレーム部２１、２１の質量分を無視しているが、より厳密に計算を行う場合にはこれらの質量分を上記固定質量部７１および可動質量部７２の各質量値Ｍｂ、Ｍｔに組み入れるようにして計算することも好適である。
【００５５】
図３（ａ）のような二質点系モデルは、一般に図３（ｂ）のような一質点系モデルに変換して考えることができる。この場合には、相当質量Ｍｒを有する質量部７４がバネ定数ｋのバネ７３によって固定部７５に対して接続されたモデルで考えることになる。
【００５６】
ここで、相当質量Ｍｒ（ｋｇ）と、上記固定質量部７１の質量Ｍｂ（ｋｇ）および可動質量部７２の質量Ｍｔ（ｋｇ）とには次のような関係があることが知られている。
Ｍｒ＝Ｍｔ・Ｍｂ／（Ｍｔ＋Ｍｂ）  ……………………………………………数式（１）
【００５７】
また、固有振動数Ｎｆ（Ｈｚ）と、上記相当質量Ｍｒ（ｋｇ）と、バネ７３のバネ定数ｋ（Ｎ／ｍ）との間には、次式の関係がある。
Ｎｆ＝（ｋ／Ｍｒ）＾０．５／２π  ……………………………………………数式（２）
【００５８】
数式（２）を変形すると、所望の固有振動数Ｎｆ（Ｈｚ）を得るために必要なバネ定数ｋ（Ｎ／ｍ）を求めるための式が次のように得られる。
ｋ＝Ｍｒ×（２π・Ｎｆ）＾２  …………………………………………………数式（３）
【００５９】
さらに、板状に形成されたバネ作用部２１ａの寸法と、そのたわみ方向のバネ定数ｋとの間には、次のような関係がある。
ｋ＝Ｅ・Ｂ・Ｔ＾３／Ｌ＾３  ……………………………………………………数式（４）
ここで、Ｅはヤング率（Ｐａ）、Ｌはバネ作用部２１ａの長さ（ｍ）、Ｂはバネ作用部２１ａの幅の総和（ｍ）、Ｔはバネ作用部２１ａの厚み（ｍ）を表す。
【００６０】
数式（３）、数式（４）より、次式の関係が得られる。
Ｂ＝Ｍｒ×（２π・Ｎｆ）＾２×Ｌ＾３／（Ｅ・Ｔ＾３）  …………………数式（５）
【００６１】
以上の数式（１）〜（５）を用いて、例えば、以下のように計算を行う。
【００６２】
まず、固定質量部７１の質量Ｍｂ（ｋｇ）が２ｋｇで、可動質量部７２の質量Ｍｔが１ｋｇの場合には、数式（１）より、相当質量Ｍｒは２／３ｋｇと求めることができる。
【００６３】
そして、固有振動数Ｎｆを、商用電源周波数６０Ｈｚの２倍である１２０Ｈｚに設定したい場合には、その時のバネ定数ｋは３８．７ｋｇｆ／ｍｍ（３．７９×１０＾５Ｎ／ｍ）と得られる。
【００６４】
さらに、ヤング率Ｅ＝２１０００ｋｇｆ／ｍｍ（２０６ＧＰａ）、Ｌ＝６０ｍｍ（０．０６ｍ）、Ｔ＝３ｍｍ（０．００３ｍ）と設定すると、数式（５）より、Ｂ＝１４．７４ｍｍ（０．０１４７４ｍ）と得られる。
【００６５】
本実施形態では、バネ作用部２１ａは２個並列に設けられており、それぞれの幅Ｂ１（図２参照）と、上記バネのバネ作用部２１ａの幅の総和Ｂとの関係では、Ｂ＝Ｂ１×２の関係がある。従って、この場合の個々のバネ作用部２１ａの幅Ｂ１は７．３７ｍｍと求めることができる。
【００６６】
以上に例示したような方法によって、目的とする固有振動数に応じてバネ作用部２１ａの寸法を適正化することが可能となる。
【００６７】
上記のようにして図１のように構成した振動フィーダ１は、図示しない制御部より電磁石４１ａに所定の周波数で断続的に電流を与えることにより、磁石吸引部１３を吸引することで可動フレーム部１２に対して加振力を付与し、可動フレーム部１２および搬送台２に対して振動を生じさせることができる。
【００６８】
この際、固定フレーム部１１および可動フレーム部１２に対して、接続フレーム部２１、２１の板厚Ｔが、幅方向に直交する方向の固定フレーム部１１の厚みＴｂや可動フレーム部１２の厚みＴｂの厚みＴｔに比し小さく設定されていることによって、板厚方向の曲げ剛性が、当該曲げと同一曲げ方向の固定フレーム部１１の厚みＴｂや可動フレーム部１２の曲げ剛性に対して小さくされており、このため接続フレーム部２１、２１の板厚方向へのたわみが支配的になり、このたわみと上記加振力とが協働することによって、可動フレーム部１２が固定フレーム部１１に対して相対移動するようにして振動が生じるようになっている。
【００６９】
また、接続フレーム部２１、２１は端部近傍を除いて、可動フレーム部１２の振動する方向に対して直交する方向に向かう幅が、可動フレーム部１２や固定フレーム部１１に対して狭くなるように形成されており、より曲げ剛性の低いバネ作用部２１ａ、２１ａとして機能することで、よりたわみ変形が行い易くなっている。さらに、このバネ作用部２１ａ、２１ａの寸法は、上記の数式（１）〜（５）の考え方に基づいて決定されることによって、所望の固有振動数を有する振動フィーダとして製作することができ、それに対応する周波数で加振力を与えることによって、少ない電気エネルギでより効率よく大きな振幅を発生させることができるようになっている。
【００７０】
また、接続フレーム部２１、２１は、互いに平行になるように、かつ、傾斜して設けられていることから、可動フレーム部１２および搬送台２が水平状態をほぼ維持したままで、斜め方向に移動する形態で振動するようになっている。そのため搬送台２上に載置された被搬送物８、８は、振動によって斜め上方に放り投げられるかのような形態で移動し、これが連続的に繰り返されることによって図中の右方向に搬送されていくことになる。
【００７１】
さらに、固定フレーム部１１に接続されるようにしてウエイト部１４が設けられており、可動部分である可動フレーム部１２や搬送台２に比して重量が大きくなるように設定しているために、振動を発生させた際でもより固定フレーム部１１の側が安定して、効率よく可動フレーム部１２および搬送台２のみを振動させることができるようになっている。
【００７２】
また、固定フレーム部１１と設置面９との間には、防振バネ５１が設けられているために、振動フィーダ１による振動が他の機器に伝播することや、他の機器からの振動が振動フィーダ１に伝播することで予期せぬ振動が生じて被搬送物８、８の制御が困難になるなどの不具合を避けることが可能となる。
【００７３】
以上のように、本実施形態に係る振動フィーダ駆動装置３は、固定フレーム部１１と、振動することで載置した被搬送物８を搬送する搬送台２を支持する可動フレーム部１２と、前記固定フレーム部１１と前記可動フレーム部１２を接続する接続フレーム部２１、２１とを同一材料により一体として構成して、前記接続フレーム部２１、２１を前記振動の方向にたわむことが可能な板状に形成して、当該接続フレーム部２１、２１の板厚方向の曲げ剛性が、同一曲げ方向に対する前記固定フレーム部１１および前記可動フレーム部１２の曲げ剛性よりも小さくなるように形成するとともに、一部に対して加振力を付与することで前記接続フレーム部２１、２１の前記振動方向のたわみと協働して前記可動フレーム部１２が振動するように構成したことを特徴とするものである。
【００７４】
このように構成しているため、従来のように板バネを用いた構成に代えて、接続フレーム部２１、２１によって、固定フレーム部１１と可動フレーム部１２と一体して接続する構成とし、かつ接続フレーム部２１、２１のたわみが主体となって可動フレーム部１２に振動を生じさせることができ、振動フィーダ駆動装置３としての機能を損なうことなく、部品点数およびボルト止めの箇所を少なくして組み立て工数を削減し、製造コストを削減することができる。
【００７５】
また、前記接続フレーム部２１、２１に板厚方向の曲げを生じさせる曲げモーメントの回転中心軸に対して直交する方向に延びる前記固定フレーム部１１および前記可動フレーム部１２の厚みよりも、前記接続フレーム部２１、２１の少なくとも一部の板厚を小さくするように形成するようにして構成しているため、接続フレーム部２１、２１は曲げ剛性を低くして、固定フレーム部１１や可動フレーム部１２に比し変形しやすくすることができ、上記の効果を容易に得ることができる。
【００７６】
さらに、水平方向で、かつ、前記可動フレーム部１２の振動する方向に対して直交する方向の前記可動フレーム部１２および前記固定フレーム部１１の幅よりも、前記接続フレーム部２１、２１の少なくとも一部の幅を小さくするように形成するように構成しているため、接続フレーム部２１、２１は曲げ剛性をより一層低くして、固定フレーム部１１や可動フレーム部１２に比し変形しやすくすることができ、上記の効果をより簡単に得ることができる。
【００７７】
さらに、本実施形態に係る振動フィーダ１は、１個配置した上記の振動フィーダ駆動装置３によって前記搬送台２を振動可能に支持させたことを特徴とするものである。
【００７８】
このように構成してあるため、組み立て工数を削減して、製造コストを削減することができる振動フィーダ１を提供することが可能となる。
【００７９】
また、本実施形態に係る振動フィーダ駆動装置３の製造方法は、前記固定フレーム部１１、前記可動フレーム部１２および前記接続フレーム部１２を同一の金属ブロックより放電加工またはレーザービーム加工によって一体として製作することを特徴とするものである。
【００８０】
このような製造方法を用いることにより、容易に固定フレーム部１１、前記可動フレーム部１２および前記接続フレーム部２１、２１を一体として形成して、上記のような効果を有する振動フィーダ駆動装置３を提供することが可能となる。
＜第２実施形態＞
【００８１】
第２実施形態における振動フィーダ１０１を図４に示す。上述した第１実施形態の振動フィーダ１（図１参照）と共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００８２】
本実施形態では、一体形成部１０４の形状が大きく異なり、二階建て構造になっている点が第１実施形態の場合と大きく異なる。
【００８３】
具体的には、固定フレーム部１１１よりも上側は第１実施形態の場合と同様の形態を採りつつ二階部分を構成し、固定フレーム部１１１の下方に、当該固定フレーム部１１１と同様に搬送方向に延在するベースフレーム部１１６が形成されており、固定フレーム部１１１とベースフレーム部１１６とは一対の第２接続フレーム部１２２、１２２によって接続するようにして一階部分が構成されている。さらに、ベースフレーム部１１６の上方にはブロック状の第２ウエイト部１１７が形成されている。また、ベースフレーム部１１６の下面には、防振バネ５１、５１が設けられ、設置面９との間での振動の伝達を避けるようにしている。
【００８４】
また、二階部分における可動フレーム部１１２と固定フレーム部１１１は、第１実施形態における接続フレーム部２１、２１（図１参照）と同様に形成した第１接続フレーム部１２１、１２１によって接続されており、固定フレーム部１１１の上部には第１ウエイト部１１４が形成されている。また、可動フレーム１１２の下面からは磁石吸引部１１３が張り出し、当該磁石吸引部１１３と対向するようにして電磁石４１が取付部４２を介して固定フレーム部１１１の上面に固定されている。
【００８５】
このように、本実施形態における一体形成部１０４は、ベースフレーム部１１６、第２ウエイト部１１７、固定フレーム部１１１、第１ウエイト部１１４、可動フレーム部１１２、磁石吸引部１１３、第１接続フレーム部１２１、１２１、第２接続フレーム部１２２、１２２によって形成されており、これらの部分が同一の金属ブロックに対してレーザ加工または放電加工により２つの開口部１０４ａ、１０４ｂを形成することによって一体として形成されるようにしている。
【００８６】
そして、固定フレーム部１１１よりも上側の部分においては、第１の実施形態における振動フィーダ１（図１参照）と同様に駆動することができる。
【００８７】
そして、固定フレーム部１１２よりも下側の部分においては、第２接続フレーム部１２２、１２２が防振バネ５１、５１と同様の機能を有するようにしているために、固定フレーム部１１１に振動が生じないようより動作を安定させて、可動フレーム部１１２および搬送台２の動作を安定化させることができるようになっている。そのために、第２接続フレーム部１２２、１２２はその板厚方向の曲げ剛性が、当該曲げと同一軸回り方向の固定フレーム部１１１およびベースフレーム部１１６の曲げ剛性に比し小さくなるようにすることにより、第２接続フレーム部１２２、１２２が積極的に変形してこの部分で振動を吸収できるようにしている。また、この防振機能によって、当該振動フィーダ駆動装置１０３から設置面９を通じて他の機器に振動が伝播することをより確実に防止することができるようになる。
【００８８】
なお、第１接続フレーム部１２１、１２１に対して第２接続フレーム部１２２、１２２を延長線上に置くことは必ずしも必須ではなく、第２接続フレーム部１２２、１２２の角度は振動を吸収する方向に応じて設定すれば良い。また、第２接続フレーム部１２２、１２２の板厚、長さおよび幅は、吸収すべき振動の大きさ、周波数に応じて適宜決定するものであり、必ずしも第１接続フレーム部１２１、１２１と同一にする必要はない。
【００８９】
以上のように、本実施形態にかかる振動フィーダ駆動装置１０３は、固定フレーム部１１１、可動フレーム部１１２および第１接続フレーム部１２１、１２１に加えて、ベースフレーム部１１６と、当該ベースフレーム部１１６と前記固定フレーム部１１１を接続する第２接続フレーム部１２２、１２２とを同一材料により一体として構成して、前記第２接続フレーム部１２２、１２２を板状に形成してその板厚方向の曲げ剛性が、当該曲げと同一軸回り方向の前記固定フレーム部１１１および前記ベースフレーム部１１６の曲げ剛性よりも小さくなるように形成したことを特徴とするものである。
【００９０】
このように構成しているため、第２接続フレーム部１２２、１２２を防振手段として活用して、より固定フレーム部１１１を安定させて、可動フレーム部１１２を効率よく動作させることが可能となるとともに、設置面９を通じて他の装置に振動が伝播することをより一層抑制することが可能となる。
＜第３実施形態＞
【００９１】
第３実施形態における振動フィーダ２０１を図５に示す。上述した第１実施形態の振動フィーダ１（図１参照）と共通する部分については同じ符号を付して説明を省略する。
【００９２】
本実施形態では、第１実施形態および第２実施形態に比し、搬送台２０２が搬送方向に対して長尺に構成されており、１個の搬送台２０２に対して３個の振動フィーダ駆動装置３〜３を設けたものである。
【００９３】
これらの振動フィーダ駆動装置３〜３に対して同一周波数、かつ、同一位相の電流を同時に与えることによって、協働して搬送台２０２を振動させることが可能になる。このようにすることで、大きく、重量のある搬送台２０２でも複数の振動フィーダ駆動装置３〜３を直列して配置することによって振動を生じさせることができ、搬送台２０２上に載置させた被搬送物８、８の搬送を行うことが可能となっている。
【００９４】
また、振動フィーダ駆動装置３〜３は、上述した第１実施形態におけるものと同一であるために、組み立て工数が少なく安価に製作できるものである。そのため、当該振動フィーダも簡単に組立、安価に製作することが可能となっている。
【００９５】
なお、振動フィーダ駆動装置３〜３は、搬送台２０２の大きさに応じて個数を変更して設置することも可能である。
【００９６】
以上のように、本実施形態に係る振動フィーダは、複数個配置した振動フィーダ駆動装置３〜３によって搬送台２０２を振動可能に支持させたことを特徴とするものである。
【００９７】
このようにすることで、より大型の振動フィーダ装置であっても低コストで、簡単に製作することが可能となる。
【００９８】
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。
【００９９】
例えば、図６（ａ）、（ｂ）のようにして、搬送台３０２を円板状に構成して、その下面の四箇所にそれぞれ９０度ずつ向きを異ならせるようにして４個の振動フィーダ駆動装置３〜３を配置する構成も考えられる。このようにすることで、搬送台３０２に対して捻り振動を付与することが可能であり、搬送台３０２上に載置する被搬送物に対して、回転運動を行わせることも可能である。このような特殊な搬送動作を行わせるための振動フィーダ３０１であっても、振動フィーダ駆動装置３〜３として上記の実施形態のものを使用することによって安価に製造することが可能となる。
【０１００】
また、第１実施形態における振動フィーダ１（図１参照）は図７のように変形することもできる。これは、可動フレーム部４１２への加振手段として電磁石４１（図１参照）に代えて、接続フレーム部４２１、４２１の表面に圧電ユニット４４５、４４５を貼り付けたものである。当該圧電ユニット４４５、４４５は圧電素子によって構成されており、電圧を印加することによって伸びを生じさせることが可能である。こうした圧電ユニット４４５、４４５を用いることによって接続フレーム部４２１、４２１のたわみを制御するようにして加振力を与え、これらを介して可動フレーム部４１２に振動を生じさせるように構成することも可能である。このように構成すれば、一体形成部４０４はより単純な形状として、内部のウエイト部４１４をより大きくして固定フレーム部４１１の安定性をより向上させることも可能である。
【０１０１】
また、第１実施形態における振動フィーダ１（図１参照）は図８のように変形することもできる。すなわち、１個の接続フレーム部５２１の中間に矩形状の開口部を設けるようにしてバネ作用部５２１ａ、５２１を二つに分割した形態とすることもできる。このようにした場合でも、個々のバネ作用部５２１ａの幅Ｂ２の総和が、上記数式（４）で用いたバネ幅の総和Ｂの関係になっていれば、上記第１実施形態で述べた考え方を基にして寸法を決定して製作することが可能である。
【０１０２】
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】
【０１０３】
１…振動フィーダ
２、２０２、３０２…搬送台
３…振動フィーダ駆動装置
４…一体形成部
８…被搬送物
１１、１１１…固定フレーム部
１２、１１２…可動フレーム部
１４、１１４…(第１)ウエイト部
１１６…ベースフレーム部
１１７…（第２）ウエイト部
２１、１２１…（第１）接続フレーム部
１２２…（第２）接続フレーム部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2013047132.tif 000005
【図４】
2013047132.tif 000006
【図５】
2013047132.tif 000007
【図６】
2013047132.tif 000008
【図７】
2013047132.tif 000009
【図８】
2013047132.tif 000010
【図９】
2013047132.tif 000011
【図１０】
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