つぎに、本発明に係る振動装置の駆動制� ��装置を実施するための最良の形態を以下に� ��述する。なお、以下の実施形態では、電磁� ��イルによる振動を利用した電磁式振動パー� ��フィーダに適用した場合を例示するが、圧� ��素子による振動を利用した振動パーツフィ� ��ダや、電磁振動式直進フィーダあるいは電� ��振動式の部品研磨装置などにも適用可能で� ��る。

 図1aは、実施形態における振動パーツフ� �ーダ1およびその駆動制御装置10の概略構成� �示す。振動パーツフィーダ1に収容される部� ��は、図1dに示すように鉄製のプロジェクシ� �ンナット19であり、その寸法は、例えば、縦 12mm、横12mm、厚さ5mmで、中央部にねじ孔19aが� ��成され、片側の四隅に溶着用突起19bが形成� ��れた一般的なものである。

 この実施形態における振動パーツフィー� ��1は、鋼板製のボウル2を備えている。螺旋� �の部品搬送路が形成された円形のボウル2の� ��側に振動発生部3を具備する。前記ボウル2� �内壁面に沿って螺旋状の部品搬送路20(図1b参 照)が形成されている。このボウル2の底部裏� ��に固設された磁性材料製の被吸引部4が複数 本のバネ部材5の上端により支持されると共� �、そのバネ部材5の下端が静止状態のベース� ��材6に対して所定の傾斜角度を持って固着さ れている。

 前述のベース部材6には電磁コイル7が設� �されており、この電磁コイル7へのオン・オ� ��通電により前述の被吸引部4を断続的に吸引 してボウル2に円周方向と上下方向との合成� �動を付与することで、ボウル2の底部に供給� ��れた多数の部品を部品搬送路20に沿って整� �させた状態で順次搬送し、ボウル2上端部の� ��出管21から送出するようにしている。なお� �一般的に採用されているので図示していな� �が、電磁コイル7の電磁鉄心と被吸引部4の間 に所定間隔の空隙が設けてあり、それによっ て上述の合成振動が形成されている。

 従って、振動パーツフィーダ1の振動発生 部3は、ベース部材6、バネ部材5、電磁コイル 7および被吸引部4がユニット化された状態で� ��成され、局部的には電磁コイル7である。な お、図1bに示すように、部品搬送路20の搬送� �動面が前記送出管21の搬送滑動面に連なって いる。

 図1aおよび図1bに二点鎖線で示すように、 送出管21にウレタン樹脂やポリプロピレン樹� ��で作られた柔軟性のある供給ホース22が接� �され、プロジェクションナット19の消費装置 である電気抵抗溶接機にナットフィーダ装置 を経由して供給されるようになっている。

 上述の振動パーツフィーダ1に類似した装 置として、図1cに示すように、電磁振動式直� ��フィーダ23があり、このようなフィーダに� �いても、前述のような電源電圧に関する課� �がある。これは直線的な部品搬送部材24に部 品搬送路20が形成され、この部品搬送路20に� �ってボルト等の部品が移送される。この移� �は、前記振動パーツフィーダ1と同様な振動� ��よって行われる。部品がボルトである場合� ��は、その頭部を首吊り状にして搬送するよ� ��になっている。なお、図1aおよび図1bと同様 な構造については、同一符号を付して重複説 明は省略してある。

 前記振動パーツフィーダ1における振動発生 部3を構成する電磁コイル7への通電を制御す� ��駆動制御装置10は、電圧検出回路11、記憶回 路12、演算処理回路13、駆動回路14、通電検出 回路15および電流検出回路16で主要部が構成� �れている。この駆動制御装置10は、交流電源 17に接続されたブリッジ構成の整流ダイオー� ��D ₁ ~D ₄ と平滑コンデンサC ₁ により電源電圧を直流変換し、その直流電圧 を駆動回路14によりスイッチング動作される� ��イッチング素子としてのトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ でもって出力電圧に変換してその出力電圧で 振動パーツフィーダ1の電磁コイル7を駆動す� ��。

 この駆動制御装置10における電圧検出回路11 は、整流ダイオードD ₁ ~D ₄ および平滑コンデンサC ₁ の後段に設けられ、交流電源17から入力され� ��電源電圧、例えば仕向地での電源電圧とし� ��周波数60Hzで振幅200Vの電圧値を整流ダイオ� �ドD ₁ ~D ₄ および平滑コンデンサC ₁ により直流変換された電圧を検出する。

 記憶回路12に、仕向地での電源電圧に対す� �基準電圧、例えば周波数60Hzで振幅100Vの電圧 値でトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ を駆動する時の基本スイッチングパターンを 、振動パーツフィーダ1の生産工程において� �本スイッチングパターン設定手段18により予 め格納させておく。この基本スイッチングパ ターンは、この実施形態におけるプロジェク ションナット19のサイズや質量およびボウル2 の質量、電磁コイル7の出力特性等を勘案し� �良好な状態のもの、望ましくは最適状態の� �のとされており、この場合ではボウル2の振� ��数が毎秒75回で電圧が95Vとされ、毎分約200� �の最適な送出がなされるように製造段階で� �定されている。

 この基本スイッチングパターン設定手段1 8は、例えば、上述のように振動数が毎秒75回 で、振幅を設定する電圧が95Vの値を設定する 機能のものであり、種々な形態のものが採用 できる。その一例は、つぎの通りである。基 本スイッチングパターンを設定する機器は、 交流電源を直流に変換する直流変換手段と、 この直流により所定の波形を形成する波形形 成手段と、この波形を所定の周波数(振動数)� ��振幅に設定する手段等が含まれたものであ� ��。そして、前記周波数(振動数)を所定値に� �定するための振動数設定手段が調節可能な� �のとして設置され、また、前記振幅を所定� �に設定するための振幅設定手段が調節可能� �ものとして設置されている。

 交流電源は例えば、AC100V、60Hzであり、こ れを直流に変換してから前記振動数設定手段 と振幅設定手段を用いて、適正な振動数と電 圧(振幅)を設定する。この設定は、調節つま� ��等を操作して作業者がプロジェクションナ� ��トの送出個数の状態を観察しながら最適値� ��設定するもので、このパーツフィーダの場� ��は前述のように、振動数毎秒75回で電圧AC95V が最適値である。このようにして求められた 値を記憶回路12に格納する。この格納は、コ� ��ピュータ装置等を用いた通常の手法で行わ� ��る。

 演算処理回路13は、電圧検出回路11から出力 される検出電圧と前記基準電圧との比率を算 出し、その比率に基づいて、仕向地固有の電 源電圧の環境下で基本スイッチングパターン と実質的に同じスイッチングパターンを演算 する。つまり、仕向地での電源電圧(周波数60 Hzで振幅200Vの電圧値)でトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ を駆動する時のスイッチングパターンとして 、基本スイッチングパターンでのオン・オフ タイミングであるパルス幅に対して、基準電 圧に対する検出電圧の比率の逆数を乗じるこ とにより、基準電圧(周波数60Hzで振幅100Vの電 圧値)でトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ を駆動する時の基本スイッチングパターン(� �動数が毎秒75回で電圧が95V)と実質的に同じ� �イッチングパターンでのオン・オフタイミ� �グを演算する。

 駆動回路14は、その演算処理回路13での算出 結果に基づく制御信号により、整流ダイオー ドD ₁ ~D ₄ と平滑コンデンサC ₁ により変換された直流電圧をトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ のスイッチング動作でもって出力電圧に変換 してその出力電圧で振動パーツフィーダ1の� �磁コイル7を駆動する。

 なお、この駆動制御装置10は、交流電源17の 入力側に設けられた通電検出回路15と、トラ� ��ジスタTr ₁ ~Tr ₃ の前段に設けられた電流検出回路16とを備え� ��いる。

 この通電検出回路15は、電源電圧の短時� �の遮断後の通電開始による電磁コイル7への� ��入過電流を抑制するため、交流電源17によ� �通電の有無を検出する。また、電流検出回� �16は、電磁コイル7の損傷や過熱による過電� �を抑制するため、電磁コイル7に流れる電流� ��検出する。

 以上の回路構成を具備した駆動制御装置1 0の動作を、図2および図3に例示したフローチ ャートに基づいて説明する。図2は振動パー� �フィーダ1を駆動させる手順を示し、図3は駆 動制御装置10における演算処理回路13での処� �手順を示す。

 図2に示すように、まず、振動パーツフィー ダ1の電磁コイル7を安定した一定振動で駆動� ��るための基準電圧は任意に設定されるもの� ��あり、例えば周波数60Hz、振幅100Vで電磁コ� �ル7を駆動する時の駆動回路14によるトラン� �スタTr ₁ ~Tr ₃ の基本スイッチングパターン(トランジスタTr ₁ ~Tr ₃ のオン・オフタイミング)を、振動パーツフ� �ーダ1の生産工程において基本スイッチング� ��ターン設定手段18により設定し(STEP1)、その� ��本スイッチングパターンを記憶回路12に予� �格納する(STEP2)。このようにして格納された� ��は、図5bに示すように、AC95V、75Hzである。� �記の任意に設定された基準電圧は、仕向地� �有の複数の電源電圧の中から選択されてい� �。

 ここで、交流電源17による電源電圧を短� �間遮断した後に通電を開始することにより� �磁コイル7へ突入過電流が流れることを抑制� ��るため、交流電源17による通電の有無を通� �検出回路15で検出する(STEP3)。この通電検出� �路15の出力に基づいて演算処理回路13では以� ��のように判定する。交流電源17による通電� �あれば(電源オン)、電磁コイル7への通電を� �行し(STEP4)、交流電源17による通電がなけれ� �(電源オフ)、電磁コイル7への通電を遮断し� �振動パーツフィーダ1を駆動停止する(STEP5)。 このようにして、電磁コイル7への突入過電� �に対して振動パーツフィーダ1を保護してい� ��。

 また、電磁コイル7の損傷や過熱による過 電流を抑制するため、電磁コイル7に流れる� �流を電流検出回路16で検出する(STEP6)。この� �流検出回路16の出力に基づいて演算処理回路 13では以下のように判定する。電磁コイル7へ の過電流が発生していなければ、電磁コイル 7への通電を続行し(STEP7)、電磁コイル7への過 電流が発生していれば、電磁コイル7への通� �を遮断して振動パーツフィーダ1を駆動停止� ��(STEP8)、ランプやブザー等で異常状態を報知 する(STEP9)。このようにして、電磁コイル7の� ��傷や過熱による過電流に対して振動パーツ� ��ィーダ1を保護している。

 以上のようにして電磁コイル7の通電状態が 正常であるか否かを確認した上で、駆動回路 14によりトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ をスイッチング動作させることにより、電磁 コイル7を駆動させて部品搬送部に振動を付� �する。この時、演算処理回路13では、図4に� �すように交流電源17による電源電圧を半波整 流で制御することにより、半波電圧の印加に よる加圧波Xと電磁コイル7に発生した逆起電� ��の開放による逆起波Yとの繰り返しでもって 電磁コイル7を間欠駆動する。

 つまり、演算処理回路13では、整流ダイオ� �ドD ₁ ~D ₄ および平滑コンデンサC ₁ により整流された直流電圧の半波を例えば15� ��割(等分割)(t ₁ =t ₂ =・・・=t ₁₄ =t ₁₅ )してトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ のオン・オフタイミングであるスイッチング パターンを算出し(STEP10)、トランジスタTr ₁ ~Tr ₃ を以下のようにスイッチング動作させる(STEP1 1)。

 図中のA部の拡大図で示すように電圧を印加 する加圧波Xのb期間でトランジスタTr ₁ とTr ₃ (図1a参照)をオンさせ、電圧を印加しない加� �波Xのa期間でトランジスタTr ₂ とTr ₃ をオンさせる。ここで、加圧波Xのa期間とb期 間を時間調整する。つまり、15分割(t ₁ =t ₂ =・・・=t ₁₄ =t ₁₅ )の中央部分でオン時間(b期間)が最大、オフ� �間(a期間)が最小となり、その両端部分でオ� �時間(b期間)が最小、オフ時間(a期間)が最大� �なるようにオン時間(b期間)あるいはオフ時� �(a期間)を徐々に増減させたスイッチングパ� �ーンに基づいて実効的な正弦波(図中細線)を 生成する。

 この場合、15分割(t ₁ =t ₂ =・・・=t ₁₄ =t ₁₅ )の各期間を一定として、オン時間(b期間)を� �減させるようにすればよい。なお、15分割(t ₁ =t ₂ =・・・=t ₁₄ =t ₁₅ )の各期間を一定として、オフ時間(a期間)を� �減させることも可能である。

 図中のB部の拡大図で示すように逆起電力を 開放する逆起波Yのb’期間でトランジスタTr ₂ のみをオンさせ、逆起電力を開放しない逆起 波Yのa’期間でトランジスタTr ₂ とTr ₃ をオンさせる。ここで、逆起波Yのa’期間とb ’期間を時間調整する。つまり、15分割(t ₁ ’=t ₂ ’=・・・=t ₁₄ ’=t ₁₅ ’)の中央部分でオン時間(b’期間)が最大、� �フ時間(a’期間)が最小となり、その両端部� �でオン時間(b’期間)が最小、オフ時間(a’期 間)が最大となるようにオン時間(b’期間)あ� �いはオフ時間(a’期間)を徐々に増減させた� �イッチングパターンに基づいて実効的な正� �波(図中細線)を生成する。

 この場合、15分割(t ₁ ’=t ₂ ’=・・・=t ₁₄ ’=t ₁₅ ’)の各期間を一定として、オン時間(b’期間 )を増減させるようにすればよい。なお、15分 割(t ₁ ’=t ₂ ’=・・・=t ₁₄ ’=t ₁₅ ’)の各期間を一定として、オフ時間(a’期間 )を増減させることも可能である。

 このように、交流電源17による電源電圧� �半波整流で制御することにより、半波電圧� �印加による加圧波Xと電磁コイル7に発生した 逆起電力の開放による逆起波Yとを繰り返す� �イッチングパターンに基づいて生成された� �効的な正弦波を駆動制御装置10の出力電圧と して電磁コイル7に供給し、その出力電圧で� �って電磁コイル7を間欠駆動する。この電源� ��圧の半波整流は、電源電圧を全波整流で制� ��する場合よりも強い振動を部品搬送部に付� ��することができ、省電力化を図ることがで� ��る。

 この駆動制御装置10によれば、振動パー� �フィーダ1が設置される地域である仕向地に� ��って電源電圧の周波数や振幅が基準電圧の� ��波数および振幅(例えば周波数60Hzで振幅100V) と異なる複数種の電源電圧を包含する所定の 電圧範囲(例えば90V~260V)に対して、振動パー� �フィーダ1の電磁コイル7により常に一定振動 を発生させることができる。

 例えば、図5aは周波数が60Hzで振幅が100Vの 基準電圧を例示し、図6aは周波数が60Hzで振幅 が200Vの仕向地固有の電源電圧を例示する。� �の場合、駆動制御装置10では、図3に示すよ� �に振動パーツフィーダ1の仕向地固有の電源� ��圧(図6aに示す周波数60Hzで振幅200Vの場合)を� ��圧検出回路11(図1a参照)で検出し(STEP1)、その 電圧検出回路11から出力される検出電圧(仕向 地固有の電源電圧)と基準電圧(図5aに示す周� �数60Hzで振幅100Vの場合)との比率(この場合、� ��出電圧が基準電圧の振幅の2倍)を演算処理� �路13で算出する(STEP2)。

 ここで、演算処理回路13では、前述したよ� �に整流ダイオードD ₁ ~D ₄ および平滑コンデンサC ₁ により整流された直流電圧の半波を例えば15� ��割(等分割)し、その15分割(t ₁ =t ₂ =・・・=t ₁₄ =t ₁₅ )の中央部分でオン時間(b期間)が最大、オフ� �間(a期間)が最小となり、その両端部分でオ� �時間(b期間)が最小、オフ時間(a期間)が最大� �なるようにオン時間(b期間)あるいはオフ時� �(a期間)を徐々に増減させたトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ のオン・オフタイミングであるスイッチング パターンに基づいて実効的な正弦波(図中細� �)を生成する。この場合、15分割(t ₁ =t ₂ =・・・=t ₁₄ =t ₁₅ )の各期間を一定として、オン時間(b期間)を� �減させる。

 次に、記憶回路12に予め格納されていたト� �ンジスタTr ₁ ~Tr ₃ の基本スイッチングパターン(基準電圧に対� �)をその記憶回路12から読み出し(STEP3)、前述� ��比率に基づいて、仕向地での電源電圧(周波 数60Hzで振幅200Vの電圧値)でトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ を駆動する時のスイッチングパターンとして 、基本スイッチングパターンでのオン・オフ タイミングであるパルス幅〔オン時間(b期間) 〕に対して、基準電圧に対する検出電圧の比 率の逆数を乗じることにより、基準電圧(周� �数60Hzで振幅100Vの電圧値)でトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ を駆動する時の基本スイッチングパターン(� �動数が毎秒75回で電圧が95V)と実質的に同じ� �イッチングパターンでのオン・オフタイミ� �グを演算する。

 つまり、仕向地での電源電圧が周波数60Hz で振幅200Vであるのに対して、基準電圧が周� �数60Hzで振幅100Vであることから、検出電圧で ある電源電圧が基準電圧の振幅の2倍(比率が2 )となっているので、基準電圧の半波(図5b参� �)を15分割したオン時間に比率の逆数である1/ 2を乗算し(STEP4)、オフ時間に比率である2を乗 算する(STEP5)。なお、半波が終了していなけ� �ば(STEP6)、前述した比率計算を繰り返すこと� ��なる。

 これにより、基準電圧の半波におけるオ� ��時間を1/2倍とし、オフ時間を2倍とした電源 電圧の半波となる。つまり、図6bに示す仕向� ��でのスイッチングパターンは、図5bに示す� �本スイッチングパターンのオン時間を1/2倍� �し、オフ時間を2倍としたものになっている� ��その結果、図6bの細線で示すように仕向地� �の電源電圧におけるスイッチングパターン� �基づく実効的な正弦波(周波数が75Hzで振幅が 95V)が、図5bの細線で示すように基準電圧にお ける基本スイッチングパターンに基づく実効 的な正弦波(周波数が75Hzで振幅が95V)と実質的 に同一になる。

 このように、15分割したオン時間および� �フ時間を電源電圧と基準電圧との比率に応� �て変動させ、仕向地での電源電圧における� �イッチングパターンに基づく実効的な正弦� �を、基準電圧における基本スイッチングパ� �ーンに基づく実効的な正弦波と実質的に同� �にすることにより、その実効的な正弦波を� �動制御回路10の出力電圧として振動パーツフ ィーダ1の電磁コイル7に供給し、その出力電� ��でもって電磁コイル7を駆動する。このよう にして、振動パーツフィーダ1の電磁コイル7� ��より常に良好もしくは最適な一定振動を発� ��させることが可能となる。

 なお、仕向地での電源電圧を常時監視しな� ��ら検出する電圧検出回路11からの出力に基� �いて、演算処理回路13から出力される制御信 号でもって駆動回路14によりトランジスタTr ₁ ~Tr ₃ を駆動するようにしている。このように電源 電圧の監視をリアルタイムで行うことにより 、振動パーツフィーダ1の電磁コイル7により� ��に一定振動を発生させることが確実になり� ��電源電圧の変動にも迅速に対応することが� ��能となる。さらに、工場の電力使用状況に� ��る電源電圧のわずかな変動に対しても的確� ��前記演算対応がなされて、常に一定振動を� ��生させることが可能となる。

 さらに、部品供給装置として実用化した� ��合には、プロジェクションナットの送出個� ��を電気抵抗溶接機などの消費個数に適合さ� ��ることができ、後工程との関連性が良好と� ��り、安定した生産管理が実現する。