JP2008156009A - 振動制御装置及び振動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】振動発生部による駆動を停止した後に所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる振動制御装置及び振動制御方法を提供する。
【解決手段】交流電流を利用して振動を発生させる電磁コイル１５を備える振動装置１０を制御する振動制御装置３０ａであって、振動装置１０の駆動を開始する駆動指示、又は、振動装置１０の駆動を停止する停止指示の入力を受け付ける指示入力部６７を備える。また、指示入力部６７から駆動指示が入力された場合に予め設定された波形の交流電流を電磁コイル１５に供給することにより振動装置１０のボウル１１を振動させ、指示入力部６７から停止指示が入力された場合に前記交流電流とは位相が異なる電流を電磁コイル１５に供給する主回路４３を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動制御装置及び振動制御方法、特に、交流電流を利用して振動を発生させる振動発生部を備える振動装置を制御する振動制御装置及び振動制御方法に関する。

図９は、従来から知られている振動装置１００及び振動制御装置３００の概略構成図である。振動装置１００は、ボウル１１０、ベースブロック１２０、板バネ１３０、電磁石１４０、電磁コイル１５０を備えている。振動装置１００は、ＩＣチップを所定の位置まで搬送する装置であり、振動制御装置３００から供給される交流電流を電磁コイル１５０に流すことにより、ＩＣチップを積載しているボウル１１０を振動させて、ＩＣチップを所定の位置まで搬送する。

振動制御装置３００は、交流電源２００から交流電流の供給を受け、その交流電流の周波数を変換して、振動装置１００に交流電流を出力する。振動制御装置３００から振動装置１００に交流電流を供給するか否かは、振動制御装置３００の管理者等が、振動装置１００を駆動する駆動指示を入力するか、振動装置１００を停止する停止指示を入力するかに応じて制御される。

しかしながら、従来から知られている振動装置１００では、振動装置１００の駆動を停止した後に、板バネ１３０により固定されているボウル１１０の振動が長時間継続するという問題があった。このように、振動装置１００の駆動を停止した後も、ボウル１１０の振動が継続すると、ボウル１１０上のＩＣチップを所定の位置まで正確に搬送できない等の問題があった。

図１０は、従来から知られている振動制御装置３００により振動装置１００を制御した場合について説明するための図である。
図１０（ａ）は、振動装置１００のボウル１１０における時間経過に伴う振幅の変化を、横軸に時間（秒）をとり、縦軸に振動の大きさをとって示した図である。また、図１０（ｂ）は、振動制御装置３００から振動装置１００の電磁コイル１５０に供給する電流を、横軸に時間（秒）をとり、縦軸に電磁コイル１５０に流れる電流の電流値をとって示した図である。
また、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）の時間帯Ｘ_０１の領域を、時間軸方向に拡大した図である。また、図１０（ｄ）は、図１０（ｂ）の時間帯Ｘ_０１の領域を時間軸方向に拡大した図である。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）では、時刻ｔ_００から時刻ｔ_０１までは、振動制御装置３００に駆動指示が入力されており、振動制御装置３００が出力する振幅Ａ_０１の交流電流によって、振動装置１００の電磁コイル１５０が発生する磁束によりボウル１１０が振幅Ｂ_０１で振動している。
時刻ｔ_０１以降は、振動制御装置３００に停止指示が入力されており、図１０（ｂ）に示すように振動制御装置３００は、振動装置１００への交流電流の供給を停止している。図１０（ａ）に示すように、振動制御装置３００に停止指示が入力されてから（時刻ｔ_０１）、ボウル１１０の振幅が十分に減衰するまでに（時刻ｔ_０２）、約３秒の時間を要している。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動発生部による駆動を停止した後に所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる振動制御装置及び振動制御方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、交流電流を利用して振動を発生させる振動発生部を備える振動装置を制御する振動制御装置であって、前記振動装置の駆動を開始する駆動指示、又は、前記振動装置の駆動を停止する停止指示の入力を受け付ける指示入力部と、前記指示入力部から前記駆動指示が入力された場合に予め設定された波形の交流電流を前記振動発生部に供給することにより前記振動装置を振動させる第１の電流供給部と、前記指示入力部から前記停止指示が入力された場合に前記交流電流とは位相が異なる電流を前記振動装置に供給する第２の電流供給部とを備えることを特徴とする振動制御装置である。
本発明では、指示入力部から駆動指示が入力された場合に予め設定された波形の交流電流を振動発生部に第１の電流供給部が供給し、指示入力部から停止指示が入力された場合に前記交流電流とは位相が異なる電流を前記振動装置に第２の電流供給部が供給するようにした。
よって、第１の電流供給部が交流電流を振動装置の振動発生部に供給することにより発生した振動を、前記第２の電流供給部が供給する電流によって振動発生部により発生する力によって減衰させることができるので、振動発生部による駆動を停止した後に所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる。

また、請求項２に記載の発明の前記第２の電流供給部は、前記交流電流とは位相が異なる電流として、直流電流を前記振動装置に供給することを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置である。
本発明では、第１の電流供給部が交流電流を振動装置の振動発生部に供給することにより発生した振動を、前記第２の電流供給部が供給する直流電流によって振動発生部により発生する力によって減衰させることができるので、振動発生部による駆動を停止した後に所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる。

また、請求項３に記載の発明の前記第２の電流供給部は、前記交流電流とは位相が異なる電流として、前記交流電流とは位相及び振幅が異なる電流を前記振動装置に供給することを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置である。
本発明では、第１の電流供給部が交流電流を振動装置の振動発生部に供給することにより発生した振動を、前記第２の電流供給部が供給する前記交流電流とは位相及び振幅が異なる電流によって振動発生部により発生する力によって減衰させることができるので、振動発生部による駆動を停止した後に所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる。

また、請求項４に記載の発明の前記第２の電流供給部は、前記交流電流とは位相が異なる電流を間欠的に前記振動装置に供給することを特徴とする請求項２又は３に記載の振動制御装置である。
本発明では、第１の電流供給部が交流電流を振動装置の振動発生部に供給することにより発生した振動を、前記第２の電流供給部が間欠的に供給する前記交流電流とは位相が異なる電流によって振動発生部により発生する力によって減衰させることができるので、振動発生部による駆動を停止した後に所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる。
また、第２の電流供給部は、前記交流電流とは位相が異なる電流を間欠的に振動装置に供給するので、電流を継続的に振動装置に供給する場合に比べて、消費電力量を低くすることができる。

また、請求項５に記載の発明は、前記指示入力部から前記駆動指示が入力された時刻から予め設定された時間が経過したか否かについて計測する計時部を更に備え、前記第２の電流供給部は、前記予め設定された時間が経過した場合に前記振動装置への前記交流電流とは位相が異なる電流の供給を停止することを特徴とする請求項１から４までのいずれかの項に記載の振動制御装置である。
本発明では、指示入力部から駆動指示が入力された時刻から予め設定された時間が経過した場合に、振動装置への電流の供給を第２の電流供給部が停止するようにしたので、予め設定された時間として適切な時間を設定することにより、振動発生部が発生した振動の振幅を測定することなく、振幅が所定量減衰したときに第２の電流供給部から振動発生部への電流の供給を停止することができる。

また、請求項６に記載の発明は、前記振動発生部が発生させる振動の振幅を計測する変位検出部を更に備え、前記第２の電流供給部は、前記変位検出部が計測する振幅の最大値が予め設定された閾値よりも小さくなった場合に前記振動装置への前記交流電流とは位相が異なる電流の供給を停止することを特徴とする請求項１から４までのいずれかの項に記載の振動制御装置である。
本発明では、変位検出部が計測する振幅の最大値が予め設定された閾値よりも小さくなった場合に、振動装置への前記交流電流とは位相が異なる電流の供給を第２の電流供給部が停止するようにしたので、振動発生部が発生した振動の振幅が予め設定された閾値よりも小さくなった後に、第２の電流供給部が振動発生部に電流を供給することを防ぐことができる。

また、請求項７に記載の発明は、交流電流を利用して振動を発生させる振動発生部を備える振動装置を制御する振動制御方法であって、前記振動装置の駆動を開始する駆動指示、又は、前記振動装置の駆動を停止する停止指示の入力を受け付ける指示入力過程と、前記指示入力過程で前記駆動指示が入力された場合に予め設定された波形の交流電流を前記振動発生部に供給することにより前記振動装置を振動させる第１の電流供給過程と、前記指示入力過程で前記停止指示が入力された場合に前記交流電流とは位相が異なる電流を前記振動装置に供給する第２の電流供給過程とを実行することを特徴とする振動制御方法である。

本発明では、振動発生部による駆動を停止した後に所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による振動装置１０及び振動制御装置３０ａの概略構成図である。
振動装置１０は、ボウル１１、ベースブロック１２、板バネ１３、電磁石１４、電磁コイル１５を備えている。振動装置１０は、ＩＣチップなどの部材を搬送するための振動パーツフィーダであり、ボウル１１を所定の振幅Ｂ_１１で振動させることにより、ボウル１１上に積載されるＩＣチップを所定の位置まで搬送する。
ボウル１１は、ベースブロック１２と板バネ１３とにより振動可能なように連結されている。ベースブロック１２上にはコイル１５を巻きつけた電磁石１４が、ボウル１１の底部に固定された可動コアと対向するように連結されている。コイル１５には、振動制御装置３０ａから出力される電流が流れる。

また、振動制御装置３０ａは、インバータ回路４０、整流器４１、コンデンサ４２、主回路４３、ドライバ回路４４、パルス幅変調回路５０、タイマ６０、周期設定器６１、スイッチ６２ａ、スイッチ６２ｂ、正弦波発生器６３、位相設定器６４、電圧設定器６５ａ、６５ｂ、指示入力部６７とを備えている。

インバータ回路４０は、商用電源などの交流電源２０と、振動装置１０とに接続されており、交流電源２０から交流電流の供給を受け、その交流電流の周波数を変換して、振動装置１０に電流を出力する。このインバータ回路４０は、整流器４１、コンデンサ４２、ドライバ回路４４、主回路４３からなる。
整流器４１は、ダイオードなどであり、交流電源２０とコンデンサ４２と主回路４３とに接続されており、交流電源２０が供給する交流電流を直流電流に変換する。
コンデンサ４２は、整流器４１と主回路４３とに接続されており、整流器４１が出力する直流電流を平滑化する。

ドライバ回路４４は、パルス幅変調回路５０と主回路４３とに接続されており、パルス幅変調回路５０から出力される制御信号に基づいて、主回路４３を制御する。
主回路４３は、スイッチなどであり、整流器４１と振動装置１０とに接続されている。主回路４３は、整流器４１から出力されコンデンサ４２により平滑化された直流電流を、ドライバ回路４４の制御に基づいて交流電流に変換し、その変換した交流電流を、振動装置１０に供給する。

パルス幅変調回路５０は、ドライバ回路４４と乗算器６６とに接続されており、乗算器６６が出力する信号のパルス幅を変換してドライバ回路４４に出力する。パルス幅変調回路５０は、三角波発振器５１と比較器５２とからなる。
三角波発振器５１は、比較器５２の＋（プラス）端子に接続されており、三角波の波形の信号を生成して、その信号を比較器５２の＋端子に出力する。
比較器５２は、＋端子が三角波発振器５１に接続され、−（マイナス）端子が乗算器６６に接続され、出力端子がドライバ回路４４に接続されている。比較器５２は、＋端子に入力される信号と、−端子に入力される信号とを比較し、その大小関係に基づいて生成する信号をドライバ回路４４に出力する。

図２（ａ）、図２（ｂ）は、本発明の第１の実施形態による振動制御装置３０ａの比較器５２における入出力信号の一例を示す図である。
図２（ａ）は、比較器５２に入力される入力信号を示しており、横軸に時間をとっており、縦軸に電圧値をとっている。グラフｇ１は、三角波発振器５１から比較器５２の＋端子に入力される信号を示している。また、グラフｇ２は、乗算器６６から比較器５２の−端子に入力される信号を示している。

図２（ｂ）は、比較器５２から出力される出力信号を示しており、横軸に時間をとっており、縦軸に電圧値をとっている。グラフｇ３は、比較器５２の出力端子からドライバ回路４４に出力される信号を示している。具体的には、図２（ａ）において、三角波発振器５１から出力される信号（グラフｇ１）が、乗算器６６から出力される信号（グラフｇ２）よりも大きい場合には、図２（ｂ）に示すように、比較器５２が出力する信号の電圧値は、Ｖ_１１となる。一方、図２（ａ）において、三角波発振器５１から出力される信号（グラフｇ１）が、乗算器６６から出力される信号（グラフｇ２）よりも小さい場合には、図２（ｂ）に示すように、比較器５２が出力する信号の電圧値は、Ｖ_１２となる。

図１に戻り、タイマ６０は、周期設定器６１とスイッチ６２ａと正弦波発生器６３とに接続されており、時間を計測する。
周期設定器６１は、タイマ６０に接続されており、正弦波発生器６３が発生する正弦波の周期データＴ_１１を予め記憶している。周期設定器６１は、タイマ６０を参照することにより、正弦波発生器６３に周期データＴ_１１を出力する。
位相設定器６４は、スイッチ６２ａに接続されており、正弦波発生器６３が発生する正弦波の位相データα_１１を予め記憶している。位相設定器６４は、スイッチ６２ａを介して、正弦波発生器６３に位相データα_１１を出力する。

スイッチ６２ａは、位相設定器６４とタイマ６０と正弦波発生器６３と指示入力部６７とに接続されている。指示入力部６７から駆動信号が出力された場合にはスイッチ６２ａがオフとなる。一方、指示入力部６７から停止信号が出力された場合にはスイッチ６２ａはオンとなる。

正弦波発生器６３は、周期設定器６１が出力する周期データＴ_１１に基づいて、又は、周期設定器６１が出力する周期データＴ_１１と位相設定器６４が出力する位相データα_１１とに基づいて、その周期データＴ_１１又は位相データα_１１に応じた正弦波の信号を生成し、乗算器６６に出力する。

電圧設定器６５ａは、スイッチ６２ｂに接続されており、指示入力部６７から駆動信号が出力された場合における、正弦波発生器６３が発生する正弦波の振幅についての振幅データＡ_１１を予め記憶しており、その振幅データＡ_１１を、スイッチ６２ｂを介して、乗算器６６に出力する。

電圧設定器６５ｂは、スイッチ６２ｂに接続されており、指示入力部６７に停止信号が入力された場合における、正弦波発生器６３が発生する正弦波の振幅についてのデータである振幅データＡ_１２を予め記憶しており、その振幅データＡ_１２を、スイッチ６２ｂを介して、乗算器６６に出力する。

スイッチ６２ｂは、電圧設定器６５ａと電圧設定器６５ｂと乗算器６６と指示入力部６７とに接続されている。指示入力部６７から駆動信号が出力された場合には、スイッチ６２ｂは、電圧設定器６５ａと乗算器６６とを電気的に接続する。一方、指示入力部６７から停止信号が出力された場合には、スイッチ６２ｂは、電圧設定器６５ｂと乗算器６６とを電気的に接続する。

乗算器６６は、正弦波発生器６３が出力する正弦波の信号と、電圧設定器６５ａ又は電圧設定器６５ｂとが出力する振幅データとを乗算して、その乗算結果の信号を比較器５２の−端子に出力する。

指示入力部６７は、振動制御装置３０ａの管理者等の操作に基づいて、振動装置１０のボウル１１の振動を開始するための駆動指示や、振動装置１０のボウル１１の振動を停止するための駆動指示を取得する。指示入力部６７は、駆動指示を取得した場合には駆動信号を、停止指示を取得した場合には停止信号を、それぞれスイッチ６２ａ及び６２ｂに対して出力する。

次に、本発明の第１の実施形態による振動制御装置３０ａ等の動作について説明する。
始めに、振動制御装置３０ａの管理者等が、指示入力部６７に駆動指示を入力すると、指示入力部６７は、スイッチ６２ａとスイッチ６２ｂとに駆動信号を出力する。これにより、スイッチ６２ａはオフとなる。また、スイッチ６２ｂは、電圧設定器６５ａと乗算器６６とを電気的に接続する。
これにより、振動制御装置３０ａのインバータ回路４０から、振動装置１０の電磁コイル１５に対して、Ａ_１１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_１１）の波形の交流電流が出力される。この結果、振動装置１０のボウル１１は、所定の振幅Ｂ_１１で振動する。

その後、振動制御装置３０ａの管理者等が、指示入力部６７に停止指示を入力すると、指示入力部６７は、スイッチ６２ａとスイッチ６２ｂとに停止信号を出力する。これにより、スイッチ６２ａはオンとなる。また、スイッチ６２ｂは、電圧設定器６５ｂと乗算器６６とを電気的に接続する。
これにより、振動制御装置３０ａのインバータ回路４０から、振動装置１０の電磁コイル１５に対して、Ａ_１２×ｓｉｎ（（２πｔ／Ｔ_１１）−α_１１）の波形の交流電流が出力される。この結果、所定の振幅Ｂ_１１で振動していた振動装置１０のボウル１１に、その振動を減衰させる力が加わり、所定の時間経過後、振動装置１０のボウル１１の振動が収束する。

図３（ａ）〜図３（ｄ）は、本発明の第１の実施形態による振動制御装置３０ａの効果について説明するための図である。
図３（ａ）は、振動装置１０のボウル１１における時間経過に伴う振幅の変化を、横軸に時間（秒）をとり、縦軸に振動の大きさをとって示した図である。また、図３（ｂ）は、振動制御装置３０ａから振動装置１０の電磁コイル１５に供給する電流を、横軸に時間（秒）をとり、縦軸に電磁コイル１５に流れる電流の電流値をとって示した図である。
また、図３（ｃ）は、図３（ａ）の時間帯Ｘ_１１の領域を、時間軸方向に拡大した図である。また、図３（ｄ）は、図３（ｂ）の時間帯Ｘ_１１の領域を時間軸方向に拡大した図である。

図３（ａ）、図３（ｂ）では、時刻ｔ_１０から時刻ｔ_１１までは、振動制御装置３０ａの指示入力部６７に駆動指示が入力されており、振動装置１０の電磁コイル１５が発生する磁束によりボウル１１が振幅Ｂ_１１で振動している。時刻ｔ_１１から時刻ｔ_１２までは、振動制御装置３０ａの指示入力部６７に停止指示が入力されており、図３（ｂ）に示すように振動制御装置３０ａは、振動装置１０の電磁コイル１５に出力する電流の波形をＡ_１１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_１１）からＡ_１２×ｓｉｎ（（２πｔ／Ｔ_１１）−α_１１）に変化させている。図３（ｂ）に示すように、時刻ｔ_１１以降、ボウル１１の振動の大きさは、時間の経過とともに減衰している。

本発明の第１の実施形態による振動制御装置３０ａを用いれば、振動装置１０の指示入力部６７に停止指示を入力してから約２．５秒（時刻ｔ_１１から時刻ｔ_１３までの時間）で、ボウル１１の振動の振幅が十分に小さくなっている。これに対して、振動制御装置３０ａを用いずに、振動装置１０の振動を停止すると、ボウル１１の振動の振幅が十分に小さくなるまでに、約３秒の時間がかかる（図１０（ａ）参照）。

上述したように、本発明の第１の実施形態による振動制御装置３０ａでは、振動装置１０の駆動を開始する駆動指示、又は、振動装置の駆動を停止する停止指示を指示入力部６７が受け付け、指示入力部６７が駆動指示を受け付けた場合には、予め設定された波形Ａ_１１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_１１）の交流電流を、電磁コイル１５（振動発生部）に供給することにより振動装置１０を主回路４３（第１の電流供給部）が振動させる。一方、指示入力部６７が停止指示を受け付けた場合には、交流電流Ａ_１１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_１１）とは位相及び振幅が異なる電流Ａ_１２×ｓｉｎ（（２πｔ／Ｔ_１１）−α_１１）を、振動装置１０に主回路４３（第２の電流供給部）が供給する。

よって、主回路４３が交流電流Ａ_１１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_１１）を、振動装置１０の電磁コイル１５に供給することにより発生した振動を、主回路４３が供給する前記交流電流Ａ_１１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_１１）とは、位相及び振幅が異なる電流Ａ_１２×ｓｉｎ（（２πｔ／Ｔ_１１）−α_１１）によって電磁コイル１５により発生する力によって減衰させることができるので、電磁コイル１５による駆動を停止した後に、所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる。

なお、振動装置１０のボウル１１の振動を、より短時間で収束させるためには、振幅データＡ_１２の値を、振幅データＡ_１１の値よりも大きく設定することが望ましい。例えば、Ａ_１２をＡ_１１の２倍以上の値とするとよい。
また、振動装置１０のボウル１１の振動を、より短時間で収束させるためには、位相データα_１１を、π／２（＝９０°）に近い値とすることが望ましい。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態による振動装置１０及び振動制御装置３０ｂの概略構成図である。本実施形態において、第１の実施形態（図１）と同じ部分については、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
本実施形態による振動制御装置３０ｂは、比較器５２と乗算器６６との間にスイッチ６２ｃが接続されており、そのスイッチ６２ｃに直流波発生器６８が接続されている点において第１の実施形態と相違している。
また、振動制御装置３０ｂにスイッチ６２ｂと電圧設定器６５ｂとが設けられていない点において第１の実施形態と相違している。
なお、本実施形態において、周期設定器６１は周期データとしてＴ_２１を記憶しており、電圧設定器６５ａは振幅データとしてＡ_２１を記憶している。

直流波発生器６８は、スイッチ６２ｃを介して、比較器５２の＋端子に、振幅がＡ_２２の直流波の信号を出力する。
スイッチ６２ｃは、比較器５２と乗算器６６と直流波発生器６８とに接続されている。指示入力部６７から駆動信号が出力された場合には、スイッチ６２ｃは、比較器５２と乗算器６６とを電気的に接続する。一方、指示入力部６７から停止信号が出力された場合には、スイッチ６２ｃは、比較器５２と直流波発生器６８とを電気的に接続する。

次に、本発明の第２の実施形態による振動制御装置３０ｂ等の動作について説明する。
始めに、振動制御装置３０ｂの管理者等が、指示入力部６７に駆動指示を入力すると、指示入力部６７は、スイッチ６２ｃに駆動信号を出力する。この結果、比較器５２と乗算器６６とが電気的に接続される。
これにより、振動制御装置３０ｂのインバータ回路４０から、振動装置１０の電磁コイル１５に対して、Ａ_２１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_２１）の波形の交流電流が出力される。この結果、振動装置１０のボウル１１は、所定の振幅Ｂ_２１で振動する。

その後、振動制御装置３０ｂの管理者等が、指示入力部６７に停止指示を入力すると、指示入力部６７は、スイッチ６２ｃに停止信号を出力する。この結果、比較器５２と直流波発生器６８とが電気的に接続される。
これにより、振動制御装置３０ｂのインバータ回路４０から、振動装置１０の電磁コイル１５に対して、振幅がＡ_２２の波形の直流電流が出力される。この結果、所定の振幅Ｂ_２１で振動していた振動装置１０のボウル１１に、その振動を減衰させる力が加わり、所定の時間経過後、振動装置１０のボウル１１の振動が収束する。

図５（ａ）〜図５（ｄ）は、本発明の第２の実施形態による振動制御装置３０ｂの効果について説明するための図である。
図５（ａ）は、振動装置１０のボウル１１における時間経過に伴う振幅の変化を、横軸に時間（秒）をとり、縦軸に振動の大きさをとって示した図である。また、図５（ｂ）は、振動制御装置３０ｂから振動装置１０の電磁コイル１５に供給する電流を、横軸に時間（秒）をとり、縦軸に電磁コイル１５に流れる電流の電流値をとって示した図である。
また、図５（ｃ）は、図５（ａ）の時間帯Ｘ_２１の領域を、時間軸方向に拡大した図である。また、図５（ｄ）は、図５（ｂ）の時間帯Ｘ_２１の領域を時間軸方向に拡大した図である。

図５（ａ）、図５（ｂ）では、時刻ｔ_１０から時刻ｔ_１１までは、振動制御装置３０ｂの指示入力部６７に駆動指示が入力されており、振動装置１０の電磁コイル１５が発生する磁束によりボウル１１が振幅Ｂ_２１で振動している。時刻ｔ_２１以降は、振動制御装置３０ｂの指示入力部６７に停止指示が入力されており、図５（ｂ）に示すように振動制御装置３０ｂは、振動装置１０の電磁コイル１５に出力する電流の波形をＡ_２１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_２１）の交流電流から、振幅がＡ_２２の直流電流に変化させている。図５（ｂ）に示すように、時刻ｔ_２１以降、ボウル１１の振動の大きさは、時間の経過とともに減衰している。

なお、本実施形態では、時刻ｔ_２１以降に電磁コイル１５に直流電流を出力する際に、その直流電流の振幅を、所定の範囲ｈ（図５（ｄ）参照）内であって、周期Ｔ_２２で変動させている。ここでは、Ｔ_２１の値と、Ｔ_２２の値とが等しくなるように設定している。また、時刻ｔ_２１以前の交流電流の波形と、時刻ｔ_２１以降の周期的に変動する直流電流の波形の位相を、π／２（＝９０°）ずらすようにしている。このようにすることで、時刻ｔ_２１以降、電磁コイル１５に振幅に変動のない直流電流を流すよりも短い時間で、ボウル１１の振動を収束させることができる。

本発明の第２の実施形態による振動制御装置３０ｂを用いれば、振動装置１０の指示入力部６７に停止指示を入力してから約０．４秒（時刻ｔ_２１から時刻ｔ_２３までの時間）で、ボウル１１の振動の振幅が十分に小さくすることができる。これに対して、振動制御装置３０ｂを用いずに、振動装置１０の振動を停止すると、ボウル１１の振動の振幅が十分に小さくなるまでに、約３秒の時間がかかる（図１０参照）。

上述したように、本発明の第２の実施形態による振動制御装置３０ｂでは、振動装置１０の駆動を開始する駆動指示、又は、振動装置の駆動を停止する停止指示を指示入力部６７が受け付け、指示入力部６７が駆動指示を受け付けた場合には、予め設定された波形Ａ_２１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_２１）の交流電流を、電磁コイル１５（振動発生部）に供給することにより振動装置１０を主回路４３（第１の電流供給部）が振動させる。一方、指示入力部６７が停止指示を受け付けた場合には、振幅がＡ_２２の直流電流を、振動装置１０に主回路４３（第２の電流供給部）が供給する。

よって、主回路４３が交流電流Ａ_２１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_２１）を、振動装置１０の電磁コイル１５に供給することにより発生した振動を、振幅がＡ_２２の直流電流によって電磁コイル１５により発生する力によって減衰させることができるので、電磁コイル１５による駆動を停止した後に、所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる。

（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態による振動装置１０及び振動制御装置３０ｃの概略構成図である。本実施形態において、第１の実施形態（図１）と同じ部分については、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
本実施形態による振動制御装置３０ｃは、ドライバ回路４４と比較器５２との間に、スイッチ６２ｄが接続されている。指示入力部６７から駆動信号が出力された場合には、スイッチ６２ｄはオンとなる。一方、指示入力部６７から停止信号が出力された場合には、スイッチ６２ｄは、オンとオフとを繰り返す。本実施形態では、指示入力部６７から停止信号が出力された場合に、スイッチ６２ｄをオンとする時間をＣ_１２としており、スイッチ６２ｄをオフとする時間をＣ_１１としている。

なお、本実施形態において、周期設定器６１は周期データとしてＴ_３１を記憶しており、位相設定器６４は位相データとしてα_３１を記憶している。また、電圧設定器６５ａは振幅データとしてＡ_３１を記憶しており、電圧設定器６５ｂは振幅データとしてＡ_３２を記憶している。

次に、本発明の第３の実施形態による振動制御装置３０ｃ等の動作について説明する。
始めに、振動制御装置３０ｃの管理者等が、指示入力部６７に駆動指示を入力すると、指示入力部６７は、スイッチ６２ａ、６２ｂ、６２ｄに駆動信号を出力する。この結果、電圧設定器６５ａと乗算器６６とが電気的に接続され、ドライバ回路４４と比較器５２とが電気的に接続される。
これにより、振動制御装置３０ｃのインバータ回路４０から、振動装置１０の電磁コイル１５に対して、Ａ_３１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_３１）の波形の交流電流が出力される。この結果、振動装置１０のボウル１１は、所定の振幅Ｂ_３１で振動する。

その後、振動制御装置３０ｃの管理者等が、指示入力部６７に停止指示を入力すると、指示入力部６７は、スイッチ６２ａ、６２ｂ、６２ｄに停止信号を出力する。この結果、電圧設定器６５ｂと乗算器６６とが電気的に接続され、位相設定器６４と正弦波発生器６３とが電気的に接続される。また、ドライバ回路４４と比較器５２とは、時間Ｃ_１１だけ電気的に切り離された後、時間Ｃ_１２だけ電気的に接続される処理が交互に繰り返される。

これにより、振動制御装置３０ｃのインバータ回路４０から、振動装置１０の電磁コイル１５に対して、Ａ_３２×ｓｉｎ（（２πｔ／Ｔ_３２）−α_３１）の波形の交流電流の一部が間欠的に出力される。この結果、所定の振幅Ｂ_３１で振動していた振動装置１０のボウル１１に、その振動を減衰させる力が加わり、所定の時間経過後、振動装置１０のボウル１１の振動が収束する。

図７（ａ）〜図７（ｄ）は、本発明の第３の実施形態による振動制御装置３０ｃの効果について説明するための図である。
図７（ａ）は、振動装置１０のボウル１１における時間経過に伴う振幅の変化を、横軸に時間（秒）をとり、縦軸に振動の大きさをとって示した図である。また、図７（ｂ）は、振動制御装置３０ｃから振動装置１０の電磁コイル１５に供給する電流を、横軸に時間（秒）をとり、縦軸に電磁コイル１５に流れる電流の電流値をとって示した図である。
また、図７（ｃ）は、図７（ａ）の時間帯Ｘ_３１の領域を、時間軸方向に拡大した図である。また、図７（ｄ）は、図７（ｂ）の時間帯Ｘ_３１の領域を時間軸方向に拡大した図である。

図７（ａ）、図７（ｂ）では、時刻ｔ_３０から時刻ｔ_３１までは、振動制御装置３０ｃの指示入力部６７に駆動指示が入力されており、振動装置１０の電磁コイル１５が発生する磁束によりボウル１１が振幅Ｂ_３１で振動している。時刻ｔ_３１以降は、振動制御装置３０ｃの指示入力部６７に停止指示が入力されており、図７（ｂ）に示すように振動制御装置３０ｃは、振動装置１０の電磁コイル１５に出力する電流の波形をＡ_３１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_３１）の交流電流から、Ａ_３２×ｓｉｎ（（２πｔ／Ｔ_３２）−α_３１）に変化させている。図７（ｂ）に示すように、時刻ｔ_３１以降、ボウル１１の振動の大きさは、時間の経過とともに減衰している。

本発明の第３の実施形態による振動制御装置３０ｃを用いれば、振動装置１０の指示入力部６７に停止指示を入力してから約１秒（時刻ｔ_３１から時刻ｔ_３２までの時間）で、ボウル１１の振動の振幅が十分に小さくすることができる。これに対して、振動制御装置３０ｃを用いずに、振動装置１０の振動を停止すると、ボウル１１の振動の振幅が十分に小さくなるまでに、約３秒の時間がかかる（図１０参照）。

上述したように、本発明の第３の実施形態による振動制御装置３０ｃでは、振動装置１０の駆動を開始する駆動指示、又は、振動装置の駆動を停止する停止指示を指示入力部６７が受け付け、指示入力部６７が駆動指示を受け付けた場合には、予め設定された波形Ａ_３１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_３１）の交流電流を、電磁コイル１５（振動発生部）に供給することにより振動装置１０を主回路４３（第１の電流供給部）が振動させる。一方、指示入力部６７が停止指示を受け付けた場合には、前記交流電流とは位相が異なる電流Ａ_３２×ｓｉｎ（（２πｔ／Ｔ_３２）−α_３１）を間欠的に振動装置１０に供給する。

よって、主回路４３が交流電流Ａ_３１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_３１）を、振動装置１０の電磁コイル１５に供給することにより発生した振動を、間欠的に供給される交流電流Ａ_３２×ｓｉｎ（（２πｔ／Ｔ_３２）−α_３１）によって電磁コイル１５により発生する力によって減衰させることができるので、電磁コイル１５による駆動を停止した後に、所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる。

（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態による振動装置１０及び振動制御装置３０ｄの概略構成図である。本実施形態において、第２の実施形態（図４）と同じ部分については、同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
本実施形態による振動制御装置３０ｄは、ドライバ回路４４と比較器５２との間に、スイッチ６２ｄが接続されている。スイッチ６２ｄは、第３の実施形態で説明したスイッチ６２ｄと同じであるので、その説明を省略する。

次に、本発明の第４の実施形態による振動制御装置３０ｄ等の動作について説明する。
始めに、振動制御装置３０ｄの管理者等が、指示入力部６７に駆動指示を入力すると、指示入力部６７は、スイッチ６２ｃ、６２ｄに駆動信号を出力する。この結果、電圧設定器６５ａと乗算器６６とが電気的に接続され、ドライバ回路４４と比較器５２とが電気的に接続される。
これにより、振動制御装置３０ｄのインバータ回路４０から、振動装置１０の電磁コイル１５に対して、Ａ_２１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_２１）の波形の交流電流が出力される。この結果、振動装置１０のボウル１１は、所定の振幅Ｂ_２１で振動する。

その後、振動制御装置３０ｃの管理者等が、指示入力部６７に停止指示を入力すると、指示入力部６７は、スイッチ６２ｃ、６２ｄに停止信号を出力する。この結果、比較器５２と直流波発生器６８とが電気的に接続される。また、ドライバ回路４４と比較器５２とは、時間Ｃ_１１だけ電気的に切り離された後、時間Ｃ_１２だけ電気的に接続される処理が交互に繰り返される。
これにより、振動制御装置３０ｄのインバータ回路４０から、振動装置１０の電磁コイル１５に対して、振幅がＡ_２２の直流電流の一部が間欠的に出力される。この結果、所定の振幅Ｂ_２１で振動していた振動装置１０のボウル１１に、その振動を減衰させる力が加わり、所定の時間経過後、振動装置１０のボウル１１の振動が収束する。

上述したように、本発明の第４の実施形態による振動制御装置３０ｄでは、振動装置１０の駆動を開始する駆動指示、又は、振動装置の駆動を停止する停止指示を指示入力部６７が受け付け、指示入力部６７が駆動指示を受け付けた場合には、予め設定された波形Ａ_２１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_２１）の交流電流を、電磁コイル１５（振動発生部）に供給することにより振動装置１０を主回路４３（第１の電流供給部）が振動させる。一方、指示入力部６７が停止指示を受け付けた場合には、振幅がＡ_２２の直流電流を間欠的に振動装置１０に供給する。
よって、主回路４３が交流電流Ａ_２１×ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ_２１）を、振動装置１０の電磁コイル１５に供給することにより発生した振動を、間欠的に供給される振幅がＡ_２２の直流電流によって電磁コイル１５により発生する力によって減衰させることができるので、電磁コイル１５による駆動を停止した後に、所定時間継続する振動を、短時間で収束させることができる。

なお、上述した第１から第４の実施形態において、指示入力部６７から駆動指示が入力された時刻から予め設定された時間（例えば、３秒）が経過したか否かについて計測する計時部を振動制御装置に設け、主回路４３が、予め設定された時間が経過した場合に、停止指示が入力された後に振動制御装置が出力する電流の電磁コイル１５への供給を停止するようにしてもよい。

また、上述した第１から第４の実施形態において、電磁コイル１５が発生させる振動の振幅を計測する変位検出部を振動装置１０の近傍に設置し、主回路４３が、変位検出部が計測する振幅の最大値が予め設定された閾値（例えば、０．１ｍｍ）よりも小さくなった場合に、停止指示が入力された後に振動制御装置が出力する電流の電磁コイル１５への供給を停止するようにしてもよい。変位検出部としては、ボウル１１の近傍に設けられ、そのボウル１１の振動の振幅を計測する変位センサなどを用いることができる。なお、変位検出部として、加速度センサや、電流高調波により振動のボウル１１の位相を検出する機器を用いてもよい。
このようにすれば、指示入力部６７から駆動指示が入力された時刻から予め設定された時間が経過した場合に、振動装置１０への電流の供給を主回路４３が停止するので、予め設定された時間として適切な時間を設定することにより、ボウル１１の振動の振幅を測定することなく、振幅が所定量減衰したときに主回路４３から電磁コイル１５への電流の供給を停止することができる。
なお、上述した第１、第３の実施形態では、位相設定器６４が位相データを予め記憶している場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上記の変位検出部によってボウル１１の位相を計測し、そのボウル１１の振動の減衰が最も早くなる位相データを、変位検出部から位相設定器６４に出力して記憶させるようにしてもよい。

また、上述した第１から第４の実施形態では、振動発生部として電磁コイル１５を用い、その電磁コイル１５に電流を流すことによりボウル１１に振動を発生させる場合について説明したが、これに限定されるものではない。振動発生部として圧電素子などその他の機器を用いることもできる。
このようにすれば、振幅最大値計測部が計測する振幅の最大値が予め設定された閾値よりも小さくなった場合に、振動装置１０への前記交流電流とは位相が異なる電流の供給を主回路４３が停止するので、ボウル１１の振動の振幅が予め設定された閾値よりも小さくなった後に、主回路４３が電磁コイル１５に電流を供給することを防ぐことができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明の第１の実施形態による振動装置１０及び振動制御装置３０ａの概略構成図である。 本発明の第１の実施形態による振動制御装置３０ａの比較器５２における入出力信号の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態による振動制御装置３０ａの効果について説明するための図である。 本発明の第２の実施形態による振動装置１０及び振動制御装置３０ｂの概略構成図である。 本発明の第２の実施形態による振動制御装置３０ｂの効果について説明するための図である。 本発明の第３の実施形態による振動装置１０及び振動制御装置３０ｃの概略構成図である。 本発明の第３の実施形態による振動制御装置３０ｃの効果について説明するための図である。 本発明の第４の実施形態による振動装置１０及び振動制御装置３０ｄの概略構成図である。 従来から知られている振動装置１００及び振動制御装置３００の概略構成図である。 従来から知られている振動制御装置３００により振動装置１００を制御した場合について説明するための図である。

符号の説明

１０・・・振動装置、１１・・・ボウル、１２・・・ベースブロック、１３・・・板バネ、１４・・・電磁石、１５・・・電磁コイル、３０ａ〜３０ｄ・・・振動制御装置、４０・・・インバータ回路、４１・・・整流器、４２・・・コンデンサ、４３・・・主回路、４４・・・ドライバ回路、５０・・・パルス幅変調回路、６０・・・タイマ、６１・・・周期設定器、６２ａ〜６２ｄ・・・スイッチ、６３・・・正弦波発生器、６４・・・位相設定器、６５ａ、６５ｂ・・・電圧設定器、６７・・・指示入力部

Claims (7)

1. 交流電流を利用して振動を発生させる振動発生部を備える振動装置を制御する振動制御装置であって、
   前記振動装置の駆動を開始する駆動指示、又は、前記振動装置の駆動を停止する停止指示の入力を受け付ける指示入力部と、
   前記指示入力部から前記駆動指示が入力された場合に予め設定された波形の交流電流を前記振動発生部に供給することにより前記振動装置を振動させる第１の電流供給部と、
   前記指示入力部から前記停止指示が入力された場合に前記交流電流とは位相が異なる電流を前記振動装置に供給する第２の電流供給部と、
   を備えることを特徴とする振動制御装置。
2. 前記第２の電流供給部は、前記交流電流とは位相が異なる電流として、直流電流を前記振動装置に供給することを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置。
3. 前記第２の電流供給部は、前記交流電流とは位相が異なる電流として、前記交流電流とは位相及び振幅が異なる電流を前記振動装置に供給することを特徴とする請求項１に記載の振動制御装置。
4. 前記第２の電流供給部は、前記交流電流とは位相が異なる電流を間欠的に前記振動装置に供給することを特徴とする請求項２又は３に記載の振動制御装置。
5. 前記指示入力部から前記駆動指示が入力された時刻から予め設定された時間が経過したか否かについて計測する計時部を更に備え、
   前記第２の電流供給部は、前記予め設定された時間が経過した場合に前記振動装置への前記交流電流とは位相が異なる電流の供給を停止することを特徴とする請求項１から４までのいずれかの項に記載の振動制御装置。
6. 前記振動発生部が発生させる振動の振幅を計測する変位検出部を更に備え、
   前記第２の電流供給部は、前記変位検出部が計測する振幅の最大値が予め設定された閾値よりも小さくなった場合に前記振動装置への前記交流電流とは位相が異なる電流の供給を停止することを特徴とする請求項１から４までのいずれかの項に記載の振動制御装置。
7. 交流電流を利用して振動を発生させる振動発生部を備える振動装置を制御する振動制御方法であって、
   前記振動装置の駆動を開始する駆動指示、又は、前記振動装置の駆動を停止する停止指示の入力を受け付ける指示入力過程と、
   前記指示入力過程で前記駆動指示が入力された場合に予め設定された波形の交流電流を前記振動発生部に供給することにより前記振動装置を振動させる第１の電流供給過程と、
   前記指示入力過程で前記停止指示が入力された場合に前記交流電流とは位相が異なる電流を前記振動装置に供給する第２の電流供給過程と、
   を実行することを特徴とする振動制御方法。

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