JP2012176840A - 振動式直進フィーダ - Google Patents

Abstract

【課題】被搬送材を直線的に搬送する振動式直進フィーダにおいて、搬送の安定性を向上させるとともに、外部への振動の伝播を抑える。
【解決手段】トラフ１が取り付けられる上部振動体２と、上部振動体２に第２の板ばね１２で連結されるウェイト９との間に電磁石１０と可動鉄心１１を鉛直方向で対向させた加振機構５を形成し、トラフ１と上部振動体２と可動鉄心１１とからなる上部振動系の質量を、ウェイト９と電磁石１０とからなる下部振動系の質量よりも小さくすることにより、トラフ１の振幅量を大きくとって軽量の被搬送材も安定して搬送できるようにするとともに、上部振動体２を第２の板ばね１２よりも剛性の低い第１の板ばね４ａ、４ｂとコイルばね６で支持して、防振構造を２段にすることにより、外部への振動の伝播を抑えられるようにしたのである。
【選択図】図１

Description

本発明は、加振機構の駆動により軽量の被搬送材を略水平方向に直線的に搬送する振動式直進フィーダに関する。

加振機構の駆動により被搬送材を略水平方向に直線的に搬送する振動式直進フィーダとしては、直線状の搬送路を有するトラフ（搬送部材）が取り付けられる上部振動体とその下方に配される下部振動体とを前後一対の傾斜板ばねで連結し、これらの両振動体の間に設けた電磁石と可動鉄心の間に生じる吸引力でトラフに振動を与えることにより、トラフ上の被搬送材を搬送するものが多い（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−２３９１１３号公報

上記のような振動式直進フィーダでは、通常、加振機構を構成する電磁石と可動鉄心とが水平方向で対向するように配置されており、その隙間をトラフの振幅量よりも大きくとる必要がある一方、電磁石と可動鉄心の隙間を大きくするほど多量の電流が電磁石に流れて運転コストが高くなるので、トラフの振幅量が比較的小さく抑えられている。

ところが、被搬送材が粉状の医薬品や食品等、軽量で積層状態になったときに振動の伝達効率が低いものである場合は、トラフの振幅量が小さいために、被搬送材が部分的にブリッジ状態となったり停滞したりするトラブルが生じやすい。

これに対して、加振機構の電磁石と可動鉄心とを鉛直方向で対向するように配置して、その間に生じる吸引力の方向をトラフの振動方向と大きく変えることにより、その隙間の寸法を従来と同程度にして電力消費量を増やすことなく、トラフの振幅量を大きくとれるようにすることが考えられる。

しかしながら、上記のようにしてトラフの振幅量を大きくとった場合、下部振動体の振幅も大きくなるので、下部振動体と床面との間に防振ゴムや防振用板ばね等の防振弾性体を設けていても、下部振動体の振動を十分に吸収しきれず、その振動が直進フィーダの周辺に設置されている外部の装置の架台等へ伝播してしまうおそれがある。特に、直進フィーダの周辺に秤等を使用した高精度の計測装置を設置しているような場合には、外部に伝搬した振動が不具合を引き起こしやすい。

そこで、本発明は、被搬送材を直線的に搬送する振動式直進フィーダにおいて、搬送の安定性を向上させるとともに、外部への振動の伝播を抑えることを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、直線状の搬送路を有する搬送部材を備え、前記搬送部材に与えられる振動により被搬送材を搬送する振動式直進フィーダにおいて、前記搬送部材が取り付けられる上部振動体とその下方に配される下部振動体とを、搬送方向の上流側と下流側で第１の板ばねにより連結し、前記下部振動体を防振弾性体で支持するとともに、前記上部振動体の下方で下部振動体と干渉しない位置に配されるウェイトを、前記第１の板ばねよりも剛性の高い第２の板ばねで上部振動体に連結し、前記ウェイトに電磁石を取り付け、前記上部振動体に前記電磁石と鉛直方向で対向する可動鉄心を取り付けることにより、前記搬送部材に振動を与える加振機構を形成し、前記搬送部材と上部振動体と可動鉄心とからなる上部振動系の質量を、前記ウェイトと電磁石とからなる下部振動系の質量よりも小さくした構成を採用した。

すなわち、搬送部材が取り付けられる上部振動体と、上部振動体に第２の板ばねで連結されるウェイトとの間に電磁石と可動鉄心を鉛直方向で対向させた加振機構を形成し、搬送部材側の振幅がウェイト側の振幅よりも大きくなるように各部材の質量バランスを設定することにより、搬送部材の振幅量を大きくとって軽量の被搬送材も安定して搬送できるようにするとともに、上部振動体を第２の板ばねよりも剛性の低い第１の板ばねと防振弾性体で支持して、防振構造を２段にすることにより、外部への振動の伝播を抑えられるようにしたのである。

上記の構成において、前記加振機構は、前記下部振動体の中央部にあけた孔を貫通するように配置することが望ましい。このようにすれば、直進フィーダの高さ寸法を大きくすることなく、第２の板ばねの固定位置間のスパン（固定スパン）を広げて許容振幅量を大きくできるので、搬送部材を一層大きい振幅で振動させて軽量の被搬送材の搬送安定性をさらに向上させることができる。

前記下流側の第１の板ばねを鉛直方向に延びるように組み込み、前記上流側の第１の板ばねは水平線に対して５０〜７０°の傾斜角度で傾けて組み込めば、搬送部材の全長にわたり安定した振動角が得られるので、これによっても搬送安定性の向上を図ることができる。

前記加振機構の組込位置を搬送方向に移動可能とすれば、被搬送材の搬送状態に応じて加振機構の組込位置を移動させることにより、搬送方向の上流側と下流側の振動角のバランスを調整して、搬送の安定化を図ることができる。

前記防振弾性体としてはコイルばねを用いることが望ましい。防振ゴムや防振用板ばねに比べて低剛性のコイルばねを用いることにより、外部への振動の伝播を一層効果的に抑えることができる。

また、前記加振機構のウェイトは、前記可動鉄心および電磁石の下方を覆う本体部と、前記可動鉄心および電磁石の周囲を覆う筒状部とからなり、その筒状部の下端を全周にわたって本体部に接続したものとするとよい。このようにすれば、ウェイト自体がコンパクトな加振機構用カバーとなり、従来のようなサイズの大きいカバーを不要とすることができるとともに、加振機構への水や埃の侵入経路がウェイトの筒状部と上部振動体との間の隙間だけになるので、水や埃の侵入による加振機構のトラブルを生じにくくすることができる。

本発明の振動式直進フィーダは、上述したように、搬送部材が取り付けられる上部振動体と、上部振動体に第２の板ばねで連結されるウェイトとの間に電磁石と可動鉄心を鉛直方向で対向させた加振機構を形成し、搬送部材側の振幅がウェイト側の振幅よりも大きくなるように各部材の質量バランスを設定したものであるから、被搬送材が軽量のものでも搬送部材の振幅量を大きくとって安定して搬送することができる。しかも、上部振動体を第２の板ばねよりも剛性の低い第１の板ばねと防振弾性体で支持して、防振構造を２段にしているので、搬送部材の振幅量を大きくとっても外部への振動の伝播を効果的に抑えることができる。

ａは実施形態の直進フィーダの正面図、ｂはａの上部振動体の平面図 図１（ａ）のカウンターウェイトを除いた右側面図 図１の加振機構の拡大正面断面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この振動式直進フィーダは、粉状の医薬品や食品等の被搬送材を搬送するもので、図１および図２に示すように、直線状の搬送路１ａを有するトラフ（搬送部材）１と、トラフ１が取り付けられる上部振動体２と、その下方に配される下部振動体３と、両振動体２、３を搬送方向の上流側と下流側で連結する第１の板ばね４ａ、４ｂと、上部振動体２の下面に取り付けられる加振機構５と、下部振動体３を弾性支持するコイルばね（防振弾性体）６とで基本的に構成されている。また、下部振動体３の上流側端部には、トラフ１の上流側の振動角を調整するためのカウンターウェイト７が取り付けられている。これらの各構成部材は、被搬送材への鉄錆の混入防止のために、後述する加振機構５の一部以外の全てをステンレス鋼製としている。

前記上部振動体２は、板状の部材であり、トラフ１下部の取付ブロック１ｂの下面にネジ止めされる。その搬送方向の両端部は、それぞれ上流側と下流側の第１の板ばね４ａ、４ｂの組込姿勢に応じた角度で下方へ曲げられている。また、両側部は下方へほぼ垂直に曲げられており、これにより加振機構５へ水や埃が侵入しにくくなるとともに、上部振動体２自体の剛性が高められている。そして、中央部には加振機構５取付用の固定ネジ８を通す長孔２ａが搬送方向と平行に２つ設けられ、加振機構５の組込位置を搬送方向に移動できるようになっている。

前記下部振動体３の中央部には、加振機構５を貫通させ、運転中も加振機構５と干渉しない大きさの孔３ａがあけられている。また、下部振動体３を支持するコイルばね６は、搬送方向の上流側と下流側に２つずつ設けられており、その上端部が下部振動体３に、下端部が床面Ｆにそれぞれ固定されている。

前記第１の板ばね４ａ、４ｂは、上流側の板ばね４ａが水平線に対して約６０°の傾斜角度で組み込まれ、下流側の板ばね４ｂが鉛直方向に延びるように組み込まれている。これは、一般に、上流側と下流側の板ばねを同じ傾斜角度で組み込んだ場合、搬送部材の下流側の振動角が上流側よりも大きくなって、搬送が不安定になる傾向があるからである。すなわち、この実施形態では、下流側の板ばね４ｂの傾斜角度を上流側の板ばね４ａよりも大きくすることにより、トラフ１の全長にわたって安定した振動角が得られ、搬送安定性が向上するようにしている。

ここで、下流側の板ばね４ｂを鉛直方向に延びるように（傾斜角度を９０°として）組み込んだのは、上部振動体２および下部振動体３の下流側の板ばね取付部を加工しやすくして、低コスト化を図るためである。このとき、トラフ１の搬送安定性を確保するには、上流側の板ばね４ａの傾斜角度を５０〜７０°にすることが好ましく、６０°が最も好ましい。

前記加振機構５は、図３に示すように、上部振動体２の下方に配されるウェイト９の本体部９ａの上面に電磁石１０を取り付け、この電磁石１０と鉛直方向で対向する可動鉄心１１を上部振動体２の下面に固定ネジ８で取り付け、ウェイト９と上部振動体２とを、電磁石１０および可動鉄心１１の取付部１０ａ、１１ａを介して第１の板ばね４ａ、４ｂよりも剛性の高い第２の板ばね１２で連結したものである。第２の板ばね１２は、鉛直方向に延びるように組み込まれている。なお、電磁石１０および可動鉄心１１は、取付部１０ａ、１１ａがステンレス鋼製で、それ以外が鉄製である。

前記ウェイト９は、可動鉄心１１および電磁石１０の下方を覆う本体部９ａと、可動鉄心１１および電磁石１０の周囲を覆う筒状部９ｂとからなり、その筒状部９ｂの下端を全周にわたって本体部９ａに接続したもので、全体が下部振動体３と干渉しないように配されている。このため、ウェイト９自体がコンパクトな加振機構用カバーとなり、加振機構５への水や埃の侵入経路がウェイト９の筒状部９ｂと上部振動体２との間の隙間だけになるので、水や埃の侵入による加振機構５のトラブルが生じにくくなっている。また、その筒状部９ｂと上部振動体２との間の隙間にトラフ１の振動への影響が少ないスポンジ等を設置して、簡単にシール性を高めることもできる。

この加振機構５では、電磁石１０に交流電流を印加することにより、電磁石１０が可動鉄心１１を吸引する力が生じて上部振動体２とウェイト９を振動させる。このとき、電磁石１０の駆動周波数を振動系全体の共振周波数に合わせて、効率よく大きな振幅が得られるようにする。上部振動体２が振動すると、これと一体に振動するトラフ１の搬送路１ａ上の被搬送材が略水平方向に直線的に搬送される。

ここで、加振機構５の電磁石１０と可動鉄心１１は鉛直方向で対向するように配置されているので、その間に生じる吸引力の方向がトラフ１の振動方向と大きく異なっており、電磁石と可動鉄心を水平方向に対向させた場合と比べて、その隙間の寸法を同じにしてもトラフ１の振幅量を大きくとることができる。

また、加振機構５全体が下部振動体３の中央部にあけた孔３ａを貫通するように配置されているので、下部振動体３の上方に配置される場合と比べると、第２の板ばね１２の固定スパンが広がって許容振幅量が大きくなっており（板ばねの許容振幅量は固定スパンの２乗に比例する）、トラフ１の振幅量を大きくとれる。

さらに、この加振機構５では、上下の振動系で振幅と質量の積が同じになることから、トラフ１と上部振動体２と可動鉄心１１とからなる上部振動系の質量を、ウェイト９と電磁石１０とからなる下部振動系の質量よりも小さくして、トラフ１を効率よく大きな振幅で振動させられるようにしている。

この振動式直進フィーダは、上述したように、トラフ１が取り付けられる上部振動体２と、上部振動体２に第２の板ばね１２で連結されるウェイト９との間に電磁石１０と可動鉄心１１を鉛直方向で対向させた加振機構５を形成し、トラフ１側の振幅がウェイト９側の振幅よりも大きくなるように各部材の質量バランスを設定したので、被搬送材が軽量のものであっても、トラフ１の振幅量を大きくとって安定した搬送を行うことができる。

また、加振機構５の組込位置が搬送方向に移動可能となっているので、被搬送材の搬送状態に応じて加振機構５の組込位置を移動させることにより、搬送方向の上流側と下流側の振動角のバランスを調整して、搬送状態を一層安定させることができる。

しかも、上部振動体２を第２の板ばね１２よりも剛性の低い第１の板ばね４ａ、４ｂと、防振ゴムや防振用板ばねに比べて低剛性のコイルばね６とで支持して、防振構造を２段にしているので、トラフ１の振幅量を大きくとっても外部への振動の伝播が少なく、周辺の計測装置等に悪影響を与えるおそれが少ない。

なお、上述した実施形態では、上部振動体２に可動鉄心１１を取り付け、ウェイト９に電磁石１０を取り付けたが、これと逆に、電磁石を上部振動体に、可動鉄心をウェイトにそれぞれ取り付けるようにしてもよい。

１ トラフ（搬送部材）
１ａ 搬送路
２ 上部振動体
３ 下部振動体
３ａ 孔
４ａ、４ｂ 第１の板ばね
５ 加振機構
６ コイルばね（防振弾性体）
９ ウェイト
９ａ 本体部
９ｂ 筒状部
１０ 電磁石
１１ 可動鉄心
１２ 第２の板ばね

Claims (6)

1. 直線状の搬送路を有する搬送部材を備え、前記搬送部材に与えられる振動により被搬送材を搬送する振動式直進フィーダにおいて、前記搬送部材が取り付けられる上部振動体とその下方に配される下部振動体とを、搬送方向の上流側と下流側で第１の板ばねにより連結し、前記下部振動体を防振弾性体で支持するとともに、前記上部振動体の下方で下部振動体と干渉しない位置に配されるウェイトを、前記第１の板ばねよりも剛性の高い第２の板ばねで上部振動体に連結し、前記ウェイトに電磁石を取り付け、前記上部振動体に前記電磁石と鉛直方向で対向する可動鉄心を取り付けることにより、前記搬送部材に振動を与える加振機構を形成し、前記搬送部材と上部振動体と可動鉄心とからなる上部振動系の質量を、前記ウェイトと電磁石とからなる下部振動系の質量よりも小さくしたことを特徴とする振動式直進フィーダ。
2. 前記加振機構を、前記下部振動体の中央部にあけた孔を貫通するように配置したことを特徴とする請求項１に記載の振動式直進フィーダ。
3. 前記下流側の第１の板ばねを鉛直方向に延びるように組み込み、前記上流側の第１の板ばねは水平線に対して５０〜７０°の傾斜角度で傾けて組み込んだことを特徴とする請求項１または２に記載の振動式直進フィーダ。
4. 前記加振機構の組込位置を搬送方向に移動可能としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の振動式直進フィーダ。
5. 前記防振弾性体をコイルばねとしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の振動式直進フィーダ。
6. 前記加振機構のウェイトが、前記可動鉄心および電磁石の下方を覆う本体部と、前記可動鉄心および電磁石の周囲を覆う筒状部とからなり、その筒状部の下端を全周にわたって本体部に接続したものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の振動式直進フィーダ。

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