JP2017094264A - 振動装置及びその振動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、振動テーブルによって振動が与えられる振動テーブル上の載置物の移動性を容易に制御できる振動装置を得ることを課題とする。
【解決手段】 この発明は、振動テーブル３に対向配置された一対の誘導型振動モーター４ａ，４ｂの回転によって前記振動テーブル３に振動を発生させる振動装置において、前記一対の誘導型振動モーター４ａ，４ｂの各誘導型振動モーターをそれぞれ別々の電源５ａ，５ｂに接続し、少なくとも一の誘導型振動モーター４ａ（又は４ｂ）に接続される電源５ａ（又は５ｂ）は電源周波数又は／及び電源電圧を調整する機能を備え、前記電源周波数又は／及び電源電圧を微調整することにより、前記一の誘導型振動モーター４ａ（又は４ｂ）の回転速度を他の誘導型振動モーター４ｂ（又は４ａ）との間に同期化力が働く範囲内で制御し、もって前記振動テーブル３に生じる振動の向きを調整できるようにした振動装置として構成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、一対の誘導型振動モーターを用いて振動を発生させる振動装置に関するものである。

従来より、一対の誘導型振動モーターを振動テーブルに対向配置し、この一対の誘導型振動モーターの各誘導型振動モーターを互いに逆回転させることにより、個々の誘導型振動モーターが発する回転振動を振動テーブルを介して直線振動に変換する振動装置が知られている。この振動装置による回転振動から直線振動への振動変換は、振動テーブルに対向配置された一対の誘導型振動モーターを互いに逆回転させて同期させることで、上下方向の振動成分以外の振動成分を除去することにより得られるものである。
かかる振動装置は、振動テーブル上に粉粒体などの物を載置し、当該載置物に振動を与えることにより、物の選別、移動、混合、拡散等に広く利用されている。

振動テーブルに対向配置された一対の誘導型振動モーターを互いに逆回転させた場合には、同期化現象が生じて自然に同期が行われるので、これらを同期させるために各誘導型振動モーターを制御する必要はない。
しかしながら、誘導型振動モーターには個体差などがあるため、同期化現象により同期したように見える場合であっても、厳密には必ずしも完全に同期してない場合が生じ得る。そのため、振動テーブル上に粉粒体などを載置して振動テーブルを運転した場合に、意図せず振動テーブル上で粉粒体が振動しながら一方に偏ってしまうことがある。
他方、意図的に粉粒体などの載置物に振動を与えながらこれを任意の方向に移動させたい場合もある。
このような場合、従来は、一方の誘導型振動モーターの偏心錘の重さを微調整したり、振動テーブルの傾斜具合を調整することにより対応していた。

例えば、特開２００５−３１８８３８号公報には、振動コンベヤの搬送樋上の茶葉（被振動物）に偏りが生じる場合、搬送面の傾きを調整するアジャスタボルトの締め付け位置を調整することにより、搬送樋の保持角度を調整して茶葉を均一に分散させることができる装置が提案されている。
特開２００５−３１８８３８号公報

このように、従来の振動装置において、振動テーブル上の載置物に振動を加えながら所望の方向に移動させたい場合、あるいは、載置物に偏りを発生させたくない場合には、振動テーブルの載置面の傾きを調整することによって対応しているのが現状である。
しかしながら、振動テーブルの載置面の傾きを調整するためには、振動装置を一旦停止させて行わなければならず、また、微妙な角度調整が必要となることから作業が繁雑である。このため、振動による載置物の移動をコントロールする方法として、振動テーブルの角度調整以外の方法が求められいる。

この発明は、振動テーブルによって振動が与えられる振動テーブル上の載置物の移動性を簡易な構成で制御できる振動装置を得ることを課題とする。

この発明は、振動テーブルに対向配置された一対の誘導型振動モーターの回転によって前記振動テーブルに振動を発生させる振動装置において、前記一対の誘導型振動モーターの各誘導性振動モーターをそれぞれ別々の電源に接続し、少なくとも一の誘導型振動モーターに接続される電源は電源周波数又は／及び電源電圧を調整する機能を備え、前記電源周波数又は／及び電源電圧を微調整することにより、前記一の誘導型振動モーターの回転速度を他の誘導型振動モーターとの間に同期化力が働く範囲内で制御し、もって前記振動テーブルに生じる振動の向きを調整できるようにした振動装置として構成する。

また、請求項２の発明は、振動テーブルに対向配置された一対の誘導型振動モーターの回転によって前記振動テーブルに振動を発生させる振動装置の振動制御方法において、前記一対の誘導型振動モーターの少なくとも一の誘導型振動モーターに接続された電源の電源周波数又は／及び電源電圧を微調整して前記一の誘導型振動モーターの回転速度を他の誘導型振動モーターとの間に同期化力が働く範囲内で制御することにより、前記振動テーブルに生じる振動の向きを調整できるようにしたことを特徴とする。

前記誘導型振動モーターは、回転振動を発生させることができるモーターであればよく、偏心錘を備えた回転軸を回転させて回転振動を得る誘導型振動モーターが考えられる。
前記一対の誘導型振動モーターの各誘導型振動モーターはそれぞれ別々の電源に接続され、少なくとも一の誘導型振動モーターに接続される電源が電源周波数又は／及び電源電圧を調整する機能を備えていればよいが、他の誘導型振動モーターに接続される電源にも電源周波数又は／及び電源電圧を調整する機能が備わっていてもよい。要は、少なくとも一の誘導型振動モーターの駆動電源の周波数又は／及び電圧について、他の誘導型振動モーターとは別に制御できるようにしてあればよい。電源周波数又は／及び電源電圧を微調整する機能を備えた電源としては、例えばインバーターが考えられる。
ここで、前記一の誘導型振動モーターの回転速度が他の誘導型振動モーターの回転速度に対して±５％の範囲内の回転速度であれば、一対の誘導型振動モーターの間で同期化力が働くものと考えられるから、前記一の誘導型振動モーターにおける電源周波数又は／及び電源電圧の微調整は、他の誘導型振動モーターに入力される電源周波数又は／及び電源電圧に対して±５％の範囲内で行うことができる。

この発明によれば、振動テーブルに対向配置された一対の誘導型振動モーターの回転によって前記振動テーブルに振動を発生させる振動装置において、前記一対の誘導型振動モーターの各誘導型振動モーターをそれぞれ別々の電源に接続し、少なくとも一の誘導型振動モーターに接続される電源は電源周波数又は／及び電源電圧を微調整する機能を備え、前記電源周波数又は／及び電源電圧を微調整することにより前記一の誘導型振動モーターの回転速度を他の誘導型振動モーターとの間に同期化力が働く範囲内で制御するものとしたので、一の誘導型振動モーターの回転速度を他の誘導型振動モーターとの間に同期化力が働く範囲内で他の誘導型振動モーターと異なる回転速度としたり、同じ回転速度としたりすることによって、前記振動テーブルに生じる振動の向きを調整することができる。

すなわち、例えば、前記一対の誘導型振動モーターの一の誘導型振動モーターの電源周波数を僅かに上げる（又は下げる）と、一の誘導型振動モーターの回転速度が他の振動モーターとの間に同期化力が働く範囲内で僅かに増加し（又は減少し）、他の誘導型振動モーターの回転速度との間に僅かな差が生ずる。他方、電源周波数の僅かな上昇（又は低下）による一の誘導型振動モーターの回転速度の増加（又は減少）は他の誘導型振動モーターとの間に同期化力が働く範囲内（±５％の範囲内）のものであるから、他の誘導型振動モーターの回転速度と差が生じた場合でも、当該他の誘導型振動モーターとの間で同期化力が働いて一対の誘導型振動モーターにおいて同期化現象が生じる。ここで、電源周波数を僅かに上げた（又は下げた）後に生じる同期状態について、電源周波数を上げる（又は下げる）前と比較すると、一の誘導型振動モーターの回転速度が増加（又は減少）しているので、一対の誘導型振動モーターの各偏心錘が僅かに回転速度の速い方向側にシフトした状態で同期化されることとなる。
そして、一対の誘導型振動モーターの各偏心錘が僅かに回転速度の速い方向側にシフトすることにより、振動テーブルに生じる垂直振動は、僅かに回転速度が速い方向のベクトルを含む斜め方向の直線振動に変化する。

また、前記一対の誘導型振動モーターの一の誘導型振動モーターの電源電圧を僅かに上げた（又は下げた）場合には、この誘導型振動モーターに生じる「すべり」が減少（又は増加）して一の誘導型振動モーターの回転速度が他の誘導型振動モーターとの間に同期化力が働く範囲内で僅かに増加（又は減少）し、他の誘導型振動モーターの回転速度との間に僅かな差が生ずる。他方、電源電圧の僅かな上昇（又は低下）による一の誘導型振動モーターの回転速度の増加（又は減少）は他の誘導型振動モーターとの間に同期化力が働く範囲内（±５％の範囲内）のものであるから、他の誘導型振動モーターの回転速度と差が生じた場合でも、当該他の誘導型振動モーターとの間で同期化力が働いて一対の誘導型振動モーターにおいて同期化現象が生じる。ここで、電源電圧を僅かに上げた（又は下げた）後に生じる同期状態について、電源電圧を上げる（又は下げる）前と比較すると、一の誘導型振動モーターの回転速度が増加（又は減少）しているので、一対の誘導型振動モーターの各偏心錘は、僅かに回転速度の速い方向側にシフトした状態で同期化されることとなる。
そして、一対の誘導型振動モーターの各偏心錘が僅かに回転速度の速い方向側にシフトすることにより、振動テーブルに生じる垂直振動は、僅かに回転速度が速い方向のベクトルを含む斜め方向の直線振動に変化する。

これにより、振動テーブル上の載置物には回転速度の速い方向のベクトルを含む斜め方向の振動が与えられるので、載置物は振動しながらこの方向に向かって移動することとなる。
このようにして、振動テーブル上の載置物に振動を加えながら、これを所望の方向に移動させることができる。

他方、一の誘導型振動モーターの電源周波数又は／及び電源電圧を微調整することによって、一対の誘導型振動モーターの各偏心錘が垂直位置で同期化された場合には、振動テーブルに生じる振動は完全な垂直振動となる。この場合、振動テーブル上の載置物には垂直方向の振動が与えられることとなり、載置物は垂直方向に振動するのみで水平方向に移動することはない。

この発明の実施例の概要を示す図 同じく動作状態（振動モーター４ａ側への移動）を示す図 同じく各振動モーターの偏心錘の同期位置の変化を説明する図 同じく逆回転による動作状態（振動モーター４ａ側への移動）を示す図 同じく各振動モーターの偏心錘の同期位置の変化を説明する図 同じく動作状態（振動モーター４ｂ側への移動）を示す図 同じく各振動モーターの偏心錘の同期位置の変化を説明する図 同じく逆回転による動作状態（振動モーター４ｂ側への移動）を示す図 同じく各振動モーターの偏心錘の同期位置の変化を説明する図 同じく動作状態（移動なし）を示す図

図１は、この発明の実施例の概要を示す図である。
基台１の上にばね２を介して取り付けられた振動テーブル３の下面には、それぞれ誘導モーターで構成された一対の誘導型振動モーター（以下、単に「振動モーター」という。）４ａ，４ｂが互いに対向して取り付けられている。
この一対の振動モーター４ａ，４ｂには、駆動電源としてそれぞれインバーター５ａ，５ｂが接続されている。この実施例においては振動モーター４ａ，４ｂにそれぞれインバーター５ａ，５ｂが接続されているが、何れか一方のみ（例えば、振動モーター４ａにンバーター５ａを接続し、振動モーター４ｂは商用電源に接続）であってもよい。
インバーター５ａ，５ｂは、ＰＷＭ（パルス幅変調）方式により任意周波数、任意電圧の正弦波を生成することができ、振動モーター４ａ，４ｂにそれぞれ駆動電源を供給する。インバーター５ａ，５ｂにより生成される正弦波の周波数、電圧の制御は一般的なコントローラーなどを操作することで行われる（図示は省略）。

図２ないし１０は、この発明の実施例の動作状態を説明するための図である。
電源を投入して振動モーター４ａ，４ｂをそれぞれ逆回転させると、同期化現象が生じて振動モーター４ａ，４ｂの各偏心錘が垂直位置で同期した状態で回転する。これにより、振動テーブルが上下方向に振動を開始し、振動テーブル３の上面に載置された粉粒体Ｐに振動が加えられる。

粒粒体Ｐを振動モーター４ａ方向に移動させたい場合には、振動モーター４ａに接続されたインバーター５ａを操作して、インバータ５ａから振動モーター４ａに供給される電源周波数又は／及び電源電圧を、振動モーター４ｂに供給される電源周波数又は／及び電源電圧よりも僅かに大きくなるように調整する（あるいは、振動モーター４ｂに接続されたインバーター５ｂを操作して、インバータ５ｂから振動モーター４ｂに供給される電源周波数又は／及び電源電圧を、振動モーター４ａに供給される電源周波数又は／及び電源電圧よりも僅かに小さくなるように調整してもよい。）。
このように調整すると、振動モーター４ａの回転速度は、振動モーター４ｂの回転速度より僅かに速くなるので、振動モーター４ａの偏心錘と振動モーター４ｂの偏心錘とが重なり合う位置は、次第に回転速度の速い方向（振動モーター４ａの回転方向）にずれていく（図３（ａ）〜（ｃ））。しかしながら、振動モーター４ａ，４ｂ間の回転速度の差は僅かなものであるため、振動モーター４ａ，４ｂ間には同期化力が生じ、振動モーター４ａの偏心錘と振動モーター４ｂの偏心錘とが重なり合う位置の、回転速度の速い方向（振動モーター４ａの回転方向）へのずれは一定程度で止まり、僅かに振動モーター４ａの回転方向側にシフトした位置で同期する（図３（ｃ）参照）。
これにより、一対の振動モーター４ａ，４ｂを回転させることで振動テーブル３に生じる上下方向の振動は、回転速度の速い振動モーター４ａの回転方向のベクトルを含む斜め方向の直線振動となり、この振動を受ける振動テーブル上の粉粒体Ｐは振動しながら振動モーター４ａ側に向かって移動する（図２）。

また、振動モーター４ａ，４ｂの回転方向をそれぞれ逆転させ、インバータ５ｂから振動モーター４ｂに供給される電源周波数又は／及び電源電圧を、振動モーター４ａに供給される電源周波数又は／及び電源電圧よりも僅かに大きくなるように調整しても同様の効果が得られる。すなわち、この場合、振動モーター４ｂの回転速度が、振動モーター４ａの回転速度より速くなるので、一対の振動モーター４ａ，４ｂを回転させることによって振動テーブル３に生じる上下方向の振動は、回転速度の速い振動モーター４ｂの回転方向のベクトルを含む斜め方向の直線振動となり、この振動を受ける振動テーブル上の粉粒体Ｐは振動しながら振動モーター４ａ側に向かって移動する（図４、図５参照）。

これとは逆に、粉粒体Ｐを振動モーター４ｂ方向に移動させたい場合には、振動モーター４ａに接続されたインバーター５ａを操作して、インバータ５ａから振動モーター４ａに供給される電源周波数又は／及び電源電圧を、振動モーター４ｂに供給される電源周波数又は／及び電源電圧よりも僅かに小さくなるように調整する（あるいは、振動モーター４ｂに接続されたインバーター５ｂを操作して、インバータ５ｂから振動モーター４ｂに供給される電源周波数又は／及び電源電圧を、振動モーター４ａに供給される電源周波数又は／及び電源電圧よりも僅かに大きくなるように調整してもよい。）。
このように調整すると、振動モーター４ａの回転速度は、振動モーター４ｂの回転速度より僅かに遅くなるので、振動モーター４ａの偏心錘と振動モーター４ｂの偏心錘とが重なり合う位置は、次第に回転速度の速い方向（振動モーター４ｂの回転方向）にずれていく（図７（ａ）〜（ｃ））。しかしながら、振動モーター４ａ，４ｂ間の回転速度の差は僅かなものであるため、振動モーター４ａ，４ｂ間には同期化力が生じ、振動モーター４ａの偏心錘と振動モーター４ｂの偏心錘とが重なり合う位置の、回転速度の速い方向（振動モーター４ｂの回転方向）へのずれは一定程度で止まり、僅かに振動モーター４ｂの回転方向側にシフトした位置で同期する（図７（ｃ）参照）。
これにより、一対の振動モーター４ａ，４ｂを回転させることで振動テーブル３に生じる上下方向の振動は、回転速度の速い振動モーター４ｂ側方向のベクトルを含む斜め方向の直線振動となり、振動テーブル上の粉粒体Ｐは振動しながら振動モーター４ｂ側に向かって移動する（図６）。

また、振動モーター４ａ，４ｂの回転方向をそれぞれ逆転させ、インバータ５ａから振動モーター４ａに供給される電源周波数又は／及び電源電圧を、振動モーター４ｂに供給される電源周波数又は／及び電源電圧よりも僅かに大きくなるように調整しても同様の効果が得られる。すなわち、この場合、振動モーター４ａの回転速度が、振動モーター４ｂの回転速度より僅かに速くなるので、一対の振動モーター４ａ，４ｂを回転させることによって振動テーブル３に生じる上下方向の振動は、回転速度の速い振動モーター４ｂの回転方向のベクトルを含む斜め方向の直線振動となり、この振動を受ける振動テーブル上の粉粒体Ｐは振動しながら振動モーター４ｂ側に向かって移動する（図８，図９参照）。

他方、粉粒体Ｐを振動モーター４ａ，４ｂの何れの方向にも移動させたくない場合には、振動モーター４ａに接続されたインバーター５ａを操作して、インバータ５ａから振動モーター４ａに供給される電源周波数又は／及び電源電圧を、振動モーター４ｂに供給される電源周波数又は／及び電源電圧と同じになるように調整する（あるいは、振動モーター４ｂに接続されたインバーター５ｂを操作して、インバータ５ｂから振動モーター４ｂに供給される電源周波数又は／及び電源電圧を、振動モーター４ａに供給される電源周波数又は／及び電源電圧と同じになるように調整してもよい。）。
これにより、振動モーター４ａの回転数は、振動モーター４ｂの回転数と同じになるので、一対の振動モーター４ａ，４ｂを回転させることによって振動テーブル３に生じる上下方向の振動は、振動モーター４ａ，４ｂ何れの方向の成分も含まないものとなり、振動テーブル上の粉粒体Ｐは垂直方向に振動するのみで、振動モーター４ａ，４ｂの何れの方向にも移動しない（図１０参照）。

ここで、振動モーター４ａ，４ｂに供給する電源周波数又は／及び電源電圧を同じとした場合でも、振動モーター４ａ，４ｂの個体差などにより必ずしも完全な垂直方向の振動が得られない場合が生じ得る。その場合には、振動モーター４ａと振動モーター４ｂの相対速度が粉粒体Ｐが移動する方向とは逆方向において僅かに速くなるように振動モーター４ａ又は４ｂに供給する電源周波数又は／及び電源電圧を微調整すればよい。これにより、振動モーター４ａの偏心錘と振動モーター４ｂの偏心錘とが重なり合う位置を粉粒体Ｐが移動する方向と逆方向にシフトさせることができるので、振動モーター４ａ，４ｂの各偏心錘が垂直位置で重なり合うように調整することで、完全な垂直方向の振動を得ることができる。

この発明は、振動装置に関するものであり、産業上の利用可能性を有するものである。

１ 基台
２ ばね
３ 振動テーブル
４ａ，４ｂ 誘導型振動モーター
５ａ，５ｂ 駆動電源（インバーター）

Claims (2)

1. 振動テーブルに対向配置された一対の誘導型振動モーターの回転によって前記振動テーブルに振動を発生させる振動装置において、
   前記一対の誘導型振動モーターの各誘導型振動モーターはそれぞれ別々の電源に接続され、
   少なくとも一の誘導型振動モーターに接続される電源は電源周波数又は／及び電源電圧を調整する機能を備え、
   前記電源周波数又は／及び電源電圧を微調整することにより、前記一の誘導型振動モーターの回転速度を他の誘導型振動モーターとの間に同期化力が働く範囲内で制御し、もって前記振動テーブルに生じる振動の向きを調整できるようにした、
   振動装置。
2. 振動テーブルに対向配置された一対の誘導型振動モーターの回転によって前記振動テーブルに振動を発生させる振動装置の振動制御方法において、
   前記一対の誘導型振動モーターの少なくとも一の誘導型振動モーターに接続された電源の電源周波数又は／及び電源電圧を微調整して前記一の誘導型振動モーターの回転速度を他の誘導型振動モーターとの間に同期化力が働く範囲内で制御することにより、前記振動テーブルに生じる振動の向きを調整できるようにしたことを特徴とする振動装置の振動制御方法。