JP4384886B2 - 振動コンベヤ - Google Patents

Description

本発明は、山積みの被搬送物を振動によってバラし、被搬送物を個別に移送するのに利用される振動コンベヤに関し、特に振動の駆動源に永久磁石を用い、脱調現象を利用して振動を発生させる振動コンベヤに関する。

振動コンベヤは、被搬送物を載承する振動部材がバネ材によって支持され、振動を発生する駆動源の駆動によって強制振動され、その振動によって部品等の被搬送物を整送又は移送するものとして利用されている。
その振動コンベヤの一般的な構成は、基台と、該基台と振動部材との間に設けられて振動部材を略水平に支持する複数の板バネと、振動部材上に固定した被搬送物等を載承する載せ板（トラフ)と、基台と振動部材との間に設けられた駆動源とからなっている。

そして、その駆動源としては、基台に固定され交流電源によって磁界の強さが周期的に変化する電磁石と、振動部材に固定した吸着板とで構成される電磁振動体、或いは圧電素子を使用し、周期的に電圧が変化することによって生じる振動を利用した圧電振動体などが挙げられる。

しかし、電磁振動体による振動コンベヤは、振動数を変更するには交流電源の周波数を変更しなければならず、周波数によって電磁石の出力が変化する、高周波にすると電磁石の内部ヒステリシスが増大する、等の問題がある。一方、圧電振動体による振動コンベヤは高価になるという問題を有する。

そこで、上記問題点を解決するものとして、駆動源に永久磁石を用い、脱調現象を利用して振動を発生させるようにしたものが提案されている。
その構成は、モータの回転によって回転するロータと、該ロータに接近して設けられたステータとからなり、少なくとも前記ロータが極性を有する永久磁石であって、前記ロータの回転によりロータとステータとの間の永久磁石による吸引力が断続することによって振動を発生させるというものである（例えば、特許文献１参照）。
しかし、特許文献１に記載のものは、ロータとステータからなるため、基本的にはＳ極とＮ極の１極の組み合わせしかできない。従って、振動の強弱変更が困難である。

特開平６−３２１３３４号公報

本発明が解決しようとする課題は、駆動源に永久磁石を使用したもので、振動の変化調整、強弱調整を簡単に行うことができると共に、構造簡単で安価に製作することができる振動コンベヤを提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、基台上にバネ材を介して振動板が支持された振動コンベヤであって、前記振動板を振動させる駆動源を、軸筒周面に磁極を螺旋状に着磁した駆動磁気車の、その軸芯を前記振動板の振動方向に沿って配置し、駆動回転自在とした駆動側磁石と、振動板の下面に前記駆動磁気車の螺旋状に着磁した磁極のピッチと傾斜に対応してＮ極とＳ極を交互に配置固定した振動側磁石とで構成したことを特徴とする（請求項１）。
上記駆動側磁石（駆動磁気車）の駆動回転は、モータの出力軸にカップリング等を介して直結、或いはモータの出力を減速機構で減速しその減速機構の出力軸にカップリング等を介して連結して回転するなど何れでもよい。
基台上に振動板を支持するバネ材としては、従来より周知の板バネが好適である。また、その板バネは搬送方向に向けて所定角度傾斜させて取り付けても、或いは鉛直に起立取り付けてもよい。尚、板バネの傾斜角度としては、約８０度（鉛直より搬送方向に約１０度倒れた状態）が好適である。また、バネ材（板バネ）の本数は一般的に２本であるが、状況や負荷に応じてその本数を増加することは任意である。
また、駆動側磁石と振動側磁石との隙間は０．５〜１．５ｍｍとする。この隙間調整のために駆動側磁石は振動側磁石に対して移動調整可能に支持されている。

前記駆動側磁石は、一本物の棒状体でもよいが、螺旋状に着磁した短筒状の磁石筒を、軸杆に嵌装固定して形成してもよい（請求項２）。

又、上記駆動源によって振動される振動板はバネ材で支持するのみならず、前記基台と振動板とに亘って該振動板の振動方向を限定するガイド手段、例えば、ＬＭガイドを設けてもよい（請求項３）。

上記構成によれば、駆動側磁石（駆動磁気車）を回転させると振動側磁石が前記駆動側磁石の螺旋を追って駆動側磁石の軸芯方向へ移動しようとする。しかし、振動側磁石を固定した振動板はバネ材によって弾性的に固定されている為、移動できない。その為、駆動側磁石の磁極と振動側磁石の磁極がスベる、所謂、脱調現象を起こす。この脱調現象と同時にバネ材（板バネ）によって元に戻す力が働き、脱調と共に振動が発生する。
そして、駆動側磁石の回転数に合わせて上記した脱調現象が変化するので、振動も合わせて変化する。従って、振動の変化はモータの回転数を変えることで簡単に調整できる。
又、使用する永久磁石の数を増減することで、振動の強弱を調整できる。
更に、駆動側磁石（駆動磁気車）の着磁を螺旋状としたことで、Ｓ極，Ｎ極が多極にわたって組み合わせでき、より大きな振動を発生させることができる。

本発明によれば、駆動側磁石を回転させるモータの回転数を調整することで、振動を変化でき、また、磁石の数を増減することで強弱を簡単に調整することができる。しかも、駆動側磁石は螺旋状に着磁されているため、Ｓ極，Ｎ極が多極にわたって組み合わせでき、より高周波な振動を発生させることができる。従って、小さな部品等の搬送だけでなく、デリケートな搬送も可能な振動コンベヤを提供できる。

そして、請求項２の構成とした場合は駆動側磁石（駆動磁気車）を構成する磁石の増減を簡単に行うことができ、振動の調整、メンテナンスに優れた振動コンベヤを提供できる。
更に、請求項３の構成とした場合は、振動板の振動方向がガイド手段で限定される為、搬送方向の振動を安定させることができる。

基台上面に、板バネを所定間隔を置いて起立固定し、その左右の板バネの上側端部に亘って振動板を略水平に取り付ける。そして、基台上には振動板の下側に位置させて駆動磁気車からなる駆動側磁石の軸芯を前記振動板の振動方向に向けて回転自在に架設し、その駆動側磁石は基台に固定した減速機付きモータにカップリングを介して連結し、該駆動側磁石を駆動回転自在とする。他方、振動板の下面には前記駆動側磁石の磁極のピッチと傾斜に対応させてＮ極とＳ極を交互に配置した振動側磁石を、該駆動側磁石と所定の隙間を開けて固定する。
又、前記板バネは振動板の振動方向に向けて鉛直より所定角度（約１０度）傾けた前傾状態に支持する。

本発明の振動コンベヤの実施例１を図１乃至図７に基づいて説明する。
振動コンベヤＡは、平面矩形状に形成した基台１の長手方向の両側部上にブラケット２を介して板バネ３，３’が起立取り付けられ、その板バネ３，３’の上部にはブラケット２’を介して振動側磁石を取り付ける為の支持板４が略水平状に架設固定され、その支持板４上にスペーサ５を介して振動板６が一体的に載置固定され、更に基台１上には前記振動板６を振動させる駆動側磁石７が駆動回転自在に支持され、振動板と一体の支持板４下面には振動側磁石８が前記駆動側磁石７と所定の間隔をおいて配置固定されて構成されている。

基台１の上方に支持板４を水平に支持する板バネ３，３’は、基台１側に固定するブラケット２と支持板４側に固定するブラケット２’とによって鉛直状態より所定角度（例えば、約１０度）傾いた状態に取り付け、それにより振動方向への振動の発生をしやすくしてある。

上記支持板４上に載置固定する振動板６は、支持板４の幅より幅広のステンレス板を用い、幅方向の前後側縁を略直角に上向きに折り曲げてトラフ形状に形成され、直交する左右方向は開放されており、それによって被搬送物が該振動板の長手方向に沿って搬送され、本振動コンベヤに連設配置される他の搬送手段に移乗するように構成されている。尚、この振動板６は図示のトラフ形状に限定されるものでなく、用途に応じて各種形状に形成しうるものである。

上記振動板６を振動させる駆動源の駆動側磁石７は、長尺棒状の支軸７ａに短筒形状の駆動磁気車７ｂを多数嵌装することにより構成されている。
支軸７ａに嵌装する駆動磁気車７ｂは、希土類磁石等の永久磁石を用いて円形短筒状に形成し、その周面にＳ極帯とＮ極帯とを軸方向に沿って螺旋状に着磁して構成されている。着磁するＳ極帯とＮ極帯の極数は限定されないが、多極を着磁した場合は、後述する振動側磁石８との組み合わせが多極にわたるため、より高周波な振動を得ることができ、デリケートな搬送に有効となる。

又、支軸７ａの外周に上記構成の駆動磁気車７ｂを一体回転状に嵌装固定する方法としては、支軸７ａの外周と駆動磁気車７ｂの内周面との間に楔構造のスリーブを嵌着して両者を固定する方法（例えば、特開２０００−６２９２５号公報の嵌装機構参照）、或いは支軸７ａの外周と駆動磁気車７ｂの内周面との間にＯリングを介在して固定する方法、更には支軸７ａに駆動磁気車７ｂを接着剤で接着固定する方法等、適宜可能である。
尚、上記駆動側磁石７は短筒形状の駆動磁気車７ａを多数嵌装して長尺棒状としたが、駆動磁気車を所定長さの長尺一本物としてもよいものである。

上記の如く構成した駆動側磁石７は、基台１上にブラケット９で鉛直に起立取り付けた一対の軸受板１０，１０’に内蔵した軸受１０ａに亘って回転自在に軸架し、その支軸７ａの一方端は軸受板１０’より外方に突出させ、その突出端部はカップリング１３を介して基台１上にブラケット１１で固定した減速機付きモータ１２の出力軸に連結されている。それにより、駆動側磁石７は減速機付きモータ１２によって駆動回転される。

又、ブラケット９に取り付ける軸受板１０，１０’は、該軸受板１０，１０’で支持する駆動側磁石７と板バネ３，３’で支持される支持板４の下面に取り付けられる振動側磁石８との隙間を調節するために、上下方向に移動調整自在な構造で取り付けられている。
その構造は、

駆動側磁石７と対向して支持板４側に固定される振動側磁石８は、希土類磁石等の永久磁石を用いて平板状に形成され、その磁石を、前記駆動側磁石７を構成する駆動磁気車７ｂの螺旋状に着磁した磁極のピッチと傾斜に対応させてＳ極とＮ極を交互に配置し、保持枠２１を用いて支持板４下面に固定されている。
又、上記のごとく構成した振動側磁石８は前記駆動側磁石７の外表面と非接触状態に取り付けるが、その駆動側磁石７と振動側磁石８との隙間（振動側磁石の表面と駆動側磁石の頂点との間隔）は０．５ｍｍ〜１．５ｍｍに設定する。

上記駆動側磁石７と振動側磁石８との隙間を適正値に調整する為に、ブラケット９に対し軸受板１０，１０’は図６に示すように、上下方向に移動調整自在に支持されている。
具体的には、軸受板１０，１０’をブラケット９にボルト・ナット１７で締着するボルト取付孔１８を縦長孔とし、且つ前記軸受板１０，１０’の下端面から鉛直方向に向かってネジ孔１９が形成され、そのネジ孔１９に調節ネジ杆２０がその下端面を基台１上面に当接させて螺合されている。
これにより、調節ネジ杆２０を回動することで軸受板１０，１０’が上下方向に移動調整され、所定位置に固定された振動側磁石８表面と駆動側磁石７との隙間を最適値に調整することができる。そして、調整後ボルト・ナット１７を締め付けることで調整状態に維持することが出来る。

上記の如く構成した振動コンベヤＡは、減速機付きモータ１２を駆動するとその回転がカップリング１３を介して支軸７ａに伝達され、前記支軸７ａに駆動磁気車７ｂが嵌装固定されて構成された駆動側磁石７が回転される。
駆動側磁石７が回転すると振動側磁石８は、図７（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように前記駆動側磁石７の螺旋状の磁極を追って該駆動側磁石７の支軸７ａの軸芯方向に移動しようとする。しかし、振動側磁石８を固着した支持板４は板バネ３，３’で弾性的に保持されている為、該板バネ３，３’の弾性変形可能範囲内は板バネ３，３’を傾動しながら駆動側磁石７の螺旋に追従して移動するが、前記板バネ３，３’の弾性変形可能範囲の限界においては駆動側磁石７の磁極と振動側磁石８の磁極とがスベる、所謂、脱調現象を起こす。この脱調現象と同時に弾性変形された板バネ３，３’の元の位置に戻ろうとする弾発復元力が働き、支持板４に振動が発生する。その支持板４の振動で、該支持板４に連結された振動板６は矢印方向に往復振動され、振動板６上に載置された被搬送物は矢印方向に移送される。
そして、上記振動発生の源となる脱調現象は、駆動側磁石７の回転数に合わせて変化する為、振動を変化調整する場合は駆動側磁石７を回転する減速機付きモータ１２の回転数を制御する。又、駆動側磁石７及び振動側磁石８を構成する永久磁石の数を増減することで振動の強弱を調整することができる。
そして、先行技術とは永久磁石の配列が異なり、直線系であるため、調整は駆動側磁石と振動側磁石間の隙間（ギャップ）のみでよく、調整を簡単に行うことができる。

図８乃至図１０は本発明に係る振動コンベヤの実施例２を示し、基台１の固定側部材と振動板６を備えた支持板４の可動側部材とに亘って該振動板の振動方向を限定するガイド手段Ｂが設けられている。尚、その他の構成は、実施例１と同じである為説明は省略する。
以下、そのガイド手段Ｂについて説明する。
ガイド手段Ｂは、実施例１と同様の構成とした振動発生手段の作用で発生する振動の方向を限定するもので、この種ガイド手段として一般的に採用されているＬＭガイドが駆動側磁石７の軸芯と平行に配置して取り付けられている。
即ち、ＬＭガイド１４を構成するレール部材１４ａが基台１に支持部材１５で固定され、前記レール部材１４ａに対してスライドするスライド部材１４ｂは振動板６を備えた支持板４に取付板１６を介して固定されている。
これにより、駆動側磁石７と振動側磁石８による脱調現象及び板バネ３，３’の弾発作用で支持板４に発生する振動は、ＬＭガイド１４によって振動方向が限定され、振動板６はＬＭガイド１４の方向にのみ案内往復される。即ち、搬送方向以外の振動を抑制して、振動を搬送方向へのみ効果的に利用する。尚、ガイド手段Ｂは、図示のＬＭガイド１４に限られるものではなく、要は相対して直線的にスライドするものであればよい。

本発明に係る振動コンベヤの第１実施例を示す一部切欠正面図。 同平面図。 同拡大右側面図。 同拡大一部切欠左側面図。 駆動側磁石と振動側磁石を示す拡大斜視図。 駆動側磁石を支持する軸受板の支持構造を示す拡大断面図。 駆動側磁石の回転と振動側磁石の振動の関係を示す動作説明図。 第２実施例を示す正面図。 同平面図。 同拡大左側面図。

符号の説明

Ａ…振動コンベヤ １…基台
３，３’…バネ材（板バネ） ４…支持板
６…振動板 ７…駆動側磁石
７ｂ…駆動磁気車 ８…振動側磁石
１４…ガイド手段

Claims (3)

1. 基台上にバネ材を介して振動板が支持された振動コンベヤであって、前記振動板を振動させる駆動源を、軸筒周面に磁極を螺旋状に着磁した駆動磁気車の、その軸芯を前記振動板の振動方向に沿って配置し、駆動回転自在とした駆動側磁石と、振動板の下面に前記駆動磁気車の螺旋状に着磁した磁極のピッチと傾斜に対応してＮ極とＳ極を交互に配置固定した振動側磁石とで構成したことを特徴とする振動コンベヤ。
2. 前記駆動側磁石は、螺旋状に着磁した短筒状の磁石筒を、軸杆に嵌装固定して形成したことを特徴とする請求項１記載の振動コンベヤ。
3. 前記基台と振動板とに亘って該振動板の振動方向を限定するガイド手段が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の振動コンベヤ。

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