JPH061417A - フィーダ励振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動コンベア装置１０のコンベア部１４を加
振する励振器を提供する。 【構成】 複数の可撓性エラストマーばね８０、１１
０、１１２を用いて非線形ばね強さを有するばね装置２
０を構成し、このばね装置をセンタプレート２４を介し
て電磁石３０により吸引解除して振動させることによ
り、センタプレートに連結されるコンベア部１４を振動
させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動式のコンベア装置
すなわちフィーダ装置を加振して駆動する励振器に関
し、特に、密閉型であり、共振状態あるいは共振状態に
近い状態で作動する実質的に非線形のばね装置が内部に
設けられた励振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】機械式、電気式の励振器を備えた励振駆
動装置は、装置の一部にばねを用いることが多い。一般
的なエラストマーばね装置は、ばね強さが線形に増大す
る。それゆえ、電磁石とアーマチュアの間のエアギャッ
プが小さくなって、電磁石力の力が非線形に増大する電
磁励振器においては、エラストマーばね装置はあまり用
いられない傾向にあった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】ここで述べるような、エ
アギャップが小さくなる状態が生ずる電磁装置において
は、励振器の電磁石のアーマチュアが電磁石に近づいた
ときに、ばね装置のばね抵抗を大きくするためには、非
線形ばね装置を用いたほうが有利であることが見出され
た。ここで述べる好ましい実施例の電磁励振器は、２つ
の大きなかたまり部分（ツー・マス［two masses］）か
ら構成されるツー・マスタイプのコンベア装置に用いら
れるものである。第１のマスは、主として、例えば溝状
に形成したコンベア部と、このコンベア部上を運搬され
る運搬物（製品等）と、電磁石と協働するアーマチュア
とからなる。一方、第２のマスは、主として、電磁石
と、電磁石ハウジングと、ツー・マスコンベア装置のバ
ランスをとるためのバラストウェートとからなる。複数
のばね、好ましい態様にあってはエラストマーばねは、
両マスを連結し、また、ツー・マスコンベア装置に共振
運動を生じさせるようにそのサイズが設計されている。

【０００４】電磁石は、その両極の面が互いに極めて近
接しているときのみ、有効な力を生ずる。近接とは、１
インチ（25.4mm）の１／１０あるいはそれ以下のオーダ
である。電磁石の吸引力はエアギャップの平方根にほぼ
逆比例して増大する。従って、この距離（ギャップ）に
関して非線形に増大した電磁石の力に対して、ばね装置
を、同じ非線形割合の力でもって抵抗させることが好ま
しい。

【０００５】本発明においては、複数のばねから構成し
たばね装置が用いられる。１本１本のばねは、サイズの
異なるエラストマー材と金属材等を順次積層させて複合
材ラミネート一体構造のばねとして形成される。

【０００６】本発明の主目的は、電磁石のストロークの
増大に伴い、ばねの強さが非線形に増大するばね装置を
有する密閉型電磁励振器を提供することにある。

【０００７】本発明の上記目的及びその他の目的は、電
磁励振器分野における通常の知識を有する者にとって、
以下の説明から明らかになる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一般的な実施状態を示す。す
なわち、本発明の励振器をコンベア装置に応用した実施
例を示す。コンベア部１４が複数の脚部１２上にバイブ
レーションアイソレータ１６を介して設けられている。
このコンベア装置は、例えば、コンベア部１４を幅が２
５−３０ｃｍ程度、長さが２．４−３ｍ程度の溝型の搬
送路とすることができる。コンベア装置の目的は、スナ
ック食品、穀類加工食品、その他の低比重製品のような
軽量の製品を搬送することにある。コンベア装置は、ま
た、これとは別のタイプ、形状、サイズのものとしても
よく、そうすることによって、緊結金物等の比重の大き
い製品から泡包装製品のような低比重のものまで多種多
様な材質の物品あるいは製品を搬送することができる。

【０００９】本発明の出願人は、本発明の主要部である
ばね装置を利用しうる広範囲に及ぶ多種装置の製造業者
である。「グリズリー」と呼ばれる大型の石炭処理・脱
水装置や、鉱山、セメント工場、硝子工場等で用いられ
る中型の振動コンベア装置や、碗型部品搬送用振動フィ
ーダは、本願発明原理を利用できる応用例のほんの一部
にすぎない。

【００１０】図１のコンベア装置は電磁励振器２０を有
する。電磁励振器２０は、コンベア部１４の両側部に一
体的に設けられたウィングプレート２２に取り付けられ
ている。電磁励振器２０はそのセンタプレート２４をウ
ィングプレート２２にボルト付けすることにより取り付
けられる。

【００１１】図２は、電磁励振器２０を示し、本発明の
特徴を示すものである。センタプレート２４は励振器本
体を上下の２つの部分に分ける。この上下部分は実質的
に同一であり、異なる点は、電磁励振器を作動させるた
めの電源や電源コードが下の部分に接続されていること
のみである（ただし、電源と電源コードは図示省略）。
本願発明の電磁励振器について、まず、センタプレート
２４から説明する。

【００１２】センタプレート２４には２つの主開口が設
けられている。第１の主開口２６はセンタプレート２４
の一端に位置し、その中に電磁石３０とアーマチュア１
０６が収容されている。アーマチュア１０６はセンタプ
レート２４に固設されている。一方、電磁石は後述する
上下プレートに挟持されている。第２の主開口３２は長
方形であり、その中にばねセット３４が収容されてい
る。ばねセット３４については後述する。センタプレー
ト２４には、主開口に比べて小さめの孔３６が更に設け
られている。この孔３６には、予め圧縮応力が付与され
て復元力を持ち、ばね装置に過負荷の圧縮力が生ずるの
を防止する役目を果たす適宜長さのチューブ４０が配設
されている。複数の孔４２は、励振器２０をコンベア装
置に取り付ける前記取付ボルトを通すための取付け孔で
ある。

【００１３】ばね装置を構成する１つのばねとして、ば
ね係数が一定の上ばね４４が設けられている。この上ば
ねは、断面が長方形で、形状がほぼ長方体のエラストマ
ーばねであり、その一側面（下面）においてセンタプレ
ート２４の上面に接着され、そして、電磁励振器の内部
を包囲している。好ましい実施例としては、上ばね４４
をエラストマーフレーム（枠体）とし、このフレームを
直線部と直線部を結ぶ曲線コーナ部とで形成する。図で
は連続体フレームとして示しているが、必要に応じて不
連続とすることもできる。連続体にすることで、フレー
ムはばねとして働くばかりではなく、励振器の内部を外
部汚染物から遮蔽するシールの役目を果たす。

【００１４】非可撓性の上フレーム４６がばね定数が一
定の前記上ばね４４に接着されている。好ましい態様に
あっては、このフレーム４６は金属性であるが、金属以
外の非可撓性材料であっても良い。上フレーム４６は、
上ばねとほぼ同形状であるが、ややそれよりも大きいほ
うが良い。上フレーム４６には、例えば、複数のねじ孔
５０が形成されている。

【００１５】上フレーム４６は、緊結材５４を第１のプ
レートすなわち上プレート５２に形成された孔５６に通
してねじ孔５０に止め付けることにより、上プレート５
２に緊結される。図では、このように構成した場合を示
しているが、上プレートと上フレームを一体成形しても
良い。

【００１６】上プレート５２には、３本のボルト６０を
通す３つの孔の他、多数の孔が設けられている。ボルト
６０はそれぞれ上プレートの孔に通され、次に２つの定
着部６２、６４とチューブ４０内に通され、最後に第２
のプレートすなわち下プレート６６に通されて、好まし
い実施例にあっては、ナットにより締め付けられる。下
プレート６６は上プレート５２と鏡像関係にあるが、た
だ、動力コードを通す孔（図示省略）が１つ付加されて
いる点が異なる。締付けナットを使用する代わりに、下
プレートの孔をねじ孔として、これにボルトを螺合させ
ても良いし、あるいは電磁励振器のバランス調整のため
下プレート近辺において支持される１又は複数の補助ウ
ェートにねじ孔を設け、このねじ孔にボルトを螺合して
定着させても良い。

【００１７】複数の緊結材７０は、上プレートに形成さ
れた孔を通り、ばねセット３４を上プレートに緊結す
る。図３に示すように、同様にして、ばねセット３４は
下プレート６６にも緊結される。

【００１８】ばね装置の好ましい実施例は、図３及び４
に示す通りである。図において、下プレート６６、下フ
レーム７２、一定ばね係数の下ばね７４が第１、第２の
エラストマーバンパ７６、７８と共に示されている。下
フレーム７２と下ばね７４は、それぞれ、上フレーム４
６と上ばね４４と同様である。

【００１９】図から理解される通り、中央ばね８０は複
数部分から構成されている。最上段の非エラストマー材
ブロック８２は上プレート５２に緊結され、最下段の非
エラストマー材８４は下プレート６６に緊結されてい
る。これらの２つのブロック８２と８４との間には非エ
ラストマー材中間ブロック８６が設けられ、この中間ブ
ロックは上下ばね材９０、９２に挟持されている。ばね
材９０、９２は中間ブロックと最上下段ブロックに面と
面を合わせて接着されている。このようにばね８０は複
数のエラストマー材と非エラストマー材を積層させて複
合材ラミネート一体構造に形成されている。センタプレ
ート第２主開口の２つの縁に取付けられたエラストマー
バンパ７６、７８に近接した位置において、エラストマ
ーバンパ９４、９６が中間ブロック８６の互いに対向す
る側面に接着されている。

【００２０】中間ブロック８６の後方に位置する後方中
間ブロック１０２（図３において左側）の側部９８、１
００が図４に示されている。中央ばね中間ブロックと同
様に非エラストマー材からなる後方中間ブロック１０２
と前方中間ブロック１０４は、図４に示すように中央ば
ね８０の中間ブロック８６よりも「長い」。後方及び前
方中間ブロック１０２、１０４の側部（９８、１００
等）も中央中間ブロック８６の側部同様にエラストマー
バンパで被覆されている。

【００２１】図２において、アーマチュア１０６はセン
タプレート２４に緊結され、センタプレートの両側（上
下側）にほぼ同寸法張り出している。電磁石３０は、２
本のボルト６０の定着部６２、６４と一体的に形成され
た支持部に固設されている。従って、電磁石３０は上下
プレート５２、６６と一体的に移動するが、センタプレ
ートはそうではない。図において、電磁石は「むき出し
状態」で示している。巻線は省略し、製品単体は通常保
護ケーシング材の中に納められるが、そういったケーシ
ングは表示していない。電磁石が励磁されると、一般に
知られているように、アーマチュア１０６は電磁石の両
極の方に吸引される。

【００２２】励振器の機能及びばね装置の非線形機能は
次の通りである。

【００２３】好ましい実施例にあっては、ツー・マス装
置の両マスは互いに比較的近接した位置にある。すなわ
ち、コンベア部、ウィングプレート、センタプレート及
びアーマチュアをまとめて、上下プレート、ばね装置、
電磁石、及びツーマスを互いに近接させるために必要な
バラストウェートに対して近接して設けている。

【００２４】ばね装置の第１のばね８０の要素であるば
ね係数が一定の上下ばねはそれぞれフィーダ（コンベ
ア）装置の振動と共振する周波数を持つようにそのサイ
ズが設計されている。ばねセット３４は、センタプレー
トに取付けられたアーマチュアの電磁石への接近に応じ
て、ばね抵抗を実質上非線形に増大させるようにそのサ
イズが設計されている。この非線形機能は互いに順次干
渉する複数のバンパ及びばねによってなされる。例え
ば、図４において電磁石は励磁されており、アーマチュ
ア、よってセンタプレートは電磁石の方へ、すなわち左
側へ付勢される。センタプレートの第２の主開口の縁に
設けられたエラストマーバンパ７６は、後方及び前方ば
ね１１０、１１２の後方及び前方中間ブロック１０２、
１０４のエラストマーによって被覆された側部に当接し
て押圧する。エラストマーバンパ７６の先端面のさらに
広い部分が後方及び前方中間ブロックの側部と接触する
につれ、エラストマーバンパの丸まった先端の抵抗は増
大する。２つの非エラストマー中間ブロック１０２、１
０４は左側へ変位し、上下のエラストマーばね材９０、
９２を剪断作用により撓ませる。

【００２５】センタプレート２４は更に電磁石の方へ移
動しつづけるので、エラストマーバンパ７６は次に中央
ばね８０の中間ブロックの側部エラストマーバンパ９６
に当接してこれを押圧する。ここで、エラストマーバン
パ７６の先端と中間ブロック８６の側部との接触面積が
増大するのでバンパ７６に対する抵抗力は増大する。中
間ブロック８６もまた左側へ変位し、そして剪断力の作
用により、ばね材９０、９２が撓む。

【００２６】ばね係数が一定の上下のばね４４、７４も
剪断力により撓む。

【００２７】上述したように、バンパの先端を丸めた
り、センタプレート第２主開口縁とばねセットの間に小
さな隙間を設けることにより、また、この隙間の大きさ
を中央中間ブロックと後方、前方中間ブロックとで異な
るように設定することにより、センタプレートが電磁石
に吸引されて上下プレートに対して相対的に移動する
際、複数のバンパとばねが順次干渉し、アーマチュア
（よって、センタプレート）のストロークに応じてばね
強さが増大する非線形ばねとして機能するばね装置が構
成される。

【００２８】電磁石がアーマチュア１０６をその両極の
方へ吸引しつづけるので、センタプレート２４は左側へ
移動しつづける。磁石のエアギャップが０．１インチ
（２．５ｍｍ）まで減少すると、ばね装置は大きな抵抗
を生ずる。アーマチュアが、この位置まで直線的に移動
してくると、電磁石はそのスイッチが切られ磁力を失
い、アーマチュアは解放され、ばね装置は元の位置へ復
元しようとする。故に、センタプレートバンパ７８が後
方及び前方中間ブロック側部エラストマーバンパ、更に
は、中央中間ブロック側部エラストマーバンパに衝突
し、上下ばね４４、７４を電磁石が励磁状態のときとは
反対方向（右側）へ撓ませる。

【００２９】好ましい実施例にあっては、電磁石は、入
力電流の１周期サイン波によって励磁され、次の１周期
サイン波によって励磁が解放されるようになっている。
これにより、励振器を３０サイクル／秒の速度で運転す
ることができる。他の組み合わせ、例えば、１周期サイ
ン波でＯＮ、２周期サイン波でＯＦＦと、あるいは１周
期サイン波でＯＮ、３周期サイン波でＯＦＦとすること
もでき、必要は運転速度とライン送り周波数に対応する
ことができる。

【００３０】複数エラストマーばねを用いてばね強さを
調整することにより、非線形すなわちばね強さが変化す
る曲線が得られる。ばね装置を構成するエラストマー材
の断面寸法や成分は変えることができる。中間ブロック
の相対的なサイズも変えることができる。これらの変
更、及びその他の変更も可能であり、本発明に含まれ
る。

【００３１】上述の好ましい実施例は発明の１実施例で
あり、他のばね装置、少なくとも一定ばね係数の上下ば
ね（エラストマーフレーム）と複合材ラミネート一体構
造ばねとを支持する１又は２以上の薄板、帯板、若しく
は棒材等又はこれらの組合わせとすることもでき、本発
明においてプレートとはそういったものを含む。この場
合、励振器は密閉型にはできない場合が生ずる。また、
必要なバラストウェートは薄板等には取付けず、別の堅
固な部材に取付けることが好ましい。

【００３２】励振器によって加振されるフィーダ装置の
特性は、前述の第１又は第２のマスにウェート等を取付
けることによって影響される。フィーダ部すなわちコン
ベア部によって運搬されるものが多い場合には第２のマ
スにウェートを付加することが有効である。ウェートは
図示の実施例の下プレートに緊結することができる。そ
の他の通常の変更例も本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁励振器を搭載したコンベア装置の
概略斜視図。

【図２】本発明の電磁励振器の分解斜視図であって、上
プレートを外して内部を示した図。

【図３】図２における３−３矢視断面図であって、ばね
装置を示す図。

【図４】図２における４−４矢視断面図であって、同じ
ばね装置を示す図。

【符号の説明】

１０ コンベア（フィーダ）装置 １４ コンベア部 ２４ センタプレート ２６ 第１の主開口 ３０ 電磁石 ３２ 第２の主開口 ３４ ばねセット ４４ 上ばね（第１のエラストマーフレーム） ４６ 上フレーム ５２、６６ プレート ７２ 下フレーム ７４ 下ばね（第２のエラストマーフレーム） ７６、７８ エラストマーバンパ ８０、１１０、１１２ ばね ８６、１０２、１０４ 中間ブロック ９０、９２ ばね材 １０６ アーマチュア

フロントページの続き (72)発明者 ハロルド・イー・パターソン アメリカ合衆国、ペンシルバニア州 15701、インディアナ、アールディー・ナ ンバー ６、ボックス 184 (72)発明者 ポール・アイ・スレピー アメリカ合衆国、ペンシルバニア州 15765、ペン・ラン、アールディー １、 ボックス 205シー (72)発明者 アーサー・エル・ディーン アメリカ合衆国、ペンシルバニア州 15701、インディアナ、レベッカ・ドライ ブ 2750

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動式フィーダ装置を加振する電磁励振
   器であって、 主開口を有し前記フィーダ装置に接続されるセンタプレ
   ートと、 前記センタプレートに支持されたアーマチュアと、 前記センタプレートの一側面に固設された第１のエラス
   トマーフレームと、 前記センタプレートの他側面に固設された第２のエラス
   トマーフレームと、 前記第１、第２のエラストマーフレームにそれぞれ固設
   された第１、第２の磁石支持プレートと、 前記第１、第２の磁石支持プレートに挟持され前記アー
   マチュアを吸引解放する電磁石と、 前記センタプレート主開口を貫通して延伸し前記第１、
   第２の支持プレートに挟持されたばねセットとを、含ん
   でなる電磁励振器。
2. 【請求項２】 請求項１の励振器において、前記主開口
   の開口縁は前記ばねセットに近接して設けられているこ
   とを特徴とする励振器。
3. 【請求項３】 請求項１の励振器において、前記第１、
   第２のエラストマーフレームはそれぞれ不連続体から構
   成されていることを特徴とする励振器。
4. 【請求項４】 請求項１の励振器において、前記第１、
   第２のエラストマーフレームはそれぞれエラストマーの
   連続体であることを特徴とする励振器。
5. 【請求項５】 請求項２の励振器において、前記ばねセ
   ットは、２つのエラストマーばね材を複数の非エラスト
   マー材で挟持しかつ前記２つのエラストマーばね材で非
   エラストマー材中間ブロックを挟持して、複合材ラミネ
   ート一体構造とした少なくとも１つのばねを含んでなる
   ことを特徴とする励振器。
6. 【請求項６】 請求項５の励振器において、前記２つの
   エラストマーばね材に挟持された前記非エラストマー材
   中間ブロックの互いに対向する両側部にはエラストマー
   材が付設されていることを特徴とする励振器。
7. 【請求項７】 請求項６の励振器において、前記ばねセ
   ットに近接する前記センタプレート主開口縁の面はエラ
   ストマー材によって被覆されていることを特徴とする励
   振器。
8. 【請求項８】 請求項７の励振器において、エラストマ
   ー材によって被覆された前記センタプレート主開口縁面
   は曲面であることを特徴とする励振器。
9. 【請求項９】 請求項８の励振器において、前記電磁石
   が励磁解放されたときに、前記エラストマー被覆曲面は
   前記非エラストマー材中間ブロックの両側部に付設され
   た前記エラストマー材を当接押圧することを特徴とする
   もの。
10. 【請求項１０】 フィーダ装置のコンベア部を加振する
    励振器であって、 第１及び第２の主開口が設けられ前記コンベア部に接続
    されるセンタプレートと、 前記センタプレート第１、第２主開口の間の位置で前記
    センタプレートによって支持されたアーマチュアと、 前記センタプレートの上面に固設された第１のエラスト
    マーフレームと、 前記センタプレートの下面に固設された第２のエラスト
    マーフレームと、 前記第１のエラストマーフレームに固設された上フレー
    ムと、 前記第２のエラストマーフレームに固設された下フレー
    ムと、 前記上フレームに固設された上プレートと、 前記下フレームに固設された下プレートと、 前記上下プレートに挟持されて前記センタプレート第１
    主開口内に配設され、前記上下プレートと一体的に移動
    自在に設けられ、かつ、前記センタプレートを前記アー
    マチュアを介して吸引解放する電磁石と、 前記上下プレートに挟持されて前記センタプレート第２
    主開口内に配設され前記上下プレートと一体的に移動自
    在に設けられたばねセットであって、前記電磁石の吸引
    解放作用により前記上下プレートに対して相対的に移動
    する前記センタプレートが当接押圧するするように設け
    られたばねセットとを、含んでなる励振器。