JPH10500383A - 振動制御機能を備えたデュアル駆動コンベヤ装置 - Google Patents

振動制御機能を備えたデュアル駆動コンベヤ装置

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JPH10500383A JP8500815A JP50081596A JPH10500383A JP H10500383 A JPH10500383 A JP H10500383A JP 8500815 A JP8500815 A JP 8500815A JP 50081596 A JP50081596 A JP 50081596A JP H10500383 A JPH10500383 A JP H10500383A
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    • B65G27/10Applications of devices for generating or transmitting jigging movements
    • B65G27/32Applications of devices for generating or transmitting jigging movements with means for controlling direction, frequency or amplitude of vibration or shaking movement

Abstract

(57)【要約】 物質搬送部材(5)に加える振動力を、それによって発生する合成振動力線の方向を変化させることなく調節するための振動制御機構(103)を備えたジュアル駆動コンベヤ装置であって、物質搬送部材に接続された振動発生器(3)が、第1駆動モータ(57)によって駆動される、偏心状のウェイトを備えた一対のマスター軸(19及び21)と、第2駆動モータ(85)によって駆動される、偏心状のウェイトを備えた一対の向き合った平行な逆回転するスレーブ軸(15及び17)とを設けており、マスター軸及びスレーブ軸は、合成振動力線が物質搬送部材(5)の長手方向重心軸線にほぼ平行な向きだけになるようにして回転する。

Description

【発明の詳細な説明】 振動制御機能を備えたデュアル駆動コンベヤ装置 (技術分野) 本発明は、振動形コンベヤに、特にコンベヤ装置の物質搬送部材に加える振動 力を制御してそれの動きを変更することによって、様々な物理的特性を備えた様 々な物質に対して搬送速度及び方向の両方またはいずれか一方を調節できるよう にする技術に関するものである。 (背景技術) 振動形コンベヤは、重量、大きさ及び他の物理的特性が異なったあらゆる種類 の様々な商品を搬送するために製造工場で以前より長く使用されている。そのよ うなコンベヤを使用することによって、異なった物理的特性を備えた品物は、異 なった振動状態の方が搬送しやすい場合が多く、従って搬送中の物質の最適搬送 速度を得るために物質搬送部材に異なった振動力を加える必要があることが明ら かになっている。また、一定の状況では、物質を搬送する方向を変化させること も望ましい。 最も一般的な振動形コンベヤは、コンベヤ装置の物質搬送部材の搬送経路に沿 って搬送商品を「上下振動」させる形式のものである。従来形式のそのようなコ ンベヤは、所望搬送経路に対して角度をなす(入射角)合成振動力を発生するの で、搬送中の物質は物質搬送部材から物理的に持ち上げられて、それに加えられ る振動力の結果として前方へ押し進められる。 そのような従来型の「上下振動」形装置が効率的に作動できるようにするため 、振動力は、搬送中の物質の重量に打ち勝つだけの大きさであることが必要であ り、また大きな垂直成分を備えていなければならない。力のそのような垂直成分 は、コンベヤを支持している構築物にもたらす破壊垂直力、及び脆弱な製品がコ ンベヤに沿って跳ねた時に発生する製品の破損の両方の点から望ましくない。 異なった重量及び物理的特性を備えた様々な物質をもっと効率的に搬送する必 要から、そのような様々な物質に合わせて物質搬送部材に加える振動力の方向、 従ってそれの動きを変更できるコンベヤ装置を構成する努力が払われてきた。従 来型のそのようなコンベヤの場合、コンベヤの速度及び方向の両方またはいずれ か一方を調節するため、合成振動力の入射角を変化させる努力が払われてきた。 例えば、1962年9月11日にローダ(Roder)他に発行された米国特 許第3,053,379号に示されているように、コンベヤ装置に一対の向き合 った逆回転偏心ウェイトが設けられ、それらが物質搬送部材の重心を通るウェイ ト間の中心線に沿って合成振動力を発生する。 各偏心ウェイトは個別のモータで駆動され、それらのモータの一方の動力を低 下させることによって、それによって駆動されている偏心ウェイトが、第1モー タの回転力によって同期速度で効果的に引っぱられるが、その偏心ウェイトの位 相が遅れるため、物質搬送部材に加えられる合成振動力の入射角が変化する。 別の例として、1991年11月12日にベーカー(Baker)に発行され た米国特許第5,064,053号に示されているように、振動発生手段の回転 偏心ウェイトの1つの、残りの回転偏心ウェイトに対する角位置を機械的に変更 することによって、やはり合成振動力の入射角を変化させ、これが有効搬送速度 を搬送方向と共に必要に応じて変化させるようにすることができる。 しかし、最近では、そのような従来型コンベヤの「上下振動」特質が、それに よって搬送される製品を破損させやすく、また相当な騒音及び埃を発生するため 、製品製造業者は、コンベヤの所望経路に直交する方向の振動力をほとんど含ま ない異なった形式のコンベヤ装置の使用を模索している。 そのようなコンベヤ装置は、米国 テキサス75223、タラス、ハスケル・ アベニュー1031S、ピー.オー.ボックス11037のトリプル・エス・ダ イナミックス社(Triple S Dynamics Inc.)が製造して いる従来のスリップ−スティック(SLIP−STICK)コンベヤと同様に、 または1992年6月21日にマスクート(Musschoot)に発行された 米国特許第5,131,525号に示されているものと同様に、低速前進/高速 後退コンベヤストロークの理論に基づいて作動し、これは、低速前進中に製品を 搬送し、高速後退ストローク時に物質と物質搬送部材との摩擦係合を中断するこ とによって製品を滑らせる。この形式のコンベヤは、所望の搬送経路にほぼ平行 な運動だけを用いており、それに垂直な(直交する)すべての運動を実質的に排 除しているので、従来の「上下振動」形コンベヤによって発生したマイナス効果 を備えていない。 しかし、そのようなコンベヤによって生じるコンベヤストロークは、所望の搬 送経路に直交する方向の力成分を排除していなければならないので、従来のコン ベヤの場合のように合成振動力の入射角を変更することによって、物質搬送部材 に加える振動力を変化させることはできない。そうすれば、そのようなコンベヤ 装置に意図された機能及び作動モードが損なわれることになるであろう。 従って、米国特許第5,131,525号に記載されているように、そのよう なコンベヤの振動駆動装置は、合成振動力を発生するために利用される偏心ウェ イトが互いに固定した位置に配置され、それによって所望の搬送経路にほぼ平行 な方向だけの所望の低速前進/高速後退コンベヤストロークを生じるようにセッ トされている。物質搬送部材に加える合成振動力を調節するための機械的手段は 全く設けられておらず、ましてやそれによって発生する合成力線の方向を変化さ せないでそれを行うこともない。 上記説明からわかるように、物質搬送部材に加える振動力を、それによって発 生する合成力線の方向を変化させることなく調節する手段を設けながら、振動力 を物質搬送部材に所望の搬送経路にほぼ平行な方向だけに伝達することができる 振動形コンベヤ装置が明らかに必要とされている。単一の振動形コンベヤ装置に そのような機能を設けることによって、それのユーザは物質搬送部材の動きをそ れで搬送中の物質の物理的特性に合わせて簡単かつ効果的に変化させることがで き、また物質の所望の搬送経路に直交する方向の望ましくない力成分を導入する ことによってそのコンベヤ装置に意図された機能を損なうことなく、搬送速度及 び方向の両方またはいずれか一方を変更することができるようになる。 (発明の簡単な概要) 上記目的を達成するため、物質搬送部材の長手方向重心軸線にほぼ平行な線だ けに沿った向きの低速前進/高速後退コンベヤストロークで作動する装置で、物 質搬送部材に加える振動力を制御する手段を設けた振動形コンベヤ装置を開発し た。独特の構造によって、合成振動力線の方向に影響を与えることなく、また所 望の搬送経路に直交する方向の力成分を導入することなく、物質搬送部材に加え る振動力を意のままに変化させることができる。 本コンベヤ装置は、向き合った対のマスター及びスレーブ振動軸を作動させる デュアル駆動モータを備えた振動発生手段を設けている。第1駆動モータが、一 対の逆回転する向き合った平行なマスター軸を所定速度で駆動する。そのような マスター軸は、物質搬送部材の長手方向重心軸線に対して対称的に、またそれに 対して直交方向に配置されている。逆回転するマスター軸には、向き合って偏心 状に取り付けられた同じ質量の対応ウェイトが支持されており、これらは、物質 搬送部材の長手方向重心軸線に直交する方向に発生する互いの振動力のほとんど すべてを相殺することができるように、互いに協働するように配置されている。 従って、マスター軸に支持されている偏心ウェイトによって発生する合力は、 常に物質搬送部材の長手方向重心軸線に平行で、所望の搬送経路に平行な方向に ほぼ限られた線に沿っている。 第2駆動モータは、物質搬送部材の長手方向重心軸線に対して対称的に、また それに対して直交方向に配置されている一対の逆回転する向き合った平行なスレ ーブ軸に駆動連結されている。向き合って逆回転するスレーブ軸にも、向き合っ て偏心状態に取り付けられた同じ質量の対応ウェイトが支持されており、これら は、物質搬送部材の長手方向重心軸線に直交する方向に発生する互いの振動力の ほとんどすべてを相殺することができるように、協働するように配置されている 。 第2駆動モータは、通常はスレーブ軸をマスター軸の速度の平均で2倍の速度 で回転させるが、振動制御機構を用いて一時的に変化させることによって、スレ ーブ軸に支持された偏心ウェイトの角位置及びマスター軸に支持された偏心ウェ イトの角位置間に所望の相対角変位量すなわち位相差を生じることができる。 ここで用いる「相対角変位量」または「位相差」は、ある基準点におけるスレ ーブ軸に支持された偏心ウェイトの相対角位置とマスター軸に支持された偏心ウ ェイトの相対角位置との間の角度差の程度を表している。 例えば、マスター軸上の基準偏心ウェイトが水平軸線中心に時計回り方向に回 転しており、ある瞬間においてそれの回転の垂直方向最低地点にあり、また同じ 向きで回転しているスレーブ軸上の基準偏心ウェイトがそれの回転の垂直方向最 高地点にある場合、2つの基準ウェイト間の相対角変位量すなわち位相差はその 瞬間において180度になる。 上記の振動制御機構は、マスター及びスレーブ軸に支持された偏心ウェイトの 相対位置を感知して、その間の相対位相すなわち角変位量を自動的かつ継続的に 監視するために光学エンコーダ及び近接センサを用いている。マスターエンコー ダは、マスター軸の1つに支持されて、マスター軸の速度及び方向の監視、及び スレーブ軸に連結された第2駆動モータを作動させる目標速度の決定に利用され るパルス列を発生する。マスター近接センサが、マスター軸に支持された偏心ウ ェイトの1つに近接して取り付けられて、それらのマスター軸に支持された偏心 ウェイトの相対角位置をその回転中に監視することができる。 同様に、スレーブエンコーダが、スレーブ軸の1つに取り付けられており、ま たスレーブ近接センサが、スレーブ軸に支持された偏心ウェイトの1つに近接し て取り付けられて、それらのスレーブ軸上の偏心ウェイトの角位置をその回転中 に感知することができる。振動制御機構は、マスター偏心ウェイトの存在が感知 される時間とスレーブ偏心ウェイトの存在が感知される時間との間にスレーブエ ンコーダが発生するパルス数を計数して、それによってその間の相対角変位量を 表すパルスカウントを決定する。 スレーブエンコーダから発生した角変位量データは、振動制御機構内の比較器 回路へ送られ、そこでスレーブ軸に支持された偏心ウェイトとマスター軸に支持 されたものとの間の計算された実際の相対角変位量がその間の所定目標角変位量 と比較される。 比較器は、実際の相対角変位量を所定目標角変位量と継続的かつ定期的に比較 して、第2駆動モータのインバータへ信号を送ってそれの速度を調節することに よって、目標角変位量に一致する相対角変位量が得られるようにする。相対角変 位量をスレーブ軸及びマスター軸に支持された偏心ウェイト間の所望目標角変位 量に維持できるように、第2駆動モータの調節は、必要に応じて継続的に行われ る。 第2駆動モータの速度が変化しても、一方のスレーブ軸上の偏心ウェイトの、 他方のスレーブ軸上の偏心ウェイトに対する角位置は変化しない。また、第2駆 動モータの速度が変化しても、一方のマスター軸上の偏心ウェイトの、他方のマ スター軸上の偏心ウェイトに対する角位置に影響を与えない。 第2駆動モータの速度が増減する時、向き合ったスレーブ軸に支持された偏心 ウェイト及び向き合ったマスター軸に支持された偏心ウェイトが、物質搬送部材 の長手方向重心軸線に直交する方向に発生した互いの振動力のほとんどすべてを 相殺し続ける。ここで、マスター軸に支持された偏心ウェイトに対するスレーブ 軸に支持された偏心ウェイトの角位置だけを変化させた場合、発生する合成振動 力線の方向は変化しないが、物質搬送部材に加えられる振動力が変化する。 駆動装置の偏心ウェイトの相対角位置を継続的に監視することによって、コン ベヤ装置の作動中に新しい目標角変位量を選択することができ、これによってマ スター及びスレーブ軸に支持された偏心ウェイト間の相対角変位量をその間の新 しい目標角変位量に変化させることができるように、第2駆動モータの速度が自 動的に調節される。 マスター及びスレーブ軸に支持された偏心ウェイト間の位相すなわち相対角変 位量を変化させることができることは、物質搬送部材に加えられる振動力を、そ れに加えられる合成振動力線の方向を変化させることなく、所望通りに変化させ ることができる点で、好都合である。 これによって、コンベヤ装置のオペレータは、所望の搬送経路に直交する方向 の望ましくない力を導入することなく、異なった物理的特性を備えた物質をうま く処理できるように、加える振動力を変化させて、それのための最適搬送速度を 得ることができる。 実際に、ある物質に対して、物質搬送部材に加える最適の振動力が決定され、 それによって搬送中の物質に対して最適搬送速度が得られるまで、スレーブ及び マスター軸に支持された偏心ウェイト間の相対角変位量を継続的に監視して調節 することができる。スレーブ軸で支持された偏心ウェイトの角位置及びマスター 軸で支持された偏心ウェイトの角位置間でそのような調節を行うことによって、 搬送装置の作動中に物質搬送部材の長手方向重心軸線すなわちそれによって定め られる搬送経路に直交する方向の望ましくない力成分を導入することなく、搬送 速度及び搬送方向の両方を意のままに変更することができる。これは、搬送速度 または方向を変化させるために合成振動力線の方向を必ず変化させる必要がある 従来のコンベヤ装置に勝る顕著な利点を示している。 (図面の簡単な説明) 本発明の上記及び他の目的及び利点は、添付の図面を参照した以下の詳細な説 明から十分に明らかになるであろう。図面では、幾つかの図面を通して同じ参照 番号は同じまたは同様な部品を示している。 第1図は、本発明を実施した振動形コンベヤ用の振動発生手段の側面図であり 、個別に駆動されるマスター及びスレーブ振動軸組を示している。 第2図は、第1図の2−2線に沿った縦断面図であり、振動発生手段のハウジ ング内に偏心状に取り付けられたウェイトを支持しているマスター及びスレーブ 軸の構造を示している。 第3図は、第1図に示されている振動発生手段の反対側の側面図であり、一例 として1組のマスター及びスレーブウェイトが回転中の相対的なある基準角度向 きに点線で示されている。 第4図は、第1図に示されている振動発生手段の別の反対側の側面図であり、 スレーブウェイトが第3図に示されている向きに対して角変位している。 第5図は、コンベヤ装置の物質搬送部材に加えられる振動力を制御する振動制 御機構の概略的ブロック図である。 第6A図は、振動発生手段のマスター及びスレーブウェイトが第3図に示され ている向きにある場合の1回転サイクルにわたる物質搬送部材の加速度を示すグ ラフである。 第6B図は、振動発生手段のマスター及びスレーブウェイトが第3図に示され ている向きにある場合の1回転サイクルにわたる物質搬送部材の変位量を示すグ ラフである。 第7A図は、振動発生手段のマスター及びスレーブウェイトが第4図に示され ている向きにある場合の1回転サイクルにわたる物質搬送部材の加速度を示すグ ラフである。 第7B図は、振動発生手段のマスター及びスレーブウェイトが第4図に示され ている向きにある場合の1回転サイクルにわたる物質搬送部材の変位量を示すグ ラフである。 第8A図は、マスター及びスレーブウェイトが正味製品搬送を行わない向きに 角変位している場合の1回転サイクルにわたる物質搬送部材の加速度を示すグラ フである。 第8B図は、マスター及びスレーブウェイトが正味製品搬送を行わない向きに 角変位している場合の1回転サイクルにわたる物質搬送部材の変位量を示すグラ フである。 (発明の詳細な説明) 第1図は、本発明を実施した振動形コンベヤ装置1を示しており、振動発生手 段3が設けられ、それに細長い物質搬送部材5が、振動発生手段3の前端部から 外向きに突出したブラケット7を介して固定されている。物質搬送部材5は、支 持機構9によって支持されており、この支持機構9は、物質搬送部材5の移動を その長手方向重心軸線及びそれによって定められる搬送経路に平行にほぼ限られ る平面に制限する機能を備えている。 支持機構9の構造及び機能は、同時係属中の「直線運動用のコンベヤ支持装置 」と題する米国特許出願第...号(発明者はラルフ D.バーゲス・ジュニア (Ralph D.Burgess Jr.))に記載され、請求されており、 その内容は参考として本説明に含まれる。同様に、振動発生手段3の後端部も、 上記引用の出願に記載されているようにしてブラケット11によって振動発生手 段3に回動可能に取り付けられている支持機構9によって支持されている。 本出願の主題は、特に振動発生手段3の構造に関するもので、これは物質搬送 部材5に加える振動力を、それに与えられる合成振動力線の方向を変化させるこ となく、また物質搬送部材5にそれの長手方向重心軸線に直交する方向の力成分 を導入することなく、変化させることができる振動制御機構103(詳細に後述 する)を備えるように構成されている。 振動発生手段3は、内部に複数の振動軸15、17、19及び21を回転可能 に支持するハウジング13を備えている。ハウジング13にはさらに側部アクセ ス開口(図示せず)が設けられており、これらは取り外し式のアクセスプレート 23及び25によって閉じられている。 アクセスプレート23には一対の離設開口が設けられており、上側の開口27 (第2図に示されている)は、振動軸15を回転支持する軸受アセンブリ29を 収容して、その軸15を軸支している。振動軸15の反対端部は、ハウジング1 3の反対側の開口28で軸支されており、同様に内部に回転支持する軸受アセン ブリ29によって支持されている。 アクセスプレート23の下側開口(図示せず)も、振動軸17を回転支持する 軸受アセンブリ29を収容して、その軸17を軸支している。振動軸17の反対 端部も同様に、ハウジング13の反対側で軸支されており、そこで内部に回転支 持する別の軸受アセンブリ29によって支持されている。以下の説明で明らかに なる理由によって、以下の説明において、振動軸15及び17をスレーブ軸15 及び17と呼ぶ。 アクセスプレート25も同様に、上下方向に離設された開口を備えており、下 側開口31は、振動軸19を回転支持する軸受アセンブリ29を収容して、その 軸15を軸支している。振動軸19の反対端部は、ハウジング13の反対側の開 口32で軸支されており、同様に内部に回転支持する軸受アセンブリ29によっ て支持されている。アクセスプレート25の上側開口(図示せず)も、振動軸2 1を回転支持する軸受アセンブリ29を収容して、その軸21を軸支している。 振動軸21の反対端部も同様に、ハウジング13の反対側で軸支されており、そ こで内部に回転支持する別の軸受アセンブリ29によって支持されている。以下 の説明で明らかになる理由によって、以下の説明において、振動軸19及び21 をマスター軸19及び21と呼ぶ。 マスター軸19及び21は、互いに平行に延在しており、物質搬送部材5の長 手方向重心軸線の上下に対称配置されて、それに対して直交する軸線回りに所定 の同期速度で回転する。 第2図に示されているように、マスター軸19は、偏心状に取り付けられたウ ェイト33を支持しており、これは一対の離設支持アーム35及び37によって それと共に自由搖動運動可能にそれに固定されており、これらの支持アームはウ ェイト33の両端部にボルト39、41または他の適当な取り付け手段で連結さ れている。 偏心状に取り付けられたウェイト33は、物質搬送部材5の長手方向重心軸線 の両側に対称的に釣り合うようにして、マスター軸19に取り付けられており、 それによってウェイト33の回転中の物質搬送部材5の横方向の傾斜や揺れを防 止できるようになっている。 マスター軸21も、ウェイト33と同じ質量で偏心状に取り付けられたウェイ ト43を支持しており、これは同様にして第2対の支持アーム35及び37によ ってマスター軸21に固定されており、第3図にはそのうちの1つだけが点線で 示されている。 偏心状に取り付けられたウェイト43も同様に、物質搬送部材5の長手方向重 心軸線の両側に対称的に釣り合うようにして取り付けられており、それによって 上記のように横方向の傾斜や揺れを防止できるようになっている。 第3図に示されているように、対応するウェイト33及び43は、それぞれの マスター軸19及び21に偏心状に向き合わせて取り付けられているため、それ らが同時に逆回転した時、それらは物質搬送部材5の長手方向重心軸線及びそれ によって定められる搬送経路に直交する方向の互いの振動力成分を事実上相殺す る。従って、偏心状に取り付けられたウェイト33及び43の同時逆回転によっ て発生する合成振動力には、物質搬送部材5の長手方向重心軸線に直交する方向 の力成分がほとんど含まれないであろう。 同様に、スレーブ軸15及び17も互いに平行に、またマスター軸19及び2 1に平行に延在している。スレーブ軸15及び17も、物質搬送部材5の長手方 向重心軸線の上下に対称配置されており、それぞれ偏心状に取り付けられた同じ 質量のウェイト45及び47を支持している。 第2図に示されているように、ウェイト45は一対の離設支持アーム49及び 51によってスレーブ軸15に、それと共に自由搖動運動可能に固定されており 、これらの支持アームはウェイト45の両端部にボルト53及び55または他の 適当な固定手段で連結されている。ウェイト45は、物質搬送部材5の長手方向 重心軸線の両側に釣り合うようにしてスレーブ軸15に対称的に取り付けられて おり、それによってウェイト45の回転中の物質搬送部材5の横方向の傾斜や揺 れを防止できるようになっている。 偏心状に取り付けられたウェイト47も同様に、別対の離設支持アーム49及 び51によってスレーブ軸17に、それと共に自由搖動運動可能に固定されてお り、これらの支持アームはウェイト47の両端部にボルト53及び55または他 の適当な固定手段で連結されている。偏心状に取り付けられたウェイト47は、 物質搬送部材5の長手方向重心軸線の両側に対称的に釣り合って、ウェイト47 の回転中の横方向の傾斜や揺れを防止できるようになっている。 マスター軸21及び19上のウェイト33及び43の位置決めと同様に、ウェ イト45及び47はそれぞれのスレーブ軸15及び17上に偏心状に向き合わせ て取り付けられているため、それらが同時に同一速度で逆回転した時、各ウェイ トは物質搬送部材5の長手方向重心軸線に直交する方向の相手の振動力成分を相 殺する。従って、偏心状に取り付けられたウェイト45及び47の同時逆回転に よって発生する合成振動力には、物質搬送部材5の長手方向重心軸線に直交する 方向の力成分がほとんど含まれないであろう。 マスター軸19及び21上に向き合わせて偏心状に取り付けられたウェイト3 3及び43間の上記位置関係、及びスレーブ軸15及び17上に偏心状に取り付 けられたウェイト45及び47間の上記位置関係を維持することによって、すべ てのウェイト33、43、45及び47の回転中に振動発生手段3によって発生 する全体的な合成振動力にも、物質搬送部材5の長手方向重心軸線に直交する方 向の振動力成分がほとんど含まれないであろう。 マスター軸19及び21上に偏心状に取り付けられたウェイト33及び43間 の位置関係を維持するため、それらの軸は、第1マスター駆動モータ57によっ て連続ベルト59を介して同一速度で駆動される。第1図からわかるように、マ スター駆動モータ57は、振動発生手段3の下端部付近に取り付けられており、 それの駆動軸61が、それから外向きにプレート63を貫通して延出して、それ に固着されてハウジング13の外側に配置されている歯付き駆動プーリ65と駆 動係合している。 また、ハウジング13の外側に、それぞれのマスター軸19及び21の端部分 に連結している2つのマスタープーリ67及び69が設けられており、これらは ハウジング13の側部で軸支されている。駆動プーリ65及びマスタープーリ 67及び69の周囲に連続ベルト59が掛けられており、これは好ましくは、駆 動プーリ65からマスタープーリ67の周囲を反時計回りに、またマスタープー リ69の周囲を時計回りに回ってから駆動プーリ65へ戻る。 マスタープーリ69と駆動プーリ65との間において、ベルト59は調節式ア イドラプーリ71に掛けられており、これは、ベルト59のテンションを調節す るために使用されている。調節式アイドラプーリ71は、取り付けプレート73 に支持されており、この取り付けプレート73にはそれが回動継手77回りに回 動移動できるようにする弓形の調節スロット75が設けられている。ベルト59 を緩めたり緊張させるためには、ボルト79及び81を緩めて、調節ねじ83を 回転させてベルト59の所望の緩みや緊張を得られるようにする。ベルト59の 適当なテンションが決定されれば、ねじ79及び81を締め直して、取り付けプ レート73を所望の固定位置に保持する。 ベルト59がマスタープーリ67及び69の周囲に逆方向に掛けられており、 これによってマスター軸19及び21が逆方向に回転して、物質搬送部材5の長 手方向重心軸線に直交する方向の互いの振動力成分を所望通りに相殺することに 注目することが重要である。 マスター軸19及び21はマスター駆動モータ57によって同時に同一速度で 駆動されるので、それらの互いに対する角位置は一定のままであり、それによっ てウェイト33及び43が搬送経路に沿って発生した力を加える所望方向を維持 することができる。 スレーブ軸15及び17の作動を制御し、それらの軸を同一速度で駆動するた め、第2スレーブ駆動モータ85が、別の第2連続ベルト86と駆動係合してお り、このベルトはスレーブ軸15および17を逆回転方向に駆動する。スレーブ 駆動モータ85は、マスター駆動モータ57と同様にして、但し振動発生手段3 の上端部付近の位置でハウジング13に取り付けられている。 第1図からわかるように、マスター及びスレーブ駆動モータ57及び81を物 質搬送部材5の長手方向重心軸線に対して対称配置して釣り合わせることによっ て、物質搬送部材5に対する振動発生手段3の対称釣り合い関係を維持し、それ によって、振動発生装置による不釣り合い運動の結果として物質搬送部材5に望 ましくない補助的振動力が加わることを防止している。 マスター駆動モータ57と同様に、スレーブ駆動モータ85の駆動軸88が、 プレート89を貫通して外側へ延出して、そこでハウジング13の外側に配置さ れている歯付き駆動プーリ87に固着されている。また、スレーブプーリ93及 び95がハウジング13の外側に配置され、スレーブプーリ93はスレーブ軸1 5の一端部分に固着されて、ハウジング13の側部で軸支されており、また、ス レーブプーリ95はスレーブ軸17の一端部分に固着されて、やはりハウジング 13の側部で軸支されている。 連続ベルト86が、駆動プーリ87に係合しており、好ましくはそれからスレ ーブプーリ93の周囲を時計回りに、またそこからスレーブプーリ95の周囲を 反時計回りに回ってから駆動プーリ87へ戻る。スレーブプーリ95と駆動プー リ87との間において、連続ベルト86は調節式アイドラプーリ97に掛けられ ており、これは、上記アイドラプーリ71と同様な構造及び機能である。 それの説明を繰り返さなくても、第1図から、調節ねじ99を締め付けたり緩 めることによって、アイドラホィール97を回動継手101回りに回動させ、そ れによってベルト86を所望通りに緩めたり緊張させることができることは容易 に理解されるであろう。 やはり、ベルト86がスレーブプーリ93及び95の周囲に逆方向に掛けられ ており、これによってスレーブ軸15及び17が逆方向に回転して、物質搬送部 材5の長手方向重心軸線に直交する方向の互いの振動力成分を所望通りに相殺す ることに注目することが重要である。 スレーブ軸15及び17は駆動モータ85によって同時に同一速度で駆動され るので、それらの互いに対する角位置は一定のままであり、それによってウェイ ト45及び47で発生して搬送経路に沿って加えられる力の所望方向を維持する ことができる。振動発生手段103のための駆動装置の駆動、スレーブ及びマス タープーリのすべてにわたって安全カバー102(点線で示されている)が延在 して、これらの可動部材をすべて包囲していることに注意されたい。 第3図に示されている一例の1組の状態では、マスターウェイト33および4 3が、スレーブウェイト45及び47のほぼ4倍の質量である。そのような状 態において、スレーブ軸15、17がマスター軸19、21の速度の2倍で回転 した場合、回転中にマスターウェイト33および43で発生する合計力が、スレ ープウェイト45及び47で発生する合計力にほぼ等しくなる。もちろん、ウェ イト間の上記比率を所望通りに変更して、個々の状態に対して物質搬送部材5に 加える振動力の最適の大きさを生じることができる。 上記のように、スレーブ軸15および17を、マスター軸19及び21の速度 の平均で2倍になる通常速度で作動させることが好ましいことがわかっている。 スレーブ軸15、17及びマスター軸19、21間に他の速度比を用いて振動力 を加えることも考えられるが、所望の搬送経路に直交する方向の振動力成分を加 えることなく、搬送物質に所望の低速前進/高速後退コンベヤストロークを与え るには、2:1の比率が最も有効であることがわかっている。 スレーブ軸15および17の平均速度をマスター軸19及び21の速度の2倍 に維持するため、スレーブプーリ93及び95はマスタープーリ67及び69の 直径の半分に構成され、またスレーブ駆動モータ85の速度は、平均してマスタ ー駆動モータ57の速度と同じになるように維持される。半分の大きさのスレー ブプーリ93及び95は、スレーブ軸15、17の速度を事実上マスター軸19 、21の2倍に高めることができる。 スレーブ軸15、17及びマスター軸19、21間の2:1の速度比の効果を 第3図を参照しながら説明すると、一例の1組のウェイトが互いに対してある基 準角度向きに点線で示されており、ある一瞬において、スレーブ軸15及び17 に偏心状に取り付けられたウェイト45及び47(以下の説明では集合的に「ス レーブウェイト45、47」と呼ぶ)及びマスター軸19及び21に偏心状に取 り付けられたウェイト33及び43(以下の説明では集合的に「マスターウェイ ト33、43」と呼ぶ)はすべて、搬送方向の反対側に向いた同一方向に向きが 定められている。そのような状態では、第3図に示されている瞬間の合力は、搬 送方向とは逆方向の、マスターウェイト33、43及びスレーブウェイト45、 47の両方で発生する力の合計になる。 マスター軸19及び21が90°逆回転すると、スレーブ軸15及び17が1 80°回転する。そのような状態では、ウェイト33、43は上下方向に対向 する向きで整合して、搬送方向に力をまったく発生せず、スレーブウェイト45 、47が発生するその方向の小さい有効力だけが残る。 マスターウェイト33及び43がさらに90°逆回転すると、スレーブウェイ ト45、47もさらに180°回転する。その時、マスターウェイト33、43 は搬送方向に整合し、スレーブウェイト45、47は搬送方向とは逆の方向に整 合して、マスターウェイト33、43の力を相殺することによって、搬送方向に 発生する正味合力が実質的にゼロになる。 マスターウェイト33及び43がさらに90°逆回転すると、スレーブウェイ ト45、47もさらに180°回転する。そのような状態では、ウェイト33、 43は再び上下方向に対向する向きで整合して、搬送経路に沿った力をまったく 発生せず、スレーブウェイト45、47は再び搬送方向に整合して、搬送方向に 小さい有効力を発生する。マスター軸33及び43がさらに90°逆回転するこ とによって、回転サイクルが完了し、すべてのウェイトが搬送方向の反対の方向 に再度整合し、それによって新しいサイクルが開始される。 上記説明からわかるように、マスターウェイト33及び43が1回転サイクル 中に、比較的短いが強い力が搬送方向とは反対の方向で物質搬送部材5に加えら れた後、一連の比較的小さい有効力が所望搬送方向で物質搬送部材5に加えられ る。短いが大きい力は搬送中の物質を物質搬送部材5上で滑らせるのに対して、 サイクルの残り全体の小さい有効力は、物質を所望の搬送方向へ前進させる。 このため、スレーブウェイト45、47をマスターウェイト33及び43の2 倍の速度で回転させることによって、所望の低速前進/高速後退コンベヤストロ ークが生じることがわかるであろう。マスターウェイト33及び43の相対角位 置は互いに一定であり、スレーブウェイト45及び47に関しても同じ関係があ るので、低速前進/高速後退コンベヤストロークには、所望の搬送経路に直交す る方向の力成分はほとんどまったく含まれていない。 前述の従来のコンベヤとは異なって、スレーブ及びマスター軸に偏心状に取り 付けられたウェイト間の上記位置関係以外に、マスターウェイト33及び43の 角位置に対するスレーブウェイト45、47の角位置を変更できることが、本発 明の特別な目的である。 スレーブウェイト45、47及びマスターウェイト33及び43間のそのよう な角変位すなわち位相差は、物質搬送部材に加えられる振動力を、それに加えら れる合成振動力線の方向を変化させることなく容易に変更できるようにする。 ジュアル駆動モータ57及び85の使用及び制御によって、マスターウェイト 33及び43の角位置に対するスレーブウェイト45、47の角位置を変更して 、物質搬送部材に加えられる振動力を所望通りに変化させることが可能になる。 マスター駆動モータ57に対するスレーブ駆動モータ85の速度を変化させるこ とによって、スレーブ軸15、17の速度が変化し、それによってマスターウェ イト33、43に対するスレーブウェイト45、47の角位置を変化させること ができる。 しかし、均一な反復性のあるコンベヤストロークを与えるためにスレーブ軸1 5、17及びマスター軸19、21間の速度比は通常は一定でなければならない ので、そのような速度変化は一時的だけでなければならない。スレーブウェイト 45、47の制御及び作動は、マスターウェイト33、43の作動に応じて決ま るため、それらのウェイトをそれぞれ「スレーブ」及び「マスター」と呼ぶのが 適切である。 物質搬送部材5に加える振動力のそのような変化は、コンベヤ装置1の作動中 に行うことができ、コンベヤ装置を停止させる必要がない。マスターウェイト3 3、43に対するスレーブウェイト45、47の角位置を調節することで物質搬 送部材5に加えられる合成振動力を変化させることによって、搬送速度及び方向 の両方をコンベヤ装置の作動中に変更することができる。 上記目的を達成するため、スレーブウェイト45、47及びマスターウェイト 33、43の相対角位置を監視し、その間の相対角変位量すなわち位相差を制御 するために、第5図に示されているような振動制御機構103が用いられている 。 好適な実施例では、振動制御機構103は、中央制御装置として、米国 ミネ ソタ 55369、メープルグローブ、ピー.オー.ボックス9000、ザッチ ャリー・レーン・ノース8900所在のフェンナー・インダストリアル・コント ロールズ(Fenner Industrial Controls)が製造 している3200ー1820モデル、M−ロータリの同期コントローラ111を 用いている。しかし、別の形式の同期コントローラを用いて、以下に説明するマ スター及びスレーブウェイトの所望機能及び制御を得ることもできることを理解 されたい。 わかりやすくするために、第5図の概略図に示されている構成部材はブロック で示されているだけであり、1本の代表的な制御線で相互接続されているが、そ のような制御線は、制御装置の様々な部材の入力/出力要求に基づいて、必要な 多数のデータまたは制御線を表すことも多いことを理解されたい。上記の同じ理 由から、電源及び接地接続も省略されているが、そのような接続は公知の従来方 法で行われる。 第5図に示されているように、マスター駆動モータ57のマスター駆動部10 5のインバータは、一般的にコンベヤ装置の制御ソフトウェア(図示せず)から 線107で与えられる外部速度基準入力から所定の、但し調節可能な速度で設定 されている。マスター軸19に増分マスターエンコーダ109が公知のように取 り付けられており、これが発生したパルス列が線113でコントローラ111へ 送られる。コントローラ111は、マスターエンコーダ109で発生したパルス 列を利用して、公知のようにしてマスター駆動モータ57の速度及び方向を監視 する。 また、マスター軸19に近接した位置で振動発生手段3に近接センサ115が 取り付けられており、これは、偏心ウェイト33が回転中に通過する時にそれの 存在を検出する。センサ115は、ウェイト33の存在を感知した時にマスター 近接パルスを発生し、これは入力線116でコントローラ111へ送られる。 同様に、第2近接センサ123が、スレーブ軸17に近接した対応位置で振動 発生手段3に取り付けられており、偏心状に取り付けられたウェイト47が回転 中に通過する時にそれの存在を検出する。センサ123は、ウェイト47の存在 を感知した時にスレーブ近接パルスを発生し、これは入力線119でコントロー ラ111へ送られる。 スレーブ軸17に増分エンコーダ121が取り付けられており、これが発生し たパルス列が入力線117でコントローラ111へ送られる。スレーブエンコー ダ121は、スレーブ軸171の1回転毎に所定数のパルスを発生するため、ス レーブエンコーダのパルスの1回の発生に対応したスレーブ15、17の角移動 の量がコントローラ111にわかっている。さらに詳細に後述するように、スレ ーブエンコーダ121で発生したパルス列をコントローラ111が監視して、マ スター及びスレーブ近接センサ115及び123で発生したマスター及びスレー ブ近接パルスと組み合わせて利用することによって、それぞれスレーブウェイト 45、47及びマスターウェイト33、43間の相対角変位量を決定することが できる。 中央コントローラ111は、スレーブウェイト45、47及びマスターウェイ ト33、43間に望まれる所定の目標相対角変位量すなわち位相差でプログラム できる角変位量セレクタ手段を備えている。スレーブエンコーダパルスの1回の 発生に対応したスレーブ軸15、17の角移動の量がわかっているので、目標角 変位量は、マスター及びスレーブ近接パルスが連続的に発生する間に存在しなけ ればならない所定数のスレーブエンコーダパルスであると定義できる。コントロ ーラ111のそのような所定のプログラミングのために、所定数のスレーブエン コーダパルスとして定められる所望の目標角変位量を入力できる代表的な制御線 125が設けられている。 コントローラ111は、マスター近接パルスの存在を入力線116上に最初に 監視して感知した後、内部カウンタを用いて、マスター近接パルスが発生した時 からスレーブ近接パルスが発生した時までの間にスレーブエンコーダ121が発 生するパルス数を計数する。コントローラ111が計数したスレーブエンコーダ パルスの実際の数が、スレーブウェイト45、47及びマスターウェイト33、 43間の相対角変位量を表す。 それから、コントローラ111は内部比較器手段を用いて、マスター近接パル スの発生からスレーブ近接パルスの発生までの間に計数されたスレーブパルスの 実際の数をその間の所望目標角変位量(所定数のスレーブエンコーダパルスとし て定められる)と比較する。計数されたスレーブエンコーダパルスの数が所望目 標角変位量を定める数と異なっている場合、コントローラ111は線127でス レーブ駆動部129のインバータへ信号を送って、インバータの作動周波数を変 更させることによって、スレーブモータ85の速度を適当に一時的に調節する。 コントローラ111は、必要に応じてスレーブモータ85の速度を一時的に増 減することによって、マスターウェイト33、43の角位置に対するスレーブウ ェイト45、47の角位置を適当に変化させて、その間の相対角変位量を所望目 標角変位量に接近させる。スレーブモータ85の速度をそのように適当に変化さ せることによって、所望目標角変位量を定めるパルス数に接近するように計数ス レーブエンコーダパルスの数を効果的に増減させることができる。 連続したマスター及びスレーブ近接パルスの発生間のスレーブエンコーダパル スの実際の数は、コントローラ111によって連続ベースで自動的かつ周期的に サンプリングされて、目標角変位量を定めるスレーブパルス数と比較されること によって、スレーブウェイト45、47及びマスターウェイト33、43間の実 際の相対角変位量が、所定の目標角変位量に一致して維持される。スレーブウェ イト45、47及びマスターウェイト33、43間の目標角変位量に合わせるた めのスレーブウェイト45、47の角位置の調節は、上記のように必要に応じて コントローラ111によって自動的に行われる。 スレーブ駆動モータ85の調節は、コントローラが内部比例積分偏差(PID )ループを用いることによって行われ、PIDループの構造は当業者には公知で ある。PIDループを用いることによって、コントローラ111は継続的に実際 の相対角変位量をスレーブウェイト45、47及びマスターウェイト33、43 間の所望目標角変位量と比較する。 その結果、必要に応じてスレーブモータ85の速度を一時的に調節することに よって、スレーブウェイト45、47及びマスターウェイト33、43間の実際 の相対角変位量を所望目標角変位量に維持し、スレーブ軸15、17の回転をマ スター軸19、21の回転の2倍の平均速度に維持することができる。 コンベヤ装置のそれぞれのスレーブ及びマスター軸間に適当な速度比を維持で きない場合、物質搬送部材5に加えられる振動力が絶えず変動する結果となり、 これは、考えられることであるが、一般的に望ましくない。コントローラ111 のPIDループを使用することによって、スレーブ軸15、17の速度がマスタ ー軸の所望比に維持され、またコントローラ111に入力された目標角変位量 に一致させるため、その間の相対角変位量を維持して、必要に応じて変更するこ とができる。 何らかの理由で、搬送中のある製品の搬送速度及び方向の両方またはいずれか 一方を変更したい場合、オペレータはコンベヤ装置1の作動中に、スレーブウェ イト45、47及びマスターウェイト33、43間の相対角変位量すなわち位相 差を変更し、それによって物質搬送部材5に加えられる合成振動力を変更するこ とによって、意のままにそれを実施できる。これは、新しい目標角変位量を選択 して、スレーブパルスの対応数を制御線125でコントローラ111に入力する だけで実施できる。 コントローラ111は、スレーブウェイト45、47及びマスターウェイト3 3、43の相対角位置を継続的に監視しており、実際に計数されたスレーブエン コーダパルス数とマスター近接センサ115及びスレーブ近接センサ123によ って発生する連続したマスター及びスレーブ近接パルス間に発生すべきスレーブ エンコーダパルスの新しく選択された目標数との間のどのような差も自動的に感 知する。 そのような差を感知した時、コントローラ111は、上記のようにスレーブモ ータ85の速度に対して適当な一時的調節を行って、スレーブウェイト45、4 7間の実際の相対角変位量をその間の新しく選択された目標角変位量に一致させ る。向き合ったマスターウェイト33、43間の位置関係及び向き合ったスレー ブウェイト45、47間の位置関係が不変であるため、物質搬送部材5に加えら れる振動力を変更する際に、それの長手方向重心軸線に直交する方向の力がそれ にまったく加えられない。 振動制御機構103を備えた本発明のジュアル駆動コンベヤ装置1の作用及び 有用性を説明するため、第6A〜第7B図を参照しながら説明する。 第6A及び第6B図は、第3図に示された向きにある1組のマスターウェイト 33、43及びスレーブウェイト45、47についての1回転サイクルにわたる 加速度及び変位量の伝達関数のグラフである。第7A及び第7B図は、振動制御 機構103によってスレーブウェイト45、47がマスターウェイト33、43 に対して180°角変位している第4図に示された向きにある1組のマスター ウェイト33、43及びスレーブウェイト45、47についての1回転サイクル にわたる加速度及び変位量の伝達関数のグラフである。 第6A図〜第7B図の説明では、コンベヤ装置のマスター軸19、21の回転 速度を350RPM、スレーブ軸15、17の平均速度を700RPMに選択し ている。また、マスターウェイト33、43は、スレーブウェイト45、47が 発生する最大合成力の1.5倍の最大合成力を発生する質量を持つように選択さ れている。合計コンベヤストロークは約1インチに制限される。 上記の状態において、第6A図に示されているように、マスター軸33及び4 3の完全な1回転(スレーブ軸45及び47の2回転)で、物質搬送部材5の加 速度は、一方向では(第3図のウェイトの位置に相当する)0.02秒の直後に 約80ft/sec2(24.4m/s2)でピークになる。その後、物質搬送部材5は減 速して、約0.05秒で反対方向に加速し始める。約0.05秒〜約0.16秒 の間、物質搬送部材5は、それの最初の加速方向とは反対方向に変動低レベル( 最大で約41ft/sec2[12.5m/s2])で加速した後、再び減速して、新しい サイクルの開始時に最初の方向に加速し始める。最初の加速は、反対方向の後続 加速よりもはるかに強く、短時間であり、所望の低速前進/高速後退コンベヤス トロークを発生させることに注意されたい。 第6B図に示されているように、同様な変位量伝達関数のグラフは、1コンベ ヤストロークにわたる対応時間における物質搬送部材5の変位量を示している。 第6B図のグラフからわかるように、物質搬送部材5は最初は一方向へ高速で約 0.042フィート(1.28cm)変位してから、逆転して反対方向へ0.0 3フィート(0.91cm)の最大変位量まで比較的低速で徐々に移動し始めて 、最大変位量に達した時に、最初の方向への次の高速移動を開始する。物質搬送 部材5の合計変位量すなわちコンベヤストロークは約0.86インチで、これは 約1インチの所望されている所定限界に近い。そのように一方向へ高速移動して から反対方向へ比較的低速前進することによって、ほぼ所望の搬送経路だけに沿 った向きの振動力で、それに直交する方向の振動力を導入することなく製品を搬 送するために望まれる所望の低速前進/高速後退コンベヤストロークが得られる 。 摩擦係数が約0.4〜0.5の製品は、物質搬送部材の加速度が15ft/sec2 (4.57m/s2)より低い時にはコンベヤ部材5に付着してそれと共に移動し、 約15ft/sec2を超える加速度の場合には、製品が物質搬送部材5上で滑る。従 って、第6A図を参照すればわかるように、物質搬送部材5が約80ft/sec2の 上側の加速度のピーク値の方向に移動する時、製品が滑り、下側のピーク値の方 向へ加速する時で、加速度が約15ft/sec2より低いこれらの曲線部分では、製 品が搬送される。これは、物質搬送部材5の一方向への最初の変位が高速で、製 品を滑らせた後、比較的低速の前進期間に入り、そこでは製品が物質搬送部材5 で搬送されるという第6B図の説明と一致する。 振動制御機構103の制御によってスレーブウェイト45、47が第3図に示 された位置に対して180°角変位している第4図に示された状態では、搬送方 向が逆になる。第7A及び第7B図に示されているように、マスター及びスレー ブウェイトが第4図に示された向きにある状態では、物質搬送部材5の加速度及 び変位量の波形が、第6A及び第6B図に示されている波形のほぼ逆になる。こ のため、物質搬送部材5の高速の加速及び変位期間が逆方向になり、加速及び変 位が低速で徐々である期間も同様である。 従って、振動制御機構103を使用することによって、物質搬送部材5に加え られる振動力を変化させて、物質搬送部材5の加速及び変位特性を事実上逆転さ せることができることは容易に理解されるであろう。従って、物質搬送部材5の 相対移動は、それによって支持されている製品の搬送と同様に、事実上逆になる 。 第3図に示されているそれぞれスレーブ及びマスターウェイトの1基準組の角 位置から第4図に示されている第2組の相対角位置への180°の角変位の結果 を示す上記状態の例は、加える振動力に考えられる1つの変更例を説明している にすぎない。コンベヤの作動中のいつでも振動制御機構103は新しい別の目標 角変位量でプログラムし直して、いずれの所望の関係の新しい角変位でも実施す ることができる。 例えば、第3図に示されているような初期基準向きから90°の目標角変位量 (スレーブエンコーダパルスに変換される)でコントローラ111をプログラム し直すと、いずれの方向の正味搬送も伴わないで、物質搬送部材5を停止時の初 期位置を中心に対称的に搖動させる新しい振動力を加えることができる。 第8A及び第8B図に示されているように、そのような状況では、加速度及び 変位量の波形が原点及びサイクルの中間点を中心に対称的になり、従って正味搬 送が行われず、搬送速度が事実上ゼロまで低下する。スレーブウェイト45、4 7及びマスターウェイト33、43がそのような向きにある状態では、相対角変 位のわずかな増加によって一方向への搬送が開始される一方、相対角変位の減少 によって反対方向への搬送が開始される。もちろん、上記図示例の間に多くの他 の目標角変位量を選択して、様々な振動力を加え、それによって様々な製品搬送 速度を得ることができる。 マスターウェイト33、43及びスレーブウェイト45、47の相対角位置を 継続的に監視することによって、コントローラ111は、実際の相対角変位量と コントローラ111にプログラムされている目標角変位量との間に変化を検出し た時、スレーブ駆動モータの速度を自動的に調節する。コンベヤ装置のオペレー タは、それの作動中に物質搬送部材5に加える振動力を変化させる、従って搬送 速度及び方向の両方またはいずれか一方を、所望の搬送経路に直交する方向の望 ましくない振動力を導入することなく変化させることができる。 前述したように、これは、搬送速度または方向を変化させるためには合成振動 力線の方向を必ず変化させなければならない従来のコンベヤ装置に勝る顕著な利 点である。 振動制御機能を備えた本発明のジュアル駆動コンベヤ装置を使用することによ って、搬送する物質に最適の搬送速度を生じる最適の振動力を決定することがで きる。オペレータは、ある目標角変位量を選択し、振動制御機構103を用いて 、マスターウェイト33、43に対するスレーブウェイト45、47の実際の相 対角変位量を、その間の目標角変位量を得られるように必要に応じて監視、比較 、調節する。所望の目標角変位量が達成されれば、オペレータは選択した目標角 変位量に対する物質の搬送速度を監視、記録して、上記最適搬送速度が決定され るまで、目標角変位量を変化させて上記処理を繰り返す。以上から、物質を最適 搬送するために加えるべき必要な振動力を得るために、あるコンベヤをどの所 望目的角変位量に設定しなければならないかを容易に決定できる。もちろん、個 々の物質の最適の速度とは、それの物理特性に応じて決まるもので、必ずしも物 質を搬送できる最高速度のことではない。 もちろん、ここに図示、説明されており、また添付の請求項に述べられている 事項を有する発明の範囲内において形状、詳細、配置及び比率に変更を加えるこ とができることは理解されるであろう。
【手続補正書】 【提出日】1997年5月8日 【補正内容】 【図6】 【図7】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウォッチャフェニング,フレデリック デ ィー. アメリカ合衆国 ミネソタ 55437 ブル ーミングトン バリア サークル 9417

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.物質搬送部材に加える振動力を、それによって発生する合成振動力線の方向 を変化させることなく調節するための振動制御機能を備えたジュアル駆動コンベ ヤ装置であって、 (a)長手方向重心軸線を備えた細長い物質搬送部材と、 (b)この物質搬送部材に接続されて、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線 にほぼ平行な方向だけに振動力を前記物質搬送部材に伝達する振動発生手段とを 有しており、該振動発生手段は、さらに、 (i) 一対の逆回転する向き合った平行なマスター軸に駆動連結された第1 駆動モータが設けられており、該一対のマスター軸は、所定速度で回転し、前記 物質搬送部材の長手方向重心軸線に対して、対称に位置付けられかつ直交する方 向に配置されており、前記マスター軸の各々は、少なくとも1つの偏心状に取り 付けられたウェイトをそれと共転可能に支持しており、この偏心状に取り付けら れたウェイトの各々は、前記向き合ったマスター軸に支持されて偏心状に取り付 けられた同じ質量の対応のウェイトを有し、前記向き合ったマスター軸に支持さ れた偏心ウェイト及び前記対応の偏心ウェイトの各々は、それらが同時に逆回転 することによって発生する合成振動力に、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線 に直交する方向の力成分がほとんど含まれないように配置されており、また、 (ii)一対の逆回転する向き合った平行なスレーブ軸に駆動連結された第2 駆動モータが設けられており、該スレーブ軸は、通常は前記マスター軸の速度の 平均で2倍の速度で回転し、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線に対して対称 的に位置付けられかつ直交する方向に配置されており、前記スレーブ軸の各々は 、少なくとも1つの偏心状に取り付けられたウェイトをそれと共転可能に支持し ており、この偏心状に取り付けられたウェイトの各々は、前記向き合ったスレー ブ軸に支持されて偏心状に取り付けられた同じ質量の対応のウェイトを有し、前 記向き合ったスレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記対応の偏心ウェイト の各々 は、それらが同時に逆回転することによって発生する合成振動力に、前記物質搬 送部材の長手方向重心軸線に直交する方向の力成分がほとんど含まれないように 配置されており、さらに、 (c)マスター軸及びスレーブ軸に支持された偏心ウェイトに対して位置感知 できる関係に配置されて、前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記マ スター軸に支持された偏心ウェイト間の相対角変位量をその回転中に自動的かつ 継続的に監視する監視手段と、 (d)この監視手段に接続されて、前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイト 及び前記マスター軸に支持された偏心ウェイト間の前記相対角変位量をその間の 所定目標角変位量と定期的に比較する比較器手段と、 (e)この比較手段に応答的に接続されて、前記スレーブ軸に支持された偏心 ウェイト及び前記マスター軸に支持された偏心ウェイト間の前記相対角変位量を その間の前記所定目標角変位量に維持できるように、必要に応じて前記第2駆動 モータの速度を自動的かつ定期的に調節する調節手段と、 (f)前記比較手段に接続されて、コンベヤ装置の作動中に前記目標角変位量 を変化させ、それによって、前記物質搬送部材に加えられる合成振動力線の方向 を変化させることなくコンベヤの作動中に前記物質搬送部材に加えられる振動力 を調節できるようにするセレクタ手段とを有していることを特徴とするコンベヤ 装置。 2.比較器手段は、スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及びマスター軸に支持 された偏心ウェイト間の相対角変位量をその間の所定目標角変位量に一致させる ために必要な増減を表す調節信号を発生し、調節手段は、前記調節信号に応答し てそれに従って第2駆動モータの速度を調節し、前記相対角変位量に必要な変化 をもたらすようにしたことを特徴とする請求項1に記載の構造体。 3.監視手段は、スレーブ軸の一方に取り付けられたスレーブエンコーダを備え ており、このスレーブエンコーダは、マスター及びスレーブ近接センサに接続し て使用され、かつマスター軸に支持された偏心ウェイトの角位置に対する前記ス レーブ軸に支持された偏心ウェイトの角位置を感知して、その間の相対角変位量 を決定して監視するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の構造 体。 4.マスター軸の各々は、第1駆動モータに駆動連結されたマスター駆動ベルト と駆動係合しているマスター駆動プーリを支持しており、スレーブ軸の各々は、 第2駆動モータに駆動連結されたスレーブ駆動ベルトと駆動係合しているスレー ブ駆動プーリを支持しており、前記マスター駆動プーリは前記スレーブ駆動プー リの直径の2倍であることを特徴とする請求項1に記載の構造体。 5.物質搬送部材に加える振動力を、発生する合成振動力線の方向を変化させる ことなく調節するための振動制御機能を備えたジュアル駆動コンベヤ装置であっ て、 (a)長手方向重心軸線を備えた細長い物質搬送部材と、 (b)この物質搬送部材に接続されて、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線 にほぼ平行な方向だけに振動力を前記物質搬送部材に伝達する振動発生手段とを 有しており、 (c)この振動発生手段には、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線に直交す る方向のほぼ等しい対向力を発生する、向き合わせて偏心状に取り付けられたウ ェイトを支持している一対のマスター軸に駆動連結された第1駆動モータと、前 記物質搬送部材の長手方向重心軸線に直交する方向のほぼ等しい対向力を発生す る、向き合わせて偏心状に取り付けられたウェイトを支持している一対のスレー ブ軸に駆動連結された第2駆動モータとが設けられており、さらに (d)少なくとも前記第2駆動モータに接続されている振動制御機構を有して おり、この振動制御機構には、前記一対のマスター軸に支持された偏心ウェイト の角位置に対する前記一対のスレーブ軸に支持された偏心ウェイトの角位置を変 化させるために前記第2駆動モータの速度を調節する手段が設けられて、それに よって前記振動力の合成線の方向を変化させることなく前記振動発生手段によっ て前記物質搬送部材に加えられる振動力を制御可能に変化させるようにしたこと を特徴とするコンベヤ装置。 6.振動制御機構には、マスター軸の少なくとも一方に支持された偏心ウェイト の角位置に対するスレーブ軸の少なくとも一方に支持された偏心ウェイトの角 位置を感知及び監視してその間の相対角変位量を決定する手段が設けられており 、この感知及び監視手段は、第2駆動モータの速度調節手段に制御状態に接続さ れて、前記相対角変位量を所定の目標角変位量に維持できるように前記第2駆動 モータの速度を自動的かつ定期的に調節するようにしたことを特徴とする請求項 5に記載の構造体。 7.振動制御機構の感知及び監視手段は、スレーブ軸の一方に取り付けられたス レーブエンコーダを有しており、このスレーブエンコーダは、マスター及びスレ ーブ近接センサに接続して使用され、かつマスター軸に支持された偏心ウェイト の角位置に対する前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイトの角位置を感知して 、その間の相対角変位量を決定して監視するようにしたことを特徴とする請求項 6に記載の構造体。 8.マスター近接センサは、マスター軸の一方に支持された偏心ウェイトの存在 を感知した時にマスター近接信号を発生し、スレーブ近接センサは、スレーブ軸 の一方に支持された偏心ウェイトの存在を感知した時にスレーブ近接信号を発生 し、スレーブエンコーダは、それを取り付けた前記スレーブ軸の回転中にパルス 列を発生し、振動制御機構には、前記マスター近接信号の発生時から前記スレー ブ近接信号の発生時までの間のパルス列のパルスを計数して、それによって前記 スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記マスター軸に支持された偏心ウェ イト間の前記相対角変位量を決定する手段が設けられていることを特徴とする請 求項7に記載の構造体。 9.所定の目標角変位量は、マスター近接信号の発生からスレーブ近接信号の発 生までの間に望まれる所定数のスレーブエンコーダパルスとして定められ、振動 制御機構には、計数されたスレーブエンコーダパルスを前記所定数のスレーブエ ンコーダパルスと比較して、それに従って第2駆動モータの速度を調節する手段 に信号を送って、前記計数されたスレーブエンコーダパルスを前記所定数のスレ ーブエンコーダパルスに一致させるようにする手段が設けられていることを特徴 とする請求項8に記載の構造体。 10.振動制御機構には、スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及びマスター軸に 支持された偏心ウェイト間の目標角変位量をそれの回転中に選択的に変化させ るセレクタ手段が設けられていることを特徴とする請求項6に記載の構造体。 11.振動制御機構には、相対角変位量をスレーブ軸に支持された偏心ウェイト及 びマスター軸に支持された偏心ウェイト間の所定の目標角変位量と定期的に比較 する手段が設けられており、この比較手段は、前記相対角変位量を前記所定の目 標角変位量に維持するために第2駆動モータの速度に加える必要がある調節量を 速度調節手段へ信号で送るようにしたことを特徴とする請求項6に記載の構造体 。 12.一対のマスター軸及び一対のスレーブ軸は、互いに平行に延在し、また物質 搬送部材の長手方向重心軸線に対して、対称的に位置付けられかつ直交する方向 に配置されており、前記対のマスター軸及び対のスレーブ軸は、それらの同時回 転によって発生する合成振動力に、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線に直交 する方向の力成分がほとんど含まれないように構成、配置されていることを特徴 とする請求項5に記載の構造体。 13.スレーブ軸は、通常はマスター軸が第1駆動モータによって駆動される速度 の平均で2倍の所定速度で、第2駆動モータによって駆動されることを特徴とす る請求項5に記載の構造体。 14.マスター軸の各々は、第1駆動モータに駆動連結されたマスター駆動ベルト と駆動係合しているマスター駆動プーリを支持しており、スレーブ軸の各々は、 第2駆動モータに駆動連結されたスレーブ駆動ベルトと駆動係合しているスレー ブ駆動プーリを支持しており、前記マスター駆動プーリは、前記スレーブ駆動プ ーリの直径の2倍であることを特徴とする請求項第13項に記載の構造体。 15.物質搬送部材に加える振動力を、発生する合成振動力線の方向を変化させる ことなく調節するための振動制御機能を備えたジュアル駆動コンベヤ装置であっ て、 (a)長手方向重心軸線を備えた細長い物質搬送部材と、 (b)この物質搬送部材に接続されて、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線 にほぼ平行な方向だけで振動力を前記物質搬送部材に伝達する振動発生手段とを 有しており、該振動発生手段にはさらに、 (i) 一対の逆回転する向き合った平行なマスター軸に駆動連結された第1 駆動モータが設けられており、このマスター軸は、所定速度で回転し、前記物質 搬送部材の長手方向重心軸線に対して、対称的に位置付けられかつ直交する方向 に配置されており、前記逆回転する向き合ったマスター軸には、向き合わせて偏 心状に取り付けられた対応のウェイトが支持されており、これらは、前記物質搬 送部材の長手方向重心軸線に直交する方向にほぼ等しい対向力を発生して、それ らが同時に逆回転することによってその方向に発生する互いの振動力のほとんど すべてを相殺することができ、また、 (ii)一対の逆回転する向き合ったスレーブ軸に駆動連結された第2駆動モ ータが設けられており、このスレーブ軸は、通常は前記マスター軸の速度の所定 比で回転し、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線に対して対称的に位置付けら れかつ直交する方向に配置されており、前記逆回転する向き合ったスレーブ軸に は、向き合わせて偏心状に取り付けられた対応のウェイトが支持されており、こ れらは、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線に直交する方向にほぼ等しい対向 力を発生して、それらが同時に逆回転することによってその方向に発生する互い の振動力のほとんどすべてを相殺するようになっており、さらに、 (c)前記マスター軸に支持された偏心ウェイトの少なくとも一方に対する前 記スレーブ軸に支持された偏心ウェイトの少なくとも一方の角位置を感知及び監 視してその間の相対角変位量を決定する手段と、前記物質搬送部材の長手方向重 心軸線に直交する方向の合成振動力成分を導入することなく、その回転中に前記 相対角変位量を前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記マスター軸に 支持された前記偏心ウェイト間の所定の目標角変位量に維持できるように、前記 第2駆動モータの速度をそれの作動中に必要に応じて自動的かつ定期的に調節す る手段とを備えた振動制御機構を有していることを特徴とするコンベヤ装置。 16.コンベヤ装置の作動中にスレーブ軸に支持された偏心ウェイト及びマスター 軸に支持された偏心ウェイト間の新しい目標角変位量を任意に選択する角変位 量セレクタ手段が設けられており、振動制御機構は、セレクタ手段に応答的に接 続されて、前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記マスター軸に支持 された偏心ウェイト間の相対角変位量を自動的に調節することによって、その間 の新しい目標変位量に一致させるようにしたことを特徴とする請求項15に記載 の構造体。 17.第2駆動モータは、通常は第1駆動モータがマスター軸を駆動する速度の2 倍の平均速度でスレーブ軸を駆動することを特徴とする請求項15に記載の構造 体。 18.マスター軸の各々は、第1駆動モータに駆動連結されたマスター駆動ベルト と駆動係合しているマスター駆動プーリを支持しており、スレーブ軸の各々は、 第2駆動モータに駆動連結されたスレーブ駆動ベルトと駆動係合しているスレー ブ駆動プーリを支持しており、前記マスター駆動プーリは前記スレーブ駆動プー リの直径の2倍であることを特徴とする請求項17に記載の構造体。 19.振動制御機構の感知及び監視手段は、スレーブ軸の一方に取り付けられたス レーブエンコーダを有しており、このスレーブエンコーダは、マスター及びスレ ーブ近接センサと接続して使用され、かつマスター軸に支持された偏心ウェイト の角位置に対する前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイトの角位置を感知して 、その間の相対角変位量を決定して監視するようにしたことを特徴とする請求項 15に記載の構造体。 20.マスター近接センサは、マスター軸の一方に支持された偏心ウェイトの存在 を感知した時にマスター近接信号を発生し、スレーブ近接センサは、スレーブ軸 の一方に支持された偏心ウェイトの存在を感知した時にスレーブ近接信号を発生 し、スレーブエンコーダは、それを取り付けた前記スレーブ軸の回転中にパルス 列を発生し、振動制御機構には、前記マスター近接信号の発生時から前記スレー ブ近接信号の発生時までの間のパルス列のパルスを計数して、それによって前記 スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記マスター軸に支持された偏心ウェ イト間の相対角変位量を決定する手段が設けられていることを特徴とする請求項 19に記載の構造体。 21.所定の目標角変位量は、マスター近接信号の発生時からスレーブ近接信号の 発生時までの間に望まれる所定数のスレーブエンコーダパルスとして定められ、 振動制御機構には、計数されたスレーブエンコーダパルスを前記所定数のスレー ブエンコーダパルスと比較して、それに従って第2駆動モータの速度を調節する 手段に信号を送って、前記計数されたスレーブエンコーダパルスを前記所定数の スレーブエンコーダパルスに一致させるようにする手段が設けられていることを 特徴とする請求項20に記載の構造体。 22.発生する合成振動力線の方向が物質搬送部材の長手方向重心軸線にほぼ平行 な方向だけになるようにしたコンベヤ装置で搬送中のある物質に最適の搬送速度 を得るために加える最適振動力を決定する方法であって、 (a)長手方向重心軸線を備えた細長い物質搬送部材と、この物質搬送部材に 接続されて、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線にほぼ平行な方向だけで振動 力を前記物質搬送部材に伝達する振動発生手段とを有しており、該振動発生手段 に、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線に直交する方向にほぼ等しい対向力を 発生する、向き合わせて偏心状に取り付けられたウェイトを支持している一対の マスター軸に駆動連結された第1駆動モータと、前記物質搬送部材の長手方向重 心軸線に直交する方向にほぼ等しい対向力を発生する、向き合わせて偏心状に取 り付けられたウェイトを支持している一対のスレーブ軸に駆動連結された第2駆 動モータとを設けているコンベヤ装置を準備する段階と、 (b)前記物質搬送部材に搬送すべき所望物質を載置する段階と、 (c)前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記マスター軸に支持さ れた偏心ウェイト間の目標角変位量をその回転中に選択する段階と、 (d)前記物質の搬送中に、前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前 記マスター軸に支持された偏心ウェイト間の実際の相対角変位量を決定する段階 と、 (e)前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記マスター軸に支持さ れた偏心ウェイト間の前記実際の相対角変位量をその間の前記選択された目標角 変位量と比較する段階と、 (f)前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記マスター軸に支持さ れた偏心ウェイト間の前記実際の相対角変位量を変化させてその間の前記所定目 標角変位量に一致させるため、必要に応じて前記第2駆動モータの速度を調節す る段階と、 (g)前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記マスター軸に支持さ れた偏心ウェイト間の前記選択された目標角変位量に対応した搬送中の前記物質 の搬送速度を決定する段階と、 (h)その搬送速度で搬送される時の搬送中の物質に対する効果を観察する段 階と、 (i)前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及び前記マスター軸に支持さ れた偏心ウェイト間の前記目標角変位量を新しい目標角変位量に変える段階と、 (j)搬送中の前記物質に対して所望の最適搬送速度が決定されるまで、上記 段階(d)〜(i)を繰り返す段階とを有することを特徴とする方法。 23.スレーブ軸に支持された偏心ウェイト及びマスター軸に支持された偏心ウェ イト間の実際の相対角変位量を決定する段階は、前記スレーブ軸の一方に取り付 けられたスレーブエンコーダと、振動発生手段に取り付けられたマスター及びス レーブ近接センサとを使用して、前記マスター軸に支持された偏心ウェイトの角 位置に対する前記スレーブ軸に支持された偏心ウェイトの角位置を感知して、そ れによってその間の前記相対角変位量を決定することによって達成されることを 特徴とする請求項22に記載の方法。 24.目標角変位量を選択する段階は、前記目標角変位量を電子振動制御機構に入 力してから、その制御機構が、実際の相対角変位量を決定してそれを前記目標角 変位量と比較し、前記実際の相対角変位量を前記目標角変位量にほぼ一致させる ように第2駆動モータの速度を調節する各段階を自動的に実施することによって 達成されることを特徴とする請求項22に記載の方法。 25.第2駆動モータの速度を調節する段階は、スレーブ軸に支持された偏心ウェ イト及びマスター軸に支持された偏心ウェイト間の実際の相対角変位量をその間 の所定目標角変位量に維持できるように、必要に応じて自動的かつ定期的に実施 されることを特徴とする請求項22に記載の方法。 26.発生する合成振動力線の方向が物質搬送部材の長手方向重心軸線にほぼ平行 な方向だけになるようにしたコンベヤ装置で搬送中のある物質に最適の搬送速度 を得るために加える最適振動力を決定する方法であって、 (a)長手方向重心軸線を備えた細長い物質搬送部材と、この物質搬送部材に 接続されて、ほぼ前記物質搬送部材の長手方向重心軸線に平行な方向だけで振動 力を前記物質搬送部材に伝達する振動発生手段とを有しており、該振動発生手段 に、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線に直交する方向にほぼ等しい対向力を 発生する、向き合わせて偏心状に取り付けられたウェイトを支持している第1対 の振動軸と、前記物質搬送部材の長手方向重心軸線に直交する方向にほぼ等しい 対向力を発生する、向き合わせて偏心状に取り付けられたウェイトを支持してい る第2対の振動軸とを設けており、前記第2振動軸は通常は前記第1振動軸の速 度の所定比である平均速度で回転するようにしたコンベヤ装置を準備する段階と 、 (b)前記第2振動軸に支持された偏心ウェイトを前記第1振動軸に支持され た偏心ウェイトに対する所定の基準角位置に選択して設定することによって、そ の間の相対角変位量を定める段階と、 (c)前記物質搬送部材にそれで搬送すべき所望物質を載置する段階と、 (d)前記振動発生手段を作動させて、その上の物質を搬送する段階と、 (e)前記第2振動軸に支持された偏心ウェイト及び前記第1振動軸に支持さ れた偏心ウェイト間の前記角変位量に対応した搬送中の前記物質の搬送速度を決 定する段階と、 (f)その搬送速度で搬送される時の搬送中の物質に対する効果を観察する段 階と、 (g)前記第1振動軸に支持された偏心ウェイトの角位置に対する前記第2振 動軸に支持された偏心ウェイトの角位置を変化させ、それによってその間の前記 相対角変位量を変化させる段階と、 (h)搬送中の前記物質に対して所望の最適搬送速度が決定されるまで、上記 段階(e)〜(g)を繰り返す段階とを有することを特徴とする方法。 27.コンベヤ装置を準備する段階は、振動発生手段に第1及び第2駆動モータを 設けて、前記第1駆動モータを第1振動軸に駆動連結し、前記第2駆動モータを 第2振動軸に駆動連結する段階を含むことを特徴とする請求項26に記載の方法 。 28.第1振動軸に支持された偏心ウェイトの角位置に対する第2振動軸に支持さ れた偏心ウェイトの角位置を変化させる段階は、第2駆動モータの速度を変化さ せることによって達成されることを特徴とする請求項27に記載の方法。 29.第2振動軸に支持された偏心ウェイト及び第1振動軸に支持された偏心ウェ イト間の相対角変位量を変化させる段階は、その間の目標角変位量を選択する段 階と、物質の搬送中にその間の実際の相対角変位量を決定する段階と、前記実際 の相対角変位量を前記目標角変位量と比較する段階と、その後で、前記第2振動 軸に支持された偏心ウェイト及び前記第1振動軸に支持された偏心ウェイト間の 前記実際の相対角変位量を変化させてその間の前記目標角変位量にほぼ一致させ るために、必要に応じて第2駆動モータの速度を調節する段階とを含むことを特 徴とする請求項27に記載の方法。 30.第2振動軸に支持された偏心ウェイト及び第1振動軸に支持された偏心ウェ イト間の相対角変位量を変化させる段階は、電子振動制御機構によって達成され ることを特徴とする請求項29に記載の方法。
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