JPS60209422A - 電磁式加振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばばら積み材の輸送および計量出荷に使用
する振動式コンベヤ装置、ピンホッパーおよびシュート
に用いる主要重量体（ホスト・マス）に励振を与えるの
に用いる電磁式加振器に関する。

貯蔵ビン、ホッパーおよび出荷シュートからのばら積み
材の円滑な流れを得るために当業界において電磁式加振
装置が広く用いられている。またミキサー、粉砕機、破
砕機、包装機、パッチング（計り別け）、グレーディン
グ（等級仕別け）または混合の部署に種々のばら積み材
を送るための振動式フィーダー（供給機）にも電磁式加
振装置が用いられる。

一般に電出駆動の振動体系は、一つ重量体が電磁石を担
持し、他の重量体が接極子（アーマチャ）を担持する、
２つの重量体力１ら成る設計である。

２つの重量体は通常、体系に共振増幅運動を生じさせる
ような寸法を有するばねにより、連結される。電磁石は
磁極面が相互に約’ｌｉＯ’ｎ　（２，５４ｍｍ　）ま
たはそれ以下に接近している場合にのみ有用な力を発生
する。すき間の自乗にほぼ反比例して牽引力は増す。系
の運動は重量に反比例して２つの重量体に配分される、
つまり軽い方の重量体は比例的に速く動く。磁極面の間
のすき間が増減するのに従って、重量体は反対方向に動
く。

よって、磁極面が最小すき間まで接近して出力が最高値
に接近している時、磁極面が衝突しないようにする装置
が必要である。

本発明は細長いハウジング内に担持されて、完全に封入
された自由重量体を組込んでいる電磁式加振器を与える
。ハウジングは、それぞれが植込み研石を受承する１対
の端末キャップを含む。端末キャップは間に取付けられ
たハウジング・チューブにより分離される。

各端末キャップから等距離にある、ハウジング・チュー
ブ内のエラストマ製せん断ばねｌこより、自由重量体が
懸架される。１対の接極子組立体が自由重量体と一体と
なり、概して細長い自由重量体の各端に１個ずつ付く。

自由重量体と電磁石保持端末キャップとの間に通常両者
から隔置されて圧縮素子が介在する。これら非線形ばね
は接極子の衝突を避けるのを助け、また電磁石の伝導中
ζこ入力エネルギを貯えて、高効率をもたらす。

電磁石は第１の電磁石保持端末キャップに接続される遠
隔配置のコントローラにより順次的に付勢される。外装
電線管が第１の端末キャップから第２の端末キャップま
で延在する。電磁石を順次的に生かした際、自由重量体
はハウジング内を縦方向に運動して圧縮素子に接触し、
電磁石の付勢、消勢に応じて周期的に前後運動する。動
作の周波数は共振を利用する被駆動重量物の広範囲にわ
たる固有振動数に近い。

以下に添付図面を参照しつつ、本発明の装置および作動
を記載する。

第１図に示すばら積み材運搬トラフ（樋）α０）は本発
明の電磁式加振器の代表的用途である。加振器ａ２１は
ファスナ（取付金具）α滲のような装置によりトラフに
取付けられる。電線管叫が電磁式加振器から、通常遠隔
部署にある制御モジュールまで延びる。

電磁式加振器ａ２の斜視図である第２図を検討すること
により本発明の機械的局面が容易に理解される。加振器
はアルミニウムのような丈夫な構造材でできたハウジン
グ・チューブ（２０）　’ｉ−有するユニット型の閉鎖
構造である。第１および第２の端末キャップ（２２，２
４）が、キャップ（２乃の中の０６）のような植込み電
磁石を収容する磁石ハウジングとしてそれぞれ機能する
。端末キャップ（２２，２４）はハウジング・チューブ
＋２Ｇの両端に取付けられる。一実施例では、ハウジン
グの堅固性をしつかり保つために（至）のような植込み
ボルトが（３邊のようなファスナと共に用いられる。ハ
ウジングは構造上、侵入物に対して密封された細長い容
器である。この容器状ハウジングは従来の電磁式加振器
では不可能な防爆性ハウジングを与えることができる。

第１の端末キャップ（２つに電力供給電線管αｅを受入
れる・電線管端子（２印が設けられる。第５図は、電磁
石（２６）に電気パルスを与えるのに用いる電線束を担
持するために、第１および第２の端末キャップ（２２，
２４）の間を延びる電線管（３４Ｊを示す。

振動させる装置に電磁式加振器圓を取付ける一方法を与
えるために（４ＣＩのようなねじ孔もＩＩＩの端末キャ
ップ（２りに設けられることができる。

第２図、第３図および第４図を参照するに、ハウシング
内にしつかり担持される部品が識別される。電磁石（２
０のみならずハウジング・チューブ″（２■の反対端に
担持されるその相手（図示せず）および電線束（鏝から
の電力供給電線のみならずカバー板（４りがはっきり示
される。

ハウジング・チューブ内で各端末キャップに、本体系で
は非線形素子として機能するばね素子を構成する同形素
子（４４，４６）の組のような圧縮素子が取付けられる
。

エラストマ製圧縮ばねの第１の組（４信ま６０１のよう
な裏打ち板Ｉこ接着その他適当な方法で取付けられ、そ
の裏打ち板（５０）は取付装置によりハウシング・チュ
ーブの両端にある端末板の内面に取付けられる。

せんい強化材のキャップをエラストマ製本体部分と一体
に形成してもよい。キャップはばねの圧縮中、エラスト
マと取付は板（７６）の間の相対運動を無くする。エラ
ストマ製圧縮素子の第２の組（４６）も類似の裏打ち板
に適当に取付けられるが、裏打ち板と取付けられる端末
キャップとの間に（５）のようなシムを介在させること
もできる。エラストマ製圧縮素子はハウジング縦軸線の
直径方向に対向する側に対の部材がくるように対称的に
配置される。特定の電磁式加振器に望ましい動作詩作を
与えるために、エラストマ製圧縮素子およびそれと連合
するシムの厚さは変更されることができる。

ハウジングの各端にあるエラストマ製圧縮素子の各積み
重ね高さは、このばね装置の非線形局面の調整を良くす
ることができるように、同じ端における他の組とは異な
るものとすることもできる。

エラストマ製圧縮素子は装置の非線形剛性と自制的偏位
置を与える。

指示番号（４４）で示されているエラストマ製圧縮素子
には彎曲面を与えてこの圧縮素子の厚さが素子の長さ方
向に均一にならないようにされている。

第８図には彎曲部分（１０２）を具えているエラストマ
製圧縮素子（１００）が示されているが、この彎曲程度
は誇張して電力１れてはいるものの、その概念を良く表
現している。複数個の彎曲部や凹部をエラストマ製圧縮
素子に設けることも勿論可能で、このようにするとエラ
ストマ製圧縮素子の厚い部分と薄い部分の間に一層明確
な境界が得られる。

別の実施例によれば、ここに示す好ましい実施例で用い
る４個の素子よりも少数の、又はそれよりも多くの素子
を使用することができる。更に別の態様のエラストマ製
圧縮素子も使用できる。例示すれば、第９図に示すよう
な単一のエラストマ製圧縮素子（１０４）が考えられ、
この素子（１０４）は例えば中心開口（１０６）を具え
た基本的にはエラストマのリングでよく、その中心開口
も図示するように必すしも方形でなくてもよい電機子（
８０）を収容できるものならいかなる輪郭をもつことが
できる。このエラストマ・リンクは、例えば支持板（５
２）に適賓取付けてもよく、場合によっては指示番号（
１０８）で示す単一支持板に取付けることもてきる。

とに角支持板の形態は、リング（１０４）が直接端末キ
ャップ内に装着でき、又は取付は板（７６）に装着でき
るものであればどのような形態のものであってもよい。

第１０図は第９図に示す素子の部分的に断面を示す側部
立面図であって、隆起部分を指示番号（１１０）で示し
、段差部分を指示番号（１１２）で示す。

素子の頂部の輪郭は種々の形状が考゛えられ、例えばそ
れらは平坦な面や、リングの円周方向に種々の大きさの
隆起部分と四部を具えた波形の面でもよく、又はリング
全体にわたる種々の高さをもった段差面であってもよい
。第１Ｏ図の素子は限定的に示したものではなく、単に
起伏面を具えた素子を例示したものに過ぎない。これら
のエラストマ製のリングにこれと一体に繊維で補強した
材料による端末キャップを設けてもよい。

ハウジング・チューブおよび端末キャップならびに前記
全ての装置および部品は組立てられた実施例の中に一体
結合されているから、振動体系内の被駆動重量体の部分
を成すことに着目すべきである。

自由重量体（６０）は端末キャップ（２２，２４）の間
でハウジング・チューブ（２０）内に内蔵され懸架され
る。

第２図および第３図はその部品を識別するのに役立つ。

第１および第２の剪断ばね（５４，５６）が自由重量体
（６０）を懸架するために細長いハウジング・チューブ
（２０）に圧入される。

自由重量体は（６つのような１対のくぼみを画成する窓
付き壁部分を有する概して細長い形態の中心部材（６２
）を含む。この自由重量体は第１および第２の剪断ばね
の内側孔に支持され、機能的に取付けられる。ファスナ
により固定される（７０）のような同調おもりを保持す
るためにねじ付き棒（６６）のような保持装置が設けら
れる。

指示番号（７０）で示すような調整おもりは、電磁式加
振器の全体寸法および部品形態を一定にしたままで自由
重量体の変更を可能とする、本発明にとっては重要な互
換性素子である。調整おもりは共振調整中、支持する剪
断ばねのばね率を変更または調節する必要無しに、変更
することができる。

よって異なる容量の加振器を共通の部品から製作して、
等尺のもつ経済性を有利に利用することができる。自由
重量体および剪断ばね（５４，’５６）の固有振動数の
正しい選択により普遍的な共振調整が可能となる。この
普遍的共振調整は加振器が取付けられる被駆動部材の重
量の変化に左右されずに定格出力を加振器が生ずるよう
にする。

調整おもりが暇付けられた後、（７２）のようなフラン
ジ板が中心部材（６２）の両端に適当な方法で取付けら
れる。取付は板（７６）およびほぼ矩形の接極子（８０
）を含む接極子組立体（７４１がフランジ板（７２）に
結合される。代りの組立方法として、取付は板（７６）
を省いて、接極子を直接にフランジ板（７）に取付ける
こともできる。

電磁式加振器を組立てた時、静止状態では接極子（８Φ
の面と電磁石（２６）の面との間にすき間（８２）が存
在する。作動時、すき間は周期的に増減するが、正しい
非線形ばねが選択されているならば、磁極面は衝突しな
い。

図面から明らかなように、ハウシンク内部の部品は鋼製
の中心部材の両側において対称的に同形である。この構
造による対称性および２個の対向する電磁石は秀れた加
振作用に便利である。第６図および第７図は本書の実施
例により得られる利点をグラフで表示する。

第６図は加振器の普遍的共振調整の利点をグラフで表示
する。Ｘ軸上の周波数比は、加振器の動作周波数と体系
の固有振動数とが等しい時に最大振幅が生ずることを示
す。ＡおよびＢの間に含まれる曲線部分は被駆動重量の
広い範囲に適用される一つの自由重量物の加振器に対す
る動作帯域を表わす。加振器は体系の固有振動数が加振
器の動作周波数に等しくなるように調整おもりを正しく
選択することにより共振調整される。これは、周゛波数
比が被駆動重量の広い範囲においてＡおよびＢの間にく
るように加振器を調整することを意味する。この範囲に
おける共振増幅率は少なくとも５である。

加振器は直線Ｂが曲線と交差する個所で示される超共振
点まで有効に働き続ける。共振増幅率は再び５である。

つまり、この加振器は被駆動重量体の広い重量範囲にわ
たって共振に近いことが明らかである。

圧縮素子が無いと、研極面はより高い増幅率にて衝突す
るであろう。直線Ｃはこれらの素子により維持される体
系の全偏位量を示す。

第７図に、電力パルスの時期と電磁石により生ずる力と
がグラフに示される。各電磁石はＩ機械サイクル毎に１
回生かされる。図面には示されないが、コントローラが
加振器から離して取付けられ、各電磁石を生かすように
正しく調時された電気エネルギのパルスを順次に各電磁
石に供給するように設計されている。グラフの右側にあ
る静止時すき間Ａは接極子の自由重量体が電磁石から等
距離に離れた所にある位置を示す。グラフの左側の最小
すき間に向って見ると、電磁石への電気パルスの時間が
破線Ｃの表わす曲線により示される。

電磁石により生ずる力は曲線りにより示され、この曲線
の下方の面積が磁石の出力エネルギである。

電磁石に向って自由重量体が偏位する間、ＥからＢ（最
小すき間）までの間、電磁石は生かされる。

すき間が開く、時、電流はＦ点に戻るまで流れ続け、従
って発生する正味エネルギは曲線の下方の／’％ツチン
クした面積が示す値である。このエネルギが圧縮ばね（
４４，４６）に貯えられる。上記のやり方で生かされる
ように設計された電磁石により、在来の設計よりも著し
く大きなエネルギをサイクル毎に貯えることができる。

圧縮素子の設計により、圧縮素子に向っての自由重量体
の初期衝撃によって得られたこの貯蔵エネルギは自由重
量体を反体方向に加速するのに必要な力の約３０％を与
える。従って、電力節約とそれに伴う経費上の利点が得
られる。圧縮はねは非線形であるから、接極子の衝突は
素子を正しく選択することにより全て避けられることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電磁式加振器を取付けたフィーダトラフの略■
、 第２図は幾つかの部品を切断除去した、本発明の加振器
の分解図、 第３図は判り易くするために幾つかの部品を切断除去し
て断面を示す、第２図の装置の正面図、第４図はハウジ
ングの部分を切断除去して断面を示す、第２図の装置の
端面図、 第５図は第４図の５−５線にそう側面図、第６図は電磁
式加振器の周波数応答帯域を示すグラフ、 第７図は電磁式加振器のエネルギ出力を示すグラフ、 第８図はエラストマ製圧縮素子の立面図、第９図はエラ
ストマリンクの平面図、 及び第１Ｏ図は第９図に示すリンクの部分断面　パ立面
図である。 ｌＯ・・・・・・・・・・・・　トラフ（樋）１２・・
・・・・・・・・・・電磁式加振器２０・・・・・・・
・・・・・ハウジング２６・・・・・・・・・・・・電
磁式装置４４．４６・・・・・・非線形ばね装置６０・
・・・・・・・・・・・　自由重量体７１日−日 ７Ｉ［Ｅ　７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１内側に指向させた複数個の電磁式装置を有する加
   振器本体、及び前記加振器本体内で縦方向に運動できる
   ように支持される自由重量体を含む電磁加振器において
   、前記加振器本体内で担持される非線形ばね装置を含有
   し、前記非線形ばね装置の−は隣接する前記電磁式装置
   の−と内側でかつ縦方向に近接していて、特定形状の表
   面を具えていることを特徴とする電磁式加振器。 （２、特許請求の範囲第（１１項記載の電磁式加振器に
   おいて、前記非線形ばね装置は彎曲面を有するエラスト
   マ製圧縮素子であることを特徴とする電磁式加振器。 （３）特許請求の範囲第（１１項記載の電磁式加振器に
   おいて、前記非線形はね装置はその表面に沿って隆起部
   と凹部を交互に有するエラストマ製圧縮素子であること
   を特徴とする電磁式加振器。 （４）特許請求の範囲第（１１項記載の電磁式加振器に
   おいて、前記特定の表面は段差がつけられた面であるこ
   とを特徴とする電磁式加振器。 （５）特許請求の範囲第ｆｉｔ項記載の電磁式加振器に
   おいて、前記非線形ばね装置はエラストマ・リングであ
   ることを特徴とする電磁式加振器。 （６）特許請求の範囲第（５１項記載の電磁式加振器に
   おいて、前記エラストマ・リングはその全域に隆起部と
   凹部を交互に具えていることを特徴とする電磁式加振器
   。 （７）・特許請求の範囲第（５）項記載の電磁式加振器
   において、前記エラストマ・リングはその全域に起伏部
   分をもった段差面を有することを特徴とする電磁式加振
   器。 （８）　電磁式加振器に用いるエラストマ製の非線形は
   ね装置であって、特定形状の表面を有するエラストマ材
   料より成るブロックを有するばね装置。 （９）特許請求の範囲第（８）項記載のばね装置におい
   て、前記表面は彎曲面であることを特徴とするはね装置
   。 （１０）　特許請求の範囲第（７）項記載のばね装置に
   おいて、前記表面は種々の厚さを具えた段差つきの表面
   であることを特徴とするばね装置。 ａυ　特許請求の範囲第（８）項記載のばね装置におい
   て、前記ブロックは起伏面を具えたエラストマ・リンク
   であることを特徴とするばね装置。 αり　特許請求の範囲第Ｕυ項記載のばね装置において
   、前記起伏面は前記リンクの全域に及ぶ一連の段差部を
   有する起伏面であることを特徴とするばね装置。