JPH0353211B2 - - Google Patents

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、ビンホツパー
およびシユ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、ホツパーおよび出荷シユートからの
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、バツチング
（計り分け）、グレーデイング（等級仕分け）また
は混合の部署に種々のばら積み材を送るための振
動式フイーダー（供給機）にも電磁式加振装置が
用いられる。

一般に電磁駆動の振動体系は、一つの重量体が
電磁石を担持し、他の重量体が電機子（アーマチ
ヤ）を担持する、２つの重量体から成る設計であ
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1/10in（2.54
mm）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
するのに従つて、重量体は反対方向に動く。

よつて、磁極面が最小すき間まで接近して磁力
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。

本発明によれば、内側に指向させた複数個の電
磁石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
重量体を含む電磁式加振器において、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
記非線形ばね装置は隣接する前記電磁石装置の側
方でかつ縦方向に近接していて、前記自由重量体
に接触する接触表面を具えていることを特徴とす
る電磁式加振器が与えられる。

本発明の実施例によれば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、
それぞれが植込み磁石を受承する１対の端末キヤ
ツプを含む。端末キヤツプは間に取付けられたハ
ウジング・チユーブにより分離される。

各端末キヤツプから等距離にある、ハウジン
グ・チユーブ内のエラストマ製せん断ばねによ
り、自由重量体が懸架される。１対の電機子組立
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ヤツプとの間に
通常両者から隔置されて圧縮素子が介在する。こ
れら非線形ばねは電機子の衝突を避けるのを助
け、また電磁石の伝導中に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ヤツプに接続
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の端末キヤツプから
第２の端末キヤツプまで延在する。電磁石を連続
的に付勢すると、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）１０
は本発明の電磁式加振器の代表的用途である。加
振器１２はフアスナ（取付金具）１４のような装
置によりトラフに取付けられる。電線管１６が電
磁式加振器から、通常遠隔部署にある制御モジユ
ールまで延びる。

電磁式加振器１２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・チユーブ２０を有する
ユニツト型の閉鎖構造である。第１および第２の
端末キヤツプ２２，２４が、キヤツプ２４の中の
２６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。端末キヤツプ２
２，２４はハウジング・チユーブ２０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３０のような植込みボルト
３２のようなフア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の端末キヤツプ２２に電力供給電線管１６
を受入れる電線管端子２８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
キヤツプ２２，２４の間を延びる電線管３４を示
す。

振動させる装置に電磁式加振器１２を取付ける
一方法を与えるために４０のようなねじ孔も第１
の端末キヤツプ２２に設けることができる。

第２図、第３図および第４図を参照すると、ハ
ウジング内にしつかり担持される部品が識別され
る。電磁石２６のみならずハウジング・チユーブ
２０の反対端に担持されるその相手（図示せず）
および電線束３６からの電力供給電線のみならず
カバー板４２がはつきり示される。

ハウジング・チユーブ内で各端末キヤツプに、
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のような各１対の圧
縮素子が取付けられる。これら２対の圧縮素子の
厚さはそれぞれ異なる。

エラストマ製圧縮ばねの第１の組４４は５０の
ような裏打ち板に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ジ
ング・チユーブの両端にある端末キヤツプの内面
に取付けられる。せんい強化材のキヤツプをエラ
ストマ製本体部分と一体に形成してもよい。キヤ
ツプはばねの圧縮中、エラストマと取付板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ヤツプ
との間に５２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４４，４６はハウジ
ング縦軸線の直径方向に対向する側に対の素子が
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特性を与えるために、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
を変更してもよい。ハウジングの両端にあるエラ
ストマ製圧縮素子の各積み重ね高さは、このばね
装置の非線形特性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量を与える。

指示番号４４で示されているエラストマ製圧縮
素子の頂面を隆起面（弯曲面）にして、この圧縮
素子の厚さが素子の長さ方向に不均一になるよう
にしてもよい。第８図には隆起部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描かれてはいるもの
の、その概念を良く表現している。複数個の隆起
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図に示すような一体形のリング状
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ず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
もつことができる。このエラストマ・リングは、
例えばシム５２に適宜取付けてもよく、場合によ
つては指示番号１０８で示す単一支持板に取付け
ることもできる。とに角支持板の形態は、リン
グ、すなわち素子１０４が直接端末キヤツプの内
面に装着でき、又は取付け板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つてもよ
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つて、隆起部分を指示番号１
１０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凹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つ
た段差面であつてもよい。第１０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
による端末キヤツプを設けてもよい。

ハウジング・チユーブおよび端末キヤツプなら
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は端末キヤツプ２２，２４の間
でハウジング・チユーブ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５４，５
６が自由重量体６０を懸架するために細長いハウ
ジング・チユーブ２０に圧入される。

自由重量体は６４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。フアスナにより固定される７０のよ
うな調整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
とつ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。よつ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５４，５
６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。

調整おもりが取付けられた後、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。取付け板７６およびほぼ矩形の電機
子８０を含む電機子組立体７４がフランジ板７２
に結合される。代りの組立方法として、取付け板
７６を省いて、電機子を直接にフランジ板７２に
取付けることもできる。

電磁式加振器を組立てた時、静止状態では電機
子８０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、ハウジング・チユー
ブの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加振器が作動する場合
に有利に作用する。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示すグラフである。

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つて共振に近いことが明
らかである。

圧縮素子が無いと、磁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１機械
サイクル毎に１回付勢される。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、各電磁石を付勢する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つて見ると、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Ｄ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。電磁石に向つ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、従つて発生する正味エネルギは曲
線の下方のハツチング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、圧縮素子に向けての自
由重量体の初期衝撃によつ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。従つて、電力節約とそ
れに伴う経費上の利点が得られる。圧縮ばねは非
線形であるから、電機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イーダ・ト
ラフの略図、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グの平面図、及
び第１０図は第９図に示すリングの部分断面立面
図である。 １０……トラフ（樋）、１２……電磁式加振器、
２０……ハウジング、２６……電磁石、４４，４
６……非線形ばね装置、６０……自由重量体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内側に指向させた複数個の電磁石装置を有す
   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
   磁式加振器において、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
   置は隣接する前記電磁石装置の側方でかつ縦方向
   に近接していて、前記自由重量体に接触する接触
   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１項記載の電磁式加振器に
   おいて、前記非線形ばね装置は湾曲面を有するエ
   ラストマ製圧縮素子であり、前記接触表面が湾曲
   していることを特徴とする電磁式加振器。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の電磁式加振器に
   おいて、前記非線形ばね装置の前記接触表面には
   隆起部と凹部が交互に設けられるエラストマ製圧
   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１項記載の電磁式加振器に
   おいて、前記接触表面が段差を有することを特徴
   とする電磁式加振器。 ５ 特許請求の範囲第１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
   伏部分をもつた段差面を有することを特徴とする
   電磁式加振器。