JPS59117399A - 電磁振動器 - 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】 〔産業上の利用分野） 本発明は、材料や製品などの振動輸送装置等に用いる電
磁振動器に関するものである。

〔背景技術〕

材料や製品などの輸送装置として、水平又は傾斜させた
樋状のトレイに電磁振動器を取り付け、トレイに振動を
与えて輸送を行うものがある。

一般の電磁振動器は、商用周波数電源による、単相交流
のものが多く、その構造は一般に二質量共振系利用の装
置が多い。これらの一般的構造を第１図（（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図）及び第２図に示す。この図におい
て、電磁振動器はヨーク（継鉄）（］）と、これに付属
して磁束を発生させるコイル（２）と、空隙を隔てて配
置された可動鉄心（３）及び共振ばね（４１，（４１’
とから構成されている。図中（５）はトレイ質量、（６
）は対抗質量、（７）は支持ばねである。

コイル（２）に交流電圧を加えると電流が流れ、ヨーク
（１）と可動鉄心（３）との間に吸引力が発生し、可動
鉄心（３）ばばね（４１，（４１“の反撥力に打ち勝っ
てヨーク（１１に近づく。

電圧の瞬時値が減少し、吸引力が小さくなるとばね（４
）の力が肥って可動鉄心（３）は逆方向に動くことにな
る。この可動鉄心（３）を有するトレイ質量（５）は、
共振ばね（４１，（４１’を介して対抗質量（６）と振
動させられる構造となっている。

このトレイ質量（５）及び対抗質量（６）を結ぶ共振ば
ね（４）、　（４１’の固有振動数は、電源周波数に近
（設定されているので、僅かな振動力でトレイ質量（５
）を大きく振動させることができる。

第３図は商用単相交流を使用した場合の電圧のタイムチ
ャート、第４図は吸引力のタイムチャート、第５図は振
動の振幅のタイムチャートである。

コイルを励磁する電源は、商用の単相交流をそのまま使
用すると、吸引力は第４図のように変化し、１サイクル
につきＯのレベルとなることが２回あるので、可動鉄心
（３）の振動数は、商用周波数の２倍の周波数で振動す
る。

この状態での振動は、第５図のように、可動鉄心（３）
が静止の位置に戻らずに振動することになる。

しかし、商用周波数の２倍の周波数をもつ振動は充分な
振幅をトレイ質量（５）に与えることができず、　　　
　　゛実用効果は期待できない。

これらの問題を改良するために、例えば商用電源の波形
を制御することが考えられ、整流器による単相半波電源
又はサイリスクの併用等による半波の導通角制御等が行
われ、使用電源周波数と同等の振動周波数を発生し、振
幅制御が行われるよう工夫されてきた。

第６図、第７図及び第８図に、半波電圧における吸引力
と振幅曲線を示す。

上述した半波電圧制御のほかに、特公昭４３−１９４９
３号公報において記載されたような、永久磁石を使用し
て使用電源周波数と同等の振動周波数を発生ずるよう工
夫されたものがある。第９図及び第１０図（第１０図は
第９図に示した構成の原理図である。）は−その１例で
ある。これは、固定側に１個のＥ形ヨーク（１１）　、
可動鉄心部にはＵ形の永久磁石（１２）をそれぞれ突極
部が交互に入り組むように対峙させたものであり、Ｅ形
ヨーク（１１）の励磁コイル（１３）に交流を通じるこ
とにより電源周波数と同等の振動数を発生させるもので
ある。

即ち、第１０図において、Ｅ形ヨーク（１１）の中心棒
を挟む永久磁石（１２）の左側の極をＳとし、右側の極
をＮとするとき、電源電圧の正の半波の時には図示のよ
うにヨーク（１１）の中心棒にはＳ極が、その両側には
Ｎ極が生じる。その結果、永久磁石（１２）は磁気吸引
力及び反撥力により図面上左方向に移動する。次に電源
電圧の負の半波の時にはヨーク（１１）の中心棒はＮ＋
ｉに励磁されるため、永久磁石（１２）は逆に右方向に
移動する。このようにして、永久磁石（Ｉ２）は電源電
圧の周波数と同じ振動数で左右に振動することになる。

しかし、この方式にも、以下に述べる問題がある。

■永久磁石（Ｉ２）とヨーク（ＩＩ）との磁気作用を強
力にするためにはエアギャップを短（する必要があるが
、そうすると永久磁石の移動ストロークが余り大きくと
れず、また始動時において共振振動故に達するまで、あ
るいは停止時においてその共振振動数から振動数が下降
するまでの間に、低周ｅＬ数の共振点を通過する時、振
動ストロークが非常に大きくなり、ヨーク（１１）と永
久磁石（１２）とがその間衝突を繰り返す、いわゆる“
たたき”現象が生し、可動部の破損やばねの劣化につな
がる。

■磁気反撥力を発生さゼる箇所の中心と被駆動体（Ｉ２
）の重心を、振動を外部に伝達するばね中心部に必ずし
も一致させることができない場合が生し、このため、磁
気吸引力、反撥力の一部が不必要な捩り力として共振ば
ねへ作用し、その設計を困難にする。

〔発明の目的〕

本発明は、このような従来の問題点を解消して振動スト
ロークを比較的大きくとることができ、また磁気吸引力
・反撥力発生箇所の中心と振動体の重心を共振ばねの中
心に一致させて、トレイ質量への振動力伝達を向上する
ことのできる電磁振動器を提供することを目的とするも
のである。

〔発明の構成〕

本発明は、被振動体に取り付けられる筒状のケーシング
と、このケーシングの内壁ムこ、少なくとも２つの突極
部を有し、同突極部間に形成される開口部がケーシング
の中心を指向するように取り付けられたコ字状ヨークと
、同コ字状ヨークの開口部に、ケーシングの中心軸心と
軸心が一致する状態に取りイ１けられたリング状コイル
き、ケーシングの軸心上に、同ケーシングに対して長手
方向に振動可能に支持された振動軸と、この振動軸に、
前記ヨークの突極部に外周磁極が近接する状態に、かつ
前記ヨークの突極部間と両突極部外に位置する磁極の極
性が相異なる状態に配置して取り付けられた永久磁石と
よりなる電磁振動器に係るものである。

〔実施例〕

以下本発明を、第１Ｉ図（縦断側面図）及び第１２図（
第１１図の１−１線における断面図）に示した実施例に
基づいて説明する。

この図において、（２１）はケーシング、（２２）は円
周を４分割した箇所に配置されたコ字状ヨーク（固定鉄
心）、（２３）はこのヨーク（２２）に嵌入するように
取り付けられた四角形状のコイル、（２４）は非磁性体
にてなる振動軸、（２５）はこの振動軸（２４）を長手
方向に振動自在にケーシング（２Ｉ）に支持゛する円板
状ばね、（２６）は振動軸（２４）にマウントされたリ
ング状永久磁石（振動子）、（２７ａ）〜（２７ｃ）は
磁気回路形成用継鉄、。

（２８）は可動質量である。

振動子であるリング状永久磁石は、断面Ｔ形の中心の１
．陸鉄（２７ａ）を挾んで内側がＮ極（又はＳ極）外側
がＳ極（又はＮ極）となるように配置され、中心の継鉄
（２７ａ）の周囲がＮ極（又はＳ極）、外側の継鉄（２
７ｂ　）及び（２７ｃ）（７）周囲がＳ極（又はＮ極）
となるように構成される。なお、継鉄間の永久磁石を複
数個で構成する場合には、お互いが突極となるように軸
方向に積層すれば出力容量の大きな振動子を得ることが
できる。

コ字状ヨーク（２２）は、交流電源により発生する渦電
流損を防止するため、珪素鋼板成層鉄心として、振動発
生部であるリング状永久磁石（２６）の磁束を完全に利
用できるよう配置する。

円板ばね（２５）は、金属製板ばね材で構成することも
できるが、一般には共振点の山がなだらがなＦｌ？Ｐ材
や、金属製の内筒と外筒をゴムで接着しで形成した剪断
形ゴムばねの形式で構成する。

前記コ字状ヨーク（２２）と各継鉄（２７ａ）〜（２７
Ｃ）は、第１１図に示すように、ヨーク（２２）の極（
２２ａ）と（２２ｂ　）との間に中心の継鉄（２７ａ）
が位置するように、ヨーク（２２）の極（２２ａ）と（
２２ｂ　）の外側に両側の継鉄（２７ｂ）と（２７ｃ）
とが位置するようにそれぞれ配置する。

前記可動質量（２Ｂ）は、取り外し又は交換可能に取り
付けられており、二質量共振系の定数の設定に応して適
当な質量のものを取り付けることができるように構成さ
れている。

今、コイル（２３）に交流を加えると、正の半波で例え
ばヨーク　（２２）の一方の極（２２ａ）がＮ極となり
、他方の極（２２ｂ）がＳ極となって、第１１図に示す
ように、電磁吸引力と反１發カとが永久磁石（２６）に
作用し、振動軸（２４）は円板ばね（２５）の支持力に
打ち訟って図面上右方向に移動する。

次に、交流の負の半波でヨーク（２２）の一方の極（２
２ａ）がＳ極に、他方の極（２２ｂ　）がＮ極ニソれぞ
れ反転し、振動軸（２４）は図面上左方向に振りＪ力を
受け、従って振動軸（２４）は電源周波数と同し振動数
で振動することになる。このような構成にてなる電磁振
動器のケーシング（２１）を被振動体に取り付ければ、
振動軸（２４）との共振作用己こより被振動体が振動す
ることになる。

〔すＪ果〕

一ヒ述したように、本発明によれば下記のような効果が
ある。

■振動軸の１辰動ストロークを比較的太き（し、二質量
間での“たたき”現象が発生しない共振形電磁振動器を
提供することができる。

■リング状永久磁石に作用する電磁力が振動軸に集中す
る配置であるので、発生電磁力と振動伝達方向とが一致
し、従って振動伝達効率が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電磁振動器の構成の概要を示す説明図、
第２図はその作動原理を示す説明図、第３図〜第５図は
交流電源をそのまま励磁電圧として与えた場合の振動発
生の時間的変化を説明する波形図、第６図〜第８図は半
波整流電圧を励磁電圧として与えた場合の振動発生の時
間的変化を説明する波形図、第９図は他の従来の電磁振
動器の構成を示す断面図、第１０図はその動作原理を説
明する説明図、第１１図は本発明の実施例の構成を示す
縦断側面図、第１２図は第１１図のＩ−１線における断
面図である。 （２１）　　：ケーシング （２２）　　：コ字状ヨーク（固定鉄心）（２３）　　
：コイル （２４）：ｉ辰動Φ山 （２５）　　：円板状ばね （２６）　　：リング状永久磁石 （２７ａ）〜（２７ｃ）：磁気回路形成用継鉄（２８）
　　：可動質量 り許出願人　　　　株式会社　村上精機工作所代理人　
　手掘　益（はが２名） 第１１図 第　１２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被振動体に取り付けられる筒状のケーシングと、 前記ケーシングの内壁に、少なくとも２つの突極部を有
   し、同突極部間に形成される開口部がケーシングの中心
   を指向するように取り付けられたコ字状ヨークと、 前記コ字状ヨークの開口部に、ケーシングの中心軸心と
   軸心が一致する状態に取り付けられたリング状コイルと
   、 前記ケーシングの軸心上に、同ケーシングに対して長平
   方向に振動可能に支持された振動軸と、そして、前記振
   動軸に、前記ヨークの突極部に外周磁極が近接する状態
   に、かつ前記ヨークの突極部間と両突極部外に位置する
   磁極の極性が相異なる状態に配置して取り付けられた永
   久磁石とよりなる電磁振動器。