(57)【要約】      （修正有）【課題】物品の搬送面を有するトラフが繊維強化プラスチック製の板ばねを介して支持された振動コンベアにあって、板ばねの寿命を延ばすことができる振動コンベアを提供する。【解決手段】振動コンベアはベッド１８に対してトラフ２８を支持する複数の加振ばねユニットを備え、各加振ばねユニット３２は、上下の端ホルダ３６Ｕ、３６Ｌを介してトラフ２８及びベッド１８の双方に取り付けられた繊維強化プラスチック製の板ばねを含み、この板ばね４２は積層構造をなし、積層構造は少なくとも板ばね４２の長手軸線に対して傾斜した第１強化繊維の配列を有する第１種と、長手軸線に対して第１強化繊維とは逆向きに傾斜した第２強化繊維の配列を有する第２種層とを含む。【選択図】図２
2015040091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架台と、
前記架台に支持されたベッドと、
前記ベッドの上方に配置され、物品の搬送面を有するトラフと、
前記ベッドと前記トラフとの間に設けられ、前記ベッドに対して前記トラフを支持する複数の加振ばねユニットと、
前記ベッドに備えられ、前記加振ばねユニットを介して前記トラフに加振力を加える加振源と
を具備し、
前記加振ばねユニットは、繊維強化プラスチックによって形成された板ばねであって、前記物品の搬送方向に離間した表裏面を有する、板ばねと、
前記ベッド及び前記トラフにそれぞれ設けられ、前記板ばねの上端及び下端を挟み込んで保持する上下の端ホルダと
を含み、
前記板ばねは積層構造をなし、
前記積層構造は少なくとも、前記板ばねの長手軸線に対して傾斜し且つ互いに平行に配列された第１強化繊維を有する第１種層と、
前記長手軸線に対して前記第１強化繊維とは逆向きに傾斜し且つ互いに平行に配列された第２強化繊維を有する第２種層と
を含むことを特徴とする振動コンベア。
【請求項２】
前記第１及び第２強化繊維の少なくとも一方は炭素繊維であることを特徴とする請求項１に記載の振動コンベア。
【請求項３】
前記第１種層及び前記第２種層は前記板ばね内に同数含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動コンベア。
【請求項４】
前記積層構造は、前記板ばねの幅方向に延び且つ互いに平行に配列された第３強化繊維を有する第３種層を更に含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の振動コンベア。
【請求項５】
前記積層構造は、前記長手軸線に沿って延び且つ互いに平行に配列された第４強化繊維を有する第４種層を更に含むことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の振動コンベア。
【請求項６】
前記加振ばねユニットは、前記物品の搬送方向に互いに離間した前記板ばねを複数枚含むことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の振動コンベア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の搬送に使用される振動コンベアに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の振動コンベアの基本的な構成は、例えば以下の特許文献１に開示されている。この特許文献１の振動コンベアは、基礎フレームに取り付けられた励振器と、基礎フレームに複数の板ばねを介して取り付けられた振動管とを備え、この振動管は板ばねを介して励振器の加振力を受けることで振動し、その内部に供給された材料を一方向に搬送する。
【０００３】
上述の板ばねは一般的にばね鋼によって形成されているが、振動コンベアの中には例えば以下の特許文献２に開示されているように、鋼製の板ばねに代えて繊維強化プラスチック製の板ばねを採用した振動コンベアも知られている。
このような繊維強化プラスチック製の板ばねは多層構造をなし、その長手方向に延びる第１強化繊維の配列を有した層と、その幅方向に延びる第２強化繊維の配列を有した層とを含む。このような繊維強化プラスチック製の板ばねは鋼製の板ばねに比べて大きな振動振幅を許容し、高速型の振動コンベアに好適する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭33-4866号公報
【特許文献２】特開2011-105481号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、振動コンベアの板ばねはその両端が端ホルダを介して基礎フレーム及び振動管にそれぞれ連結され、これら端ホルダは板ばねの対応する端部を挟み込んで保持している。
上述した振動管の振動は、板ばねが互いに逆向きに繰り返して撓むことでもたらされることから、端ホルダの近傍にて、板ばねは大きな交番曲げモーメント、即ち、剪断力を受ける一方、端ホルダとの接触によって、その表裏の面が摩耗する。
【０００６】
このような摩耗が進行すれば、板ばねが繊維強化プラスチック製の場合、特に板ばねの長手方向に延びる第１強化繊維は上述の剪断力により破断され易い。
また、第１強化繊維が破断すれば、破断した第１強化繊維を有する層に隣接した層内の第２強化繊維にも破断が発生し易く、第１及び第２強化繊維の破断は板ばねに亀裂を発生させる。このような亀裂が一旦発生すると、亀裂は板ばねの長手方向及び厚み方向に早期に成長し、板ばねの寿命を短縮させる大きな要因となる。
【０００７】
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、繊維強化プラスチック製の板ばねにたとえ亀裂が発生しても、この亀裂の成長を抑制することで、板ばねの寿命を延ばすことができる振動コンベアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的は本発明の振動コンベアによって達成され、この振動コンベアは、架台と、架台に支持されたベッドと、ベッドの上方に配置され、物品の搬送面を有するトラフと、ベッドとトラフとの間に設けられ、ベッドに対してトラフを支持する複数の加振ばねユニットと、ベッドに備えられ、前記加振ばねユニットを介してトラフに加振力を加える加振源とを具備し、加振ばねユニットは、繊維強化プラスチックによって形成された板ばねであって、物品の搬送方向に離間した表裏面を有する、板ばねと、ベッド及びトラフにそれぞれ設けられ、板ばねの上端及び下端を挟み込んで保持する上下の端ホルダと
を含み、板ばねは積層構造をなし、この積層構造は少なくとも、板ばねの長手軸線に対して傾斜し且つ互いに平行に配列された第１強化繊維を有する第１種層と、前記長手軸線に対して前記第１強化繊維とは逆向きに傾斜し且つ互いに平行に配列された第２強化繊維を有する第２種層とを含む（請求項１）。
【０００９】
上述の振動コンベアは、加振源からの加振力が加振ばねユニットを介してトラフに伝達されることでトラフを搬送方向に振動させ、トラフの搬送面上の物品を搬送する。このような振動コンベアの稼働中、加振ばねユニットの板ばねは互いに逆向きに繰り返して撓み、板ばねの長手軸線に沿う交番曲げモーメントを受ける。
しかしながら、板ばねの第１及び第２種層は板ばねの長手軸線に対して傾斜した第１及び第２強化繊維をそれぞれ有しているので、これら第１及び第２強化繊維は前述の交番曲げモーメントに起因した破断を受け難い。この結果、第１及び第２強化繊維を有する第１及び第２種層はたとえ板ばねに亀裂が発生したとしても、この亀裂の成長を抑制する。
【００１０】
例えば、第１及び第２強化繊維の少なくとも一方は炭素繊維であるのが好ましい（請求項２）。
また、第１種層及び前記第２種層は板ばね内に同数含まれているのが望ましい（請求項３）。
更に、積層構造は、板ばねの幅方向に延び且つ互いに平行に配列された第３強化繊維を有する第３種層（請求項４）や、前記長手軸線に沿って延び且つ互いに平行に配列された第４強化繊維を有する第４種層（請求項５）を更に含むことも可能である。
更にまた、加振ばねユニットは、物品の搬送方向に互いに離間した前記板ばねを複数枚含んでいてもよい（請求項６）。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の振動コンベア（請求項１〜６）によれば、加振ばねユニットが繊維強化プラスチック製の板ばねを備えていても、この板ばねはその長手軸線に対して傾斜した第１及び第２強化繊維の配列を有する第１及び第２種層を含んでいるので、これら第１及び第２種層はたとえ板ばねに亀裂が発生したとしても、亀裂の成長を抑制し、板ばねの寿命を延ばすうえで有効に機能する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る振動コンベアを示した斜視図である。
【図２】図１の振動コンベアの側面図である。
【図３】図１の振動コンベアが備える加振ばねユニットの斜視図である。
【図４】図３の加振ばねユニットの側面図である。
【図５】加振ばねユニットの板ばねの斜視図である。
【図６】図５の板ばねの一部の積層構造を分解して示した図である。
【図７】図５の板ばねの利点を説明するための図である。
【図８】変形例の加振ばねユニットを備えた振動コンベアの側面図である。
【図９】図８の加振ばねユニットの一部を拡大して示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１，２を参照すれば、本発明の一実施形態に係る振動コンベアは、架台１０を備え、この架台１０は例えば複数の支持脚１２と、これら支持脚１２を互いに連結する梁部材１４とを含む。
支持脚１２の上端には防振具１６を介して矩形のベッド１８が支持され、このベッド１８はサイドプレート２０と、これらサイドプレート２０の一端部にて、サイドプレート２０間を互いに連結するエンドプレート２２と、サイドプレート２０の中央及び他端部にてサイドプレート間２０を互いに連結するセンタビーム２４及びエンドビーム２６を含む。
【００１４】
ベッド１８の上方にはトラフ２８が配置されている。このトラフ２８は物品の搬送面３０を有し、ベッド１８の長手方向に延びている。トラフ２８は複数の加振ばねユニット３２を介してベッド１８に支持されている。本実施形態の場合、加振ばねユニット３２はトラフ２８の両側に例えば２個ずつ配置され、同一側の２つの加振ばねユニット３２はベッド１８の長手方向に互いに離間し、且つ、鉛直面に対して傾斜した軸線を有する。
なお、加振ばねユニット３２の詳細については後述するが、トラフ２８の片側に配置されるべき加振ばねユニット３２の個数はトラフ２８の長さによって決定され、前述した２個に限られるものではないことは言うまでもない。
【００１５】
前述したエンドプレート２２の外面には加振源としての一対の振動モータ３４が斜めにして取り付けられている。各振動モータ３４は加振ばねユニット３２の傾斜した軸線と平行な回転軸と、この回転軸の両端に取り付けられた偏心ウエイトとを含み、これら偏心ウエイトの回転により加振力を発生する。このような加振力の作用線は加振ばねユニット３２の軸線と直交し且つトラフ２８の重心を通過する。
【００１６】
一対の振動モータ３４が駆動されると、これら振動モータ３４の加振力は加振ばねユニット３２を介してトラフ２８に伝達される．この結果、トラフ２８は物品の搬送方向にリニアに振動し、搬送面３０上の物品を搬送させる。
ここで、トラフ２８の重心が加振力の作用線上に存在しているので、駆動モータ３４の回転が同期回転数に維持されていれば、トラフ２８の振動と振動モータ３４の加振力とがバランスし、加振力をトラフ２８のリニア振動のみに利用できる。
この結果、トラフ２８はベッド１８を静止状態に維持しつつ理想的にリニア振動し、トラフ２８の振動が防振具１６に伝達されることはない。それ故、防振具１６が受ける負荷の軽減を図ることができる。
【００１７】
一方、図３，４は前述した加振ばねユニット３２の詳細を示す。
加振ばねユニット３２は上下一対の端ホルダ３６U，３６Lを含む。これら端ホルダ３６U，３６Lは同一の構成を有しているので、一方の端ホルダ３６Uに着目して、その構成を以下に説明する。
【００１８】
端ホルダ３６Uは直方体形状のホルダ本体３８を有し、この中空形状のホルダ本体３８はトラフ２８の外側面に取り付けられ、トラフ２８の長手方向に離間した２つの端面を有する。
更に、端ホルダ３６Uはホルダ本体３８の端面とそれぞれ組みをなす２つの矩形のピンチプレート４０を有する。各ピンチプレート４０はホルダ本体３８の対応する側の端面との間にて板ばね４２の上端部を挟み込んだ状態で、例えば２つのボルト・ナット４４を介してホルダ本体３８に連結されている。
【００１９】
端ホルダ３６Lは以下の点で端ホルダ３６Uとは相違する。
端ホルダ３６Lの場合、そのホルダ本体３８はベッド１におけるサイドプレート２０の外面に取り付けられ、ピンチプレート４０はホルダ本体３８の対応する端面との間に板ばね４２の下端部を挟み込んだ状態で、ボルト・ナット４４を介してホルダ本体３８に連結されている。
【００２０】
従って、上述の説明及び図３，４から明らかなように、本実施形態の場合、加振ばねユニット３２は例えば２枚の板ばね４２を含み、これら板ばね４２は加振ばねユニット３２の軸線に沿って互いに平行に延び、前述した物品の搬送方向に離間した表裏面、即ち、幅広面を有する。
【００２１】
更に、本実施形態では、端ホルダ３６U，３６Lはシート状の緩衝部材４６を４枚ずつ有し、これら緩衝部材４６は例えば布入りベークライトによって形成されている。板ばね４２の上端部及び下端部のそれぞれにて、緩衝部材４６は２枚ずつ割り当てられ、これら緩衝部材４６は対応する板ばね４２の端部を両側から挟み込むように、板ばね４２とホルダ本体３８との間、また、板ばね４２とピンチプレート４０との間にそれぞれ配置されている。
このような緩衝部材４６は端ホルダ３６U，３６Lに対する板ばね４２の直接的な接触を回避し、板ばね４２の摩耗を低減するうえで役立つ。
【００２２】
更に、図４に明瞭に示されているように端ホルダ３６U側では、緩衝部材４６は端ホルダ３６Uの下面から僅かに突出し、一方、ホルダ本体３８における端面の下縁、並びに、ピンチプレート４０における内面の下縁はそれぞれ丸味縁として形成されている。
一方、端ホルダ３６L側では逆に、緩衝部材４６は端ホルダ３６Lの上面から僅かに突出し、一方、ホルダ本体３８における端面の上縁、並びに、ピンチプレート４０における内面の上縁はそれぞれ丸味縁として形成されている。
【００２３】
板ばね４２は強化繊維プラスチック製であって、積層構造をなしている。
即ち、積層構造は多数の繊維強化層を含み、図５に示す板ばね４２の厚みＴを決定する。
図６に示されるように、積層構造は例えば４種の繊維強化層５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを含む。
【００２４】
第１種繊維強化層５０ａは第１強化繊維５２ａの配列を有し、第１強化繊維５２ａは板ばね４２の長手軸線Ａに対して所定の傾斜角αにて傾斜し且つ互いに平行である。
図示の例では、第２種繊維強化層５０ｂは第１繊維強化層５０ａ上面に隣接し、第２強化繊維５２ｂの配列を有する。第２強化繊維５２ｂは長手軸線Ａに対して第１強化繊維５２ａとは逆向きとなる所定の傾斜角βにて傾斜し且つ互いに平行である。
【００２５】
第３種強化繊維層５０ｃは、第１繊維強化層５０ａの下面に隣接し、第３強化繊維５２ｃの配列を有する。第３強化繊維５２ｃは板ばね４２の幅方向に延び且つ互いに平行である。
第４種強化繊維層５０ｄは、第２種繊維強化層５０ｂの上面に隣接し、第４強化繊維５２ｄの配列を有する。第４強化繊維５２ｄは板ばね４２の長手軸線Ａに沿って延び且つ互いに平行である。
【００２６】
上述した第１〜第４種繊維強化層５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの母材は例えばエポキシ樹脂によって形成されているが、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂等によって形成されていてもよく、更には、隣接する繊維強化層の母材が互いに異なっていてよい。
一方、第１〜第４強化繊維５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは例えば炭素繊維によって形成されているが、ガラス繊維、アラミド繊維、HDPE繊維、等であってもよい。同様に隣接する繊維強化層の強化繊維もまた互いに異なっていてもよい。
【００２７】
また、上述の傾斜角α、βは同一であるのが望ましいが、互いに異なっていてもよい。例えば、傾斜角α，βはそれぞれ３０°又は４５°に設定することができる。
上述の加振ばねユニット３２によれば、振動コンベアの稼働中、板ばね４２が互いに逆向きに繰り返して撓み、交番曲げモーメントを受けるとしても、前述した従来の繊維強化プラスチック製の板ばねに比べ、その寿命を大幅に延ばすことができる。
【００２８】
この点に関して説明を加えれば、板ばね４２が繰り返して撓むとしても、板ばね４２の上下の端部は緩衝部材４６によって保護されているので、板ばね４２の上下の端部での摩耗が効果的に抑制される。しかも、緩衝部材４６は前述したように対応する端ホルダ３６から僅かに突出する一方、緩衝部材４６に接する端ホルダ３６側の縁が丸味縁に形成されているので、板ばね４２が撓んでも、端ホルダ３６U，３６Lの近傍にて、板ばね４２に応力が集中することもなく、板ばね４２の摩耗を効果的に低減することができる。
【００２９】
一方、前述の交番曲げモーメントは第４強化繊維５２ｄや第３強化繊維５２ｃの破断に起因した亀裂を板ばね４２に発生させる可能性があるものの、たとえ亀裂が発生しても、この亀裂の成長は第１及び第２種繊維強化層５０ａ，５０ｂの存在、即ち、その第１及び第２強化繊維５２ａ，５２ｂの配列によって効果的に抑制される。
【００３０】
これは、第１及び第２強化繊維５２ａ，５２ｂが長手軸線Ａに対してそれぞれ傾斜していることから、図７に示されるように交番曲げモーメントに起因した剪断力Ｆが板ばね４２に加わるとしても、第１及び第２強化繊維５２ａ，５２ｂには剪断力Ｆの分力Ｆａ，Ｆｂが加わるに過ぎないので、第１及び第２強化繊維５２ａ，５２ｂが破断し難く、よって、第１及び第２種繊維強化層５０ａ，５０ｂが前述の亀裂の成長を抑制するうえで効果的に機能するものと考えられる。
【００３１】
この結果、本実施形態の板ばね４２の寿命は、従来の繊維強化プラスチック製の板ばねに比べて大幅に延び、板ばね４２の交換頻度を少なくすることができる。
また、第１強化繊維５２ａ，５２ｂの配列は、板ばね４２のばね定数を従来の板ばねに比べて高くするので、振動コンベアに要求される加振ばねユニット３２の個数を少なくすることができる。
【００３２】
本発明は上述の一実施形態に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、加振ばねユニット３２はその全てが板ばね４２を一対ずつ備えている必要はなく、図８及び図９に示されるように、単一の板ばね４２のみを備えていてもよい。この場合、板ばね４２は端ホルダ３６U、３６Lの片側に一対の緩衝部材４６、ピンチプレート４０及びボルト・ナット４４を介して取り付けられている。
【００３３】
また、板ばね４２は、前述した第１〜第４種繊維強化層５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ以外に、これら繊維強化層とは異なる他種の繊維強化層を更に含むことができ、これら他種の繊維強化層は板ばね４２の長手軸線Ａに対して第１及び第２強化繊維５２ａ，５２ｂの傾斜角α，βとは異なる傾斜角にて傾斜した強化繊維の配列を有する。
更に、第１〜第４種繊維強化層５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄの積層配置は図６の例に限らず、例えば、第１及び第２種繊維強化層５０ａ，５０ｂ間に第３種繊維強化層５０ｃ、第４種繊維強化層５０ｄ又は他種の繊維強化層が介在していてもよい。
更にまた、板ばね４２は、少なくとも第１及び第２種繊維強化層５０ａ，５０ｂを含む多種の繊維強化層を１つのセットとし、このセットが複数積層されたものであってよいが、この場合、第３及び第４種繊維強化層５０ｃ，５０ｄ以外の繊維強化層、即ち、第１及び第２繊維強化層５０ａ，５０ｂ等の繊維強化層は板ばね４２の左右の強度バランスを考慮し、板ばね４２内に同数ずつ含まれているのが好ましい。
【００３４】
一方、本発明の振動コンベア、即ち、加振ばねユニット３２が水に濡れる使用環境下にある場合、板ばね４２と緩衝部材４６との間に浸入した水は板ばね４２の摩耗を促進させるので、このような水の浸入を阻止するコーキング材を板ばね４２と緩衝部材４６との間に充填するのが好ましい。
【００３５】
また、板ばね４２の摩耗は避けられないので、この摩耗が進行するに伴い板ばね４２のばね定数は減少される。このようなばね定数の減少はトラフ２８の振幅を設定値から増大させることになるが、この場合、振動モータ３４の回転数、即ち、加振周波数を下げることで、トラフ２８の振幅を元の設定値に戻すことができる。
【００３６】
更に、振動コンベアの稼働中、トラフ２８の振幅を常時監視し、振幅の変化に追従して振動モータ３４の回転速度を変化させることで、トラフ２８の振幅を規定値に維持することも可能である。
最後に、上述した加振ばねユニット３２以外の他の構成が本発明の趣旨を逸脱しない限り変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３７】
１０            架台
１８            ベッド
２８            トラフ
３２            加振ばねユニット
３４            振動モータ（加振源）
３６U，３６L    端ホルダ
４２            板ばね
４６            緩衝部材
５０ａ          第１種繊維強化層
５０ｂ          第２種繊維強化層
５０ｃ          第３種繊維強化層
５０ｄ          第４種繊維強化層
５２ａ          第１強化繊維
５２ｂ          第２強化繊維
５２ｃ          第３強化繊維
５２ｄ          第４強化繊維
Ａ              長手軸線
【図１】
2015040091.tif 000003
【図２】
2015040091.tif 000004
【図３】
2015040091.tif 000005
【図４】
2015040091.tif 000006
【図５】
2015040091.tif 000007
【図６】
2015040091.tif 000008
【図７】
2015040091.tif 000009
【図８】
2015040091.tif 000010
【図９】
2015040091.tif 000011