(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給送機或はコンベヤであって、
各側に端部（５２、５４）を有し、細長の、全体的に水平な給送面或は搬送面（５６）を含む床（５０）と、
下方の台座（６８）の上方に該床を取り付けるための、隔設された弾性の絶縁要素（５８）と、
偏心取り付けされた重り（７６）を有する一つの回転シャフト（７４）にして、前記床に取り付けられ且つ前記床上で、該床の長手方向と非平行で全体的に水平な軸線を中心として２方向回転するべくジャーナル軸受された一つの回転シャフト（７４）と、
前記床に結合され、前記回転シャフトの各側で且つ回転シャフトから水平方向に離間して取り付けられた一対のダイナミックバランサ（８２、８４）と、
から構成され、
前記ダイナミックバランサが、前記一つの回転シャフト及び偏心取り付けされた重りとが２方向回転の何れかに回転することによって前記搬送面（５６）に付加される振動の垂直方向成分を除去するようになっている給送機或はコンベヤ。
【請求項２】
回転シャフト（７４）を選択された運転振動数で駆動するための可逆式モーター（７２）を含み、各ダイナミックバランサ（８２、８４）が前記運転振動数よりも大きい固有振動数を有している請求項１の給送機或はコンベヤ。
【請求項３】
可逆式モーターが、回転シャフトを含む回転出力シャフト（７４）を含んでいる請求項２の給送機或はコンベヤ。
【請求項４】
各ダイナミックバランサ（８２、８４）が、全体的に垂直方向に作用するばね（８６）を含み、該ばねが、一端を床（５０）に、他端を重り（８８）に、夫々結合する請求項１の給送機或はコンベヤ。
【請求項５】
振動給送機或は振動コンベヤであって、
各側に端部（５２、５４）を有し、細長の、全体的に水平な給送面或は搬送面（５６）とを含む床（５０）と、
下方の台座（６８）の上方に該床を取り付けるための、隔設された弾性の絶縁要素（５８）と、
偏心取り付けされた重り（７６）を有する一つの回転シャフト（７４）にして、前記床に取り付けられ且つ前記床上で、該床の長手方向と非平行で全体的に水平な軸線を中心として２方向回転するべくジャーナル軸受された回転シャフト（７４）と、
該回転シャフトを選択された運転振動数で前記２方向の何れかの方向に選択的に回転させるための手段（７２）と、
２つのばね及び重り系（８２、８４）にして、各々のばね及び重り系が少なくとも１つのばね（８６）を含み、該少なくとも１つのばねの一端には重り（８８）が取り付けられ、該ばね（８６）の他端が前記床（５０）に結合され、一方のばね及び重り系が、前記床の一端（５２）と前記回転シャフトとの間に且つ回転シャフトから水平方向に離間して連結され、他方のばね及び重り系が、前記床の他端（５４）と前記回転シャフトとの間に且つ回転シャフトから水平方向に離間して連結され、前記各重り（８８）が、各ばね（８６）との連結部以外には拘束されず、各ばね及び重り系の固有の振動数が前記運転振動数よりも大きく、
前記２つのばね及び重り系（８２、８４）が、前記一つの回転シャフトが２方向回転の何れかに回転することによって前記搬送面（５６）に付加される振動の垂直方向成分を除去するようになっている
振動給送機或は振動コンベヤ。
【請求項６】
重心（８０）を有し、回転シャフト（７４）が該重心に近接して位置決めされる請求項５の振動給送機或は振動コンベヤ。
【請求項７】
絶縁要素（５８）が絶縁ばねであり、振動給送機或は振動コンベヤと、該絶縁ばねとが、回転シャフトのための選択される運転振動数未満の固有の振動数を有している請求項５の振動給送機或は振動コンベヤ。
【請求項８】
振動給送機或は振動コンベヤであって、
各側に端部（５２、５４）を有し、上向きの、全体的に水平な給送面或は搬送面（５６）を有する細長の床（５０）と、
一つの出力シャフト（７４）を有する一つの可逆式モーター（７２）にして、該出力シャフトが前記床の長手方向を全体的に横断する方向に於て前記床の全体的に中央に取り付けられ、或る運転振動数に於て運転され得る可逆式モーターと、
前記回転シャフトに取り付けられ且つ前記運転振動数に於て該回転シャフトと共に回転自在の偏心重り（７６）と、
前記床の各端部に固定された隔設された絶縁ばね（５８）にして、前記床を下方の台座（６８）の上方に取り付けるようになっており、該絶縁ばねと振動給送機或は振動コンベヤが前記運転振動数未満の固有の振動数を有してなる絶縁ばねと、
前記床の各端部に近接して各１つを取り付けてなるダイナミックバランサ（８２、８４）にして、各ダイナミックバランサが、少なくとも１つのダイナミックバランサばね（８６）が固定された重り（８８）を有し、前記各ダイナミックバランサばねが、各ダイナミックバランサばねに関連する重り（８８）が、関連するダイナミックバランサばね（８６）により拘束される以外には前記床に関して垂直方向に自由に移動出来る状態で前記床に固定され、各ダイナミックバランサが、前記運転振動数よりも大きい固有の振動数を有し、前記ダイナミックバランサ（８２、８４）が、前記一つの回転シャフト（４７）及が正逆の何れかにおいて回転することによって前記搬送面（５６）に付加される振動の垂直方向成分を除去するようになっているダイナミックバランサと、
を包含する振動給送機或は振動コンベヤ。
【請求項９】
各ダイナミックバランサ（８２、８４）が、少なくとも１つのダイナミックバランサばね（８６）を画定する隔設された２つのコイルばねを含み、該２つのコイルばねが、横に合い並んだ関係を有し、重り（８８）が、関連するコイルばねの相当する端部間を伸延する請求項８の振動給送機或は振動コンベヤ。
【請求項１０】
床（５０）の各端部（５２、５４）に近接して２つの絶縁ばね（５８）を有し、各ダイナミックバランサ（８２、８４）が、前記床の相当する端部位置に於て前記絶縁ばね間に位置付けられる請求項９の振動給送機或は振動コンベヤ。
【請求項１１】
床（５０）の各端部（５２、５４）に近接して２つの絶縁ばね（５８）を有し、各ダイナミックバランサ（８２、８４）が、前記床の相当する端部位置に於て前記絶縁ばね間に位置付けられる請求項８の振動給送機或は振動コンベヤ。
【請求項１２】
各ダイナミックバランサ（８２、８４）は、可逆式モーターの運転周波数よりも僅かに大きい固有の振動数を有している請求項８の振動給送機或は振動コンベヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物品を２つの方向の何れかに給送或は搬送するために使用することの出来る、２方向型の或いは可逆式の振動給送機或は振動コンベヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
２方向式の給送機或はコンベヤは様々な分野に於て重要な用途がある。一つの代表的な用途は鋳物操業に於けるものである。例えば、鋳物を給送機或はコンベヤの各端部の中央に位置付け、給送機或はコンベヤを作動させ、鋳物を前記各端部の所望の側に送る。
従来技術に従う代表的な２方向型の送給機或はコンベヤが図１に示され、細長い、全体を番号１０で示される床を含んでいる。
床１０は、端部１４及び１６で終端する上向きの、全体に水平な細長い搬送面或は送り面１２を含んでいる。床１０は、端部１４及び１６に隣り合う位置で図１に示すように、夫々絶縁ばね１８、２０により支持される。これらの絶縁ばね１８、２０は柱脚２２の上端に取り付けられ、これらの柱脚２２が結局、床１０を、工場床その他の床２４の上方に取り付けている。
【０００３】
全体を番号２６及び２８で示す、振動系を形成する２つのモーター及び重りアセンブリが、床１０の全体的に中心に固定される。各モーター及び重りアセンブリは籠形モーター３０を含み、各籠形モーター３０の回転出力軸３２には重り３４が偏心取り付け状態に固定される。プラスチック或はファイバーグラススレート形態のばね３６が、各籠形モーター３０を床１０に連結する。
図示の如く、モーター及び重りアセンブリ２６は図で左側に４５°傾倒され、モーター及び重りアセンブリ２８は図で右側に４５°傾倒される。
モーター及び重りアセンブリ２６を作動すると、関連する重り３４が偏心的に回転して振動を発生させこの振動が、送り面１２に沿って図１の右側から左側に向かう流れを生じさせる。送りを反対方向で行いたい場合にはモーター及び重りアセンブリ２６を停止し、モーター及び重りアセンブリ２８を作動させる。
【０００４】
多くの用途に於て各モーター及び重りアセンブリ２６、２８間の使用量にかなりの差があることは珍しいことではない。例えば、一定時間、モーター及び重りアセンブリ２８を実質的に作動させずにモーター及び重りアセンブリ２６を作動させると、モーター及び重りアセンブリ２８を取り付けた床１０に付与される振動によって、モーター及び重りアセンブリ２８に関連するモーター３０のベアリングが所謂“フォールスブリネリング（false  Brinelling）”、即ち、軸受停止中の振動・揺動等によって生じるフレッチングのうち、転動体と軌道輪との接触部分において振動や揺動による摩耗が進みブリネル圧こんに似たくぼみを生ずる状態となり、潤滑剤は払拭されてしまう。従って、この状態でモーター及び重りアセンブリ２８を作動させるとベアリングの潤滑は不十分となり、モーター及び重りアセンブリ２８は早々に故障する。
【０００５】
その上、鋳物用途では、床１０を金属製とし、連続する鋳物の重量に耐えるようにする必要がある。図１に示すような従来の振動系での運転中の送り面１２の垂直方向加速度は、代表的には重力のそれを上回る。その結果、送り面１２は、振動サイクルの最高点に達した後、送り面１２上の鋳物その他よりも速い速度で下方に向けて加速される。鋳物は送り面１２の上方で一時的に停止するが、結局、重力下に落下し始める時に、上方に戻ってくる送り面１２と衝突するが、この時、鋳物が金属製の送り面１２に当って騒音を発生する。この騒音の大きさは所望されざるほどに大きいものである。
その一方のみを所定時間使用する為だけに２つのモーター及び重りアセンブリ２６、２８が設けられることから、装置のコストも著しく増大する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ベアリングが早期に故障せず、運転中の騒音が小さく、高額な部品を排除することで製造コストも引き下げた２方向式の振動給送機或は振動コンベヤを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、全体的に水平で細長の、各側に端部を有する送り面或は搬送面の形態での１具体例に於て前述の課題を解決する。この１具体例では、隔設した弾性の絶縁要素が、床を下方の台座の上方に取り付けた状態とし、床に取り付けられ偏心重りを有する回転シャフトが、床の長手方向とは非平行の、全体的に水平な軸線を中心として２方向に回転するべくジャーナル軸受される。床には、回転シャフトの各側に各１つを取り付けた一対のダイナミックバランサが連結される。
【０００８】
こうした構造上、給送或は搬送方向を、回転シャフトの回転方向を変えることのみにより逆転させることが出来、また、回転シャフトが給送方向に関わらず回転することから、前述の“フォールスブリネリング”の生ずる恐れが無く、また、ベアリングは静止しているのでこれらのベアリングから潤滑剤が失われることもない。
【０００９】
重要な点は、本発明によって、従来は２つ設けられていたモーター及び重りアセンブリの１つが排除されそれにより、実質的にコストが削減されることである。全く予想外なことに、搬送面或は送り面の垂直方向の加速度が、実質的に重力の加速度であるか或はそれ未満にも減少され、その結果、運転中、給送されるべき鋳物その他が各運転サイクルを通して送り面と接触する状態に維持されることになりそれにより、鋳物と送り面との間の衝突と、そうした衝突による騒音とが実質的に低減される。
好ましい実施例に於て、回転シャフトを選択した運転振動数で駆動するための可逆式モーターが設けられる。各ダイナミックバランサは、この可逆式モーターの運転振動数よりも若干大きな固有振動数を持っている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に従い製造した振動給送機或は振動コンベヤの実施例が図２及び３に例示され、全体を番号５０で示される細長い床を含み、床５０は各側に端部５２及び５４を有している。図３に最も良く示されるように、床５０は上向きの、全体的に水平な送り面或は搬送面５６を含んでいる。送り面５６は代表的にはスチールプレートその他から形成される。
各端部５２及び５４に接近して絶縁ばね５８が位置付けられる。図２に示すように、絶縁ばね５８は図３に示すよう相互に離間され、各端部５２及び５４の位置にはこれらの絶縁ばね５８が２つ位置付けられる。
絶縁ばね５８は金属製のコイルばねとして示されるが、当業者には、多くの場合に於て、エラストマー系のばねシステム或は空気圧式のばねシステムを絶縁ばねとして使用出来ることを容易に認識されよう。
【００１１】
絶縁ばねが、例示されたコイルばねである場合、各絶縁ばね５８は、代表的にはボルトその他を受けるために減径された端部６０及び６２を有する。絶縁ばねの各端部６０は、床５０の一部を形成する横断ブレース６４及び下方の柱脚６６とに固定される。脚柱６６は結局、工場床６８（図２参照）のような下方の台座部に取り付けられる。
床５０の全体的に中央には、全体を番号７０で示す振動発生装置が位置付けられる。通常、振動発生装置７０は、偏心重り７６を取り付けた回転出力シャフト７４を具備する籠形モーター７２を含む。籠形モーター７２は可逆式モーターであり、回転出力シャフト７４の軸線は給送機或はコンベヤの重心８０を包含する垂直平面内にあることが好ましい。必ずしもそうする必要は無いが、前記回転出力シャフト７４の軸線は今後説明する理由から、重心８０に接近している方が望ましい。
【００１２】
本発明の装置は番号８２、８４で示す２つのダイナミックバランサを設けることにより完成する。これらのダイナミックバランサは、一方が端部５２に近接して位置付けられ、他方が端部５４に近接して位置付けられる。ダイナミックバランサ８２、８４は同一であるのでダイナミックバランサ８２のみを説明する。ダイナミックバランサ８２は図３に例示され、２つのコイルばね８６とこれらのコイルばね８６を相互に連結する重り８８とを含む、重り／ばねからなる振動系を含んでいる。各コイルばね８６の一端９０には、相互に間隔を置いて且つ各絶縁コイルばね５８間に於て横断ブレース６４が結合される。各コイルばね８６の各側の端部９２には重り８８が連結される。重り８８は図３に示すように、コイルばね８６の対応する各端部間を伸延する。
図３では重り８８がばねによって懸架され、送り面５６から吊下された状態で例示されるが、各ダイナミックバランサ８２、８４の重り８８を、対応するコイルばねよりも上方に配置することが出来、また所望であれば、送り面５６より上方にさえも配置させることが出来る。
【００１３】
ダイナミックバランサ８２、８４は送り面５６に付与される振動の垂直方向成分の大半を除去或は減衰させる。当業者には、ダイナミックバランサ８２、８４が無いと、籠形モーター７２を作動させて偏心重り７６を回転すると、床５０の任意の点は円運動することを容易に認識されよう。しかしながら、ダイナミックバランサ８２、８４があれば、そうした任意の点は、コイルばね８６が垂直に配向されていることから、長軸が水平な楕円に沿って運動する。つまりダイナミックバランサ８２、８４が、振動発生装置７０の振動を送り面５６に付加する垂直方向の振動力の大半を減衰させるのである。
【００１４】
最良の結果を得るためには、振動系の各構成部品間に特定の相互関係を与えることが望ましい。１例に於て、籠形モーター７２は、例えば１１８５〜１１９０ＲＰＭ（動機速度が１２００ＲＰＭであるモーターを基準とする）で回転される。これにより、振動発生装置７０の運転振動数は毎秒１１８５〜１１９０サイクルとなる。
振動コンベヤが絶縁ばね５８を介して下方の台座上に取り付けられていることから、この振動コンベヤが固有の振動数を有することを認識されよう。この固有の振動数は、絶縁ばね５８のばね定数のみならず、この絶縁ばねの支える全てのコンベヤ部品の質量に基いて決定される。絶縁ばね５８と振動コンベヤとの固有の振動数は振動発生装置の運転振動数の半分未満であるのが望ましく、好ましい実施例では前記運転振動数の約１／３或は毎秒約４００サイクルである。
【００１５】
更に重要なのは、各ダイナミックバランサ８２、８４の固有振動数である。各ダイナミックバランサ８２、８４の固有振動数は、振動系の運転振動数よりも僅かに大きいのが好ましい。かくして、運転振動数レンジが毎秒１１８５乃至１１９０サイクルである振動系に対しては、各ダイナミックバランサ８２、８４の固有振動数を毎秒１２００サイクルとするのが望ましい。
ばね及び重りよりなる振動系の固有振動数は次式により表される。
f=60/2π・√kg/w
ここで、ｆは固有振動数、ｋは１インチ当りのポンドで表すばね定格、ｇは重力加速度（３８６インチ／ｓ2（約９．８０ｍ／ｓ2））、ｗはポンドでの質量である。
【００１６】
使用するモーターの特性上決定されるところの振動系の運転振動数と、ダイナミックバランサとして使用するばねの重力加速度及びばね定格とが分かれば、ｗを求めるのみで、所定の振動系で使用する各重り８８の質量を決定することが出来る。
【００１７】
先に言及したように、籠形モーター７２の回転軸を出来るだけ重心８０に近づけておけば、振動系の各ダイナミックバランサ８２、８４の各重り８８の質量を加減することにより、運転最適化のための調整を容易に行える。
仮に搬送速度を変えることが出来るのであれば、回転出力シャフト７４上での偏心重りの重さを変更することの出来る既知のシステムを使用することが出来る。搬送速度は、籠形モーター７２の回転速度を変えることによっても或る程度変えることが出来る。
【００１８】
本発明の振動給送機或は振動コンベヤには、図１に示すような従来装置に勝る著しい利益がある。例えば、本発明では従来装置では必要であったモーターの１つを完全に排除するが、装置の機能は維持される。代表的な設置例では＄３，５００（約３５万円）の費用が削減され得る。
また、従来装置では第１のモーターが作動する時に停止する第２のモーターが排除されることから、前述のフォールスブリネリングを受け易くしかも潤滑剤損失を生じる“停止する回転装置”がシステム内には存在しないこととなり、かくして、従来装置に於ける装置故障源までも排除されることとなる。
【００１９】
本発明に従い作製され、先に説明した特徴を有する振動給送機或は振動コンベヤが、毎分３０フィート（約９ｍ）までの速度で搬送出来ることが分かった。この速度は図１の従来装置のほぼ２倍である。
最も驚くべきことには、床５０に伝わる振動の垂直方向成分の大半が振動系の各ダイナミックバランサ８２、８４の作用を通して除去されることから、搬送面５６が重力加速度を越えて垂直方向に加速されることがなくなる。この結果、搬送面５６とこの搬送面５６上を搬送される物質との間での反復しての衝突がなくなり、振動コンベヤ或は振動給送機の運転時の周囲に対する騒音が実質的に減少する。騒音が小さいことが、本発明の振動コンベヤ或は振動給送機の使用上の使用上の融通性を一層高くする。図１に示すような従来装置は粉末搬送のためには使用することが出来ない。図１のような従来装置では粉末は搬送面１２の垂直方向の加速度で飛び上り、搬送面上で流動床のようになってしまう。こうなると粉末は搬送されなくなる。
【００２０】
本発明に従う振動コンベヤ或は振動給送機では、搬送物質と搬送面５６との間の接触が加速力によっては失われないことから粉末材料を十分に搬送し得るのであり、従って、図１に示すような従来の振動給送機或は振動コンベヤを使用出来ない新たな用途に対する有用性が開ける。この場合、本発明は、先に説明したような形式の粒状物質のための単一方向型の振動コンベヤとしての実質的な有用性を見出し得るものである。
【００２１】
【発明の効果】
ベアリングが早期に故障せず、運転中の騒音が低く、高額な部品を排除することで製造コストも小さくした２方向式の振動給送機或は振動コンベヤが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に従う２方向型の振動給送機或は振動コンベヤの側面図である。
【図２】図１と類似の、しかし本発明に従う、２方向型の振動給送機或は振動コンベヤの側面図である。
【図３】図２を右側から見た側面図である。
【符号の説明】
５０  床
５６  送り面
５８  絶縁ばね
６４  横断ブレース
６６  柱脚
６８  工場床
７０  振動発生装置
７６  偏心重り
７４  回転出力シャフト
７２  籠形モーター
８０  重心
８２、８４  ダイナミックバランサ
８６  コイルばね
８８  重り
【図１】
0003842355.tif 000002
【図２】
0003842355.tif 000003
【図３】
0003842355.tif 000004