JPS6016570Y2 - 振動コンベア - Google Patents

振動コンベア

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JPS6016570Y2
JPS6016570Y2 JP9591083U JP9591083U JPS6016570Y2 JP S6016570 Y2 JPS6016570 Y2 JP S6016570Y2 JP 9591083 U JP9591083 U JP 9591083U JP 9591083 U JP9591083 U JP 9591083U JP S6016570 Y2 JPS6016570 Y2 JP S6016570Y2
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JP
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unbalanced weight
rotating shaft
pair
weights
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JP9591083U
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JPS5933820U (ja
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勝 赤間
雄次 長尾
敏郎 関根
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神鋼電機株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は振動により各種の塊・粒・粉状の材料もしくは
各種の部品を搬送する振動コンベアに関する。
一般に振動コンベアにおいては、トラフすなわち材料載
置面に対し一定の角度を有する振動力が与えられ、これ
によりトラフ面の搬送材料は周期的なジャンプ運動をく
り返しながら所定の方向へと移送されていく。
すなわち、第1図に示すように、トラフ面Sは矢印A方
向(トラフ面に対し角度α傾斜している)に振動力を与
えられ、結果としてトラフ面S上の材料は矢印B方向に
搬送されて行く。
振動力は第2図に示すように正弦状に変化し、その垂直
成分が材料の質量×重力加速度を越える点P1で材料は
α方向にジャンプし、トラフ面SがP2なる力を受けて
いる時点でトラフ面S上に着地し、P□点に相当する1
3点て再び、材料はジャンプし、以下、第2図で点線矢
印で示すように材料は周期的なジャンプ運動をくり返し
、第1図においてB方向へと材料は移送されて行く。
然るに、塊状の金属製の材料、例えばボルト、ナツト、
ビレットなどを上述した振動コンベアで移送する場合、
材料がジャンプ運動をくり返すために、トラフ面(金属
でなっている場合が多い)との衝突時、騒音を発し、場
合によっては公害問題ともなる。
また、こわれ易い材料、例えばビスケットやセンベイを
振動コンベアで移送する場合、やはりトラフ面との周期
的な衝突により、いわゆる1われヨや1かけヨの問題を
生じ、それだけトラフ面の材質や振動条件に面倒な制約
が加えられていた。
更に、はこりをたて易い材料、例えば微粉材料を振動コ
ンベアで移送する場合、はこりがたち衛生上好ましくな
い場合もあった。
また、従来の振動コンベアは一般に共振型が多く、この
場合、構造も複雑であるばかりでなく、同調をとるのに
面倒な設計や調整を必要とした。
また搬送材料にジャンプ運動を与えることなくすべり運
動のみで搬送材料を移送するいわゆるレシプロコンベア
があるが、この場合、駆動部としてはクランク機構や複
雑な機械的構成を使用しており、コストが高いのみなら
ず基盤や大地への防振に難点があった。
本考案の目的は上述した従来の振動コンベアの欠点を除
去することであり、この目的は本考案によれば、所定方
向に延びる被加振部と、この被加振部をはS゛前記所定
方向に振動可能に支持する弾性部材と、前記被加振部に
固定された加振機構とから戊り、この加振機構は(偏心
半径×質量)の大なる第一の不平衡重錘及び(偏心半径
×質量)の小なる第二の不平衡重錘と、これら不平衡重
錘をそれぞれ固定させる第一回転軸と第二回転軸とを具
備する加振部の対と、前記第一回転軸の軸端部に固定さ
れた大径のギアと、該大径のギアに噛合し前記第二回転
軸の軸端部に固定された小径のギアとから成るギア機構
の対と、駆動源とから戒り、各前記大径のギアを相互に
噛合させ、前記第−及び第二の不平衡重錘は相互に相反
する方向にかつ前記第二の不平衡重錘は前記第一の不平
衡重錘の整数倍の速度で回転し、前記加振部の対の一方
の前記第−及び第二の不平衡重錘は他方の前記第−及び
第二の不平衡重錘とはそれぞれ相反する方向に同一速度
で回転するように前記ギア機構の対を介して前記第一回
転軸と前記第二回転軸及び前記加振部の対の一方の前記
第一回転軸と他方の前記第一回転軸とが結合されると共
に、前記第−及び第二の不平衡重錘はそれぞれ前記第一
、第二回転軸に、前記駆動源の駆動により前記第一、第
二回転軸がそれぞれ回転するとき前記被加振部の前記所
定方向に対し垂直方向の遠心力成分は前記加振部の対に
おいて相互に打ち消し合うように、固定されていること
を特徴とする振動コンベア、によって遠戚される。
以上のような構成により、上述したような騒音や材料の
1われヨや1かけヨの問題は解決されると共に、構造が
簡単であり、設計が容易であるばかりでなく、上述の弾
性部材として、ばね常数の低いものを使用しながら、こ
れにより被加振部を支持し得る構造となし得るので防振
効果がよく、全体の構造も軽量となりコストを低下させ
ることができる。
以下、本考案の詳細を実施例につき図面を参照して説明
する。
図において、搬送用トラフ1は例えは銅製であり、断面
がU字状で、平面図は直方形状で、その左端部において
搬送材料(例えばビレットやボルト)が供給され、その
開放している右端部から搬送材料は排出され、図示しな
いコンベアなどにより次工程へと移送される。
この搬送用トラフ1は基台3と複数の板ばね2により結
合される。
すなわち、搬送用トラフ1と基台3の底面及び上面には
はS゛等間隔で複数の取付アングル材4a及び4bが固
定され、これらに板ばね2が搬送用トラフ1の長手方向
(すなわち搬送方向)に対し垂直に配置されらるように
固定される。
かくして搬送用トラフ1は矢印P方向に振動可能に板ば
ね2により支持される。
搬送用トラフ1の左端部には平面図が[−形状の鋼製の
加振機構取付部材5が、例えばボルトもしくは溶接によ
り固定され、この部材5に以下に詳述する加振機構6が
固定される。
加振機構6において、平面図が直方形状の取付ブラケッ
ト10が加振機構取付部材5にボルトもしくは溶接など
で固定される。
取付ブラケット10の両側部にはベアリング・ハウジン
グ11a。
11 b、 12 a、 12 b、 13 a
、 13 b及び14a、14bが固定され、ベアリ
ング・ハウジングllaと12aとにより一方の第一回
転軸15aがその両端部で支承され、ベアリング・ハウ
ジングllbと12bとにより他方の第一回転軸15b
がその両端部で支承されている。
同様にベアリング・ハウジング13aと14aとにより
一方の第二回転軸16aがその両端部で支承され、ベア
リング・ハウジング13bと14bとにより他方の第二
回転軸16bがその両端部で支承される。
以上の第一回転軸15a、15bには第5図で明示され
るようにはS゛半円形状の第−不平衡重fi7a、7b
がボルトなどより固定される。
第一不平衡重錘7a、7bは本実施例ではそれぞれ、第
4図で明示されるように2個の同形の不平衡重錘から戒
っている。
また第二回転軸16a、16bには第5図で明示される
ように、第一不平衡重錘7a、7bよりは径は小さいが
、やはりはS゛半円形状の第二不平衡重錘8a*8bが
ボルトなどにより固定される。
なお対となる第一不平衡重錘7aと7bとは同形状であ
り、同様に対となる第二不平衡重錘8aと8bとは同形
状である。
取付ブラケット10の後壁部には特性かはS゛同様一対
の誘導電動Fu1.M2が固定される。
一方の誘導電動機M1の回転軸の一端部には小径のブー
’)−18aが固定され、第一の回転軸15aの一端部
には大径のプーリー20aが固定され、これらプーリー
18av20aにはVベルト22aが巻装される。
同様に他方の誘導電動機鳩の回転軸の一端部にも上述の
プーリー18aとは同形状の小径のブーIJ−18bが
固定され、他方第一の回転軸15bの一端部には上述の
プーリー20aとは同形状の大径のプーリー20bが固
定され、これらプーリー18b、20bには■ベルト2
2bが巻装される。
一対の第一回転軸15a、15bの他端部には一対の大
径ギア24a、24bが固定され、一対の第二回転軸1
6a、16bの一端部には一対の小径ギア26 a、
26 bが固定される。
大径ギア24a、24bと小径ギア26a、26bの歯
数比は本実施例では2:1であり、相互にかみ合ってい
る。
第一回転軸15a、15bの他端部側の先端部には更に
相互にかみ合う一対の同期用ギア28a、28bが固定
されている。
なお、不平衡重錘7a、7b、8a、8bは電動機M1
9M2の駆動により回転し、それぞれ遠心力を発生する
のであるが、本発明によれば、それらの合成力のX方向
(水平方向)に対し垂直方向(Y方向)の成分は後述す
るように常に零であるような位相関係で、不平衡重錘7
at 7be 8at 8bは回転軸15a、15b
、16a、16bに固定されているものとする。
すなわち、本実施例によれば第5図に示すような位相関
係で固定されている。
本実施例による加振機構6は以上のように構成されるが
、以下これを取り付けた振動コンベアの作用につき説明
する。
電動機M□q M2に電源を加えて、これらを駆動する
とVベルト22a、22bを介して第一回転軸15a、
15bが回転する。
例えば800r、p、mの回転速度で回転する。
この場合、第一回転軸15aと15bとは同期用ギア2
8aと28bとのかみ合いにより同一回転速度であるが
相反する方向に回転する。
すなわち、一方の第一回転軸15aは第3図または第5
図において時計方向に、他方の第一回転軸15bは反時
計方向に回転する。
一方、大径ギア24 a、 24 bと小径ギア26
a、26bとのかみ合いにより、第一回転軸15av1
5bの回転力は第二回転軸16a、16bに伝達され、
2:1のギア比により第二不平衡重錘8a、8bは第一
不平衡重錘7a、7bの回転速度の2倍の回転速度、例
えば1600r、p、mの回転速度で回転する。
この場合第二不平衡重錘8a。8bは第一不平衡重錘7
a、7bとはそれぞれ相反する方向に回転する。
以下、不平衡重錘7a、7b、8a、8bの各回転位相
について説明すると、第6A〜第6D図に示すように、
第6A図に示す回転位相から一方の第一不平衡重錘7a
が時計方向に90度回転すると、他方の第一不平衡重錘
7bは反時計方向に90度回転し、一方の第二不平衡重
錘8aは反時計方向に180度回連回転他方の第二不平
衡重錘8bは時計方向に180度回連回転第6B図の状
態になる。
以下同様に一方の第一不平衡重錘7aが時計方向に90
度回転すると順次、他の不平衡重錘7b、8a、8bは
第6C図、第6D図に示す回転位置をとり、一方の第一
不平衡重錘7aが時計方向に一回転すると、他方の第一
不平衡重錘7bは反時計方向に一回転し、第二の不平衡
重錘8a。
8bはそれぞれ相反する方向に二回転して、不平衡重錘
7a、7b、8a、8bはそれぞれ第6A図に示す元の
回転位置をとる。
以下、第6A〜第6D図に示す周期的な回転運動を行な
う。
なお、第一不平衡重錘7a、7bは第4図に明示される
ようにそれぞれ同形状の2個の不平衡重錘から成るが、
一個の不平衡重錘7a、7b(但し質量は1個の場合の
2倍とする)が、第4図に示すような2個の不平衡重錘
間の中心に固定されている場合の各合成力の和は、それ
ぞれ2個から成る場合と同一であるので、以下の合成力
の説明では便宜上、第一不平衡重錘7at7bは1個か
ら戒っているものとして説明する。
すなわち第6A図に示す回転位相においては、第一不平
衡重錘7a、7bの重心G1.G2に働らく遠心力F1
.F2は大きさ相等しく方向反対であり、同様に第二不
平衡重錘8a*8bの重心g。
急に働らく遠心力f1. F2も大きさ相等しく方向反
対であるので、トラフの方向Xに対する垂直方向(Y方
向)の合成力は零であり、方向Xにおける成分も各不平
衡重錘7a、7b、8a、8bについて零であるので、
同様にX方向(水平方向)の合成力も零である。
次に第6B図に示す回転位相では、第二不平衡重錘8a
、8bの遠心力f、、 F2の方向は反対で打ち消し合
うが、第一の不平衡重錘7a、7bの遠心力F1.F2
はそれぞれ−X方向にあり合成力F =F、 +F2=
2F1となる。
しかしながら、Y方向成分はそれぞれ零であるので、結
局、第一不平衡重錘7,7b、第二不平衡重錘8at8
bのY方向における遠心力の合成力は零である。
同様に第6C図及び第6D図の回転位相においてもY方
向における不平衡重錘7a、7b。
8a、8bの遠心力の合成力は零であることがわかる。
これを一般の回転位相について説明すれば以下のようで
ある。
すなわち、第7図に示すように、第6A図に示す回転位
相から時間を砂径の回転位相を考える。
この位相における第一不平衡重錘7a、7bの遠心力F
1. F2のX方向成分はそれぞれ−F1sinωt*
−F2sinωtであるのでそれらの合成力F=−F
、sin (1) t −F2sin (1) t =
−2F1sin ωtである。
また第二不平衡重錘8a*8bの遠心力f□t F2の
X方向成分はそれぞれf1Sin2ωt、f2sin2
ωtであるので、それらの合成力f =f1sin2ω
を十f2sin2ωt =2fISin2ωtである。
結局、不平衡重錘7a、7bt 8at 8bの遠
心力のX方向における合成力Fx= F 十f =−2
F1sinωt +2f1sin2ωtとなり、これが
加振機構6よりトラフ1に加えられる。
また第一不平衡重錘7a、7bの遠心力F□、F2のY
方向成分はそれぞれ−F1cosωt。
F2CO3ωtであるので、それらの合成力F=−F□
cosωを十F2CO5ω1=0である。
また第二不平衡重錘8a、8bの遠心力f1. F2の
Y方向成分はそれぞれ−f1cos2ωt、f2CO3
2ωtであるので、それらの合成力f =−f1cos
2ωt+f2CO32ω1=0である。
従って、不平衡重錘7a、7b。8a、8bの遠心力の
Y方向における合成力Fy=常に零である。
結局、トラフ1にはX方向にのみ、上述のFx=−2F
1sincc+ t +2f1sin2ωtなる合成力
が加振機構6より取付部材5を介して加えられることに
なる。
この合成力をグラフ図示したものが第8A図である。
なお、図示においてF1=2f1としている。
すなわち、第8A図に示すように第二不平衡重錘8a、
8bによる遠心力のX方向における合成力fは第一不平
衡重錘7a、7bによる遠心力のX方向における合成力
Fの倍の周期で正弦状に変化しており、これらを合皮し
たグラフがFxである。
本実施例による振動コンベアは振動学的には一貫量系を
構成しており、板ばね2全体の弾性常数と、これらによ
り支持されている質量(トラフ1、取付部材5、加振機
構6の合計質量)とにより、この質量系の共振周波数が
決定されるが、板ばね2全体の弾性常数を充分小さくし
て、共振周波数より高い駆動周波数でトラフ1を加振す
ると、振動学的に明らかなように、トラフ1は加振力と
は180度の位相差をもって振動する。
従って、第8図Aで示すような合成力Fxで加振された
場合、トラフはSで示すグラフのように振動する。
このグラフSはグラフf及びFをそれぞれ横軸t(時間
軸)に関し反転した後、それらを合皮することによって
得られる。
グラフSから理解されるように、トラフ1はa点までは
低速度で前進し、次いでこの前進位置a点からb点まで
高速度で後進する。
次いでこの後進位置す点から前進位置a点まで低速度で
前進する。
このような周期的運動をトラフ1はくり返すことにより
、トラフ1上の材料、例えばビレットはX方向へと移送
されて行く。
すなわち第8A図において■〜■間の高速後進領域にお
いては、材料とトラフ1の床面との間の静止摩擦力に打
ち勝って、トラフ1のみが後進運動を行なって、トラフ
1の床面上の材料と床面との間ですべりが生じる。
次いで■〜■間の低速度前進領域においては、トラフ1
の床面上の材料はトラフ1と共に前進する。
すなわち、トラフ1は第8B図に示すように前進及び後
退をくり返す。
このような現象のくり返しによって材料はトラフ1の床
面上を第3図または第4図において、右方へ移送されて
行く。
例えばビレット(炉への供給材料で鉄材)を搬送材料と
し、回転軸15a、15bの回転速度を約80Or、p
、mとした場合、材料は約12m/分の速さで移送され
る。
しかも従来の振動コンベアにおけるように、材料のジャ
ンプ運動による騒音はなく、スムーズに移送されて行く
本考案の実施例による振動コンベアは以上のように構成
され、作用するのであるが、本考案はこの実施例に限定
されることなく、本考案の技術的思想に基づいて種々の
変形が可能である。
例えば、以上の実施例では、第一不平衡重錘7a、7b
はそれぞれ2個の不平衡重錘から戊っているが、勿論こ
れらを第二不平衡重錘8a、8bと同様に1個の不平衡
重錘から成るようにしても良く、形状も半円形状に限定
されない。
しかしながら、以上の実施例のように第一不平衡重錘7
a*7bをそれぞれ2個の不平衡重錘から成るほうが回
転軸15a、15bに対する応力分布はより好ましいも
のとなろう。
この点で第一不平衡重錘7a、7bを更に多数個の不平
衡重錘から戒るように構成してもよい。
第二不平衡重錘8a、8bについても同様のことが言え
る。
更に、以上の実施例では駆動源として2個の誘導電動機
M19M2が用いられたが、1個の誘導電動機で上記一
対の加振部を駆動するようにしてもよい。
この場合、電動機の回転軸の両端部にそれぞれ上述の小
径のプーリー18aまたは18bに相当するプーリーを
固定させ、これらのプーリーと上述の第一回転軸15a
、15bの端部に固定されたプーリー20a、20b
(但しこの場合、このうち一方のプーリーの取り付は位
置は実施例とは異なる)とにそれぞれVベルトを巻装す
るように構成するなど種々の態様が考えられる。
また不平衡重錘7a、7b、8a、8bの回転軸15a
、15b、16a、16bへの固定角度位置についても
上述の実施例に限定されることはない。
すなわち実施例では、第5図または第6A図に示す位置
にそれぞれ固定されている(第6B〜第6D図の位置は
第6A図と等価)が、これに限ることなく要するに、第
−及び第二の不平衡1錘7 a? 7 by 819
8 bは、それぞれ回転軸15at 15bt 1
6at 16bに、電動機M1 ?鳩の駆動によりこ
れらの回転軸が回転するとき、トラフ1の方向Xに対し
垂直方向の遠心力成分は、不平衡重錘7at 7b、8
a、Bb間で和瓦に打ち消し合うように固定されていれ
ばよい。
例えば、第9図に示す角度位置に第−不平衡重錘7aw
7bを回転軸15a、15bに固定するようにしてもよ
い。
この場合、一方の第一不平衡重錘7aの遠心力F1のY
方向成分は図から明らかなように−F1sinβであり
、他方の第一不平衡重錘7bの遠心力F2のY方向成分
はF25inβであって、Y方向においては相互に打ち
消し合っていることは明らかである。
第二不平衡重錘8a、8bについては上述の実施例で述
べたと同様である。
なお、第9図の状態から、上述のように回転した場合、
いずれの回転位相においてもY方向成分が零であること
は明らかである。
更に、上述の実施例では第一不平衡重錘7a。
7bと第二不平衡重錘8a、8bの回転速度比を2=1
としたが、これを3:lや4:1にしても同様に周期的
な非対称なトラフ運動が得られることは明らかである。
更にまた上述の実施例では、水平なトラフ1と基台3と
を垂直に配置した板ばね2によって水平方向に振動可能
に接合したが、弾性部材としては板ばね2に限定される
ことなく、振動コンベアをその両端部と静止体との間に
配設されたコイルばねにより水平方向に振動可能に支持
するようにしてもよい。
この場合、トラフ1の下面に多数のローラを配してトラ
フ1が水平方向に摺動可能とする構成なと種々の態様が
考えられる。
更に、上述の実施例では板ばね2に垂直に配置されてい
るが、垂直方向に多少傾斜させて配置してもよい。
しかし、この場合にはトラフ1の振動加速度の垂直方向
成分く重力加速度(g)の条件を満足させて材料のジャ
ンプ運動を生じさせないものとする。
例えばトラフ1の振動ストロークが1ornM1振動数
7ω回/分で板ばね2の垂直方向に対する傾斜角を20
度とした場合、材料はジャンプ運動することなく移送さ
れる。
なお、以上の実施例では加振機構6は単に取付部材5を
介してトラフ1!ミ固定された構成とされているが、こ
の加振機構6を更にコイルばねで支持して、基台3への
防振効果を更に高めると共に、安定な支持を図るように
してもよい。
更に、実施例においては被加振部としては単に材料を移
送するトラフ1が説明されたが、これに限ることなく公
知のようにトラフ1の床面上に突起や溝などの附加的構
成を加えて、移送しながら材料の選別や整送などの作用
を行なわせてもよい。
本考案は以上のように構成されるので、構造が簡単であ
り、また、トラフは搬送方向にはゆっくり前進するが、
戻りは急速となるので搬送物は従来のもの)ようにトラ
フに対し衝突しながらジャンプする方式と異なり、スリ
ップする関係となる(第8B図参照)。
搬送材料からの騒音もなく、材料に1われヨや1かけヨ
を生じることなく、従来のようにほこりをたてることも
ない。
また共振型ではないので、面倒な設計や調整も不要で、
防振も容易であるなど種々の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来の振動コンベアの作用の原理を
示す振動部の一部の概略図及びグラフであり、第3図〜
第9図は本考案の振動コンベアの実施例を示すもので、
第3図は振動コンベアの側面図、第4図は同一部の拡大
平面図、第5図は第4図における■−■線方向断面図、
第6A図〜第6D図及び第7図は本考案実施例の作用を
説明するための各不平衡重錘の側面図、第8A図及び第
8B図は同様に作用を説明するグラフであり、第9図は
不平衡重錘の回転軸への取付位置の変形例を示す不平衡
重錘の側面図である。 なお図において、1・・・・・・トラフ、2・・・・・
・板ばね、?a、7b・・・・・・第一不平衡重錘、8
a、8b・・・・・・第二不平衡重錘、24 a、
24 b、 26 a。 26 b、 28 a、 28 b=ギア、Ml、
M2−−−−−−誘導電動機。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 所定方向に延びる被加振部と、この被加振部をはS゛前
    記所定方向に振動可能に支持する弾性部材と、前記被加
    振部に固定された加振機構とから威り、この加振機構は
    (偏心半径×質量)の大なる第一の不平衡重錘及び(偏
    心半径×質量)の小なる第二の不平衡重錘と、これら不
    平衡重錘をそれぞれ固定させる第一回転軸と第二回転軸
    とを具備する加振部の対と、前記第一回転軸の軸端部に
    固定された大径のギアと、該大径のギアに噛合し前記第
    二回転軸の軸端部に固定された小径のギアとから戒るギ
    ア機構の対と、駆動源とから戊り、各前記大径のギアを
    相互に噛合させ、前記第−及び第二の不平衡重錘は相互
    に相反する方向にかつ前記第二の不平衡重錘は前記第一
    の不平衡重錘の整数倍の速度で回転し、前記加振部の対
    の一方の前記第−及び第二の不平衡重錘は他方の前記第
    −及び第二の不平衡重錘とはそれぞれ相反する方向に同
    一速度で回転するように前記ギア機構の対を介して前記
    第一回転軸と前記第二回転軸及び前記加振部の対の一方
    の前記第一回転軸と他方の前記第一回転軸とが結合され
    ると共に、前記第二及び第二の不平衡重錘はそれぞれ前
    記第一、第二回転軸に、前記駆動源の駆動により前記第
    一、第二回転軸がそれぞれ回転するとき前記被加振部の
    前記所定方向に対し垂直方向の遠心力成分は前記加振部
    の対において相互に打ち消し合うように、固定されてい
    ることを特徴とする振動コンベア。
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