振動装置
【課題】作業時間を大巾に短縮することができるのみならず、適切な位相差角を維持して容易に加振力を変えることができる振動装置を提供すること。
【解決手段】左右で対となる平行な４軸の各々に不平衡重錘を取り付け、一対の電動機でそれぞれ左の２軸、右の２軸を差動ギヤ機構を介して同一方向に同速度で回転駆動し、かつ該差動ギヤ機構に角度位相差調節手段を設けて、該角度位相差調節手段により左の２軸に取り付けた不平衡重錘と右の２軸に取り付けを不平衡重錘との角度位相差を調節するようにし、更に左の２軸及び右の２軸間をそれぞれ加振力調節ギヤ機構で結合し、これら加振力調節ギヤ機構を共通の調節手段により左右の各々で２軸の一方を他方に対し同一角度、同じ方向に回動させるようにした。
【解決手段】左右で対となる平行な４軸の各々に不平衡重錘を取り付け、一対の電動機でそれぞれ左の２軸、右の２軸を差動ギヤ機構を介して同一方向に同速度で回転駆動し、かつ該差動ギヤ機構に角度位相差調節手段を設けて、該角度位相差調節手段により左の２軸に取り付けた不平衡重錘と右の２軸に取り付けを不平衡重錘との角度位相差を調節するようにし、更に左の２軸及び右の２軸間をそれぞれ加振力調節ギヤ機構で結合し、これら加振力調節ギヤ機構を共通の調節手段により左右の各々で２軸の一方を他方に対し同一角度、同じ方向に回動させるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平行な２軸の各々に不平衡重錘を相互に所定の角度位相差を有するように取り付け、前記２軸を同一方向に同期して回転させる連結手段を備え、前記不平衡重錘の回転により発生する円形加振力により被加振体を振動させるようにした振動装置には種々の形式のものがあるが、被加振体は例えば取付台に固持された鋳枠であって、これを振動させるのであるが全体を円振動させることが望ましい。これを達成する振動装置として例えば特開平９−２２５５８６号公報では「レイアウトや作業の邪魔にならないで、鋳枠の重心の高さの位置の変化に対応できる円運動型振動テ−ブルを得ることを課題として、鋳枠をテ−ブル盤上に固定することができるばねに支持された鋳物砂充填用振動テ−ブルと、前記テ−ブル盤の下部に設けられ平行２軸上の夫々の回転不釣り合い重りが回転する不釣り合い重り式振動装置とを有する鋳物砂充填用振動装置において、振動装置に、平行２軸上の不釣り合い重りが所定の初期位相差を維持しつつ等速度で同方向に回転するための同期回転手段を設けた。初期位相差は３０°〜１５０°。同期手段は平行２軸間の歯付きベルト、チェ−ン、歯車装置、又は２モ−タを電気的に同期制御するもの。振動装置は２基の回転不釣り合い式振動モ−タでテ−ブル盤下部に固定、又は平行２軸をテ−ブル盤下部に軸受支持してモ−タを振動系外の固定部に固定した」構成を開示している。然るにこの装置では、いちいち歯付きベルトを外して、回転不釣合重りの位相差角を変えて、実験により全体を円振動させる、適切な位相差角を決定するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−２２５５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
然るに上記装置では「ベルトの掛け代えによって」いちいち位相差角を変更しなければならず、適切な位相差角を決定するまでに相当な作業時間を必要とするのみならず、この位相差角を維持して加振力を変えることができない。本発明はこのような作業時間を大巾に短縮することができるのみならず、この適切な位相差角を維持して容易に加振力を変えることができる振動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題は、左右で対となる平行な４軸の各々に不平衡重錘を取り付け、一対の電動機でそれぞれ左の２軸、右の２軸を差動ギヤ機構を介して同一方向に同速度で回転駆動し、かつ該差動ギヤ機構に角度位相差調節手段を設けて、該角度位相差調節手段により前記左の２軸に取り付けた不平衡重錘と前記右の２軸に取り付けを不平衡重錘との角度位相差を調節するようにし、更に前記左の２軸及び右の２軸間をそれぞれ加振力調節ギヤ機構で結合し、これら加振力調節ギヤ機構を共通の調節手段により前記左右の各々で２軸の一方を他方に対し同一角度、同じ方向に回動させるようにしたことを特徴とする振動装置によって解決される。
【０００６】
また、以上の課題は、左右で対となる平行な４軸の各々に不平衡重錘を取り付け、一対の電動機でそれぞれ左の２軸、右の２軸をタイミングベルトを介して同一方向に同速度で回転駆動し、かつ前記左の２軸及び右の２軸間をそれぞれ加振力調節ギヤ機構で結合し、これら加振力調節ギヤ機構を共通の調節手段により前記左右の各々で２軸の一方を他方に対し同一角度、同じ方向に回動させるようにしたことを特徴とする振動装置によって解決される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の振動装置によれば、実験で一々被加振体の振動を検査する必要なく直ちに全体が円振動を行なう位相差角度を決定することができるのみならず、容易に所望の加振力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の原理について、図１〜図４を参照して説明する。取付台Ｐには被加振物Ｍが取りつけられられており、取付台Ｐの底面には図４に示すように一定幅の断面冂形状の溝Ｑが形成されている。この溝Ｑにモーター取付板Ｒが図１において左右に摺動可能に設けられており、これに一対のモーターＭ1 、Ｍ2 が所定の間隔Ｌをおいて固定されている。モータ取付板Ｒは図示せずとも固定手段により取付台Ｐに、その位置を決定したのち、そこで固定されるものとする。モーターＭ1 、Ｍ2 は同等のモーター例えば誘導電動機であるがこの軸Ｏ1 、Ｏ2 の両端には公知のように、ほぼ半円形状のアンバランスウェイトＷ1 、Ｗ2 が固定されている。物体Ｍ、取付板Ｐ、モーター取付板Ｒ、モーターＭ1 、Ｍ2 、全体の重心をＧとすれば、この重心Ｇと軸心Ｏ1 とを結ぶ線分と重心Ｇと軸心Ｏ2とを結ぶ線分は相等しい。すなわち、この２本の線分は、二等辺三角形の斜辺となり、軸心軸Ｏ1 、Ｏ2 を結ぶ線分Ｌまでの距離Ｈは二等辺三角形の高さになるが、このような幾何学的配置においてアンバランスウェイト板Ｗ1、Ｗ2 は図示するような角度位相差θとなるように軸軸Ｏ1 、Ｏ2 に取付けられている。このθは以下のような数式で決定される。アンバランス板Ｗ1、Ｗ2 の遠心力をそれぞれ図示するようにＦ1、Ｆ2 とする。ここでＦ1 ＝Ｆ2 ＝Ｆとする。水平成分の合成力ＦH ＝２Ｆｃｏｓθ／２、垂直成分の合成力ＦV ＝２Ｆｓｉｎθ／２。重心の周りの回転モーメントは、水平成分によるものＭH ＝−２Ｆｃｏｓθ／２（重心の周りの時計方向を正とする）、垂直成分によるものＭV ＝２Ｆｓｉｎθ／２である。よって、重心の運動が円振動になるための条件はＭH ＋ＭV ＝２ＦＬｓｉｎθ／２−２ＦＨｃｏｓθ／２＝０
ｔａｎθ／２＝Ｈ／Ｌ
従ってＬ→大、Ｈ→小ならθ→０、合成加振力→２Ｆに近付く。Ｌ→小、Ｈ→大ならθ＝１８０°、合成加振力→０に近付く。
【０００９】
すなわち、左側モーターＭ1 の軸Ｏ1 に取り付けられているアンバランスウェイトＷ1 のこの図示した時点における加振力Ｆ1 の方向が重心Ｇの方向を向いている時、右側のモーターＭ2 の軸Ｏ2 に固定されているアンバランスウェイトＷ2 がこの時点で図示した位置にあるとすれば加振力をＦ2 とすればこれらの間に角度θをなすものである。よって、この加振力Ｆ1 の水平成分はＦ1 ｃｏｓθ／２であり、他方右側のモーターＭ2 の加振力水平成分はＦ2 ｃｏｓθ／２。また、垂直成分がＦ1 Ｖｓｉｎθ／２およびＦ2 Ｖｓｉｎθ／２である。ここでＦ1 ＝Ｆ2 であり、それぞれの力の向きは逆である。
【００１０】
すなわち本発明によれば図１Ａに示すような位置関係で、同アンバランスウェイトＷ1、Ｗ2 の角度位相差が図示するように定められる時に重心Ｇの周りの回転モーメントが合計でゼロとなることを証明した。従って、幾何学的関係は単純であるがこれで間違いなく装置全体の周りの重心Ｇが円運動を行うことを明らかにした。
【００１１】
図１Ａにおいては，台Ｐの中心上に重心Ｇが来るように物体Ｍを取り付けるようにしたが、取付の仕方によっては図１Ｂに示すように右方にずれる場合がある。この場合にはモ−タ取付板Ｒを図示するように右方へと移動させ、重心Ｇが軸心間の距離Ｌの半分の点の直上にくる点で固定させることにより上記と同じ作用、効果が得られる。
【００１２】
更に一般的には図２に示すように被加振物ｍの形状が不定形である場合、その重心Ｇ’は図３Ａ、Ｂで示すようにして求めることにより決定することができるので、上述のような定形の物体Ｍに限られることない。即ち、図３Ａで示すように点Ｐ1に例えばフックなどを取り付け、クレ−ンで上昇させることにより重心Ｇ’を通るＨ1 なる垂線が得られる。更に図３Ｂに示すように点Ｐ2 で同様にクレ−ンで吊り上げられることにより垂線Ｈ2 が得られる。これらの交点から重心Ｇ’が求められる。以下、上記物体Ｍの場合と同様である。
【００１３】
次に本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
【００１４】
図５ないし図１０は本発明の第１の実施の形態による振動装置１の全体を示すものであるが、被処理物の載せ台２は図６に示すように基台３上に多数のコイルバネ４、及び空気バネ５により支持されている。図５に示すように載せ台２の両側には対として複数のロ−ラ６が配設されており、図５において下方にも多数のロ−ラ６が図示せずとも配設されているものとする。また、端（上方）の２つのロ−ラ６間には円筒孔７が設けられている。載せ台２の下方には一対の群の不平衡重錘群９Ａ、９Ｂが配設されておりこれらはそれぞれ主電動機、１０ａ、１０ｂにより後述するような伝達機構を介して駆動される。
【００１５】
主電動機１０ａ、１０ｂの回転軸の端部にはプ−リが取り付けられており、これらには歯付べルト１１もしくはタイミングベルトが巻回されており、その中央部において図７に示すようにテンションロ−ラ２０ａ、２０ｂにより所望のテンションがかけられるようにしている。これにより主電動機１０ａ、１０ｂは同一方向に同期して回転させられる。これらの回転軸４１ａ、４１ｂは加振力調整ギア機構１２Ａ、１２Ｂ（その詳細は後述する）に導入され、これから出力軸２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂが導出されており、これらは更に載せ台２の下方の平行重錘群９Ａ、９Ｂのそれぞれ４本の軸２５ａ、２６ａ、２７ａ、２８ａ、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８ｂに連結されるが、駆動ユニットボックスＷａ、Ｗｂ内のタイミングベルトにより軸２６ａと２８ａ、２５ａと２７ａ、及び２５ｂと２７ｂ、２６ｂと２８ｂとは結合されている。
【００１６】
被加振物Ｍとしては本実施の形態によれば鋳砂が充填される鋳枠が適用され、これは図５において下方から載台２の上方にローラー６により搬送される。空気バネ５は図８、図９に図示されるように間に取付部材５ｃの底板部５ｃａを挟んで上下２段の空気ばね要素５ａ、５ｂから成るが下段の空気ばね要素５ｂの空気が増圧され、上段の空気ばね要素５ａが減圧されると載台２を上昇させる（図９）。所定高さにあるローラー６のレベルよりさらに高く載台が上昇されると今や載台２のみで支持されることになり、載台２の面と物体Ｍの底面との間に密閉空間が形成され、これが真空ポンプにより減圧されることにより、また円筒状の孔７も減圧されて物体Ｍは強固に載台２及び孔７により固着される。ほぼ方形の溝にシールリングｇを嵌着させているので、物体Ｍはより強固に所定の位置で固着される。
【００１７】
図１０は本発明の第１の実施の形態による駆動機構の詳細を示すものであるが、電動機１０ａ、１０ｂの出力軸４１ａ、４１ｂは加振力調整ギア機構１２Ａ、１２Ｂを通り、加振力駆動ユニットＷａ、Ｗｂに接続される。二つの加振力調整ギヤ機構１２Ａ，１２Ｂは同一の構成を有するものであるがこれらは共通の加振力調整手段により同一角度調節を行なう。すなわち、調節電動機７０の出力軸はかさ歯車機構８１に接続され、これは一対の相噛合するかさ歯車により構成され、一方のかさ歯車の出力軸が他方のかさ歯車機構８２内に挿入されこの軸端に固定されたかさ歯車が他方の歯車と噛合している。この出力軸７５が加振力調整ギヤ機構１２Ａのケ−シング６２に取りつけられたベアリングｂの内輪側に挿入されており、その軸端に小ギヤ７６を取り付けアイドルギヤ７７に噛合している。かさ歯車機構８１の出力軸７５も同様に他方の加振力調整ギヤ機構１２Ｂに接続される。一方のギヤ機構１２Ａに対応する部分については同一の符号が付されている。
【００１８】
次に加振力調整ギヤ機構１２Ａについて説明する。尚加振力調整ギヤ機構１２Ｂは同一の構成であるので説明を省略する。ケ−シング６２内に電動機１０ａの出力軸４１ａが両側壁部で支承されていてこれに主ギヤ６３が固定され、これと噛合するようにアイドルギヤ６４が軸８０に支持されている。アイドルギヤ６４はギヤボックスＧの側壁で支承されており、更にギヤボックスＧの側壁に支承された軸７８に固定されたギヤ６５と噛合している。軸７８には更にギヤ６７が固定されており、これはケ−シングに支承された中間ギヤ６８と噛合し、これが更に上述の軸８０に固定された駆動ギヤ６９と噛合している。
【００１９】
次に一ユニットのアンバランスウェイト機構Ｗａ，Ｗｂについて説明する。尚、Ｗｂは同一の構成であるので説明を省略する。すなわち、ほぼ直方形状のケ−シング９１内には電動機１０ａの出力軸４１ａが両側壁部で支承されており，これにほぼ半円形状のアンバランスウェイト９８ａを取り付けている。出力軸４１ａはケ−シング９１内でプ−リ９２が取り付けれており、これと最左方の軸１００に固定されたプ−リ９３との間にベルト９６が巻回されている。軸１００にはアンバランスエイト９８ｂが取り付けられている。
【００２０】
また、加振力調節ギヤ機構１２Ａの出力軸８０にはプ−リ９４が固定されておりこれと左から２番目の軸に固定されたプ−リ９５との間にベルト９７が巻回されている。
【００２１】
本発明の実施の形態による駆動機構は以上の様に構成されるが、次にこの作用について説明する。
【００２２】
尚、説明を分かりやすくするために最初は左右一対のアンバランスウェイトボックス機構Ｗａ、Ｗｂ内のアンバランスウェイト（なお、ここでは説明をわかりやすくするために図示の通り符示する）の角度位相は図１１Ａで示す位置にあるとする。この状態で電動機１０ａ、１０ｂを駆動すると出力軸４１ａ、４１ｂは加振力調節ギヤ機構１２Ａ、１２Ｂをそのまま挿通しているのであるがケ−シング６２内でギヤ６３を固定させているので、これとギヤ６４との噛合によりギヤ６５を回転させ、これが軸７８に固定されていることにより、同速度でギヤ６７を回転させ中間ギヤ６８、駆動ギヤ６９を介して軸８０を電動機１０ａの軸と同一方向に同速度で回転させる。他方の電動機１０ｂの出力軸４１ｂも同様な構成の加振力調節ギヤ機構１２Ｂによりすべての軸は同一方向に同速度で回転する。また、電動機１０ａ、１０ｂの連結手段は歯付ベルト１１であり電動機の駆動軸に固定されたプーリのＶ溝に係合させられる。これにより電動機１０ａ、１０ｂは同一方向に同期して回転させられる。また、本実施の形態によれば全体の重心Ｇから電動機１０ａ、１０ｂの軸心とを結ぶ線分までの距離及びこの線分の大きさから位相差角の決定は上述したように演算により行われるがこの演算結果を電動機１０ａ、１０ｂを停止させて手動でアンバランスウェイト群の間で角度調節される。然しながら本発明の実施の形態によれば１回の角度調節のみで直ちに運転にはいることが出来るが従来はこのような演算を行わずに何回か歯付きベルトＶを取り外すことにより角度調節を繰り返していた。
【００２３】
然るに本発明によれば、たった１回の演算により正確なアンバランスウェイトの所定の位相差角を求めることができる。この所定の位相差角に調節するために本実施の形態によれば図６に示すように２つの電動機１０ａ、１０ｂの軸端に固定された歯付きプーリに巻装されているタイミングベルト１１を２つのテンションローラ２０ａ、２０ｂを図示した位置から下方に移動させることにより、このタイミングベルト１１を緩める。すなわち、２つの電動機１０ａ、１０ｂ間をテンション上、フリーにした関係とする。ここで、所定の位相差角を仮に６０°と求められるとこれに調節するために１個の電動機１０ａについてはその歯付きプーリの歯数に応じた角度分（３０°）の歯数だけ手動で時計方向に回動させる。同様に電動機１０ｂの回転軸も反時計方向に３０°分回動させる。これにより図１１Ｂに示すように２群のアンバランスウェイトＷ11、Ｗ12、Ｗ13、Ｗ14とＷ21、Ｗ22、Ｗ23、Ｗ24間の位相差角は６０°に設定される。再び、テンションプーリ２０ａ、２０ｂを図７に示す位置に上昇させてベルト１１にテンションをかける。主電動機１０ａ、１０ｂを駆動する。よって、図１１Ｂに示す位相差角を保持してアンバランスウェイトＷ11〜Ｗ24は同一方向に同期して回転する。載せ台２には上述の本発明の原理について説明したように全体が円振動を行い鋳枠に対し所望の作用を行わしめる。
【００２４】
このような位相差を維持して加振力を変更する場合について説明する。加振力調節ギヤ機構１２Ａ、１２Ｂに共通の調節手段として設けられている電動機７０を所定角度回転させる。これによりかさ歯車機構８１、８２を介して軸７５を所定角度回転させ，これに固定されたギヤ７６と噛合する調節ギヤ７７を回動させる。かさ歯車機構８１の出力軸７５’は他方の加振力調節機構１２Ｂに接触されるが同作用を行なう。すなわち、これはギヤボックスＧに固定されているので軸８０の周りに所定角度回動させる（図１２参照）。加振力調節ギヤ機構１２Ａ、１２Ｂにおいて、モーター７０の所定角度だけ同じ方向に回動させられる。図１１Ｃはこれを示すものであって、左側のユニットＷａ内のアンバランスウェイトＷ11、 Ｗ12、Ｗ13、Ｗ14は図示の位置を取るが他方のユニットＷｂ内のアンバランスウェイトＷ21、Ｗ22、Ｗ23、Ｗ24は図示の位置を取る。すなわち、図１１Ｂと比較するとユニットＷａにおいてアンバランスウェイトＷ11、Ｗ13はその角度位置を変更されないが、もう２つのアンバランスウェイトＷ12、Ｗ14は図１１Ｂの角度位置から３０°反時計方向に回動せられる。更に、他方のユニットＷｂにおいてはアンバランスウェイトＷ22、Ｗ24は図１１Ｂの角度位置を維持するが、もう２つのアンバランスウェイトＷ21、Ｗ23は図１１Ｂの示す位置から反時計方向に３０°回転する。これにより加振力は図１１Ｂの場合よりこの角度分小さくなる。一方のユニットＷａ内のアンバランスウェイトＷ11〜Ｗ14の加振力の合成力と他方のユニットＷｂ内のアンバランスウェイトＷ21〜Ｗ24の加振力の合成力は図１１Ｂと同様に所定の位相差６０°を維持しながら加振力を小さくすることができる。
【００２５】
図１３〜図１７は本発明の第二の実施の形態による振動装置を示し全体は４０で示されるが第一の実施の形態に対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
すなわち、本実施の形態によれば主電動機１０ａ、１０ｂの連結手段が異なり一対のギヤ機構４２ａ、４２ｂ及びこれらに結合される差動ギヤ機構４４によりその同期作用が行われる。従って主電動機１０ａの回転軸４１ａはギヤ機構４２ａ、カップリング４３ａを介して加振力調整ギヤ機構１２Ａに接続される。他方の主電動機１０ｂについても同様にして加振力調整機構１２Ｂに連結される。
【００２７】
本発明の第二の実施の形態は以上のように構成されるが次にこの細部について説明する。
【００２８】
図１５を参照すると、電動機１０ａ、１０ｂの出力軸４１ａ、４１ｂは加振力調整ギヤ機構１２Ａ、１２Ｂを通り、加振力駆動ユニット４４ａ、４４ｂに接続される。また、かさ歯車機構４２ａ、４２ｂは位相差調整ギヤ機構４４に接続される。かさ歯車機構４２ａ、４２ｂは同一の構造であるので、一方４２ａについてのみ説明する。ケーシング４５内に電動機１０ａの出力軸４７ａはケーシング４５に装着されたベアリング４６、４７により支承されている。ケーシング４５内でかさ歯車４８、４９が図示するように噛合しており、かさ歯車４９の出力軸５０は位相差調節ギヤ機構４４内に挿入されている。
【００２９】
位相差調節ギヤ機構４４は図１７で明示されるようにケーシング５１の側壁部により支承された差動歯車５２を取りつけており、これにかさ歯車４９の出力軸５０を挿通させており、ケーシング５１の内部で第１ギヤ５３を固定させている。更にギヤ５３は差動ギヤボックス６１の両側壁部で支承された軸５５に取り付けられた第２ギヤ５４と噛合しており、またこの軸５５のギヤボックス６１から突出する軸端には第３ギヤ５６を固定させており、これは他方のかさ歯車機構４２ｂの出力軸５８の端部に固定された第４ギヤ５７と噛合している。ケーシング５１外には位相差調節モータ５９が設けられており、この回転軸にギヤ６０が固定されておりこれが上述のギヤ５２と噛合している。
【００３０】
今、電動機１０ａと１０ｂとの間の速度差が生じたとすれば、これはギヤ５３、５４の噛合により、またギヤ５６と５７の噛合により出力軸５０、５８を同速度で回転させるトルクを与えるすなわち同期作用をさせる。よってアンバランスウェイトＷ11〜W24は８個とも同一速度で同一方向に図１１Ａで示す位相差（図示では０）を保って回転させる。
【００３１】
次に所定の位相差に調節する場合について説明する。電動機５９を所定角度回転させる。これによりギヤ６０が噛合する差動ギヤ５２を回転させる。これによりギヤ５２を固定しているボックス６１が軸５０の周りに所定角度、回動する。すなわち軸５０に固定されたギヤ５３か遊星歯車として働き、これと噛合する太陽歯車としてのギヤ５４をこの所定角度、回動させるこれにより、ギヤ５４を固定させている、軸５５に固定されたギヤ５６と噛合するギヤ５７を固定させているかさ歯車機構４２ｂの出力軸５８を所定角度、回転させる。よって、電動機１０ａの出力軸に固定されたアンバランスウェイトに対して電動機１０ｂに結合されるアンバランスウェイトをこの角度位相分変えることができる。
【００３２】
このような位相差を維持して加振力を変更させる場合のついては、上述の第２の実施形態と同様である。
【００３３】
図１８は本発明の第３の実施の形態を示し上述の実施の形態に対応する部分については同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００３４】
すなわち本発明の実施の形態によれば、アンバランスウェイト駆動ユニットＷａ’、Ｗｂ’の構成が異なり上述の実施の形態におけるタイミングベルト９６、９７を省略し出力軸を４軸としこれにアンバランスウェイトＷ11、Ｗ12及びＷ21、Ｗ22が固定されている。このような実施の形態においても上述の実施と同様な作用効果を奏することは明らかである。
【００３５】
すなわち、位相差角調節機構４４によりアンバランスウェイトＷ11〜Ｗ22は図１９に示すように変更することができる。
【００３６】
図１９Ａにおいては基準を明確にするために４つのアンバランスウェイトＷ11〜Ｗ22の加振力がすべて同時に下向きとなる場合を考えている。一方のアンバランスウェイトＷ11、Ｗ12に対する他方のアンバランスウェイトＷ21、Ｗ22の位相差を変える場合には位相差調節ギヤ機構４４により上述の実施の形態と同様に例えば３０°変更する場合においては調節用モータ５９を３０°回転させこれにより、図１９Ｂで示すように右側の２つのアンバランスウェイトＷ21、Ｗ22は左側のアンバランスウェイトＷ11、Ｗ12に対して３０°反時計方向に回転させられる。これにより発明の原理を実行することができる。更に加振力調節ギヤ機構１２Ａ、１２Ｂにより両ユニットＷａ’、Ｗｂ’内の加振力を図１９Ｂに示す状態より更に同じだけ小さくするためにはモータ７０により例えば３０°回転させるべく設定する。これにより図１９Ｂより更に一方のアンバランスウェイトＷ12、Ｗ21が同ユニット内における他方のアンバランスウェイトＷ11、Ｗ22より３０°同じ方向に回転させられる。よって、同一のユニットＷａ、Ｗｂ内においては同一の小なる加振力とされて図１９Ｂの位相差を維持している。
【００３７】
図１８の形態では第１、第２の実施の形態よりはるかにシンプルな構成とされているが全体としての加振力は小さく更にこれより大きくするためにこれを単に並列するだけでは設置面積を大とする。これは従来技術で述べた装置についても言えることで第１、第２の実施の形態では更に大きな加振力を与えながら全体を従来より大幅にコンパクトな構成とすることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３９】
例えば以上の実施の形態では被加振物として鋳枠を適用しこれに砂を込める場合を説明したが、これに限ることなく他の被加振体でも良い。例えば、直方形のケースに納められた砂や砂利状物質を更にコンパクトに充填させたり複数のコンパートメントに区画されている場合に砂利状物質を等分に分配させたりするのにも適用可能である。
【００４０】
また以上の実施の形態では１個の被加振物について説明したが、もちろん複数の加振物を載せ台２に固定させて全体の重心を求め、これから発明の原理で述べたように角度θを求めるようにしてもよい。
【００４１】
また以上の実施の形態では２軸、４軸、８軸について説明したが更に１６軸と倍加させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の原理を示す模式図である。Ａは被加振物が載せ台の中央に載せられた場合、Ｂは右方へずれて載せられた場合を示す。
【図２】更にその変形例を示す模式図である。
【図３】図２における不定形状の被加振体の重心を測る方法を示す図で、Ａは点Ｐ1 で懸吊した場合、Ｂは点Ｐ2 で懸吊した場合を示す。
【図４】図１に示す装置の側面図
【図５】本発明の第１の実施の形態による振動装置の平面図である。
【図６】同側面図である。
【図７】同正面図である。
【図８】同装置における空気ばねの詳細を示す側面図である。
【図９】同作用を示す側面図である。
【図１０】第１の実施の形態による駆動機構の詳細を示す断面図である。
【図１１】同装置における２群のアンバランスウェイトの位相差角度調整を示すアンバランスウェイトの正面図である。
【図１２】図１０における要部の拡大断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態による振動装置の平面図である。
【図１４】同側面図である。
【図１５】同正面図である。
【図１６】同装置の駆動機構の詳細を示す断面図である。
【図１７】同要部の部分破断斜視図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態による概略平面図である。
【図１９】同装置におけるアンバランスウェイトの作用を示す正面図である。Ａは同位相、Ｂは６０°の位相差、Ｃは同ユニット内のアンバランスウェイト間の位相差が６０°の場合を示す。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・振動装置、２・・・載せ台、９Ａ、９Ｂ・・・不平衡重錘群、１０ａ、１０ｂ・・・主電動機、１１・・・歯付ベルト、１２Ａ、１２Ｂ・・・加振力調整ギア機構、４４・・・位相差調整ギア機構、Ｆ1、Ｆ2・・・遠心力、Ｇ’、Ｇ’’・・・重心、Ｈ・・・距離、Ｌ・・・線分、ｍ・・・被加振物、Ｍ・・・被加振物、Ｍ1、Ｍ2・・・モータ、Ｗ1、Ｗ2・・・アンバランスウエイト、Ｗ11、Ｗ12、Ｗ13、Ｗ14・・・アンバランスウエイト、Ｗ21、Ｗ22、Ｗ23、Ｗ24・・・アンバランスウエイト
【技術分野】
【０００１】
本発明は振動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平行な２軸の各々に不平衡重錘を相互に所定の角度位相差を有するように取り付け、前記２軸を同一方向に同期して回転させる連結手段を備え、前記不平衡重錘の回転により発生する円形加振力により被加振体を振動させるようにした振動装置には種々の形式のものがあるが、被加振体は例えば取付台に固持された鋳枠であって、これを振動させるのであるが全体を円振動させることが望ましい。これを達成する振動装置として例えば特開平９−２２５５８６号公報では「レイアウトや作業の邪魔にならないで、鋳枠の重心の高さの位置の変化に対応できる円運動型振動テ−ブルを得ることを課題として、鋳枠をテ−ブル盤上に固定することができるばねに支持された鋳物砂充填用振動テ−ブルと、前記テ−ブル盤の下部に設けられ平行２軸上の夫々の回転不釣り合い重りが回転する不釣り合い重り式振動装置とを有する鋳物砂充填用振動装置において、振動装置に、平行２軸上の不釣り合い重りが所定の初期位相差を維持しつつ等速度で同方向に回転するための同期回転手段を設けた。初期位相差は３０°〜１５０°。同期手段は平行２軸間の歯付きベルト、チェ−ン、歯車装置、又は２モ−タを電気的に同期制御するもの。振動装置は２基の回転不釣り合い式振動モ−タでテ−ブル盤下部に固定、又は平行２軸をテ−ブル盤下部に軸受支持してモ−タを振動系外の固定部に固定した」構成を開示している。然るにこの装置では、いちいち歯付きベルトを外して、回転不釣合重りの位相差角を変えて、実験により全体を円振動させる、適切な位相差角を決定するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−２２５５８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
然るに上記装置では「ベルトの掛け代えによって」いちいち位相差角を変更しなければならず、適切な位相差角を決定するまでに相当な作業時間を必要とするのみならず、この位相差角を維持して加振力を変えることができない。本発明はこのような作業時間を大巾に短縮することができるのみならず、この適切な位相差角を維持して容易に加振力を変えることができる振動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題は、左右で対となる平行な４軸の各々に不平衡重錘を取り付け、一対の電動機でそれぞれ左の２軸、右の２軸を差動ギヤ機構を介して同一方向に同速度で回転駆動し、かつ該差動ギヤ機構に角度位相差調節手段を設けて、該角度位相差調節手段により前記左の２軸に取り付けた不平衡重錘と前記右の２軸に取り付けを不平衡重錘との角度位相差を調節するようにし、更に前記左の２軸及び右の２軸間をそれぞれ加振力調節ギヤ機構で結合し、これら加振力調節ギヤ機構を共通の調節手段により前記左右の各々で２軸の一方を他方に対し同一角度、同じ方向に回動させるようにしたことを特徴とする振動装置によって解決される。
【０００６】
また、以上の課題は、左右で対となる平行な４軸の各々に不平衡重錘を取り付け、一対の電動機でそれぞれ左の２軸、右の２軸をタイミングベルトを介して同一方向に同速度で回転駆動し、かつ前記左の２軸及び右の２軸間をそれぞれ加振力調節ギヤ機構で結合し、これら加振力調節ギヤ機構を共通の調節手段により前記左右の各々で２軸の一方を他方に対し同一角度、同じ方向に回動させるようにしたことを特徴とする振動装置によって解決される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の振動装置によれば、実験で一々被加振体の振動を検査する必要なく直ちに全体が円振動を行なう位相差角度を決定することができるのみならず、容易に所望の加振力を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の原理について、図１〜図４を参照して説明する。取付台Ｐには被加振物Ｍが取りつけられられており、取付台Ｐの底面には図４に示すように一定幅の断面冂形状の溝Ｑが形成されている。この溝Ｑにモーター取付板Ｒが図１において左右に摺動可能に設けられており、これに一対のモーターＭ1 、Ｍ2 が所定の間隔Ｌをおいて固定されている。モータ取付板Ｒは図示せずとも固定手段により取付台Ｐに、その位置を決定したのち、そこで固定されるものとする。モーターＭ1 、Ｍ2 は同等のモーター例えば誘導電動機であるがこの軸Ｏ1 、Ｏ2 の両端には公知のように、ほぼ半円形状のアンバランスウェイトＷ1 、Ｗ2 が固定されている。物体Ｍ、取付板Ｐ、モーター取付板Ｒ、モーターＭ1 、Ｍ2 、全体の重心をＧとすれば、この重心Ｇと軸心Ｏ1 とを結ぶ線分と重心Ｇと軸心Ｏ2とを結ぶ線分は相等しい。すなわち、この２本の線分は、二等辺三角形の斜辺となり、軸心軸Ｏ1 、Ｏ2 を結ぶ線分Ｌまでの距離Ｈは二等辺三角形の高さになるが、このような幾何学的配置においてアンバランスウェイト板Ｗ1、Ｗ2 は図示するような角度位相差θとなるように軸軸Ｏ1 、Ｏ2 に取付けられている。このθは以下のような数式で決定される。アンバランス板Ｗ1、Ｗ2 の遠心力をそれぞれ図示するようにＦ1、Ｆ2 とする。ここでＦ1 ＝Ｆ2 ＝Ｆとする。水平成分の合成力ＦH ＝２Ｆｃｏｓθ／２、垂直成分の合成力ＦV ＝２Ｆｓｉｎθ／２。重心の周りの回転モーメントは、水平成分によるものＭH ＝−２Ｆｃｏｓθ／２（重心の周りの時計方向を正とする）、垂直成分によるものＭV ＝２Ｆｓｉｎθ／２である。よって、重心の運動が円振動になるための条件はＭH ＋ＭV ＝２ＦＬｓｉｎθ／２−２ＦＨｃｏｓθ／２＝０
ｔａｎθ／２＝Ｈ／Ｌ
従ってＬ→大、Ｈ→小ならθ→０、合成加振力→２Ｆに近付く。Ｌ→小、Ｈ→大ならθ＝１８０°、合成加振力→０に近付く。
【０００９】
すなわち、左側モーターＭ1 の軸Ｏ1 に取り付けられているアンバランスウェイトＷ1 のこの図示した時点における加振力Ｆ1 の方向が重心Ｇの方向を向いている時、右側のモーターＭ2 の軸Ｏ2 に固定されているアンバランスウェイトＷ2 がこの時点で図示した位置にあるとすれば加振力をＦ2 とすればこれらの間に角度θをなすものである。よって、この加振力Ｆ1 の水平成分はＦ1 ｃｏｓθ／２であり、他方右側のモーターＭ2 の加振力水平成分はＦ2 ｃｏｓθ／２。また、垂直成分がＦ1 Ｖｓｉｎθ／２およびＦ2 Ｖｓｉｎθ／２である。ここでＦ1 ＝Ｆ2 であり、それぞれの力の向きは逆である。
【００１０】
すなわち本発明によれば図１Ａに示すような位置関係で、同アンバランスウェイトＷ1、Ｗ2 の角度位相差が図示するように定められる時に重心Ｇの周りの回転モーメントが合計でゼロとなることを証明した。従って、幾何学的関係は単純であるがこれで間違いなく装置全体の周りの重心Ｇが円運動を行うことを明らかにした。
【００１１】
図１Ａにおいては，台Ｐの中心上に重心Ｇが来るように物体Ｍを取り付けるようにしたが、取付の仕方によっては図１Ｂに示すように右方にずれる場合がある。この場合にはモ−タ取付板Ｒを図示するように右方へと移動させ、重心Ｇが軸心間の距離Ｌの半分の点の直上にくる点で固定させることにより上記と同じ作用、効果が得られる。
【００１２】
更に一般的には図２に示すように被加振物ｍの形状が不定形である場合、その重心Ｇ’は図３Ａ、Ｂで示すようにして求めることにより決定することができるので、上述のような定形の物体Ｍに限られることない。即ち、図３Ａで示すように点Ｐ1に例えばフックなどを取り付け、クレ−ンで上昇させることにより重心Ｇ’を通るＨ1 なる垂線が得られる。更に図３Ｂに示すように点Ｐ2 で同様にクレ−ンで吊り上げられることにより垂線Ｈ2 が得られる。これらの交点から重心Ｇ’が求められる。以下、上記物体Ｍの場合と同様である。
【００１３】
次に本発明の実施の形態につき詳細に説明する。
【００１４】
図５ないし図１０は本発明の第１の実施の形態による振動装置１の全体を示すものであるが、被処理物の載せ台２は図６に示すように基台３上に多数のコイルバネ４、及び空気バネ５により支持されている。図５に示すように載せ台２の両側には対として複数のロ−ラ６が配設されており、図５において下方にも多数のロ−ラ６が図示せずとも配設されているものとする。また、端（上方）の２つのロ−ラ６間には円筒孔７が設けられている。載せ台２の下方には一対の群の不平衡重錘群９Ａ、９Ｂが配設されておりこれらはそれぞれ主電動機、１０ａ、１０ｂにより後述するような伝達機構を介して駆動される。
【００１５】
主電動機１０ａ、１０ｂの回転軸の端部にはプ−リが取り付けられており、これらには歯付べルト１１もしくはタイミングベルトが巻回されており、その中央部において図７に示すようにテンションロ−ラ２０ａ、２０ｂにより所望のテンションがかけられるようにしている。これにより主電動機１０ａ、１０ｂは同一方向に同期して回転させられる。これらの回転軸４１ａ、４１ｂは加振力調整ギア機構１２Ａ、１２Ｂ（その詳細は後述する）に導入され、これから出力軸２１ａ、２２ａ、２１ｂ、２２ｂが導出されており、これらは更に載せ台２の下方の平行重錘群９Ａ、９Ｂのそれぞれ４本の軸２５ａ、２６ａ、２７ａ、２８ａ、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８ｂに連結されるが、駆動ユニットボックスＷａ、Ｗｂ内のタイミングベルトにより軸２６ａと２８ａ、２５ａと２７ａ、及び２５ｂと２７ｂ、２６ｂと２８ｂとは結合されている。
【００１６】
被加振物Ｍとしては本実施の形態によれば鋳砂が充填される鋳枠が適用され、これは図５において下方から載台２の上方にローラー６により搬送される。空気バネ５は図８、図９に図示されるように間に取付部材５ｃの底板部５ｃａを挟んで上下２段の空気ばね要素５ａ、５ｂから成るが下段の空気ばね要素５ｂの空気が増圧され、上段の空気ばね要素５ａが減圧されると載台２を上昇させる（図９）。所定高さにあるローラー６のレベルよりさらに高く載台が上昇されると今や載台２のみで支持されることになり、載台２の面と物体Ｍの底面との間に密閉空間が形成され、これが真空ポンプにより減圧されることにより、また円筒状の孔７も減圧されて物体Ｍは強固に載台２及び孔７により固着される。ほぼ方形の溝にシールリングｇを嵌着させているので、物体Ｍはより強固に所定の位置で固着される。
【００１７】
図１０は本発明の第１の実施の形態による駆動機構の詳細を示すものであるが、電動機１０ａ、１０ｂの出力軸４１ａ、４１ｂは加振力調整ギア機構１２Ａ、１２Ｂを通り、加振力駆動ユニットＷａ、Ｗｂに接続される。二つの加振力調整ギヤ機構１２Ａ，１２Ｂは同一の構成を有するものであるがこれらは共通の加振力調整手段により同一角度調節を行なう。すなわち、調節電動機７０の出力軸はかさ歯車機構８１に接続され、これは一対の相噛合するかさ歯車により構成され、一方のかさ歯車の出力軸が他方のかさ歯車機構８２内に挿入されこの軸端に固定されたかさ歯車が他方の歯車と噛合している。この出力軸７５が加振力調整ギヤ機構１２Ａのケ−シング６２に取りつけられたベアリングｂの内輪側に挿入されており、その軸端に小ギヤ７６を取り付けアイドルギヤ７７に噛合している。かさ歯車機構８１の出力軸７５も同様に他方の加振力調整ギヤ機構１２Ｂに接続される。一方のギヤ機構１２Ａに対応する部分については同一の符号が付されている。
【００１８】
次に加振力調整ギヤ機構１２Ａについて説明する。尚加振力調整ギヤ機構１２Ｂは同一の構成であるので説明を省略する。ケ−シング６２内に電動機１０ａの出力軸４１ａが両側壁部で支承されていてこれに主ギヤ６３が固定され、これと噛合するようにアイドルギヤ６４が軸８０に支持されている。アイドルギヤ６４はギヤボックスＧの側壁で支承されており、更にギヤボックスＧの側壁に支承された軸７８に固定されたギヤ６５と噛合している。軸７８には更にギヤ６７が固定されており、これはケ−シングに支承された中間ギヤ６８と噛合し、これが更に上述の軸８０に固定された駆動ギヤ６９と噛合している。
【００１９】
次に一ユニットのアンバランスウェイト機構Ｗａ，Ｗｂについて説明する。尚、Ｗｂは同一の構成であるので説明を省略する。すなわち、ほぼ直方形状のケ−シング９１内には電動機１０ａの出力軸４１ａが両側壁部で支承されており，これにほぼ半円形状のアンバランスウェイト９８ａを取り付けている。出力軸４１ａはケ−シング９１内でプ−リ９２が取り付けれており、これと最左方の軸１００に固定されたプ−リ９３との間にベルト９６が巻回されている。軸１００にはアンバランスエイト９８ｂが取り付けられている。
【００２０】
また、加振力調節ギヤ機構１２Ａの出力軸８０にはプ−リ９４が固定されておりこれと左から２番目の軸に固定されたプ−リ９５との間にベルト９７が巻回されている。
【００２１】
本発明の実施の形態による駆動機構は以上の様に構成されるが、次にこの作用について説明する。
【００２２】
尚、説明を分かりやすくするために最初は左右一対のアンバランスウェイトボックス機構Ｗａ、Ｗｂ内のアンバランスウェイト（なお、ここでは説明をわかりやすくするために図示の通り符示する）の角度位相は図１１Ａで示す位置にあるとする。この状態で電動機１０ａ、１０ｂを駆動すると出力軸４１ａ、４１ｂは加振力調節ギヤ機構１２Ａ、１２Ｂをそのまま挿通しているのであるがケ−シング６２内でギヤ６３を固定させているので、これとギヤ６４との噛合によりギヤ６５を回転させ、これが軸７８に固定されていることにより、同速度でギヤ６７を回転させ中間ギヤ６８、駆動ギヤ６９を介して軸８０を電動機１０ａの軸と同一方向に同速度で回転させる。他方の電動機１０ｂの出力軸４１ｂも同様な構成の加振力調節ギヤ機構１２Ｂによりすべての軸は同一方向に同速度で回転する。また、電動機１０ａ、１０ｂの連結手段は歯付ベルト１１であり電動機の駆動軸に固定されたプーリのＶ溝に係合させられる。これにより電動機１０ａ、１０ｂは同一方向に同期して回転させられる。また、本実施の形態によれば全体の重心Ｇから電動機１０ａ、１０ｂの軸心とを結ぶ線分までの距離及びこの線分の大きさから位相差角の決定は上述したように演算により行われるがこの演算結果を電動機１０ａ、１０ｂを停止させて手動でアンバランスウェイト群の間で角度調節される。然しながら本発明の実施の形態によれば１回の角度調節のみで直ちに運転にはいることが出来るが従来はこのような演算を行わずに何回か歯付きベルトＶを取り外すことにより角度調節を繰り返していた。
【００２３】
然るに本発明によれば、たった１回の演算により正確なアンバランスウェイトの所定の位相差角を求めることができる。この所定の位相差角に調節するために本実施の形態によれば図６に示すように２つの電動機１０ａ、１０ｂの軸端に固定された歯付きプーリに巻装されているタイミングベルト１１を２つのテンションローラ２０ａ、２０ｂを図示した位置から下方に移動させることにより、このタイミングベルト１１を緩める。すなわち、２つの電動機１０ａ、１０ｂ間をテンション上、フリーにした関係とする。ここで、所定の位相差角を仮に６０°と求められるとこれに調節するために１個の電動機１０ａについてはその歯付きプーリの歯数に応じた角度分（３０°）の歯数だけ手動で時計方向に回動させる。同様に電動機１０ｂの回転軸も反時計方向に３０°分回動させる。これにより図１１Ｂに示すように２群のアンバランスウェイトＷ11、Ｗ12、Ｗ13、Ｗ14とＷ21、Ｗ22、Ｗ23、Ｗ24間の位相差角は６０°に設定される。再び、テンションプーリ２０ａ、２０ｂを図７に示す位置に上昇させてベルト１１にテンションをかける。主電動機１０ａ、１０ｂを駆動する。よって、図１１Ｂに示す位相差角を保持してアンバランスウェイトＷ11〜Ｗ24は同一方向に同期して回転する。載せ台２には上述の本発明の原理について説明したように全体が円振動を行い鋳枠に対し所望の作用を行わしめる。
【００２４】
このような位相差を維持して加振力を変更する場合について説明する。加振力調節ギヤ機構１２Ａ、１２Ｂに共通の調節手段として設けられている電動機７０を所定角度回転させる。これによりかさ歯車機構８１、８２を介して軸７５を所定角度回転させ，これに固定されたギヤ７６と噛合する調節ギヤ７７を回動させる。かさ歯車機構８１の出力軸７５’は他方の加振力調節機構１２Ｂに接触されるが同作用を行なう。すなわち、これはギヤボックスＧに固定されているので軸８０の周りに所定角度回動させる（図１２参照）。加振力調節ギヤ機構１２Ａ、１２Ｂにおいて、モーター７０の所定角度だけ同じ方向に回動させられる。図１１Ｃはこれを示すものであって、左側のユニットＷａ内のアンバランスウェイトＷ11、 Ｗ12、Ｗ13、Ｗ14は図示の位置を取るが他方のユニットＷｂ内のアンバランスウェイトＷ21、Ｗ22、Ｗ23、Ｗ24は図示の位置を取る。すなわち、図１１Ｂと比較するとユニットＷａにおいてアンバランスウェイトＷ11、Ｗ13はその角度位置を変更されないが、もう２つのアンバランスウェイトＷ12、Ｗ14は図１１Ｂの角度位置から３０°反時計方向に回動せられる。更に、他方のユニットＷｂにおいてはアンバランスウェイトＷ22、Ｗ24は図１１Ｂの角度位置を維持するが、もう２つのアンバランスウェイトＷ21、Ｗ23は図１１Ｂの示す位置から反時計方向に３０°回転する。これにより加振力は図１１Ｂの場合よりこの角度分小さくなる。一方のユニットＷａ内のアンバランスウェイトＷ11〜Ｗ14の加振力の合成力と他方のユニットＷｂ内のアンバランスウェイトＷ21〜Ｗ24の加振力の合成力は図１１Ｂと同様に所定の位相差６０°を維持しながら加振力を小さくすることができる。
【００２５】
図１３〜図１７は本発明の第二の実施の形態による振動装置を示し全体は４０で示されるが第一の実施の形態に対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
すなわち、本実施の形態によれば主電動機１０ａ、１０ｂの連結手段が異なり一対のギヤ機構４２ａ、４２ｂ及びこれらに結合される差動ギヤ機構４４によりその同期作用が行われる。従って主電動機１０ａの回転軸４１ａはギヤ機構４２ａ、カップリング４３ａを介して加振力調整ギヤ機構１２Ａに接続される。他方の主電動機１０ｂについても同様にして加振力調整機構１２Ｂに連結される。
【００２７】
本発明の第二の実施の形態は以上のように構成されるが次にこの細部について説明する。
【００２８】
図１５を参照すると、電動機１０ａ、１０ｂの出力軸４１ａ、４１ｂは加振力調整ギヤ機構１２Ａ、１２Ｂを通り、加振力駆動ユニット４４ａ、４４ｂに接続される。また、かさ歯車機構４２ａ、４２ｂは位相差調整ギヤ機構４４に接続される。かさ歯車機構４２ａ、４２ｂは同一の構造であるので、一方４２ａについてのみ説明する。ケーシング４５内に電動機１０ａの出力軸４７ａはケーシング４５に装着されたベアリング４６、４７により支承されている。ケーシング４５内でかさ歯車４８、４９が図示するように噛合しており、かさ歯車４９の出力軸５０は位相差調節ギヤ機構４４内に挿入されている。
【００２９】
位相差調節ギヤ機構４４は図１７で明示されるようにケーシング５１の側壁部により支承された差動歯車５２を取りつけており、これにかさ歯車４９の出力軸５０を挿通させており、ケーシング５１の内部で第１ギヤ５３を固定させている。更にギヤ５３は差動ギヤボックス６１の両側壁部で支承された軸５５に取り付けられた第２ギヤ５４と噛合しており、またこの軸５５のギヤボックス６１から突出する軸端には第３ギヤ５６を固定させており、これは他方のかさ歯車機構４２ｂの出力軸５８の端部に固定された第４ギヤ５７と噛合している。ケーシング５１外には位相差調節モータ５９が設けられており、この回転軸にギヤ６０が固定されておりこれが上述のギヤ５２と噛合している。
【００３０】
今、電動機１０ａと１０ｂとの間の速度差が生じたとすれば、これはギヤ５３、５４の噛合により、またギヤ５６と５７の噛合により出力軸５０、５８を同速度で回転させるトルクを与えるすなわち同期作用をさせる。よってアンバランスウェイトＷ11〜W24は８個とも同一速度で同一方向に図１１Ａで示す位相差（図示では０）を保って回転させる。
【００３１】
次に所定の位相差に調節する場合について説明する。電動機５９を所定角度回転させる。これによりギヤ６０が噛合する差動ギヤ５２を回転させる。これによりギヤ５２を固定しているボックス６１が軸５０の周りに所定角度、回動する。すなわち軸５０に固定されたギヤ５３か遊星歯車として働き、これと噛合する太陽歯車としてのギヤ５４をこの所定角度、回動させるこれにより、ギヤ５４を固定させている、軸５５に固定されたギヤ５６と噛合するギヤ５７を固定させているかさ歯車機構４２ｂの出力軸５８を所定角度、回転させる。よって、電動機１０ａの出力軸に固定されたアンバランスウェイトに対して電動機１０ｂに結合されるアンバランスウェイトをこの角度位相分変えることができる。
【００３２】
このような位相差を維持して加振力を変更させる場合のついては、上述の第２の実施形態と同様である。
【００３３】
図１８は本発明の第３の実施の形態を示し上述の実施の形態に対応する部分については同一の符号を付しその詳細な説明は省略する。
【００３４】
すなわち本発明の実施の形態によれば、アンバランスウェイト駆動ユニットＷａ’、Ｗｂ’の構成が異なり上述の実施の形態におけるタイミングベルト９６、９７を省略し出力軸を４軸としこれにアンバランスウェイトＷ11、Ｗ12及びＷ21、Ｗ22が固定されている。このような実施の形態においても上述の実施と同様な作用効果を奏することは明らかである。
【００３５】
すなわち、位相差角調節機構４４によりアンバランスウェイトＷ11〜Ｗ22は図１９に示すように変更することができる。
【００３６】
図１９Ａにおいては基準を明確にするために４つのアンバランスウェイトＷ11〜Ｗ22の加振力がすべて同時に下向きとなる場合を考えている。一方のアンバランスウェイトＷ11、Ｗ12に対する他方のアンバランスウェイトＷ21、Ｗ22の位相差を変える場合には位相差調節ギヤ機構４４により上述の実施の形態と同様に例えば３０°変更する場合においては調節用モータ５９を３０°回転させこれにより、図１９Ｂで示すように右側の２つのアンバランスウェイトＷ21、Ｗ22は左側のアンバランスウェイトＷ11、Ｗ12に対して３０°反時計方向に回転させられる。これにより発明の原理を実行することができる。更に加振力調節ギヤ機構１２Ａ、１２Ｂにより両ユニットＷａ’、Ｗｂ’内の加振力を図１９Ｂに示す状態より更に同じだけ小さくするためにはモータ７０により例えば３０°回転させるべく設定する。これにより図１９Ｂより更に一方のアンバランスウェイトＷ12、Ｗ21が同ユニット内における他方のアンバランスウェイトＷ11、Ｗ22より３０°同じ方向に回転させられる。よって、同一のユニットＷａ、Ｗｂ内においては同一の小なる加振力とされて図１９Ｂの位相差を維持している。
【００３７】
図１８の形態では第１、第２の実施の形態よりはるかにシンプルな構成とされているが全体としての加振力は小さく更にこれより大きくするためにこれを単に並列するだけでは設置面積を大とする。これは従来技術で述べた装置についても言えることで第１、第２の実施の形態では更に大きな加振力を与えながら全体を従来より大幅にコンパクトな構成とすることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３９】
例えば以上の実施の形態では被加振物として鋳枠を適用しこれに砂を込める場合を説明したが、これに限ることなく他の被加振体でも良い。例えば、直方形のケースに納められた砂や砂利状物質を更にコンパクトに充填させたり複数のコンパートメントに区画されている場合に砂利状物質を等分に分配させたりするのにも適用可能である。
【００４０】
また以上の実施の形態では１個の被加振物について説明したが、もちろん複数の加振物を載せ台２に固定させて全体の重心を求め、これから発明の原理で述べたように角度θを求めるようにしてもよい。
【００４１】
また以上の実施の形態では２軸、４軸、８軸について説明したが更に１６軸と倍加させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の原理を示す模式図である。Ａは被加振物が載せ台の中央に載せられた場合、Ｂは右方へずれて載せられた場合を示す。
【図２】更にその変形例を示す模式図である。
【図３】図２における不定形状の被加振体の重心を測る方法を示す図で、Ａは点Ｐ1 で懸吊した場合、Ｂは点Ｐ2 で懸吊した場合を示す。
【図４】図１に示す装置の側面図
【図５】本発明の第１の実施の形態による振動装置の平面図である。
【図６】同側面図である。
【図７】同正面図である。
【図８】同装置における空気ばねの詳細を示す側面図である。
【図９】同作用を示す側面図である。
【図１０】第１の実施の形態による駆動機構の詳細を示す断面図である。
【図１１】同装置における２群のアンバランスウェイトの位相差角度調整を示すアンバランスウェイトの正面図である。
【図１２】図１０における要部の拡大断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態による振動装置の平面図である。
【図１４】同側面図である。
【図１５】同正面図である。
【図１６】同装置の駆動機構の詳細を示す断面図である。
【図１７】同要部の部分破断斜視図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態による概略平面図である。
【図１９】同装置におけるアンバランスウェイトの作用を示す正面図である。Ａは同位相、Ｂは６０°の位相差、Ｃは同ユニット内のアンバランスウェイト間の位相差が６０°の場合を示す。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・振動装置、２・・・載せ台、９Ａ、９Ｂ・・・不平衡重錘群、１０ａ、１０ｂ・・・主電動機、１１・・・歯付ベルト、１２Ａ、１２Ｂ・・・加振力調整ギア機構、４４・・・位相差調整ギア機構、Ｆ1、Ｆ2・・・遠心力、Ｇ’、Ｇ’’・・・重心、Ｈ・・・距離、Ｌ・・・線分、ｍ・・・被加振物、Ｍ・・・被加振物、Ｍ1、Ｍ2・・・モータ、Ｗ1、Ｗ2・・・アンバランスウエイト、Ｗ11、Ｗ12、Ｗ13、Ｗ14・・・アンバランスウエイト、Ｗ21、Ｗ22、Ｗ23、Ｗ24・・・アンバランスウエイト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右で対となる平行な４軸の各々に不平衡重錘を取り付け、一対の電動機でそれぞれ左の２軸、右の２軸を差動ギヤ機構を介して同一方向に同速度で回転駆動し、かつ該差動ギヤ機構に角度位相差調節手段を設けて、該角度位相差調節手段により前記左の２軸に取り付けた不平衡重錘と前記右の２軸に取り付けを不平衡重錘との角度位相差を調節するようにし、更に前記左の２軸及び右の２軸間をそれぞれ加振力調節ギヤ機構で結合し、これら加振力調節ギヤ機構を共通の調節手段により前記左右の各々で２軸の一方を他方に対し同一角度、同じ方向に回動させるようにしたことを特徴とする振動装置。
【請求項２】
左右で対となる平行な４軸の各々に不平衡重錘を取り付け、一対の電動機でそれぞれ左の２軸、右の２軸をタイミングベルトを介して同一方向に同速度で回転駆動し、かつ前記左の２軸及び右の２軸間をそれぞれ加振力調節ギヤ機構で結合し、これら加振力調節ギヤ機構を共通の調節手段により前記左右の各々で２軸の一方を他方に対し同一角度、同じ方向に回動させるようにしたことを特徴とする振動装置。
【請求項３】
前記左右の各２軸をタイミングベルトを介して追加の軸に結合し、これら追加の軸の各々に前記不平衡重錘と同一の不平衡重錘を取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の振動装置。
【請求項４】
被加振物を載せるフレ−ムに前記４軸は回転可能に支承されており、該フレ−ムは地上にばねにより振動可能に支承されかつ前記被加振物は前記フレ−ムに対し位置決めして固定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の振動装置。
【請求項５】
前記ばねは２段で成る空気ばねを含みこれらの段の選択的空気吸排により前記フレ−ムを上下動させるようにしたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の振動装置。
【請求項１】
左右で対となる平行な４軸の各々に不平衡重錘を取り付け、一対の電動機でそれぞれ左の２軸、右の２軸を差動ギヤ機構を介して同一方向に同速度で回転駆動し、かつ該差動ギヤ機構に角度位相差調節手段を設けて、該角度位相差調節手段により前記左の２軸に取り付けた不平衡重錘と前記右の２軸に取り付けを不平衡重錘との角度位相差を調節するようにし、更に前記左の２軸及び右の２軸間をそれぞれ加振力調節ギヤ機構で結合し、これら加振力調節ギヤ機構を共通の調節手段により前記左右の各々で２軸の一方を他方に対し同一角度、同じ方向に回動させるようにしたことを特徴とする振動装置。
【請求項２】
左右で対となる平行な４軸の各々に不平衡重錘を取り付け、一対の電動機でそれぞれ左の２軸、右の２軸をタイミングベルトを介して同一方向に同速度で回転駆動し、かつ前記左の２軸及び右の２軸間をそれぞれ加振力調節ギヤ機構で結合し、これら加振力調節ギヤ機構を共通の調節手段により前記左右の各々で２軸の一方を他方に対し同一角度、同じ方向に回動させるようにしたことを特徴とする振動装置。
【請求項３】
前記左右の各２軸をタイミングベルトを介して追加の軸に結合し、これら追加の軸の各々に前記不平衡重錘と同一の不平衡重錘を取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の振動装置。
【請求項４】
被加振物を載せるフレ−ムに前記４軸は回転可能に支承されており、該フレ−ムは地上にばねにより振動可能に支承されかつ前記被加振物は前記フレ−ムに対し位置決めして固定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の振動装置。
【請求項５】
前記ばねは２段で成る空気ばねを含みこれらの段の選択的空気吸排により前記フレ−ムを上下動させるようにしたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の振動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００６−１５０３５８（Ｐ２００６−１５０３５８Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７０２００（Ｐ２００５−３７０２００）
【出願日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【分割の表示】特願平１１−１２４８８４の分割
【原出願日】平成１１年４月３０日（１９９９．４．３０）
【出願人】（０００００２０５９）神鋼電機株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【分割の表示】特願平１１−１２４８８４の分割
【原出願日】平成１１年４月３０日（１９９９．４．３０）
【出願人】（０００００２０５９）神鋼電機株式会社 (1,111)
【Ｆターム（参考）】
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