旋回円運動装置における回転駆動軸間距離の自動調整装置
【課題】 回転駆動軸間距離の変動を吸収でき、高速回転時にも安定した運転が行え、とくに本出願人の特許出願に係る上記の高圧水噴射洗浄装置に適用するのに最適な、旋回円運動装置における回転駆動軸間距離の自動調整装置を提供する。
【解決手段】 同期してそれぞれサーボモータにて回転する左右一対の偏心回転機構１０・１０により、両偏心回転機構間に跨って配置される洗浄装置本体５を旋回円運動する高圧水噴射洗浄装置１において、一方の偏心回転機構１０Ｌを支持体４に固定するとともに、他方の偏心回転機構１０Ｒを、一方の偏心回転機構１０Ｌにより洗浄装置本体５を介して他方の偏心回転機構１０Ｒに対し作用する反力による水平方向への変位を板バネ９の付勢力に抗して許容できるように支持している。
【解決手段】 同期してそれぞれサーボモータにて回転する左右一対の偏心回転機構１０・１０により、両偏心回転機構間に跨って配置される洗浄装置本体５を旋回円運動する高圧水噴射洗浄装置１において、一方の偏心回転機構１０Ｌを支持体４に固定するとともに、他方の偏心回転機構１０Ｒを、一方の偏心回転機構１０Ｌにより洗浄装置本体５を介して他方の偏心回転機構１０Ｒに対し作用する反力による水平方向への変位を板バネ９の付勢力に抗して許容できるように支持している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期してそれぞれ駆動装置にて回転する左右一対の偏心回転機構により、両偏心回転機構間に跨って配置される連結部分を旋回円運動する装置において、偏心回転機構の回転駆動軸間距離を自動的に調整するための回転駆動軸間距離の自動調整装置に関する。この自動調整装置は、とくに、液晶パネル、プラズマパネル、有機ＥＬ（エレクトリックルミナンス)パネルなどのＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）やガラスや半導体ウエハーなどの平坦な板状物を高圧洗浄液を噴射して洗浄する高圧水噴射洗浄装置（ウォータジェット洗浄機ともいう）において、高圧水噴射ノズルを取り付けるホルダーとしての、左右一対の偏心回転機構間に跨って配置される連結部分を、旋回円運動させるための各偏心回転機構が同期してそれぞれ駆動装置にて円滑に回転するようにした回転軸間距離の自動調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の高圧水噴射洗浄装置として、複数の高圧水噴射ノズルを並べて装着したホルダーを旋回（円運動）させながら若しくは円錐状に揺動させながら、その洗浄装置から噴射する高圧水を洗浄対象物に対し垂直に当てながら直交方向に移動させることで、噴射ノズルから噴射する高圧水にて洗浄対象物の一面を緻密に洗浄する装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この装置は１本の直線状に高圧水が噴射する収束型ノズルを備えているため、従来の一般的な洗浄装置のようにノズルから噴射される洗浄水が円錐状に広がるコーン型や扇状に広がるファン型ではなく、洗浄水が拡散しない。したがって、噴射される洗浄水のエネルギー密度が、コーン型やファン型に比べて１００倍〜１０００倍と非常に高いため、洗浄面での剥離・洗浄効果は非常に優れている。しかしその一方で、洗浄対象物に対し洗浄水が当たる領域（面積）が極めて狭く、局所部分しか洗浄できない。
【０００３】
そこで、本出願人は、洗浄対象物を洗浄装置本体に対し一定速度で移動させながら、前記洗浄装置本体の高圧水噴射ノズルから高圧水を前記洗浄対象物に噴射させて洗浄する高圧水噴射洗浄装置で、前記洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有する共通のホルダーの一面に、複数の高圧水噴射ノズルを前記洗浄対象物に向けかつ相互に間隔をあけて配列し、前記ホルダーの両側延長端部を、それぞれ同ホルダーの前記一面またはその延長面に直交する偏心回転軸および軸受部を介して偏心回転可能に支持するとともに、前記偏心回転軸を駆動装置にて回転させることにより前記洗浄装置本体が旋回し円運動するように構成し、前記各高圧水噴射ノズルに高圧水を供給し、定速移動する前記洗浄対象物に対し旋回円運動する各高圧水噴射ノズルから高圧水を噴射させるようにした高圧水噴射装置を開発し、特許出願している（特許文献２参照）。
【特許文献１】特許２７０５７１９号公報
【特許文献２】特願２００７−２８１３２２号
【特許文献３】特開平０７−０７５４２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した高圧水噴射ノズルを備えた洗浄装置本体を旋回円運動させる際の回転速度を上げれば上げるほど、洗浄密度が高まるが、一方で洗浄装置本体を含む洗浄装置全体の振動が増大する。
【０００５】
こうした振動が発生する理由は、上記の洗浄装置本体を旋回円運動させるための左右一対の偏心回転駆動機構には、両側の回転駆動軸間の距離を調整するための手段が設けられていないことにある。そのために、運転中に回転駆動軸間の距離が変動するからであるが、この発生要因として以下のことが考えられる。
【０００６】
1) 円柱体状の回転軸偏心部１４の中心軸線に対し回転駆動軸１５の中心軸線を偏心量ｅだけ偏心させて偏心シャフトを製作しているが、図９（ａ）に示すように左右の偏心シャフトは、加工誤差により偏心量ｅ１と偏心量ｅ２とが一致しなくなる（ｅ１≠ｅ２）。
【０００７】
2) 図９（ｂ）に示すように、円柱体状の回転軸偏心部１４に対する回転駆動軸１５の偏心方向についても、加工誤差により加工角度がθずれる。
【０００８】
3) 図９（ｃ）に示すように、円柱体状の回転軸偏心部１４の上面と下面に対しそれぞれ回転駆動軸１５を偏心量ｅだけ偏心させて偏心シャフトを製作する場合に、加工誤差により上部回転駆動軸１５と下部回転駆動軸１５との同心度に差異が生じる。
【０００９】
4) 図８（ａ）に示すように、同期して共通の駆動装置にて回転する左右一対の偏心回転機構１０・１０の回転偏心部１４・１４間に跨って配置される洗浄装置本体５の両端（回転偏心部に対する）の位相（回転角）に角度差θが生じる。
【００１０】
以上の要因により回転駆動軸間距離Ｌが変動すると、この変動は回転駆動軸のトルク変動をもたらすとともに、回転駆動軸を回転可能に支持している軸受に対して変動ラジアル荷重として作用する。トルク変動は高速回転（たとえば２００ｒｐｍ以上）時に駆動装置であるモーターに高負荷を及ぼすので、モーターが過負荷状態となって運転が困難になることがある。また、軸受に変動ラジアル荷重が作用すると、振動が発生する上に、軸受寿命の低下にもつながる。
【００１１】
ところで、回転駆動軸間距離の変動が要因で振動が発生するのを防止するための先行技術として、モーア(芝刈り機)において、ブレード軸の各軸受とモーアデッキの間にそれぞれ防振用弾性体を介装し、複数の軸受をそれらの軸間距離が一定に維持される状態で剛性連結部材により連結した構造のものが出願公開されている（たとえば、特許文献３参照）。
【００１２】
この装置の場合、複数の軸受をそれらの軸間距離を剛性連結部材により連結して、ブレード軸の軸間距離を一定に維持するようにしているから、本発明の対象とする旋回円運動装置に適用することができても、左右一対の偏心回転機構の回転駆動軸間距離を調整できない。いいかえれば、上記の先行技術に係る装置を本発明の対象とする旋回円運動装置に適用しても上記のような問題点は解決できない。
【００１３】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、回転駆動軸間距離の変動を吸収でき、高速回転時にも安定した運転が行え、とくに本出願人の特許出願に係る上記の高圧水噴射洗浄装置に適用するのに最適な、旋回円運動装置における回転駆動軸間距離の自動調整装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために本発明に係る旋回円運動装置における回転駆動軸間距離の自動調整装置は、同期してそれぞれ駆動装置にて回転する左右一対の偏心回転機構により、両偏心回転機構間に跨って配置される装置本体を旋回円運動する旋回円運動装置において、前記偏心回転機構のうち一方の偏心回転機構を定位置に固定するとともに、他方の偏心回転機構を、前記一方の偏心回転機構により前記装置本体を介して他方の前記偏心回転機構に対し作用する反力による水平方向への変位を許容できるように支持したことを特徴とする。
【００１５】
上記の構成を有する本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えていない場合には、両側の偏心回転機構の回転駆動軸が同期して駆動装置(モーター）により回転する際に、回転速度が速くなると、偏心回転機構の回転駆動軸間の距離が変動し、図１０のグラフに示すように、回転駆動軸１５の回転数がたとえば６００〜７００ｒｐｍを超えると、加速度が増大していき、偏心回転機構の振動が激しくなり、最終的に装置全体が激しく振動する。加えて、図９（ｂ）に示すように、回転駆動軸１５の回転で偏心回転する左右の円柱体状回転軸偏心部１４の外周縁部間を連結部材５で連結する場合に、回転偏心部１４の回転角で装置本体５の両端の回転偏心部１４に対する連結点間の距離Ｌが変動する（Ｌ１≠Ｌ２）。また、図９（ａ）に示すように、回転偏心部１４の回転角により左右の回転偏心部１４に対する装置本体（連結部材）５の連結点５Ｌと連結点５Ｒの位相が変化し、たとえば装置本体５の一方（右側）の連結点５Ｒが中心軸線ｓ−ｓ上にくると、右側の回転偏心部１４がいずれの方向にも回転可能な状態となって連結部材５を圧縮する方向の力が作用し、回転偏心部１４の回転が停止する。いいかえれば、回転偏心部１４の回転が困難になって、装置本体５の旋回円運動（運転）が困難になる。
【００１６】
一方、上記の構成を有する本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えることにより、たとえば回転駆動軸１５の回転数が８００ｒｐｍを超えても、図１０のグラフに示すように、加速度は０.５Ｇ程度に抑えられる。また、図９（ｂ）に示すように、回転偏心部１４の回転角で装置本体５の両端の回転偏心部１４に対する連結点間の距離Ｌが変動（Ｌ１≠Ｌ２）しようとしたり、あるいは図９（ａ）に示すように、回転偏心部１４の回転角により左右の回転偏心部１４に対する装置本体５の連結点５Ｌと連結点５Ｒの位相が変化しようとしたりしても、定位置に固定された一方の不動の偏心回転機構に対し他方の偏心回転機構が装置本体５を介して引き寄せられたり押し出されたりして水平方向への変位を許容することにより、偏心回転機構の回転駆動軸間距離の変動が吸収される。したがって、偏心回転機構あるいは装置全体が振動したりせず、また回転駆動軸１５の回転数が上がっても運転が停止したりしない。
【００１７】
請求項２に記載のように、前記他方の偏心回転機構を、複数の車輪、コロ、ローラあるいはボールベアリング（いわゆる、転動機構）を介して水平方向に移動可能に配置するか、またはそれらの転動機構を介さずに水平方向に移動可能に配置するとともに、前記偏心回転機構の周囲を略方形のハウジングで同偏心回転機構と一体的に移動可能に囲繞し、前記ハウジングの両側面を少なくとも一対の板バネの一端部間で挟持し、前記各板バネの他端部をそれぞれ定位置に固定した支持体に連結することができる。
【００１８】
このように構成すれば、水平方向の移動が許容された偏心回転機構が、回転駆動軸間距離の変動に応じ、その変動を吸収する（打ち消す）方向に板バネの付勢力に抗して、前記板バネの変形に伴い空中上で板バネとともに移動(変位）するか、または車輪、コロ、ローラあるいはボールベアリングを介して移動（変位）するので、回転駆動軸間距離は常に一定に保持される。
【００１９】
請求項３に記載のように、前記旋回円運動装置が、洗浄対象物を洗浄装置本体に対し一定速度で移動させながら、前記洗浄装置本体の高圧水噴射ノズルから高圧水を前記洗浄対象物に噴射させて洗浄する高圧水噴射洗浄装置に配備され、前記洗浄装置本体が洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有するホルダーを備え、そのホルダーの一面に複数の高圧水噴射ノズルを前記洗浄対象物に向けかつ相互に間隔をあけて配列し、前記ホルダーの両側端部を、それぞれ前記偏心回転機構により偏心回転可能に支持するとともに、前記回転駆動軸を駆動装置にて回転させることにより前記洗浄装置本体が旋回円運動するように構成し、前記各高圧水噴射ノズルに高圧水を供給し、前記洗浄装置本体に対し一定速度で移動する前記洗浄対象物に対し旋回円運動する各高圧水噴射ノズルから高圧水を噴射させるようにすることができる。
【００２０】
このように請求項１または２に記載の回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えた高圧水噴射洗浄装置によれば、両側の回転駆動軸を高速回転させても、回転駆動軸間の距離の変動をその変動に応じ水平方向の移動が許容された偏心回転機構が移動することにより吸収するから、高圧水噴射ノズルを備えたホルダーがスムーズに旋回円運動を継続し、各噴射ノズルから高圧水を一直線状（ストレート）に噴射させることによって、洗浄対象物に対し洗浄強さを一定にして均一な洗浄が可能になる。また、洗浄作業の高速化を図るために、噴射ノズル（ホルダー）の旋回円運動の速度を増大することにより、高い洗浄密度が得られるとともに、無用な振動の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る旋回円運動装置における回転駆動軸間距離の自動調整装置は上記の構成を有するから、下記のような優れた効果を奏する。すなわち、回転駆動軸間距離の変動を吸収でき、高速回転時にも安定した運転が行え、とくに本出願人の特許出願に係る上記の高圧水噴射洗浄装置に適用するのに最適である。また、洗浄の高速化を図るために高圧水噴射ノズルを備えた洗浄装置本体の旋回（回転）速度を大幅に増大させて高い洗浄密度でかつ強い洗浄力で均一に洗浄でき、洗浄装置本体あるいは洗浄装置本体を含む装置の振動加速度が増大せず振動が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る旋回円運動装置における回転駆動軸間距離の自動調整装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２３】
本発明の回転駆動軸間距離の自動調整装置を旋回円運動装置としての高圧水噴射洗浄装置に適用した実施例について図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明の回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えた高圧水噴射洗浄装置の実施例を示す、一部を断面で表した正面図、図２は同平面図、図３は同左側面図、図４（ａ）は図１の向かって左側の偏心回転機構とその近傍を拡大して示す正面図、図４（ｂ）は同左側面図である。図５（ａ）は図１の向かって右側の偏心回転機構とその近傍を拡大して示す正面図、図５（ｂ）は同平面図、図５（ｃ）は回転軸偏心部と上下の回転軸とを取り出して概略的に示す説明図、図５（ｄ）は図５（ｃ）の平面図である。
【００２５】
これらの図に示すように、高圧水噴射洗浄装置１は、機枠２上の両側部にそれぞれ支柱３を備え、両側の支柱３の上端部間が支持体としての横桁４で連結されている。また各支柱３に対応する位置に、左右一対の偏心回転機構１０が配置されている。各偏心回転機構１０は、上方より見て略方形のハウジング１０ａを一体的に備えている。そして、一方（本例では左側）の偏心回転機構１０Ｌは、図２・図３に示すように、ハウジング１０ａが横桁４に対しブラケット３ｂおよび支持板３ｃを介してボルト３ｄ・３ｅにより堅固に固定されている。
【００２６】
他方（右側）の偏心回転機構１０Ｒは、図５（ａ）に示すように支柱３の前方で支柱３には支持されない状態で、横桁４に対し長手方向への移動を許容するように配置されている。すなわち、図５（ｂ）に示すように偏心回転機構１０Ｒのハウジング１０ａの両側面を挟むように、４枚の板バネ９が上下に間隔をあけて配置され、各板バネ９の先端部がそれぞれハウジング１０ａに対しボルト１０ｂで固定されている。各板バネ９の基端部側は、横桁４にボルト３ｅで固定された支持板３ｃの両端部にボルト１０ｃで固定されている。この構成により、左右一対の偏心回転機構１０のうちの一方の偏心回転機構１０Lだけが横桁４に堅固に支持され，他方の偏心回転機構１０Ｒは横桁４から前方に延設された上下一対の４枚の板バネ９で挟持され，横桁４の長手方向への移動を許容するように支持されている。
【００２７】
この状態で、図６に概略構成を示すように、右側の偏心回転機構１０Ｒは運転中に左側の偏心回転機構１０Ｌとの軸間距離Ｌが変動することにより、たとえば後述の洗浄装置本体５を介して外力が作用したときに、その外力を打ち消す（吸収する）方向に板バネ９の付勢力に抗してわずかに（ΔＬほど）移動（微動）する。この外力は右側の偏心回転機構１０Ｒを左側の偏心回転機構１０Ｌと逆の方向に押し出す力であったり、偏心回転機構１０Ｌの方向に引き寄せる力であったりする。なお、図１〜図５中の符号１０ｄは各偏心回転機構１０の周囲を取り囲むカバーである。
【００２８】
左右の偏心回転機構１０Ｒ・１０Ｌ間には、洗浄装置本体５が回転可能に跨って支持されている。洗浄装置本体５は、図１〜図３に示すように中空でフラットバー状のホルダー６を備えており、このホルダー６の下面にノズル取付部８を介して多数の高圧水噴射ノズル７が千鳥状に等間隔に２列配設されている。各噴射ノズル７の向きは、洗浄対象物（図示せず）に対し垂直（直角）になるように揃えられている。ノズル取付部８には、長手方向に沿って高圧水供給路が穿設され、高圧水タンク（図示せず）から可撓性を有する螺旋状の金属製配管（図示せず）を介してノズル取付部８の高圧水供給路（図示せず）の一端に接続され、その高圧水供給路から各高圧水噴射ノズル７へ高圧水が供給され、各高圧水噴射ノズル７から一直線状に高圧水が噴射される。たとえば洗浄対象物がガラス板の場合に、このガラス板は搬送装置によって一定速度で洗浄装置本体５の下方を搬送される。このため、洗浄装置本体５およびホルダー６の長さをガラス板の幅方向の長さよりもやや長くして洗浄されない箇所が生じないようにしてある。
【００２９】
ホルダー６の両端には連結板１１がそれぞれ一体に連結されている。そして、ホルダー６は連結板１１・１１を介し、両側の偏心回転機構１０Ｌ・１０Ｒ間に跨って配設されている。つまり、各連結板１１の一端（外端）側には円筒状の軸受ハウジング（軸受部）１２が一体に形成され、各軸受ハウジング１２内には軸受１３を介して円柱体状の回転軸偏心部１４が回転可能に配装されている。また、回転軸偏心部１４の上下に回転駆動軸１５が軸受１６によりそれぞれ回転可能に支持されており、これらの上下の各回転駆動軸１５は回転軸偏心部１４の中心軸線Ｓ’から一方（本例では左側）に偏心した位置に一体回転可能に連結されている。また、左右の各偏心回転機構１０の上方には、サーボモータ１７が装備されており、このサーボモータ１７の駆動軸１７ａに一体回転可能に回転駆動軸１５の上端が連結されている。この構成により、左右のサーボモータ１７をほぼ同期して（一方が他方に追随するように）回転させることができ、図６（ｃ）（ｄ）に示すように回転駆動軸１５はその中心軸線Ｓが回転軸偏心部１４の中心軸線Ｓ’に対し偏心して回転するので、ホルダー６を含む洗浄装置本体５の両端部が偏心回転運動すると同時に、洗浄装置本体５全体は旋回円運動（揺動回転）する。なお、図７（ｂ）に示すように一台の共通のサーボモータ１７により、たとえば傘歯車を用いたギヤ機構２４および回転伝達軸２３を介して同時に駆動力を左右の回転駆動軸１５に伝達するようにしてもよい。本実施例では、回転駆動軸１５の回転で円柱体状の回転軸偏心部１４が偏心回転し、軸受ハウジング部(軸受１３を含む）１２を介してホルダー６を含む洗浄装置本体５を旋回円運動させるが、この関係はあたかもクランク機構に近いものである。このため、本例のように左右にサーボモータ１７を備えてほぼ同時に駆動力を回転駆動軸１５に伝達しない場合（あるいは共通のサーボモータ１７によりギヤ機構を介して同時に駆動力を回転駆動軸１５に伝達しない場合）には、いいかえれば、駆動装置としてのサーボモータ１７を一方にだけ設けて、一方の回転駆動軸１５を回転させると、洗浄装置本体５の停止状態によっては、回転駆動軸１５の回転を開始しようとしても、洗浄装置本体５を旋回円運動させられないことがある。
【００３０】
また、回転軸偏心部１４を挟んで上下の回転駆動軸１５に対し、図１〜図３に示すよう洗浄装置本体５の旋回円運動時に生じるモーメントを打ち消すように半円板体状のカウンタウエイト２５をそれぞれ一体回転可能に取り付けている。つまり、回転駆動軸１５の中心軸線Ｓを挟んで洗浄装置本体５の揺動回転方向と対称的な位置に、カウンタウエイト２５を取り付けている。この結果、回転駆動軸１５の回転時に、中心軸線Ｓを挟んで洗浄装置本体５の旋回方向と相対称位置にカウンタウエイト２５が変位し、洗浄装置本体５の旋回円運動時に発生しようとするモーメントの発生を打ち消す。したがって、両側の偏心回転機構１０Ｌ・１０Ｒを含め高圧水噴射洗浄装置１全体には無用なモーメントが発生しにくく、振動も生じにくい。しかし、その高圧水噴射洗浄装置１が回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えていなければ、両側の偏心回転機構１０Ｌ・１０Ｒの回転駆動軸１５の回転数が大幅に上昇し加速度が増大していくと、偏心回転機構１０Ｌ・１０Ｒの振動が激しくなり、装置全体が激しく振動するのは上述のとおりである。
【００３１】
以上のようにして本発明の実施例に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えた高圧水噴射洗浄装置が構成されるが、以下にその洗浄作業における動作の態様を説明する。
【００３２】
まず、図１〜図３に示すように、洗浄対象物がたとえばローラコンベヤ上に載置され、洗浄装置本体５の下方へ一定の速度で搬送される。左右のサーボモータ１７の駆動が開始され、回転駆動軸１５が回転し、この回転駆動軸１５の回転で円柱体状の回転軸偏心部１４が偏心回転し、軸受ハウジング部１２を介して洗浄装置本体５が旋回し円運動する。続いて、高圧水タンク（図示せず）から高圧の洗浄液が各噴射ノズル７へ供給される。各噴射ノズル７は洗浄装置本体５とともに真円形を描くように旋回しながら、直線状に高圧の洗浄液を噴射する。一方、洗浄対象物が洗浄装置本体５の下方へ一定速度で搬送されてくる。この状態で、洗浄対象物の一面に対し高圧の洗浄液が一斉に噴射され、均一な洗浄作業が遂行される。
【００３３】
そして、上記の洗浄作業において洗浄密度を向上するために、サーボモータ１７による回転駆動軸１５の回転速度を大幅に上げ、洗浄装置本体５を高速回転で旋回円運動させる。この状態で、図６に示すように両側の偏心回転機構１０Ｌ・１０Ｒの回転軸偏心部１４・１４間を洗浄装置本体５で連結する距離Ｌが、上記した要因（図８および図９参照）により変動する。しかし、本例の高圧水噴射洗浄装置１によれば、回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えており、図６に示すように軸間距離Ｌの変動量（±ΔＬ）に応じて、一方の偏心回転機構１０Ｌに対し他方の偏心回転機構１０Ｒがその変動量（ΔＬ）を吸収するように、板バネ９の付勢力に抗して移動する。したがって、回転駆動軸１５（回転軸偏心部１４）の回転数(回転速度）が上昇し（たとえば６００〜７００ｒｐｍ以上の）高速になっても、図１０のグラフに示すように加速度は０.５Ｇ程度に抑えられるから、偏心回転機構１０ひいては洗浄装置１の振動が最小限に抑えられ、洗浄装置本体５はスムーズに旋回円運動する。
【００３４】
以上に、本発明に係る高圧水噴射洗浄装置に適用した回転駆動軸間距離の自動調整装置について一実施例を示したが、これらに限定されるものではなく、たとえば、下記のように実施することができる。
【００３５】
・図７（ａ）に示すように、一方の偏心回転機構１０Ｌを支持体２１に固定し、他方の偏心回転機構１０Ｒはその上下両面を支持体２２に対し複数のローラ１８・１９を介して移動可能とし、偏心回転機構１０Ｒの移動に抵抗するようにスプリング９を取り付けてもよい。
【００３６】
・上記実施例の装置のように２台のサーボモータ１７を備える代わりに、図７（ｂ）に示すように、サーボモータ１７を一方にだけ備えて、他方の回転駆動軸１５に伝動ベルトなどで駆動力を伝達させて駆動する構造にすることができる。
【００３７】
・上記実施例では、一方の偏心回転機構１０Ｒを板バネ９で挟持して移動可能に構成するか、あるいはコロやローラを使用して移動可能に構成したが、車輪やボールベアリングなどの他の転動機構を介して移動可能に構成してもよい。なお、転動機構には、偏心回転機構１０Ｒが微小距離ずつ繰り返し移動（微振動）した際にも摩耗しないものを使用するのが望ましい。
【００３８】
・上記実施例では、偏心回転機構１０Ｒの移動を板バネ９の付勢力に抗して許容するようにしたが、板バネ９に限らずコイルスプリングなどの他のバネ機構、あるいは流体圧シリンダを使用することができる。
【００３９】
・上記洗浄装置１では、洗浄対象物を水平に移動させながら高圧水を噴射させて洗浄するようにしたが、洗浄対象物の配置は水平状態から垂直（鉛直）状態まで対応可能である。
【００４０】
・上記実施例では本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置を、高圧水噴射洗浄装置に適用した場合について説明したが、高圧水噴射洗浄装置へ適用する場合だけに限定されるものではないことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えた高圧水噴射洗浄装置の実施例を示す、一部を断面で表した正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の左側面図である。
【図４】図４（ａ）は図１の向かって左側の偏心回転機構とその近傍を拡大して示す正面図、図４（ｂ）は同左側面図である。
【図５】図５（ａ）は図１の向かって右側の偏心回転機構とその近傍を拡大して示す正面図、図５（ｂ）は同平面図、図５（ｃ）は回転軸偏心部と上下の回転軸とを取り出して概略的に示す説明図、図５（ｄ）は図５（ｃ）の平面図である。
【図６】本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置を概略的に表した平面視説明図である。
【図７】図７（ａ）は本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置の別の実施例を示す正面図、図７（ｂ）は本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置のさらに別の実施例を示す平面図である。
【図８】図８（ａ）・（ｂ）はそれぞれ回転駆動軸間距離の変動が発生する要因を概念的に示す平面視説明図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は運転中に回転駆動軸間の距離が変動する発生要因を表す説明図で、図９（ａ）・（ｂ）は平面図、図９（ｃ）は正面図である。
【図１０】本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置の有無による、装置に発生する加速度（振動）の大きさの差異を加速度と回転数との関係で表すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１ 高圧水噴射洗浄装置
２ 機枠
３ 支柱
３ｃ支持板
３ｄ・３ｅボルト
４ 横桁（支持体）
５ 洗浄装置本体（装置本体）
６ ホルダー
７ 高圧水噴射ノズル
８ 取付ブラケット
９ 板バネ（スプリング）
１０ 偏心回転機構
１０Ｌ左側の偏心回転機構
１０Ｒ右側の偏心回転機構
１０ａハウジング
１０ｂ・１０ｃボルト
１０ｄカバー
１２ 軸受ハウジング（軸受ハウジング部・軸受部）
１３ 軸受
１４ 回転軸偏心部
１５ 回転軸（偏心回転軸）
１６ 軸受
１７ サーボモータ
１７ａ回転駆動軸
１８ コロ（ローラ）
１９ ローラ
２５ カウンタウエイト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期してそれぞれ駆動装置にて回転する左右一対の偏心回転機構により、両偏心回転機構間に跨って配置される連結部分を旋回円運動する装置において、偏心回転機構の回転駆動軸間距離を自動的に調整するための回転駆動軸間距離の自動調整装置に関する。この自動調整装置は、とくに、液晶パネル、プラズマパネル、有機ＥＬ（エレクトリックルミナンス)パネルなどのＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）やガラスや半導体ウエハーなどの平坦な板状物を高圧洗浄液を噴射して洗浄する高圧水噴射洗浄装置（ウォータジェット洗浄機ともいう）において、高圧水噴射ノズルを取り付けるホルダーとしての、左右一対の偏心回転機構間に跨って配置される連結部分を、旋回円運動させるための各偏心回転機構が同期してそれぞれ駆動装置にて円滑に回転するようにした回転軸間距離の自動調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の高圧水噴射洗浄装置として、複数の高圧水噴射ノズルを並べて装着したホルダーを旋回（円運動）させながら若しくは円錐状に揺動させながら、その洗浄装置から噴射する高圧水を洗浄対象物に対し垂直に当てながら直交方向に移動させることで、噴射ノズルから噴射する高圧水にて洗浄対象物の一面を緻密に洗浄する装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この装置は１本の直線状に高圧水が噴射する収束型ノズルを備えているため、従来の一般的な洗浄装置のようにノズルから噴射される洗浄水が円錐状に広がるコーン型や扇状に広がるファン型ではなく、洗浄水が拡散しない。したがって、噴射される洗浄水のエネルギー密度が、コーン型やファン型に比べて１００倍〜１０００倍と非常に高いため、洗浄面での剥離・洗浄効果は非常に優れている。しかしその一方で、洗浄対象物に対し洗浄水が当たる領域（面積）が極めて狭く、局所部分しか洗浄できない。
【０００３】
そこで、本出願人は、洗浄対象物を洗浄装置本体に対し一定速度で移動させながら、前記洗浄装置本体の高圧水噴射ノズルから高圧水を前記洗浄対象物に噴射させて洗浄する高圧水噴射洗浄装置で、前記洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有する共通のホルダーの一面に、複数の高圧水噴射ノズルを前記洗浄対象物に向けかつ相互に間隔をあけて配列し、前記ホルダーの両側延長端部を、それぞれ同ホルダーの前記一面またはその延長面に直交する偏心回転軸および軸受部を介して偏心回転可能に支持するとともに、前記偏心回転軸を駆動装置にて回転させることにより前記洗浄装置本体が旋回し円運動するように構成し、前記各高圧水噴射ノズルに高圧水を供給し、定速移動する前記洗浄対象物に対し旋回円運動する各高圧水噴射ノズルから高圧水を噴射させるようにした高圧水噴射装置を開発し、特許出願している（特許文献２参照）。
【特許文献１】特許２７０５７１９号公報
【特許文献２】特願２００７−２８１３２２号
【特許文献３】特開平０７−０７５４２４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した高圧水噴射ノズルを備えた洗浄装置本体を旋回円運動させる際の回転速度を上げれば上げるほど、洗浄密度が高まるが、一方で洗浄装置本体を含む洗浄装置全体の振動が増大する。
【０００５】
こうした振動が発生する理由は、上記の洗浄装置本体を旋回円運動させるための左右一対の偏心回転駆動機構には、両側の回転駆動軸間の距離を調整するための手段が設けられていないことにある。そのために、運転中に回転駆動軸間の距離が変動するからであるが、この発生要因として以下のことが考えられる。
【０００６】
1) 円柱体状の回転軸偏心部１４の中心軸線に対し回転駆動軸１５の中心軸線を偏心量ｅだけ偏心させて偏心シャフトを製作しているが、図９（ａ）に示すように左右の偏心シャフトは、加工誤差により偏心量ｅ１と偏心量ｅ２とが一致しなくなる（ｅ１≠ｅ２）。
【０００７】
2) 図９（ｂ）に示すように、円柱体状の回転軸偏心部１４に対する回転駆動軸１５の偏心方向についても、加工誤差により加工角度がθずれる。
【０００８】
3) 図９（ｃ）に示すように、円柱体状の回転軸偏心部１４の上面と下面に対しそれぞれ回転駆動軸１５を偏心量ｅだけ偏心させて偏心シャフトを製作する場合に、加工誤差により上部回転駆動軸１５と下部回転駆動軸１５との同心度に差異が生じる。
【０００９】
4) 図８（ａ）に示すように、同期して共通の駆動装置にて回転する左右一対の偏心回転機構１０・１０の回転偏心部１４・１４間に跨って配置される洗浄装置本体５の両端（回転偏心部に対する）の位相（回転角）に角度差θが生じる。
【００１０】
以上の要因により回転駆動軸間距離Ｌが変動すると、この変動は回転駆動軸のトルク変動をもたらすとともに、回転駆動軸を回転可能に支持している軸受に対して変動ラジアル荷重として作用する。トルク変動は高速回転（たとえば２００ｒｐｍ以上）時に駆動装置であるモーターに高負荷を及ぼすので、モーターが過負荷状態となって運転が困難になることがある。また、軸受に変動ラジアル荷重が作用すると、振動が発生する上に、軸受寿命の低下にもつながる。
【００１１】
ところで、回転駆動軸間距離の変動が要因で振動が発生するのを防止するための先行技術として、モーア(芝刈り機)において、ブレード軸の各軸受とモーアデッキの間にそれぞれ防振用弾性体を介装し、複数の軸受をそれらの軸間距離が一定に維持される状態で剛性連結部材により連結した構造のものが出願公開されている（たとえば、特許文献３参照）。
【００１２】
この装置の場合、複数の軸受をそれらの軸間距離を剛性連結部材により連結して、ブレード軸の軸間距離を一定に維持するようにしているから、本発明の対象とする旋回円運動装置に適用することができても、左右一対の偏心回転機構の回転駆動軸間距離を調整できない。いいかえれば、上記の先行技術に係る装置を本発明の対象とする旋回円運動装置に適用しても上記のような問題点は解決できない。
【００１３】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、回転駆動軸間距離の変動を吸収でき、高速回転時にも安定した運転が行え、とくに本出願人の特許出願に係る上記の高圧水噴射洗浄装置に適用するのに最適な、旋回円運動装置における回転駆動軸間距離の自動調整装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために本発明に係る旋回円運動装置における回転駆動軸間距離の自動調整装置は、同期してそれぞれ駆動装置にて回転する左右一対の偏心回転機構により、両偏心回転機構間に跨って配置される装置本体を旋回円運動する旋回円運動装置において、前記偏心回転機構のうち一方の偏心回転機構を定位置に固定するとともに、他方の偏心回転機構を、前記一方の偏心回転機構により前記装置本体を介して他方の前記偏心回転機構に対し作用する反力による水平方向への変位を許容できるように支持したことを特徴とする。
【００１５】
上記の構成を有する本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えていない場合には、両側の偏心回転機構の回転駆動軸が同期して駆動装置(モーター）により回転する際に、回転速度が速くなると、偏心回転機構の回転駆動軸間の距離が変動し、図１０のグラフに示すように、回転駆動軸１５の回転数がたとえば６００〜７００ｒｐｍを超えると、加速度が増大していき、偏心回転機構の振動が激しくなり、最終的に装置全体が激しく振動する。加えて、図９（ｂ）に示すように、回転駆動軸１５の回転で偏心回転する左右の円柱体状回転軸偏心部１４の外周縁部間を連結部材５で連結する場合に、回転偏心部１４の回転角で装置本体５の両端の回転偏心部１４に対する連結点間の距離Ｌが変動する（Ｌ１≠Ｌ２）。また、図９（ａ）に示すように、回転偏心部１４の回転角により左右の回転偏心部１４に対する装置本体（連結部材）５の連結点５Ｌと連結点５Ｒの位相が変化し、たとえば装置本体５の一方（右側）の連結点５Ｒが中心軸線ｓ−ｓ上にくると、右側の回転偏心部１４がいずれの方向にも回転可能な状態となって連結部材５を圧縮する方向の力が作用し、回転偏心部１４の回転が停止する。いいかえれば、回転偏心部１４の回転が困難になって、装置本体５の旋回円運動（運転）が困難になる。
【００１６】
一方、上記の構成を有する本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えることにより、たとえば回転駆動軸１５の回転数が８００ｒｐｍを超えても、図１０のグラフに示すように、加速度は０.５Ｇ程度に抑えられる。また、図９（ｂ）に示すように、回転偏心部１４の回転角で装置本体５の両端の回転偏心部１４に対する連結点間の距離Ｌが変動（Ｌ１≠Ｌ２）しようとしたり、あるいは図９（ａ）に示すように、回転偏心部１４の回転角により左右の回転偏心部１４に対する装置本体５の連結点５Ｌと連結点５Ｒの位相が変化しようとしたりしても、定位置に固定された一方の不動の偏心回転機構に対し他方の偏心回転機構が装置本体５を介して引き寄せられたり押し出されたりして水平方向への変位を許容することにより、偏心回転機構の回転駆動軸間距離の変動が吸収される。したがって、偏心回転機構あるいは装置全体が振動したりせず、また回転駆動軸１５の回転数が上がっても運転が停止したりしない。
【００１７】
請求項２に記載のように、前記他方の偏心回転機構を、複数の車輪、コロ、ローラあるいはボールベアリング（いわゆる、転動機構）を介して水平方向に移動可能に配置するか、またはそれらの転動機構を介さずに水平方向に移動可能に配置するとともに、前記偏心回転機構の周囲を略方形のハウジングで同偏心回転機構と一体的に移動可能に囲繞し、前記ハウジングの両側面を少なくとも一対の板バネの一端部間で挟持し、前記各板バネの他端部をそれぞれ定位置に固定した支持体に連結することができる。
【００１８】
このように構成すれば、水平方向の移動が許容された偏心回転機構が、回転駆動軸間距離の変動に応じ、その変動を吸収する（打ち消す）方向に板バネの付勢力に抗して、前記板バネの変形に伴い空中上で板バネとともに移動(変位）するか、または車輪、コロ、ローラあるいはボールベアリングを介して移動（変位）するので、回転駆動軸間距離は常に一定に保持される。
【００１９】
請求項３に記載のように、前記旋回円運動装置が、洗浄対象物を洗浄装置本体に対し一定速度で移動させながら、前記洗浄装置本体の高圧水噴射ノズルから高圧水を前記洗浄対象物に噴射させて洗浄する高圧水噴射洗浄装置に配備され、前記洗浄装置本体が洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有するホルダーを備え、そのホルダーの一面に複数の高圧水噴射ノズルを前記洗浄対象物に向けかつ相互に間隔をあけて配列し、前記ホルダーの両側端部を、それぞれ前記偏心回転機構により偏心回転可能に支持するとともに、前記回転駆動軸を駆動装置にて回転させることにより前記洗浄装置本体が旋回円運動するように構成し、前記各高圧水噴射ノズルに高圧水を供給し、前記洗浄装置本体に対し一定速度で移動する前記洗浄対象物に対し旋回円運動する各高圧水噴射ノズルから高圧水を噴射させるようにすることができる。
【００２０】
このように請求項１または２に記載の回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えた高圧水噴射洗浄装置によれば、両側の回転駆動軸を高速回転させても、回転駆動軸間の距離の変動をその変動に応じ水平方向の移動が許容された偏心回転機構が移動することにより吸収するから、高圧水噴射ノズルを備えたホルダーがスムーズに旋回円運動を継続し、各噴射ノズルから高圧水を一直線状（ストレート）に噴射させることによって、洗浄対象物に対し洗浄強さを一定にして均一な洗浄が可能になる。また、洗浄作業の高速化を図るために、噴射ノズル（ホルダー）の旋回円運動の速度を増大することにより、高い洗浄密度が得られるとともに、無用な振動の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る旋回円運動装置における回転駆動軸間距離の自動調整装置は上記の構成を有するから、下記のような優れた効果を奏する。すなわち、回転駆動軸間距離の変動を吸収でき、高速回転時にも安定した運転が行え、とくに本出願人の特許出願に係る上記の高圧水噴射洗浄装置に適用するのに最適である。また、洗浄の高速化を図るために高圧水噴射ノズルを備えた洗浄装置本体の旋回（回転）速度を大幅に増大させて高い洗浄密度でかつ強い洗浄力で均一に洗浄でき、洗浄装置本体あるいは洗浄装置本体を含む装置の振動加速度が増大せず振動が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る旋回円運動装置における回転駆動軸間距離の自動調整装置の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２３】
本発明の回転駆動軸間距離の自動調整装置を旋回円運動装置としての高圧水噴射洗浄装置に適用した実施例について図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本発明の回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えた高圧水噴射洗浄装置の実施例を示す、一部を断面で表した正面図、図２は同平面図、図３は同左側面図、図４（ａ）は図１の向かって左側の偏心回転機構とその近傍を拡大して示す正面図、図４（ｂ）は同左側面図である。図５（ａ）は図１の向かって右側の偏心回転機構とその近傍を拡大して示す正面図、図５（ｂ）は同平面図、図５（ｃ）は回転軸偏心部と上下の回転軸とを取り出して概略的に示す説明図、図５（ｄ）は図５（ｃ）の平面図である。
【００２５】
これらの図に示すように、高圧水噴射洗浄装置１は、機枠２上の両側部にそれぞれ支柱３を備え、両側の支柱３の上端部間が支持体としての横桁４で連結されている。また各支柱３に対応する位置に、左右一対の偏心回転機構１０が配置されている。各偏心回転機構１０は、上方より見て略方形のハウジング１０ａを一体的に備えている。そして、一方（本例では左側）の偏心回転機構１０Ｌは、図２・図３に示すように、ハウジング１０ａが横桁４に対しブラケット３ｂおよび支持板３ｃを介してボルト３ｄ・３ｅにより堅固に固定されている。
【００２６】
他方（右側）の偏心回転機構１０Ｒは、図５（ａ）に示すように支柱３の前方で支柱３には支持されない状態で、横桁４に対し長手方向への移動を許容するように配置されている。すなわち、図５（ｂ）に示すように偏心回転機構１０Ｒのハウジング１０ａの両側面を挟むように、４枚の板バネ９が上下に間隔をあけて配置され、各板バネ９の先端部がそれぞれハウジング１０ａに対しボルト１０ｂで固定されている。各板バネ９の基端部側は、横桁４にボルト３ｅで固定された支持板３ｃの両端部にボルト１０ｃで固定されている。この構成により、左右一対の偏心回転機構１０のうちの一方の偏心回転機構１０Lだけが横桁４に堅固に支持され，他方の偏心回転機構１０Ｒは横桁４から前方に延設された上下一対の４枚の板バネ９で挟持され，横桁４の長手方向への移動を許容するように支持されている。
【００２７】
この状態で、図６に概略構成を示すように、右側の偏心回転機構１０Ｒは運転中に左側の偏心回転機構１０Ｌとの軸間距離Ｌが変動することにより、たとえば後述の洗浄装置本体５を介して外力が作用したときに、その外力を打ち消す（吸収する）方向に板バネ９の付勢力に抗してわずかに（ΔＬほど）移動（微動）する。この外力は右側の偏心回転機構１０Ｒを左側の偏心回転機構１０Ｌと逆の方向に押し出す力であったり、偏心回転機構１０Ｌの方向に引き寄せる力であったりする。なお、図１〜図５中の符号１０ｄは各偏心回転機構１０の周囲を取り囲むカバーである。
【００２８】
左右の偏心回転機構１０Ｒ・１０Ｌ間には、洗浄装置本体５が回転可能に跨って支持されている。洗浄装置本体５は、図１〜図３に示すように中空でフラットバー状のホルダー６を備えており、このホルダー６の下面にノズル取付部８を介して多数の高圧水噴射ノズル７が千鳥状に等間隔に２列配設されている。各噴射ノズル７の向きは、洗浄対象物（図示せず）に対し垂直（直角）になるように揃えられている。ノズル取付部８には、長手方向に沿って高圧水供給路が穿設され、高圧水タンク（図示せず）から可撓性を有する螺旋状の金属製配管（図示せず）を介してノズル取付部８の高圧水供給路（図示せず）の一端に接続され、その高圧水供給路から各高圧水噴射ノズル７へ高圧水が供給され、各高圧水噴射ノズル７から一直線状に高圧水が噴射される。たとえば洗浄対象物がガラス板の場合に、このガラス板は搬送装置によって一定速度で洗浄装置本体５の下方を搬送される。このため、洗浄装置本体５およびホルダー６の長さをガラス板の幅方向の長さよりもやや長くして洗浄されない箇所が生じないようにしてある。
【００２９】
ホルダー６の両端には連結板１１がそれぞれ一体に連結されている。そして、ホルダー６は連結板１１・１１を介し、両側の偏心回転機構１０Ｌ・１０Ｒ間に跨って配設されている。つまり、各連結板１１の一端（外端）側には円筒状の軸受ハウジング（軸受部）１２が一体に形成され、各軸受ハウジング１２内には軸受１３を介して円柱体状の回転軸偏心部１４が回転可能に配装されている。また、回転軸偏心部１４の上下に回転駆動軸１５が軸受１６によりそれぞれ回転可能に支持されており、これらの上下の各回転駆動軸１５は回転軸偏心部１４の中心軸線Ｓ’から一方（本例では左側）に偏心した位置に一体回転可能に連結されている。また、左右の各偏心回転機構１０の上方には、サーボモータ１７が装備されており、このサーボモータ１７の駆動軸１７ａに一体回転可能に回転駆動軸１５の上端が連結されている。この構成により、左右のサーボモータ１７をほぼ同期して（一方が他方に追随するように）回転させることができ、図６（ｃ）（ｄ）に示すように回転駆動軸１５はその中心軸線Ｓが回転軸偏心部１４の中心軸線Ｓ’に対し偏心して回転するので、ホルダー６を含む洗浄装置本体５の両端部が偏心回転運動すると同時に、洗浄装置本体５全体は旋回円運動（揺動回転）する。なお、図７（ｂ）に示すように一台の共通のサーボモータ１７により、たとえば傘歯車を用いたギヤ機構２４および回転伝達軸２３を介して同時に駆動力を左右の回転駆動軸１５に伝達するようにしてもよい。本実施例では、回転駆動軸１５の回転で円柱体状の回転軸偏心部１４が偏心回転し、軸受ハウジング部(軸受１３を含む）１２を介してホルダー６を含む洗浄装置本体５を旋回円運動させるが、この関係はあたかもクランク機構に近いものである。このため、本例のように左右にサーボモータ１７を備えてほぼ同時に駆動力を回転駆動軸１５に伝達しない場合（あるいは共通のサーボモータ１７によりギヤ機構を介して同時に駆動力を回転駆動軸１５に伝達しない場合）には、いいかえれば、駆動装置としてのサーボモータ１７を一方にだけ設けて、一方の回転駆動軸１５を回転させると、洗浄装置本体５の停止状態によっては、回転駆動軸１５の回転を開始しようとしても、洗浄装置本体５を旋回円運動させられないことがある。
【００３０】
また、回転軸偏心部１４を挟んで上下の回転駆動軸１５に対し、図１〜図３に示すよう洗浄装置本体５の旋回円運動時に生じるモーメントを打ち消すように半円板体状のカウンタウエイト２５をそれぞれ一体回転可能に取り付けている。つまり、回転駆動軸１５の中心軸線Ｓを挟んで洗浄装置本体５の揺動回転方向と対称的な位置に、カウンタウエイト２５を取り付けている。この結果、回転駆動軸１５の回転時に、中心軸線Ｓを挟んで洗浄装置本体５の旋回方向と相対称位置にカウンタウエイト２５が変位し、洗浄装置本体５の旋回円運動時に発生しようとするモーメントの発生を打ち消す。したがって、両側の偏心回転機構１０Ｌ・１０Ｒを含め高圧水噴射洗浄装置１全体には無用なモーメントが発生しにくく、振動も生じにくい。しかし、その高圧水噴射洗浄装置１が回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えていなければ、両側の偏心回転機構１０Ｌ・１０Ｒの回転駆動軸１５の回転数が大幅に上昇し加速度が増大していくと、偏心回転機構１０Ｌ・１０Ｒの振動が激しくなり、装置全体が激しく振動するのは上述のとおりである。
【００３１】
以上のようにして本発明の実施例に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えた高圧水噴射洗浄装置が構成されるが、以下にその洗浄作業における動作の態様を説明する。
【００３２】
まず、図１〜図３に示すように、洗浄対象物がたとえばローラコンベヤ上に載置され、洗浄装置本体５の下方へ一定の速度で搬送される。左右のサーボモータ１７の駆動が開始され、回転駆動軸１５が回転し、この回転駆動軸１５の回転で円柱体状の回転軸偏心部１４が偏心回転し、軸受ハウジング部１２を介して洗浄装置本体５が旋回し円運動する。続いて、高圧水タンク（図示せず）から高圧の洗浄液が各噴射ノズル７へ供給される。各噴射ノズル７は洗浄装置本体５とともに真円形を描くように旋回しながら、直線状に高圧の洗浄液を噴射する。一方、洗浄対象物が洗浄装置本体５の下方へ一定速度で搬送されてくる。この状態で、洗浄対象物の一面に対し高圧の洗浄液が一斉に噴射され、均一な洗浄作業が遂行される。
【００３３】
そして、上記の洗浄作業において洗浄密度を向上するために、サーボモータ１７による回転駆動軸１５の回転速度を大幅に上げ、洗浄装置本体５を高速回転で旋回円運動させる。この状態で、図６に示すように両側の偏心回転機構１０Ｌ・１０Ｒの回転軸偏心部１４・１４間を洗浄装置本体５で連結する距離Ｌが、上記した要因（図８および図９参照）により変動する。しかし、本例の高圧水噴射洗浄装置１によれば、回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えており、図６に示すように軸間距離Ｌの変動量（±ΔＬ）に応じて、一方の偏心回転機構１０Ｌに対し他方の偏心回転機構１０Ｒがその変動量（ΔＬ）を吸収するように、板バネ９の付勢力に抗して移動する。したがって、回転駆動軸１５（回転軸偏心部１４）の回転数(回転速度）が上昇し（たとえば６００〜７００ｒｐｍ以上の）高速になっても、図１０のグラフに示すように加速度は０.５Ｇ程度に抑えられるから、偏心回転機構１０ひいては洗浄装置１の振動が最小限に抑えられ、洗浄装置本体５はスムーズに旋回円運動する。
【００３４】
以上に、本発明に係る高圧水噴射洗浄装置に適用した回転駆動軸間距離の自動調整装置について一実施例を示したが、これらに限定されるものではなく、たとえば、下記のように実施することができる。
【００３５】
・図７（ａ）に示すように、一方の偏心回転機構１０Ｌを支持体２１に固定し、他方の偏心回転機構１０Ｒはその上下両面を支持体２２に対し複数のローラ１８・１９を介して移動可能とし、偏心回転機構１０Ｒの移動に抵抗するようにスプリング９を取り付けてもよい。
【００３６】
・上記実施例の装置のように２台のサーボモータ１７を備える代わりに、図７（ｂ）に示すように、サーボモータ１７を一方にだけ備えて、他方の回転駆動軸１５に伝動ベルトなどで駆動力を伝達させて駆動する構造にすることができる。
【００３７】
・上記実施例では、一方の偏心回転機構１０Ｒを板バネ９で挟持して移動可能に構成するか、あるいはコロやローラを使用して移動可能に構成したが、車輪やボールベアリングなどの他の転動機構を介して移動可能に構成してもよい。なお、転動機構には、偏心回転機構１０Ｒが微小距離ずつ繰り返し移動（微振動）した際にも摩耗しないものを使用するのが望ましい。
【００３８】
・上記実施例では、偏心回転機構１０Ｒの移動を板バネ９の付勢力に抗して許容するようにしたが、板バネ９に限らずコイルスプリングなどの他のバネ機構、あるいは流体圧シリンダを使用することができる。
【００３９】
・上記洗浄装置１では、洗浄対象物を水平に移動させながら高圧水を噴射させて洗浄するようにしたが、洗浄対象物の配置は水平状態から垂直（鉛直）状態まで対応可能である。
【００４０】
・上記実施例では本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置を、高圧水噴射洗浄装置に適用した場合について説明したが、高圧水噴射洗浄装置へ適用する場合だけに限定されるものではないことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えた高圧水噴射洗浄装置の実施例を示す、一部を断面で表した正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の左側面図である。
【図４】図４（ａ）は図１の向かって左側の偏心回転機構とその近傍を拡大して示す正面図、図４（ｂ）は同左側面図である。
【図５】図５（ａ）は図１の向かって右側の偏心回転機構とその近傍を拡大して示す正面図、図５（ｂ）は同平面図、図５（ｃ）は回転軸偏心部と上下の回転軸とを取り出して概略的に示す説明図、図５（ｄ）は図５（ｃ）の平面図である。
【図６】本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置を概略的に表した平面視説明図である。
【図７】図７（ａ）は本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置の別の実施例を示す正面図、図７（ｂ）は本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置のさらに別の実施例を示す平面図である。
【図８】図８（ａ）・（ｂ）はそれぞれ回転駆動軸間距離の変動が発生する要因を概念的に示す平面視説明図である。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は運転中に回転駆動軸間の距離が変動する発生要因を表す説明図で、図９（ａ）・（ｂ）は平面図、図９（ｃ）は正面図である。
【図１０】本発明に係る回転駆動軸間距離の自動調整装置の有無による、装置に発生する加速度（振動）の大きさの差異を加速度と回転数との関係で表すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１ 高圧水噴射洗浄装置
２ 機枠
３ 支柱
３ｃ支持板
３ｄ・３ｅボルト
４ 横桁（支持体）
５ 洗浄装置本体（装置本体）
６ ホルダー
７ 高圧水噴射ノズル
８ 取付ブラケット
９ 板バネ（スプリング）
１０ 偏心回転機構
１０Ｌ左側の偏心回転機構
１０Ｒ右側の偏心回転機構
１０ａハウジング
１０ｂ・１０ｃボルト
１０ｄカバー
１２ 軸受ハウジング（軸受ハウジング部・軸受部）
１３ 軸受
１４ 回転軸偏心部
１５ 回転軸（偏心回転軸）
１６ 軸受
１７ サーボモータ
１７ａ回転駆動軸
１８ コロ（ローラ）
１９ ローラ
２５ カウンタウエイト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期してそれぞれ駆動装置にて回転する左右一対の偏心回転機構により、両偏心回転機構間に跨って配置される装置本体を旋回円運動する旋回円運動装置において、
前記偏心回転機構のうち一方の偏心回転機構を定位置に固定するとともに、
他方の偏心回転機構を、前記一方の偏心回転機構により前記装置本体を介して他方の前記偏心回転機構に対し作用する反力による水平方向への変位を許容できるように支持したことを特徴とする回転駆動軸間距離の自動調整装置。
【請求項２】
前記他方の偏心回転機構を、水平方向に移動可能に配置するか、あるいは複数の車輪、コロ、ローラあるいはボールベアリングを介して水平方向に移動可能に配置するかするとともに、前記偏心回転機構の周囲を略方形のハウジングで同偏心回転機構と一体的に移動可能に囲繞し、
前記ハウジングの両側面を少なくとも一対の板バネの一端部間で挟持し、前記各板バネの他端部をそれぞれ定位置に固定した支持体に連結した請求項１に記載の回転駆動軸間距離の自動調整装置。
【請求項３】
前記旋回円運動装置が、洗浄対象物を洗浄装置本体に対し一定速度で移動させながら、前記洗浄装置本体の高圧水噴射ノズルから高圧水を前記洗浄対象物に噴射させて洗浄する高圧水噴射洗浄装置に配備され、
前記洗浄装置本体が洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有するホルダーを備え、そのホルダーの一面に複数の高圧水噴射ノズルを前記洗浄対象物に向けかつ相互に間隔をあけて配列し、前記ホルダーの両側端部を、それぞれ前記偏心回転機構により偏心回転可能に支持するとともに、前記回転駆動軸を駆動装置にて回転させることにより前記洗浄装置本体が旋回円運動するように構成し、
前記各高圧水噴射ノズルに高圧水を供給し、前記洗浄装置本体に対し一定速度で移動する前記洗浄対象物に対し旋回円運動する各高圧水噴射ノズルから高圧水を噴射させるようにした請求項１または２に記載の回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えた高圧水噴射洗浄装置。
【請求項１】
同期してそれぞれ駆動装置にて回転する左右一対の偏心回転機構により、両偏心回転機構間に跨って配置される装置本体を旋回円運動する旋回円運動装置において、
前記偏心回転機構のうち一方の偏心回転機構を定位置に固定するとともに、
他方の偏心回転機構を、前記一方の偏心回転機構により前記装置本体を介して他方の前記偏心回転機構に対し作用する反力による水平方向への変位を許容できるように支持したことを特徴とする回転駆動軸間距離の自動調整装置。
【請求項２】
前記他方の偏心回転機構を、水平方向に移動可能に配置するか、あるいは複数の車輪、コロ、ローラあるいはボールベアリングを介して水平方向に移動可能に配置するかするとともに、前記偏心回転機構の周囲を略方形のハウジングで同偏心回転機構と一体的に移動可能に囲繞し、
前記ハウジングの両側面を少なくとも一対の板バネの一端部間で挟持し、前記各板バネの他端部をそれぞれ定位置に固定した支持体に連結した請求項１に記載の回転駆動軸間距離の自動調整装置。
【請求項３】
前記旋回円運動装置が、洗浄対象物を洗浄装置本体に対し一定速度で移動させながら、前記洗浄装置本体の高圧水噴射ノズルから高圧水を前記洗浄対象物に噴射させて洗浄する高圧水噴射洗浄装置に配備され、
前記洗浄装置本体が洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有するホルダーを備え、そのホルダーの一面に複数の高圧水噴射ノズルを前記洗浄対象物に向けかつ相互に間隔をあけて配列し、前記ホルダーの両側端部を、それぞれ前記偏心回転機構により偏心回転可能に支持するとともに、前記回転駆動軸を駆動装置にて回転させることにより前記洗浄装置本体が旋回円運動するように構成し、
前記各高圧水噴射ノズルに高圧水を供給し、前記洗浄装置本体に対し一定速度で移動する前記洗浄対象物に対し旋回円運動する各高圧水噴射ノズルから高圧水を噴射させるようにした請求項１または２に記載の回転駆動軸間距離の自動調整装置を備えた高圧水噴射洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１３３５２２（Ｐ２０１０−１３３５２２Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１１３３７（Ｐ２００８−３１１３３７）
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（３０８００７５０５）カワサキプラントシステムズ株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（３０８００７５０５）カワサキプラントシステムズ株式会社 (51)
【Ｆターム（参考）】
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