JP2004255222A - 振盪装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振盪台上に載置される振盪対象物の重量やその載置状態に拘わらず、装置の大きな振動を防止する。
【解決手段】振盪台３と一体に偏心回転する連結部材３４は、固定軸体３０に対し偏心軸体３７の偏心配置と反対側の位置に径方向にスライド移動自在であるウエイト７２を有する。バランス調整時には、連結部材３４の外周端にある係合凹部７４が、支持台１２上に位置が固定されたモータ８１の軸に取り付けられた係合凸部８３と嵌合する位置にくるように、振盪台３を停止させる。その状態でモータ８１を駆動すると、係合凸部８３及び係合凹部７４を介して送りネジ軸が回転しウエイト７２が移動する。試験的に振盪運転を行ったときに計測した振動量に基づいてモータ８１を制御することで、振動量を減少させるようにウエイト７２の位置を調整することができる。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振盪培養、反応、溶解、混合などに利用される振盪装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、細菌等の微生物の培養、化学反応、物質の溶解や混合などを行う際に、一定の条件で対象物を振盪させる振盪装置が用いられている。例えば振盪培養機では、培養対象である細菌等の微生物試料を付着させた液体培地を収容する試験管やフラスコなどの培養容器を振盪台に固定し、この振盪台を左右に振盪させたり旋回又は回転させたりすることによって培養容器を振盪させる。これにより、培養容器内への空気の取り込みが促進され、微生物試料の増殖が促進される。
【０００３】
例えば振盪台を旋回運動させる振盪装置は、一般に、モータ等の駆動源により鉛直に立設された主軸を回転駆動し、その主軸の上部に該主軸の軸芯から所定距離だけ偏心させて配置した偏心軸を主軸の周りに偏心回転させ、その偏心軸を介して振盪台を旋回させる構成を採用している（例えば、特許文献１、特許文献２など参照）。
【０００４】
振盪台はそれ自体がかなりの重量を有する上に、この上に振盪対象物が載置されると全体ではかなりの重量物となる。そのため、振盪台が主軸の周りを偏心回転するときに振盪台には大きな遠心力が作用し、その反作用により主軸を介して装置本体が振動してしまう。上記従来の振盪装置では、こうした装置本体の振動を防止するために、主軸を挟んで偏心軸の偏心方向と反対側にバランスウエイト（重錘）を取り付け、これによって振盪台に作用する遠心力との釣り合いをとるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−３１４５６８号公報
【特許文献２】
特開２００２−１５３７４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、主軸周りの質量分布のアンバランスの大きさや重心位置は、振盪台上の振盪対象物の重量や積載状態（位置など）に大きく依存しており、装置の使用の度に異なるのが一般的である。そのため、上記のようにバランスウエイトを用いたとしても、必ずしも充分な釣り合いがとれない場合があり得る。そうした場合、振盪動作の際に大きな振動が発生し、水平状態を維持した旋回ができなくなって振盪対象物に気泡が発生するような不所望な動作をすることがある。
【０００７】
さらに振動が甚だしい場合には振盪装置自体が移動してしまう、いわゆるウォーキング現象が発生し、振盪装置がテーブル上から落下したり、省スペース化を図るために振盪装置を複数台縦に積み重ねて使用している場合には、振盪装置スタックの転倒につながる恐れもある。また、振盪装置が剛性の低いテーブル上に載置されている場合には、振盪装置の振動がテーブル自体を振動させ、該テーブル上に置かれている他の物体が転倒する恐れもある。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みて成されたものであり、その主たる目的とするところは、振盪台の上に載置される各種容器の載置状態や重量などに拘わらず、主軸周りのバランスの悪さを解消して振動の少ない振盪装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段、及び効果】
上記課題を解決するために成された本発明は、駆動源により回転駆動される主軸に対して偏心配置された偏心軸を介して振盪台を旋回運動させる振盪装置において、
前記主軸と一体に回転し、該主軸に対し前記偏心軸の偏心方向と反対側にあって、該主軸の周りの回転の径方向にスライド移動自在であるバランスウエイトを含むバランス調整手段を備えたことを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る振盪装置では、上記バランスウエイトの位置を変化させると、駆動源により主軸が回転駆動される際にそのバランスウエイトに作用する遠心力が変化する。振盪台上に載置される振盪対象物の重量や位置などに依存して、振盪台が偏心回転される際の該振盪台（及び振盪対象物）に作用する遠心力は変化するが、上記バランスウエイトの位置を適宜に調整することよって振盪台に作用する遠心力を打ち消し、又は減少させることができる。
【００１１】
それにより、振盪台上に載置される各種容器の載置状態や重量などに拘わらず、振盪動作時に装置自体に発生する振動を抑制することができる。その結果、振盪台が安定して水平に旋回するので、例えば旋回速度を上げた場合でも容器中の溶液に気泡が発生することを防止できる。また、装置自体が移動してしまったり転倒したりすることを回避できる。更にまた、主軸や主軸を回転自在に保持するベアリングなどの部材に無理な負荷が掛かりにくくなるので、故障の発生が少なくなり、高い信頼性を確保することができる。
【００１２】
本発明の一態様として、前記バランス調整手段は、所定重量を有するバランスウエイトと、該バランスウエイトをスライド移動させるための送りネジ軸と、駆動力を受けて前記送りネジ軸を回転させるための駆動力受容部と、から成る可動重錘部を含む構成とすることができる。ここで送りネジ軸を回転させる駆動力とは、人力に由来するものであってもよいし、モータ（電動機）や空気圧等を利用した動力に由来するものであってもよい。
【００１３】
この構成によれば、駆動力受容部を介して送りネジ軸に回転駆動力を与えることにより、その回転方向と回転量に応じてバランスウエイトは内周側又は外周側に所定量だけスライド移動する。これにより、簡便な構成で以てバランスウエイトを任意の位置に調整することができ、振盪運転の際の振動を容易に且つ確実に抑制することができる。
【００１４】
また、上記可動重錘部を駆動するための一態様として、前記バランス調整手段は、駆動源と該駆動源により回転駆動される駆動力付与部とを有して位置が固定された調整駆動部を含み、前記可動重錘部が前記調整駆動部と結合可能な位置に在る状態において、該調整駆動部は前記駆動力受容部を介して送りネジ軸を回動させることによりバランスウエイトの位置を調整する構成とすることができる。
【００１５】
この構成によれば、主軸と一体に回転する可動重錘部が調整駆動部と結合可能な位置に来たときに回転を停止させ、その状態で、例えばモータである駆動源に所定の駆動信号（制御信号）を供給することにより、バランスウエイトの位置を調整することができる。従って、回転側つまり可動重錘部に駆動源を設置する必要がなく、電気的な信号を固定側から回転側へと送る必要がないので、構成が簡便になるとともに故障等の少ない信頼性の高い装置を提供することができる。
【００１６】
また本発明の好ましい一実施態様として、当該装置の一部に又は当該装置から離間して設けられた、当該装置の振動又はそれ以外の主軸周りの質量分布の不均一性に関連した指標を検知する検知手段と、該検知手段による検知結果に基づいて前記バランスウエイトの位置を調整するように前記バランス調整手段を制御する制御手段と、を備える構成とするとよい。
【００１７】
この構成によれば、実際に振盪運転を実行し、そのときに装置や装置の一部に発生する振動やそれ以外の主軸周りの質量分布の不均一性に関連した指標を検知手段により検知し、制御手段はその検知量に応じて振動ができる限り小さくなるようにバランスウエイトの位置を調整することができる。
【００１８】
但し、主軸周りの質量分布の不均一性が非常に大きな状態で通常の振盪運転を実行した場合には、異常に大きな振動や騒音が発生する恐れがある。そこで、更に好ましくは、前記制御手段は、振盪運転の開始時に前記検知手段による検知量に基づいて前記バランスウエイトの位置を調整する構成とするとよい。振盪運転開始時において、検知手段による振動等の検知が適切に行える程度に低い速度で振盪が実行されている状態でバランス調整を完了しておけば、上述したように異常な振動や騒音が発生する可能性をかなり低減することができる。
【００１９】
また、本発明に係る振盪装置において、前記制御手段は、前記検知手段による検知量とそれに対応した前記バランスウエイトの位置調整量とを関連付ける情報を予め保持しており、この情報に基づいて前記バランスウエイトの位置を調整する構成とすることができる。なお、ここで上記情報は予め（通常は本装置の工場出荷前に）実験的に求めておくことができる。この構成によれば、例えば上記のように振盪運転の開始時の比較的低速度の振盪動作に対して検知手段で得られた検知量から、速やかに且つ高い精度でバランスウエイトの位置調整量を算出することができる。従って、バランスウエイトの位置調整量を求めるために複雑な演算処理を行う必要がない。
【００２０】
また、上述したように調整駆動部により可動重錘部を駆動するための具体的な一形態として、前記駆動力付与部と前記駆動力受容部とは、一方が直線状の溝部を有し、他方が該溝部に係合する凸条部を有して成り、該溝部及び凸条部が略水平に延在する状態で両者の係合及びその解除が実行される構成とすることができる。この構成によれば、簡便な構造で以て駆動力付与部と駆動力受容部との結合を行うことができ、低廉なコストでバランス調整を達成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例による振盪装置を、図面を参照して説明する。
図１は本実施例による振盪装置１の外観斜視図、図２はこの振盪装置１の外装ケース２、振盪台３、及び後述のバランス調整機構９などを取り外した状態での斜視図、図３はこの振盪装置１の自転規制機構８及びバランス調整機構９を中心に描出した斜視図、図４はこの振盪装置１の要部の縦断面図、図５はこの振盪装置１におけるバランス調整機構９の上面図（ａ）及び側面図（ｂ）、図６はバランス調整機構９の斜視図である。なお、図４において本来バランス調整機構９の調整駆動部８０はここには現れないが、構成及び動作の理解を容易にするために記載している。
【００２２】
本実施例の振盪装置１では、図１に示すように、上面と下面とがそれぞれ開放した外装ケース２の上面に平板状の振盪台３が設けられるとともに、前面上部には斜め上方を指向して旋回速度、振盪運転時間などを設定するための操作パネル４が設けられている。また、外装ケース２の下面開口には複数個（本実施例では４個）のゴム等の弾性部材から成る防振用の脚部が突出しており、この４本の脚部５により本装置を支持している。
【００２３】
この振盪装置１において振盪台３を旋回運動させるための機構系の構成としては、図２〜図４に示すように、基台１０の上面に、偏心回転機構６と、該偏心回転機構６を駆動するモータ２１を含む駆動機構７と、振盪台３の自転を規制する自転規制機構８と、振盪運転時の当該装置の振動を抑制するためのバランス調整機構９とを備える。以下、これら各機構の構成について詳述する。
【００２４】
基台１０は、上述した４個の脚部５を底面に有する水平な固定台１１と、複数本のバネ状のゴムやスプリング等の弾性部材から成る防振部材１３を介して該固定台１１の上方にその固定台１１と略平行に取り付けられた支持台１２と、から成る。なお、防振部材１３を用いずに固定台１１のみから基台１０を構成してもよいが、本実施例の構成とすれば一層高い防振効果を得ることができる。
【００２５】
駆動機構７として、支持台１２の上面の右側奥には、モータ取付台２０を介してモータ２１がその回転軸を鉛直下方に向けて固定されている。このモータ２１の回転軸には小プーリ２２が固定され、後述する大プーリ３３との間にはタイミングベルト２３が巻き掛けられている。一方、偏心回転機構６として、支持台１２の略中央には鉛直方向に延伸して固定軸体３０が立設され、この固定軸体３０にはボールベアリング３１を介して回転自在に主ハウジング３２が取り付けられている。従って、主ハウジング３２の回転中心は固定軸体３０であり、実際に主軸として回転するのは主ハウジング３２である。この主ハウジング３２の下部外周側には前述の大プーリ３３が固着されている。而して、モータ２１が駆動されると、小プーリ２２、タイミングベルト２３、大プーリ３３を経由して主ハウジング３２が固定軸体３０の周りを回転する。
【００２６】
主ハウジング３２は、その上に載置された連結部材３４を介して偏心ハウジング３５と結合されている。偏心ハウジング３５の内周側にはボールベアリング３６を介して鉛直方向に延伸する偏心軸体３７が回転自在に設けられ、この偏心軸体３７はハブ３８及び後述の連結板４２を介して振盪台３の裏面に固定されている。
【００２７】
図５及び図６に示すように、連結部材３４は、中央に円形状の開口６１を有する円盤体部６０と、バランス調整機構９の一部を成す可動重錘部７０とを備える。可動重錘部７０については後で詳述する。円盤体部６０には、主ハウジング３２を介し、大プーリ３３に穿孔された固定孔３３ａに対し螺着するための複数の主ハウジング側固定孔６２と、偏心ハウジング３５に形成されている位置決め用の取付孔（図示しない）と合致させることにより取付位置を規定する２個の位置決め用孔６３と、偏心ハウジング３５の下端フランジ３５ａに穿孔された孔（図示しない）に対し螺着するための複数の偏心ハウジング側固定孔６４とが設けられている。また、円形状の開口６１にはちょうど可動重錘部７０と対向する位置に円弧状の切欠６１ａが形成されており、後述するように偏心軸体３７の回転を阻害することがないようにしている。
【００２８】
上記連結部材３４の取り付け手順は次の通りである。まず連結部材３４の主ハウジング側固定孔６２を大プーリ３３の固定孔３３ａと鉛直方向に同じ位置に合致させ、長ネジ３９により両者を固定する。次いで、連結部材３４の上に偏心軸体３７を装着した状態の偏心ハウジング３５を載置し、偏心ハウジング３５側の２個の位置決め用孔と連結部材３４の同じく２個の位置決め用孔６３とを合致させ、上方からそれぞれ略円柱形状のピン４０を挿入して位置を固定する。その後、偏心ハウジング３５の下端フランジ３５ａに形成されている固定孔と連結部材３４の偏心ハウジング側固定孔６４とを合致させて図示しないネジで固定する。
【００２９】
これにより、偏心軸体３７は固定軸体３０に対して所定量偏心された位置、具体的には、図３に示すように、固定軸体３０の軸芯Ｃｍに対し右側に所定量Ｐだけずれた位置に偏心軸体３７の軸芯Ｃｕが位置し、偏心ハウジング３５はこの偏心軸体３７を中心に回転可能となる。
【００３０】
上記のようにハブ３８と振盪台３とを接続する連結板４２は、偏心回転機構６と自転規制機構８とを連結する機能を有する。自転規制機構８は、第１摺動軸４３と、その第１摺動軸４３と直交する方向に延伸する互いに平行な第２、第３摺動軸４４、４５とを含む。第１摺動軸４３は円柱又は円筒の長い棒状体であり、固定軸体３０を挟んで駆動機構７とは反対側にあって、振盪台３の旋回面と平行に延伸するように、両端部が連結板４２の下面に突出して取り付けられた固定片４２ａに固定されている。この第１摺動軸４３は互いに所定の間隔離間して設けられた第１、第２軸受４６、４７に嵌挿されており、この軸受４６、４７により軸方向に摺動自在に保持されている。
【００３１】
第２摺動軸４４も第１摺動軸４３と同様の材料から成る短い部材であり、支持台１２の前部に第１摺動軸４３と直交する方向に延伸し、その両端部は支持台１２上に上面が開口するように固定された断面略コ字形状の固定部材４８に取り付けられている。この第２摺動軸４４は第３軸受４９に嵌挿されており、この第３軸受４９により軸方向に摺動自在に保持されている。第３軸受４９にはフランジ４９ａが形成されており、このフランジ４９ａにネジ止めされた連結部材５０を介して第１軸受４６に固定されている。
【００３２】
支持台１２の後部に配置されている第３摺動軸４５も上記第２摺動軸４４と同様の構成を有し、その両端部は支持台１２上に上面が開口するように固定された断面略コ字形状の固定部材５２に取り付けられている。この第３摺動軸４５は第４軸受５１に嵌挿されており、この第４軸受５１に保持されて第２摺動軸４５と略同一水平面上で且つ平行な方向に摺動自在である。第４軸受５１にもフランジ５１ａが形成されており、フランジ５１ａにネジ止めされた連結部材５３を介して第２軸受４７に固定されている。
【００３３】
上述したようにモータ２１による回転駆動によって偏心軸体３７が偏心回転し、これに伴って振盪台３が偏心回転する際に、この振盪台３に固定されている第１摺動軸４３は第１、第２軸受４６、４７により軸方向に自在に摺動し、更に、第１軸受４６と連結された第３軸受４９は支持台１２に対して固定されている第２摺動軸４４に沿って自在に摺動し、第２軸受４７と連結された第４軸受５１は同じく支持台１２に対して固定されている第３摺動軸４５に沿って自在に摺動する。これにより、振盪台３は自転が規制され、固定軸体３０を中心として水平面内を安定して旋回運動（公転）する。
【００３４】
本実施例の振盪装置１の基本的構成及び動作は上記の通りであるが、振盪台３の重心位置とその回転中心である固定軸体３０の軸芯Ｃｍとが水平方向にずれているため、旋回運動時には振盪台３に遠心力が作用し、これが振動の大きな原因となる。また、振盪台３上に載置される振盪対象物の重量や載置位置等によって上記遠心力の大きさは変化する。そこで、こうした不所望の遠心力に起因する振動を適切に防止するために、固定軸体３０の軸芯Ｃｍの周りの重量の不均一さを軽減するべくバランス調整機構９を設けている。次に、このバランス調整機構９について説明する。
【００３５】
バランス調整機構９は、上記のように振盪台３の旋回運動に伴って移動する連結部材３４に固着された可動重錘部７０と、支持台１２上の前部に固定されたステップモータ８１を含む調整駆動部８０とから成る。
【００３６】
図５及び図６に示すように、連結部材３４にあって、円盤体部６０の略径方向に延伸して取り付けられたハウジング７１には、送りネジ軸７３に沿ってスライド自在にバランスウエイト７２が設けられている。円盤体部６０と反対側の送りネジ軸７３の端部はハウジング７１から突出しており、その先端には一直線状の溝７４ａが形成された係合凹部７４が駆動力受容部として取り付けられており、この係合凹部７４を回転させると送りネジ軸７３が回転し、バランスウエイト７２が円盤体部６０に近づく方向（つまり固定軸体３０に対する内周方向）又は円盤体部６０から遠ざかる方向（つまり固定軸体３０に対する外周方向）に自在に移動する。
【００３７】
調整駆動部８０は、下部の折り曲げ面が支持台１２にネジ止めされる断面Ｌ字形状の取付金具８２と、該取付金具８２の上部の所定位置に軸が水平になるように固定されたステップモータ８１と、そのステップモータ８１の軸の先端に取り付けられ、上記係合凹部７４の溝７４ａに嵌合する凸条８３ａが形成された駆動力付与部としての係合凸部８３とから成る。係合凸部８３の凸条８３ａの高さはちょうど溝７４ａに合致する高さに調整され、また、振盪台３が旋回運動を行う際に連結部材３４（つまり係合凹部７４）が描く軌道上の所定の１箇所（以下、これをバランス調整位置と呼ぶ）で凸条８３ａが溝７４ａに合致するように、モータ２１（つまり取付金具８２）は固定されている。
【００３８】
而して、連結部材３４が上記バランス調整位置に来たときに振盪台３の旋回を停止するべくモータ２１を制御すると、図６に示すように係合凸部８３の凸条８３ａはちょうど係合凹部７４の溝７４ａに嵌合する。その状態でステップモータ８１を作動させてその軸を回転させると、係合凸部８３、係合凹部７４を介して送りネジ軸７３が回転し、その回転方向及び回転量に応じて上述したようにバランスウエイト７２はスライド移動する。それによって、振盪台３自体及びその上に載置された振盪対象物によって振盪台３に作用する遠心力を適切に打ち消し、偏心回転に伴う振動を軽減することができる。
【００３９】
上記構成において、係合凸部８３と係合凹部７４との嵌合及びその離脱が行われるには、凸条８３ａが水平になっている必要がある（なお、凸条８３ａが水平になっていれば溝７４ａも同様の状態になる）。そこで、ステップモータ８１の回転停止時に係合凸部８３の凸条８３ａが必ず水平になるように、該ステップモータ８１の制御が実行される。
【００４０】
図７は本実施例の振盪装置の要部の電気系構成図である。制御の中心には、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、タイマなどを含んで構成される制御部９０が据えられている。制御部９０は、操作パネル４に設けられる操作部９１から操作信号を受け取るとともに、表示部９２に対して運転状態のモニタ等のための表示制御信号を出力する。また、制御部９０には、ホール素子や光マイクロスイッチ等による回転位置センサ９３より主ハウジング３２（つまり主軸）又は振盪台３などの回転位置に応じた回転位置信号が、固定軸体３０や支持台１２などに設置された歪センサや感振センサ等の振動検知センサ９４より振動検知信号が、ステップモータ８１に付設され、ステップモータ８１の軸の回転負荷を検知することによりバランスウエイト７２のスライド移動時の両端の制止状態を検知するリミットセンサ９５よりリミット検知信号がそれぞれ入力される。一方、制御部９０は、モータ駆動部９６を介してモータ２１の動作を制御するとともに、ステップモータ８１を所定角度回転させるためにパルス信号を送出する。モータ２１は好ましくはサーボモータがよいが、モータとブレーキ機構との組み合わせでもよい。
【００４１】
続いて、上記構成を有する本実施例の振盪装置１における、バランス調整機構９を利用したバランス調整の手順の一例について図８のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００４２】
使用者が振盪対象物を振盪台３上に載置し、操作部９１で運転スタートのキー操作を行うと（ステップＳ１）、この操作信号を受けた制御部９０は、振盪運転の開始時、即ち本来の目的とする振盪運転としての連続運転に先立って行う試験的な振盪運転として自動バランス調整処理を実行する。
【００４３】
自動バランス調整処理において、制御部９０はまず、回転位置センサ９３による回転位置信号に基づきモータ駆動部９６を介してモータ２１を制御し、連結部材３４をバランス調整位置で停止させる（ステップＳ２）。これにより、調整駆動部８０の係合凸部８３と可動重錘部７０の係合凹部７４とが嵌合する。次いで、リミットセンサ９５が作動するまでステップモータ８１に所定個数のパルス信号を送ることにより、係合凸部８３及び係合凹部７４を介して送りネジ軸７３を回転させ、バランスウエイト７２を最内周端（又は最外周端）まで移動させる（ステップＳ３）。この最内周端又は最外周端をバランスウエイト７２の初期位置とする。
【００４４】
その後、試験的に振盪運転を行わせるべく所定時間だけモータ２１を駆動し、振盪台３を所定速度で偏心回転させる（ステップＳ４）。このときの回転速度をあまり高くすると装置の振動が大きくなり過ぎて最悪の場合には転倒等のおそれがあるため、後述するような振動検知を充分に行える範囲でできるだけ低い回転速度とすることが望ましい。上記のようなバランスウエイト７２を初期位置に配した状態では、多くの場合、上記試験的な振盪運転の際に固定軸体３０の周りの質量分布のアンバランスなどの各種要因によって固定軸体３０や装置自体に振動が発生する。
【００４５】
この振動量を振動検知センサ９４により検知し、制御部９０はその振動量に応じた振動検知信号を受け取る（ステップＳ５）。上述したような固定軸体３０周りのアンバランスさが大きいほど振動は大きくなり、そのアンバランスさと振動量との関係には高い再現性がある。この関係を予め実験的に調べておき、さらにそうしたアンバランスを解消するためのバランスウエイト７２の位置も調べておく。そして、各振動量に対してバランスウエイト７２の最適位置を初期位置からの移動距離として求め、その移動量と振動量との対応関係を表すテーブル又は演算式などを制御部９０の内部メモりに格納しておく。なお、こうした作業は本装置の工場出荷前に行っておくものとする。
【００４６】
制御部９０は試験的な振盪運転において振動量を計測した後、その振動量がまず所定の上限値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。即ち、バランスウエイト７２の移動による調整には限界があるから、振動量が異常に大きい場合にはバランスウエイト７２の移動による調整を試みたとしても振動量が充分に小さくなる可能性がない場合があり得る。そこで、こうした場合を想定した振動量の条件を上限値として予め設定しておき、実測した振動量がそれ以上であると判定されるときにはバランス調整を諦めてステップＳ１４へと進み、表示部９２に異常警告報知を行って運転を休止する。
【００４７】
実測した振動量が上記上限値未満である場合には、次にその振動量が許容値以下であるか否かを判定する（ステップＳ７）。もし許容値以下であれば、バランス調整を行うことなくそのまま本来の振盪運転を開始しても振動の問題が発生しないと判断し、自動バランス調整処理を終了する。
【００４８】
実測した振動量が許容値を越えているが上限値よりも小さい場合には、バランスウエイト７２の移動によるバランス調整が可能であると判断する。そのときには、上述したような振動量とバランスウエイト７２の移動量との対応関係を表すデータを利用し、制御部９０は与えられた実際の振動量からバランスウエイト７２の適正な移動量を導出する（ステップＳ８）。それと同時に、モータ２１を作動させて連結部材３４を再びバランス調整位置で停止させる（ステップＳ９）。その後、導出された上記バランスウエイト７２の移動量に対応した数のパルス信号をステップモータ８１へと送出し、送りネジ軸７３を回転させることによりバランスウエイト７２を所定位置までスライド移動させる（ステップＳ１０）。
【００４９】
その後、上記ステップＳ４と同様に再び試験的な振盪運転を実行し、そのときの振動量を振動検知センサ９４により計測する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。上述したように、上記バランスウエイト７２の移動量は実験的に予め求められたデータから導出されたものであるから、実際に最小の振動量を与えるバランスウエイト７２の位置から若干ずれが生じる可能性はあるが、元の振動量よりも振動量が増加するほどの位置ずれが生じることは考えにくい。従って、ステップＳ９におけるバランスウエイト７２の移動の結果、振動量が増加してしまったような場合には何らかの異常が考えられる。具体的には、例えば振盪台３上に載置された振盪対象物の固定が充分ではなく位置がずれてしまったり、途中で振盪対象物が追加又は一部が除去されてしまったりしたような状況が考え得る。
【００５０】
そこで、実測した振動量がバランスウエイト７２の移動前の振動量よりも減少しているか否かを判定し（ステップＳ１３）、増加しているようであればステップＳ１４へと進み異常警告報知を実行する。他方、ステップＳ１３で振動量が減少していることが確認されればバランス調整が適切に行われたものと看做し、自動バランス調整処理を終了して、使用者の設定に従った連続運転又はタイマ運転を開始する（ステップＳ１５）。
【００５１】
以上のように振盪運転の開始時、即ち連続運転やタイマ運転に先立って自動バランス調整処理を行って、振盪台３上に載置された振盪対象物の載置状態や重量などに応じて固定軸体３０の周りのアンバランス状態を改善し、固定軸体３０に掛かる異常な負荷や装置自体の大きな振動を未然に防止することができる。
【００５２】
図８に基づいて説明したバランス調整処理の手順は単に一例であって、様々な変形が考え得る。例えば、上述したように、ステップＳ１０でバランスウエイト７２を移動させることにより振動量を減少させることが可能であり、通常、そのときのバランスウエイト７２の位置が振動量最小を与える最適位置に近いことは確かであるが、最適位置になっているとは限らない。そこで、上記ステップＳ２〜Ｓ１０で説明したような手順でバランスウエイト７２を大きく（当然小さい場合もある）移動させることにより粗調整を行った後に、バランスウエイト７２を微小ステップずつ移動させつつ最適位置を見い出すような微調整を実行してもよい。
【００５３】
このときの調整手順の一例を図９を用いて説明する。図９（ａ）はバランスウエイト７２の位置Ｌと振動量との関係の一例を示す図である。このような場合に、例えば上述したような手順によるバランスウエイト７２の大きな移動によって、最内周の位置Ｌ２から位置Ｌ１まで移動したものとする。位置Ｌ１は最小の振動量を与える位置Ｌ０に近く、その位置Ｌ１における振動量も充分に小さいが、さらに振動量を小さくしたい場合に微小調整を行う。
【００５４】
微小調整では、試験的な振盪運転を行った状態での振動の計測と、バランス調整位置でのステップモータ８１の駆動によるバランスウエイト７２の微小ステップ移動とを少なくとも１回以上繰り返す。即ち、図９（ｂ）に示すように、まず位置Ｌ１において内周側又は外周側に微小量Δｍだけバランスウエイト７２を移動させる。いま、仮に内周側へ微小量Δｍだけバランスウエイト７２を移動させるものとすると、移動後に振動量を計測すると、そのときの振動量は微小移動前よりも減少する。この場合は、内周側の移動が適切であると判断し、さらに内周側へ微小量Δｍだけバランスウエイト７２を移動させ、再び移動後の振動量を計測する。そして、振動量が移動前よりも増加するまでこれを繰り返す。
【００５５】
振動量が移動前よりも増加した場合には、最適位置Ｌ０を通りすぎたものと判断できるから、次には微小量Δｍだけ外周側へバランスウエイト７２を移動させて、そこを最適位置Ｌ０の近似点Ｌ０’（一致している場合もあり得る）と看做し、そこでバランス調整処理を終了する。図９（ｂ）の例では、微小量Δｍの移動を３回行った時点で振動量は移動前よりも増加するから、その時点で１回前へと戻る。
【００５６】
位置Ｌ１において外周側へ微小量Δｍだけバランスウエイト７２を移動させてしまった場合には、移動前よりも振動量が増加するから、移動方向が逆であることが判るから、次には移動方向を反転して上記と同様の手順で最適位置Ｌ０の近似点Ｌ０’を見つければよい。
【００５７】
また、それ以外にも、例えば、バランスウエイト７２を移動した後にその移動先の振動量に基づいて最適位置までの移動量を再計算し、その再計算結果に応じて次の移動を行うようにしてもよい。また、バランスウエイト７２の初期位置も最内周や最外周でなくとも例えば可動範囲の中央とするようにしてもよい。但し、バランスウエイト７２の移動と振動量の計測とを繰り返し行うとそれだけバランス調整処理に要する時間が長くなるから、好ましくはその繰り返しをできるだけ少なくしつつ振動量が許容範囲に収まるような手順とするとよい。
【００５８】
また、振動量は偏心回転の回転速度によって相違するから、この回転速度を複数段階又は無段階に切換え可能とした場合には、振動量の許容値や上限値も回転速度に応じて適宜変更し、回転速度が上がったときに振動が異常に大きくなることを回避するようにするとよい。
【００５９】
なお、上記実施例は本発明の単に一例であるから、上記で記載した以外の点についても、本発明の趣旨の範囲で適宜変更、修正又は追加することができることは明らかである。
【００６０】
例えば上記実施例では、基台１０上にステップモータ８１を固定的に設置し、このステップモータ８１の回転駆動力を係合凸部８３、係合凹部７４を介して可動重錘部７０へ伝達し、それによってバランスウエイト７２を移動させるようにしている。この構成によれば、固定部と可動部との間では機械的な力の伝達のみを行えばよいので、その間に電気的な信号を送る必要はない。しかしながら、ステップモータ等の駆動源自体を可動側に設け、適宜の接点部品を利用して電力信号や制御信号を固定部から可動部へと送るようにしてもよい。また、一般にモータは或る程度の重量を有しているから、可動側にモータを設ける場合にはモータ自体を重錘又はその一部として利用することもできる。
【００６１】
また、上記実施例では自動的にバランスウエイト７２を最適位置に移動させる自動バランス調整処理を実行していたが、例えば調整駆動部８０として、外部から係合凹部７４に係合して送りネジ軸７３を回転させることができるようなハンドルを備え、使用者が手動にてハンドルを回転させてバランスウエイト７２の位置を適宜に調整できるようにしてもよい。このように手動によるバランスウエイト７２の位置調整を行う場合であっても、本発明によれば、バランス調整を行う際に振盪台３などを取り外す必要がなく、使用者の手間を大幅に軽減しつつ容易に振盪運転時の振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による振盪装置の外観斜視図。
【図２】本実施例の振盪装置において外装ケース、振盪台、及びバランス調整機構などを取り外した状態での斜視図。
【図３】本実施例の振盪装置において自転規制機構及びバランス調整機構を中心に描出した斜視図。
【図４】本実施例の振盪装置の要部の縦断面図。
【図５】本実施例の振盪装置におけるバランス調整機構の上面図（ａ）及び側面図（ｂ）。
【図６】本実施例の振盪装置におけるバランス調整機構の斜視図。
【図７】本実施例の振盪装置の要部の電気系構成図。
【図８】本実施例の振盪装置においてバランス調整機構を利用したバランス調整の手順の一例を示すフローチャート。
【図９】バランス調整機構を利用したバランス調整の手順の他の例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…振盪装置
２…外装ケース
３…振盪台
５…脚部
６…偏心回転機構
７…駆動機構
８…自転規制機構
９…バランス調整機構
１０…基台
１１…固定台
１２…支持台
１３…防振部材
２０…モータ取付台
２１…モータ
２２…小プーリ
２３…タイミングベルト
３０…固定軸体
３１、３６…ボールベアリング
３２…主ハウジング
３３…大プーリ
３４…連結部材
３５…偏心ハウジング
３５ａ…下端フランジ
３７…偏心軸体
３８…ハブ
３９…長ネジ
４０…ピン
４２…連結板
４２ａ…固定片
４３…第１摺動軸
４４…第２摺動軸
４５…第３摺動軸
４６…第１軸受
４７…第２軸受
４８、５２…固定部材
４９…第３軸受
５０、５３…連結部材
５１…第４軸受
６０…円盤体部
６１…開口
６１ａ…切欠
６２…主ハウジング側固定孔
６３…位置決め用孔
６４…偏心ハウジング側固定孔
７０…可動重錘部
７１…ハウジング
７２…バランスウエイト
７３…送りネジ軸
７４…係合凹部
７４ａ…溝
８０…調整駆動部
８１…ステップモータ
８２…取付金具
８３…係合凸部
８３ａ…凸条
９０…制御部
９３…回転位置センサ
９４…振動検知センサ
９５…リミットセンサ
９６…モータ駆動部

Claims (7)

1. 駆動源により回転駆動される主軸に対して偏心配置された偏心軸を介して振盪台を旋回運動させる振盪装置において、
   前記主軸と一体に回転し、該主軸に対し前記偏心軸の偏心方向と反対側にあって、該主軸の周りの回転の径方向にスライド移動自在であるバランスウエイトを含むバランス調整手段を備えたことを特徴とする振盪装置。
2. 前記バランス調整手段は、所定重量を有するバランスウエイトと、該バランスウエイトをスライド移動させるための送りネジ軸と、駆動力を受けて前記送りネジ軸を回転させるための駆動力受容部と、から成る可動重錘部を含むことを特徴とする請求項１に記載の振盪装置。
3. 前記バランス調整手段は、駆動源と該駆動源により回転駆動される駆動力付与部とを有して位置が固定された調整駆動部を含み、前記可動重錘部が前記調整駆動部と結合可能な位置に在る状態において、該調整駆動部は前記駆動力受容部を介して送りネジ軸を回動させることによりバランスウエイトの位置を調整することを特徴とする請求項２に記載の振盪装置。
4. 当該装置の一部に又は当該装置から離間して設けられた、当該装置の振動又はそれ以外の主軸周りの質量分布の不均一性に関連した指標を検知する検知手段と、該検知手段による検知結果に基づいて前記バランスウエイトの位置を調整するように前記バランス調整手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の振盪装置。
5. 前記制御手段は、振盪運転の開始時に前記検知手段による検知量に基づいて前記バランスウエイトの位置を調整することを特徴とする請求項４に記載の振盪装置。
6. 前記制御手段は、前記検知手段による検知量とそれに対応した前記バランスウエイトの位置調整量とを関連付ける情報を予め保持しており、この情報に基づいて前記バランスウエイトの位置を調整することを特徴とする請求項４又は５に記載の振盪装置。
7. 前記駆動力付与部と前記駆動力受容部とは、一方が直線状の溝部を有し、他方が該溝部に係合する凸条部を有して成り、該溝部及び凸条部が略水平に延在する状態で両者の係合及びその解除が実行されることを特徴とする請求項３に記載の振盪装置。

Images