JP2652754B2 - 可変振動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート型枠等に
振動を与える振動装置に関するものであり、特に振動の
強さを作動中にも変えられるようにした可変振動装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変振動装置は、振動枠に、中央
に調整用偏心おもりを有する主回転軸を設けるととも
に、固定の偏心おもりを備えた副回転軸を主回転軸の左
右に嵌合状態で同軸上に設け、原動枠には主回転軸と両
側の副回転軸の位相に差を付ける回転位相調整機構を設
け、この回転位相調整機構により主回転軸と副回転軸の
位相を変化させ、これにより主回転軸の調整用偏心おも
りと両側の副回転軸の偏心おもりの合計偏心荷重を変化
させて振動の強さを調整する構成である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
可変振動装置は、３つの偏心おもりの相対位置を調整す
るために主回転軸の左右に副回転軸を同軸上に設けなけ
ればならないし、また、回転位相調整機構は主回転軸の
位相を変えなくてはならないので、機構的に複雑になっ
てしまう。また、主回転軸と左右の副回転軸、及びこれ
らの軸を支える軸受は、稼働中は常に強い振動を受けて
いるので、これらの構造が複雑であると、その分強度を
確保することが設計上困難となり、実際に長期間に亙っ
て稼働すると耐久性に問題が生じ易い。即ち、耐久性を
高めるために軸受の強度を高めたり、主回転軸に嵌合す
る副回転軸の嵌合部分の強度を高めると、その分重量も
増加する。振動枠側の重量が増加すると、所望する振動
エネルギーを確保するために偏心おもりの質量も大きく
しなければならない。偏心おもりの質量が大きくなる
と、その分軸受などにかかる負荷が大きくなり、却って
耐久性に不利である。この様に、従来の可変振動装置の
構造のままでは耐久性を高めることが困難であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記に
鑑み提案されたもので、振動枠に、第１回転軸と第２回
転軸とを同じ軸線上に左右対にして設け、第１回転軸と
第２回転軸に偏心おもりとタイミングプーリーをそれぞ
れ固定し、原動枠に、第１駆動軸と第２駆動軸とを同じ
軸線上に左右対にして設けるとともに、第１駆動軸と第
２駆動軸にタイミングプーリーをそれぞれ固定し、第１
回転軸のタイミングプーリーと第１駆動軸のタイミング
プーリーとの間、第２回転軸のタイミングプーリーと第
２駆動軸のタイミングプーリーとの間をそれぞれタイミ
ングベルトを架け渡して接続し、第１駆動軸と第２駆動
軸に両駆動軸を同期回転する駆動源を接続するととも
に、第１駆動軸と第２駆動軸との間に位相差を随時生じ
させる回転位相調整機構を設けたものである。

【０００５】

【作用】駆動源を作動すると第１駆動軸と第２駆動軸と
が同期回転し、第１駆動軸の回転はタイミングベルトを
介して第１回転軸に、第２駆動軸の回転は第２回転軸に
伝達され、第１回転軸と第２回転軸が同期回転し、これ
により第１回転軸の偏心おもりと第２回転軸の偏心おも
りの合計の偏心荷重により振動が発生する。そして、回
転位相調整機構により第１駆動軸と第２駆動軸との間に
位相差を生じさせると、第１回転軸と第２回転軸に位相
差が生じ、これにより両偏心おもりの相対関係が変わ
り、これにより合計の偏心荷重が変化し、振幅が変化す
る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説
明する。図１〜図６は本発明の可変振動装置の一実施例
の構成を示す概略構成図であり、１は偏心おもりを有す
る回転軸を取り付けた振動枠、２は回転軸を駆動する機
構を備えた原動枠である。

【０００７】振動枠１の構成について先ず説明すると、
ハウジング３の内部右側に、第１偏心おもり４を有する
第１回転軸５をベアリング６，６で回転自在に支持した
状態で設け、この第１回転軸５の左側に第２偏心おもり
７を有する第２回転軸８をベアリング９，９で回転自在
に支持した状態で第１回転軸５の軸線上に設け、第１回
転軸５の上方に第３偏心おもり１０を有する第３回転軸
１１をベアリング１２，１２で回転自在に支持した状態
で設けるとともに、該第３回転軸１１のギア１３に第１
回転軸５のギア１４を噛合し、第２回転軸８の上方には
第４偏心おもり１５を有する第４回転軸１６をベアリン
グ１７，１７で回転自在に支持した状態で第３回転軸１
１の軸線上に設け、該第４回転軸１６のギア１８を第２
回転軸８のギア１９に噛合する。なお、第１回転軸５の
一端はハウジング３の外部に突出させてタイミングプー
リー２０を取り付け、また、第２回転軸８の一端も同様
にしてタイミングプーリー２１を取り付ける。

【０００８】次に、原動枠２の構成について説明する。
この原動枠２には、第１駆動軸２２と第２駆動軸２３と
を同じ軸線上に左右対にして筒状軸受２４内のベアリン
グ２５…により各軸２２，２３が独立して回転できる状
態で設けるとともに、第１駆動軸２２と第２駆動軸２３
との間に位相差を随時生じさせる回転位相調整機構２６
を設け、筒状軸受２４の一端から突出した第１駆動軸２
２の端部にプーリー２７を取り付け、該プーリー２７と
駆動源としてのモーター２８のプーリー２９とにＶベル
ト３０を張設して接続する。そして、筒状軸受２４の一
端から突出した第１駆動軸２２の途中に取り付けたタイ
ミングプーリー３１と振動枠１の第１回転軸５のタイミ
ングプーリー２０との間、筒状軸受２４の他端から突出
した第２駆動軸２３の途中に取り付けたタイミングプー
リー３２と振動枠１の第２回転軸８のタイミングプーリ
ー２１との間にそれぞれタイミングベルト３３，３４を
架け渡して接続する。したがって、モーター２８を作動
すると、第１駆動軸２２と第２駆動軸２３が同期回転
し、第１駆動軸２２の回転は一方のタイミングベルト３
３を介して第１回転軸５に伝達され、第２駆動軸２３の
回転は他方のタイミングベルト３４を介して第２回転軸
８に伝達される。このため、回転位相調整機構２６を作
動させない限り第１回転軸５と第２回転軸８は同じ位相
を保ちながら同期回転する。

【０００９】図面に示す回転位相調整機構２６の実施例
は、第１駆動軸２２と第２駆動軸２３との間を位相調整
杆３５により接続し、該位相調整杆３５により第１駆動
軸２２の回転を第２駆動軸２３に伝達するとともに、第
１駆動軸２２と第２駆動軸２３の相対位相を変えるよう
に構成し、位相調整杆３５は位相調整駆動機構３６によ
り位相調整できるようにしてある。

【００１０】位相調整杆３５は、図中右半にスプライン
３７を形成し、左半には図５に示すようにピッチの大き
な雄ねじをリードネジ３８として形成してある。そし
て、第１駆動軸２２の中空内周面にはスプライン溝３９
を形成してあるので、位相調整杆３５のスプライン３７
を第１駆動軸２２のスプライン溝３９内に嵌合すると、
位相調整杆３５を軸方向に移動して嵌合深さを変化させ
ても第１駆動軸２２の回転が位相調整杆３５に伝達され
る。

【００１１】第２駆動軸２３は中空な軸であり、筒状軸
受２４内で開口する第１駆動軸２２側の開口部にナット
４０を固定し、該ナット４０の雌ねじをリードネジ３８
に螺合するようにしてある。したがって、リードネジ３
８をナット４０に螺合した状態で位相調整杆３５を軸方
向に移動すると、例えばスプライン３７が第１駆動軸２
２のスプライン溝３９内により一層深く螺合する図中右
側に移動（以下この方向への移動を前進という）する
と、この前進によりナット４０が第２駆動軸２３と共に
一方（図中左側から見ると反時計方向）に回動し、この
ナット４０の回動により第２駆動軸２３の第１駆動軸２
２に対する位相が反時計方向に変化する。逆に、スプラ
イン３７が第１駆動軸２２のスプライン溝３９から抜け
る方向に位相調整杆３５を移動（図中左側への移動であ
り、以下後退という）すると、この後退によりナット４
０が第２駆動軸２３と共に他方（図中左側から見ると時
計方向）に回動し、このナット４０の回動により第２駆
動軸２３の第１駆動軸２２に対する位相が時計方向に変
化する。

【００１２】この様に、位相調整杆３５は、前進或は後
退することにより第２駆動軸２３の第１駆動軸２２に対
する位相を変化させることができ、この位相の変化は第
１駆動軸２２と第２駆動軸２３とが回転している最中で
あっても行なうことができる。したがって、位相調整杆
３５の位置を変更すると、常時定速で回転する第１駆動
軸２２のタイミングプーリー３１と同位相で回転してい
た第２駆動軸２３のタイミングプーリー３２との間で、
第２駆動軸２３の位相を第１駆動軸２２に対して進めた
り、或は遅らせたりすることができる。この様な第１駆
動軸２２に対する第２駆動軸２３の位相の進み、或は遅
れは、そのまま第１回転軸５に対する第２回転軸８の位
相の進み、或は遅れとして現れる。したがって、第１回
転軸５と第３回転軸１１の回転により回転する図中右側
の第１，第３偏心おもり４，１０と、第２回転軸８と第
４回転軸１６の回転により回転する図中左側の第２，第
４偏心おもり７，１５との偏心方向の相対関係が変わ
り、合計の偏心荷重が変化する。これにより振動枠１の
振幅が変化する。

【００１３】上記した第１駆動軸２２に対する第２駆動
軸２３の位相の変化の大きさは、位相調整杆３５の移動
長さにより調整することができ、この調整は位相調整駆
動機構３６により行なう。

【００１４】図１に示す位相調整駆動機構３６の実施例
は、第１，第２駆動軸２２，２３の軸方向に沿ってガイ
ド杆４１，４１を設けるとともに、該ガイド杆４１，４
１により案内されて移動するスライダ４２を設け、該ス
ライダ４２に一端を回転自在な状態でロッド４３を接続
し、該ロッド４３の他端を前記した位相調整杆３５の端
部に固定し、スライダ４２と駆動源であるブレーキモー
タ４４との間には減速機４５を介在させ、該減速機４５
の一方の出力軸に腕部材４６を固定し、該腕部材４６の
先端のローラ４７をスライダ４２の溝４８内に嵌め、減
速機４５の他方の出力軸にはナイロンカップリングを介
して角度検出手段としてのレゾルバ４９に接続する。

【００１５】ブレーキモータ４４のブレーキは非通電時
は出力軸の回転を阻止しているので、出力軸は停止した
状態を維持し、したがって、スライダ４２が振動により
移動することを防止し、これにより位相調整杆３５をそ
の時点での位置に保持しておくことができる。ブレーキ
モータ４４に通電すると、ブレーキが解除されるととも
に出力軸が回転し始め、これにより腕部材４６が回動
し、先端のローラ４７の回動によりスライダ４２がガイ
ド杆４１，４１に案内されながら図中右側、或は左側に
移動する。したがって、ブレーキモータ４４に通電して
腕部材４６を一方に回動すると、位相調整杆３５を、振
幅が大きくなる図中右側に移動したり、或は回転方向を
変換して腕部材４６を他方に回動すると、位相調整杆３
５を、振幅が小さくなる図中左側に移動することができ
る。

【００１６】また、出力軸の回転はレゾルバ４９により
検出することができるので、偏心量の変化、即ち振動枠
１の振幅を電気的に検出することができる。このため、
本実施例ではブレーキモータ４４、レゾルバ４９、およ
び第１駆動軸２２のモータ２８を制御装置５０に接続
し、該制御装置５０の制御の下で作動するようにする構
成してある。

【００１７】制御装置５０は、例えばマイクロコンピュ
ータなどから構成され、テンキーなどの設定スイッチか
らの信号により１作業当りの振動時間、振動開始からの
時間の経過に伴う振幅調整量などを設定記憶する記憶手
段５１、レゾルバ４９からの信号により位相調整杆３５
の位置、即ち右側の偏心おもり４，１０と左側の偏心お
もり７，１５の変位量の変化による振幅の変化を検出す
る位相制御手段５２、およびタイマ５３などを有する。
したがって、記憶手段５１に予め時間や振幅の変化をプ
ログラムして複数種類記憶させておき、振動を与える型
枠の種類や重量により最適なプログラムを選択して作業
することができる。

【００１８】例えば、コンクリートを型枠に投入すると
き、投入量が少ない初期の所定時間Ｔ1 までは小さな振
幅で振動を与え、この所定時間Ｔ1 が経過した後、所定
時間Ｔ2 までの中期は初期よりも振幅を大にし、所定時
間Ｔ2 から時間Ｔ3 までは振幅を最大にして、投入した
コンクリートの全量を型枠の隅部まで十分に充満させ、
所定時間Ｔ3 が経過した時点で振動を停止するように設
定してもよい。

【００１９】この様なプログラムを複数記憶手段５１に
設定した場合、振動枠１に型枠を固定し、選択スイッチ
５４を操作することにより当該型枠に適したプログラム
を選択して始動スイッチ５５を操作すると、位相制御手
段５２が選択スイッチ５４により選択されたプログラム
を記憶手段５１から読み込み、レゾルバ４９からの信号
により出力軸の角度を検知し、位相調整杆３５の初期位
置を設定する。選択したプログラムは、所定時間Ｔ1 ま
で振幅を最小にしてスタートするので、所定の初期位置
でない場合にはブレーキモータ４４に通電することによ
り腕部材４６を回動してスライダ４２を左端に移動し、
位相調整杆３５のスプライン３７を最も浅く嵌合させ、
第１，第３回転軸５，１１の右側の偏心おもり４，１０
と、第２，第３回転軸８，１１の左側の偏心おもり７，
１５の位相を正反対にする。この様にして初期位置の設
定が終了すると、位相制御手段５２からの信号に基づい
てモータ２８を作動し、振動枠１の振動を最小に設定し
た状態で作動を開始する。

【００２０】そして、所定時間Ｔ1 が経過すると、次の
所定時間Ｔ2 の間はモータ２８を作動したままブレーキ
モータ４４に通電して腕部材４６を回動し、これにより
スライダ４２を図中右側に少し移動して位相調整杆３５
を前進させる。この様にして位相調整杆３５が前進する
と、前記したように、右側の偏心おもり４，１０の回転
に対して左側の偏心おもり７，１５の位相が変化し、こ
れにより振動枠１の振幅は中位に大きくなる。所定時間
Ｔ2 が経過するとブレーキモータでスライダ４２を更に
右に移動させ、位相調整杆３５を最大に前進させ、これ
により右側の偏心おもり４，１０と左側の偏心おもり
７，１５の位相を一致させ、次の所定時間Ｔ3 が経過す
るまでモータ２８を作動して振動の振幅を最大にし、所
定時間Ｔ3が経過すると位相制御手段５２がモータ２８
の作動を停止し、１サイクルの作業を終了する。

【００２１】図７は本発明の可変振動機の他の一実施例
を示し、前記図１〜５の実施例と同じ構成要素には同じ
符号を付してある。前記図１〜５の実施例では第１駆動
軸２２の回転を第１回転軸５に伝達するのにタイミング
プーリ３１，２０と、タイミングベルト３３を使用し、
第１回転軸５の回転を第３回転軸１１に逆転して伝達す
るのに互いに噛合ったギア１３，１４を使用した。同様
に第２駆動軸２３の回転を第２回転軸８に伝達するのに
タイミングプーリ２１，３２と、タイミングベルト３４
を使用し、第２回転軸の回転を第４回転軸１６に逆転し
て伝達するのに互いに噛合ったギア１８，１９を使用し
た。しかし、この第８，９図の実施例では、第１駆動軸
２２、第１回転軸５、第３回転軸１１に夫々歯付きプー
リ６１，６２，６３を取付け、上記プーリの歯と噛合う
歯をベルトの表裏に有す無端の両面歯付きベルト６４を
第１駆動軸の歯付きプーリ６１と第３回転軸の歯付きプ
ーリ６３の間に張設すると共に、該ベルト６４の表面を
第１回転軸の歯付きプーリ６２に摺接し、ベルトの表面
の歯を歯付きプーリ６２の歯に噛合わせてある。これに
より第１駆動軸２２と第３回転軸１１とは同方向に回転
し、第１回転軸５は逆方向に回転するが、勿論、支障は
ない。又、第２駆動軸２３、第２回転軸８、第４回転軸
１６に夫々歯付きプーリ６５，６６，６７を取付け、同
様な両面歯付き６８を第２駆動軸の歯付きプーリ６５と
第４回転軸の歯付きプーリ６７の間に張設すると共に、
該ベルト６８の表面を第３回転軸の歯付きプーリ６６に
摺接し、ベルトの表面の歯を歯付きプーリ６６の歯に噛
み合わせてある。これにより第２駆動軸２３と第４回転
軸１６とは同方向に回転し、第２回転軸８は逆方向に回
転するが支障はない。この実施例によって第１駆動軸、
第２駆動軸からの回転伝達機構が著しく簡単になると共
に、ギア伝導の場合に生じる騒音の発生、潤滑油の温度
上昇による問題等が解消する。

【００２２】なお、上記した実施例においては、ロッド
４３の一端を回転自在な状態で、しかもスライダ４２の
移動で抜けないように接続するために、図１ではロッド
４３の一端に間隔を配して固定した鍔片の間にスライダ
４２の係止突起を位置させたが、図４に示すように、２
つのスラスト球軸受５６，５６の間にニードルベアリン
グ５７を配置するなど複数のベアリングを組み合わせる
ことにより構成してもよい。

【００２３】また、位相調整杆３５の位置を検出するた
めにレゾルバ４９を設けたが、検出手段はこれに限定さ
れるものではなく、位置検出ができればどのような検出
手段でも良く、例えばロッド４３に取り付けたマグネッ
ト式リニアスケールで検出してもよい。要するに、第１
駆動軸２２と第２駆動軸２３の相対的位相を検出するこ
とができれば、どのような検出手段でもよい。

【００２４】更に、スライダ４２を移動する機構は、前
記した腕部材４６の回動によるものに限定されるもので
はなく、スライダ４２にボールナットを設け、このボー
ルナットに螺合した雄ネジ杆をモータにより回転するな
ど、どのような構成でもよい。

【００２５】また、本発明における回転位相調整機構２
６は、前記した構成に限定されるものではなく、第１駆
動軸２２と第２駆動軸２３の位相を回転中も変化させる
ことができればどのような構成でもよい。例えば、第１
駆動軸２２と第２駆動軸２３とにパルスモータを別個に
設け、両パルスモータを制御装置５０の信号により制御
し、これにより両駆動軸に位相差をつけるように構成し
てもよい。

【００２６】さらにまた、前記した実施例では振動枠１
の右側に第１回転軸５と第３回転軸１１を、左側に第２
回転軸８と第４回転軸１６を設けて軸受の負担を軽減す
るようにしたが、第１回転軸５と第２回転軸８を同じ軸
線上に左右対にして設けただけでもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動枠に、偏心おもりを有する第１回転軸と第２回転軸を
同じ軸線上に左右対にして設け、原動枠に第１駆動軸と
第２駆動軸を同じ軸線上に左右対にして設けると共に、
第１駆動軸と第２駆動軸との間に位相差を随時生じさせ
る回転位相調整機構を設けたので、第１回転軸と第２回
転軸との間に位相差を生じさせるだけで振幅を調整する
ことができ、しかも振動枠側の構造を従来のものに比較
して簡素化することができる。したがって、基本構造上
からも振動枠側の軽量化を図ることができ、従来に比較
して耐久性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】可変振動装置の一実施例の概略構成図である。

【図２】振動枠の側面図である。

【図３】振動枠の内部構造を示す正面図である。

【図４】回転位相調整機構の断面図である。

【図５】位相調整杆の一部欠截側面図である。

【図６】制御装置の概略ブロック図である。

【図７】可変振動装置の他の一実施例の概略構成図であ
る。

【図８】図７の側面図である。

【符号の説明】

１ 振動枠 ２ 原動枠 ３ 振動枠のハウジング ４ 第１回転軸の第１偏心おもり ５ 第１回転軸 ７ 第２回転軸の第２偏心おもり ８ 第２回転軸 １０ 第３回転軸の第３偏心おもり １１ 第３回転軸 １５ 第４回転軸の第４偏心おもり １６ 第４回転軸 ２０ 第１回転軸のタイミングプーリー ２１ 第２回転軸のタイミングプーリー ２２ 第１駆動軸 ２３ 第２駆動軸 ２６ 回転位相調整機構 ２８ 駆動源としてのモータ ３１ 第１駆動軸のタイミングプーリー ３２ 第２駆動軸のタイミングプーリー ３３，３４ タイミングベルト ３５ 位相調整杆 ３６ 位相調整駆動機構 ３７ スプライン ３８ リードネジ ３９ スプライン溝 ４０ ナット ４２ スライダ ４３ ロッド ４４ ブレーキモータ ４６ スライダを進退させる腕部材 ４９ レゾルバ ５０ 制御装置

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動枠に、第１回転軸と第２回転軸とを
   同じ軸線上に左右対にして設け、第１回転軸と第２回転
   軸に偏心おもりとタイミングプーリーをそれぞれ固定
   し、 原動枠に、第１駆動軸と第２駆動軸とを同じ軸線上に左
   右対にして設けるとともに、第１駆動軸と第２駆動軸に
   タイミングプーリーをそれぞれ固定し、第１回転軸のタ
   イミングプーリーと第１駆動軸のタイミングプーリーと
   の間、第２回転軸のタイミングプーリーと第２駆動軸の
   タイミングプーリーとの間をそれぞれタイミングベルト
   を架け渡して接続し、第１駆動軸と第２駆動軸に両駆動
   軸を同期回転する駆動源を接続するとともに、第１駆動
   軸と第２駆動軸との間に位相差を随時生じさせる回転位
   相調整機構を設けたことを特徴とする可変振動装置。