JP2926097B2 - Hydraulic vibrator - Google Patents

Hydraulic vibrator

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JP2926097B2
JP2926097B2 JP62128080A JP12808087A JP2926097B2 JP 2926097 B2 JP2926097 B2 JP 2926097B2 JP 62128080 A JP62128080 A JP 62128080A JP 12808087 A JP12808087 A JP 12808087A JP 2926097 B2 JP2926097 B2 JP 2926097B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は,広くは機械的な振動を生じるバイブレータ
に関するものであり,特に振動試験機とか振動輸送装置
や削岩機等の振動を基本とする機器に関するものであ
る。 就中,油圧等の流体圧を利用したバイブレータに関す
るものである。 (従来の技術) 振動試験機・振動輸送装置・削岩機等における加振装
置や方法に関しては,油圧式・機械式・不釣り合いウエ
イトによるもの等種々な提案がなされている。以下に,
既に実用化されている技術の一部を説明する。 その第1は,油圧による装置,方法である。これは,
第2図に示す回路図のごとくに,まず一定回転速度の電
動機1に油圧ポンプ2を直結して油圧供給装置とする。
つぎに,サーボ弁・比例制御弁等の流体の流量および方
向を制御出来る弁3により,油圧シリンダ4を作動させ
る。そして,この油圧シリンダ4のラムには,変位・速
度・加速度等のパラメータを検出出来るセンサ5を取り
付ける。 さらに,ファンクションゼネレータ6の出力信号と上
記のセンサ5の信号を加算器7に加え,加算された信号
をサーボ増幅器8にて増幅し前述のサーボ弁等を制御し
フラクションゼネレータの信号波形と同じ変位・速度・
加速度等のラム動作をさせるものである。 その第2は,不釣り合いウエイトによる方法・装置を
述べる。これは,第3図に示すごとくに,蒸気機関車の
動輪のように不釣り合い重量を付加したものをただ回転
させると,振動軌跡も円を描いてしまう。そこで,一方
向のみに振動させるには,第4図に示すがごとき工夫が
必要となる。すなわち,2個のホイール9a,9bに不釣り合
い重量を取り付けて互いに反対方向に同期して回転させ
ることにより,上下方向の振動を得ることが出来る。 (発明が解決しようとする問題点) 第1のものは,大パワーを得ることが出来,振動周波
数もDC〜500Hz程度の広範囲に渉る。然し,高調波を含
まないサイン波形で振動させたり,広範囲の振動周波数
を得るためにはサーボ弁を使用しなければならず,非常
に高価格な装置となってしまう。 第2のものは,低コストの装置として実用化されてい
る。しかしこれは,ホイールの一回転が振動の1Hzとな
り,振動周波数はホイールの回転速度範囲で決定されて
しまう。その上に,この回転速度も無段変速器で可変す
るとなると,精々6〜60Hz(1:10)程度が限度である。
さらに,振動波形は不釣り合い重量を振り回すことによ
りサイン波に限定されてしまう。そして,駆動用のカッ
プリング・ベルト・ベアリング等の振動も重畳され,得
られた振動波形はきれいなサイン波とはならず,多くの
高調波を含んだ波形となってしまう。 しかして,出来得る限り低コストで,しかも油圧サー
ボ方式に匹敵するような正確な振動波形・広範囲な振動
周波数範囲の装置が出来れば最良である。ただし,振動
波形も詳しく調べてみると,振動テーブルおよび被試験
体の重量(慣性)のために矩形波のような立ち上がり・
立ち下り時の急激な加速度を加えても意味がない。した
がって,この振動波形は,サイン波・三角波・梯形波等
を得られれば良いことが分かる。また,JIS規格による振
動試験も通常の機器は2〜100Hzの範囲になっている。 (問題点を解決するための手段) 以上の条件をにらみ合わせて,サイン波・三角波・梯
形波の3種を選択出来て,周波数範囲も2〜100ヘルツ
程度の振動周波数で大出力の加振装置を市場へ提供する
ためには、液圧駆動方式が最も有利である。但し、サー
ボ弁を使用した装置は、エネルギー効率が極端に低く製
造コストの低減も困難である。本発明にかかる流体圧バ
イブレータは、前述の問題を解決するために可変容量液
圧供給装置と交流流体圧ポンプおよび液体往復動アクチ
ュエータを組み合わせたものである。 以下に本発明に係る流体圧バイブレータの具体的な構
成を説明する。まず、第1図に示すごとく電動機、可変
容量液圧ポンプより成る可変容量液圧供給装置があり、
つぎに、液圧モーターとそれに直結された交流流体圧ポ
ンプがある。交流流体圧ポンプの両ポートと絞り弁およ
び液圧往復動アクチュエータがパラレルに配管接続され
ている。 すなわち、その請求項1に述べる流体圧バイブレータ
は、回転速度を制御出来る内燃機関または電動機等の原
動機と、交流流体圧ポンプと、絞り量を可変出来る絞り
弁と、液圧往復動アクチュエータと、を備える液圧駆動
加振装置に於いて、交流流体圧ポンプを原動機で回転速
度可変に駆動し、その回転速度に比例した交流圧油を出
力させ、その圧油により液圧往復動アクチュエータを駆
動し、振動台をその交流圧油と同じ周波数で加振すると
共に、絞り弁の絞り量を可変させ、その振幅を制御する
ものである。 そして、その請求項2に述べる流体圧バイブレータ
は、回転速度を制御出来る内燃機関または電動機等の原
動機と、一方向吐出可変容量液圧ポンプと液圧モータ
と、交流流体圧ポンプと、絞り量を可変出来る絞り弁
と、往復動アクチュエータと、を備える液圧駆動加振装
置に於いて、一方向吐出可変容量液圧ポンプを原動機で
回転速度可変に駆動し、更にそのポンプの容量を可変さ
せ、ポンプの容量比を直線性を極端に損なうことなしに
大幅に拡大すると共に、その吐出直流圧油の油量に比例
した速度で交流流体圧ポンプを駆動し、ポンプの回転速
度に比例した交流圧油を出力させ、その圧油により液圧
往復動アクチュエータを駆動し、振動台をその交流圧油
と同じ周波数で加振すると共に、絞り弁の絞り量を可変
させ、その振幅を制御するものである。 最後に、その請求項3に述べる流体圧バイブレータ
は、特許請求の範囲1および2に記載された交流流体圧
ポンプが、一方向回転で交流圧油を吐出し、その径が長
径と短径とから成る非円形の内部ロータと、円形の外部
ステータと、ステータに偶数のシリンダ室とそのシリン
ダ室に嵌合するピストンを有し、一回転につき2サイク
ルまたは4サイクルの交流圧油を吐出する構造である。 (作用) 本発明の流体圧バイブレータは、前述の構成にしたた
めに次の如き作用が生じた。以下に、その作用を説明す
る。まず、可変容量液圧供給装置から供給される直流圧
油により、液圧モータが一方向回転に駆動される。液圧
モータの回転速度は、直流圧油の流量に比例する。液圧
モータに直結された交流流体圧ポンプは、一方向に回転
し、一回転につき2サイクルの交流圧油を出力する。そ
の交流圧油により液圧シリンダ(液圧往復動アクチュエ
ータ)が往復運動を行い、その振幅は絞り弁を開いた状
態で最大となり、絞り弁を閉じた状態で最小となる。 従って、液圧シリンダ(液圧往復動アクチュエータ)
の往復振動周波数は交流流体圧ポンプの回転速度に比例
し、その振幅は絞り弁の開度で決定される。 (実施例) 第1図は、本発明の流体圧バイブレーターの実施例の
回路および構成を示したものである。まず、インバータ
11と電動機12、可変容量液圧ポンプ13から成る可変容量
液圧供給装置から供給される直流圧油により一方向に回
転させられる液圧モータ14がある。その液圧モータ14に
機械的に直結された交流流体圧ポンプ20は液圧モータに
より一方向に回転し、その回転速度は可変容量液圧供給
装置から出力される直流圧油の油量に比例する。 一方向に回転する交流流体圧ポンプ20は、その一回転
につき2サイクルの交流圧油を吐出する。その交流圧油
により液圧往復動アクチュエータ30が往復運動する。そ
の往復運動周波数は、交流流体圧ポンプの回転数の2倍
となる。また、液圧シリンダ(液圧往復動アクチュエー
タ30)の振幅は、絞り弁40の開度により決定される。 通常、電動機が所定の出力で安定に回転できる回転比
は、1:10程度である。また、可変容量液体圧ポンプも定
格回転での出力油量の直線性を維持できる吐出容量比
は、やはり1:10程度である。従って、電動機の回転速度
をインバータで1:10程度に制御してやり、更に可変容量
液体ポンプの吐出量を1:10程度に制御すると、次式ごと
く圧油の吐出比を1:100の程度とすることが可能とな
る。 Q比=電動機の回転比×液圧ポンプの吐出容量比 Q比:可変液圧供給装置の吐出容量比 交流流体圧ポンプ20は、第5図に示すごとく、一回転
で2サイクルの交流圧油を出力させることができる。こ
れは、第6図に示す水平対向2シリンダポンプの変形と
見なすことができる。但し、この方式では、クランクシ
ャフトが一回転で作動油の出入りは1サイクルである。
電動機および液圧モータ等の回転速度は、通常3,000〜
3,600RPMとなっている。一回転で1サイクルの交流圧油
を吐出する液圧ポンプで100ヘルツの交流圧油を吐出さ
せるには、6,000PRMで回転させる必要があり、ランニン
グ時の騒音、振動または寿命の点で問題がある。 第5図の交流液圧ポンプ20は電動機12や可変容量液圧
ポンプ13、液圧モータ14と共に、一般に使用される回転
範囲内で使用できるので都合がよい。得られた交流の圧
油によって、両ロッド型シリンダで往復振動を発生させ
るか、または揺動回転液圧モータの揺動回転を往復運動
に変換する機構で往復運動にすることもできる。したが
って、以後この往復運動発生機構を液圧往復動アクチュ
エータ30と称する。 このままでは、振幅または揺動回転角を決定できな
い。それゆえに、液圧往復動アクチュエーター30にパラ
レルに接続されたリモートコントロールの可能な絞り弁
40で交流圧油のバイパス量を制御し所定の振幅(または
揺動回転角)を得る。 交流流体圧ポンプ20のAポートから吐出された圧油
は、液圧往復動アクチュエータ30を経由し、その等量が
Bポートから流入する。そのために、ピストン21をロー
タ22に押し付けるバネは不要である。もちろん、シリン
ダ室にバネを挿入し常時ピストン21がロータ22に接触す
るようにしておけばなお良い。 一方、油漏れと高速回転時のロータ22からのピストン
21の跳ね上がり現象を防止するために、第7図のように
絞り弁40のセンターに一定の油圧を予圧として加える。
もちろん、他の箇所でもよいことは言うまでもない。絞
り弁40のセンターから流入した作動油はピストン21の小
径孔23を通り、ロータ22とピストン21の間隔の潤滑を行
い、ドレンとしてタンク50へ戻される。 この交流流体圧ポンプ20もロータ22の形状を変えるこ
とにより、サイン波・三角波・梯形波等の振動波形を得
ることが出来る。また、振動の周波数を増加させたい時
には、ロータ22を第8図aのような形状にすればポンプ
一回転で4サイクルの交流圧油を得ることが出来る。同
様にして、任意の波形を得ることが出来る。さらに、第
8図bに示す如く、液圧モータ14に吐出交流圧油の波形
の異なる複数の液圧ポンプを結合し、希望の出力波形の
ものに切り換えて使用することも出来る。 振幅および振動周波数をコントロールする方法は、第
9図のように振動台33の振動変位を変位検出器60で検出
し、加算器へフィードバックして入力制御信号Eiと比較
しその誤差分をサーボ増幅器70を経由し絞り弁40の絞り
量をサーボコントロールしてやってもよい。 液圧往復動アクチュエータ30は、バネなし単動シリン
ダ31を2台振動台33に第9図のように結合してプッシュ
プル型シリンダとしてもよい。また、第10図のように両
ロッド型シリンダ32で加振してもよい。振動台33の運動
をセンサ60で検出し、サーボ増幅器70を経由して、絞り
弁40を制御し振幅を決める。それと共に電動機12の回転
と可変容器液圧ポンプ13の圧油の吐出量を同時(または
個別)に制御し、圧油の吐出量をコントロールして振動
周波数を決める。また、圧油の吐出量を広範囲に変化さ
せる必要のない時は電動機12で直接交流流体圧ポンプ20
を駆動することも可能である。 振動台33の支持方法は、第11図の如く振動台33に2本
または4本のピストンロッド34を取り付け液圧往復動ア
クチュエータ30に挿入した状態で固定する。振動台33は
ラムピストンロッド34と液圧往復動アクチュエータ30と
の隙間に介在する油膜に支えられる構造とする。油膜は
第9図の絞り弁40のセンターから供給される圧油が常に
ピストンロッド34と液圧往復動アクチュエータ30の隙間
を通り流出し油膜を形成しているため荷重が掛かっても
問題はない。 削岩機・振動破砕機等の振動波形をあまり問題にしな
いような場合のアクチュエータは、第12図の如く片ロッ
ド型複動シリンダを使用してもよい。但し、この場合
は、片ロッドの形状から来るA,Bポートの油量の差異を
吸収するためにBポート側にアキュームレータ80を付加
すればよい。 尚、第5図に示した交流流体圧ポンプ20に関しては、
これが後日の分割出願の可能性を有することを考慮に入
れ、次に詳しく説明する。 交流流体圧ポンプ20が楕円形の内部ロータ22とこの内
部ロータ22の長円端に内接する円形の外部ステータ24お
よび複数のピストン21から成るものである。この複数の
ピストン21は、上記の外部ステータ24に設けられたシリ
ンダ室23にピストン21が運動自在に嵌合している。この
内部ローター22は、上記の外部ステーター24に内接せず
に間隔をあけて設けられたものでもよい。 このピストン21は、上記のロータ22の表面に常に接し
た状態となっている。この内部ロータ22の回転に伴い、
そのシリンダ室23の内部を往復運動することによりポン
プ機能を発揮する。上記のシリンダ室23はピストン21a
が下死点に位置し、ピストン21bは上死点に位置し、そ
れらが対をなしていることを示している。 従って、一方のピストンが液圧往復動アクチュエータ
30に作動油を吐出している時には、他方のピストンは液
圧往復動アクチュエータ30から排出された作動油を吸入
していることになる。尚、本実施例においては上記のピ
ストン21は2対を使用したが、それ以上の複数対として
もよい。また、内部ロータ22は本実施例では楕円形の内
部ロータとしたが、前述の如くその交流圧油の出力波形
を得るためには、少なくとも長径と短径とからなる概略
楕円形状のものでなくてはならない。 また、上記のピストン21は第13図に示す如く円筒形や
角柱形等用途に応じた形状とすればよい。尚その角形の
稜線部は丸みを設けて内部ロータ22の回転に伴い常に接
触状態となるよう考慮する必要がある。 作動油は、通常は鉱物油を使用するが、水を使用する
こともある。非圧縮性の液体ならば何でもよい。 (発明の効果) 本発明の液体圧バイブレータは以上の如き構成とした
ために、低コストで加振周波数を大幅に変化させること
が出来、更に振動の振幅も無段階に制御することが可能
となり、その振動波形も任意に選択することが出来るよ
うになった。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention generally relates to a vibrator that generates mechanical vibration, and is particularly based on vibration of a vibration tester, a vibration transport device, a rock drill, and the like. It is related to the device that performs. More particularly, the present invention relates to a vibrator using a fluid pressure such as a hydraulic pressure. (Prior Art) Various proposals have been made for a vibration testing device, a vibration transport device, a rock drill, etc., regarding a vibration device and a method using a hydraulic type, a mechanical type, and an unbalanced weight. less than,
Some of the technologies that have already been put into practical use will be described. The first is an apparatus and method using hydraulic pressure. this is,
As shown in the circuit diagram of FIG. 2, first, a hydraulic pump 2 is directly connected to an electric motor 1 having a constant rotational speed to form a hydraulic supply device.
Next, the hydraulic cylinder 4 is operated by a valve 3, such as a servo valve or a proportional control valve, which can control the flow rate and direction of the fluid. A sensor 5 capable of detecting parameters such as displacement, speed, and acceleration is attached to the ram of the hydraulic cylinder 4. Further, the output signal of the function generator 6 and the signal of the sensor 5 are added to an adder 7, and the added signal is amplified by a servo amplifier 8 to control the above-described servo valves and the like, so that the same displacement as the signal waveform of the fraction generator is obtained. ·speed·
A ram operation such as acceleration is performed. The second is a method and apparatus using unbalanced weights. This is because, as shown in FIG. 3, if a wheel with an unbalanced weight, such as a driving wheel of a steam locomotive, is simply rotated, the vibration locus also draws a circle. Therefore, in order to vibrate in only one direction, a device as shown in FIG. 4 is required. That is, by attaching an unbalanced weight to the two wheels 9a and 9b and rotating them in synchronization in opposite directions, vertical vibration can be obtained. (Problems to be Solved by the Invention) The first is that a large power can be obtained, and the vibration frequency covers a wide range of DC to 500 Hz. However, in order to vibrate with a sine waveform that does not include harmonics or to obtain a wide range of vibration frequencies, a servo valve must be used, resulting in a very expensive device. The second type is practically used as a low-cost device. However, this means that one rotation of the wheel is 1 Hz of vibration, and the vibration frequency is determined by the rotation speed range of the wheel. In addition, if this rotational speed can be varied by a continuously variable transmission, the limit is at most about 6 to 60 Hz (1:10).
Further, the vibration waveform is limited to a sine wave by swinging the unbalanced weight. Then, the vibration of the driving coupling, belt, bearing and the like is also superimposed, and the obtained vibration waveform does not become a clean sine wave but becomes a waveform containing many harmonics. Therefore, it would be best if a device with as low a cost as possible and with an accurate vibration waveform and a wide vibration frequency range comparable to the hydraulic servo system could be made. However, when examining the vibration waveform in detail, it was found that the rise and fall of a square wave due to the weight (inertia) of the vibration table and the DUT
There is no point in applying a sudden acceleration when falling. Therefore, it can be understood that a sine wave, a triangular wave, a trapezoidal wave, or the like can be obtained for this vibration waveform. Also, the vibration test according to the JIS standard is in the range of 2 to 100 Hz for ordinary equipment. (Means for solving the problem) Taking the above conditions into consideration, three types of sine wave, triangular wave, and trapezoidal wave can be selected, and the frequency range is about 2 to 100 Hz. In order to bring the device to the market, a hydraulic drive system is most advantageous. However, a device using a servo valve has extremely low energy efficiency, and it is difficult to reduce the manufacturing cost. A fluid pressure vibrator according to the present invention is a combination of a variable displacement fluid pressure supply device, an AC fluid pressure pump, and a liquid reciprocating actuator in order to solve the above-mentioned problem. Hereinafter, a specific configuration of the fluid pressure vibrator according to the present invention will be described. First, as shown in FIG. 1, there is a variable displacement hydraulic pressure supply device comprising an electric motor and a variable displacement hydraulic pump.
Next, there is a hydraulic motor and an AC hydraulic pump directly connected thereto. Both ports of the AC fluid pressure pump, a throttle valve, and a hydraulic reciprocating actuator are connected in parallel by piping. That is, the fluid pressure vibrator described in claim 1 includes a prime mover such as an internal combustion engine or an electric motor capable of controlling a rotation speed, an AC fluid pressure pump, a throttle valve capable of varying a throttle amount, and a hydraulic reciprocating actuator. In the hydraulic drive vibration device provided, the AC fluid pressure pump is driven by the prime mover so that the rotation speed is variable, the AC pressure oil proportional to the rotation speed is output, and the hydraulic reciprocating actuator is driven by the pressure oil. The vibrating table is vibrated at the same frequency as the AC pressure oil, the amount of throttle of the throttle valve is varied, and the amplitude is controlled. The hydraulic vibrator described in claim 2 includes a prime mover such as an internal combustion engine or an electric motor capable of controlling the rotation speed, a one-way discharge variable displacement hydraulic pump, a hydraulic motor, an AC hydraulic pump, and a throttle amount. In a hydraulic drive and vibration device having a variable throttle valve and a reciprocating actuator, a one-way discharge variable displacement hydraulic pump is driven by a motor at a variable rotational speed, and the displacement of the pump is further varied. The capacity ratio of the pump is greatly expanded without extremely impairing the linearity, and the AC fluid pressure pump is driven at a speed proportional to the amount of the discharged DC pressure oil, and the AC pressure is proportional to the rotation speed of the pump. The oil is output and the hydraulic oil drives the hydraulic reciprocating actuator to vibrate the shaking table at the same frequency as the AC hydraulic oil, and also changes the throttle amount of the throttle valve to control its amplitude. Than it is. Finally, in the fluid pressure vibrator described in claim 3, the alternating-current fluid pump described in claims 1 and 2 discharges alternating-current pressure oil in one-way rotation, and has a major axis and a minor axis. Having a circular outer stator, a circular outer stator, and an even number of cylinder chambers and a piston fitted to the cylinder chambers in the stator, and discharging two or four cycles of AC pressure oil per rotation. It is. (Operation) The hydraulic vibrator of the present invention has the following operation because of the above-described configuration. The operation will be described below. First, the hydraulic motor is driven to rotate in one direction by DC pressure oil supplied from the variable capacity hydraulic pressure supply device. The rotation speed of the hydraulic motor is proportional to the flow rate of the DC pressure oil. The AC fluid pressure pump directly connected to the hydraulic motor rotates in one direction and outputs two cycles of AC pressure oil per rotation. A hydraulic cylinder (hydraulic reciprocating actuator) reciprocates with the alternating pressure oil, and its amplitude becomes maximum when the throttle valve is open and minimum when the throttle valve is closed. Therefore, hydraulic cylinder (hydraulic reciprocating actuator)
Is proportional to the rotation speed of the AC fluid pressure pump, and its amplitude is determined by the opening of the throttle valve. (Embodiment) FIG. 1 shows a circuit and configuration of an embodiment of a fluid pressure vibrator of the present invention. First, the inverter
There is a hydraulic motor 14 that is rotated in one direction by DC pressure oil supplied from a variable capacity hydraulic pressure supply device including a motor 11 and a motor 12 and a variable capacity hydraulic pump 13. The AC hydraulic pump 20 mechanically connected directly to the hydraulic motor 14 is rotated in one direction by the hydraulic motor, and its rotation speed is proportional to the amount of DC hydraulic oil output from the variable capacity hydraulic supply device. I do. The AC fluid pressure pump 20 that rotates in one direction discharges two cycles of AC pressure oil per one rotation. The hydraulic reciprocating actuator 30 reciprocates by the alternating pressure oil. The reciprocating frequency is twice as high as the rotation speed of the AC fluid pressure pump. The amplitude of the hydraulic cylinder (hydraulic reciprocating actuator 30) is determined by the opening of throttle valve 40. Usually, the rotation ratio at which the electric motor can stably rotate at a predetermined output is about 1:10. In addition, the variable displacement liquid pressure pump also has a discharge capacity ratio of about 1:10 that can maintain the linearity of the output oil amount at the rated rotation. Therefore, if the rotational speed of the electric motor is controlled to about 1:10 by the inverter and the discharge amount of the variable capacity liquid pump is further controlled to about 1:10, the discharge ratio of the pressure oil becomes about 1: 100 as in the following equation. It becomes possible. Q ratio = rotation ratio of electric motor × discharge capacity ratio of hydraulic pump Q ratio: discharge capacity ratio of variable hydraulic pressure supply device As shown in FIG. Can be output. This can be considered as a modification of the horizontally opposed two-cylinder pump shown in FIG. However, in this method, the crankshaft makes one rotation and the operation oil flows in and out in one cycle.
The rotation speed of motors and hydraulic motors is usually 3,000 to
3,600 RPM. In order to discharge 100 hertz of AC pressure oil with a hydraulic pump that discharges one cycle of AC pressure oil in one revolution, it is necessary to rotate at 6,000 PRM, which causes problems in running noise, vibration or life. is there. The AC hydraulic pump 20 shown in FIG. 5 can be used together with the electric motor 12, the variable displacement hydraulic pump 13, and the hydraulic motor 14 in a generally used rotation range, which is convenient. Reciprocating vibration can be generated in the double rod type cylinder by the obtained alternating pressure oil, or reciprocating motion can be performed by a mechanism that converts the oscillating rotation of the oscillating rotary hydraulic motor into reciprocating motion. Therefore, the reciprocating motion generating mechanism is hereinafter referred to as a hydraulic reciprocating actuator 30. In this state, the amplitude or the swing rotation angle cannot be determined. Therefore, a remotely controllable throttle valve connected in parallel to the hydraulic reciprocating actuator 30
At 40, the bypass amount of the AC pressure oil is controlled to obtain a predetermined amplitude (or swing rotation angle). The pressure oil discharged from the A port of the AC fluid pressure pump 20 passes through the hydraulic reciprocating actuator 30, and an equal amount thereof flows in from the B port. Therefore, a spring for pressing the piston 21 against the rotor 22 is not required. Of course, it is better to insert a spring into the cylinder chamber so that the piston 21 always contacts the rotor 22. On the other hand, oil leakage and piston from rotor 22 during high-speed rotation
In order to prevent the 21 from jumping, a constant oil pressure is applied as a preload to the center of the throttle valve 40 as shown in FIG.
Of course, it is needless to say that other portions may be used. The hydraulic oil flowing from the center of the throttle valve 40 passes through the small-diameter hole 23 of the piston 21, lubricates the gap between the rotor 22 and the piston 21, and is returned to the tank 50 as a drain. This AC fluid pressure pump 20 can also obtain a vibration waveform such as a sine wave, a triangular wave, or a trapezoidal wave by changing the shape of the rotor 22. Further, when it is desired to increase the frequency of the vibration, if the rotor 22 is shaped as shown in FIG. 8A, four cycles of AC pressure oil can be obtained by one rotation of the pump. Similarly, an arbitrary waveform can be obtained. Further, as shown in FIG. 8b, a plurality of hydraulic pumps having different waveforms of the discharged AC hydraulic oil can be connected to the hydraulic motor 14 to switch to a desired output waveform. The method of controlling the amplitude and the vibration frequency is to detect the vibration displacement of the vibration table 33 with the displacement detector 60 as shown in FIG. The throttle amount of the throttle valve 40 may be servo-controlled via 70. The hydraulic reciprocating actuator 30 may be configured as a push-pull type cylinder by coupling two single-acting cylinders 31 without spring to a vibration table 33 as shown in FIG. Also, as shown in FIG. 10, the vibration may be applied by the double rod type cylinder 32. The movement of the shaking table 33 is detected by the sensor 60, and the amplitude is determined by controlling the throttle valve 40 via the servo amplifier 70. At the same time, the rotation of the electric motor 12 and the discharge amount of the pressure oil of the variable container hydraulic pump 13 are simultaneously (or individually) controlled, and the discharge frequency of the pressure oil is controlled to determine the vibration frequency. When it is not necessary to change the discharge amount of the pressure oil over a wide range, the AC motor
Can also be driven. As a method of supporting the shaking table 33, two or four piston rods 34 are attached to the shaking table 33 as shown in FIG. The vibration table 33 has a structure supported by an oil film interposed in a gap between the ram piston rod 34 and the hydraulic reciprocating actuator 30. As for the oil film, the pressure oil supplied from the center of the throttle valve 40 in FIG. 9 always flows through the gap between the piston rod 34 and the hydraulic reciprocating actuator 30 to form an oil film, so that there is no problem even if a load is applied. . As the actuator in the case where the vibration waveform of the rock drill, the vibration crusher or the like does not make much of a problem, a single rod type double acting cylinder may be used as shown in FIG. However, in this case, an accumulator 80 may be added to the B port side in order to absorb the difference in oil amount between the A and B ports due to the shape of the single rod. The AC fluid pressure pump 20 shown in FIG.
Taking into account that this has the potential of a later divisional application, it will be described in detail below. An AC fluid pressure pump 20 comprises an elliptical internal rotor 22, a circular external stator 24 inscribed at the long end of the internal rotor 22, and a plurality of pistons 21. The plurality of pistons 21 are movably fitted in cylinder chambers 23 provided in the external stator 24 described above. The internal rotor 22 may be provided at an interval without being inscribed in the external stator 24. The piston 21 is always in contact with the surface of the rotor 22 described above. With the rotation of the internal rotor 22,
The pump function is exerted by reciprocating inside the cylinder chamber 23. The above-mentioned cylinder chamber 23 has a piston 21a.
Are located at the bottom dead center, and the piston 21b is located at the top dead center, indicating that they are paired. Therefore, one piston is a hydraulic reciprocating actuator
When the hydraulic oil is being discharged to 30, the other piston is sucking the hydraulic oil discharged from the hydraulic reciprocating actuator 30. In this embodiment, two pairs of pistons 21 are used, but a plurality of pairs may be used. Although the internal rotor 22 is an elliptical internal rotor in the present embodiment, as described above, in order to obtain the output waveform of the AC pressure oil, the internal rotor 22 does not need to have a substantially elliptical shape having at least a major axis and a minor axis. must not. Further, the piston 21 may have a shape such as a cylindrical shape or a prism shape according to the use as shown in FIG. In addition, it is necessary to consider that the square ridge portion is provided with a rounded shape so as to be always in contact with the rotation of the internal rotor 22. Hydraulic oil is usually mineral oil, but sometimes water. Any non-compressible liquid can be used. (Effect of the Invention) Since the liquid pressure vibrator of the present invention is configured as described above, the vibration frequency can be largely changed at low cost, and the amplitude of vibration can be controlled steplessly. The vibration waveform can be arbitrarily selected.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明に係わる流体圧バイブレータの一実施
例の回路図を示したものである。 第2図は、従来の油圧駆動バイブレータの一実施例の回
路図である。 第3図は、蒸気機関車の動輪を示したものである。 第4図は、従来の不釣合いウエイトによるバイブレータ
の一実施例の側面図である。 第5図は、本発明に係わる流体圧バイブレータに使用さ
れる液圧ポンプの一実施例の側面図である。 第6図は、交流流体圧ピストンポンプの説明図である。 第7図は、第5図の交流流体圧ポンプ用の予圧用の作動
油の供給説明図である。 第8図は、交流流体圧多連ポンプの説明図である。 第9図は、第1図にサーボコントロール制御回路を付加
したものである。 第10図は、両ロッド型シリンダをアクチュエータとした
流体圧バイブレータである。 第11図は、振動台の支持方法を示した一実施例の側面図
である。 第12図は、片ロッド型複動シリンダをアクチュエータと
した流体圧バイブレータを示す。 第13図は、第5図のピストンの種々の形状の斜視図であ
る。 10……可変容量液圧供給装置 11……インバータ 12……電動機 13……可変容量液圧ポンプ 14……液圧モータ 20……交流流体圧ポンプ 21……ピストン 22……ロータ 23……シリンダ室 24……ステータ 30……液圧往復動アクチュエータ 32……両ロッド型シリンダ 33……振動台 34……ピストンロッド 40……絞り弁 50……タンク 60……変位検出器 70……サーボ増幅器 80……アキュームレータ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of a fluid pressure vibrator according to the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram of one embodiment of a conventional hydraulically driven vibrator. FIG. 3 shows the driving wheels of a steam locomotive. FIG. 4 is a side view of one embodiment of a conventional vibrator using unbalanced weights. FIG. 5 is a side view of one embodiment of a hydraulic pump used in the hydraulic vibrator according to the present invention. FIG. 6 is an explanatory view of an AC fluid pressure piston pump. FIG. 7 is an explanatory diagram of the supply of pre-pressure hydraulic oil for the AC fluid pressure pump of FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram of an AC fluid pressure multiple pump. FIG. 9 is obtained by adding a servo control circuit to FIG. FIG. 10 shows a fluid pressure vibrator using a double rod type cylinder as an actuator. FIG. 11 is a side view of one embodiment showing a method of supporting a shaking table. FIG. 12 shows a fluid pressure vibrator using a single rod type double acting cylinder as an actuator. FIG. 13 is a perspective view of various shapes of the piston of FIG. 10 ... variable capacity hydraulic pressure supply device 11 ... inverter 12 ... motor 13 ... variable capacity hydraulic pump 14 ... hydraulic motor 20 ... AC fluid pressure pump 21 ... piston 22 ... rotor 23 ... cylinder Chamber 24 Stator 30 Hydraulic reciprocating actuator 32 Double rod type cylinder 33 Shaking table 34 Piston rod 40 Throttle valve 50 Tank 60 Displacement detector 70 Servo amplifier 80 …… Accumulator

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−100637(JP,A) 特開 昭53−143085(JP,A) 特開 昭52−25986(JP,A) 特開 昭55−56872(JP,A) 特開 昭50−43383(JP,A) 特開 昭58−180802(JP,A) 特開 昭50−27170(JP,A) 特開 昭49−105558(JP,A) 実開 昭55−31049(JP,U) 実開 昭60−185078(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B06B 1/18 Continuation of the front page (56) References JP-A-61-100637 (JP, A) JP-A-53-143085 (JP, A) JP-A-52-25986 (JP, A) JP-A-55-56872 (JP, A) JP-A-50-43383 (JP, A) JP-A-58-180802 (JP, A) JP-A-50-27170 (JP, A) JP-A-49-105558 (JP, A) 55-31049 (JP, U) Japanese Utility Model 60-185078 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B06B 1/18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.液圧駆動加振装置に於いて、回転速度を制御出来る
内燃機関または電動機(12)等の原動機、該原動機で回
転速度可変に駆動される交流流体圧ポンプ(20)、該交
流流体圧ポンプ(20)から上記の原動機の回転速度に比
例した交流圧油を出力させその圧油により駆動される液
圧往復動アクチュエータ(30)、該液圧往復動アクチュ
エータ(30)により駆動されるものであって上記の交流
圧油と同じ周波数で加振される振動台(33)、上記の液
圧往復動アクチュエータ(30)にパラレルに接続された
ものであって上記の交流圧油のバイパス量を制御し上記
の振動台(33)の振幅または揺動回転角を可変可能にす
る絞り弁(40)、からなることを特長とした流体圧バイ
ブレータ。 2.液圧駆動加振装置に於いて、回転速度を制御出来る
内燃機関または電動機(12)等の原動機、該原動機(1
2)で回転速度可変に駆動させられる一方向吐出可変容
量液圧ポンプ(13)、該一方向吐出可変容量液圧ポンプ
(13)の容量を可変させ出力直線性を極端に損なうこと
なしにその容量比を可変させ大幅に拡大すると共にその
吐出直流圧油の油量に比例した速度で駆動される交流流
体圧ポンプ(20)、該交流流体圧ポンプ(20)の回転速
度に比例した出力の交流圧油により駆動させられる液圧
往復動アクチュエータ(30)、該液圧往復動アクチュエ
ータ(30)により駆動されるものであって上記の交流圧
油と同じ周波数で加振させられる振動台(33)、上記の
液圧往復動アクチュエータ(30)にパラレルに接続され
たものであって上記の交流圧油のバイパス量を制御し上
記の振動台(33)の振幅または揺動回転角を可変可能に
する絞り弁(40)、より成ることを特長とした流体圧バ
イブレータ。 3.交流流体圧ポンプ(20)が、一方向回転で交流圧油
を吐出するものであって、この交流流体圧ポンプ(20)
の径が長径と短径とから成る非円形の内部ロータ(22)
と、該内部ロータ(22)と対をなす円形の外部ステータ
(24)と、該外部ステータ(24)に偶数のシリンダ室
(23)を有し、該シリンダ室(23)に嵌合するピストン
(21)を有し、該ピストン(21)がその内部ローター
(22)の一回転につき2サイクルまたは4サイクルの交
流圧油を吐出するものであることを特長とした特許請求
の範囲1または2に記載の流体圧バイブレータ。
(57) [Claims] In a hydraulic drive vibration device, a prime mover such as an internal combustion engine or an electric motor (12) whose rotational speed can be controlled, an AC fluid pressure pump (20) driven by the prime mover at a variable rotational speed, the AC fluid pressure pump ( 20) The hydraulic reciprocating actuator (30) driven by the hydraulic oil by outputting an AC pressure oil proportional to the rotation speed of the prime mover described above, and driven by the hydraulic reciprocating actuator (30). A vibrating table (33) that is vibrated at the same frequency as the above-mentioned AC pressure oil, and is connected in parallel to the above-mentioned hydraulic reciprocating actuator (30), and controls the bypass amount of the above-mentioned AC pressure oil. A fluid pressure vibrator characterized by comprising a throttle valve (40) capable of changing the amplitude or swing rotation angle of the vibration table (33). 2. In a hydraulic drive vibration device, a prime mover such as an internal combustion engine or an electric motor (12) whose rotational speed can be controlled;
2) The one-way discharge variable displacement hydraulic pump (13) driven to be variable in rotation speed in 2), the capacity of the one-way discharge variable displacement hydraulic pump (13) can be varied without significantly impairing output linearity. An AC fluid pressure pump (20) driven at a speed proportional to the amount of the discharged DC pressure oil while varying the capacity ratio to greatly increase the output, and an output proportional to the rotation speed of the AC fluid pressure pump (20). A hydraulic reciprocating actuator (30) driven by AC hydraulic oil, and a vibration table (33) driven by the hydraulic reciprocating actuator (30) and vibrated at the same frequency as the AC hydraulic oil. ), Which is connected in parallel to the hydraulic reciprocating actuator (30) and controls the bypass amount of the AC pressure oil to change the amplitude or swing rotation angle of the vibration table (33) Throttle valve (40) Hydraulic vibrator which features a thing. 3. The AC fluid pressure pump (20) discharges AC pressure oil in one-way rotation, and the AC fluid pressure pump (20)
Non-circular internal rotor (22) with a major axis and a minor axis
A circular outer stator (24) paired with the inner rotor (22), and a piston which has an even number of cylinder chambers (23) in the outer stator (24) and is fitted into the cylinder chamber (23). The piston (21) discharges two or four cycles of AC pressurized oil per one revolution of its internal rotor (22). 4. The fluid pressure vibrator according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5225986A (en) * 1975-08-22 1977-02-26 Japan Steel Works Ltd:The Alternatin pulse current genrating device
JPS53143085A (en) * 1977-05-19 1978-12-13 Tekuno Benchiyaa Kk Hydraulicallyyoperated vibrator
JPS5556872A (en) * 1978-10-21 1980-04-26 Toshiba Machine Co Ltd Oil pressure system vibration generator
JPS60185078U (en) * 1984-05-18 1985-12-07 三洋電機株式会社 Pump dry running prevention device
JPS61100637A (en) * 1984-10-24 1986-05-19 Hitachi Ltd Apparatus for generating varying pressure

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