JP4974702B2 - 鋳型振動装置 - Google Patents
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Description
本発明は、連続鋳造設備を構成する鋳型を振動させる鋳型振動装置に関するものである。
現在、連続鋳造設備においては、鋳型を振動させることにより鋳型内壁と鋳片との間に相対運動を発生させる鋳型振動装置を用いたものが公知であり、該相対運動によりこれら鋳型内壁と鋳片との間へのフラックスの入り込みを促進し、これにより鋳型内壁への鋳片の付着が防止されている。
例えば特許文献１においては、鋳型を搭載する鋳型テーブルと可動軸受ハウジングとをコネクティングビームで固着連結する鋳型振動装置が開示されている。
該鋳型振動装置においては、各駆動軸の両端部にベアリングを介し外嵌して該駆動軸の回転運動により偏心運動する可動軸受ハウジングが回転自在に装備され、これら駆動軸の両端に配備される可動軸受ハウジング間にわたってコネクティングビームが配備されている。該コネクティングビームは、下端部の一方の端部が一方の可動軸受ハウジングに固着されると共に下端部の他方の端部が他方の可動軸受ハウジングに固着される一方、上端部が一端から他端に亘って鋳型テーブルの下面に当てつけられて固着されている。
例えば特許文献１においては、鋳型を搭載する鋳型テーブルと可動軸受ハウジングとをコネクティングビームで固着連結する鋳型振動装置が開示されている。
該鋳型振動装置においては、各駆動軸の両端部にベアリングを介し外嵌して該駆動軸の回転運動により偏心運動する可動軸受ハウジングが回転自在に装備され、これら駆動軸の両端に配備される可動軸受ハウジング間にわたってコネクティングビームが配備されている。該コネクティングビームは、下端部の一方の端部が一方の可動軸受ハウジングに固着されると共に下端部の他方の端部が他方の可動軸受ハウジングに固着される一方、上端部が一端から他端に亘って鋳型テーブルの下面に当てつけられて固着されている。
また、該鋳型振動装置には、鋳型テーブルの横方向の変位を規制するタイロッドが配備されている。これにより、駆動軸を回転運動させることで可動軸受ハウジングは偏心回動運動をするものとなるが、該可動軸受ハウジングから鋳型テーブルに伝達される偏心回転運動成分中の横方向変位は、タイロッドにより阻止され、鋳型テーブルは上下方方向にのみ振動するものとなる。また、該偏心回転運動成分中の横方向変位は、コネクティングビームの撓みにより吸収される。
特公平３−６２５０３号公報
しかしながら、上記鋳型振動装置のコネクティングビームおいては、下端部の両端は可動軸受ハウジングに支持されているものの、これら可動軸受ハウジングの間は宙に浮いた状態で何にも支持されていないので、可動軸受ハウジングの偏心運動に起因するコネクティングビームの撓み変形は、両端の可動軸受ハウジングとの連結部及びその近傍に限られてしまうこととなる。つまり、コネクティングビーム全体が等しく撓むものとはならず、コネクティングビームの両端部(可動軸受ハウジングとの連結箇所)から離れるにしたがってコネクティングビームの撓み変形量が小さくなる。特に大型の鋳型支持装置においては、コネクティングビームも長大化するため、この様なコネクティングビームの中央部では全く撓むことのないことが考えられる。
この様にコネクティングビームは両端部にのみ「局所的な変形(撓み)」を生じると、コネクティングビームの両端部と中央部との間で「ねじれ」の変形を生じることになる。この「局所的な変形(撓み)」は、コネクティングビームに「ねじれ」を生じさせ、これによってコネクティングビームに「ねじれ変形」による応力も加算されることとなる。コネクティングビームは鋳型振動による繰返し応力を受けるため、比較的小さな発生応力であっても、やがては亀裂に進展し破損に至ってしまうおそれがある。
かかる事態を回避すべく、コネクティングビームを破損に至る前に交換することが考えられるが、コネクティングビームそのものが大型部品であるため極めて不経済であり、交換作業も容易でない。
かかる事態を回避すべく、コネクティングビームを破損に至る前に交換することが考えられるが、コネクティングビームそのものが大型部品であるため極めて不経済であり、交換作業も容易でない。
また、近年では、鋳片のオシレーションマークを軽減し鋳片の表面品質を向上するために、７Ｈｚ程度の高サイクルの鋳型振動装置が採用されることがある。この様な操業方法においては、鋳型駆動装置の駆動時間におけるコネクティングビームへの繰返し変形の回数がより増すため、破損に至るまでのコネクティングビームの寿命がより短くなる。
そこで、本発明は、偏心回転運動する可動軸受ハウジングと、該可動軸受ハウジングの偏心回転運動により振動する鋳型テーブルとを連結するコネクティング部材のねじれ変形を排除して、コネクティング部材に発生する応力を緩和することができる鋳型振動装置を提供するようにしたものである。
そこで、本発明は、偏心回転運動する可動軸受ハウジングと、該可動軸受ハウジングの偏心回転運動により振動する鋳型テーブルとを連結するコネクティング部材のねじれ変形を排除して、コネクティング部材に発生する応力を緩和することができる鋳型振動装置を提供するようにしたものである。
前記目的を達成するため、本発明においては以下の技術的手段を講じた。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、連続鋳造設備の鋳型を支持する鋳型テーブルと、該鋳型テーブルをその上方又は下方に支持するベースフレームと、該ベースフレームと鋳型テーブルの間に配備されて該鋳型テーブルを振動させる振動機構とを備え、
振動機構は、ベースフレームに連結される定置軸受ハウジングと、鋳型テーブルに連結される可動軸受ハウジングと、定置軸受ハウジングに枢支される軸部と可動軸受ハウジングに枢支される偏心軸部とを有して駆動手段に連結される枢軸とを備える振動発生手段と、該振動発生手段に伴う前記鋳型テーブルの横方向変位を規制すると共に上下方向変位を許容する振動方向規制手段と、前記可動軸受ハウジングと鋳型テーブルの間に配備されて前記振動方向規制手段により規制された横方向の変位を弾性変形により吸収するコネクティングプレートとを備え、
該コネクティングプレートは、前記枢軸の軸心方向に延設され、鋳型テーブルと対向する端部の一端から他端に亘って該鋳型テーブルに支持されると共に、可動軸受ハウジングと対向する端部の一端から他端に亘って該可動軸受ハウジングに支持されていることを特徴としている。
即ち、本発明における課題解決のための技術的手段は、連続鋳造設備の鋳型を支持する鋳型テーブルと、該鋳型テーブルをその上方又は下方に支持するベースフレームと、該ベースフレームと鋳型テーブルの間に配備されて該鋳型テーブルを振動させる振動機構とを備え、
振動機構は、ベースフレームに連結される定置軸受ハウジングと、鋳型テーブルに連結される可動軸受ハウジングと、定置軸受ハウジングに枢支される軸部と可動軸受ハウジングに枢支される偏心軸部とを有して駆動手段に連結される枢軸とを備える振動発生手段と、該振動発生手段に伴う前記鋳型テーブルの横方向変位を規制すると共に上下方向変位を許容する振動方向規制手段と、前記可動軸受ハウジングと鋳型テーブルの間に配備されて前記振動方向規制手段により規制された横方向の変位を弾性変形により吸収するコネクティングプレートとを備え、
該コネクティングプレートは、前記枢軸の軸心方向に延設され、鋳型テーブルと対向する端部の一端から他端に亘って該鋳型テーブルに支持されると共に、可動軸受ハウジングと対向する端部の一端から他端に亘って該可動軸受ハウジングに支持されていることを特徴としている。
これによれば、可動軸受ハウジングの偏心回転運動中に含まれる横方向への変位運動によるコネクティングプレートの撓みは一端から他端に亘って均一に生じるものとなり、該コネクティングプレートにねじれ変形が発生する虞はない。
このため、コネクティングプレートに発生する応力は主として前記撓みに起因するものとなり、同時にねじれ変形を生じる場合よりも応力を小さなものとすることができるものとなる。この結果、コネクティングプレートの長寿命化が図られる。
また、前記振動機構の枢軸は、両端部にそれぞれ偏心軸部を備え、各偏心軸部を前記可動軸受ハウジングがそれぞれ枢支していることが好ましい。
このため、コネクティングプレートに発生する応力は主として前記撓みに起因するものとなり、同時にねじれ変形を生じる場合よりも応力を小さなものとすることができるものとなる。この結果、コネクティングプレートの長寿命化が図られる。
また、前記振動機構の枢軸は、両端部にそれぞれ偏心軸部を備え、各偏心軸部を前記可動軸受ハウジングがそれぞれ枢支していることが好ましい。
これによれば、コネクティングプレートの小型化が図られると共に、該コネクティングプレートの交換作業も比較的容易に行うことができるものとなる。
また、コネクティングプレートが曲げに対して高剛性になるほど、上述の如きコネクティングプレートの撓みは加振源への抵抗（抗力）となるところ、上記構成によれば、コネクティングプレートの幅寸法を小さくできるのでコネクティングプレートの曲げ剛性を小さくすることができ、加振所要動力を小さくすることができる。
また、前記ベースフレームと鋳型テーブルの間には、少なくとも一対の振動機構が配備され、各振動機構の枢軸に設けられる軸部の軸心は互いに平行であることが好ましい。
また、コネクティングプレートが曲げに対して高剛性になるほど、上述の如きコネクティングプレートの撓みは加振源への抵抗（抗力）となるところ、上記構成によれば、コネクティングプレートの幅寸法を小さくできるのでコネクティングプレートの曲げ剛性を小さくすることができ、加振所要動力を小さくすることができる。
また、前記ベースフレームと鋳型テーブルの間には、少なくとも一対の振動機構が配備され、各振動機構の枢軸に設けられる軸部の軸心は互いに平行であることが好ましい。
これによれば、より安定した状態で鋳型テーブルを振動させることができるものとなる。
また、前記一対の振動機構は、一方の枢軸に設けられる偏心軸部の離心率と他方の枢軸に設けられる偏心軸部の離心率とが異なる値に設定することも可能である。
これによれば、鋳型テーブルを仮想円弧状の円周軌道上で振動させることができるものとなり、湾曲型連続鋳造設備に用いることができるものとなる。
また、前記一対の振動機構は、一方の枢軸の回転方向と他方の枢軸の回転方向とが互いに逆向きに設定されていることが好ましい。
また、前記一対の振動機構は、一方の枢軸に設けられる偏心軸部の離心率と他方の枢軸に設けられる偏心軸部の離心率とが異なる値に設定することも可能である。
これによれば、鋳型テーブルを仮想円弧状の円周軌道上で振動させることができるものとなり、湾曲型連続鋳造設備に用いることができるものとなる。
また、前記一対の振動機構は、一方の枢軸の回転方向と他方の枢軸の回転方向とが互いに逆向きに設定されていることが好ましい。
これによれば、これら一対の枢軸が互いの横ぶれを打ち消し合うように回転するものとなるので、鋳型テーブルの姿勢をより安定させることができる。
また、前記コネクティングプレートは、上端部が前記鋳型テーブルに設けられた溝部に嵌合して固定されていることが好ましい。または、前記コネクティングプレートは、下端部が前記可動軸受ハウジングに設けられた溝部に嵌合して固定されていることが好ましい。
これによれば、コネクティングプレートの形状の簡素化が図られる。また、該コネクティングプレートの交換作業のさらなる容易化が図られる。
また、前記コネクティングプレートは、上端部が前記鋳型テーブルに設けられた溝部に嵌合して固定されていることが好ましい。または、前記コネクティングプレートは、下端部が前記可動軸受ハウジングに設けられた溝部に嵌合して固定されていることが好ましい。
これによれば、コネクティングプレートの形状の簡素化が図られる。また、該コネクティングプレートの交換作業のさらなる容易化が図られる。
また、前記コネクティングプレートは、前記枢軸の偏心軸部の回転による前記可動軸受ハウジングの回転運動中に含まれる横方向の変位に起因する曲げ変形で発生する応力の振幅が前記コネクティングプレートを構成する材料の両振り引張圧縮応力の疲労限度より小さく、且つ、前記鋳型テーブルからの圧縮荷重による座屈及び該圧縮荷重による鋳型テーブルに連結支持される上端部及び可動軸受ハウジングに連結支持される下端部の変形を回避可能な強度を有していることが好ましい。
コネクティングプレートがこの様な弾性変形能及び強度を有することにより、適正に該コネクティングプレートに撓みが生じさせることができると共に該コネクティングプレートを介して鋳型テーブルを支持することができるものとなる。
コネクティングプレートがこの様な弾性変形能及び強度を有することにより、適正に該コネクティングプレートに撓みが生じさせることができると共に該コネクティングプレートを介して鋳型テーブルを支持することができるものとなる。
また、前記コネクティングプレートは、上端部に前記鋳型テーブルに連結支持される一方の厚板部と、下端部に前記可動軸受ハウジングに連結支持される他方の厚板部と、これら一対の厚板部の間を延びる薄板部とを備え、厚板部と薄板部の連結部は面取りされていることが好ましい。
これによれば、コネクティングプレートと鋳型テーブル及び可動軸受ハウジングの間に生じる面圧を緩和することができ、これら鋳型テーブルや可動軸受ハウジングに支持されるコネクティングプレート上下端の変形が防止されるものとなる。また、当該面圧の緩和により、コネクティングプレートの当接相手面（溝底）の変形も防止することができる。また、一対の厚板部の間を薄板部としているので、該薄板部によりコネクティングプレートの弾性変形能は確保されるものとなる。
これによれば、コネクティングプレートと鋳型テーブル及び可動軸受ハウジングの間に生じる面圧を緩和することができ、これら鋳型テーブルや可動軸受ハウジングに支持されるコネクティングプレート上下端の変形が防止されるものとなる。また、当該面圧の緩和により、コネクティングプレートの当接相手面（溝底）の変形も防止することができる。また、一対の厚板部の間を薄板部としているので、該薄板部によりコネクティングプレートの弾性変形能は確保されるものとなる。
さらに、厚板部と薄板部の連結部を面取り構成とすることにより、該連結部に発生する応力集中を緩和している。
なお、面取りの構成としては、円弧状や楕円弧状等の滑らかな曲線状とする構成はもちろん、複数の傾斜面を連結することにより滑らかな曲面構成に近似させた構成やテーパ状の構成も採用可能である。
また、この様な機能を有するコネクティングプレートを形成する素材としては、ばね鋼等が好ましい。これにより、コネクティングプレートは、十分な弾性変形能を有するものとなる。
なお、面取りの構成としては、円弧状や楕円弧状等の滑らかな曲線状とする構成はもちろん、複数の傾斜面を連結することにより滑らかな曲面構成に近似させた構成やテーパ状の構成も採用可能である。
また、この様な機能を有するコネクティングプレートを形成する素材としては、ばね鋼等が好ましい。これにより、コネクティングプレートは、十分な弾性変形能を有するものとなる。
本発明に係る鋳型振動装置によれば、偏心回転運動する可動軸受ハウジングと、該可動軸受ハウジングの偏心回転運動により振動する鋳型テーブルとを連結するコネクティングプレートのねじれ変形を防止して、コネクティングプレートに発生する応力を緩和することができる。
以下、本発明を実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明していく。
図９に示す如く、本発明に係る鋳型振動装置１を有する連続鋳造設備１００においては、取鍋１０１の下方にタンディッシュ１０２が配備され、該タンディッシュ１０２の下方に鋳型１０３が配備され、該鋳型１０３の下方を始端部として複数のサポートロール及び冷却スプレーからなる二次冷却帯１０４が伸び、該二次冷却帯１０４の終端部に引抜装置１０５が配備されている。取鍋１０１からタンディッシュ１０２に流れ込んだ溶鋼Ｔは、鋳型１０３によって形状を成形された後に二次冷却帯１０４のサポートロールや引抜装置１０５に引抜かれることで該二次冷却帯１０４を通過している間に冷却され、これによって鋳片が形成される。
図９に示す如く、本発明に係る鋳型振動装置１を有する連続鋳造設備１００においては、取鍋１０１の下方にタンディッシュ１０２が配備され、該タンディッシュ１０２の下方に鋳型１０３が配備され、該鋳型１０３の下方を始端部として複数のサポートロール及び冷却スプレーからなる二次冷却帯１０４が伸び、該二次冷却帯１０４の終端部に引抜装置１０５が配備されている。取鍋１０１からタンディッシュ１０２に流れ込んだ溶鋼Ｔは、鋳型１０３によって形状を成形された後に二次冷却帯１０４のサポートロールや引抜装置１０５に引抜かれることで該二次冷却帯１０４を通過している間に冷却され、これによって鋳片が形成される。
取鍋１０１は、スイングタワー１０７上に載置されている。また、鋳型１０３は、鋳型振動装置１を介してスイングタワー１０７から伸びるアーム部１０６に支持されている。
図１〜図３に示す如く、鋳型振動装置１は、ベースフレーム２と、該ベースフレーム２の上方に鋳型テーブル３を備えると共に、該ベースフレーム２と鋳型テーブル３との間に該鋳型テーブル３を振動させる振動機構４を備えている。
ベースフレーム２は、４本の梁部材２１を平面視四角形状に連結して形成される枠体２２と、該枠体２２の下端部に設けられて枠体２２をアーム部１０６に連結する複数の連結板２３とを備えている。
図１〜図３に示す如く、鋳型振動装置１は、ベースフレーム２と、該ベースフレーム２の上方に鋳型テーブル３を備えると共に、該ベースフレーム２と鋳型テーブル３との間に該鋳型テーブル３を振動させる振動機構４を備えている。
ベースフレーム２は、４本の梁部材２１を平面視四角形状に連結して形成される枠体２２と、該枠体２２の下端部に設けられて枠体２２をアーム部１０６に連結する複数の連結板２３とを備えている。
鋳型テーブル３は、４本の横架材３１を平面視四角形状に連結して形成される枠体３２と、各横架材３１の上端部に設けられて鋳型１０３を支持するブラケット部（図示省略）と、互いに対向する一対の横架材３１の下端部にそれぞれ設けられる一対の連結部３４とを備えている。
また、ベースフレーム２と鋳型テーブル３とは、平面視で略同じ大きさに形成されると共に、互いの頂部をそれぞれ対向させた状態で配備されている。
振動機構４は、一対の連結部３４を有する鋳型テーブル３の横架材３１と該横架材３１に対向するベースフレーム２の梁部材２１との間に設けられている。即ち、本実施形態においては、ベースフレーム２と鋳型テーブル３との間に一対の振動機構４が配備されている。これら一対の振動機構４の構成は同じであるので、以下、一方の振動機構４の構成についてのみ説明し、他方の振動機構４の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
また、ベースフレーム２と鋳型テーブル３とは、平面視で略同じ大きさに形成されると共に、互いの頂部をそれぞれ対向させた状態で配備されている。
振動機構４は、一対の連結部３４を有する鋳型テーブル３の横架材３１と該横架材３１に対向するベースフレーム２の梁部材２１との間に設けられている。即ち、本実施形態においては、ベースフレーム２と鋳型テーブル３との間に一対の振動機構４が配備されている。これら一対の振動機構４の構成は同じであるので、以下、一方の振動機構４の構成についてのみ説明し、他方の振動機構４の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
振動機構４は、鋳型テーブル３に振動を発生させる振動発生手段５と、該振動発生手段５に伴う鋳型テーブル３の振動の方向を規制する振動方向規制手段７とを備えている。
振動発生手段５は、ベースフレーム２に連結される一対の定置軸受ハウジング５１と、鋳型テーブル３に連結される一対の可動軸受ハウジング５２と、これら一対の定置軸受ハウジング５１を枢支すると共に一対の可動軸受ハウジング５２を枢支する枢軸５３と、該枢軸５３に回転駆動力を付与する駆動手段５４とを備えている。
図１に示す如く、枢軸５３は、鋳型テーブル３の一対の連結部３４と、該一対の連結部３４に対向する梁部材２１との間に配備されている。また、枢軸５３は、水平方向に伸びる軸心を有すると共に梁部材２１の一端から他端に亘る全長を有する軸部５５と、該軸部５５の両端部近傍に形成されて鋳型テーブル３の一対の連結部３４に対向する一対の偏心軸部５６とを備えている。偏心軸部５６は、軸部５５の軸心５５ａと平行な偏心軸心５６ａを有している。
振動発生手段５は、ベースフレーム２に連結される一対の定置軸受ハウジング５１と、鋳型テーブル３に連結される一対の可動軸受ハウジング５２と、これら一対の定置軸受ハウジング５１を枢支すると共に一対の可動軸受ハウジング５２を枢支する枢軸５３と、該枢軸５３に回転駆動力を付与する駆動手段５４とを備えている。
図１に示す如く、枢軸５３は、鋳型テーブル３の一対の連結部３４と、該一対の連結部３４に対向する梁部材２１との間に配備されている。また、枢軸５３は、水平方向に伸びる軸心を有すると共に梁部材２１の一端から他端に亘る全長を有する軸部５５と、該軸部５５の両端部近傍に形成されて鋳型テーブル３の一対の連結部３４に対向する一対の偏心軸部５６とを備えている。偏心軸部５６は、軸部５５の軸心５５ａと平行な偏心軸心５６ａを有している。
なお、図５に示す枢軸５３の軸部５５の軸心５５ａと偏心軸部５６の偏心軸心５６ａの間隔Ｓは、該軸心５５ａに対する偏心軸部５６ａの偏心量を示している。
各定置軸受ハウジング５１は、枢軸５３の偏心軸部５６よりも先端側となる軸部５５を枢支可能な位置に配備されている。また、図４に示す如く、定置軸受ハウジング５１は、該軸部５５を挿通可能な片面開放状のケーシング５７と、該ケーシング５７の開放している一側面を塞ぐ蓋体５８と、該ケーシング５７に突設されて該ケーシング５７をベースフレーム２に連結するフランジ５９とを有する。
各定置軸受ハウジング５１は、枢軸５３の偏心軸部５６よりも先端側となる軸部５５を枢支可能な位置に配備されている。また、図４に示す如く、定置軸受ハウジング５１は、該軸部５５を挿通可能な片面開放状のケーシング５７と、該ケーシング５７の開放している一側面を塞ぐ蓋体５８と、該ケーシング５７に突設されて該ケーシング５７をベースフレーム２に連結するフランジ５９とを有する。
ケーシング５７には、一対の平板面を貫通する貫通孔５７ａが形成されており、該貫通孔５７ａに軸部５５が挿通される。また、該貫通孔５７ａの孔内には、軸部５５に外嵌するベアリング６０が収容されている。
各可動軸受ハウジング５２は、定置軸受ハウジング５１と枢軸５３の軸心５５ａ方向に対向する位置に配備され、該枢軸５３の偏心軸部５６を枢支している。また、可動軸受ハウジング５２は、枢軸５３の偏心軸部５６を挿通可能な筒体６１と、該筒体６１の軸心５５ａに垂直な各端面に沿って配備されて該端面を覆う一対の蓋体６２と、該筒体６１の外周に配備される取付部６３とを備えている。
各可動軸受ハウジング５２は、定置軸受ハウジング５１と枢軸５３の軸心５５ａ方向に対向する位置に配備され、該枢軸５３の偏心軸部５６を枢支している。また、可動軸受ハウジング５２は、枢軸５３の偏心軸部５６を挿通可能な筒体６１と、該筒体６１の軸心５５ａに垂直な各端面に沿って配備されて該端面を覆う一対の蓋体６２と、該筒体６１の外周に配備される取付部６３とを備えている。
図５に示す如く、筒体６１は、軸心を有する八角柱状に形成されると共に該軸心に垂直な一対の端面を貫通する貫通孔６１ａを有しており、該貫通孔６１ａに偏心軸部５６が挿通される。図４に示す如く、また、該貫通孔６１ａの孔内には、偏心軸部５６に外嵌するベアリング６４が収容されている。
取付部６３は、筒体６１の軸心５５ａに沿って一の外周面の一方の端面側から他方の端面側に亘って設けられている。また、図５に示す如く、該取付部６３には、筒体６１の軸心５５ａに沿う溝部６５が凹設されている。該溝部６５は、筒体６１の軸心５５ａの径方向に向けて凹設してなる断面形状を、筒体６１の一方の端縁側から他方の端縁側に有して形成されている。また、取付部６３には、１又は複数箇所（本実施形態においては１箇所）に該溝部６５と直交するボルト孔６３ａが形成されている。
取付部６３は、筒体６１の軸心５５ａに沿って一の外周面の一方の端面側から他方の端面側に亘って設けられている。また、図５に示す如く、該取付部６３には、筒体６１の軸心５５ａに沿う溝部６５が凹設されている。該溝部６５は、筒体６１の軸心５５ａの径方向に向けて凹設してなる断面形状を、筒体６１の一方の端縁側から他方の端縁側に有して形成されている。また、取付部６３には、１又は複数箇所（本実施形態においては１箇所）に該溝部６５と直交するボルト孔６３ａが形成されている。
また、前記鋳型テーブル３の各連結部３４は、該鋳型テーブル３とベースフレーム２の間に上述の如く配備される枢軸５３の軸部５５の軸心５５ａ方向に沿って筒体６１（取付部６３）の長さと同一若しくは略同一の長さを有して形成されており、プレート３５を介して横架材３１の下端部に取り付けられている。また、該連結部３４には、前記取付部６３の溝部６５と対向可能な溝部３６が凹設されている。該溝部３６は、取付部６３の溝部６５と同一の断面形状を有し、連結部３４の長尺方向の一方の端部から他方の端部に亘って形成されている。また、連結部３４には、１又は複数箇所（本実施形態においては１箇所）に該溝部３６と直交するボルト孔３４ａが形成されている。
駆動手段５４は、鋳型テーブル３やベースフレーム２の側方に配備されているが、ベースフレーム２に配備することも可能である。
また、振動機構４の各可動軸受ハウジング５２は、一枚のコネクティングプレート８を介して鋳型テーブル３にそれぞれ連結されている。
該コネクティングプレート８は、板状のばね鋼により矩形状に形成されており、図６に示す如く、互いに対向する一対の端部に厚板部８１と、該一対の厚板部８１の間を延びる薄板部８２とを備えている。また、コネクティングプレート８は一体物として形成されており、かかる観点からみれば、コネクティングプレート８の一対の厚板部８１は、薄板部８２を介して連続的に形成されている。
また、振動機構４の各可動軸受ハウジング５２は、一枚のコネクティングプレート８を介して鋳型テーブル３にそれぞれ連結されている。
該コネクティングプレート８は、板状のばね鋼により矩形状に形成されており、図６に示す如く、互いに対向する一対の端部に厚板部８１と、該一対の厚板部８１の間を延びる薄板部８２とを備えている。また、コネクティングプレート８は一体物として形成されており、かかる観点からみれば、コネクティングプレート８の一対の厚板部８１は、薄板部８２を介して連続的に形成されている。
各厚板部８１は、前記一対の端部に直交する一対の側部の一方の側部から他方の側部に亘って一定の厚さを有して形成されており、これにより、コネクティングプレート８の一対の端部の小口面（端面）８３の幅は、薄板部８２の厚さよりも大きなものとなっている。また、各厚板部８１の中央部には、該小口面８３から薄板部８２に向けて開口８４が凹設されている。また、各厚板部８１は、薄板部８２に連結される連結端８５が両側とも円弧状に面取りされている。これによって、各厚板部８１と薄板部８２とは入隅や出隅を有することなく滑らかに連結されるものとなり、コネクティングプレート８の破断に繋がる大きな応力集中が該連結端８５及びその近傍に生じる虞はない。
なお、面取りの構成としては、上述の如き円弧状や楕円弧状等の滑らかな曲線状とする構成はもちろん、複数の傾斜面を連結することにより滑らかな曲面構成に近似させた構成やテーパ状の構成も採用可能である。
図５に示す如く、コネクティングプレート８は、一方の厚板部８１を鋳型テーブル３の連結部３４の溝部３６に収容した状態でボルト等の締結具により締結すると共に、他方の厚板部８１を可動軸受ハウジング５２の取付部６３の溝部６５に収容した状態でボルト等の締結具により締結することにより、これら可動軸受ハウジング５２と鋳型テーブル３との間に配備される。なお、締結具は厚板部８１を溝部３６に固定する固定手段のひとつとして例示したにすぎず、これに限定されるものではない。
図５に示す如く、コネクティングプレート８は、一方の厚板部８１を鋳型テーブル３の連結部３４の溝部３６に収容した状態でボルト等の締結具により締結すると共に、他方の厚板部８１を可動軸受ハウジング５２の取付部６３の溝部６５に収容した状態でボルト等の締結具により締結することにより、これら可動軸受ハウジング５２と鋳型テーブル３との間に配備される。なお、締結具は厚板部８１を溝部３６に固定する固定手段のひとつとして例示したにすぎず、これに限定されるものではない。
ここで、一方の厚板部８１は、小口面８３を連結部３４の溝部３６の底部に接触させた状態で一端から他端に亘るまで該溝部６５に収容されている。また、該一方の厚板部８１の開口８４は、連結部３４のボルト孔３４ａに対向しており、該ボルト孔６３ａ及び開口８４にボルト８６を挿通させて締結することにより、該一方の厚板部８１は取付部６３に挟持されて面外方向に移動不能に固定される。また、該一方の厚板部８１を溝部３６に収容すると、連結部３４の基端側に対する一方の厚板部８１の連結端８５は連結部３４の先端側の端面よりも僅かに突出する。該突出した連結端８５及び連結部３４の該端面をカバー部材８７により覆い、該カバー部材８７を複数のボルト等の締結具８８により連結部３４に締結することにより、該連結端８５はカバー部材８７により押さえ込まれることとなる。該押さえ込みの圧接力により、該一方の厚板部８１の連結部３４の溝部６５からの抜け又は位置ずれが防止されるものとなる。
同様に他方の厚板部８１は、小口面８３を取付部６３の溝部６５の底部に接触させた状態で一端から他端に亘るまで該溝部６５に収容されている。また、該他方の厚板部８１の開口８４は、取付部６３のボルト孔６３ａに対向しており、該ボルト孔６３ａ及び開口８４にボルト８６を挿通させて締結することにより、該他方の厚板部８１は取付部６３に挟持されて面外方向に移動不能に固定される。また、該他方の厚板部８１を溝部６５に収容すると、取付部６３の基端側に対する他方の厚板部８１の連結端８５は取付部６３の先端側の端面よりも僅かに突出する。該突出した連結端８５及び取付部６３の該端面をカバー部材８７により覆い、該カバー部材８７を複数のボルト等の締結具８８により取付部６３に締結することにより、該連結端８５はカバー部材８７により押さえ込まれることとなる。該押さえ込みの圧接力により、該他方の厚板部８１の取付部６３の溝部６５からの抜け又は位置ずれが防止されるものとなる。
また、本実施形態においては、ボルト６３ａはリーマボルトになっており、開口８４のＵ字開口部の側部とは殆んど隙間の無い状態で嵌合している。該嵌合により、ベースフレーム２に対する鋳型テーブル３の位置決めがなされる。同時に、該嵌合により、溝部３６や溝部６５内でのコネクティングプレート８の位置ずれが防止される。ボルト６３ａ及び締結具８８の締結による取付部６３又は連結部３４とコネクティングプレート８の間の接合力は十分であるが、開口８４にボルト６３ａを嵌合させることにより、より確実に前記位置ずれが防止されるのものとなる。
この様にコネクティングプレート８の各厚板部８１を可動軸受ハウジング５２の取付部６３及び鋳型テーブル３の連結部３４に連結することにより、各厚板部８１の面内方向及び面外方向の移動及び曲げが防止される。また、各コネクティングプレート８は、上述の如く鋳型テーブル３と可動軸受ハウジング５２との間に配備されることにより、鋳型テーブル３及び鋳型１０３を支持する。即ち、コネクティングプレート８には、これら鋳型テーブル３及び鋳型１０３からの圧縮加重が作用することとなる。該圧縮荷重は、各厚板部８１の小口面８３に面圧として作用する。
図２に示す如く、振動方向規制手段７は、タイロッド７１と、該タイロッド７１を鋳型テーブル３に繋ぐ繋ぎ材７２と、該タイロッド７１とベースフレーム２とを連結する連結手段７３とを有している。
繋ぎ材７２は、鋳型テーブル３の前記一対の梁部材２１に対し直交して該一対の梁部材２１どうしを連結する一対の梁部材２１の下端部に取り付けられている。
タイロッド７１は、繋ぎ材７２に連結される中座部７４の両側方に連結手段７３に連結される外座部７５をそれぞれ備え、一方の外座部７５と中座部７４とを長尺の棒状部７６によって連結すると共に、他方の外座部７５と中座部７４と長尺の棒状部７６により連結して形成されている。各外座部７５には、棒状部７６とは反対方向に突出する一対の突出片７６ａが突設されている。
繋ぎ材７２は、鋳型テーブル３の前記一対の梁部材２１に対し直交して該一対の梁部材２１どうしを連結する一対の梁部材２１の下端部に取り付けられている。
タイロッド７１は、繋ぎ材７２に連結される中座部７４の両側方に連結手段７３に連結される外座部７５をそれぞれ備え、一方の外座部７５と中座部７４とを長尺の棒状部７６によって連結すると共に、他方の外座部７５と中座部７４と長尺の棒状部７６により連結して形成されている。各外座部７５には、棒状部７６とは反対方向に突出する一対の突出片７６ａが突設されている。
また、連結手段７３は、外座部７５の本体部を固定する第１固定部７７と、一対の突出片７６ａに連結される棒状の連結具７８ａと、該連結具７８ａを固定する第２固定部７８と、これら第１固定部７７及び第２固定部７８を支持した状態で定置軸受ハウジング５１に連結されるベース板７９とを備えている。
タイロッド７１の中座部７４をボルト等の締結具を介して繋ぎ材７２に締結すると共に、各外座部７５をボルト等の締結具を介して連結手段７３の第１固定部７７及び第２固定部７８に締結することにより、タイロッド７１は鋳型テーブル３に締結されると共にベースフレーム２に締結される。タイロッド７１は、枢軸５３の軸心に対して直交配備されているので、枢軸５３の回転により鋳型テーブル３が偏心回転運動しようとしても、該偏心回転運動の横方向成分は、鋳型テーブル３又はベースフレーム２に移動不能に締結されたタイロッド７１にその軸心方向に作用し、これによって鋳型テーブル３の水平方向の移動が規制される。一方、タイロッド７１は長尺状に形成されているため、その軸心に垂直な方向に撓ることが可能となっている。このため、上記偏心回転運動の上下方向成分がタイロッド７１に作用しても該タイロッド７１は連結手段７３に支持された両端部を支持部として鋳型テーブル３の動きに伴って中央部が撓ることとなり、これによって、鋳型テーブル３の上下方向の移動は許容されるものとなる。
タイロッド７１の中座部７４をボルト等の締結具を介して繋ぎ材７２に締結すると共に、各外座部７５をボルト等の締結具を介して連結手段７３の第１固定部７７及び第２固定部７８に締結することにより、タイロッド７１は鋳型テーブル３に締結されると共にベースフレーム２に締結される。タイロッド７１は、枢軸５３の軸心に対して直交配備されているので、枢軸５３の回転により鋳型テーブル３が偏心回転運動しようとしても、該偏心回転運動の横方向成分は、鋳型テーブル３又はベースフレーム２に移動不能に締結されたタイロッド７１にその軸心方向に作用し、これによって鋳型テーブル３の水平方向の移動が規制される。一方、タイロッド７１は長尺状に形成されているため、その軸心に垂直な方向に撓ることが可能となっている。このため、上記偏心回転運動の上下方向成分がタイロッド７１に作用しても該タイロッド７１は連結手段７３に支持された両端部を支持部として鋳型テーブル３の動きに伴って中央部が撓ることとなり、これによって、鋳型テーブル３の上下方向の移動は許容されるものとなる。
なお、上記タイロッド７１の撓りは、極度に小さなものであり、該撓りによってタイロッド７１が破断するおそれはない。
本発明の鋳型振動装置１は以上の構成からなるものであって、次に、該鋳型振動装置１の動作について説明する。
先ず、駆動手段５４を駆動させて各振動機構４の枢軸５３を同期させた状態で回転させる。このとき、一対の枢軸５３を互いに逆回転となる方向に回転させる。これによって、これら各枢軸５３の回転により生じる虞のある鋳型テーブル３の横ぶれが打ち消されることとなる。
本発明の鋳型振動装置１は以上の構成からなるものであって、次に、該鋳型振動装置１の動作について説明する。
先ず、駆動手段５４を駆動させて各振動機構４の枢軸５３を同期させた状態で回転させる。このとき、一対の枢軸５３を互いに逆回転となる方向に回転させる。これによって、これら各枢軸５３の回転により生じる虞のある鋳型テーブル３の横ぶれが打ち消されることとなる。
なお、一対の枢軸５３を互いに同じ方向に向けて回転させる構成を採用することも可能である。いずれにしても、それぞれの枢軸５３の偏心軸部５６の回転が同相、即ち、それぞれの偏心軸部５６の上死点と下死点のタイミングを一致させるものとする。
この様に枢軸５３の軸部５５を軸心５５ａ廻りに回転させると、該枢軸５３の偏心軸部５６の偏心軸心５６ａは軸部５５の軸心５５ａ廻りに円軌道を描いて回転し、これによって偏心軸部５６は偏心回転運動をする。
そして、偏心軸部５６に相対回転可能に外嵌している可動軸受ハウジング５２は、該偏心軸部５６に対して相対回転するものとなる。即ち、枢軸５３を回転させることにより、可動軸受ハウジング５２は、鋳型テーブル３に連結されている姿勢を変更することなく上記円軌道に沿って回転変位するものとなる。
この様に枢軸５３の軸部５５を軸心５５ａ廻りに回転させると、該枢軸５３の偏心軸部５６の偏心軸心５６ａは軸部５５の軸心５５ａ廻りに円軌道を描いて回転し、これによって偏心軸部５６は偏心回転運動をする。
そして、偏心軸部５６に相対回転可能に外嵌している可動軸受ハウジング５２は、該偏心軸部５６に対して相対回転するものとなる。即ち、枢軸５３を回転させることにより、可動軸受ハウジング５２は、鋳型テーブル３に連結されている姿勢を変更することなく上記円軌道に沿って回転変位するものとなる。
ここで、鋳型テーブル３は、移動方向規制手段により上下方向に移動可能である一方、横方向には移動不能とされている。したがって、鋳型テーブル３と可動軸受ハウジング５２とを連結するコネクティングプレート８は、下端部が可動軸受ハウジング５２に連結されているため該可動軸受ハウジング５２と共に回転変位可能である一方、上端部は鋳型テーブル３に連結移動するため上下変位のみ可能であるところ、可動軸受ハウジング５２の回転変位を構成する上下方向変位成分と横方向変位成分のうち、上下方向変位成分のみがコネクティングプレート８を介して鋳型テーブル３に伝達され、鋳型１０３は上下方向に移動するものとなる。そして、横方向変位成分は、コネクティングプレート８の薄板部８２が曲げ変形をすることにより吸収されるものとなるのである。
コネクティングプレート８は、上述の如く一方の厚板部８１が一方の端部から他方の端部までの全面に亘って鋳型テーブル３の連結部３４に嵌合して固定されていると共に、他方の厚板部８１が一方から他方の端部までの全面に亘って可動軸受ハウジング５２の取付部６３に嵌合して固定されている。また、両厚板部８１の固定条件も同じである。このため、コネクティングプレート８の薄板部８２には、一方の側部から他方の側部に亘って等しく横方向変位成分が作用し、これによって該薄板部８２は一様に曲げ変形する。即ち、薄板部８２が一様に撓み、該薄板部８２の一方の側部側の撓みと他方の側部側の撓みとの間に差が生じることによって発生するねじれ変形が当該曲げ変形に起因して発生するものとはならない。
本実施形態によれば、枢軸５３を回転させることにより可動軸受ハウジング５２は回転変位し、該回転変位の横変位成分はコネクティングプレート８に周期的に作用するものの、該横変位成分は、該コネクティングプレートが繰り返し曲げ変形することにより逐一吸収される。また、回転変位の上下変位成分は、コネクティングプレート８を介して鋳型テーブル３に伝達され、これによって鋳型テーブル３及び鋳型１０３は上下方向にのみ振動するものとなるのである。
ところで、コネクティングプレート８は、上述の如く鋳型１０３及び鋳型テーブル３からの圧縮加重を受けるばかりでなく、繰り返し曲げ変形を生じるものとなる。
ところで、コネクティングプレート８は、上述の如く鋳型１０３及び鋳型テーブル３からの圧縮加重を受けるばかりでなく、繰り返し曲げ変形を生じるものとなる。
したがって、コネクティングプレート８は、（Ａ）当該曲げ変形に対する高い疲労特性を有し、且つ、（Ｂ）鋳型テーブル３及び鋳型１０３からの圧縮荷重による座屈を回避可能な強度を有し、さらには、（Ｃ）該圧縮荷重による両厚板部８１の変形を回避可能な強度を有することを要する。
本実施形態においては、コネクティングプレート８にかかる性能を付与すべく、ばね鋼を素材として形成され、上端縁から下端縁までの長さＨが１５０ｍｍ、一方の側縁から他方の側縁までの長さＢが２５０ｍｍに形成されている。また、薄板部８２の厚さｔ1は６ｍｍに形成され、各厚板部８１の厚さｔ2は２０ｍｍに形成されている。また、円弧状に面取りされている厚板部８１の連結端８５の曲率ｒは１０ｍｍとされている。
本実施形態においては、コネクティングプレート８にかかる性能を付与すべく、ばね鋼を素材として形成され、上端縁から下端縁までの長さＨが１５０ｍｍ、一方の側縁から他方の側縁までの長さＢが２５０ｍｍに形成されている。また、薄板部８２の厚さｔ1は６ｍｍに形成され、各厚板部８１の厚さｔ2は２０ｍｍに形成されている。また、円弧状に面取りされている厚板部８１の連結端８５の曲率ｒは１０ｍｍとされている。
本実施形態のコネクティングプレート８について、上記（Ａ）の観点から検討する。
コネクティングプレート８は、偏心軸部５６の回転運動中に含まれる横方向への変位運動により、図７中に２点鎖線で示す如く面外方向に曲げ変形する。
ここで、コネクティングプレート８は、鋳型テーブル３の連結部３４に取り付けられる上端部を固定支持とすると共に、可動軸受ハウジング５２の取付部６３にとりつけられる下端部を自由端とする片持ち支持梁としてモデル化することができる。そして、該モデルに枢軸５３の偏心軸部５６の回転運動中を構成する横方向への強制変位を与えたときに生じる曲げ応力を求める。以下に、本実施形態のコネクティングプレート８に発生する曲げ応力を演算するためのモデル化の条件及び演算結果を示す。
コネクティングプレート８は、偏心軸部５６の回転運動中に含まれる横方向への変位運動により、図７中に２点鎖線で示す如く面外方向に曲げ変形する。
ここで、コネクティングプレート８は、鋳型テーブル３の連結部３４に取り付けられる上端部を固定支持とすると共に、可動軸受ハウジング５２の取付部６３にとりつけられる下端部を自由端とする片持ち支持梁としてモデル化することができる。そして、該モデルに枢軸５３の偏心軸部５６の回転運動中を構成する横方向への強制変位を与えたときに生じる曲げ応力を求める。以下に、本実施形態のコネクティングプレート８に発生する曲げ応力を演算するためのモデル化の条件及び演算結果を示す。
＜条件＞
・コネクティングプレート８の長さ Ｌ＝１５０ｍｍ
・偏心軸部５６の偏心軸心５６ａからコネクティングプレート８中心までの距離 Ｈ＝２８０ｍｍ
・偏心軸部５６の偏心軸心５６ａの軸部５５の軸心５５ａ（回転中心）に対する偏心量 ｅ＝１.５ｍｍ
・コネクティングプレート８の厚さ ｔ＝６ｍｍ
・コネクティングプレート８のヤング率 Ｅ＝２１０００ｋｇ／ｍｍ2
＜演算結果＞
・コネクティングプレート８下端部の撓み角 α＝０.００５ｒａｄ
・コネクティングプレート８に生じる曲げ応力 σb＝４.５ｋｇ／ｍｍ2
なお、上記撓み角αは各部の幾何学的位置関係から算出することができる。また、上記曲げ応力σbは、片持ち支持梁モデルの梁先端部の撓み角をαとして算出することができる。
・コネクティングプレート８の長さ Ｌ＝１５０ｍｍ
・偏心軸部５６の偏心軸心５６ａからコネクティングプレート８中心までの距離 Ｈ＝２８０ｍｍ
・偏心軸部５６の偏心軸心５６ａの軸部５５の軸心５５ａ（回転中心）に対する偏心量 ｅ＝１.５ｍｍ
・コネクティングプレート８の厚さ ｔ＝６ｍｍ
・コネクティングプレート８のヤング率 Ｅ＝２１０００ｋｇ／ｍｍ2
＜演算結果＞
・コネクティングプレート８下端部の撓み角 α＝０.００５ｒａｄ
・コネクティングプレート８に生じる曲げ応力 σb＝４.５ｋｇ／ｍｍ2
なお、上記撓み角αは各部の幾何学的位置関係から算出することができる。また、上記曲げ応力σbは、片持ち支持梁モデルの梁先端部の撓み角をαとして算出することができる。
上述の如き曲げ変形によりコネクティングプレート８に発生する応力は、両振り引張圧縮荷重である。また、応力振幅σaは、上記曲げ応力σbの２倍であるσa＝９.０ｋｇ／ｍｍ2となる。
また、本実施形態においては、コネクティングプレート８をばね鋼により形成しており、該ばね鋼のＳ-Ｎ曲線を図８に示す。図８に示す如く、ばね鋼の両振り引張圧縮応力の疲労限度は約３３ｋｇ／ｍｍ2であり、この値はコネクティングプレート８の応力振幅σa＝９.０ｋｇ／ｍｍ2よりも十分に大きい。この結果、本実施形態のコネクティングプレート８は上記曲げ変形に対して永久寿命を有すると言える。
また、本実施形態においては、コネクティングプレート８をばね鋼により形成しており、該ばね鋼のＳ-Ｎ曲線を図８に示す。図８に示す如く、ばね鋼の両振り引張圧縮応力の疲労限度は約３３ｋｇ／ｍｍ2であり、この値はコネクティングプレート８の応力振幅σa＝９.０ｋｇ／ｍｍ2よりも十分に大きい。この結果、本実施形態のコネクティングプレート８は上記曲げ変形に対して永久寿命を有すると言える。
また、本実施形態のコネクティングプレート８について、上記（Ｂ）の観点から検討する。
コネクティングプレート８には、鋳型テーブル３及び鋳型１０３の重量等が圧縮荷重として作用する。ここで、コネクティングプレート８は、上端部を固定支持とし、下端部を自由支持とする長柱としてモデル化することができ、該モデル化の条件及び該モデルの許容座屈荷重を以下に示す。
＜条件＞
・コネクティングプレート８の長さ Ｌ＝１５０ｍｍ
・コネクティングプレート８の厚さ ｔ＝６ｍｍ
・コネクティングプレート８の幅 ｂ＝２５０ｍｍ
・コネクティングプレート８のヤング率 Ｅ＝２１０００ｋｇ／ｍｍ2
＜演算結果＞
・コネクティングプレート８の許容座屈荷重 ＷA＝４１４７７ｋｇｆ
本実施形態の場合、鋳型テーブル３及び鋳型１０３等を支持することによって一枚のコネクティングプレート８に作用する圧縮荷重Ｗは３５２２ｋｇｆであり、上記コネクティングプレート８の許容座屈荷重ＷAは当該圧縮荷重Ｗに対し十分な座屈強度を有していると言える。
コネクティングプレート８には、鋳型テーブル３及び鋳型１０３の重量等が圧縮荷重として作用する。ここで、コネクティングプレート８は、上端部を固定支持とし、下端部を自由支持とする長柱としてモデル化することができ、該モデル化の条件及び該モデルの許容座屈荷重を以下に示す。
＜条件＞
・コネクティングプレート８の長さ Ｌ＝１５０ｍｍ
・コネクティングプレート８の厚さ ｔ＝６ｍｍ
・コネクティングプレート８の幅 ｂ＝２５０ｍｍ
・コネクティングプレート８のヤング率 Ｅ＝２１０００ｋｇ／ｍｍ2
＜演算結果＞
・コネクティングプレート８の許容座屈荷重 ＷA＝４１４７７ｋｇｆ
本実施形態の場合、鋳型テーブル３及び鋳型１０３等を支持することによって一枚のコネクティングプレート８に作用する圧縮荷重Ｗは３５２２ｋｇｆであり、上記コネクティングプレート８の許容座屈荷重ＷAは当該圧縮荷重Ｗに対し十分な座屈強度を有していると言える。
さらに、本実施形態のコネクティングプレート８について、上記（Ｃ）の観点から検討する。具体的には、コネクティングプレート８の各厚板部８１をそれぞれ連結部３４又は取付部６３の溝部６５に取り付けた場合に、該連結部３４又は取付部６３から該厚板部８１の小口面８３に作用する面圧を演算する。以下に、該演算に要する条件及び演算結果を示す。
＜条件＞
・コネクティングプレート８の厚板部８１の厚さ（端面の幅）ｔ＝２０ｍｍ
・コネクティングプレート８の厚板部８１の長さ（端面の長さ）ｂ＝２５０ｍｍ
・荷重 Ｗ＝３５２２ｋｇｆ
＜演算結果＞
・各厚板部８１の端面に生じる面圧 Ｐ＝０.７１ｋｇ／ｍｍ2
なお、コネクティングプレート８を厚さ６ｍｍの薄板部８２のみで形成すると、当該コネクティングプレート８の端面に作用する面圧は２.３ｋｇ／ｍｍ2である。
＜条件＞
・コネクティングプレート８の厚板部８１の厚さ（端面の幅）ｔ＝２０ｍｍ
・コネクティングプレート８の厚板部８１の長さ（端面の長さ）ｂ＝２５０ｍｍ
・荷重 Ｗ＝３５２２ｋｇｆ
＜演算結果＞
・各厚板部８１の端面に生じる面圧 Ｐ＝０.７１ｋｇ／ｍｍ2
なお、コネクティングプレート８を厚さ６ｍｍの薄板部８２のみで形成すると、当該コネクティングプレート８の端面に作用する面圧は２.３ｋｇ／ｍｍ2である。
これに対し、上記面圧値Ｐは、薄板部のみとした場合の面圧よりも十分に小さな値であり、この結果、厚板部８１に局部的な変形（へたり）を生じる虞はない。
したがって、本実施形態のコネクティングプレート８によれば、上記（Ａ）乃至（Ｃ）の条件を満足するものとなり、容易に変形・破断等せず、長期に亘る使用が可能となる。
この様に、コネクティングプレート８のプロポーションは、コネクティングプレート８の性能を決定づけるきわめて極めて重要な要素であり、コネクティングプレート８の板厚を必要以上に大きくすると、コネクティングプレート８の曲げにより該コネクティングプレート８に発生する曲げ応力が却って大きなものとなる。また、コネクティングプレート８の板厚を必要以上に小さくすると、許容座屈荷重が低下する。また、コネクティングプレート８の長さを小さくすると、許容座屈荷重は大きくなるが、曲げ変形により発生する曲げ応力は大きくなる。逆に、コネクティングプレート８の長さを大きくすると、曲げ変形により発生する曲げ応力は小さくできる一方、許容座屈荷重は小さなもとなる。
したがって、本実施形態のコネクティングプレート８によれば、上記（Ａ）乃至（Ｃ）の条件を満足するものとなり、容易に変形・破断等せず、長期に亘る使用が可能となる。
この様に、コネクティングプレート８のプロポーションは、コネクティングプレート８の性能を決定づけるきわめて極めて重要な要素であり、コネクティングプレート８の板厚を必要以上に大きくすると、コネクティングプレート８の曲げにより該コネクティングプレート８に発生する曲げ応力が却って大きなものとなる。また、コネクティングプレート８の板厚を必要以上に小さくすると、許容座屈荷重が低下する。また、コネクティングプレート８の長さを小さくすると、許容座屈荷重は大きくなるが、曲げ変形により発生する曲げ応力は大きくなる。逆に、コネクティングプレート８の長さを大きくすると、曲げ変形により発生する曲げ応力は小さくできる一方、許容座屈荷重は小さなもとなる。
また、コネクティングプレート８の形状を一対の厚板部８１を薄板部８２により連結してなるドッグボーン形状にすることにより、面圧の低下が図られている。
本実施形態によれば、可動軸受ハウジング５２の偏心回転運動に伴って鋳型テーブル３を上下運動（上下振動）させるために生じるコネクティングプレート８の撓みは一端から他端に亘って一様に生じる（単純曲げ）ものとなり、該コネクティングプレート８にねじれ変形が発生する虞はない。
このため、コネクティングプレート８を上述の如く曲げ変形させたときに発生する内部応力は薄板部８２の撓みに起因する曲げ応力が支配的なものとなる一方、ねじれ変形に起因する応力が内部応力の要素を構成するものとはならない。この結果、該内部応力は、コネクティングプレート８を構成するばね鋼の疲労限度よりも十分に小さなものとなる。このため、コネクティングプレート８は、周期的に該内部応力が発生するにも拘わらず破断するものとはならず、コネクティングプレート８の長寿命化が図られるのである。
本実施形態によれば、可動軸受ハウジング５２の偏心回転運動に伴って鋳型テーブル３を上下運動（上下振動）させるために生じるコネクティングプレート８の撓みは一端から他端に亘って一様に生じる（単純曲げ）ものとなり、該コネクティングプレート８にねじれ変形が発生する虞はない。
このため、コネクティングプレート８を上述の如く曲げ変形させたときに発生する内部応力は薄板部８２の撓みに起因する曲げ応力が支配的なものとなる一方、ねじれ変形に起因する応力が内部応力の要素を構成するものとはならない。この結果、該内部応力は、コネクティングプレート８を構成するばね鋼の疲労限度よりも十分に小さなものとなる。このため、コネクティングプレート８は、周期的に該内部応力が発生するにも拘わらず破断するものとはならず、コネクティングプレート８の長寿命化が図られるのである。
また、枢軸５３は、両端部にそれぞれ偏心軸部５６を備え、各偏心軸部５６を可動軸受ハウジング５２がそれぞれ枢支している構成であり、コネクティングプレート８の小型化が図られている。これにより、コネクティングプレート８の交換作業も比較的容易に行うことができる。
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記一対の振動機構４の一方の枢軸５３の偏心軸部５６の離心率に対して他方の枢軸５３の偏心軸部５６の離心率を小さな値とする構成を採用することも可能である。これにより、鋳型テーブル３に載置される鋳型１０３は、一方の枢軸５３側が他方の枢軸５３側よりも大きく上下に振動するものとなり、鋳型１０３の下端から他方の枢軸５３側の方に向けて湾曲する鋳片搬送路を有する湾曲型連続鋳造装置においても上記鋳型振動装置１を使用することが可能となる。
以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、上記一対の振動機構４の一方の枢軸５３の偏心軸部５６の離心率に対して他方の枢軸５３の偏心軸部５６の離心率を小さな値とする構成を採用することも可能である。これにより、鋳型テーブル３に載置される鋳型１０３は、一方の枢軸５３側が他方の枢軸５３側よりも大きく上下に振動するものとなり、鋳型１０３の下端から他方の枢軸５３側の方に向けて湾曲する鋳片搬送路を有する湾曲型連続鋳造装置においても上記鋳型振動装置１を使用することが可能となる。
また、図１０に示す如く、枢軸５３の中央部に偏心軸部５６を長尺に形成し、該偏心軸部５６の長さに合わせて可動軸受ハウジング５２、取付部６３、コネクティングプレート８及び鋳型テーブル３の連結部３４を形成する構成を採用する場合にも、本実施形態と同様の効果を奏する。
また、図１１に示す如く、ベースフレーム２と鋳型テーブル３との間に一の振動機構４を配備する構成であっても、本実施形態と同様の効果を奏する。図１１においては、振動方向規制手段７として上下一対のリンク片７１ａからなるリンク機構が採用されている。これにより、鋳型１０３の振動軌跡はリンク長を半径とする円弧状となるが、振幅が小さいので、円弧運動による横方向変位はきわめて小さく、無視することができる。また、上下何れか若しくは両方のリンク機構７１ａに代えてタイロッドを配備し、各タイロッドの一端を鋳型テーブル３に固定し、他端をベースフレーム２に固定する構成とすることも可能である。
また、図１１に示す如く、ベースフレーム２と鋳型テーブル３との間に一の振動機構４を配備する構成であっても、本実施形態と同様の効果を奏する。図１１においては、振動方向規制手段７として上下一対のリンク片７１ａからなるリンク機構が採用されている。これにより、鋳型１０３の振動軌跡はリンク長を半径とする円弧状となるが、振幅が小さいので、円弧運動による横方向変位はきわめて小さく、無視することができる。また、上下何れか若しくは両方のリンク機構７１ａに代えてタイロッドを配備し、各タイロッドの一端を鋳型テーブル３に固定し、他端をベースフレーム２に固定する構成とすることも可能である。
また、図１２に示す如く、ベースフレーム２の下方に鋳型テーブル３を支持する構成も採用することが可能である。かかる構成では、コネクティングプレート８に引張力が作用する一方、圧縮荷重が作用しないため、該コネクティングプレート８を薄板状にのみ形成することができると共に厚さを上記実施形態のコネクティングプレート８よりも薄く形成することも可能となる。
また、本実施形態においては、コネクティングプレート８の素材として疲労限度の大きいばね鋼を採用しているが、当該素材に固執する必要はなく、疲労限度以下の両振り引張圧縮応力を有する素材、例えば、一般構造用圧延鋼板、機械構造用炭素鋼鋼材、ステンレス鋼等を採用することも可能である。また、コネクティングプレート８の形状は、いずれか一方の厚板部８１のプレート延設方向の長さを他方の厚板部８１のプレート延設方向の長さよりも短くした台形状に形成することも可能である。また、経済性を勘案してコネクティングプレート８を有限寿命（疲労限度以上）とする観点から当該コネクティングプレート８の素材を選択することも可能である。
また、本実施形態においては、コネクティングプレート８の素材として疲労限度の大きいばね鋼を採用しているが、当該素材に固執する必要はなく、疲労限度以下の両振り引張圧縮応力を有する素材、例えば、一般構造用圧延鋼板、機械構造用炭素鋼鋼材、ステンレス鋼等を採用することも可能である。また、コネクティングプレート８の形状は、いずれか一方の厚板部８１のプレート延設方向の長さを他方の厚板部８１のプレート延設方向の長さよりも短くした台形状に形成することも可能である。また、経済性を勘案してコネクティングプレート８を有限寿命（疲労限度以上）とする観点から当該コネクティングプレート８の素材を選択することも可能である。
また、振動方向規制手段７のタイロッド７１の一方の端部のみを連結手段７３により支持する構成とすることも可能である。
１ 鋳型振動装置
２ ベースフレーム
３ 鋳型テーブル
４ 振動機構
５ 振動発生手段
７ 振動方向規制手段
８ コネクティングプレート
２１ 梁部材
３１ 横架材
３４ 連結部
３６ 溝部
５１ 定置軸受ハウジング
５２ 可動軸受ハウジング
５３ 枢軸
５４ 駆動手段
５５ 軸部
５５ａ 軸心
５６ 偏心軸部
５６ 偏心軸心
６１ 筒体
６３ 取付部
６５ 溝部
７１ タイロッド
７２ 繋ぎ材
７３ 連結手段
８１ 厚板部
８２ 薄板部
１００ 連続鋳造設備
１０３ 鋳型
２ ベースフレーム
３ 鋳型テーブル
４ 振動機構
５ 振動発生手段
７ 振動方向規制手段
８ コネクティングプレート
２１ 梁部材
３１ 横架材
３４ 連結部
３６ 溝部
５１ 定置軸受ハウジング
５２ 可動軸受ハウジング
５３ 枢軸
５４ 駆動手段
５５ 軸部
５５ａ 軸心
５６ 偏心軸部
５６ 偏心軸心
６１ 筒体
６３ 取付部
６５ 溝部
７１ タイロッド
７２ 繋ぎ材
７３ 連結手段
８１ 厚板部
８２ 薄板部
１００ 連続鋳造設備
１０３ 鋳型
Claims (10)
- 連続鋳造設備の鋳型を支持する鋳型テーブルと、該鋳型テーブルをその上方又は下方に支持するベースフレームと、該ベースフレームと鋳型テーブルの間に配備されて該鋳型テーブルを振動させる振動機構とを備え、
振動機構は、ベースフレームに連結される定置軸受ハウジングと、鋳型テーブルに連結される可動軸受ハウジングと、定置軸受ハウジングに枢支される軸部と可動軸受ハウジングに枢支される偏心軸部とを有して駆動手段に連結される枢軸とを備える振動発生手段と、該振動発生手段に伴う前記鋳型テーブルの横方向変位を規制すると共に上下方向変位を許容する振動方向規制手段と、前記可動軸受ハウジングと鋳型テーブルの間に配備されて前記振動方向規制手段により規制された横方向の変位を弾性変形により吸収するコネクティングプレートとを備え、
該コネクティングプレートは、前記枢軸の軸心方向に延設され、鋳型テーブルと対向する端部の一端から他端に亘って該鋳型テーブルに支持されると共に、可動軸受ハウジングと対向する端部の一端から他端に亘って該可動軸受ハウジングに支持されていることを特徴とする鋳型振動装置。 - 前記振動機構の枢軸は、両端部にそれぞれ偏心軸部を備え、各偏心軸部を前記可動軸受ハウジングがそれぞれ枢支していることを特徴とする請求項１に記載の鋳型振動装置。
- 前記ベースフレームと鋳型テーブルの間には、少なくとも一対の振動機構が配備され、各振動機構に設けられる枢軸の軸部の軸心は互いに平行であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋳型振動装置。
- 前記一対の振動機構は、一方の枢軸に設けられる偏心軸部の離心率と他方の枢軸に設けられる偏心軸部の離心率とが異なる値に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の鋳型振動装置。
- 前記一対の振動機構は、一方の枢軸の回転方向と他方の枢軸の回転方向とが互いに逆向きに設定されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の鋳型振動装置。
- 前記コネクティングプレートは、上端部が前記鋳型テーブルに設けられた溝部に嵌合して固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の鋳型振動装置。
- 前記コネクティングプレートは、下端部が前記可動軸受ハウジングに設けられた溝部に嵌合して固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の鋳型振動装置。
- 前記コネクティングプレートは、前記枢軸の偏心軸部の回転による前記可動軸受ハウジングの回転運動中に含まれる横方向の変位に起因する曲げ変形で発生する応力の振幅が前記コネクティングプレートを構成する材料の両振り引張圧縮応力の疲労限度より小さく、且つ、前記鋳型テーブルからの圧縮荷重による座屈及び該圧縮荷重による鋳型テーブルに連結支持される上端部及び可動軸受ハウジングに連結支持される下端部の変形を回避可能な強度を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の鋳型振動装置。
- 前記コネクティングプレートは、上端部に前記鋳型テーブルに連結支持される一方の厚板部と、下端部に前記可動軸受ハウジングに連結支持される他方の厚板部と、これら一対の厚板部の間を延びる薄板部とを備え、厚板部と薄板部の連結部は面取りされていることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の鋳型振動装置。
- 前記コネクティングプレートは、ばね鋼により形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れかに記載の鋳型振動装置。
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