JPH04505696A - 電気機械式振動発生機とこれを用いた装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気機械式振動発生機とこれを用いた装置発明の詳細な説明 本発明は、特にコンクリート締固めに使用可能であるがこれに限定されない電気 機械式振動発生機に関する。

現在用いられる電気機械式振動発生機ではモータで駆動される回転駆動軸に対し て偏心させた重りを用いている。回転にともないこれら重りは不均衡を起こして 振動を生じる。

コンクリート締固め用振動機に用いる振動発生機では、回転軸は軸に直接、また はギヤまたはフレキシブル・ケーブル・トランスミッションによって連結した電 動機によって駆動される。

いずれの場合も、所定の振動数を得るために重りを高速で回転させると、強い遠 心力が働いて旋回軸と動力伝達手段に強い応力がかかる。

したがって装置の耐久性を高めるには機械強度の高い構成部品を用い、わけても 多くの場合、重りを支持する回転軸を２つの特殊な軸受は上に搭載してそれぞれ の軸受けの荷重を小さくする必要がある。

現在製作されている振動発生機は有効ではあるが、その製造技術、製造方法とも にがなり複雑であるという欠点があり、そのため単位コストが高くつく。

かかる欠点を排除するため、本発明の振動発生機は、少なくともその一部が磁化 可能な材料で作られ、重心が湾曲した閉鎖軌道上を移動できるように少なくとも １つの案内部材に沿って移動可能な本体と、該本体を案内部材に沿って駆動され るための回転磁界を発生する電磁手段とからなる。

本発明による振動発生機は、 ｍ−電磁手段が中央コアからなり、 −一　前記本体がコアを取囲む中空形状を持ち、コアが発生する回転磁界の影響 を受け、 ｍ−前記案内部材が該本体が前記磁界によって駆動されたとき該本体内面に環状 の絶えず変化する母面をもつ案内軌道からなる、ことを特徴とする。

上記の構造により、振動手段と駆動手段は単一で共通のユニットを構成するため 、機械的伝達装置やピボットを必要としない。

また案内を案内軌道に沿って連続する軸受は係合によって行なうことにより摩擦 力が取り除かれるため、部材間にはほとんど摩擦が生じない。

固定子は突出する柱状部材を有する中央コアに巻回してもよい。

第１の実施例では、回転子を形成する偏心コアがリング状であって、所定のエア ーギャップに等しい厚さをもつ円筒状の套管を介して、中央コアである固定子上 にその内周で吊下されている。

第２の実施例では、回転子を構成する偏心コアは、同心の回転軌道を構成するジ ャケットの内周上を回転する外壁を有するリングを形成しており、リングの内周 は中央コアすなわち固定子の外側壁面と偏心コアを構成するリングの内周との間 に適切なエアギャップを残すような大きさになっている。

これによりエアギャップを作るための套管が不必要になる。

小径の振動発生機を得るために、ケーシングの両端に界磁コイルを２列配置して 固定子としてもよい。

この後者の実施例の変形として、固定子の中央コアの両端に界磁コイルを２列配 置した固定子としてもよい。

他の特長は以下の記述と添付図面から明らかになろう。

図１ａとｆｆ１ｌｂは各々本発明振動発生機の第１の実施例を横断面と軸方向断 面で示す概略図である。

ｉ！１２は、ＩＩ！ＩＩの振動発生機の他の態様を示す概略横断面図であって、 回転子は複数の永久磁石を具備する。

ｒＭ３は、本発明による振動発生機の第２の実施例を示す概略横断面図である。

１１ｆｆ１４は、図２と同じ概略横断面図であるが、ここでは永久磁石にかえて 軸方同大が設けられている。

図５と図６は、振動発生機の概略横断面図であって、ここでは回転子が楕円軌道 を描くため振動のｗＲ幡が特定の方向で大きくなる。

図７は、ｌｌｉ５および（！Ｉ６に示すタイプの振動発生機を数基連結して構成 した一方向振動機の概略図である。

図８は、可変トルクを生じるようにした振動発生機の軸方向概略断面図である。

図１ａ、ｒＭｌｂに示す振動発生機は、−一　長手方向の中）ｂ　ｌｌｉ　Ｏを 持つ円筒形ケーシング１と、−一　ケーシング１の内部に配置されこれと同軸を なす円筒形固定子２と、 ｍ−ケーシング１と固定子２とのギャップ内に遊離して配置された環状回転子３ と、 ｍ−好ましくは絶縁性の非磁性材料で作られ、厚みがエアギャップ“ｅ″に等し く、固定子２の少なくとも一部を覆う套管４、とからなる。

さらに詳説すると、回転子３は磁化可能な材料で作られ、外側の円筒表面がケー シング１の円筒内部表面にもたれかかることなしに内側の円筒表面５が套管４の 外側円筒表面６上で自在に回転できるような寸法となっている０回転子３は従っ て回転運動が可能で、回転中その軸０′は軸○を中心とする円筒形の表面を走査 する。

（回転子３の偏心距離をなす）円筒形の表面の半径ｒは必要とされる慣性特性に 基づき規定される。

固定子２は非同期機の巻回回転子とほぼ同一構造を有し、たとえば複数のノツチ Ｔ１ないしＴ４を設けその間をＮ、Ｓの極部材とし、周囲に巻線（図示せず）を 巻回したシリコン鉄円板を重ねて構成する。

巻線は順に励起して回転磁場を発生させるが、極部材の極はＮ。

Ｓが交互に（る。

この回転磁場により、回転子３は対をなすＮ、Ｓ極に順に引き付けられ、円筒内 側表面５は固定子２の回りを回転して「磁場に追いつくための」回転運動を行う 。例えば［！１１では磁場は反時計回り方向にあり、ｓｏ’が軸Ｏを中心とする 円筒表面を掃引し、Ｏ′に中心をおいた重りによって生じる場合と同じ振動効果 が得られる。

先に述べたように、本実施例では固定子２の全長にわたって延在する套管４が回 転子３の回転路とエアギャップの双方を与える。

これら２つの機能は固定子２の端部のみを取囲み所定のエアギャップに対応する 厚みを持つ２つの非磁性リング４０．４０’または固定子２の両端に配置し固定 子２と同軸であってその半径と所定のエアギャップ“ｅ”との和に等しい半径を 持つ非磁性材の２つのディスク８．９　（一点鎖線で外郭を示す）によって得ら れるもので、この場合ディスク８．９の円筒表面が回転子３の回転路となる。

図２に示す実施例は、リング状に形成され回転磁場によって駆動される偏心コア ３の内周３ａに、固定子２のＮ、Ｓ極の巻線（図示せず）ピッチと同じピッチで 等しい間隔に放射状に配置した複数の永久磁石Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆが設けら れている点が前記実施例と基本的に異なる。作動中の磁石の変位の一例として、 位置Ａ′。

Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’、Ｆ’に示す。

図３に示す実施例は、回転子を構成する偏心コアがリング３を形成し、その外側 壁３ｂがジャケット１の内周上を回転して、ジャケット１の内側母面とリング３ の外側母面との接触により同心円の回転路を形成している点が、図１の実施例と 基本的に異なる（リング３の内周“Ｄ″はリング３の内周３ａ上のある一点Ｐか ら固定子２の外側壁２ａ上の対向点Ｐ′との距離“ｄ”にエアギャップ間隔“ｅ ″を加えたものに等しい、） また図２に示す例では、リング上の偏心コア３に含まれる永久磁石ＡからＦおよ びＧからＪはそれぞれ、はぼ同じスペースを占め同様の極性を生じることができ る軸方向の凹部３１〜３６に置き換えることもできる（図４）。

上記の例では回転子は円形表面に案内されることにより重心が円形軌道を描くよ うになっている。

本発明はかかる特長に限定されるものではなく、形状に簡単な修正を加えること により、上述の振動発生機の特殊な構造を生がして、回転子に楕円軌道を与え特 定の軸に沿って最大振幅を持つ振動を得ることを提案するものである。

この目的はたとえば以下の方法で達成できる。

−一　図３の発生機構造を用い、円筒形環状回転子が楕円形の中央コア２を取囲 むジャケットの横断面が楕円の内周上を回転する（図５）。

ｍ−図１の振動発生機構造を用い、中央の円筒形固定子２上を内側表面によって 導かれる環状回転子３の断面を楕円とする（図６）。

上記の振動発生機は、発生機を１対以上、例えば図７に示すように２対用いて一 方向の振動を発生させるのに適している。

この例では図５に示すように、中央コア４０〜４３が互いに連結され同一方向に 平行な軸を持つ構造の発生機を２対用いている。

同一対の２つの構造Ｓ１、Ｓ２およびＳｌ、Ｓ４は、−一　もう一方の対の回転 子の回転方向と逆方向に同期回転する回転子４４．４５−４６．４７と、 ｍ−中央コア４０，４１−４２．４３の主軸を通る共通の対称面Ｐ１、Ｐ’ｌお よびＰ２．Ｐ’２と、 −一　もう一対の構造の対応する対称面と合致する中央コア４０．４１−４２． ４３の短軸を通るそれぞれ２つの平行対称面Ｐ３、Ｐ′３およびＰ４、Ｐ’４と を具備する。

この配置では、コア４２．４３、および４４．４５の長軸が正方形の断面を持つ 角柱の辺をなす。

これらの構造の回転子４４．４５および４６．４７が回転すると、中央コアの短 軸に平行に生じる力が相殺される一方（ゼロの結果）、主軸に平行に生じる力が 加わることにより、コアの主軸に平行な軸上に最大振幅を持つ振動を発生する一 方向振動発生機が得られるのは明らかである。

回転子４７と４４を同一方向に、また回転子４６と４５を反対方向に回転させる ことによりコアの短軸に平行な振幅の小さい振動を発生させることができるのは 言うまでもない。

上記装置が発生する振動の振幅は、中央コア４１から４７の相対的な向きを変え ることにより変えることができる。

図８に示す実施例では、回転子５０の管の一部であって、面取りした２つの端部 ５１．５２を介して互いに平行かつ可動な円錐台形（ｆｒｕｓｔｏｃｏｎｉｃａ ｌ　）の回転路５３．５４上を回転する。この構造により、回転子５０の偏心度 を調整し、２つの円錐台形の回転路５３．５４の距離を調節するだけで振動の振 幅を調整することが可能になる。

振動振幅は図７に示す発生機で構造Ｓ１、Ｓ２または＄３、Ｓ４を少なくとも一 組用いることによっても変更できる。

この場合、振動振幅の変更は適切なスイッチ回路によって中央コア４ｏ、４１ま たは４２．４３の巻線用励起サイクルの位相をずらせばよい。

ＦＩＧ、　７ 発明の要約 電気機械式振動発生機とこれを用いた装置出願人：ブロセデ　テクニク　ドウ　 コーストリクシュ本振動発生機は少なくとも一部が磁化可能な材料で作られ少な くとも１つの案内部材（６）に沿って移動することによりその重、已・（○′） が回転の中心軸を中心に湾曲した軌道を描くことができる本体（３）と、該本体 （３）を案内部材（６）に沿って駆動することができる回転磁場を発生する電磁 手段とからなる。この構成により機械的な伝達が不要になり摩擦を最小限に抑え ること力でできる。

国際調査報告 ｌ口＋−ｍａ間１＾−に−１ｔ−Ｎ−、ＰＣＴ／ＦＲ（Ｊ１１００１７８国際調 査報告 ＦＲ９１００１７８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも一部は磁化可能な材料で作られ少なくとも１つの案内材料（６） に沿って移動可能であることによりその重心か閉鎖湾曲軌道上を移動できる本体 （３）と、該本体を案内部材に沿って駆動するための回転磁界を発生させるため の電磁手段とからなり、電磁手段が中央コア（２）からなり、該本体（３）か該 コア（２）を取囲み該コアが発生する回転磁界にさらされる中空形状を有し、該 案内部材（６）は該本体が磁界によって駆動されたとき該本体の内側表面の環状 部分にたえず変動する母面を生じる案内軌道をもつことを特徴とする振動発生機 。 ２．該軌道が円形であることを特徴とする請求項１記載の振動発生機。 ３．中空円筒形のケーシングかジャケット（１）を構成し、該本体（３）が該ジ ャケット内でこれと同心をなす回転軌道にそって該電磁手段によって駆動されて 移動することを特徴とする請求項１または２記載の振動発生機。 ４．該電磁手段がケーシングと同軸でかつ極性（Ｎ，Ｓ）が交互に変わるように 巻線を施した界磁コイルまたは固定子（２）からなることを特徴とする上記請求 項１〜３いずれかに記載の振動発生機。 ５．該コア（２）が該巻線を施す極部材を限定する軸方向ノッチ（Ｔ１からＴ４ ）からなることを特徴とする請求項１記載の振動発生機。 ６．回転子を構成する該本体（３）が、所定のエアキャップ（“ｅ”）と同じ厚 みの円筒形套管（４）の中間部を介して中央コア（２）によって形成される固定 子の内周との間にあるリングを形成し、該套管（４）の外側壁が該リンゲの内周 が移動する回転軌道を構成することを特徴とする請求項５記載の振動発生機。 ７．回転子を構成する該本体は、外側壁（３ｂ）か外被部（１）の内周（１ａ） 上を回転するリングを形成し、このリングの内側直径（“Ｄ”）か本体（３）の 外側壁（３ａ）と該リングの内周（２ａ）との間に連続したエアギャツプ（“ｅ ”）を残すことができるような値に設定されることを特徴とする請求項５記載の 振動発生機。 ８．該本体（３）の能動部分が固定子巻線のビッチと同じビッチをもつ永久磁石 （ＡからＦ，およびＧからＪ）を具備することを特徴とする請求項１記載の振動 発生機。 ９．該本体（３）の能動部分が固定子巻線のビッチと同じビッチをもつ軸方向凹 部（３１から３６および２０１から２０４）からなることを特徴とする請求項１ 記載の振動発生機。 １０．該本体上の案内軌道が、該本体（３）と該固定子（２）との間で該固定子 （２）の両端に配置した非磁性リング（４０、４０′）の形状であることを特徴 とする上記請求項１〜９いずれかに記載の振動発生機。 １１．該本体（３）が中央コア（２）の各端部に配置した２つのディスク（８、 ９）上を回転することを特徴とする請求項５記載の振動発生機。 １２．該軌道が楕円形であることを特徴とする請求項１記載の振動発生機。 １３．環状回転子（３）がその回リを回転し、断面が楕円形である中央固定子（ ２）からなることを特徴とする請求項１２記載の振動発生機。 １４．内側表面か円筒形の中央固定子（２）上を回転し、断面か楕円形の環状回 転子（３）からなることを特徴とする請求項４記載の振動発生機。 １５．同軸上にある２つの回転軌道（５３、５４）上を両端（５１、５２）が回 転し、両端間の間隔を変更できるように互いに可動できる円筒形ローラからなる ことを特徴とする請求項１記載の振動発生機。 １６．上記請求項１〜１５のいずれかに記載の振動発生機を少なくとも２基連結 したものからなり、回転子が互いに反対方向に回転することを特徴とする一方向 の振動を発生するための装置。 １７．上記請求項いずれかに記載の振動発生機を少なくとも２対具備し、平行な 軸が同じ方向を向き、同一対のそれぞれの構造は、他の対の回転子の回転方向と 反対方向でかつ互いに同一方向に同期して回転する回転子（４４、４５−５６、 ４７）と、中央コア（４０、４１−４２、４３）の主軸を通る共通の対称面（Ｐ １，Ｐ′１，Ｐ２，Ｐ′２）と、中央コア（４０、４１−４２、４３）の短軸を 通る２つの平行な対称面（Ｐ３，Ｐ′３，Ｐ４，Ｐ′４）で、それぞれ他の対の 対称面に一致する対称面を含むことを特徴とする請求項１６記載の装置。 １８．得ようとする振動の振幅に応じて、２基の振動発生機の巻線の励起サイク ルの位相をずらすことを特徴とする請求項１６記載の装置。