JPS62298482A - パルス振動発生方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 「産業上の利用分野」 この発明は、コンクリート混合物簿の締固め機械、ロッ
クフィ、ルダム及び路面等の土塊の締固め機械、削岩機
、ブレーカ等に使用する振動機械におけるパルス振動発
生方法に関するものである。

「従来の技術１発明か解決せんとする問題点」従来、こ
の種のパルス振動発生方法として互いに逆回転する左右
一対の偏心重錘を３組以上起振体の上下に配置すること
により、各偏心重錘の慣性力による水平成分を打ち消し
ながら垂直成分のみの調和振動を得るようにしたエイマ
ン方式（特公昭５５−５０７０９号）か知られている。

しかしながら、このエイマン方式ては、−軸を中心とす
る各偏心重錘の単純な回転によって位相の異なる数種の
正弦波を発生し、各正弦波の合成による調和振動パルス
を発生させるものであるため、より多数の偏心重錘を上
下に配置しないと圧縮方向の衝撃力のみならず逆方向の
衝撃力をも発生し、振動締固め等においては締固め対象
を効率よく締固め得ない欠点があり、しかも偏心重錘を
数多く上下に配する必要があるため、全体的に大型化し
、回転機構も複雑化する等の難点があった。

「問題点を解決するための手段」 この発明は前記従来の課題を解決するために、太陽−車
とその周囲を回転する遊星歯車とからなる遊星歯車機構
を用いて、その遊星歯車と共に自転及び公転する偏心重
錘を設け、この遊星歯車機構の遊星歯車の公転による重
錘の慣性力の垂直成分のパルス振動と、遊星歯車の自転
による重錘の慣性力の垂直成分のパルス振動とを合成し
たパルス振動を発生させ、この合成パルスの組合せによ
り一方向のみの間歇的な衝撃力か得られる調和振動パル
スを発生させると共に、簡単な回転機構でコンパクトな
起振体を構成し得るようにしたパルス振動発生方法を提
案するものである。

「実施例」 以下この発明を図面に基づき説明すると、この発明のパ
ルス振動は遊星歯車機構の遊星歯車の自転及び公転によ
る慣性力の合成振動パルスを利用することを特徴とする
ものである。

即ち、第１図は外歯太陽歯車Ａの周囲を遊星歯車Ｂが角
速度ωで回転する状況を示したもので、遊星歯車Ｂには
偏心量ｒをもって偏心重錘Ｃが取付けられており、この
偏心重ｉＩＣは遊星歯車Ｂの中心Ｐの回りを自転しなか
ら外歯太陽歯車Ａの中心０の回りを公転することになる
。

いま１時刻１＝０の状態において中心Ｐにいる遊星歯車
Ｂを角速度ωて回転すると、任意の時刻ｔにおいては中
心Ｐ°に移動し、これによって偏心重錘Ｃは中心ＱをＱ
”に移動する。

ここで、遊星歯車Ｂと外歯太陽歯車Ａの半径比（ギヤ比
）を１＝２とすると、ＱはＰの回りを２０（２ωｔ）自
転すると共に、遊星歯車Ｂか外歯太陽歯車Ａの中心０の
回りを０公転するため、結局Ｑはｙ軸に対して３０回転
することになる。

そこで、中心０を原点としてＰＱをｙ軸とする座標ｘｙ
を考えれば、任意の時刻ｔにおける偏心の中心Ｑ°は次
式で表される。

このＭ動によって発生する慣性力は次式で表される。

Ｆ、＝−ｍｙ　　　　　・・・　（２）Ｆｘ＝−ｍＸ ここにｙ、ｘは時刻ｔについての２同機分を表す。

（２）式を具体的に計算すると 偏心量ｒを調整し、ｒ　＝　ａ　／　３としてｙ軸方向
の慣性力のみを考えれば。

Ｆ、＝−ω”（ｃｏｓωｔ＋ｃｏｓ：ｌωｔ）　　・　
・・（４）従って、このｙ軸方向の慣性力Ｆ、は、角速
度ωと３ωて回転する２つの偏心体が発生する慣性力を
合成したものに等しい。

そして、この関係をパルス波形として表わすと、第２図
に示すような合成振動パルスが得られる。

次に、第３図は内歯太陽歯車Ａ°の周囲を遊星歯車Ｂ゛
が角速度ωで回転する状況を示したもので、遊星歯車Ｂ
°には偏心量ｒをもって偏心重錘Ｃ°が取付けられてお
り、この偏心重錘Ｃ′は遊星歯車Ｂ′の中心Ｐの回りを
自転しなから内歯太陽歯車Ａ′の中心０の回りを公転す
ることになる。

いま、遊星歯車Ｂ°と内歯太陽歯車Ａ°の半径比（ギヤ
比）を１＝３とすると、ＱはＰの回りを−３０（３ωｔ
）自転すると共に、遊星歯車Ｂ′か内歯太陽歯車Ａ”の
中心０の回りをθたけ公転するため、結局Ｑはｙ軸に対
して２０回転することになる。

そこて、外歯歯車の場合と同様にＰＱをｙ軸とする座標
ｘｙを考えれば、任意の時刻ｔにおける偏心の中心Ｑ″
は次式で表される。

この運動によって発生する慣性力は次式て表される。

偏心量「を調整し、ｒ　＝　ａ　／　２としてｙ軸方向
の慣性力のみを考えれば、 Ｆｙ＝　２＆１（１）”（ＣＯ３ωｔ＋　ｃｏｓ　２ω
ｔ）　　　”　”　’　（７）従って、このｙ軸方向の
慣性力Ｆ、は、角速度ωと２ωで回転する２つの偏心体
が発生する慣性力を合成したものに等しい。

そして、この関係をパルス波形として表わすと、第４図
に示すような合成振動パルスが得られる。

上記外歯及び内歯の慣性力において、起振体として利用
するためには一方向の衝撃力のみ得られればよいの・で
あるから、上記遊星歯車機構をそれぞれＸ軸方向に対称
に配置し、相互の歯車を互いに逆回転させることにより
、Ｘ軸方向の慣性力Ｆｘを消去する。

このようにして得られるｙ方向のみの慣性力によって、
起振体として圧縮方向のみの間歇的な衝撃力を得るため
には、調和振動としてのθ、２θ、３θ、４θ成分を組
合せた慣性力を得ればよいから、このような慣性力を得
るために上記互いに逆回転する左右１組の外歯及び内歯
の遊星歯車機構を用いる場合には、各左右１組の昇動及
び内歯の遊星歯車機構を上下に配置して次のような条件
の下に得られる。

即ち、外歯歯車Ａを角速度ωで回転させ、内歯歯車Ａ°
をその倍の角速度ω＝２ωとして回転させると、外歯及
び内歯の遊星歯車機構を組合せた合成慣性力Ｆは（４）
、（７）式をたし合せてＦ＝３ａａω２（ωＳωｔ　＋
　ｃｏｓ　３ωＬ）＋２＆Ｉ（２ω）”（ｃｏｓ２ωｔ
＋ｃｏｓ４ωｔ）　　＃　＊　＃　（８）ここで、偏心
重錘の質門ｍ、ｍ及び平径ａ。

ａを調整して３■ａ＝８ｍａを満たすようにすれば、θ
＝ωｔとして（８）式は Ｆ　　ｗ　　　３ｓａω　”（ｃｏｓθ　＋　ｃｏｓ２
θ　＋　ｃｏｓコ。　＋　ｃｏｓ４０片°°（９従って
、（９）式により角速度が整数倍異なる正弦波を組合せ
た調和振動が得られ、この関係をパルス波形として表わ
すと、第５図に示すような組合せ合成振動パルスが得ら
れる。

以上の結果、太陽歯車Ａと遊星歯車Ｂとのギヤ比かに：
１と外歯遊星歯車機構については、遊星歯車Ｂは太陽歯
車Ａの回りを１回転公転する間に（１＋ｋ）回転自転す
るから、公転角速度がωのとき、自転角速度は（１＋ｋ
）ωとなる。

従って、外出遊星歯車機構の遊星歯車Ｂに偏心重錘Ｃを
取付けた場合の発生振動パルスは。

ＣｏＳωしと　ｃｏｓ　（１◆ｋ）ωＬの二つの正弦波
を合成した Ｆ＝ａｃｏｓ　ωｔ　＋ｂｃｏｓ（１＋ｋ）ωｔという
波形が得られることになる。

一方、太陽歯車Ａ゛と遊星歯車Ｂ゛とのギヤ比かに：１
の内歯遊星歯車機構については、遊星歯車Ｂ′は太陽歯
車Ａ゛の回りを１回転公転する間に（ｋ−１）回転自転
するから、公転角速度がωのとき、自転角速度は（ｋ−
１）ωとなる。

従って、外歯遊星歯車機構の遊星歯車Ｂに偏心重錘Ｃを
取付けた場合の発生振動パルスは、ＣＯＳωしとｃｏｓ
　（ｋ−１）ωｔの二つの正弦波を合成した Ｆ＝ａｃｏｓ　　ωし　＋ｂｃｏｓ（ｋ−１）　ωｔと
いう波形が得られることになる。

以上の外歯及び内歯の遊星歯車機構における様々なギヤ
比によるパルス波形を表１に示す。

表１ 表１のように内歯又は外歯の遊星歯車機構における太陽
歯車と遊星歯車のギヤ比及び角速度を適宜選定すること
により、調和振動のパルス波形として　ｃｏｓθ＋ｃｏ
ｓ２θ＋ｃｏｓ３０　＋　ｃｏｓ４０なるパルス波を発
生する遊星歯車機構の組合せを得ることができる。

例えば、上下二組の遊星歯車機構を用いて４つの正弦波
を組合せる場合、（ｃｏｓθ＋ｃｏｓ３θ）波と　（ｃ
ｏｓ２θ＋ｃｏｓ４θ）波との組合せ、或いは上記表１
以外の太陽歯車と遊星歯車のギヤ比及び角速度を適宜選
定することにより、（ｃｏｓ１９＋ｃｏｓ２θ）波と　
（ｃｏｓ３θ＋ｃｏｓ４０）波との組合せ、　（ｃｏｓ
θ＋ｃｏｓ４０）波と（ｃｏｓ２０＋　ｃｏｓ：１５）
　）波との組合せか考えられる。

更には、上下三組以上の遊星歯車機構を用いて６つ以上
の正弦波を組合せることも可能で、三組の場合の組合せ
調和振動パルスｆは、ｆ＝―θ＋ｃｏｓ２θ＋−・−＋
ｃｏｓ６θ−従９て、同様にこのような調和振動パルス
を得るためには、例えば（ｃｏｓθ＋ｃｏｓ４θ）波と
、（ｃｏｓ２θ＋ｃｏｓ５０）波と、　（ｃｏｓ３（？
　＋　ｃｏｓ６０　）波との三つの合成波などを組合せ
ればよいことになる。

以上の方法により構成したパルス振動発生装置の一例を
第６．７．８図に示す。

この場合のパルス振動発生装置は内歯と外歯の二組の遊
星歯車機構を上下に配した場合を示したもので、起振体
ｌの上下にはそれぞれ左右一対の回転軸２．２′及び３
，３′が回転自在に支承され、回転軸２，２°にはその
前後に内歯太陽歯車４が取付けられ、その内周に噛み合
った遊星歯車５は回転軸２，２°のはずみ車６に回転自
在に支承された軸７にそれぞれ取付けられており、また
回転軸３．３°にはその前後に外歯太陽歯車８が取付け
られ、その外周に噛み合った遊星歯車９は回転軸３．３
′のはずみ車ｌＯに回転自在に支承された軸ｌｌにそれ
ぞれ取付けられている。　　　　゛ 各遊星歯車５．９の軸７．１１には、偏心重錘１２，１
３がそれぞれ所定の偏心量で取付けられている。

回転軸２は、モーター１４によりベルトプーリ１５，１
６．１７により回転し、この回転を歯車１８，１９．２
０を介して回転軸３に伝達し、更に歯車２１．２２を介
して回転軸３゛に伝達すると共に、歯車２３．２４を介
して回転軸２′を回転するようになっている。

各太陽歯車４．８及び遊星歯車５．９は、上記調和振動
パルスを発生する合成パルスの組合せとなるように、ギ
ヤ比及び角速度を設定した遊星歯車機構として構成され
ている。

なお、合成パルスの組合せに応じて上下とも外歯又は内
歯の遊星ｔＩｉ１車機構を用いることかできることはい
うまでもない。

「発明の効果」 以上の通りこの発明によれば、一組の遊星歯車機構を用
いて２つの正弦波を合成した合成パルスを発生させるこ
とかできるので、複数組の遊星歯車機構のギヤ比及び角
速度を適宜選定することにより、各合成パルスを組合せ
た一方向のみの間歇的な衝撃力が得られる調和振動パル
スを発生させることができると共に、簡単な回転機構で
コンパクトな起振体を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は外歯遊星歯車機構の回転状況を示す正面図、第
２図は外歯遊星歯車機構による偏心重錘の回転原理と振
動パルスの合成原理の関係を示す原理図、第３図は内歯
遊星歯車機構の回転状況を示す正面図、第４図は内歯遊
星歯車機構による偏心重錘の回転原理と振動パルスの合
成原理の関係を示す原理図、第５図は組合せ調和振・動
パルスの合成原理を示す線図、第６図はこの発明により
構成したパルス発生装置の一例を示す側面図、第７図は
同縦断正面図、ｒ５８図は同回転機構を示す正面図であ
る。 Ａ、Ａ’　　・・太陽歯車、Ｂ、Ｂ’　　・・遊星歯車
、Ｃ・・偏心重錘。 特許出願人　前田建設工業株式会社 、＊；−＋”− 代　　理　　人　　藤　　　井　　　　　　　宇　＋、
、、、　、　、−；　、′、−ｄ５ｄ Ｉ　　　　　　　　　　　！ 」（−ε１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）太陽歯車とその周囲を互いに逆回転する遊星歯車を
   有する左右一組の遊星歯車機構を起振体の上下方向に複
   数組配置し、前記各遊星歯車機構に各遊星歯車と共に回
   転する偏心重錘を設け、前記各遊星歯車機構を駆動する
   ことにより、遊星歯車の公転による重錘の慣性力の垂直
   成分のパルス振動と、遊星歯車の自転による重錘の慣性
   力の垂直成分のパルス振動とを合成したパルス振動を発
   生させ、前記各遊星歯車機構の太陽歯車と遊星歯車の歯
   車比及び角速度を選定して各合成パルス振動の組合せに
   よる調和振動パルスとしてｃｏｓθ＋ｃｏｓ２θ＋ｃｏ
   ｓ３θ＋ｃｏｓ４θ・・・を発生（θは偏心重錘の回転
   角）させることを特徴とするパルス振動発生方法。