JP2664989B2 - 偏心量可変振動機 - Google Patents

偏心量可変振動機

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JP2664989B2
JP2664989B2 JP1132578A JP13257889A JP2664989B2 JP 2664989 B2 JP2664989 B2 JP 2664989B2 JP 1132578 A JP1132578 A JP 1132578A JP 13257889 A JP13257889 A JP 13257889A JP 2664989 B2 JP2664989 B2 JP 2664989B2
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菊次 江川
民男 橋本
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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、杭の打設や地盤の締固めに使用される振動
機に関するもので、振動ローラ,振動試験機,振動フイ
ーダ,振動搬送機等にも適用することができる。
〔従来の技術〕
従来の振動機は偏心量が一定のもの(第6図)、偏心
ウエイトにピンを設け、このピンの脱着で偏心量を変化
させるもの(第7図)、偏心ウエイトを固定ウエイトと
遊動ウエイトで構成し固定ウエイトに対する遊動ウエイ
トのボルト取付位置を変え相対角の変化で偏心量を変え
るもの(第8図)、偏心ウエイトを固定ウエイトと遊動
ウエイトで構成し、これらの相対角変化範囲は上限,下
限に設けたストツパによる2段階とし、設定は回転軸の
正逆に応じた回転力で行い、偏心量を2段に変化させる
もの(第9図)、上下2段の4軸構造とし上段と下段の
偏心ウエイト取付角を変えることで偏心量を変化させる
もの(第10図)などがある。
なお、第6図乃至第10図において、1は振動機本体、
5はベルト、6はプーリ、7は同期歯車,8は固定ウエイ
ト、9は遊動ウエイト、10はキー、15は原動機、18は可
変偏心ピン、19は取付ボルト、20はストツパ、21は回転
軸である。
第6図の装置は、偏心ウエイトが固定ウエイト8のみ
で構成されているため、振動機が起動又は停止する段階
であっても振動機は必らず振動しており、緩衝器ばねの
共振点を通過する際に共振を起す。
第7図の装置は、偏心量を可変偏心ピン18の脱着で変
化できるが、回転中における偏心量の変更は不可なの
で、第6図の装置と同様に緩衝器ばねの共振点を通過す
る際に共振を起す。
第8図の装置も偏心量変更のためには機械を分解し、
取付ボルト19で遊動ウエイト9の位置を変更する必要が
あり、緩衝器ばねの共振点を通過する際に共振を避ける
ことはできない。
第9図の装置は、偏心量の変更は回転軸(A)2と回
転軸(B)3の回転方向を正逆反対にすることで遊動ウ
エイト9の相対角を決めるストツパ20への取付位置が変
わり、これで2段階の変化は可能であるが、偏心量を変
えるためには機械停止が必要であり、起動・停止時の共
振を避けることはできない。
第10図の装置では、偏心ウエイトが固定ウエイト8の
みから構成され、回転軸21は上段,下段に各2本あり、
互いに同期歯車7で連結されている。偏心量の変更は上
段と下段の同期歯車7の噛み合い位置を変えることによ
り行なわれる。
本装置も第9図の装置と同様に、偏心量を変えるため
には機械停止が必要であり、起動・停止時の共振を避け
ることはできない。
〔発明が解決しようとする課題〕
(1) 第6図の偏心量一定の装置では当然であるが、
第7図,第8図のものでも偏心量を変化させるには、機
械を停止させ分解したうえで内部にある偏心ウエイトの
ピンの脱着や組み替えが必要であり、運転中は、起動か
ら停止するまで一定偏心量のままで、偏心量を変化させ
ることは出来ない。
(2) 第9図〜第10図の装置では、機械を分解するこ
となく偏心量を外部から変化は出来るが、機械を一度停
止する必要があり、これらも運転中の起動から運転,停
止までの間は偏心量を変化させることは出来ない。
然るに、吊下式や一体方式の緩衝器で振動機を吊り下
げた場合、緩衝器のばね定数は緩衝効果を持たせるた
め、共振振動数が定常振動数より低く、起動→定常運転
→停止の間には共振点を通過するため、振動機が大きな
振幅で振動し、緩衝器や周辺機器の強度及び伝播振動に
よる悪影響が大きな問題となっている。
本発明は、振動機の回転が停止から規定回転数に達す
るまでの間は偏心量を0に保持し、規定回転数から定常
回転数に達する間に偏心量を所定量まで変化させ、偏心
量が0から変化を始める規定回転数までの間に緩衝器の
共振振動数が入るよう設定することにより、共振による
悪影響を排除することのできる偏心量可変振動機を提供
することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
偏心ウエイトを回転軸に固定した固定ウエイトと回転
軸中心に対して偏心した取付軸芯まわりに回転自由に取
り付けた遊動ウエイトで構成し、回転軸の回転で遊動ウ
エイトに発生する遠心力による偏心回転力に応じて遊動
ウエイトが回転するようにし、この回転力と固定ウエイ
トと遊動ウエイト間に設けたスプリング力との釣り合い
関係を利用し、規定回転数を緩衝器ばねと共振振動数よ
り高く選び、規定回転数まではスプリング力の方が勝
り、偏心量=0となる遊動ウエイトと固定ウエイトの偏
心相対角が180゜を保つようにストツパにより規定する
ようにする。
次に規定回転数から定常回転数までは回転数の増加に
よって遊動ウエイトの偏心回転力がスプリング力を上廻
り偏心相対角が自動的に180゜→最小となり定常回転数
で遊動ウエイトと固定ウエイトの偏心相対角=最小、偏
心量=最大となるようストツパで規定し、定常回転類で
所定の起振力が得られるようにする。
〔作 用〕
回転軸の回転数を0から次第に上昇させると、遊動ウ
エイトの回転中心は回転軸中心に対して偏心しているの
で、回転によって生じる遊動ウエイトの遠心力で遊動ウ
エイトは偏心中心軸まわりに回転するので固定ウエイト
との相対角を回転軸の回転数調整で変化させることが出
来る。
今、回転軸の回転数を0から規定回転数までは、固定
ウエイトと遊動ウエイト間に設けたスプリング力と遊動
ウエイトに発生する偏心回転力との釣合が常にスプリン
グ力の方が勝るようにし、固定ウエイトと遊動ウエイト
の偏心相対角が180゜反対で偏心量が0の状態を維持す
るようストツパで規定位置に保持し、規定回転数以上の
回転数になると偏心回転力がスプリング力を上廻り、回
転数の増加に従って偏心相対角180゜→最小となるよう
変化させ、定常回転数に達すると偏心相対角が最小値を
保つようストツパで規定することで定常回転数で偏心量
が最大となり所定の起振力が得られる。
そこで、緩衝器の共振回転数より規定回転数が高くな
るよう設定しておけば、振動機の起動、停止時の緩衝器
の共振回転数を通過する際でも振動機の偏心量=0で振
動をしていない状態となり、振動機の振幅が増大する等
の共振現象を完全に防止できる。
〔実施例〕
左右各2組の偏心量可変ウエイトから構成された1段
2軸式の振動機における本発明の実施例を第1図乃至第
5図について説明する。
起振機本体1の内部に両端を軸受4で支持された回転
軸(A)2、回転軸(B)3を左右に配し、その各々に
同期歯車7を互いに噛み合うように組み付ける。
回転軸(A)2の一端にはプーリ6を取り付け、それ
にベルト5が取り付けられる。
回転軸(A)2、回転軸(B)3の中央部にはキー10
を用いて固定ウエイト8が取り付けられ、その固定ウエ
イト8の回転軸取付部には回転軸中心に対し偏心させた
円筒部16が設けてある。
この円筒凸部16に遊動ウエイト9を組み付け、固定ウ
エイト8との接触面側の空胴部17にはスプリング11が取
付ピン12を用いて一端は固定ウエイト8側に他端は遊動
ウエイト9側に初期力を与えて組み付けられている。
遊動ウエイト9の回転移動角の上限、下限位置を規定
するため固定ウエイト8には上限ストツパ13と下限スト
ツパ14が設けてある。
また、回転軸(A)2の端部に設けたプーリ6と、こ
れに巻かれたベルト5の他端は起振機本体1の上部に取
り付けられた原動機15に連結されている。
今、原動機15を回転させるとベルト5を介してプーリ
6、回転軸(A)2が回転し、同時に同期歯車7の働き
で回転軸(B)3が反対方向に回転する。
そこで回転軸(A)2、回転軸(B)3に取り付けら
れている固定ウエイト8、遊動ウエイト9が互いに反対
方向に同期回転し、左右の固定ウエイト8、遊動ウエイ
ト9の相対取付角が同一になるようにセットさせること
で、固定ウエイト8と遊動ウエイト9で発生する合成遠
心力の左右方向(水平方向)の成分は打ち消され、上下
方向の成分だけが残るので、この装置は上下方向に振動
を発生させる振動機となる。
次に回転数の変化に伴う偏心量の変化について説明す
る。
第2図において、回転軸(A)2又は回転軸(B)3
に固結された固定ウエイト8の軸取付部の片側に回転軸
中心とは、軸中心が異なるよう偏心させた円筒部16を形
成せしめ、この偏心円筒部16に遊動ウエイト9を回転自
由に取り付ける。
また、固定ウエイト8、遊動ウエイト9の接触両側中
央部には溝17が設けてあり、この中にスプリング11が一
端は固定ウエイト8側に他端は遊動ウエイト9側に各々
取付ピン12で適当な初期力を与えて取り付けられる。
更に遊動ウエイト9の回転角範囲を規定するため固定
ウエイト8と遊動ウエイト9の相対角が最小となる位置
には上限ストツパ13、180゜反対となる位置には下限ス
トツパ14が設けられている。
第3図は、回転軸の回転で発生する遊動ウエイト9の
遠心力fの作用で偏心軸まわりに遊動ウエイト9を回転
させる回転力Tが中心01まわりに発生することを示した
もので、この回転力Tは下式で表される。
T=fr2sin(θ+θ)=mr1ω2r2sin(θ+θ) この回転力Tで固定ウエイト8と遊動ウエイト9間の
相対角は自動的に変化する。
第4図は、回転軸の回転数が低い停止状態から規定回
転数までの固定ウエイト8と遊動ウエイト9の相対角位
置を示したもので、この場合は遊動ウエイト9に発生す
る遠心力が小さく回転力Tも小さいので固定ウエイト8
と遊動ウエイト9間に連結されているスプリング11の初
期力が勝って、相対角が180゜反対となった下限ストツ
パ14で規定された位置に保たれる。
また、ここで言う規定回転数は、緩衝器ばねとの共振
を避ける必要から当然緩衝器ばねの共振回転数より高い
回転数であり、共振回転数では偏心量を0に保ち振動機
が振動しないようにすることは言うまでもない。
第5図は、第4図とは逆に回転軸の回転数が規定回転
数から定常回転数になった状態を示し遊動ウエイト9に
働らく回転力Tがスプリング11の力より大きくなって遊
動ウエイトが回転を始め固定ウエイト8と遊動ウエイト
9の相対角が最小となる上限ストツパ13で規定された位
置まで回転して最大偏心量の状態で保持される。
これによって振動機は定常回転数で所定の起振力を発
生して振動することになる。
〔発明の効果〕
本発明は以上説明したように平行に軸支され反対方向
に回転する2本の回転軸に偏心ウエイトを取付けて一定
方向の振動を発生させる振動機において回転軸に固定さ
れた固定ウエイトと、回転軸に偏心して回転可能に取付
けられた遊動ウエイト、固定ウエイトと遊動ウエイトの
間に介装されて、両ウエイトの相対角を可変させるスプ
リングと、遊動ウエイトの固定ウエイトに対する回転角
の上限および下限を規制するストッパとを具え低速回転
時には前記スプリングの力により固定ウエイトと遊動ウ
エイトの合成偏心両が下限に保持され、高速回転時には
遊動ウエイトが固定ウエイトに対して回動し、固定ウエ
イトと遊動ウエイトの合成偏心量が増大して上限に保持
されるようにしたものであるからそれにより回転軸を回
転させ回転速度を低速と高速の2段階に切り換えて回転
数が0→低速間は偏心軸上の遊動ウエイトに発生する遠
心力による偏心回転モーメントがスプリングの初期セッ
ト力より小さいため、遊動ウエイトは下限ストッパ位置
のまま保持されるが、低速→高速間では偏心回転モーメ
ントが遠心力の増大でスプリングの初期セット力より大
きくなり遊動ウエイトが上限ストッパ位置まで回転させ
られ保持されて、高速時は通常の振動機と同一の性能を
持つもので、振動機の起動、停止時に起こる緩衝器ばね
との共振現象が完全に無くなるので、共振時の大振幅に
よる緩衝器、ベースマシン、周辺機器の損傷やオペレー
タの運転環境の悪化、騒音の発生等を防止できる効果を
有する。
【図面の簡単な説明】
第1図(a),(b)は本発明の実施例に係る偏心量可
変振動機の平面および側面の断面図、第2図は固定ウエ
イトおよび遊動ウエイト部分の斜視図、第3図は偏心量
可変ウエイトの説明図、第4図は低速時の下限ストツパ
位置にセツトしたウエイトの状態図、第5図は高速時の
上限ストツパ位置にセツトしたウエイトの状態図、第6
図は偏心量一定式の従来装置の側面断面図、第7図はピ
ン脱着式偏心量可変ウエイト型従来装置の側面断面図、
第8図は固定ウエイトと遊動ウエイトから成る相対角組
替式偏心量可変ウエイト型従来装置の側面断面図、第9
図は固定ウエイトと遊動ウエイトから成り、偏心量の変
化は回転軸の正逆回転に対応するストツパ位置で規定す
る2段可変ウエイト型従来装置の側面断面図、第10図
は、上下2段の回転軸の噛合位置を変えることで偏心量
を変化させる方式の従来装置の側面図である。 2……回転軸(A)、3……回転軸(B) 8……固定ウエイト、9……遊動ウエイト 11……スプリング、13……上限ストツパー 14……下限ストツパ、16……偏心円筒部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 城浦 秀男 大阪府泉南郡阪南町尾崎町285―1 泉 南尾崎団地7―402 (56)参考文献 実開 昭59−111824(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平行に軸支され反対方向に回転する2本の
    回転軸に偏心ウエイトを取付けて一定方向の振動を発生
    させる振動機において、回転軸に固定された固定ウエイ
    トと、回転軸に偏心して回転可能に取付けられた遊動ウ
    エイトと、固定ウエイトと遊動ウエイトの間に介装され
    て、両ウエイトの相対角を可変させるスプリングと、遊
    動ウエイトの固定ウエイトに対する回転角の上限および
    下限を規制するストッパとを具え、低速回転時には前記
    スプリングの力により固定ウエイトと遊動ウエイトの合
    成偏心量が下限に保持され、高速回転時には遊動ウエイ
    トが固定ウエイトに対して回動し、固定ウエイトと遊動
    ウエイトの合成偏心量が増大して上限に保持されること
    を特徴とした偏心量可変振動機。
JP1132578A 1989-05-29 1989-05-29 偏心量可変振動機 Expired - Fee Related JP2664989B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS59111824U (ja) * 1983-01-13 1984-07-28 溝渕 淳三 可変振動式杭打杭抜機

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