JP4117408B2 - Exciting force control method and control device - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動偏心重錘と固定偏心重錘とを有する回転式の起振機について、その起振力を制御する技術に係り、特に、回転系の部材の外部から操作する必要無く、回転系内で自動的に起振力を制御し得るように創作した方法、および同装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転式の起振機は偏心重錘を回転させるものであるが、回転速度に対して独立に起振力を制御するために、「回転軸に固着された固定偏心重錘」と、「回転軸に対して相対的に移動する可動偏心重錘」とが併用される。
固定偏心重錘と可動偏心重錘とを用いて起振力を調節できるようにした公知文献の中で、本発明に最も近いものとして特開平４−６００１５号公報が有る。
【０００３】
図６は、公知文献（特開平４−６００１５号公報）に第１の発明として記載された可変型振動発生機の実施例を描いた分解斜視図であって、該公知文献に第１図として掲げられた図である。
この図６の先行技術は、「大振幅・低サイクル」の作業状態と、「小振幅・高サイクル」の作業状態とを自動的に変化させるために為されたものであって、
回転軸２に対して固定偏心重錘１１が固着されている。
上記固定偏心重錘１１に１対のガイド突条１２が設けられていて、可動偏心重錘１３を摺動自在に案内している。１４は蓋状のガイドであり、点Ｇは可動偏心重錘１３の重心を表している。
【０００４】
回転軸２を回転させると、固定偏心重錘１１は一緒に回転し、ガイド突条１２と蓋状ガイド１４とによって抱持されている可動偏心重錘１３も一緒に回転せしめられる。
可動偏心重錘１３の回転に伴って、その重心Ｇは回転軸２の周りを回転し、遠心力を生じる。これにより該可動偏心重錘１３は「その重心Ｇが回転軸２から最も離れた位置」に移動しようとする。
しかし、上記の遠心力と拮抗するスプリング１５が設けられているので、可動偏心重錘１３は、上記スプリング１５による付勢力と遠心力とがバランスする位置をとる。
【０００５】
従って、回転速度が変化して遠心力が変化すると、可動偏心重錘１３は、その時その時の回転速度に対応する安定位置に移動してゆく。
一方、固定偏心重錘１１は、その偏心量が一定であるから、回転速度に応じて
遠心力Ｐ０＝（Ｋω２）／ｇ…………（１）
なる遠心力を受ける。
ただし、遠心力Ｐ０の単位はキログラム
Ｋはモーメント（単位：キログラム・センチ）
ωは角速度（ラジアン／秒）
ｇは重力加速度である。
【０００６】
図７は前掲の図６に掲げた従来例に係る可変形振動発生機の起振特性を表した図表であって、横軸に回転数，縦軸に遠心力をとり、固定偏心重錘に発生する遠心力を実線で描くとともに可動偏心重錘に発生する遠心力を鎖線で描き、かつ、上記双方の遠心力の合力を破線で描いてある。
この図表は５００ＲＰＭから７００ＲＰＭまでの比較的狭い区間を描いてあるので、固定偏心重錘の遠心力カーブが直線のように見えるが、回転数ゼロの点で遠心力もゼロになる（すなわち座標原点を通る）放物線の１部分である。
【０００７】
前掲の図６から容易に理解されるように、可動偏心重錘１３の重心位置は固定偏心重錘１１の重心位置に対して１８０度の位相差を有しているので、双方の偏心重錘の遠心力のベクトル和の絶対値は双方の遠心力のスカラー量の差になる。このため、合力のカーブ（破線）は６５０ＲＰＭ〜７００ＲＰＭの区間で右下がりになっている。この特性が当該公知発明の目的と一義的に結びついている。すなわち、低サイクル・大振幅−高サイクル・小振幅の起振特性が得られる。これにより、低サイクル・大振幅の振動による振動杭打ち作業と、高サイクル・小振幅の振動による振動杭抜き作業との切替えが自動的に行なわれる旨が、この公知文献（特開平４−６００１５号公報）に記述されている。
この公知発明が、回転速度の上昇に応じて自動的に起振力を減少させるものであることに御留意頂きたい。
【０００８】
図８は、前記の公知文献に第２の発明として記載された可変型振動発生機を模式的に描いた要部正面図である。
回転軸２に対してウチワ形の回転体１６が固着されている。このウチワ形回転体１６に、２本の偏心軸１７（回転軸２に対して偏心している軸の意）が植設され、それぞれ可動偏心重錘１８が枢支されている。
Ｏ１は回転軸２の回転中心、Ｏ２は偏心軸１７の軸心である。
これら双方の可動偏心重錘１８は、それぞれウチワ形回転体１６の「ウチワの柄」に当たる箇所との間に引張りバネ形のコイルスプリング１９を取り付けられている。
【０００９】
回転軸２の回転が停止しているとき、２個の可動偏心重錘１８はコイルスプリング１９の作用で相互に引き寄せられ、偏心モーメント最大の状態になる。
上記の状態から運転を開始し、回転軸２の回転速度が次第に上昇すると、それぞれの可動偏心重錘１８の重心Ｇ１に矢印Ｆ方向の遠心力を生じる。このため、それぞれの可動偏心重錘１８は矢印ｈ方向の回動力を受け、総合偏心量が減少する。
このようにして、前記第１の発明（図６，図７）におけると同様に、回転速度の上昇に応じて自動的に起振力を減少させる。
【００１０】
図９は、前記公知文献に第３の発明として記載された可変型振動発生機を模式的に描いた正面図である。
回転軸２に対して２個の可動偏心重錘１８が装着されている（２個の偏心重錘の内の片方は回転軸２に対して或る程度拘束（回転伝達）が為されていなければならないと思われるが、当該公知文献には詳細の記述が見当たらない）。
双方の可動偏心重錘１８は、流体シリンダ１９を介して相互に連結されていて、その回転位相差を外部手段により、流体配管２０を介して制御できるようになっている。
本実施形態の制御方式は詳細な記述を省略されているが、「前述した実施例と同様な作用が得られる」と記述されているので、当該発明の主目的であるところの、低サイクル・大振幅−高サイクル・小振幅となるように操作されるものと推定する。
【００１１】
図１０は、前記公知文献に第４の発明として記載され、第８図として掲げられたもので、（Ａ）は１対の固定偏心重錘を矢印Ｌ方向に回転させて偏心モーメント最大ならしめた状態を描いた斜視図、（Ｂ）は同じく矢印Ｒ方向に回転させて偏心モーメント最小ならしめた状態を描いた斜視図である。
回転軸２に対して２個の固定偏心重錘２１，同２３と、１個の可動偏心重錘２２とが装着されるとともに、該固定偏心重錘２１，２３を回転させたとき、可動偏心重錘２２が位相差１８０度以内で追随回転するように、係止棒２４と係止溝２５とが設けられている。
【００１２】
回転軸２を矢印Ｌ方向に回転させると固定偏心重錘２１，２３も矢印Ｌ方向に回転し、（Ａ）図に示すように可動偏心重錘２２を同位相で同矢印Ｌ方向に回転させる。これにより偏心モーメント量最大の状態になる。
回転軸２を矢印Ｒ方向に回転させると、可動偏心重錘２２は本図１０（Ｂ）のように固定偏心重錘２１，２３よりも１８０度遅れて同矢印Ｒ方向に追随回転せしめられ、偏心モーメント量は矢印Ｌ方向回転のとき（図１０（Ａ）の状態）に比べて１／３となる。
【００１３】
この公知文献の第４の発明については、可動偏心重錘の個数および固定偏心重錘の個数を任意に選定し得る旨が述べられているが、偏心モーメント量が最小のときでも偏心モーメント量をゼロにしてはならない。
その理由は、（Ａ）図のように偏心モーメント量を最大にして杭打ち工事を行ない、（Ｂ）図のように偏心モーメント量を最小にして杭打ち工事を行なうので、（Ｂ）図の状態でも起振力を発生させねばならないからである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前記公知文献（特開平４−６００１５号公報）に記載された発明は、回転系の外部から操作を行なわなくても、回転系内において遠心力によって自動的に偏心モーメント量が制御されて起振力が変化するという観点から、最も進歩した先行技術と考えられる。
しかしながら、この先行技術は、偏心重錘の回転速度が通常の運転状態における回転速度領域内に在る場合について起振特性を改良しようとするものであって、運転開始直後の低回転状態における問題、および、停止直前の減速運転状態における問題が考慮されていない。
【００１５】
振動杭打の場合、定格回速速度（定格振動数と同意になる）は、１２００ＲＰＭないし３０００ＲＰＭといった範囲であるが、運転を開始した直後の増速中、および、運転を停止する直前の減速中に、３００ＲＰＭ〜５００ＲＰＭの低速回転領域を通過する。
この際、振動杭打機を吊持しているクレーンや、杭を打設している地盤が共振して、破損事故や振動公害を発生する虞れが有る。
このため、回転式起振機について、前記３００ＲＰＭ〜５００ＲＰＭの共振周波数領域を「起振力ゼロ」の状態で通過したいという要請が有る。
以上は振動杭打の例であるが、振動篩、振動混合、振動脱水など、広範囲の用途において同様の要請が有る。
【００１６】
上記の要請に応えて、偏心重錘の偏心モーメントを変化させる技術が開発されている。
詳しくは、可動偏心重錘の回転位相を変化させることによって、「固定偏心重錘と可動偏心重錘との総合偏心モーメント」を変化させる技術が提案されている。これらの技術は一般に、回転数ゼロの状態で運転を開始し、共振周波数領域を越えてから偏心モーメント量を増加させる。
以上の考察を総合して、従来技術には二つの問題点が有った。
その一つは、図６ないし図８を参照して説明した公知文献に係る発明のように、遠心力を利用する場合は低速回転領域における共振防止が出来なかったことである。
もう一つは、可動偏心重錘の位相を変化させるために大きい力を必要としたことである。大きい力を必要とするということは、例えば油圧で可動偏心重錘の位相を変化させるためには大型・大重量の油圧アクチュエータを必要とすることを意味する。これについては次の段落に詳しく述べる。
【００１７】
例えば先に掲げた図９も、流体シリンダ１９によって２個の可動偏心重錘１８の位相差を変化させる。
この図９において、２個の可動偏心重錘１８を回転軸２の周りに高速回転させると、該２個の可動偏心重錘は自然にバランス位置に動こうとする。
この場合、２個の可動偏心重錘が動こうとするのは、流体シリンダ１９を伸長させる方向であり、総合偏心モーメントを減少させる方向である。
このため、上記の自然の動きに抗って、２個の偏心重錘の総合偏心モーメントを増加させようとすると、大形大重量の流体シリンダ１９を設けて強い操作力を与えなければならない。
【００１８】
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、その目的とするところは次のとおりである。
イ．偏心重錘機構を改良して、弱い操作力で、低速回転領域における偏心モーメント量をゼロならしめるとともに、定格回転速度付近で偏心モーメント量を最大ならしめること。
ロ．操作所要力を最小ならしめた極限の構成によって、外部操作を加えなくても、自動的に低速回転領域における偏心モーメント量をゼロならしめて起振力をゼロならしめ、かつ、定格回転速度付近における偏心モーメント量を自動的に増加させて、最大起振力を発揮せしめること。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な原理を、その実施形態に対応する図２を参照して略述すると次のとおりである。
すなわち、回転式起振機を改良して、可動偏心重錘の操作所要力を軽減すると共に、低速回転域における総合偏心モーメントをゼロならしめて共振に関するトラブルを解消し、かつ、操作所要力軽減の極限として自動化するため、
本発明は、回転軸２に対して固定偏心重錘１を固着するとともに、可動偏心重錘３を該回転軸２と直角方向の摺動可能に案内し、かつ、該可動偏心重錘３が回転軸２に接近した状態において「可動偏心重錘３と固定偏心重錘１との総合重心」を、回転軸２の中心線上に位置させて（Ａ）図の釣合状態（偏心モーメントがゼロ）ならしめる。回転軸２を回転させると、可動偏心重錘３は（Ｂ）図のように遠心力でテンションスプリング４の力に抗して矢印ｙ方向に移動し、前記の釣合状態から起振状態になる。
【００２０】
上述の原理に基づいて請求項１に係る発明方法の構成は、固定偏心重錘と可動偏心重錘とを備えた回転式起振機の起振力を制御する場合、
固定偏心重錘を回転軸に対して固着するとともに、可動偏心重錘を上記回転軸に対して、その軸心と垂直な方向に移動できるように取り付け、
運転を開始するときは、固定偏心重錘と可動偏心重錘との総合重心を、回転軸の軸心上に位置せしめて、総合偏心モーメントがゼロの状態で該回転軸の回転駆動を開始し、
上記回転軸の回転速度を増速して所定回転速度以上になったとき、前記総合重心を回転軸の軸心から離間させて総合偏心モーメントを発生させ、
かつ、運転停止のために減速して所定回転速度以下になったとき、前記総合重心の位置を回転軸の軸心に接近させて総合偏心モーメントを減少させ、
上記総合偏心モーメントがゼロになった状態で回転を停止する起振力の制御方法において、
前記固定偏心重錘の重心を通り、回転軸に直交する平面を想定し、可動偏心重錘の重心を、常に上記仮想の平面上に位置せしめるように該可動偏心重錘を案内して、
可動偏心重錘に生じる遠心力の作用線と、固定偏心重錘に生じる遠心力の作用線とを同一直線上に位置せしめることにより、
回転軸を傾けるように作用する偶力の発生を防止することをを特徴とする。
【００２１】
以上に説明した請求項１の発明方法によると、固定偏心重錘と可動偏心重錘との総合偏心モーメントを変化させて起振力を制御することが容易になり、特に、偏心モーメントを変化させるために要する力が軽少で足りる。
つまり可動偏心重錘が回転軸に対して、その軸心と直角方向に移動するので、回転しているときは遠心力を受ける。遠心力によって該可動偏心重錘が回転軸から遠ざかると、回転半径が増大して偏心モーメントが増え、起振力が増加する。
このように、遠心力は偏心重錘機構の総合偏心モーメントを増加させて起振力を増大させる方向に働く。この点が、従来例における位相差変化形の可動偏心重錘を「起振力増加方向」に動かすために大きい力を要したのと全く異なっている。
さらに、このような特性は、「低速回転速度域において起振力を減少させ、定格回転速度付近で起振力を増加させる」という本発明の目的にもってこい（打ってつけ）である。
すなわち、起振力を減少させようとすると操作力が必要であり、起振力を増加させるには放っておいても遠心力によって起振力増加（総合偏心モーメント増大）方向に、可動偏心重錘が移動しようとする。
低速回転域で起振力を減少させ（もしくはゼロならしめ）るには、遠心力に抗して可動偏心重錘を回転軸に接近させなければならないが、低速回転状態では遠心力が小さいから、上記の操作を容易に行なうことができる。
定格回転速度付近で起振力を増加させて、起振機としての本来の作業を発揮させるには別段の操作を必要とせず、強大な遠心力を利用して容易に、ないしは自動的に行なわせることができる。
さらに、固定偏心重錘の遠心力と可動偏心重錘の遠心力とが同一直線上に位置し、その方向が正反対となる。従って、双方の遠心力の合力は、可動偏心重錘の遠心力と同じ方向となり、その大きさは両方の遠心力の差に等しくなる。
このため、前記双方の遠心力の不釣合によって回転軸に対して、いわゆる「みそすり運動」を行なわせるような偶力を発生しない。
回転軸、および該回転軸を支持している部材は、回転軸に垂直な方向に、平行移動で円を描く形の単純な振動を受ける。
以上に述べたとおり、請求項１の発明方法によると、起振力の増減制御を容易に行なうことができる。
【００２４】
求項２に係る発明方法の構成は、前記請求項１の発明方法の構成要件に加えて、前記の可動偏心重錘を回転軸に接近せしめるように付勢するスプリングまたはゴム弾性を有する部材を設け、
つ、上記可動偏心重錘の重心が回転軸に対して最も接近している状態で、
該スプリングまたはゴム弾性部材に初期荷重を与えておき、
動偏心重錘に発生する遠心力の大きさが上記初期荷重に達しないうちは、該可動偏心重錘が回転軸に対して最も接近した位置に在り、上記遠心力が上記初期荷重を越えたとき回転軸から離間させることを特徴とする。
【００２５】
上に説明した請求項２の発明方法によると、総合偏心モーメントを変化させて起振力を増減調節する制御について、回転部材の外部から操作する必要が無く、回転系内において自動制御することができる。
に、初期荷重を与えておくことによって、運転開始の瞬間および直後において総合偏心モーメント（起振力と実質的に同意）を完全にゼロならしめ、
定回転速度まで増速して、遠心力が初期荷重を越えたときに起振力を発生させることができる。これにより、運転開始時の低速回転領域における共振のトラブルを完全に解消することができる。
た、運転を停止するために回転速度を減速して低速回転領域に差しかかると、遠心力が減少して初期荷重に等しくなったとき総合偏心モーメント（起振力と実質的に同意）がゼロとなり、共振に関するトラブルの発生を完全に回収することができる。
述の作動が、遠心力と初期荷重とのバランスによって行なわれるので、回転系外から操作する必要が無く、完全な自動制御が可能である。
【００２６】
求項３に係る発明方法の構成は、前記請求項２の発明方法の構成要件に加えて、前記のスプリングまたはゴム弾性部材を、固定偏心重錘および可動偏心重錘に対して、予め着脱交換可能に取り付けておくとともに、
性率および自由長の少なくとも何れか一つを異にする交換部品を準備しておき、必要に応じてスプリングまたはゴム弾性部材を交換することによって、当該回転式起振機の回転速度−起振力特性を調整することを特徴とする。
【００２７】
上に説明した請求項３の発明方法によると、同一の偏心重錘起振機構を用いて、その起振特性を任意に変更調節することができる。
なわち、例えば振動杭打作業、または振動篩作業、もしくは振動脱水作業などについて見ても、作業条件は種々雑多であり、それぞれの作業条件に最適な振動特性は多種多様である。こうした事情に対応して本請求項４の発明方法は、スプリングもしくはゴム弾性部材を交換するという簡単な操作によって、各種の共振周波数帯域に対応して共振を防止することができ、かつ、定格回転速度の変更にも順応することができる。
このような機能は、ユーザーにおいては所有起振機を各種の作業に応じた最適な起振特性に調整することを可能ならしめ、
たメーカーにおいては、偏心重錘起振機構の品種を少なくし、スプリングもしくはゴム弾性部材の選定によって各種起振特性の機器を供給することができる。
これによってメーカーは、各種の仕様に適応しつつ小機種大量生産によるメリットを享受することができる。
【００２８】
求項４に係る発明方法の構成は、前記請求項３の発明方法の構成要件に加えて、直交座標ｘ，ｙ，ｚを想定し、
転軸（２）をｚ方向ならしめるとともに、可動偏心重錘（３）が該回転軸に対して接近・離間する方向をｙ方向ならしめて、該可動偏心重錘をｘ方向に見たとき、可動偏心重錘の輪郭を概要的にコの字状に形成し、
コの字の平行２辺に相当する構成部分（３ｄ）によって固定偏心重錘１を緩やかに挟みつけて、「当該可動偏心重錘の回転軸に対する接近・離間動」を案内することを特徴とする。
【００２９】
以上に説明した請求項４の発明方法によると、簡単で低コストの部材を用いて、
イ．可動偏心重錘を回転軸に対して直角方向に往復摺動させることができ、
ロ．可動偏心重錘を回転軸に対して接近せしめると、該可動偏心重錘と固定偏心重錘との総合重心を回転軸の軸心上に位置せしめて起振力をゼロならしめることができ、
ハ．可動偏心重錘の重心と固定偏心重錘の重心とを、回転軸に直交する１平面の上に位置せしめることができる。
【００３０】
請求項５に係る発明装置の構成は、固定偏心重錘と可動偏心重錘とを備えた回転式起振機の起振力を制御する装置において、
固定偏心重錘（１）に、軸受孔（１ｂ）を有する軸受ブラケット（１ｃ）が設けられているとともに、該軸受孔に回転軸（２）が嵌合固着されており、
可動偏心重錘（３）は上記回転軸に対して、該回転軸の軸心方向（ｚ）と直角な方向（ｙ）に往復移動可能に取り付けられるとともに、
該可動偏心重錘の重心を回転軸に接近・離間させる方向の力を与える手段が設けられていて、
上記可動偏心重錘の重心が回転軸の軸心に対して最も接近した状態において、該可動偏心重錘と固定偏心重錘との総合重心が回転軸の中心線上に位置しており、
かつ、前記固定偏心重錘（１）の重心を通り、回転軸（２）の中心線に直交する平面（Ｈ１）を想定し、
可動偏心重錘（３）の重心が、常に上記仮想の平面（Ｈ１）の上に位置するように案内する手段が設けられていることを特徴とする。
【００３１】
以上に説明した請求項５の発明装置によると、
ａ．可動偏心重錘が遠心力で動かされたとき、「可動偏心重錘と固定偏心重錘との総合偏心モーメント」が増加して、起振力が増大し、
ｂ．可動偏心重錘が回転軸に接近したとき「可動偏心重錘と固定偏心重錘との総合重心」が回転軸の回転中心線上に位置して総合偏心モーメントがゼロとなり、起振力を発生しなくなる。
これを要するに、可動偏心重錘が遠心力に従って移動したとき起振力が増加し、該可動偏心重錘が遠心力に抗って移動したとき起振力が減少するという、従来技術におけると異なった作用が発現する。
本請求項５の発明装置は、上記の偏心重錘構成に加えて「可動偏心重錘を回転軸に接近・離間させる方向の力を与える手段（注）方向のみを表していることに留意」を備えているので、この「力を与える手段」の選定によって自動制御することもでき、操作によって制御することもできる。
制御操作を行なう手段を設ける場合も、本請求項の偏心重錘機構が前述のように作用するので、その操作力が簡単なもので足り、かつ小さい力で確実に制御することができる。例えば油圧シリンダを用いて外部から制御する場合、復動形シリンダでなくても単動形のシリンダで良い。その理由は、遠心力が働く方向と反対方向のみを油圧シリンダで駆動すれば足りるからである。
また、上記の場合、油圧シリンダは必ずしも伸長・収縮力を発生しなくても、油圧ロックによって制動機能のみ果たせれば足りる。その理由は、可動偏心重錘に別段の力を加えなくても、遠心力により「総合偏心モーメント増大方向」に移動するからである。
例えばテンションスプリングもしくはゴム弾性を有する細長い部材によって可動偏心重錘を反遠心力方向に付勢すると、「回転速度に伴って変化する遠心力」と上記付勢力とのバランスによって自動制御することが可能である。 その上、可動偏心重錘に生じる遠心力の作用線と、固定偏心重錘に生じる遠心力の作用線とが、回転軸の中心線上の１点で交わる。
このため、上記双方の遠心力が、回転軸の方向を傾けようとする偶力を生じない。このような偶力を生じないため、回転軸がいわゆる「みそすり運動」をする虞れが無く、静粛で安定した振動となる。
【００３４】
請求項６に係る発明装置の構成は、前記請求項５の発明装置の構成要件に加えて前記の可動偏心重錘に力を与える手段が、スプリングまたはゴム弾性部材で構成されていて、前記固定偏心重錘（１）と可動偏心重錘（３）との間に装着されており、
かつ、前記可動偏心重錘が回転軸に対して最も接近した状態において、前記のスプリングまたはゴム弾性部材が取付荷重を与えられていて、
前記可動偏心重錘に作用する遠心力が上記取付荷重以下の状態では該可動偏心重錘の重心が回転軸に最接近した位置を保ち、上記遠心力が取付荷重を越えたとき、該可動偏心重錘が回転軸から離れる方向に移動し始める構造であることを特徴とする。
【００３５】
以上に説明した請求項６の発明方法によると、起振力の増減調節が自動的に行なわれ、低速回転域における共振発生のトラブルを未然にかつ完全に防止することができる。
すなわち、当該回転式起振機が休止しているとき、および運転を開始するときは、可動偏心重錘がスプリングまたはゴム弾性部材で付勢されて回転軸に接近し、固定偏心重錘との総合偏心モーメントがゼロになっている。
従って、回転を開始するときは起振力がゼロの状態である。
偏心重錘機構は慣性モーメントを有しているので、回転軸に駆動力を与えても瞬時に定格回転速度に達することはなく、次第に回転速度が上昇する。
回転速度の上昇につれて、偏心重錘が受ける遠心力は次第に増加する。
しかし、上記の遠心力の大きさが、前記のスプリングまたはゴム弾性部材の取付荷重に達しないうちは、回転軸から離れる方向に動くことができない。
遠心力が更に増大して上記の取付荷重に達し、これを越えると該可動偏心重錘は回転軸から離間する。これにより、固定偏心重錘との総合重心が回転軸の軸心から離れ、固定偏心重錘との総合偏心モーメントが発生するので、ここで初めて起振力が発生する。
このようにして、所定の回転速度（遠心力が取付荷重と等しくなる回転速度）に達するまでは起振力が発生しない。すなわち、所定の低速回転域を起振力ゼロで通過することができる。
【００３６】
請求項７に係る発明装置の構成は、前記請求項６の発明装置の構成要件に加えて、前記のスプリングまたはゴム弾性部材は、固定偏心重錘および可動偏心重錘に対して着脱交換可能な構造であり、
かつ、弾性係数または自由長の少なくとも何れか片方を異にする交換用部品との組み合わせから成ることを特徴とする。
【００３７】
以上に説明した請求項７の発明方法を前記請求項６の発明方法に適用すると、起振特性を迅速かつ容易に変更することができ、各種の作業条件に適応することができる。
すなわち、起振力を発生する最低回転速度と、総合偏心モーメントが最大値に達する最低回転速度とを任意に選定することができる。
前記請求項８の発明によると、先に述べたように「所定の回転速度以下において起振力をゼロならしめること」が可能である。そして、本請求項９を適用することによって上記「所定の回転速度」を任意に、かつ迅速容易に変更することができるようになる。
また、前記請求項６の発明によれば、「スプリングまたはゴム弾性部材による付勢力」と遠心力とが釣合う回転速度において総合偏心モーメントが最大になる。さらに、本請求項７を適用することによって、上記の「釣合う回転速度」を任意に、かつ迅速容易に変更して調節することができる。
このようにして、各種の作業条件に応じて起振特性を調節することができ、起振機の汎用性を向上させることができる。
【００３８】
請求項８に係る発明装置の構成は、前記請求項５ないし請求項７の発明の構成要件に加えて、前記可動偏心重錘（３）には、回転軸（２）に対して摺動自在に嵌合する溝孔状軸受孔（３ｅ）が設けられるとともに、
前記の可動偏心重錘（３）に、固定偏心重錘（１）と摺動自在に接触する案内部材（５）が取り付けられていることを特徴とする。
【００３９】
以上に説明した請求項８の発明装置によると、簡単な構成で、可動偏心重錘を「回転軸に対して接近・離間する方向」に、確実に往復動を案内することができ、上記接近・離間動に伴って回転位相を狂わせる虞れが無い。
本発明は基本的に、固定偏心重錘に対する可動偏心重錘の位相差を一定（１８０度）に保つことを前提として、該可動偏心重錘を回転軸に対して直角方向に移動させるものであるから、可動偏心重錘の作動に伴って位相が変わらない構造は非常に有用である。ただし、何らかの意図を以て位相差制御を併用することを妨げるものではない。
【００４０】
請求項９に係る発明装置の構成は、前記請求項８の発明装置の構成要件に加えて、直交座標軸ｘ，ｙ，ｚを想定し、
回転軸（２）をｚ軸方向ならしめるとともに、該回転軸（２）に対する可動偏心重錘（３）の移動方向をｙとして、該可動偏心重錘をｘ軸方向に視たとき、
概要的にコの字状の輪郭を有していて、
コの字の平行２辺に相当する構成部分が、前記の固定偏心重錘（１）を緩やかに挟みつけていることを特徴とする。
【００４１】
以上に説明した請求項９の発明装置によると、簡単な構成で可動偏心重錘を正確に案内することができ、しかも、可動偏心重錘の重心位置と固定偏心重錘の重心位置とのｚ座標値を等しからしめることができる。これにより、回転軸をｚ座標軸に対して傾けようとする偶力の発生を防止することができる。
さらに、本請求項１１の構成によれば、可動偏心重錘が回転軸に接近する方向のストロークエンドを、固定偏心重錘との当接によって容易にかつ確実に規制することができる。構造が簡単であるから製造コストが低廉である上に、作動信頼性が高く、しかも耐久性に優れている。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る起振力制御装置の１実施形態の要部を示す分解斜視図にテンションスプリングの模式図および座標軸を付記するとともに、組立関係を表す鎖線矢印を記入した図である。
符号１を付して示したのは、回転軸２に対して固定的に装着される固定偏心重錘である。該回転軸２は、固定偏心重錘の軸受ブラケット１ｃに設けられた軸受孔１ｂに挿通され、固着される。１ａは重錘部分であって、軸受孔１ｂに対して偏心している。
説明の便宜上、回転軸２の軸心をｚ軸とする直交３軸ｘ，ｙ，ｚを想定する。ｚ−ｙ平面上に固定偏心重錘の重心が位置する。従って、上記ｘ，ｙ，ｚは、ｚを中心軸とする回転座標系である。
本図１の実施形態において、固定偏心重錘１は鋼の厚板を切り抜いて構成した。
本発明を実施する場合、固定偏心重錘の構成方法は限定されないが、ｘ−ｙ面と平行な２面を有する形状であることが望ましい。
【００４３】
可動偏心重錘３を矢印ｘ′方向に見ると、片仮名の「コ」字状をなしており、コの字の平行な２辺の横画に相当する部分によって、固定偏心重錘１の平行２面をｚ軸方向に、緩やかに挟みつけている。ここに緩やかにとは摺動自在の意であって、適宜のクリアランスが与えられている。
可動偏心重錘３の平行２辺に相当する部分にｙ軸方向の溝孔が削成され、これに回転軸２が挿通されて溝孔状軸受３ｅを形成している。これにより、該可動偏心重錘３はｙ軸方向に平行移動できるようになっている（詳しくは、平行移動を妨げないようになっている。平行にしか動けないようにするための案内部材を設けてあるが、図面を簡潔にするため図示を省略した。この案内手段については、図５を参照して後に詳しく述べる）。
【００４４】
可動偏心重錘３をｚ軸方向に見ると、いわゆる分銅形をしている。すなわち、ｘ軸についても対称に、ｙ軸についても対称になっていて、ｚ軸を中心とする円を切り欠いて、ｙ軸と平行な２辺で挟まれた連結板が形成されている。先に説明した溝孔状軸受３ｅが穿たれているため、この構成部分は連結板状軸受ブラケット３ｄを形成している。
先に述べたように、可動偏心重錘３がコの字状をなしているので、前記連結板状軸受ブラケット３ｄに対応する下辺側の連結板状軸受３ｇ、および、前記溝孔状軸受孔３ｅに対応する溝孔状軸受孔３ｇが設けられている。
【００４５】
本発明装置は、前記可動偏心重錘３の重心位置を、回転軸２の中心線に対して接近・離間させる方向の力を与える手段を設ける。本実施形態においては、ｙ軸方向に配置したテンションスプリング４の両端をそれぞれ可動偏心重錘３と固定偏心重錘１とに取り付ける。
上記固定偏心重錘１は回転軸２に固着されているので、前記テンションスプリング４は、可動偏心重錘３を回転軸２に向けて引きつける。なお、本発明方法（請求項１）においては、前記の「接近・離間方向の力を与える手段」は欠くことのできない事項ではない。
【００４６】
この図１に示した実施形態の構造について、さらに多面的に考察すると次のとおりである。
本実施形態の固定偏心重錘１は、図における上面と下面とがｚ軸に垂直をなしている（上，下の呼称は読図と説明とを容易ならしめるため、本発明の実施形態を描いた図１〜図５における上，下に従う。この上下は、使用状態における上下とは一致しない）。
上記固定偏心重錘１の上面を通る平面と、該固定偏心重錘１の下面を通る平面によって可動偏心重錘３を切断して考える（これは思考実験的な説明であって、可動偏心重錘３の実体を切断するという意味ではない）。
【００４７】
水平な２面で切られた可動偏心重錘３は、上，中，下の三つに区分される。
上段は、釣合部３ａ−１と、釣合部３ａ−２と、これらを繋ぐ連結板状軸受ブラケット３ｄとから成る、分銅形の厚板であり、
中段は、半円形に類似した形状の厚板から成る偏心部３ｃであり、
下段は、釣合部３ｂ−１と、釣合部３ｂ−２と、これらを繋ぐ連結板状軸受ブラケット３ｆとから成る、分銅形の厚板である。
【００４８】
図２は、前掲の図１に示した実施形態の分解・分割斜視図であって、（Ａ）は可動偏心重錘を、（Ｂ）は回転軸および固定偏心重錘を、それぞれ描いてあり、上記（Ａ）の可動偏心重錘は思考実験的に上，中，下の３段に分割したところを表している。分解した（Ａ），（Ｂ）両図の間においてはｙ軸は共通であり、ｚ軸は２本に分けて描いてある。組立状態においてはｚ軸とｚ′軸とが重なって１本のｚ軸になる。
【００４９】
本図２（Ａ）において、釣合部３ａ−１、釣合部３ａ−２、および連結板状軸受ブラケット３ｄから成る上段部分の重心はｚ′軸上に位置しており、
同様に、釣合部３ｂ−１、釣合部３ｂ−２、および連結板状軸受ブラケット３ｆから成る下段部分の重心もｚ′軸上に位置している。
さらに、ｚ′軸をｙ方向に平行移動させてｚ軸に重ね合わせた状態を考えると、偏心部３ｃの重心と固定偏心重錘１の重心とは、ｚ軸に関して対称に位置し、これらの部材の総合重心はｚ軸上に位置している。
【００５０】
上記の段落００４９に説明したように重心が位置しているので、図２（Ａ）に示した上段部分の偏心モーメントはゼロであり、ｚ′軸を中心として回転しても振動を発生することが無い。
同様に、下段部分も偏心モーメントがゼロであって、ｚ′軸周りに回転しても振動を発生しない。
また、下段部分と固定偏心重錘１との総合偏心モーメントがゼロであって、重ね合わされたｚ軸周りに回転しても振動を発生しない。
【００５１】
図３は、前掲の図１に示した実施形態の動作を説明するための図であって、
（Ａ）は図示された範囲の構成部材の総合重心がｚ軸上に位置して総合偏心モーメントがゼロとなり、起振力が消失した状態を描いた斜視図であり、（Ｂ）は上記の状態から可動偏心重錘が遠心力でｙ軸方向に移動して総合重心位置がｚ軸上から離れて総合偏心モーメントが発生した状態を描いた斜視図である。
本図３（Ａ）は、可動偏心重錘３を水平２面で分割することなく描いてあるが、先に図２を参照して説明したように、図示部分の総合偏心モーメントがゼロであるから、回転軸２と一緒にｚ軸周りに回転しても振動を発生しない。
【００５２】
図２について先に述べたように、可動偏心重錘３と固定偏心重錘１との総合重心はｚ軸上に位置しているが、固定偏心重錘１と組み合わされない可動偏心重錘３単独では、その重心位置がｚ軸から離れている。
このため、可動偏心重錘３のみについて考察すると、ｚ軸周りに回転したとき図２に示した矢印ｙ方向の遠心力を受ける。
（図３（Ａ）参照）回転軸２が回転して、可動偏心重錘３が矢印ｙ方向の遠心力を受けると、該可動偏心重錘３はテンションスプリング４を引き伸ばして矢印ｙ方向に移動する。
【００５３】
この場合、前記のテンションスプリング４に取付荷重（プリテンション）が与えられていなければ、回転の開始に伴って可動偏心重錘３は矢印ｙ方向に動き出し、回転速度の上昇に伴って遠心力が大きくなるに従って、前記テンションスプリング４の伸び量が遠心力に比例して増加し、可動偏心重錘３の重心がｚ軸から離れてゆく。
起振力は重心の回転半径に比例し、かつ回転速度（角速度）の２乗に比例するので、回転速度の上昇に伴って起振力が増大し、可動偏心重錘３の矢印ｙ方向移動のストロークエンドに到達する。
【００５４】
前記テンションスプリング４に取付荷重（プリテンション）が与えられていると、回転軸２の回転速度が或る程度上昇して遠心力が上記取付荷重に相当する大きさに達するまで、可動偏心重錘３は矢印ｙ方向の移動を開始しない。
回転速度が上昇して遠心力が増大し、その大きさがテンションスプリングの取付荷重を越えたとき、可動偏心重錘３は矢印ｙ方向に動き始める。
本実施形態においては、回転速度が５００ＲＰＭの時の遠心力に相当する取付荷重をテンションスプリング４に与えた。
これにより、運転を開始した後、回転速度が５００ＲＰＭに達するまでの間は起振力が発生せず、この速度域においては共振に関するトラブルを発生する虞れが無い。
【００５５】
上述した作用（共振防止）を果たすには、必ずしもテンションスプリングであることを必要とせず、ゴム弾性を有する部材であっても良く、また、圧縮バネ、リーフスプリング、トーションスプリングなど、スプリングの様式を問わない。要するに、可動偏心重錘の重心を回転軸に接近させる方向の付勢力を与えることによって、自動的に、低速度領域において起振力の発生を抑制することができる。
以上は、運転開始の後、回転速度が上昇しつつ共振周波数領域を通過する場合について述べたが、運転を停止するため回転速度を減速しつつ共振周波数領域を通過する場合も同様である。
【００５６】
固定偏心重錘と可動偏心重錘とを有する回転式起振機において総合偏心モーメントを増減調節して起振力を制御する技術は種々研究され、各種の構成が提案されている。
しかし、本願発明は、公知の技術と全く異なる偏心重錘機構を創作したので、従来技術に精通した技術者は却って保が発明の構成，作用を理解しにくいのではなかろうかと危惧される。
すなわち、停止している時に起振力がゼロ（偏心モーメントがゼロ）であって、回転を開始すると自律的に偏心モーメントが増加する、といった都合の良いことなど、有ろう筈は無いという先入観に災いされ易いと思われる。
そこで、前掲の図２に示した「思考実験的に分割された可動偏心重錘」について更に考察すると次のとおりである。
【００５７】
図４は、前掲の図２に分解・分割斜視図を示した実施形態に係る起振力制御装置の組立状態を理解し易いように描いた斜視図であって、可動偏心重錘は上，中，下の３段に分割して表してあり、（Ａ）は総合偏心モーメントがゼロの釣合状態、（Ｂ）は起振状態である。
本図４（Ａ）に表された状態で、上段の構成部分は、釣合部３ａ−１と釣合部３ａ−２とが、回転軸２に関して対称に位置し、偏心モーメントがゼロの状態になっていることは明らかである。従って、この上段部分は回転しても遠心力を受けず、回転軸２に対する相対的な位置を変えようとしない。
また、下段の構成部分も釣合部３ｂ−１と釣合部３ｂ−２とが回転軸２に関して対称に位置し、偏心モーメントがゼロである。従って、この下段部分も上段部分と同様に、回転しても回転軸２に対する相対的な位置を変えようとしない。
【００５８】
本図４（Ａ）の中段については、次のように２通りの見方が必要である。
ａ．偏心部３ｃと固定偏心重錘１とは、回転軸２に関して対称に位置し、これら部材の総合偏心モーメントはゼロである。従って、回転軸２を動かそうとするｘ−ｙ平面に沿った力（遠心力）は作用しない。
ｂ．偏心部３ｃと固定偏心重錘１の総合重心や総合偏心モーメントといった考え方を捨てて、偏心部３ｃと固定偏心重錘１とをそれぞれ単独に見ると、それぞれの部材の重心位置は回転軸から離れている。従って、これらの部材が回転軸２周りに回転すると、当然に遠心力を受ける。
【００５９】
前述のごとく（図４（Ａ）参照）可動偏心重錘を思考的に分割したとき、回転軸に対して釣合の状態になり得る部分（上段，下段）と、釣合の状態（偏心モーメントゼロの状態）になり得ない部分（中段）とが有り、
かつ、釣り合わない部分（中段）と固定偏心重錘とが釣合い得るようになっていて、
しかも、可動偏心重錘が回転軸に対して直角方向に往復移動できるように案内されていることが、本願発明の最も特徴的な部分である。
【００６０】
（図４（Ａ）参照）偏心部３ｃから成る中段の部分は、回転軸２周りに回転すると矢印ｙ方向の遠心力を受け、矢印ｙ方向に移動して回転軸２から遠ざかる。この（Ａ）図の状態で偏心部３ｃ（中段）と固定偏心重錘１とが釣合っていたのであるから、該偏心部３ｃ（中段）が矢印ｙ方向に移動して回転軸２から遠ざかると、偏心モーメントを生じる。すなわち起振力が発生する。
この中段の偏心部３ｃが単品の部材ではなく、上段の釣合部３ａ−１や下段の釣合部３ｂ−１と一体に連設されているため、次に述べるように作動する。
【００６１】
上段の釣合部３ｃが矢印ｙ方向に移動すると本図４（Ｂ）のようになる。これに伴って、釣合部３ａ−１、同３ａ−２、および連結板状軸受ブラケット３ｄから成る上段の一体連設部材が矢印ｙ方向に移動し、これと同時に、釣合部３ｂ−１、同３ｂ−２、および連結板状ブラケット３ｆから成る下段の一体連設部材も矢印ｙ方向に移動する（図４（Ｂ）参照）。
（Ａ）図に示した釣合状態では、上段部分の重心Ｇａも、下段部分の重心Ｇｂも、回転軸２の軸心であるｚ軸上に位置していたが、（Ｂ）図のように上，中，下段の一体連設部材の全部が矢印ｙ方向に移動すると、前記上段部の重心Ｇａも下段部の重心Ｇｂも、回転軸２から矢印ｙ方向に離れて偏心モーメントを生じる。
【００６２】
例えば上段の部分について見ると、（Ａ）図の状態では重心Ｇａが回転軸の中心線上に位置していて、ｚ軸の周りに回転しても振動を発生しない。また、いくら回転しても該上段の部分をｘ−ｙ面に沿って動かそうとする遠心力は発生しない。（解析的に考察すると該上段の各部分にそれぞれ遠心力を生じるが、それらの合力は打ち消し合ってゼロになる）。下段の部分も同様である。
しかし、これら上，下段の部分は中段の偏心部３ｃと一体に連設されているので、該偏心部３ｃに掛かる遠心力によって一緒に矢印ｙ方向に移動せしめられ（図４（Ｂ）の状態）、重心Ｇａ，Ｇｂが回転軸から離れて偏心モーメントを生じるので、回転によって振動を発生する。
【００６３】
本発明において可動偏心重錘を上，中，下の３段に構成することは、必ずしも欠くことのできない事項ではないが、図４の例における上段および下段の作用は非常に有益である。
すなわち、釣合状態において中段の偏心部３ｃと固定偏心重錘１とをｚ軸に関して対称に配設しておくことは、該偏心部３ｃが遠心力で矢印ｙ方向に動こうとする力を生じ、しかも固定偏心重錘１との総合偏心モーメントをゼロならしめるために有用であると理解できるが、
矢印ｙ方向に移動させる力を発生もせず、起振力も生じない上段の一体構成部分、および下段の一体構成部分を、いったい何のために設けてあるのか？…という疑問に答えておくと次のとおりである。
【００６４】
例えば上段の一体連設部材を固定偏心重錘１に比較して考察すると、
図４（Ａ）の状態では振動発生機能を有しなという意味では同様である。
ところが、同図（Ｂ）において、中段の釣合部３ｃと固定偏心重錘１との総合重心Ｇｃは回転中心線であるｚ軸から若干矢印ｙ方向に偏っている。その偏心寸法は、概要的に釣合部３ｃの移動距離の半分である。
その理由は、釣合部３ｃと固定偏心重錘１とがほぼ同質量であり、かつ釣合部３ｃだけが動いて固定偏心重錘１は動かないから、両者の総合重心Ｇｃは、釣合部３ｃの移動寸法の半分だけ動くのである。
【００６５】
これに比して図４（Ｂ）の起振状態における上段の一体連設部材の重心Ｇａは、（Ａ）図の釣合状態に比して、可動偏心重錘のｙ方向移動寸法と等しい寸法だけ回転中心線であるｚ軸から離れている。
以上は上段の一体連設部材の重心Ｇａの移動量についての考察であるが、下段の一体連設部材の重心Ｇｂも上段におけると同様に、可動偏心重錘の移動寸法と同じ寸法だけ矢印ｙ方向に移動する。
上述の動作について、この実施形態に基づいて定量的に考察すると次のとおりである。
【００６６】
本実施形態においては、図４に示したように、上段部の輪郭の平面図形と、中段部の輪郭の平面図形と、下段部の輪郭の平面図形とは、相互にほぼ等しい分銅形になっており、かつ、それぞれ厚板状をなしている。
そして、上段部の厚さをｔとすると、下段部の厚さもｔであり、中段部の厚さは２ｔになっている。
従って、上段部の重量＋下段部の重量＝中段部の重量
になっている。
固定偏心重錘１は偏心モーメントの変化に直接関係しないので、偏心モーメント量の変化は可動偏心重錘が受け持っている。
そして、この可動偏心重錘３の重量分布は、中段が半分で、上下段が半分であることを記憶に留められたい。
（注）本発明を実施する際、このような重量分布に捉われる必要は無い。ここでは、本実施形態（図４）について可動偏心重錘の作用を解析して定量的に考察している。
【００６７】
（図４（Ｂ）参照）中段は、この偏心重錘機構の重量の半分を占めているが、その重心位置Ｇｃの移動寸法が僅少であるから、偏心モーメントの形成量は比較的少ない。
これに比して上段，中段の重量を合わせて上記の中段と等しい重量であるが、その重心位置Ｇａ，Ｇｂの移動量が大きいので、偏心モーメントの形成量は比較的大きい。
先に述べたように、上，下段の重心Ｇａ，Ｇｂの移動寸法は、中段の重心Ｇｃの移動寸法の２倍である。
【００６８】
起振力は回転半径の寸法の２乗に比例するので、中段の重心Ｇｃの移動寸法に比して上，下段の重心Ｇａ，Ｇｂの移動寸法が２倍であるということは、起振力の増加量が４倍であることを意味する。
以上は、上段，中段，下段それぞれの総合重心位置Ｇａ，Ｇｃ，Ｇｂの移動について考察したが、次に釣合部の重心移動について考えてみる。
思考的に、上段の釣合部３ａ−２と下段の釣合部３ｂ−２とを重ね合わせた部材の形状，寸法，重量は、概要的に固定偏心重錘１に等しい。
【００６９】
いま、釣合部３ａ−２を抽出して考え、その重心をｇａとする。
同様に釣合部３ｂ−２の重心をｇｂ、固定偏心重錘１の重心をｇｃとする。
図４（Ａ）の状態と同図（Ｂ）の状態とについて重心位置を比較すると、
回転軸２の軸心であるｚ軸に対する固定偏心重錘１の重心位置ｇｃは、（Ａ）図におけると（Ｂ）図におけると同様である。
これに比して、上記のｚ軸に対する釣合部３ａ−２の重心位置ｇａ、および、釣合部３ｂ−２の重心位置ｇｂは、（Ａ）図におけるよりも（Ｂ）図においては回転中心線であるｚ軸に接近している。
【００７０】
釣合部３ａ−２の重心位置ｇａが、矢印ｙ方向に、ｚ軸に接近するということは、上段の連設部材の総合重心位置Ｇａが矢印ｙ方向に移動することを助長している。
同様に、釣合部３ｂ−２の重心位置ｇｂが、矢印ｙ方向に、ｚ軸に接近するということは、下段の連設部材の総合重心位置Ｇｂが矢印ｙ方向に移動することを助長している。
すなわち、固定偏心重錘１の重量，体積が、重心位置の移動についてはデッドウェイト，デットスペースであるのに比して、上段の釣合部３ａ−２も下段の釣合部３ｂ−２も、重心位置の移動、すなわち偏心モーメント量の変化に関して有効に機能している。
なお、上，下２個の釣合部３ａ−２，３ｂ−２の形状、寸法、重量を揃えることは、回転軸２を傾けるように作用する偶力を生じないので好都合である。
【００７１】
図５は、可動偏心重錘を回転軸と直角な方向に案内する手段を説明するために示した模式的な分解斜視図であって、可動偏心重錘の案内と直接的に関係しない部材は図示を省略してあり、分解して離間させた構成部分のそれぞれについて座標軸を付記してある。
固定偏心重錘１は回転軸２に対して固着されている。そして、可動偏心重錘３は回転軸２に対して、その軸心と直角方向に案内される。
前記固定偏心重錘１が厚板状をなしていて、その上面と下面（先に述べたように、図における上，下の意である）がｚ軸に平行であり、かつ、可動偏心重錘３の釣合部３ａ−２と釣合部３ｂ−２とが該固定偏心重錘１の上，下面を緩やかに挟みつけているということだけで、該可動偏心重錘３は、ｚ軸と直交するｘ−ｙ面に沿って摺動するように案内される。
【００７２】
本実施形態（図５）においては、さらに次の構成によってｙ−ｙ軸方向の平行移動が案内されている。
ｚ−ｙ面に平行な２枚の案内板５が、可動偏心重錘３の連結板状軸受ブラケット３ｄと同３ｆとに取り付けられていて、固定偏心重錘１の軸受ブラケット１ｃの両側面ｙｚを、摺動自在に挟みつけている。
さらに、回転軸２が挿通される溝孔状軸受孔３ｅを、ｙ軸と平行に形成してある。ただし、この溝孔状軸受孔３ｅは、必ずしも可動偏心重錘３をｙ軸方向に案内できる構造でなくても良いが、少なくとも、ｙ軸方向の移動を妨げないように設定する。
【００７３】
（図１参照）本実施形態は、Ｘ軸方向に見たときコの字状をなしている部材を可動偏心重錘とし、上記コの字の水平な２辺に挟まれている厚板製の部材を固定偏心重錘とした。図示を省略するが、これらを入れ替えて、コの字形部材を固定偏心重錘とし、厚板状部材を可動偏心重錘とすることもでき、本実施形態の変形例として本願発明の技術的範囲に属する。
また、可動偏心重錘３をｚ軸方向に視たときの輪郭が分銅形であることは、欠くことのできない事項ではないが、なるべく外形，寸法を小形にして、なるべく大きい起振力を得るために好都合である。
【００７４】
（図１参照）テンションスプリング４は、可動偏心重錘３を回転軸２に近づける方向の力を付勢するように配設する。本例においては可動偏心重錘３と固定偏心重錘１との間に装着した。詳しくは、中段を構成している偏心部３ｃを厚み方向（ｚ軸方向）に２分したときの切口Ｈ２と、固定偏心重錘１を厚み方向に２分したときの切口Ｈ１とに取り付けた。このように構成すると、遠心力の作用線とテンションスプリング４の付勢力の作用線とが同一のｘ−ｙ平面上に位置するのでバランスが良い。
【００７５】
前記のテンションスプリング４に代えて、ゴム弾性を有する部材（例えばゴム索条）を用いると、同様の作用が得られる上に、この部材が遠心力に耐え易いので好都合である。
さらに、テンションスプリング以外のスプリング部材（例えばリーフスプリング、圧縮コイルスプリング、トーションスプリングなど）を用いることによっても同様の作用，効果が得られる。
【００７６】
前記テンションスプリング４などのスプリング手段に代えて、例えば油圧シリンダなどのアクチュエータを用いることもでき、電磁的な駆動手段を用いることもできる。
要するに、可動偏心重錘をｙ軸方向に駆動し得る手段であれば良い。
しかし、例えば油圧シリンダを図１のテンションスプリング４の代りに用いると、前掲の図９に示した公知例と類似ではないか（進歩性に欠けるのではないか）との錯覚を招き易いので、両者を比較して簡単に説明し、その差異を明確ならしめておく。
【００７７】
比較考察の便宜上、図２に仮想の油圧シリンダＣｙを記入した。
図２の油圧シリンダＣｙと、図９（従来例）の流体シリンダ１９とを比較して、次の点が基本的に異なっている。
図２（本発明）においては、可動偏心重錘に別段の操作力を加えないとき、可動偏心重錘は遠心力によって「偏心モーメントが増加する方向」に動こうとする。従って、起振力を発生させる操作において油圧シリンダＣｙは別段の駆動力を発生する必要が無い。
むしろ、起振力を発生させないように油路を閉じて油圧ロックの状態にしておけば足りる。
図９の従来例で起振力を発生させようとすると、遠心力に抗って流体シリンダ１９を収縮させなければならない。
【００７８】
図２の実施形態における油圧シリンダＣｙは、偏心モーメント量を減少させて起振力を抑制し、ないしは消失させるとき、遠心力に抗して収縮方向に駆動力を発生しなければならない。
しかし、このように起振力を抑制ないし消失の操作を必要とするのは、運転を停止するために減速して、回転速度が約５００ＲＰＭまで低下したときであるから、回転速度の２乗に比例する遠心力は可成り減少している。例えば定格回転速度が２０００ＲＰＭであるとすると、定格に比して回転速度が１／４に低下し、遠心力が１／１６に減少した時であるから、油圧シリンダＣｙの所要収縮力は比較的小さくて足りる。
【００７９】
図１および図３に例示したように、可動偏心重錘３をテンションスプリング４で付勢したとき（図示を省略するが、ゴム弾性部材を用いたときも同様）、起振力が自動的に変化する特性は該テンションスプリング４によって変化する。
すなわち、起振力を発生する最低回転速度は該テンションスプリング４の取付荷重によって決まる。
また、偏心モーメントが最大に達して飽和する回転速度はテンションスプリングの弾性係数や取付長さ寸法によって変わる。
【００８０】
そこで本実施形態においてはテンションスプリング４（または、これに代るゴム索条、以下同様）を可動偏心重錘３および固定偏心重錘１に対して着脱交換容易な構造とし、
一方では、取付部である両端の間の寸法、および／または弾性係数の異なる複数種類の交換用テンションスプリング（図示省略）を用意しておいて、作業条件に応じて着脱交換することによって起振特性を調節し得るようにした。
例えば本発明に係る起振力制御装置を設けた起振機を振動篩機に用いた場合、概振動篩機の支持フレーム構造の共振周波数（通常３００ＲＰＭ〜５００ＲＰＭ）に相当する回転速度域において起振力がゼロとなるようにテンションスプリング（交換用部品）を選定すれば良い。
【００８１】
【発明の効果】
以上に本発明の実施形態を挙げてその構成，作用を明らかならしめたように、
請求項１の発明方法によると、固定偏心重錘と可動偏心重錘との総合偏心モーメントを変化させて起振力を制御することが容易になり、特に、偏心モーメントを変化させるために要する力が軽少で足りる。
つまり可動偏心重錘が回転軸に対して、その軸心と直角方向に移動するので、回転しているときは遠心力を受ける。遠心力によって該可動偏心重錘が回転軸から遠ざかると、回転半径が増大して偏心モーメントが増え、起振力が増加する。
このように、遠心力は偏心重錘機構の総合偏心モーメントを増加させて起振力を増大させる方向に働く。この点が、従来例における位相差変化形の可動偏心重錘を「起振力増加方向」に動かすために大きい力を要したのと全く異なっている。
さらに、このような特性は、「低速回転速度域において起振力を減少させ、定格回転速度付近で起振力を増加させる」という本発明の目的にもってこい（打ってつけ）である。
すなわち、起振力を減少させようとすると操作力が必要であり、起振力を増加させるには放っておいても遠心力によって起振力増加（総合偏心モーメント増大）方向に、可動偏心重錘が移動しようとする。
低速回転域で起振力を減少させ（もしくはゼロならしめ）るには、遠心力に抗して可動偏心重錘を回転軸に接近させなければならないが、低速回転状態では遠心力が小さいから、上記の操作を容易に行なうことができる。
定格回転速度付近で起振力を増加させて、起振機としての本来の作業を発揮させるには別段の操作を必要とせず、強大な遠心力を利用して容易に、ないしは自動的に行なわせることができる。
その上、固定偏心重錘の遠心力と可動偏心重錘の遠心力とが同一直線上に位置し、その方向が正反対となる。従って、双方の遠心力の合力は、可動偏心重錘の遠心力と同じ方向となり、その大きさは両方の遠心力の差に等しくなる。
このため、前記双方の遠心力の不釣合によって回転軸に対して、いわゆる「みそすり運動」を行なわせるような偶力を発生しない。
回転軸、および該回転軸を支持している部材は、回転軸に垂直な方向に、平行移動で円を描く形の単純な振動を受ける。
以上に述べたとおり、請求項１の発明方法によると、起振力の増減制御を容易に行なうことができる。
【００８３】
請求項２の発明方法によると、総合偏心モーメントを変化させて起振力を増減調節する制御について、回転部材の外部から操作する必要が無く、回転系内において自動制御することができる。
特に、初期荷重を与えておくことによって、運転開始の瞬間および直後において総合偏心モーメント（起振力と実質的に同意）を完全にゼロならしめ、
所定回転速度まで増速して、遠心力が初期荷重を越えたときに起振力を発生させることができる。これにより、運転開始時の低速回転領域における共振のトラブルを完全に解消することができる。
また、運転を停止するために回転速度を減速して低速回転領域に差しかかると、遠心力が減少して初期荷重に等しくなったとき総合偏心モーメント（起振力と実質的に同意）がゼロとなり、共振に関するトラブルの発生を完全に回収することができる。
上述の作動が、遠心力と初期荷重とのバランスによって行なわれるので、回転系外から操作する必要が無く、完全な自動制御が可能である。
【００８４】
請求項３の発明方法によると、同一の偏心重錘起振機構を用いて、その起振特性を任意に変更調節することができる。
すなわち、例えば振動杭打作業、または振動篩作業、もしくは振動脱水作業などについて見ても、作業条件は種々雑多であり、それぞれの作業条件に最適な振動特性は多種多様である。こうした事情に対応して本請求項４の発明方法は、スプリングもしくはゴム弾性部材を交換するという簡単な操作によって、各種の共振周波数帯域に対応して共振を防止することができ、かつ、定格回転速度の変更にも順応することができる。
このような機能は、ユーザーにおいては所有起振機を各種の作業に応じた最適な起振特性に調整することを可能ならしめ、
またメーカーにおいては、偏心重錘起振機構の品種を少なくし、スプリングもしくはゴム弾性部材の選定によって各種起振特性の機器を供給することができる。
これによってメーカーは、各種の仕様に適応しつつ小機種大量生産によるメリットを享受することができる。
【００８５】
請求項４の発明方法によると、簡単で低コストの部材を用いて、
イ．可動偏心重錘を回転軸に対して直角方向に往復摺動させることができ、
ロ．可動偏心重錘を回転軸に対して接近せしめると、該可動偏心重錘と固定偏心重錘との総合重心を回転軸の軸心上に位置せしめて起振力をゼロならしめることができ、
ハ．可動偏心重錘の重心と固定偏心重錘の重心とを、回転軸に直交する１平面の上に位置せしめることができる。
【００８６】
請求項５の発明装置によると、
ａ．可動偏心重錘が遠心力で動かされたとき、「可動偏心重錘と固定偏心重錘との総合偏心モーメント」が増加して、起振力が増大し、
ｂ．可動偏心重錘が回転軸に接近したとき「可動偏心重錘と固定偏心重錘との総合重心」が回転軸の回転中心線上に位置して総合偏心モーメントがゼロとなり、起振力を発生しなくなる。
これを要するに、可動偏心重錘が遠心力に従って移動したとき起振力が増加し、該可動偏心重錘が遠心力に抗って移動したとき起振力が減少するという、従来技術におけると異なった作用が発現する。
本請求項５の発明装置は、上記の偏心重錘構成に加えて「可動偏心重錘を回転軸に接近・離間させる方向の力を与える手段
（注）方向のみを表していることに留意」を備えているので、この「力を与える手段」の選定によって自動制御することもでき、操作によって制御することもできる。
制御操作を行なう手段を設ける場合も、本請求項の偏心重錘機構が前述のように作用するので、その操作力が簡単なもので足り、かつ小さい力で確実に制御することができる。
例えば油圧シリンダを用いて外部から制御する場合、復動形シリンダでなくても単動形のシリンダで良い。その理由は、遠心力が働く方向と反対方向のみを油圧シリンダで駆動すれば足りるからである。
また、上記の場合、油圧シリンダは必ずしも伸長・収縮力を発生しなくても、油圧ロックによって制動機能のみ果たせれば足りる。その理由は、可動偏心重錘に別段の力を加えなくても、遠心力により「総合偏心モーメント増大方向」に移動するからである。
例えばテンションスプリングもしくはゴム弾性を有する細長い部材によって可動偏心重錘を反遠心力方向に付勢すると、「回転速度に伴って変化する遠心力」と上記付勢力とのバランスによって自動制御することが可能である。
さらに、可動偏心重錘に生じる遠心力の作用線と、固定偏心重錘に生じる遠心力の作用線とが、回転軸の中心線上の１点で交わる。
このため、上記双方の遠心力が、回転軸の方向を傾けようとする偶力を生じない。このような偶力を生じないため、回転軸がいわゆる「みそすり運動」をする虞れが無く、静粛で安定した振動となる
【００８８】
請求項６の発明装置によると、起振力の増減調節が自動的に行なわれ、低速回転域における共振発生のトラブルを未然にかつ完全に防止することができる。
すなわち、当該回転式起振機が休止しているとき、および運転を開始するときは、可動偏心重錘がスプリングまたはゴム弾性部材で付勢されて回転軸に接近し、固定偏心重錘との総合偏心モーメントがゼロになっている。
従って、回転を開始するときは起振力がゼロの状態である。
偏心重錘機構は慣性モーメントを有しているので、回転軸に駆動力を与えても瞬時に定格回転速度に達することはなく、次第に回転速度が上昇する。
回転速度の上昇につれて、偏心重錘が受ける遠心力は次第に増加する。
しかし、上記の遠心力の大きさが、前記のスプリングまたはゴム弾性部材の取付荷重に達しないうちは、回転軸から離れる方向に動くことができない。
遠心力が更に増大して上記の取付荷重に達し、これを越えると該可動偏心重錘は回転軸から離間する。これにより、固定偏心重錘との総合重心が回転軸の軸心から離れ、固定偏心重錘との総合偏心モーメントが発生するので、ここで初めて起振力が発生する。
このようにして、所定の回転速度（遠心力が取付荷重と等しくなる回転速度）に達するまでは起振力が発生しない。すなわち、所定の低速回転域を起振力ゼロで通過することができる。
【００８９】
請求項７の発明方法を前記請求項６の発明方法に適用すると、起振特性を迅速かつ容易に変更することができ、各種の作業条件に適応することができる。
すなわち、起振力を発生する最低回転速度と、総合偏心モーメントが最大値に達する最低回転速度とを任意に選定することができる。
前記請求項８の発明によると、先に述べたように「所定の回転速度以下において起振力をゼロならしめること」が可能である。そして、本請求項９を適用することによって上記「所定の回転速度」を任意に、かつ迅速容易に変更することができるようになる。
また、前記請求項８の発明によれば、「スプリングまたはゴム弾性部材による付勢力」と遠心力とが釣合う回転速度において総合偏心モーメントが最大になる。そして、本請求項９を適用することによって、上記の「釣合う回転速度」を任意に、かつ迅速容易に変更して調節することができる。
このようにして、各種の作業条件に応じて起振特性を調節することができ、起振機の汎用性を向上させることができる。
【００９０】
請求項８の発明装置によると、簡単な構成で、可動偏心重錘を「回転軸に対して接近・離間する方向」に、確実に往復動を案内することができ、上記接近・離間動に伴って回転位相を狂わせる虞れが無い。
本発明は基本的に、固定偏心重錘に対する可動偏心重錘の位相差を一定（１８０度）に保つことを前提として、該可動偏心重錘を回転軸に対して直角方向に移動させるものであるから、可動偏心重錘の作動に伴って位相が変わらない構造は非常に有用である。ただし、何らかの意図を以て位相差制御を併用することを妨げるものではない。
【００９１】
請求項９の発明装置によると、簡単な構成で可動偏心重錘を正確に案内することができ、しかも、可動偏心重錘の重心位置と固定偏心重錘の重心位置とのｚ座標値を等しからしめることができる。これにより、回転軸をｚ座標軸に対して傾けようとする偶力の発生を防止することができる。
さらに、本請求項１１の構成によれば、可動偏心重錘が回転軸に接近する方向のストロークエンドを、固定偏心重錘との当接によって容易にかつ確実に規制することができる。
構造が簡単であるから製造コストが低廉である上に、作動信頼性が高く、しかも耐久性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る起振力制御装置の１実施形態の要部を示す分解斜視図にテンションスプリングの模式図および座標軸を付記するとともに、組立関係を表す鎖線矢印を記入した図である。
【図２】前掲の図１に示した実施形態の分解・分割斜視図であって、（Ａ）は可動偏心重錘を、（Ｂ）は回転軸および固定偏心重錘を、それぞれ描いてあり、上記（Ａ）の可動偏心重錘は思考実験的に上，中，下の３段に分割したところを表している。分解した（Ａ），（Ｂ）両図の間においてはｙ軸は共通であり、ｚ軸は２本に分けて描いてある。組立状態においてはｚ軸とｚ′軸とが重なって１本のｚ軸になる。
【図３】前掲の図１に示した実施形態の動作を説明するための図であって、（Ａ）は図示された範囲の構成部材の総合重心がｚ軸上に位置して総合偏心モーメントがゼロとなり、起振力が消失した状態を描いた斜視図であり、（Ｂ）は上記の状態から可動偏心重錘が遠心力でｙ軸方向に移動して総合重心位置がｚ軸上から離れて総合偏心モーメントが発生した状態を描いた斜視図である。
【図４】前掲の図２に分解・分割斜視図を示した実施形態に係る起振力制御装置の組立状態を理解し易いように描いた斜視図であって、可動偏心重錘は上，中，下の３段に分割して表してあり、（Ａ）は総合偏心モーメントがゼロの釣合状態、（Ｂ）は起振状態である。
【図５】可動偏心重錘を回転軸と直角な方向に案内する手段を説明するために示した模式的な分解斜視図であって、可動偏心重錘の案内と直接的に関係しない部材は図示を省略してあり、分解して離間させた構成部分のそれぞれについて座標軸を付記した図である。
【図６】公知文献（特開平４−６００１５号公報）に第１の発明として記載された可変型振動発生機の実施例を描いた分解斜視図であって、該公知文献に第１図として掲げられた図である。
【図７】前掲の図６に掲げた従来例に係る可変形振動発生機の起振特性を表した図表であって、横軸に回転数，縦軸に遠心力をとり、固定偏心重錘に発生する遠心力を実線で描くとともに可動偏心重錘に発生する遠心力を鎖線で描き、かつ、上記双方の遠心力の合力を破線で描いてある。
【図８】前記の公知文献に第２の発明として記載された可変型振動発生機を模式的に描いた要部正面図である。
【図９】前記公知文献に第３の発明として記載された可変型振動発生機を模式的に描いた正面図である。
【図１０】前記公知文献に第４の発明として記載され、第８図として掲げられたもので、（Ａ）は１対の固定偏心重錘を矢印Ｌ方向に回転させて偏心モーメント最大ならしめた状態を描いた斜視図、（Ｂ）は同じく矢印Ｒ方向に回転させて偏心モーメント最小ならしめた状態を描いた斜視図である。
【符号の説明】
１…固定偏心重錘
１ａ…重錘
１ｂ…軸受孔
１ｃ…軸受ブラケット
２…回転軸
３…可動偏心重錘
３ａ−１，３ａ−２…釣合部（上段）
３ｂ−１，３ｂ−２…釣合部（下段）
３ｃ…偏心部（中段）
３ｄ…連結板状軸受ブラケット
３ｅ…溝孔状軸受孔
３ｆ…連結板状軸受ブラケット
３ｇ…溝孔状軸受孔
４…テンションスプリング
５…案内板
１１…固定偏心重錘
１２…ガイド突条
１３…可動偏心重錘
１４…蓋状ガイド
１５…バランススプリング
１６…ウチワ状回転体
１７…偏心軸
１８…可動偏心重錘
１９…流体シリンダ
２０…流体配管
２１…固定偏心重錘
２２…可動偏心重錘
２３…固定偏心重錘
２４…係止棒
２５…係止溝
Ｃｙ…油圧シリンダ
Ｆ…遠心力
Ｇ１，Ｇ２…従来例の可動偏心重錘の重心
Ｇａ…上段の連設部材の重心
ｇａ…上段の釣合部の重心
Ｇｂ…下段の連設部材の重心
ｇｂ…下段の連設部材の重心
Ｇｃ…中段を構成している部材の総合重心
ｇｃ…固定偏心重錘の重心
ｈ…従来例の可動偏心重錘が遠心力で振れる方向
Ｈ１…固定偏心重錘を厚さ方向に２等分した切口
Ｈ２…可動偏心重錘の偏心部を厚さ方向に２等分した切口
Ｌ…従来例の固定偏心重錘の回転方向
Ｏ１…従来例の回転体の回転中心
Ｏ２…従来例の回転体に設けた偏心軸の中心
ｔ…可動偏心重錘の釣合部の厚さ寸法
Ｒ…従来例の固定偏心重錘の回転方向
ｙｚ…固定偏心重錘の軸受ブラケットの側面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for controlling the excitation force of a rotary exciter having a movable eccentric weight and a fixed eccentric weight, and in particular, the rotation without the need to operate from the outside of a rotating system member. The present invention relates to a method created so as to automatically control the excitation force in the system, and to the same device.
[0002]
[Prior art]
The rotary exciter rotates the eccentric weight, but in order to control the excitation force independently of the rotational speed, the "fixed eccentric weight fixed to the rotating shaft" and "rotation" A movable eccentric weight that moves relative to the shaft is also used.
Among the known literatures that can adjust the excitation force using a fixed eccentric weight and a movable eccentric weight, Japanese Patent Laid-Open No. 4-60015 is the closest to the present invention.
[0003]
FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating an embodiment of a variable vibration generator described as a first invention in a publicly known document (Japanese Patent Laid-Open No. 4-60015). It is a raised figure.
The prior art of FIG. 6 was made to automatically change the working state of “large amplitude / low cycle” and the working state of “small amplitude / high cycle”,
A fixed eccentric weight 11 is fixed to the rotating
The fixed eccentric weight 11 is provided with a pair of guide protrusions 12 to guide the movable eccentric weight 13 in a slidable manner. Reference numeral 14 denotes a lid-shaped guide, and a point G represents the center of gravity of the movable eccentric weight 13.
[0004]
When the rotating
As the movable eccentric weight 13 rotates, the center of gravity G rotates around the
However, since the spring 15 antagonizing the centrifugal force is provided, the movable eccentric weight 13 takes a position where the urging force by the spring 15 and the centrifugal force are balanced.
[0005]
Therefore, when the rotational speed changes and the centrifugal force changes, the movable eccentric weight 13 moves to a stable position corresponding to the rotational speed at that time.
On the other hand, the fixed eccentric weight 11 has a constant amount of eccentricity.
Centrifugal force P0= (Kω2) / G ………… (1)
Receive centrifugal force.
However, centrifugal force P0Unit of kilogram
K is moment (unit: kilogram / centimeter)
ω is the angular velocity (radians / second)
g is a gravitational acceleration.
[0006]
FIG. 7 is a chart showing the vibration generation characteristics of the variable vibration generator according to the conventional example shown in FIG. 6 above. The horizontal axis represents the rotational speed and the vertical axis represents the centrifugal force. The generated centrifugal force is drawn with a solid line, the centrifugal force generated on the movable eccentric weight is drawn with a chain line, and the resultant force of both the centrifugal forces is drawn with a broken line.
Since this chart depicts a relatively narrow section from 500 RPM to 700 RPM, the centrifugal force curve of the fixed eccentric weight looks like a straight line, but the centrifugal force also becomes zero at the point of zero rotation (ie, the coordinate origin is A part of a parabola that passes through.
[0007]
As can be easily understood from FIG. 6, the position of the center of gravity of the movable eccentric weight 13 has a phase difference of 180 degrees with respect to the position of the center of gravity of the fixed eccentric weight 11. The absolute value of the vector sum of the centrifugal forces is the difference between the scalar amounts of both centrifugal forces. For this reason, the resultant force curve (broken line) has a lower right in the section of 650 RPM to 700 RPM. This characteristic is uniquely associated with the purpose of the known invention. That is, the vibration characteristics of low cycle / large amplitude-high cycle / small amplitude can be obtained. As a result, this publicly known document (Japanese Patent Laid-Open No. 4-60015) indicates that switching between a vibration pile driving operation with low cycle and large amplitude vibration and a vibration pile removing operation with high cycle and small amplitude vibration is automatically performed. No.).
It should be noted that this known invention automatically reduces the excitation force as the rotational speed increases.
[0008]
FIG. 8 is a front view of an essential part schematically illustrating the variable vibration generator described as the second invention in the above-mentioned known document.
A
O1Is the center of rotation of the rotating
Both of these movable eccentric weights 18 are each provided with a tension spring-
[0009]
When the rotation of the
When the operation is started from the above state and the rotational speed of the
In this way, as in the first invention (FIGS. 6 and 7), the excitation force is automatically reduced according to the increase in the rotational speed.
[0010]
FIG. 9 is a front view schematically showing the variable vibration generator described as the third invention in the publicly known document.
Two movable eccentric weights 18 are attached to the rotating shaft 2 (one of the two eccentric weights is restricted to some extent (rotation transmission) with respect to the rotating shaft 2). I don't think there is a detailed description in the public literature.
Both movable eccentric weights 18 are connected to each other via a
Although the detailed description of the control method of the present embodiment is omitted, it is described that “the same operation as that of the above-described embodiment can be obtained”, so that the low cycle cycle is the main object of the present invention. It is assumed that the operation is performed so as to obtain a large amplitude-high cycle / small amplitude.
[0011]
FIG. 10 is described as the fourth invention in the above-mentioned known document and is shown as FIG. 8. FIG. 10 (A) shows a case where a pair of fixed eccentric weights are rotated in the direction of the arrow L to maximize the eccentric moment. FIG. 7B is a perspective view depicting a state where the eccentric moment is minimized by rotating in the direction of arrow R. FIG.
Two fixed eccentric weights 21 and 23 and one movable eccentric weight 22 are attached to the
[0012]
When the
When the
[0013]
Regarding the fourth invention of this publicly known document, it is stated that the number of movable eccentric weights and the number of fixed eccentric weights can be arbitrarily selected, but even when the amount of eccentric moment is minimum, the amount of eccentric moment can be reduced. Must not be zero.
The reason for this is that the pile driving work is performed with the eccentric moment amount being maximized as shown in (A), and the pile driving work is carried out with the eccentric moment amount being minimized as shown in (B). This is because the vibration force must be generated even in the state.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
In the invention described in the above-mentioned known document (Japanese Patent Laid-Open No. 4-60015), the eccentric moment is automatically controlled by the centrifugal force in the rotating system without any operation from the outside of the rotating system. It is considered the most advanced prior art in terms of changing power.
However, this prior art is intended to improve the oscillation characteristics when the rotational speed of the eccentric weight is in the rotational speed region in the normal operating state, and the problem in the low rotational state immediately after the start of the operation. And the problem in the deceleration operation state just before the stop is not taken into consideration.
[0015]
In the case of vibration pile driving, the rated speed (which agrees with the rated frequency) is in the range of 1200 RPM to 3000 RPM, but during acceleration immediately after starting operation and during deceleration immediately before stopping operation. Furthermore, it passes through a low speed rotation region of 300 RPM to 500 RPM.
At this time, there is a possibility that the crane holding the vibration pile driving machine and the ground on which the pile is placed will resonate and cause a damage accident and vibration pollution.
For this reason, there is a demand for the rotary exciter to pass through the resonance frequency region of 300 RPM to 500 RPM in a state of “no excitation force”.
The above is an example of vibration pile driving, but there is a similar request in a wide range of applications such as vibration sieving, vibration mixing and vibration dehydration.
[0016]
In response to the above request, a technique for changing the eccentric moment of the eccentric weight has been developed.
Specifically, a technique for changing the “total eccentric moment of the fixed eccentric weight and the movable eccentric weight” by changing the rotational phase of the movable eccentric weight has been proposed. In general, these techniques start operation at a rotational speed of zero, and increase the amount of eccentric moment after exceeding the resonance frequency region.
In summary of the above considerations, the prior art has two problems.
One of them is that resonance cannot be prevented in the low-speed rotation region when the centrifugal force is used, as in the invention according to the publicly known literature described with reference to FIGS.
The other is that a large force is required to change the phase of the movable eccentric weight. The fact that a large force is required means that, for example, a large and heavy hydraulic actuator is required to change the phase of the movable eccentric weight by hydraulic pressure. This is described in detail in the next paragraph.
[0017]
For example, also in FIG. 9 described above, the phase difference between the two movable eccentric weights 18 is changed by the
In FIG. 9, when the two movable eccentric weights 18 are rotated at high speed around the
In this case, the two movable eccentric weights are about to move in the direction in which the
Therefore, in order to increase the total eccentric moment of the two eccentric weights against the natural movement described above, a large and heavy
[0018]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the objects thereof are as follows.
I. The eccentric weight mechanism should be improved to minimize the amount of eccentric moment in the low-speed rotation region with a weak operating force and maximize the amount of eccentric moment near the rated rotation speed.
B. With the ultimate configuration that minimizes the required operation force, the eccentric moment in the low-speed rotation region is automatically zeroed and the excitation force is zeroed without any external operation, and near the rated rotational speed. To increase the amount of eccentric moment automatically to maximize the vibration force.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The basic principle of the present invention created in order to achieve the above object is briefly described as follows with reference to FIG. 2 corresponding to the embodiment.
In other words, the rotary exciter has been improved to reduce the required operating force of the movable eccentric weight, and to eliminate the trouble related to resonance by reducing the total eccentric moment in the low-speed rotation range to zero. To automate as a limit,
In the present invention, the fixed
[0020]
Based on the above-described principle, the configuration of the inventive method according to
The fixed eccentric weight is fixed to the rotation axis, and the movable eccentric weight is attached to the rotation axis so as to be movable in a direction perpendicular to the axis.
When starting operation, position the total center of gravity of the fixed eccentric weight and the movable eccentric weight on the axis of the rotating shaft, and start rotating the rotating shaft with the total eccentric moment being zero. ,
When the rotational speed of the rotating shaft is increased to a predetermined rotational speed or more, the total center of gravity is separated from the axis of the rotating shaft to generate a total eccentric moment,
And when decelerating to stop operation and below the predetermined rotational speed, the position of the total center of gravity is brought closer to the axis of the rotation shaft to reduce the total eccentric moment,
Excitation force control method that stops rotation when the total eccentric moment is zeroIn
Assuming a plane that passes through the center of gravity of the fixed eccentric weight and is orthogonal to the rotation axis, guide the movable eccentric weight so that the center of gravity of the movable eccentric weight is always located on the virtual plane,
By locating the line of centrifugal force acting on the movable eccentric weight and the line of centrifugal force acting on the fixed eccentric weight on the same straight line,
It is characterized by preventing the occurrence of couples that act to tilt the rotating shaft.
[0021]
According to the invention method of the first aspect described above, it becomes easy to control the excitation force by changing the total eccentric moment of the fixed eccentric weight and the movable eccentric weight, and in particular, to change the eccentric moment. The power required for this is minimal.
That is, the movable eccentric weight moves in a direction perpendicular to the axis with respect to the rotation axis, and therefore receives a centrifugal force when rotating. When the movable eccentric weight moves away from the rotation axis by centrifugal force, the rotation radius increases, the eccentric moment increases, and the vibration generating force increases.
Thus, the centrifugal force increases the total eccentric moment of the eccentric weight mechanism and increases the vibration force. This is completely different from the conventional example in which a large force is required to move the movable eccentric weight of the phase difference change type in the “vibrating force increasing direction”.
Furthermore, such a characteristic is suitable (improves) for the purpose of the present invention, which is “to decrease the excitation force in the low-speed rotation speed region and increase the excitation force in the vicinity of the rated rotation speed”.
In other words, an operating force is required to reduce the excitation force, and to increase the excitation force, the movable eccentric load is increased in the direction of increasing the excitation force (increasing the total eccentric moment) by centrifugal force. The weight tries to move.
In order to reduce the excitation force (or zeroize) in the low-speed rotation range, the movable eccentric weight must be brought close to the rotating shaft against the centrifugal force, but the centrifugal force is small in the low-speed rotation state. The above operation can be easily performed.
No additional operation is required to increase the excitation force near the rated speed and to perform the original work as a vibration generator, and it can be easily or automatically performed using a powerful centrifugal force. Can be made.
Furthermore, the centrifugal force of the fixed eccentric weight and the centrifugal force of the movable eccentric weight are located on the same straight line, and their directions are opposite to each other. Therefore, the resultant force of both centrifugal forces is in the same direction as the centrifugal force of the movable eccentric weight, and the magnitude thereof is equal to the difference between both centrifugal forces.
For this reason, there is no couple that causes a so-called “slashing motion” to the rotating shaft due to the unbalance of the centrifugal forces.
The rotating shaft and the member supporting the rotating shaft are subjected to simple vibrations that form a circle by translation in a direction perpendicular to the rotating shaft.
As described above, according to the inventive method of the first aspect, the increase / decrease control of the excitation force can be easily performed.
[0024]
Claim2The configuration of the inventive method according to claim 11'sIn addition to the structural requirements of the inventive method, a spring or rubber elastic member is provided for biasing the movable eccentric weight so as to approach the rotating shaft,
In the state where the center of gravity of the movable eccentric weight is closest to the rotation axis,
An initial load is applied to the spring or rubber elastic member,
As long as the magnitude of the centrifugal force generated in the dynamic eccentric weight does not reach the initial load, the movable eccentric weight is in the position closest to the rotating shaft, and the centrifugal force exceeds the initial load. Sometimes separated from the rotation axis.
[0025]
Claims described above2According to the method of the present invention, the control for increasing or decreasing the excitation force by changing the total eccentric moment does not need to be operated from the outside of the rotating member, and can be automatically controlled in the rotating system.
In addition, by giving an initial load, the total eccentric moment (substantially agreeing with the excitation force) is completely zeroed immediately after the start of operation,
By increasing the speed to a constant rotational speed, an exciting force can be generated when the centrifugal force exceeds the initial load. Thereby, the trouble of resonance in the low-speed rotation region at the start of operation can be completely solved.
If the rotational speed is reduced to stop the operation and the low speed rotation region is reached, the total eccentric moment (substantially agreeing with the excitation force) is zero when the centrifugal force decreases and becomes equal to the initial load. Thus, the occurrence of trouble related to resonance can be completely recovered.
Since the operation described above is performed by balancing the centrifugal force and the initial load, it is not necessary to operate from outside the rotating system, and complete automatic control is possible.
[0026]
Claim3The configuration of the inventive method according to claim 12In addition to the structural requirements of the inventive method, the spring or rubber elastic member is attached to the fixed eccentric weight and the movable eccentric weight in advance so as to be detachable and replaceable,
By preparing replacement parts with different at least one of the efficiency and free length, and replacing the spring or rubber elastic member as necessary, the rotational speed of the rotary exciter—excitation It is characterized by adjusting the force characteristics.
[0027]
Claims described above3According to the method of the present invention, the vibration characteristics can be arbitrarily changed and adjusted using the same eccentric weight vibration mechanism.
In other words, for example, when looking at vibration pile driving work, vibration sieving work, vibration dehydration work, etc., the work conditions are various, and the optimum vibration characteristics for each work condition are various. Corresponding to such circumstances, the method of the present invention according to
Such a function makes it possible for the user to adjust the own vibration generator to the optimum vibration characteristics according to various work,
Manufacturers can reduce the number of eccentric weight exciter mechanisms and supply devices with various excitation characteristics by selecting springs or rubber elastic members.
This enables manufacturers to enjoy the benefits of small-scale mass production while adapting to various specifications.
[0028]
Claim4The configuration of the inventive method according to claim 13In addition to the configuration requirements of the inventive method of the present invention, assuming orthogonal coordinates x, y, z,
When the rotation axis (2) is aligned in the z direction, the direction in which the movable eccentric weight (3) approaches / separates from the rotation axis is aligned in the y direction, and the movable eccentric weight is viewed in the x direction, The outline of the movable eccentric weight is roughly formed in a U shape,
The fixed
[0029]
Claims described above4According to the inventive method, using a simple and low-cost member,
I. The movable eccentric weight can be reciprocated in a direction perpendicular to the rotation axis,
B. When the movable eccentric weight is brought close to the rotation axis, the total center of gravity of the movable eccentric weight and the fixed eccentric weight can be positioned on the axis of the rotation axis, and the excitation force can be made zero.
C. The center of gravity of the movable eccentric weight and the center of gravity of the fixed eccentric weight can be positioned on one plane orthogonal to the rotation axis.
[0030]
Claim5The configuration of the inventive device according to the present invention is an apparatus for controlling the excitation force of a rotary exciter having a fixed eccentric weight and a movable eccentric weight,
The fixed eccentric weight (1) is provided with a bearing bracket (1c) having a bearing hole (1b), and the rotary shaft (2) is fitted and fixed to the bearing hole.
The movable eccentric weight (3) is attached to the rotating shaft so as to be able to reciprocate in a direction (y) perpendicular to the axial direction (z) of the rotating shaft,
Means is provided for applying a force in a direction to move the center of gravity of the movable eccentric weight toward and away from the rotation axis,
In a state where the center of gravity of the movable eccentric weight is closest to the axis of the rotating shaft, the total center of gravity of the movable eccentric weight and the fixed eccentric weight is positioned on the center line of the rotating shaft.And
And assuming a plane (H1) passing through the center of gravity of the fixed eccentric weight (1) and orthogonal to the center line of the rotation axis (2),
Means are provided for guiding the center of gravity of the movable eccentric weight (3) so that it is always positioned on the virtual plane (H1).It is characterized by that.
[0031]
Claims described above5According to the invention device
a. When the movable eccentric weight is moved by centrifugal force, the "total eccentric moment of the movable eccentric weight and the fixed eccentric weight" increases, and the excitation force increases.
b. When the movable eccentric weight approaches the rotation axis, the "total center of gravity of the movable eccentric weight and fixed eccentric weight" is located on the rotation center line of the rotation axis, and the total eccentric moment becomes zero, generating vibration force. Disappear.
In short, when the movable eccentric weight moves according to the centrifugal force, the excitation force increases, and when the movable eccentric weight moves against the centrifugal force, the excitation force decreases. The effect is expressed.
This claim5In addition to the above-described configuration of the eccentric weight, the inventive device includes “note that only the means (note) direction for applying the force in the direction in which the movable eccentric weight is moved toward and away from the rotation axis is shown” is provided. Therefore, automatic control can be performed by selecting the “means for applying force”, and control can be performed by operation.
Even in the case where a means for performing the control operation is provided, the eccentric weight mechanism according to the present invention operates as described above, so that a simple operation force is sufficient, and the control can be reliably performed with a small force. For example, when controlling from the outside using a hydraulic cylinder, a single-acting cylinder may be used instead of a return-acting cylinder. The reason is that it is sufficient to drive the hydraulic cylinder only in the direction opposite to the direction in which the centrifugal force acts.
In the above case, the hydraulic cylinder does not necessarily generate an expansion / contraction force, but only needs to perform the braking function by the hydraulic lock. The reason is that even if no other force is applied to the movable eccentric weight, it moves in the “total eccentric moment increasing direction” by centrifugal force.
For example, when the movable eccentric weight is urged in the anti-centrifugal force direction by a tension spring or a long and slender member having rubber elasticity, it can be automatically controlled by the balance between "the centrifugal force that changes with the rotation speed" and the urging force. It is. In addition, the action line of centrifugal force generated on the movable eccentric weight and the action line of centrifugal force generated on the fixed eccentric weight intersect at one point on the center line of the rotation axis.
For this reason, the above-mentioned centrifugal force does not produce a couple that tries to tilt the direction of the rotation axis. Since such a couple is not generated, there is no fear of the so-called “slashing motion” of the rotating shaft, and the vibration is quiet and stable.
[0034]
Claim6The configuration of the inventive device according to claim 15The means for applying a force to the movable eccentric weight in addition to the constituent elements of the inventive device is constituted by a spring or a rubber elastic member, and the fixed eccentric weight (1) and the movable eccentric weight (3) It is installed between
And in the state where the movable eccentric weight is closest to the rotation axis, the spring or the rubber elastic member is given an attachment load,
When the centrifugal force acting on the movable eccentric weight is equal to or less than the mounting load, the center of gravity of the movable eccentric weight is kept closest to the rotating shaft, and when the centrifugal force exceeds the mounting load, the movable eccentric weight The weight is structured to start moving in a direction away from the rotation axis.
[0035]
Claims described above6According to the method of this invention, the increase / decrease adjustment of the excitation force is automatically performed, and the trouble of the occurrence of resonance in the low speed rotation region can be prevented in advance and completely.
That is, when the rotary exciter is at rest and when the operation is started, the movable eccentric weight is biased by a spring or a rubber elastic member to approach the rotation shaft, and the fixed eccentric weight The total eccentric moment is zero.
Therefore, when the rotation is started, the excitation force is zero.
Since the eccentric weight mechanism has a moment of inertia, even if a driving force is applied to the rotating shaft, the rated rotating speed is not instantaneously reached, and the rotating speed gradually increases.
As the rotational speed increases, the centrifugal force received by the eccentric weight gradually increases.
However, as long as the magnitude of the centrifugal force does not reach the mounting load of the spring or rubber elastic member, it cannot move in the direction away from the rotating shaft.
The centrifugal force further increases to reach the above-described mounting load, and beyond this, the movable eccentric weight is separated from the rotating shaft. As a result, the total center of gravity with respect to the fixed eccentric weight is separated from the axis of the rotation shaft, and a total eccentric moment with the fixed eccentric weight is generated, so that an exciting force is generated for the first time.
In this way, no exciting force is generated until a predetermined rotational speed (the rotational speed at which the centrifugal force becomes equal to the mounting load) is reached. That is, it is possible to pass through a predetermined low-speed rotation region with zero excitation force.
[0036]
Claim7The configuration of the inventive device according to claim 16In addition to the structural requirements of the inventive device, the spring or the rubber elastic member is a structure that can be attached to and detached from the fixed eccentric weight and the movable eccentric weight.
In addition, it is characterized by comprising a combination with a replacement part in which at least one of the elastic modulus and the free length is different.
[0037]
Claims described above7The inventive method of claim6When applied to the method of the present invention, the vibration generating characteristics can be changed quickly and easily, and can be adapted to various working conditions.
That is, it is possible to arbitrarily select the minimum rotation speed that generates the vibration force and the minimum rotation speed at which the total eccentric moment reaches the maximum value.
According to the invention of the eighth aspect, as described above, it is possible to “make the excitation force zero at a predetermined rotational speed or less”. By applying the ninth aspect, the “predetermined rotational speed” can be arbitrarily and quickly changed easily.
Also, the claim6According to this invention, the total eccentric moment is maximized at the rotational speed at which the “biasing force by the spring or rubber elastic member” and the centrifugal force are balanced.further, This claim7By applying the above, it is possible to arbitrarily and quickly change and adjust the “balance rotational speed”.
In this way, the excitation characteristics can be adjusted according to various working conditions, and the versatility of the vibrator can be improved.
[0038]
Claim8The configuration of the inventive device according to claim 15Or claims7In addition to the configuration requirements of the invention, the movable eccentric weight (3) is provided with a grooved bearing hole (3e) that is slidably fitted to the rotating shaft (2), and
A guide member (5) slidably contacting the fixed eccentric weight (1) is attached to the movable eccentric weight (3).
[0039]
Claims described above8According to the inventive device, the reciprocating motion can be reliably guided in the “direction approaching / separating from the rotation axis” with a simple configuration, and the movable eccentric weight rotates with the approaching / separating motion. There is no fear of going out of phase.
The present invention basically moves the movable eccentric weight in a direction perpendicular to the rotation axis on the assumption that the phase difference of the movable eccentric weight with respect to the fixed eccentric weight is kept constant (180 degrees). Therefore, a structure in which the phase does not change with the operation of the movable eccentric weight is very useful. However, this does not prevent the phase difference control from being used together for some purpose.
[0040]
Claim9The configuration of the inventive device according to claim 18In addition to the configuration requirements of the inventive device, the orthogonal coordinate axes x, y, and z
When the rotational axis (2) is aligned in the z-axis direction, and the moving direction of the movable eccentric weight (3) relative to the rotational axis (2) is y, the movable eccentric weight is viewed in the x-axis direction.
In general, it has a U-shaped outline,
A component corresponding to two parallel sides of the U-shape gently sandwiches the fixed eccentric weight (1).
[0041]
Claims described above9According to the inventive device, the movable eccentric weight can be accurately guided with a simple configuration, and the z-coordinate values of the center of gravity of the movable eccentric weight and the center of gravity of the fixed eccentric weight are equalized. be able to. Thereby, generation | occurrence | production of the couple which tries to incline a rotating shaft with respect to az coordinate axis | shaft can be prevented.
Further, according to the configuration of the eleventh aspect, the stroke end in the direction in which the movable eccentric weight approaches the rotation shaft can be easily and reliably regulated by the contact with the fixed eccentric weight. Since the structure is simple, the manufacturing cost is low, the operation reliability is high, and the durability is excellent.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram in which a schematic diagram of a tension spring and a coordinate axis are added to an exploded perspective view showing a main part of one embodiment of an excitation force control device according to the present invention, and a chain line arrow indicating assembly relation is entered. .
For convenience of explanation, orthogonal three axes x, y, and z with the axis of the
In the embodiment of FIG. 1, the fixed
When the present invention is implemented, the method of forming the fixed eccentric weight is not limited, but it is desirable that the shape has two surfaces parallel to the xy plane.
[0043]
When the movable
A groove hole in the y-axis direction is cut in a portion corresponding to two parallel sides of the movable
[0044]
When the movable
As described above, since the movable
[0045]
The device according to the present invention is provided with means for applying a force in a direction in which the position of the center of gravity of the movable
Since the fixed
[0046]
The structure of the embodiment shown in FIG. 1 is considered as follows in further multifaceted terms.
In the fixed
The movable
[0047]
The movable
The upper row is the balancing
The middle stage is an eccentric part 3c made of a thick plate having a shape similar to a semicircle,
The lower row is the balance 3b-1And the balance part 3b-2And a connecting plate-
[0048]
2 is an exploded and divided perspective view of the embodiment shown in FIG. 1, wherein (A) shows a movable eccentric weight, and (B) shows a rotating shaft and a fixed eccentric weight, respectively. The movable eccentric weight of (A) above is shown as divided into upper, middle, and lower three stages in thought experiment. Between the exploded views (A) and (B), the y-axis is common, and the z-axis is drawn in two parts. In the assembled state, the z-axis and the z′-axis overlap to form one z-axis.
[0049]
In FIG. 2A, the
Similarly, the balance part 3b-1, Balance part 3b-2, And the center of gravity of the lower portion of the connecting
Further, considering a state in which the z ′ axis is translated in the y direction and superimposed on the z axis, the center of gravity of the eccentric portion 3 c and the center of gravity of the fixed
[0050]
Since the center of gravity is located as described in paragraph 0049 above, the eccentric moment of the upper portion shown in FIG. 2A is zero, and vibration is generated even if it rotates about the z ′ axis. There is no.
Similarly, the lower part also has zero eccentric moment and does not generate vibration even if it rotates about the z ′ axis.
In addition, the total eccentric moment between the lower stage portion and the fixed
[0051]
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG.
(A) is a perspective view depicting a state in which the total center of gravity of the constituent members in the illustrated range is located on the z-axis, the total eccentric moment becomes zero, and the excitation force has disappeared. FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which a movable eccentric weight is moved in the y-axis direction by a centrifugal force and a total center of gravity position is separated from the z-axis and a total eccentric moment is generated.
In FIG. 3A, the movable
[0052]
As described above with reference to FIG. 2, the total center of gravity of the movable
Therefore, considering only the movable
(See FIG. 3 (A)) When the
[0053]
In this case, if no mounting load (pretension) is applied to the
Since the excitation force is proportional to the rotation radius of the center of gravity and proportional to the square of the rotation speed (angular velocity), the excitation force increases as the rotation speed increases, and the movable
[0054]
When a mounting load (pretension) is applied to the
When the rotational speed increases and the centrifugal force increases and the magnitude exceeds the tension spring mounting load, the movable
In the present embodiment, an attachment load corresponding to a centrifugal force when the rotation speed is 500 RPM is applied to the
Thereby, after starting the operation, no vibration force is generated until the rotational speed reaches 500 RPM, and there is no possibility of causing a trouble related to resonance in this speed range.
[0055]
In order to achieve the above-described action (resonance prevention), it is not always necessary to be a tension spring, and it may be a member having rubber elasticity, and a spring type such as a compression spring, a leaf spring, or a torsion spring may be used. It doesn't matter. In short, by applying a biasing force in a direction that causes the center of gravity of the movable eccentric weight to approach the rotation axis, it is possible to automatically suppress the generation of the excitation force in the low speed region.
The above describes the case where the rotational speed increases and passes through the resonance frequency region after the start of operation. However, the same applies to the case where the rotational speed is reduced and the resonance speed region passes while stopping the operation.
[0056]
In a rotary exciter having a fixed eccentric weight and a movable eccentric weight, various techniques for controlling the excitation force by increasing / decreasing the total eccentric moment have been studied, and various configurations have been proposed.
However, since the present invention has created an eccentric weight mechanism that is completely different from the known technology, it is feared that an engineer familiar with the prior art may be difficult to understand the configuration and operation of the invention.
In other words, the prejudice that there is no such thing as the convenience that the vibration force is zero (the eccentric moment is zero) when stopped and the rotation moment increases autonomously. It seems to be easily damaged.
Therefore, the “movable eccentric weight divided by thinking experiment” shown in FIG. 2 is further considered as follows.
[0057]
FIG. 4 is a perspective view drawn for easy understanding of the assembled state of the vibration control device according to the embodiment shown in the exploded and divided perspective view in FIG. It is divided into three stages, middle and lower, where (A) is a balanced state where the total eccentric moment is zero, and (B) is a vibrating state.
In the state shown in FIG. 4 (A), the upper part is the balance part 3a.-1And balancing
In addition, the lower part is also a balanced part 3b.-1And balance part 3b-2Are positioned symmetrically with respect to the
[0058]
As for the middle part of FIG. 4A, the following two views are necessary.
a. The eccentric part 3c and the fixed
b. Abandoning the idea of the total center of gravity and total eccentric moment of the eccentric part 3c and the fixed
[0059]
As described above (see FIG. 4A), when the movable eccentric weight is divided thoughtfully, the portion (upper and lower stages) that can be in a balanced state with respect to the rotation axis and the balanced state (eccentric moment) There is a part (middle stage) that cannot be zero),
And the non-balanced part (middle stage) and the fixed eccentric weight can be balanced,
Moreover, the most characteristic part of the present invention is that the movable eccentric weight is guided so as to reciprocate in a direction perpendicular to the rotation axis.
[0060]
(See FIG. 4 (A)) The middle portion of the eccentric portion 3c receives a centrifugal force in the direction of arrow y when it rotates about the
The middle eccentric portion 3c is not a single member, but the upper balance portion 3a.-1And lower balance 3b-1Therefore, it operates as described below.
[0061]
When the upper balance portion 3c moves in the direction of the arrow y, the result is as shown in FIG. Along with this, the balancing
(A) In the balanced state shown in the figure, the center of gravity Ga of the upper stage part and the center of gravity Gb of the lower stage part are located on the z-axis which is the axis of the
[0062]
For example, when viewing the upper part, the center of gravity Ga is located on the center line of the rotation axis in the state of FIG. In addition, no centrifugal force is generated to move the upper portion along the xy plane no matter how much it rotates. (If analytically considered, centrifugal force is generated in each part of the upper stage, but the resultant force cancels each other and becomes zero). The same applies to the lower part.
However, since these upper and lower parts are integrally connected to the middle eccentric part 3c, they are moved together in the arrow y direction by the centrifugal force applied to the eccentric part 3c (the state shown in FIG. 4B). ), The center of gravity Ga and Gb are separated from the rotation axis to generate an eccentric moment, so that vibration is generated by rotation.
[0063]
In the present invention, it is not always indispensable to configure the movable eccentric weight in three stages of upper, middle, and lower, but the action of the upper and lower stages in the example of FIG. 4 is very beneficial.
That is, when the eccentric part 3c in the middle stage and the fixed
For what purpose are the upper and lower integrated components that do not generate the force to move in the direction of the arrow y and generate no vibration force? The answer to this question is as follows.
[0064]
For example, when considering the upper integral connecting member in comparison with the fixed
In the state of FIG. 4A, the same is true in the sense that it does not have a vibration generating function.
However, in FIG. 5B, the total center of gravity Gc of the middle balance portion 3c and the fixed
The reason is that the balanced portion 3c and the fixed
[0065]
Compared to this, the center of gravity Ga of the upper integrally connected member in the vibration state of FIG. 4B is equal to the y-direction movement dimension of the movable eccentric weight compared to the balanced state of FIG. It is separated from the z-axis, which is the center line of rotation, by the dimension.
The above is a consideration on the amount of movement of the center of gravity Ga of the upper integrally connected member, but the center of gravity Gb of the lower integrally connected member is the same as that of the movable eccentric weight in the same manner as in the upper stage. Move in the direction.
The above operation is quantitatively considered as follows based on this embodiment.
[0066]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the planar figure of the upper stage outline, the planar figure of the middle stage outline, and the planar figure of the lower stage outline are substantially equal to each other. And each has a thick plate shape.
If the thickness of the upper stage is t, the thickness of the lower stage is also t, and the thickness of the middle stage is 2t.
Therefore, the weight of the upper part + the weight of the lower part = the weight of the middle part
It has become.
Since the fixed
It should be remembered that the weight distribution of the movable
(Note) When carrying out the present invention, it is not necessary to be caught by such weight distribution. Here, the action of the movable eccentric weight is analyzed quantitatively in the present embodiment (FIG. 4).
[0067]
The middle stage occupies half of the weight of the eccentric weight mechanism, but since the moving dimension of the center of gravity position Gc is very small, the amount of eccentric moment formed is relatively small.
Compared with this, the weight of the upper and middle stages is the same as the above middle stage, but the amount of movement of the center of gravity positions Ga and Gb is large, so the amount of eccentric moment formation is relatively large.
As described above, the moving dimension of the upper and lower centroids Ga and Gb is twice the moving dimension of the middle centroid Gc.
[0068]
Since the excitation force is proportional to the square of the size of the radius of rotation, the movement dimensions of the upper and lower centroids Ga and Gb are twice as large as the movement dimension of the middle centroid Gc. This means that the amount of increase is four times.
The above has considered the movement of the total center of gravity positions Ga, Gc, Gb of the upper, middle, and lower stages. Next, let us consider the movement of the center of gravity of the balanced portion.
Thinkingly, the
[0069]
Now, the
Similarly, the balance part 3b-2The center of gravity of the fixed
When the gravity center position is compared between the state of FIG. 4A and the state of FIG.
The center-of-gravity position gc of the fixed
Compared to this, the
[0070]
Similarly, the balance part 3b-2That the center-of-gravity position gb approaches the z-axis in the arrow y direction facilitates the movement of the total center-of-gravity position Gb of the lower connecting member in the arrow y direction.
That is, the weight and volume of the fixed
The upper and lower two
[0071]
FIG. 5 is a schematic exploded perspective view for explaining a means for guiding the movable eccentric weight in a direction perpendicular to the rotation axis, and members not directly related to the guide of the movable eccentric weight are as follows. The illustration is omitted, and coordinate axes are added to each of the components separated and separated.
The fixed
The fixed
[0072]
In the present embodiment (FIG. 5), the parallel movement in the y-y axis direction is guided by the following configuration.
Two
Furthermore, a grooved bearing hole 3e through which the
[0073]
(Refer to FIG. 1) In this embodiment, a member having a U-shape when viewed in the X-axis direction is a movable eccentric weight, and the plate is sandwiched between two horizontal sides of the U-shape. These members were fixed eccentric weights. Although not shown in the drawings, these can be exchanged so that the U-shaped member is a fixed eccentric weight, and the thick plate-like member is a movable eccentric weight, and the technical scope of the present invention as a modification of the present embodiment. Belonging to.
Further, it is not indispensable that the contour when the movable
[0074]
(See FIG. 1) The
[0075]
If a member having rubber elasticity (for example, a rubber rope) is used in place of the
Furthermore, the same operation and effect can be obtained by using a spring member (for example, a leaf spring, a compression coil spring, a torsion spring, etc.) other than the tension spring.
[0076]
In place of the spring means such as the
In short, any means capable of driving the movable eccentric weight in the y-axis direction may be used.
However, for example, if a hydraulic cylinder is used instead of the
[0077]
For convenience of comparison, a virtual hydraulic cylinder Cy is shown in FIG.
Compared with the hydraulic cylinder Cy in FIG. 2 and the
In FIG. 2 (the present invention), when a separate operating force is not applied to the movable eccentric weight, the movable eccentric weight tends to move in the “direction in which the eccentric moment increases” by the centrifugal force. Therefore, it is not necessary for the hydraulic cylinder Cy to generate a separate driving force in the operation for generating the vibration generating force.
Rather, it is sufficient to close the oil passage and make it hydraulically locked so as not to generate vibration force.
In order to generate the vibration force in the conventional example of FIG. 9, the
[0078]
The hydraulic cylinder Cy in the embodiment of FIG. 2 must generate a driving force in the contraction direction against the centrifugal force when the eccentric force is reduced to suppress the excitation force or disappear.
However, the operation of suppressing or eliminating the vibration force is required when the speed is reduced to stop the operation and the rotational speed is reduced to about 500 RPM. The proportional centrifugal force is considerably reduced. For example, if the rated rotational speed is 2000 RPM, the rotational speed is reduced to ¼ compared to the rated value and the centrifugal force is reduced to 1/16. Therefore, the required contractive force of the hydraulic cylinder Cy is relatively low. Small enough.
[0079]
As illustrated in FIGS. 1 and 3, when the movable
In other words, the minimum rotation speed that generates the vibration force is determined by the mounting load of the
The rotational speed at which the eccentric moment reaches the maximum and saturates varies depending on the elastic coefficient of the tension spring and the mounting length.
[0080]
Therefore, in the present embodiment, the tension spring 4 (or an alternative rubber rope, the same applies hereinafter) is structured to be easily attached to and detached from the movable
On the other hand, a plurality of types of replacement tension springs (not shown) having different dimensions and / or elastic moduli between both ends, which are the mounting portions, are prepared, and are vibrated by exchanging them according to work conditions. The characteristics can be adjusted.
For example, when the vibrator provided with the vibratory force control device according to the present invention is used for a vibration sieve, the vibration is generated in a rotational speed range corresponding to the resonance frequency (usually 300 RPM to 500 RPM) of the support frame structure of the general vibration sieve. A tension spring (replacement part) may be selected so that the vibration force is zero.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, the configuration and operation of the embodiment of the present invention are clarified.
According to the method of the first aspect of the present invention, it becomes easy to control the excitation force by changing the total eccentric moment of the fixed eccentric weight and the movable eccentric weight, and in particular, the force required to change the eccentric moment. Is small and sufficient.
That is, the movable eccentric weight moves in a direction perpendicular to the axis with respect to the rotation axis, and therefore receives a centrifugal force when rotating. When the movable eccentric weight moves away from the rotation axis by centrifugal force, the rotation radius increases, the eccentric moment increases, and the vibration generating force increases.
Thus, the centrifugal force increases the total eccentric moment of the eccentric weight mechanism and increases the vibration force. This is completely different from the conventional example in which a large force is required to move the movable eccentric weight of the phase difference change type in the “vibrating force increasing direction”.
Furthermore, such a characteristic is suitable (improves) for the purpose of the present invention, which is “to decrease the excitation force in the low-speed rotation speed region and increase the excitation force in the vicinity of the rated rotation speed”.
In other words, an operating force is required to reduce the excitation force, and to increase the excitation force, the movable eccentric load is increased in the direction of increasing the excitation force (increasing the total eccentric moment) by centrifugal force. The weight tries to move.
In order to reduce the excitation force (or zeroize) in the low-speed rotation range, the movable eccentric weight must be brought close to the rotating shaft against the centrifugal force, but the centrifugal force is small in the low-speed rotation state. The above operation can be easily performed.
No additional operation is required to increase the excitation force near the rated speed and to perform the original work as a vibration generator, and it can be easily or automatically performed using a powerful centrifugal force. Can be made.
In addition, the centrifugal force of the fixed eccentric weight and the centrifugal force of the movable eccentric weight are located on the same straight line, and their directions are opposite to each other. Therefore, the resultant force of both centrifugal forces is in the same direction as the centrifugal force of the movable eccentric weight, and the magnitude thereof is equal to the difference between both centrifugal forces.
For this reason, there is no couple that causes a so-called “slashing motion” to the rotating shaft due to the unbalance of the centrifugal forces.
The rotating shaft and the member supporting the rotating shaft are subjected to simple vibrations that form a circle by translation in a direction perpendicular to the rotating shaft.
As described above, according to the inventive method of the first aspect, the increase / decrease control of the excitation force can be easily performed.
[0083]
Claim2According to the method of the present invention, the control for increasing or decreasing the excitation force by changing the total eccentric moment does not need to be operated from the outside of the rotating member, and can be automatically controlled in the rotating system.
In particular, by giving an initial load, the total eccentric moment (substantially agreeing with the excitation force) is completely zeroed immediately after the start of operation,
By increasing the speed to a predetermined rotational speed, an exciting force can be generated when the centrifugal force exceeds the initial load. Thereby, the trouble of resonance in the low-speed rotation region at the start of operation can be completely solved.
Also, if the rotational speed is decelerated to stop the operation and the low speed rotation region is reached, the total eccentric moment (substantially agreeing with the excitation force) is zero when the centrifugal force decreases and becomes equal to the initial load. Thus, the occurrence of trouble related to resonance can be completely recovered.
Since the above-described operation is performed by balancing the centrifugal force and the initial load, it is not necessary to operate from outside the rotating system, and complete automatic control is possible.
[0084]
Claim3According to the method of the present invention, the vibration characteristics can be arbitrarily changed and adjusted using the same eccentric weight vibration mechanism.
That is, for example, even with regard to vibration pile driving work, vibration sieving work, vibration dehydration work, etc., the work conditions are various, and the optimum vibration characteristics for each work condition are various. Corresponding to such circumstances, the method of the present invention according to
Such a function makes it possible for the user to adjust the own vibration generator to the optimum vibration characteristics according to various work,
In addition, manufacturers can reduce the number of eccentric weight excitation mechanisms and supply various types of excitation characteristics by selecting springs or rubber elastic members.
This enables manufacturers to enjoy the benefits of small-scale mass production while adapting to various specifications.
[0085]
Claim4According to the inventive method, using a simple and low-cost member,
I. The movable eccentric weight can be reciprocated in a direction perpendicular to the rotation axis,
B. When the movable eccentric weight is brought close to the rotation axis, the total center of gravity of the movable eccentric weight and the fixed eccentric weight can be positioned on the axis of the rotation axis, and the excitation force can be made zero.
C. The center of gravity of the movable eccentric weight and the center of gravity of the fixed eccentric weight can be positioned on one plane orthogonal to the rotation axis.
[0086]
Claim5According to the invention device
a. When the movable eccentric weight is moved by centrifugal force, the "total eccentric moment of the movable eccentric weight and the fixed eccentric weight" increases, and the excitation force increases.
b. When the movable eccentric weight approaches the rotation axis, the "total center of gravity of the movable eccentric weight and fixed eccentric weight" is located on the rotation center line of the rotation axis, and the total eccentric moment becomes zero, generating vibration force. Disappear.
In short, when the movable eccentric weight moves according to the centrifugal force, the excitation force increases, and when the movable eccentric weight moves against the centrifugal force, the excitation force decreases. The effect is expressed.
This claim5In addition to the above-described configuration of the eccentric weight, the invention device of “the means for applying a force in a direction in which the movable eccentric weight approaches and separates from the rotation shaft”
(Note) Since “note that only the direction is indicated” is provided, it can be automatically controlled by selecting the “means for applying force”, or can be controlled by operation.
Even in the case where a means for performing the control operation is provided, the eccentric weight mechanism according to the present invention operates as described above, so that a simple operation force is sufficient, and the control can be reliably performed with a small force.
For example, when controlling from the outside using a hydraulic cylinder, a single-acting cylinder may be used instead of a return-acting cylinder. The reason is that it is sufficient to drive the hydraulic cylinder only in the direction opposite to the direction in which the centrifugal force acts.
In the above case, the hydraulic cylinder does not necessarily generate an expansion / contraction force, but only needs to perform the braking function by the hydraulic lock. The reason is that even if no other force is applied to the movable eccentric weight, it moves in the “total eccentric moment increasing direction” by centrifugal force.
For example, when the movable eccentric weight is urged in the anti-centrifugal force direction by a tension spring or a long and slender member having rubber elasticity, it can be automatically controlled by the balance between "the centrifugal force that changes with the rotation speed" and the urging force. It is.
Furthermore, the action line of the centrifugal force generated on the movable eccentric weight and the action line of the centrifugal force generated on the fixed eccentric weight intersect at one point on the center line of the rotating shaft.
For this reason, the above-mentioned centrifugal force does not produce a couple that tries to tilt the direction of the rotation axis. Since such a couple does not occur, there is no fear of the so-called “slashing motion” of the rotating shaft, and the vibration is quiet and stable.
[0088]
Claim6InventionapparatusAccording to this, the increase / decrease adjustment of the vibration generating force is automatically performed, and the trouble of the occurrence of resonance in the low speed rotation region can be prevented beforehand and completely.
That is, when the rotary exciter is at rest and when the operation is started, the movable eccentric weight is biased by a spring or a rubber elastic member to approach the rotation shaft, and the fixed eccentric weight The total eccentric moment is zero.
Therefore, when the rotation is started, the excitation force is zero.
Since the eccentric weight mechanism has a moment of inertia, even if a driving force is applied to the rotating shaft, the rated rotating speed is not instantaneously reached, and the rotating speed gradually increases.
As the rotational speed increases, the centrifugal force received by the eccentric weight gradually increases.
However, as long as the magnitude of the centrifugal force does not reach the mounting load of the spring or rubber elastic member, it cannot move in the direction away from the rotating shaft.
The centrifugal force further increases to reach the above-described mounting load, and beyond this, the movable eccentric weight is separated from the rotating shaft. As a result, the total center of gravity with respect to the fixed eccentric weight is separated from the axis of the rotation shaft, and a total eccentric moment with the fixed eccentric weight is generated, so that an exciting force is generated for the first time.
In this way, no exciting force is generated until a predetermined rotational speed (the rotational speed at which the centrifugal force becomes equal to the mounting load) is reached. That is, it is possible to pass through a predetermined low-speed rotation region with zero excitation force.
[0089]
Claim7The inventive method of claim6When applied to the method of the present invention, the vibration generating characteristics can be changed quickly and easily, and can be adapted to various working conditions.
That is, it is possible to arbitrarily select the minimum rotation speed that generates the vibration force and the minimum rotation speed at which the total eccentric moment reaches the maximum value.
According to the invention of the eighth aspect, as described above, it is possible to “make the excitation force zero at a predetermined rotational speed or less”. By applying the ninth aspect, the “predetermined rotational speed” can be arbitrarily and quickly changed easily.
According to the eighth aspect of the invention, the total eccentric moment is maximized at a rotational speed at which the “biasing force by the spring or rubber elastic member” and the centrifugal force are balanced. By applying the ninth aspect of the present invention, it is possible to change and adjust the “balanced rotational speed” arbitrarily and quickly and easily.
In this way, the excitation characteristics can be adjusted according to various working conditions, and the versatility of the vibrator can be improved.
[0090]
Claim8According to the inventive device, the reciprocating motion can be reliably guided in the “direction approaching / separating from the rotation axis” with a simple configuration, and the movable eccentric weight rotates with the approaching / separating motion. There is no fear of going out of phase.
The present invention basically moves the movable eccentric weight in a direction perpendicular to the rotation axis on the assumption that the phase difference of the movable eccentric weight with respect to the fixed eccentric weight is kept constant (180 degrees). Therefore, a structure in which the phase does not change with the operation of the movable eccentric weight is very useful. However, this does not prevent the phase difference control from being used together for some purpose.
[0091]
Claim9According to the inventive device, the movable eccentric weight can be accurately guided with a simple configuration, and the z-coordinate values of the center of gravity of the movable eccentric weight and the center of gravity of the fixed eccentric weight are equalized. be able to. Thereby, generation | occurrence | production of the couple which tries to incline a rotating shaft with respect to az coordinate axis | shaft can be prevented.
Further, according to the configuration of the eleventh aspect, the stroke end in the direction in which the movable eccentric weight approaches the rotation shaft can be easily and reliably regulated by the contact with the fixed eccentric weight.
Since the structure is simple, the manufacturing cost is low, the operation reliability is high, and the durability is excellent.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is an exploded perspective view showing a main part of one embodiment of an exciting force control apparatus according to the present invention, with a schematic diagram of a tension spring and coordinate axes added, and a chain line arrow indicating an assembly relationship written therein .
2 is an exploded perspective view of the embodiment shown in FIG. 1, wherein (A) shows a movable eccentric weight, and (B) shows a rotating shaft and a fixed eccentric weight, respectively. The movable eccentric weight of (A) above is shown as divided into upper, middle, and lower three stages in thought experiment. Between the exploded views (A) and (B), the y-axis is common, and the z-axis is drawn in two parts. In the assembled state, the z-axis and the z′-axis overlap to form one z-axis.
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1; FIG. 3A is a diagram showing a total eccentric moment when the total center of gravity of the components in the illustrated range is located on the z axis; (B) is a perspective view depicting a state in which the excitation force has disappeared due to zero, and (B) is a state in which the movable eccentric weight moves in the y-axis direction due to centrifugal force from the above state, and the total center of gravity position is above the z-axis. FIG. 6 is a perspective view illustrating a state in which a total eccentric moment is generated apart.
FIG. 4 is a perspective view illustrating the assembly state of the vibration control device according to the embodiment shown in the exploded and divided perspective view in FIG. 2 described above, in which the movable eccentric weight is It is divided into three stages, middle and lower, where (A) is a balanced state where the total eccentric moment is zero, and (B) is a vibrating state.
FIG. 5 is a schematic exploded perspective view for explaining a means for guiding the movable eccentric weight in a direction perpendicular to the rotation axis, and members not directly related to the guide of the movable eccentric weight are as follows. It is the figure which abbreviate | omitted illustration and added the coordinate axis about each of the component part disassembled and spaced apart.
6 is an exploded perspective view illustrating an embodiment of a variable vibration generator described as a first invention in a publicly known document (Japanese Patent Laid-Open No. 4-60015). FIG. It is a raised figure.
7 is a chart showing the vibration generation characteristics of the variable vibration generator according to the conventional example shown in FIG. 6 described above, in which the horizontal axis represents the rotational speed and the vertical axis represents the centrifugal force, and the fixed eccentric weight The centrifugal force generated on the movable eccentric weight is drawn with a dashed line, and the resultant force of both centrifugal forces is drawn with a broken line.
FIG. 8 is a front view of an essential part schematically illustrating a variable vibration generator described as a second invention in the above-mentioned known document.
FIG. 9 is a front view schematically illustrating a variable vibration generator described as a third invention in the known document.
FIG. 10 is described as the fourth invention in the above-mentioned known document, and is shown as FIG. 8. FIG. 10A shows a case where a pair of fixed eccentric weights are rotated in the direction of arrow L to maximize the eccentric moment. FIG. 7B is a perspective view depicting a state where the eccentric moment is minimized by rotating in the direction of arrow R. FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Fixed eccentric weight
1a ... Weight
1b ... Bearing hole
1c ... Bearing bracket
2 ... Rotation axis
3 ... Moveable eccentric weight
3a-1, 3a-2... Balance section (top)
3b-1, 3b-2... Balance section (bottom)
3c: Eccentric part (middle stage)
3d ... Connecting plate bearing bracket
3e ... Slotted bearing hole
3f ... Connecting plate bearing bracket
3g ... Slotted bearing hole
4 ... Tension spring
5 ... Guide board
11 ... Fixed eccentric weight
12 ... Guide protrusion
13 ... Moveable eccentric weight
14 ... Lid guide
15 ... Balance spring
16 ... Prickly rotating body
17 ... Eccentric shaft
18 ... Moveable eccentric weight
19 ... Fluid cylinder
20 ... Fluid piping
21 ... Fixed eccentric weight
22 ... Moveable eccentric weight
23: Fixed eccentric weight
24 ... Locking rod
25. Locking groove
Cy ... Hydraulic cylinder
F ... Centrifugal force
G1, G2... Center of gravity of conventional movable eccentric weight
Ga: Center of gravity of the upper continuous member
ga ... The center of gravity of the upper balance
Gb: Center of gravity of the lower connecting member
gb: Center of gravity of the lower member
Gc: Total center of gravity of members constituting the middle stage
gc: Center of gravity of fixed eccentric weight
h: Direction in which the movable eccentric weight of the conventional example swings due to centrifugal force
H1... Cuts with a fixed eccentric weight divided in half in the thickness direction
H2... Cut with the eccentric part of the movable eccentric weight divided in two in the thickness direction
L: Direction of rotation of the conventional fixed eccentric weight
O1... Rotation center of conventional rotating body
O2... Center of eccentric shaft provided on conventional rotating body
t: Thickness dimension of the balance part of the movable eccentric weight
R: Direction of rotation of conventional fixed eccentric weight
yz: Side of bearing bracket of fixed eccentric weight
Claims (9)
固定偏心重錘を回転軸に対して固着するとともに、可動偏心重錘を上記回転軸に対して、その軸心と垂直な方向に移動できるように取り付け、
運転を開始するときは、固定偏心重錘と可動偏心重錘との総合重心を、回転軸の軸心上に位置せしめて、総合偏心モーメントがゼロの状態で該回転軸の回転駆動を開始し、
上記回転軸の回転速度を増速して所定回転速度以上になったとき、前記総合重心を回転軸の軸心から離間させて総合偏心モーメントを発生させ、
かつ、運転停止のために減速して所定回転速度以下になったとき、前記総合重心の位置を回転軸の軸心に接近させて総合偏心モーメントを減少させ、
上記総合偏心モーメントがゼロになった状態で回転を停止する起振力の制御方法において、
前記固定偏心重錘の重心を通り、回転軸に直交する平面を想定し、可動偏心重錘の重心を、常に上記仮想の平面上に位置せしめるように該可動偏心重錘を案内して、
可動偏心重錘に生じる遠心力の作用線と、固定偏心重錘に生じる遠心力の作用線とを同一直線上に位置せしめることにより、
回転軸を傾けるように作用する偶力の発生を防止することを特徴とする、起振力の制御方法。 When controlling the vibratory force of the rotary exciter with a fixed eccentric weight and the movable eccentric weight,
The fixed eccentric weight is fixed to the rotation axis, and the movable eccentric weight is attached to the rotation axis so as to be movable in a direction perpendicular to the axis.
When starting operation, position the total center of gravity of the fixed eccentric weight and the movable eccentric weight on the axis of the rotating shaft, and start rotating the rotating shaft with the total eccentric moment being zero. ,
When the rotational speed of the rotating shaft is increased to a predetermined rotational speed or more, the total center of gravity is separated from the axis of the rotating shaft to generate a total eccentric moment,
And when decelerating to stop operation and below the predetermined rotational speed, the position of the total center of gravity is brought closer to the axis of the rotation axis to reduce the total eccentric moment,
In the control method of the excitation force that stops the rotation when the total eccentric moment becomes zero ,
Assuming a plane that passes through the center of gravity of the fixed eccentric weight and is orthogonal to the rotation axis, guide the movable eccentric weight so that the center of gravity of the movable eccentric weight is always located on the virtual plane,
By locating the line of centrifugal force acting on the movable eccentric weight and the line of centrifugal force acting on the fixed eccentric weight on the same straight line,
Characterized in that to prevent the occurrence of the couple that acts to tilt the rotation axis, the control method of the excitation force.
かつ、上記可動偏心重錘の重心が回転軸に対して最も接近している状態で、
該スプリングまたはゴム弾性部材に初期荷重を与えておき、
可動偏心重錘に発生する遠心力の大きさが上記初期荷重に達しないうちは、該可動偏心重錘が回転軸に対して最も接近した位置に在り、上記遠心力が上記初期荷重を越えたとき回転軸から離間させることを特徴とする、請求項１に記載した起振力の制御方法。A spring or rubber elastic member that urges the movable eccentric weight to approach the rotating shaft is provided,
And, in a state where the center of gravity of the movable eccentric weight is closest to the rotation axis,
An initial load is applied to the spring or rubber elastic member,
As long as the magnitude of the centrifugal force generated in the movable eccentric weight does not reach the initial load, the movable eccentric weight is in the position closest to the rotating shaft, and the centrifugal force exceeds the initial load. characterized in that to separate from the rotating shaft, the control method of the excitation force, as set forth in claim 1.
弾性率および自由長の少なくとも何れか一つを異にする交換部品を準備しておき、必要に応じてスプリングまたはゴム弾性部材を交換することによって、当該回転式起振機の回転速度−起振力特性を調整することを特徴とする、請求項２に記載した起振力の制御方法。The spring or rubber elastic member is attached to the fixed eccentric weight and the movable eccentric weight in advance so as to be detachable and replaceable,
By preparing replacement parts with different elastic modulus and / or free length, and replacing the spring or rubber elastic member as necessary, the rotational speed-vibration of the rotary exciter is obtained. The method for controlling an excitation force according to claim 2 , wherein force characteristics are adjusted.
回転軸（２）をｚ方向ならしめるとともに、可動偏心重錘（３）が該回転軸に対して接近・離間する方向をｙ方向ならしめて、該可動偏心重錘をｘ方向に見たとき、
可動偏心重錘の輪郭を概要的にコの字状に形成し、
コの字の平行２辺に相当する構成部分（３ｄ）によって固定偏心重錘１を緩やかに挟みつけて、「当該可動偏心重錘の回転軸に対する接近・離間動」を案内することを特徴とする、請求項１ないし請求項３の何れかに記載した起振力の制御方法。Assuming Cartesian coordinates x, y, z
When the rotational axis (2) is aligned in the z direction, the direction in which the movable eccentric weight (3) approaches / separates from the rotational axis is aligned in the y direction, and the movable eccentric weight is viewed in the x direction,
The outline of the movable eccentric weight is roughly formed in a U shape,
The fixed eccentric weight 1 is gently sandwiched by the components (3d) corresponding to the two parallel sides of the U-shape to guide the “approach / separation movement of the movable eccentric weight with respect to the rotation axis”. to, the control method of the excitation force described in any one of claims 1 to 3.
固定偏心重錘（１）に、軸受孔（１ｂ）を有する軸受ブラケット（１ｃ）が設けられているとともに、該軸受孔に回転軸（２）が嵌合固着されており、
可動偏心重錘（３）は上記回転軸に対して、該回転軸の軸心方向（ｚ）と直角な方向（ｙ）に往復移動可能に取り付けられるとともに、
該可動偏心重錘の重心を回転軸に接近・離間させる方向の力を与える手段が設けられていて、
上記可動偏心重錘の重心が回転軸の軸心に対して最も接近した状態において、該可動偏心重錘と固定偏心重錘との総合重心が回転軸の中心線上に位置しており、
かつ、前記固定偏心重錘（１）の重心を通り、回転軸（２）の中心線に直交する平面（Ｈ１）を想定し、
可動偏心重錘（３）の重心が、常に上記仮想の平面（Ｈ１）の上に位置するように案内する手段が設けられていることを特徴とする、起振力の制御装置。In a device for controlling the excitation force of a rotary exciter having a fixed eccentric weight and a movable eccentric weight,
The fixed eccentric weight (1) is provided with a bearing bracket (1c) having a bearing hole (1b), and the rotary shaft (2) is fitted and fixed to the bearing hole.
The movable eccentric weight (3) is attached to the rotating shaft so as to be able to reciprocate in a direction (y) perpendicular to the axial direction (z) of the rotating shaft,
Means is provided for applying a force in a direction to move the center of gravity of the movable eccentric weight toward and away from the rotation axis,
In a state where the center of gravity of the movable eccentric weight is closest to the axis of the rotating shaft, the total center of gravity of the movable eccentric weight and the fixed eccentric weight is located on the center line of the rotating shaft ,
And assuming a plane (H1) passing through the center of gravity of the fixed eccentric weight (1) and orthogonal to the center line of the rotation axis (2),
An apparatus for controlling an excitation force, characterized in that a means for guiding the center of gravity of the movable eccentric weight (3) to be always located on the virtual plane (H1) is provided .
かつ、前記可動偏心重錘が回転軸に対して最も接近した状態において、前記のスプリングまたはゴム弾性部材が取付荷重を与えられていて、
前記可動偏心重錘に作用する遠心力が上記取付荷重以下の状態では該可動偏心重錘の重心が回転軸に最接近した位置を保ち、上記遠心力が取付荷重を越えたとき、該可動偏心重錘が回転軸から離れる方向に移動し始める構造であることを特徴とする、請求項５に記載した起振力の制御装置。The means for applying a force to the movable eccentric weight is composed of a spring or a rubber elastic member, and is mounted between the fixed eccentric weight (1) and the movable eccentric weight (3).
And, in a state where the movable eccentric weight is closest to the rotation axis, the spring or the rubber elastic member is given a mounting load,
When the centrifugal force acting on the movable eccentric weight is equal to or less than the mounting load, the center of gravity of the movable eccentric weight is kept closest to the rotating shaft, and when the centrifugal force exceeds the mounting load, the movable eccentric weight 6. The apparatus for controlling an excitation force according to claim 5 , wherein the weight starts to move in a direction away from the rotation axis.
かつ、弾性係数または自由長の少なくとも何れか片方を異にする交換用部品との組み合わせから成ることを特徴とする、請求項６に記載した起振力の制御装置。The spring or rubber elastic member has a structure that can be attached to and detached from the fixed eccentric weight and the movable eccentric weight.
The apparatus for controlling an excitation force according to claim 6 , comprising a combination with a replacement part having at least one of an elastic coefficient and a free length.
記の可動偏心重錘（３）に、固定偏心重錘（１）と摺動自在に接触する案内部材（５）が取り付けられていることを特徴とする、請求項５ないし請求項７の何れかにに記載した起振力の制御装置。The movable eccentric weight (3) is provided with a slot-shaped bearing hole (3e) that is slidably fitted to the rotating shaft (2), and
The serial movable eccentric weight (3), characterized in that the guide member (5) is attached to a fixed eccentric weight (1) and slidably contact with any of claims 5 to 7 A device for controlling the vibration force described in Crab.
回転軸（２）をｚ軸方向ならしめるとともに、該回転軸（２）に対する可動偏心重錘（３）の移動方向をｙとして、該可動偏心重錘をｘ軸方向に視たとき、
概要的にコの字状の輪郭を有していて、
コの字の平行２辺に相当する構成部分が、前記の固定偏心重錘（１）を緩やかに挟みつけていることを特徴とする、請求項８に記載した起振力の制御装置。Assuming Cartesian coordinate axes x, y, z
When the rotational axis (2) is aligned in the z-axis direction, and the moving direction of the movable eccentric weight (3) relative to the rotational axis (2) is y, the movable eccentric weight is viewed in the x-axis direction,
In general, it has a U-shaped outline,
9. The apparatus for controlling an excitation force according to claim 8 , wherein a component corresponding to two parallel sides of the U-shape gently sandwiches the fixed eccentric weight (1).
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