JPS6363762B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧式振動発生装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a hydraulic vibration generator.

油圧式振動発生装置は、対抗する二つの給排油
室を備え二つの部材を相対的に往復動させる複動
油圧アクチユエータと、この複動油圧アクチユエ
ータの前記二つの給排油室へ交互に作動油を給排
制御する給排制御装置とから構成されている。こ
の種の油圧式振動発生装置のより具体的な一例を
第１図に基づいて説明する。この例では複動油圧
アクチユエータＡは、内部に円筒中空部１を備え
たシリンダ２と、シリンダ２の円筒中空部１へ摺
動自在に嵌挿され円筒中空部１を二つの対抗する
給排油室３，４に区画するピストン５、およびピ
ストン５の動きをシリンダ２外へ導出するピスト
ンロツド６とから構成されている。一方この複動
油圧アクチユエータＡの前記対抗する給排油室
３，４へ交互に作動油を給排制御する給排制御装
置Ｂは、複動油圧アクチユエータＡの対抗する二
つの給排油室３，４に夫々接続される油路７，
８、油圧供給源に接続される供給油路９、および
排出油路１０間に介装されたロータリ弁１１とこ
のロータリ弁１１を回転駆動する油圧モータ１２
で構成されている。そして、この給排制御装置Ｂ
は、ロータリ弁１１の供給油路９に圧油を供給す
ると共に、油圧モータ１２によりロータリ弁１１
を回転駆動することにより複動油圧アクチユエー
タＡの対抗する油室３，４へ交互に作動油を給排
し、その結果、複動油圧アクチユエータＡのシリ
ンダ２と、ピストン５並びにピストンロツド６間
に相対的な往復振動を生ぜしめるものである。複
動油圧アクチユエータＡの上記往復振動の振動数
は油圧モータ１２の回転数すなわちロータリ弁１
１の切換速度に正比例するので、油圧モータ１２
を経過する油量を調整することで、所望の振動数
を得ることができる。この調整は油圧モータ１２
の直後段の排出油路に介装した電気的に遠隔操作
可能な流量制御弁１３で行うようになつている。
また振動振巾は、ロータリ弁１１を経過して流れ
る油量に比例するので、この油量を調節すること
で所望の振巾を得ることができる。この調整は流
量制御弁１４で行うようになつている。この第１
図の例の割合、複動油圧アクチユエータＡの相対
的に往復動する二つの部材の一方がシリンダ２で
あり、他方の部材がピストン５とピストンロツド
６である。 The hydraulic vibration generator includes a double-acting hydraulic actuator that has two opposing oil supply and drainage chambers that relatively reciprocates two members, and a double-acting hydraulic actuator that alternately operates the two oil supply and discharge chambers of the double-acting hydraulic actuator. It is composed of a supply and discharge control device that controls the supply and discharge of oil. A more specific example of this type of hydraulic vibration generator will be explained based on FIG. 1. In this example, the double-acting hydraulic actuator A includes a cylinder 2 having a cylindrical hollow part 1 inside, and a cylinder 2 which is slidably inserted into the cylindrical hollow part 1 and which connects the cylindrical hollow part 1 with two opposing oil supply and drainage channels. It consists of a piston 5 that is divided into chambers 3 and 4, and a piston rod 6 that guides the movement of the piston 5 out of the cylinder 2. On the other hand, a supply and discharge control device B that alternately controls the supply and discharge of hydraulic oil to the opposing oil supply and discharge chambers 3 and 4 of the double-acting hydraulic actuator A is configured to control the supply and discharge of hydraulic oil to the opposing oil supply and discharge chambers 3 and 4 of the double-acting hydraulic actuator A. , 4 respectively connected to oil passages 7,
8. A rotary valve 11 interposed between a supply oil passage 9 and a discharge oil passage 10 connected to a hydraulic pressure supply source, and a hydraulic motor 12 that rotationally drives the rotary valve 11.
It consists of And this supply/discharge control device B
supplies pressure oil to the supply oil path 9 of the rotary valve 11, and also supplies the rotary valve 11 with the hydraulic motor 12.
By rotating and driving the hydraulic oil, hydraulic oil is alternately supplied and discharged to the opposing oil chambers 3 and 4 of the double-acting hydraulic actuator A, and as a result, there is a relative gap between the cylinder 2 of the double-acting hydraulic actuator A, the piston 5, and the piston rod 6. This causes reciprocating vibrations. The frequency of the reciprocating vibration of the double-acting hydraulic actuator A is equal to the rotational speed of the hydraulic motor 12, that is, the rotary valve 1.
Since the switching speed of hydraulic motor 12 is directly proportional to the switching speed of
By adjusting the amount of oil passing through, the desired frequency can be obtained. This adjustment is carried out by the hydraulic motor 12.
This is performed by an electrically remotely controllable flow rate control valve 13 that is installed in the discharge oil path immediately after the .
Furthermore, since the amplitude of vibration is proportional to the amount of oil flowing past the rotary valve 11, a desired amplitude can be obtained by adjusting the amount of oil. This adjustment is performed by a flow rate control valve 14. This first
In the illustrated example, one of the two relatively reciprocating members of the double-acting hydraulic actuator A is the cylinder 2, and the other member is the piston 5 and the piston rod 6.

このように構成した油圧振動発生装置は、極め
て簡単な構造であり、しかもその振動数並びに振
動振巾を自在に調節できるので、広範な用途をも
つている。例えば、振動抗打機あるいは振動ロー
ラの起振部に用いその振動並びに振動振巾を任意
に調節することで最高の作業効率を期待すること
ができるものである。 The hydraulic vibration generator constructed in this manner has a very simple structure, and its vibration frequency and vibration amplitude can be freely adjusted, so that it has a wide range of uses. For example, the highest work efficiency can be expected by using it in the vibrating part of a vibrating hammer or a vibrating roller and adjusting the vibration and vibration amplitude as desired.

しかしながら、上記の如き従来の油圧式振動発
生装置は、相対的に往復振動する二つの部材すな
わち、複動油圧アクチユエータＡのシリンダ２と
ピストン５並びにピストンロツド６間の、相対的
な往復振動域が、二つの給排油室３，４に充満し
た作動油のみにより規定されるようになつてお
り、且つこれら二つの給排油室３，４への給排制
御装置Ｂからの作動油の給排量が必ずしも同一の
給排量に計量されている訳ではないので、油圧振
動発生装置を振動駆動すると、ピストン４が振動
しながらシリンダ２内をドリフトするという問題
がある。特に二つの部材間に振動方向の偏寄力が
作用している場合（例えば、油圧式振動発生装置
を振動杭打機に使用する場合、この油圧式振動発
生装置が地中に鉛直に打ち込まれる杭の上端部に
当該杭の長手方向に沿う振動すなわち鉛直方向の
振動を付与するよう、油圧式振動発生装置の一方
の部材を杭の上端部に連結するのであるが、この
とき他方の部材には重力による下向きの偏寄力が
作用しており、その結果油圧式振動発生装置の二
つの部材間に振動方向の偏寄力が作用してい
る。）、二つの部材の一方たるピストン４が他方の
部材たるシリンダ２の一方の端壁に衝突しながら
振動することになり、その結果騒音（塙打音）を
発するばかりでなく、一方の部材（シリンダ２又
はピストン５並びにピストンロツド６）に対する
他方の部材（ピストン５並びにピストンロツド６
又はシリンダ２）の振動波形（縦軸に二つの部材
間の相対的変位量、横軸に時間をとつた座標に表
わしたもの）は理相的な正弦波形とはほど遠いも
のとなつていた。 However, in the conventional hydraulic vibration generator as described above, the relative reciprocating vibration range between the two members that reciprocate relatively, that is, the cylinder 2 and piston 5 of the double-acting hydraulic actuator A, and the piston rod 6, is It is regulated only by the hydraulic oil filled in the two oil supply and drainage chambers 3 and 4, and the supply and discharge of hydraulic oil from the supply and discharge control device B to these two oil supply and discharge chambers 3 and 4 is controlled. Since the amounts are not necessarily metered to be the same amount of supply and discharge, there is a problem that when the hydraulic vibration generator is driven to vibrate, the piston 4 drifts inside the cylinder 2 while vibrating. Especially when a biased force in the vibration direction is acting between two members (for example, when a hydraulic vibration generator is used in a vibratory pile driver, the hydraulic vibration generator is driven vertically into the ground). One member of the hydraulic vibration generator is connected to the upper end of the pile so as to apply vibration along the longitudinal direction of the pile, that is, vibration in the vertical direction, to the upper end of the pile. ), a downward biasing force due to gravity is acting, and as a result, a biasing force in the vibration direction is acting between the two members of the hydraulic vibration generator), and the piston 4, which is one of the two members, is The cylinder 2, which is the other member, vibrates while colliding with one end wall of the other member, and as a result, not only does it generate noise (hitting sound), but it also causes damage to one member (the cylinder 2 or the piston 5 and the piston rod 6). members (piston 5 and piston rod 6)
Or, the vibration waveform of cylinder 2) (expressed in coordinates with the relative displacement between two members on the vertical axis and time on the horizontal axis) was far from a logical sine waveform.

また従来の油圧式振動発生装置は、大きな振動
抵抗力に突発的に遭遇したとき、複動型油圧アク
チユエータＡの二つの部材のうち一方の部材（シ
リンダ２又はピストン５並びにピストンロツド
６）に対する他方の部材（ピストン５並びにピス
トンロツド６又はシリンダ２）の相対振動振巾が
急激に減少し、例え前記振動抵抗力が一時的なも
のであるにせよ充分な振動振巾を保持し得ない欠
点を有している。 In addition, when a conventional hydraulic vibration generator suddenly encounters a large vibration resistance force, one of the two members (cylinder 2 or piston 5 and piston rod 6) of the double-acting hydraulic actuator A is The relative vibration amplitude of the members (piston 5 and piston rod 6 or cylinder 2) rapidly decreases, and even if the vibration resistance force is temporary, it has the disadvantage that a sufficient vibration amplitude cannot be maintained. ing.

本発明の目的は上述の如き従来の油圧式振動発
生装置の欠点に鑑み、複動型油圧アクチユエータ
Ａの相対的に往復動する二つの部材の一方の部材
に対する他方の部材の振動振巾の中心位置を常に
一定に保持すると共に、より正弦波形に近い振動
波形を出力する油圧式振動発生装置を提供するこ
とにある。 In view of the above-mentioned drawbacks of the conventional hydraulic vibration generator, an object of the present invention is to solve the problem of the center of the vibration amplitude of one of the two relatively reciprocating members of the double-acting hydraulic actuator A with respect to the other member. It is an object of the present invention to provide a hydraulic vibration generator that always maintains a constant position and outputs a vibration waveform closer to a sine wave.

この目的を達成するため、本発明は、油圧式振
動発生装置の複動油圧アクチユエータの相対的に
往復振動する前記二つの部材のうち一方の部材に
対して他方の部材を、対抗する油圧バネによつて
振動振巾の中央位置に保持するよう構成したので
ある。 To achieve this object, the present invention provides a hydraulic vibration generating device in which one of the two relatively reciprocally vibrating members of a double-acting hydraulic actuator of a hydraulic vibration generator is connected to an opposing hydraulic spring. Therefore, it was constructed so as to be held at the center position of the vibration amplitude.

本発明の他の目的は、油圧式振動発生装置が、
突発的な大きな振動抵抗力に遭遇したとしてもそ
れが一時的なものであれば、急激な振動振巾の減
少をきたすことなくほゞ一定の振動振巾を保持し
うる新規な油圧式振動発生装置を提供することに
ある。 Another object of the present invention is that the hydraulic vibration generator comprises:
Even if you encounter a sudden large vibration resistance force, if it is only temporary, a new hydraulic vibration generator that can maintain a nearly constant vibration amplitude without causing a sudden decrease in vibration amplitude. The goal is to provide equipment.

この目的を達成するため、本発明は、油圧式振
動発生装置の複動式油圧アクチユエータの相対的
に往復振動する二つの部材のうち一方の部材に対
して他方の部材を振動振巾の中央位置に保持する
ための対抗する油圧バネの夫々に、バネ定数変更
手段を取り付けて構成したのである。 In order to achieve this object, the present invention has two members of a double-acting hydraulic actuator of a hydraulic vibration generating device that vibrate reciprocally relative to each other, one of which is moved to the center position of the vibration amplitude. A spring constant changing means is attached to each of the opposing hydraulic springs for holding the spring constant.

このように構成することにより、油圧式振動発
生装置を組み込んだ振動機械の個有振動数を、任
意に調整することができるので、振動機械を共振
状態のもとで振動駆動することができるのであ
る。そして共振状態のもとで振動駆動される振動
機械における油圧式振動発生装置中には、振動エ
ネルギーが蓄積されているので、振動機械が突発
的な振動低抗力に遭遇してもその振動振巾が可及
的に保持されるのである。 With this configuration, the unique frequency of the vibrating machine incorporating the hydraulic vibration generator can be adjusted as desired, so the vibrating machine can be vibrated and driven under a resonant state. be. In addition, vibration energy is stored in the hydraulic vibration generator of a vibrating machine that is vibrated under a resonant state, so even if the vibrating machine encounters a sudden low vibration resistance, the vibration amplitude will be reduced. is maintained as much as possible.

以下本発明の実施例を第２図〜第３図に基づい
て詳細に説明する。以下の説明において用いる符
号Ａ，Ｂ，１〜１４は、第１図の従前の油圧式振
動発生装置の説明において用いたものと同義であ
るので、前述の説明をそのまゝ援用する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 2 and 3. The symbols A, B, and 1 to 14 used in the following description have the same meanings as those used in the description of the conventional hydraulic vibration generator shown in FIG. 1, so the above description will be used as is.

（第１の発明） 第２図において、油圧式振動発生装置の複動式
油圧アクチユエータＡの相対的に往復振動する二
つの部材（シリンダ２と、ピストン５並びにピス
トンロツド６）の一方の部材（シリンダ２）に対
して他方の部材（ピストン５並びにピストンロツ
ド）を対抗する油圧バネ１５および１６によつて
振動振巾の中央位置に保持するよう構成してい
る。油圧バネ１５および１６は、一方の部材たる
シリンダ２の下方に連設し、円筒中空部１と同心
的な円筒中空部１７を有する流体容器１８と、こ
の流体容器１８の円筒中空部１７に油密摺動自在
に嵌挿した活塞１９とから構成されている。活塞
１９は当該活塞１９により区画された作動油の充
満した上方の油室２０と作動油の充満した下方の
油室２１とに対し夫々有効受圧面を形成してい
る。油室２０を画定する流体容器１８と油室２０
に充満した作動油並びに油室２０内の油圧に対し
て有効受圧面を形成する活塞１９は前記対抗する
油圧バネのうち一方の油圧バネ１５を構成し、ま
た、油室２１を画定する流体容器１８と油室２１
に充満した作動油並びに油室２１内の油圧に対し
て有効受圧面を形成する活塞１９は前記対抗する
油圧バネのうち他方の油圧バネ１６を構成する。
活塞１９は流体容器１８の円筒中空部１７を貫い
て下方に伸びるピストンロツド６即ち複動型油圧
アクチユエータＡの相対的に往復振動する二つの
部材（シリンダ２とピストン５並びにピストンロ
ツド６）のうち他方の部材に連動連結している、
対抗する油圧バネ１５および１６は複動型油圧ア
クチユエータＡの相対的に往復振動する二つの部
材のうち一方の部材に対して他方の部材を振動振
巾の中央位置に保持するよう、夫々その油室２０
および２１に充満した作動油の量並びに圧力を調
整してある。油室２０および油室２１内の作動油
量並びに圧力の調整は、油圧式振動発生装置を停
止すると共にシリンダ１に対してピストン５並び
にピストンロツド６を振動中心に位置せしめ、こ
の状態で油室２０および２１に作動油を充填する
ことで達成される。この充填は大気圧にて充填し
ても良いが、活塞１９が振動するとき油室２０お
よび２１内の油圧が負圧となつてキヤビテーシヨ
ンを起すことがないようにこれら油室２０および
２１内の作動油の圧力を充分に与圧し、この与圧
状態で前記油圧バネ１５および１６が互いにバラ
ンスするよう構成することがより好ましいもので
ある。(First invention) In Fig. 2, one member (cylinder 2), the other members (piston 5 and piston rod) are held at the center position of the vibration amplitude by opposing hydraulic springs 15 and 16. Hydraulic springs 15 and 16 are connected below the cylinder 2 which is one member, and include a fluid container 18 having a cylindrical hollow part 17 concentric with the cylindrical hollow part 1, and a fluid container 18 that is connected to a fluid container 18 having a cylindrical hollow part 17 concentric with the cylindrical hollow part 1; It consists of an active plug 19 that is slidably inserted therein. The active plug 19 forms an effective pressure receiving surface for an upper oil chamber 20 filled with hydraulic oil and a lower oil chamber 21 filled with hydraulic oil, which are partitioned by the active plug 19. Fluid container 18 and oil chamber 20 defining oil chamber 20
The active block 19, which forms an effective pressure receiving surface for the hydraulic oil filled with the oil chamber 20 and the hydraulic pressure in the oil chamber 20, constitutes one of the hydraulic springs 15 of the opposing hydraulic springs, and also serves as a fluid container that defines the oil chamber 21. 18 and oil chamber 21
The active block 19, which forms an effective pressure receiving surface for the hydraulic oil filled with the hydraulic fluid and the hydraulic pressure in the oil chamber 21, constitutes the other hydraulic spring 16 of the opposing hydraulic springs.
The active plug 19 penetrates the cylindrical hollow part 17 of the fluid container 18 and extends downward, i.e., the other of the two members (the cylinder 2, the piston 5, and the piston rod 6) that vibrate reciprocatingly in the double-acting hydraulic actuator A. Linked to parts,
Opposing hydraulic springs 15 and 16 each apply their own oil to one of the two relatively reciprocally vibrating members of the double-acting hydraulic actuator A to hold the other member at the center position of the vibration amplitude. room 20
The amount and pressure of hydraulic oil filled in and 21 are adjusted. The amount and pressure of the hydraulic oil in the oil chamber 20 and the oil chamber 21 can be adjusted by stopping the hydraulic vibration generator and positioning the piston 5 and piston rod 6 at the center of vibration with respect to the cylinder 1. This is achieved by filling 21 with hydraulic oil. This filling may be done at atmospheric pressure, but in order to prevent the oil pressure in the oil chambers 20 and 21 from becoming negative pressure and causing cavitation when the active plug 19 vibrates, the oil pressure in the oil chambers 20 and 21 must be More preferably, the hydraulic oil is sufficiently pressurized and the hydraulic springs 15 and 16 are balanced with each other in this pressurized state.

複動型油圧アクチユエータの往復振動する二つ
の部材に上述の如く関連連結した対抗する油圧バ
ネ１５，１６は油圧式振動発生装置の振動駆動に
際して、上記二つの部材が相対的にドリフトする
のを防止することができ一方の部材と他方の部材
が機械的に干渉するという事態を回避できるもの
である。その結果、油圧式振動発生装置の発生す
る振動の振動波形は極めて正弦波形に近いものと
なる。 The opposing hydraulic springs 15 and 16 connected in relation to the two reciprocally vibrating members of the double-acting hydraulic actuator as described above prevent the two members from drifting relative to each other when the hydraulic vibration generator is driven to vibrate. This makes it possible to avoid mechanical interference between one member and the other member. As a result, the vibration waveform of the vibration generated by the hydraulic vibration generator becomes extremely close to a sinusoidal waveform.

第１の発明の油圧式振動発生装置は、以上の如
く構成し作用するものであるから、簡単な構造で
ありながら往復振動する二つの部材のドリフトを
防止し得るので、正弦波形に極めて良く近似する
振動を低騒音のもとに発生することができるもの
である。尚、付言しておくならば正弦波形の振動
を振動伝達効率上好ましいものであつて、正弦波
形に極めて近似した振動を発生する本発明の油圧
式振動発生装置を起振機とする振動機械、例えば
振動杭打機、振動ロードローラー等の効率を著し
く向上させることができるものである。 Since the hydraulic vibration generator of the first invention is constructed and operates as described above, it is possible to prevent the drift of the two members reciprocatingly vibrating even though it has a simple structure, so that it closely approximates a sine waveform. It is possible to generate vibrations with low noise. In addition, it should be noted that sinusoidal waveform vibration is preferable in terms of vibration transmission efficiency, and a vibrating machine using the hydraulic vibration generator of the present invention as an exciter, which generates vibration extremely close to a sinusoidal waveform, For example, the efficiency of vibrating pile drivers, vibrating road rollers, etc. can be significantly improved.

（第２の発明） 第２の発明は、第１の発明における油圧式振動
発生装置の発展例である。第１の発明にこの第２
の発明を実施した実施例を第３図に基づいて説明
する。上記第１の発明で用いた符号は第３図の説
明においてもそのまま採用する。第３図において
対抗する油圧バネ１５，１６の夫々はそのバネ定
数を変更するためのバネ定数変更手段２３，２４
を備えている。このバネ定数変更手続２３，２４
は同一構造であるので、ここでは油圧バネ１５の
バネ定数を変更するためのバネ定数変更手段２３
についてその構造を説明する。バネ定数変更手段
２３は、油圧バネ１５の油室２０に連なるシリン
ダ穴２５、このシリンダ穴２５に抜差自在に嵌挿
したプランジヤーピストン２６、およびプランジ
ヤーピストン２６を任意の抜差位置に固定するプ
ランジヤー固定装置２８から構成されている。そ
して、プランジヤー固定装置２８を調節して油室
２０の容積を変更することでバネ定数を変更しう
るようになつている。バネ定数変更手段２４を有
する油圧バネ１６も同様にその油室２１の容積を
変更することでバネ定数を変更しうるようになつ
ている。(Second invention) The second invention is a development example of the hydraulic vibration generator in the first invention. This second invention is added to the first invention.
An embodiment of the invention will be described based on FIG. 3. The reference numerals used in the first invention are also used in the explanation of FIG. 3 as they are. In FIG. 3, opposing hydraulic springs 15 and 16 each have spring constant changing means 23 and 24 for changing their spring constants.
It is equipped with This spring constant change procedure 23, 24
Since they have the same structure, the spring constant changing means 23 for changing the spring constant of the hydraulic spring 15 will be described here.
We will explain its structure. The spring constant changing means 23 includes a cylinder hole 25 connected to the oil chamber 20 of the hydraulic spring 15, a plunger piston 26 fitted into the cylinder hole 25 so as to be freely inserted and removed, and fixing the plunger piston 26 at an arbitrary insertion and removal position. It consists of a plunger fixing device 28. The spring constant can be changed by adjusting the plunger fixing device 28 and changing the volume of the oil chamber 20. Similarly, the spring constant of the hydraulic spring 16 having the spring constant changing means 24 can be changed by changing the volume of the oil chamber 21 thereof.

このように構成した油圧式振動発生装置は、そ
の給排制御装置Ｂを制御してシリンダ２とピスト
ン５並びにピストンロツド６を相対的に振動駆動
し、当該油圧式振動発生装置により振動駆動され
る振動機械を駆動するものであるが、給排制御装
置Ｂを調整することで振動機械が必要とする振動
数を得るに際し、その対抗する油圧バネ１５並び
に１６のバネ定数変更手段２３並びに２４を調節
し、この油圧式振動発生装置が組み込まれた振動
機械を含む振動系が持つ固有振動数を当該振動系
のコンプライアント要素たる油圧バネ１５並びに
１６のばね定数（コンプライアンスの逆数）を調
整することで、油圧式振動発生装置の発生振動数
に合致せしめ、もつて油圧式振動発生装置と振動
機械を共振状態にすることができるものである。 The hydraulic vibration generator configured as described above controls the supply/discharge control device B to relatively vibrate the cylinder 2, piston 5, and piston rod 6, and generates vibrations driven by the hydraulic vibration generator. When obtaining the vibration frequency required by the vibrating machine by adjusting the supply/discharge control device B, which drives the machine, the spring constant changing means 23 and 24 of the opposing hydraulic springs 15 and 16 are adjusted. By adjusting the spring constant (reciprocal of compliance) of the hydraulic springs 15 and 16, which are compliant elements of the vibration system, the natural frequency of the vibration system including the vibration machine in which this hydraulic vibration generator is incorporated can be adjusted. By matching the frequency of vibration generated by the hydraulic vibration generator, it is possible to bring the hydraulic vibration generator and the vibrating machine into a resonant state.

一般に、二つの集中質量体とこの間に介在した
コンプライアント要素からなる振動系に、この振
動系の固有の振動数に合致した振動数の振動力を
付与すると、当該振動系は前記振動力を共振して
振動する。このとき、振動力の入力エネルギー
は、振動系中に蓄積エネルギーとして蓄えられ
る。（この蓄積エネルギーは、振動系の一振動サ
イクル中のある瞬間には前記集中質量体の運動エ
ネルギーとして存在し、他の瞬間には前記コンプ
ライアント要素の蓄積エネルギーとして存在し、
更に他の瞬間には前記集中質量体の運動エネルギ
ーと前記コンプライアント要素の蓄積エネルギー
の双方として存在する。）したがつて、油圧式振
動発生装置を組み込んだ振動機械の個有振動数
を、油圧式振動発生装置の前記バネ定数変更手段
２３並びに２４を調整することで、油圧式振動発
生装置の任意の発生振動数において合致せしめる
ことができ、当該振動系中に振動エネルギーを蓄
積した状態で振動駆動することができるのであ
る。そして、このような状態（共振状態）で振動
駆動されている油圧式振動発生装置に、突発的な
振動抵抗力が作用したとしても、蓄積された前記
振動エネルギーによりその振動振巾が可及的に保
持されるのである。 Generally, when a vibration force with a frequency that matches the natural frequency of this vibration system is applied to a vibration system consisting of two lumped mass bodies and a compliant element interposed between them, the vibration system resonates with the vibration force. and vibrate. At this time, the input energy of the vibration force is stored as stored energy in the vibration system. (This stored energy exists as kinetic energy of the lumped mass at certain moments during one vibration cycle of the vibrating system, and as stored energy of the compliant element at other moments,
At still other moments it exists as both the kinetic energy of the lumped mass and the stored energy of the compliant element. ) Therefore, by adjusting the spring constant changing means 23 and 24 of the hydraulic vibration generator, the characteristic frequency of the vibration machine incorporating the hydraulic vibration generator can be adjusted to any desired frequency of the hydraulic vibration generator. It is possible to match the generated vibration frequencies, and it is possible to drive the vibration system in a state where vibration energy is accumulated in the vibration system. Even if a sudden vibration resistance force acts on the hydraulic vibration generator that is vibratingly driven in such a state (resonance state), the vibration amplitude can be reduced as much as possible by the accumulated vibration energy. It is maintained in

本発明油圧式振動発生装置を、振動抗打機の起
振部として用いる場合の例を第３図に基づいて更
に説明する。第３図において、ピストンロツド６
に下端には、杭Ｄを連結する杭連結装置Ｅを設け
ると共に、シリンダ２に振動反力部材としての充
分な質量をもたせる。杭連結装置Ｅで杭Ｄの頂部
を把持し、シリンダ２の頂部に取り付けた吊具下
をクレーン等の適宜の手段で吊り上げ、杭を地面
に立設する。こうして、油圧式振動発生装置を振
動駆動する。 An example of the case where the hydraulic vibration generator of the present invention is used as a vibrating part of a vibratory hammering machine will be further explained based on FIG. 3. In Fig. 3, the piston rod 6
A pile connecting device E for connecting the pile D is provided at the lower end of the cylinder 2, and the cylinder 2 is provided with a sufficient mass as a vibration reaction member. The top of the pile D is gripped by the pile connecting device E, and the bottom of the hanging tool attached to the top of the cylinder 2 is lifted up by an appropriate means such as a crane, and the pile is erected on the ground. In this way, the hydraulic vibration generator is driven to vibrate.

このとき、この振動系は、大略的に、シリンダ
２側の質量、ピストン５並びにピストンロツド６
側の質量（杭連結装置Ｅおよび杭Ｄの質量を含
む）およびこれら両質量の間に介在した油圧バネ
１５と１６からなる振動系とみなすことができ
る。したがつて、給排制御装置Ｂを調節して油圧
式振動発生装置の発生振動数を変更、あるいは油
圧バネ２３および２４のバネ定数変更手段を調節
して油圧バネ２３および２４のコンプライアンス
（バネ定数の逆数）を変更することで、当該振動
系の固有振動数と油圧式振動発生装置の発生振動
数を合致せしめて系を共振させる。このようにす
ることで、振動杭打機と杭を併せた振動系の蓄積
エネルギーを確保しながら杭打作業を行うことが
でき、杭の貫入部に突発的な大きな振動抵抗力が
作用したとしても、これに抗して杭先端部の振動
振巾を保持しうるものである。この杭先端部の振
動振巾の保持は、当該振動系の蓄積エネルギーが
消費されることで達成されるものである。このよ
うな、杭先端での振動振巾の確保は、杭打作業の
大巾な効率化をはかるものである。今、杭Ｄの長
さをＬ、杭中を伝わる音波の速度をＣとするとき
振動杭打機の発振部たる油圧式振動発生装置の発
生振動数がＣ／4Lに近づくと杭Ｄ自身が第３図に仮 相線で示す如く伸縮する（第３図仮相線は、杭Ｄ
の頂部を基準にして杭各部の長手方向相対変更位
置を便宜上横軸上にとつて表示したものである。
杭Ｄの頂端は、実際には静止しておらずある振巾
をもつて振動しているので、杭各部の長手方向絶
対変位量は、前記相対変位量と杭Ｄ頂部の振動振
巾量を重畳した値となる。）このような杭Ｄ自身
の伸縮を利用して杭先端に大きな振動振巾を生じ
させながら行う杭打工法をいわゆる共振杭打工法
と称しているが、このような共振打工法を実施す
る場合には、油圧振動発生装置の発生振動数を
Ｃ／4Lに近づけると共に、油圧バネ１５と１６のバ ネ定数を調節し、杭ＤがＣ／4Lで共振しながらシリ ンダ２側の質量、ピストン５並びにピストンロツ
ド６側の質量（杭連結装置Ｅおよび杭Ｄの質量を
含む。但しこの場合杭Ｄは集中質量として機能し
ない。）およびこれら両質量間に介在した油圧バ
ネ１５と１６からなる振動系についても共振状態
とするのである。この場合においても、杭Ｄの貫
入部に突発的な大きな振動抵抗力が作用したとし
ても、杭Ｄ先端での振動振巾を可及的に確保する
ことができるものである。 At this time, this vibration system roughly consists of the mass on the cylinder 2 side, the piston 5, and the piston rod 6.
It can be regarded as a vibration system consisting of the side mass (including the mass of the pile connecting device E and the pile D) and the hydraulic springs 15 and 16 interposed between these two masses. Therefore, the compliance (spring constant) of the hydraulic springs 23 and 24 can be adjusted by adjusting the supply/discharge control device B to change the frequency of vibration generated by the hydraulic vibration generator, or by adjusting the spring constant changing means of the hydraulic springs 23 and 24. By changing the reciprocal of , the natural frequency of the vibration system and the frequency generated by the hydraulic vibration generator are made to match, causing the system to resonate. By doing this, it is possible to perform pile driving work while securing the accumulated energy of the vibration system that combines the vibratory pile driver and the pile, and even if a sudden large vibration resistance force acts on the penetration part of the pile. Also, it is possible to maintain the vibration amplitude of the tip of the pile against this. This maintenance of the vibration amplitude of the tip of the pile is achieved by consuming the energy stored in the vibration system. Ensuring the vibration amplitude at the tip of the pile in this way greatly improves the efficiency of pile driving work. Now, when the length of the pile D is L and the speed of the sound wave propagating through the pile is C, when the frequency of the generated vibration of the hydraulic vibration generator, which is the oscillating part of the vibrating pile driver, approaches C/4L, the pile D itself It expands and contracts as shown by the pseudophase line in Fig. 3 (the pseudophase line in Fig. 3 is
For convenience, relative change positions in the longitudinal direction of each part of the pile are shown on the horizontal axis based on the top of the pile.
Since the top of pile D is not actually stationary but vibrates with a certain amplitude, the absolute displacement in the longitudinal direction of each part of the pile is calculated by combining the above relative displacement and the vibration amplitude of the top of pile D. It becomes a superimposed value. ) A pile driving method that uses the expansion and contraction of the pile D itself to generate a large vibration amplitude at the tip of the pile is called the so-called resonant pile driving method. In order to do this, the frequency of vibration generated by the hydraulic vibration generator is brought close to C/4L, and the spring constants of hydraulic springs 15 and 16 are adjusted. While pile D resonates at C/4L, the mass on the cylinder 2 side, piston 5 and Regarding the mass on the piston rod 6 side (including the mass of the pile connecting device E and the pile D. However, in this case, the pile D does not function as a concentrated mass) and the vibration system consisting of the hydraulic springs 15 and 16 interposed between these two masses. This creates a resonant state. In this case as well, even if a sudden large vibration resistance force acts on the penetration portion of the pile D, the vibration amplitude at the tip of the pile D can be ensured as much as possible.

第２の発明の油圧式振動発生装置は、以上の如
く構成し作用するものであるから、大きな振動抵
抗力に遭遇したとしても可及的にその振動振巾を
保持し得るので、振動機械に利用してその効果は
極めて大きなものである。 Since the hydraulic vibration generator of the second invention is constructed and operates as described above, even if a large vibration resistance force is encountered, the vibration amplitude can be maintained as much as possible, so that it is suitable for use in vibrating machines. When used, the effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は油圧式振動発生装置の従来例の説明
図、第２図は本発明に係る油圧式振動発生装置の
実施例の説明図、第３図は本発明に係る油圧式振
動発生装置の他の実施例の説明図である。 FIG. 1 is an explanatory diagram of a conventional example of a hydraulic vibration generator, FIG. 2 is an explanatory diagram of an embodiment of a hydraulic vibration generator according to the present invention, and FIG. 3 is an explanatory diagram of an embodiment of a hydraulic vibration generator according to the present invention. It is an explanatory view of another example.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ 対抗する二つの給排油室を備え、二つの部材
を相対的に往復動させる複動型油圧アクチユエー
タとこの複動型油圧アクチユエータの前記二つの
給排油室へ交互に作動油を給排制御する給排制御
装置とからなり、前記二つの部材間に相対的な往
復振動を発生する油圧式振動発生装置において、
相対的に往復振動する前記二つの部材のうち一方
の部材に対して他方の部材を、対抗する油圧バネ
によつて振動振巾の中央位置に保持するよう構成
したことを特徴とする油圧式振動発生装置。 ２ 複動型油圧アクチユエータの一方の部材が円
筒中空部を備えたシリンダ部材であり、他方の部
材がこのシリンダ部材の円筒空間に油密摺動自在
に嵌挿され当該円筒空間内に対抗する二つの給排
油室を区画形成するピストンおよびピストンの動
きをシリンダ部材外へ導出するピストンロツドを
備えていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の油圧式振動発生装置。 ３ 相対的に往復振動する二つの部材のうち一方
の部材に対して他方の部材を振動振巾の中央位置
に保持する対抗する油圧バネの夫々は、作動油の
充満した流体容器とこの流体容器に油密摺動自在
に嵌挿し当該流体容器内の油圧に対する有効受圧
面を形成する活塞を備えており、前記一方の部材
に流体容器（又は活塞）を、他方の部材に活塞
（又は流体容器）を夫々連動連結してあることを
特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第２項記載
の油圧式振動発生装置。 ４ 相対的に往復振動する二つの部材の一方の部
材が他方の部材に対して振動振巾の中央位置にあ
るとき、対抗する油圧バネの夫々は予圧状態で互
にバランスするよう構成してあることを特徴とす
る特許請求範囲第１項乃至第３項記載の油圧式振
動発生装置。 ５ 対抗する二つの給排油室を備え、二つの部材
を相対的に往復動させる複動型油圧アクチユエー
タとこの複動型油圧アクチユエータの前記二つの
給排油室へ交互に作動油を給排制御する給排制御
装置とからなり、前記二つの部材間に相対的な往
復振動を発生する油圧式振動発生装置において、
相対的に往復振動する前記二つの部材のうち一方
の部材に対して他方の部材を対抗する油圧バネに
よつて振動振巾の中央位置に保持すると共にこれ
ら対抗する油圧バネの夫々はそのバネ定数を変更
するためのバネ定数調節手段を備えていることを
特徴とする油圧式振動発生装置。[Claims] 1. A double-acting hydraulic actuator that is provided with two opposing oil supply and drainage chambers and that relatively reciprocates two members; A hydraulic vibration generator that generates relative reciprocating vibration between the two members, and a supply and discharge control device that controls the supply and discharge of hydraulic oil to
Hydraulic vibration characterized in that one of the two members that relatively vibrate reciprocally is held at the center position of the vibration amplitude by an opposing hydraulic spring. Generator. 2. One member of the double-acting hydraulic actuator is a cylinder member with a cylindrical hollow part, and the other member is slidably fitted in an oil-tight manner into the cylindrical space of the cylinder member, and the two members opposing the inside of the cylindrical space. Claim 1: The invention is characterized by comprising a piston defining two oil supply and drainage chambers and a piston rod guiding the movement of the piston out of the cylinder member.
Hydraulic vibration generator as described in . 3. Of the two members that reciprocate relatively, each of the opposing hydraulic springs that holds one member at the center position of the vibration amplitude has a fluid container filled with hydraulic oil and a hydraulic spring that holds the other member at the center position of the vibration amplitude. The active plug is slidably inserted in an oil-tight manner to form an effective pressure-receiving surface for the hydraulic pressure in the fluid container, and the fluid container (or active plug) is installed in one member and the active plug (or fluid container is installed in the other member). 2. A hydraulic vibration generator according to claim 1, wherein said vibration generating device has two parts connected to each other in an interlocking manner. 4 When one of the two members that reciprocally vibrates relative to each other is at the center position of the vibration amplitude with respect to the other member, each of the opposing hydraulic springs is configured to balance each other in a preloaded state. A hydraulic vibration generator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that: 5. A double-acting hydraulic actuator that is provided with two opposing oil supply and discharge chambers and that relatively reciprocates two members, and that operates to alternately supply and discharge hydraulic oil to the two oil supply and discharge chambers of this double-acting hydraulic actuator. In a hydraulic vibration generator that generates relative reciprocating vibration between the two members,
Of the two members that reciprocate relatively, one member is held at the center position of the vibration amplitude by an opposing hydraulic spring, and each of these opposing hydraulic springs has its spring constant. A hydraulic vibration generator characterized by comprising a spring constant adjusting means for changing the spring constant.