JP2000218232A - 往復動加振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉体供給ホッパなどの各種機構、設備の加振
源や振動フィーダなどの駆動源として使用でき、簡素、
小型、軽量かつ安価な往復動加振装置を提供することで
ある。 【解決手段】 流体型加振装置１０Ｎ₁ は、装置本体の
シリンダ１１と往復振動するピストン１２から成り、シ
リンダ１１には加圧流体を導入する入口ポート１４と１
９から第１圧力室Ａと第２圧力室Ｂのそれぞれに加圧流
体を導入する。又、シリンダ１１にはピストン変位によ
って交互に開閉される第１圧力室用の排出ポート１５Ｌ
と第２圧力室用の排出ポート１５Ｒが設けてある。ピス
トンには、排出ポートが閉じている側と開いている側の
圧力室の圧力差で推進し、慣性で押圧力の強弱関係が逆
転する位置まで動いて押し戻され、その動作を繰り返し
て往復振動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、粉体供給用ホッ
パ、篩装置、振動フィーダなどの加振源や駆動源として
利用される往復動加振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】加振装置には、圧電素子や電磁石を利用
したもの、あるいはボールを偏心した軌道をエアーで回
転させて加振源を形成するボール方式のものなど種々の
形式のものがある。このうち、ボール方式の加振装置
は、ホッパで供給する粉体のブリッジ防止などに多く使
用されている。

【０００３】このボール方式の加振装置は、ボールを収
納した本体自体が振動源となり、取付けられた物体全体
を振動させる構造であって、例えば図９に示すように、
粉体供給用ホッパに取付ける場合、ホッパ全体に振動を
与えてホッパに溜め込んだ粉体がブリッジを起こして底
部の排出口から排出することができなくなるのを防止し
ている。

【０００４】図９において１は加振手段、２は粉体供給
用ホッパ、３は排出部、４は支持手段、５は開閉手段で
ある。ホッパ２は支持手段４で支持されており、その支
持端にはホッパ側の支持ブラケット２ａとの間に振動吸
収のための耐振用ゴム４ａが設けられ、ホッパ２全体が
振動してもその振動を支持手段４との間で遮断してい
る。開閉手段５は弁座５ａに嵌合する弁体５ｂと、これ
を上下動してホッパ２を開閉するシリンダ５ｃとを備え
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ボール方式の加振装置
は、上述したようにボールをエアーで回転させる構造で
あるので力が弱い。小型の装置で強い振動を発生させる
ことができず、強力な振動を発生させようとすると、装
置の大型化、重量増が避けられない。

【０００６】また、この装置は、本体が直接振動し、そ
の振動を例えばホッパに加えて内部の粉体に間接的に伝
えることを前提としているため、用途も狭い。例えば、
ホッパにおける粉体のブリッジ防止では、粉体を直接掻
き動かした方がより良い効果が望め、ホッパ支持の簡素
化等も図り易いが、出力軸をもたないボール方式の加振
装置では、直接の掻き動かしが行えない。また、この方
式の加振装置は、振動フィーダやポンプなどの駆動源と
しては利用できない。

【０００７】電磁式加振装置は、往復運動を取り出せる
が、サイズ、重量が大きくなり易い。また、これは、電
磁石と板ばねを組合せているので構造も若干複雑にな
る。さらに、振動系の固有振動数を電源周波数に合わせ
るためのバランス調整を必要とし、非常に煩わしい。そ
れに加え、板ばねで支えたフレームなどの動きが、直線
往復運動ではない（上下運動を伴う）こと、及び速度設
定の自由度が小さいことなどにより用途も限定され易
い。このほか、モータや電磁石を用いる加振装置は、高
価である。

【０００８】この発明は、小型、軽量化、低コスト化が
図れ、また、使用時の煩わしいバランス調整を必要とせ
ず、出力を直線の往復運動として取出すのも容易な用途
の広い往復動加振装置を提供することを課題としてい
る。

【０００９】この発明は、上記課題に加えて、往復動加
振装置のエネルギ源として加えられる加圧流体の消費量
を抑制することをもう１つの課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決する手段として、シリンダ内にピストンを往復動自
在に挿通し、シリンダを閉じる両端壁にシリンダ内をピ
ストンで区画して生じる２つの圧力室へそれぞれ加圧流
体を導入する２つの入口ポートを設け、シリンダ周壁に
は２つの圧力室用の各排出ポートを設け、上記排出ポー
トがピストン変位により開閉され、その排出ポートの開
閉及びピストンの慣性移動で圧力室の加圧流体による押
圧力を交互に反転させてピストンを往復動させるように
構成して成る往復動加振装置としたのである。

【００１１】この発明の往復動加振装置では、加圧流体
を入口ポートから圧力室に導入してピストンを押圧する
とき、 （１）ピストンを他方の圧力室用の排出ポートが開放さ
れる位置に置いて一方の圧力室にのみ加圧流体を導入す
る。 （２）一方の圧力室と他方の圧力室に導入する加圧流体
の圧力又は導入量に差をつける。 （３）ピストンの一端と他端の受圧面積に差をつける。 （４）ピストンの行きと帰りの移動抵抗にスプリングで
差をつける。 （５）一方、他方の圧力室の各々に入口ポートと排出ポ
ートを設け、ピストンが初期位置にあるとき、排出ポー
トの一方が開き、他方が閉じられるようにする。のいず
れかの方法でピストンの両端に対向して加わる押し力に
差が生じるようにしておくと、その押し力の差でピスト
ンが移動し、移動した側の圧力室（説明の便宜上、ここ
ではこれを他方の圧力室と考える）の排出ポートがピス
トンによって閉じられる。

【００１２】このため、他方の圧力室の圧力が高まり、
さらに、一方の圧力室の排出ポートが開いて一方の圧力
室の圧力が下がる。これにより、一方の圧力室の圧力に
よるピストン推力と他方の圧力室の圧力によるピストン
推力が瞬間的にバランスするが、一旦動き出したピスト
ンは、慣性力で流体圧による推力のバランス点を越えて
更に進むので、慣性力がなくなってピストンがストロー
ク終端に到達したときには他方の圧力室の圧力による推
力が一方の圧力室の圧力による推力を上回っており、そ
のために、ピストンは一方の圧力室側に向けて押し戻さ
れる。

【００１３】これにより、他方の圧力室用の排出ポート
が再び開き、一方の圧力室用の排出ポートは閉じて一方
の圧力室の圧力上昇、他方の圧力室の圧力降下により、
他方の圧力室側にピストンを押す力が逆向きの力に勝っ
て再びピストンが他方の圧力室側に押し動かされ、以上
の動作が繰り返されてピストンが往復振動する。その振
動は、入口ポートの加圧流体導入経路に流量調整弁を設
けると、低速から高速の幅広い領域で自由に制御できピ
ストンの行きと帰りの速度に差をつけることも可能にな
る。

【００１４】さらに、上記第２の課題を解決する第２の
発明として、上記第１の発明を前提として、前記ピスト
ンの両端にピストンロッドを設けてシリンダの両端壁に
圧力室に開口して設けられている挿入穴に移動自在に嵌
合挿入させ、各ピストンロッドのピストン両端寄りにそ
れぞれくびれ部を設け、各入口ポートを連通孔により挿
入穴に連通させ、ピストンロッドのくびれ部を連通孔の
挿入穴内開設位置に対し移動させて入口ポートの圧力室
への連通を開閉することによりピストンの往復動を行う
ようにした往復動加振装置を採用することができる。

【００１５】この往復動加振装置は、第１の発明の装置
に対して加圧流体の消費量を半減させて使用される点に
特徴を有する。加圧流体がシリンダ内の２つの圧力室の
一方に送り込まれる間は、他方の圧力室への加圧流体は
入口ポートに接続されている連通孔の途中で遮断され、
加圧流体が排出ポートから無駄に流出しないようにして
いるためである。

【００１６】又、上記第２の課題を解決する第３の発明
として、上記第１の発明を前提として、前記シリンダ内
にピストンの案内ロッドをピストンに往復動自在に設
け、案内ロッドには入口ポートに連通する導通孔がそれ
ぞれ設けられ、ピストンには各圧力室に連通する導通孔
がそれぞれ設けられ、案内ロッドのそれぞれの導通孔の
開口がピストンの中立位置ではピストンの内周により閉
じられ、ピストンが中立位置から左右いずれかの位置で
はその位置側の圧力室に連通するピストンの導通孔に上
記開口が接続されてピストンを押圧するようにした往復
動加振装置を採用することもできる。

【００１７】上記第３の発明では２つの入口ポートから
の加圧流体の一方を遮断し他方のポートから加圧流体を
圧力室に供給することによって加圧流体の消費を半減さ
せる。

【００１８】上記第１の課題を解決する第４の発明とし
て、シリンダ内にピストンを往復動自在に挿置し、シリ
ンダを閉じる端壁のいずれか一方にシリンダ内をピスト
ンで区画して生じる２つの圧力室へ加圧流体を導入する
入口ポートを設け、シリンダ周壁には２つの圧力室用の
各排出ポートを設け、上記排出ポートがピストン変位に
より開閉され、その排出ポートの開閉及びピストンの慣
性移動で圧力室の加圧流体による押圧力を交互に反転さ
せてピストンを往復動させるように構成して成る往復動
加振装置を採用することもできる。

【００１９】上記構成の往復動加振装置によっても第１
の発明と同様にピストンを往復動させて加振作用を生じ
させる。その基本的な作用は、流体圧による推力と慣性
力によりピストンの押圧を順次切換えてピストンを往復
動させる点で第１の発明と同様である。

【００２０】上記第２の課題を解決する第５の発明とし
て、前記ピストンを案内ロッドに挿通させ、案内ロッド
には入口ポートに連通する導通孔が、ピストンには各圧
力室に連通する導通孔がそれぞれ設けられ、案内ロッド
の導通孔の開口がピストンの中立位置ではピストンの導
通孔のいずれとも遮断され、ピストンが中立位置から移
動するとその移動距離範囲内で移動方向の圧力室に連通
する導通孔に接続される位置に設けて入口ポートの圧力
室への連通を開閉することによりピストンの往復動を行
なうようにした往復動加振装置とすることができる。

【００２１】この第７の発明では入口ポートを片側のシ
リンダ端壁に設け、ピストンの移動により加圧流体を圧
力室へ交互に切換えて供給するようにしており、このた
め加圧流体は第１の発明に比して消費量が半減する。

【００２２】上記第２の課題を解決する第６の発明とし
て、前記入口ポートを端壁に代えてシリンダ周壁に設
け、ピストン内部には各圧力室に連通する導通孔がそれ
ぞれ設けられ、それぞれの導通孔のシリンダ内周に接す
る開口がピストンの中立位置ではシリンダ内周により入
口ポートに対して遮断され、ピストンが中立位置から移
動するとその所定の移動範囲内で移動方向の圧力室に入
口ポートを連通させるように上記導通孔開口を入口ポー
トに対し設けて入口ポートの圧力室への連通を開閉する
ことによりピストンの往復動を行なうようにした往復動
加振装置とすることができる。

【００２３】上記第６の発明では入口ポートをシリンダ
周壁に１つのみ設け、ピストンの移動により加圧流体を
圧力室へ交互に切換えて供給し、加圧流体の消費量を半
減させている。

【００２４】

【実施の形態】以下、この発明の実施形態について図面
を参照して説明する。図１に第１実施形態の往復動加振
装置の１０Ｎ₁ 、１０Ｎ₁ ’の主要縦断面図を示す。
（ｂ）図は（ａ）図の一部変形例である。図１の往復動
加振装置１０Ｎ₁ は、シリンダ１１の両端壁１１Ｌ、１
１Ｒに入力ポート１４、１９を備え、そのシリンダ１１
内にピストン１２を挿入してシリンダの内部をピストン
１２の一端が接する第１圧力室Ａとピストン１２の他端
が接する第２圧力室Ｂに区画している。シリンダ１１の
胴筒の長手途中に２つの排出ポート１５Ｌ、１５Ｒが設
けられており、排出ポート１５Ｌは、第１圧力室用のポ
ートであって、ピストン変位によって第１圧力室Ａを開
閉し、排出ポート１５Ｒは第２圧力室用であり、ピスト
ン変位によって第２圧力室Ｂを開閉する。２１は、ピス
トン１２を原位置（図の実線位置）に戻す復帰スプリン
グである。

【００２５】ピストン１２には、そのピストンの往復運
動を外部に取出す必要があるときには、（ｂ）図に示す
ように、ピストンロッド１３を具備させる。ピストンロ
ッド１３は、ピストン１２の一端と他端の受圧面積に差
をつけることのみ、或いはピストン１２の実質質量を大
きくすることのみを目的として設けてもよく、この場
合、ピストンロッド１３の先端をシリンダの端壁１１Ｌ
から外部に引出すことは必須でなくなる。外部に突出し
たピストンロッド１３があると、そのロッド１３を外部
から操作してピストン１２を原位置（図の実線位置）に
復帰させることができるが、ピストンロッド１２の原位
置復帰は、復帰スプリング２１を設けて行なうのがよ
い。

【００２６】復帰スプリング２１があると、ピストンロ
ッドの無いピストンも装置停止時に確実に原位置に戻
る。ピストンロッド１３の無い装置については、ピスト
ン１２を長くするなどしてピストン１２に所要の質量を
もたせておく。実質質量の小さいピストンは、両端に作
用する流体圧がバランスしたところで止まる虞れがある
が、実質質量の大きなピストンは慣性力で圧力室Ａ、Ｂ
の圧力バランスが崩れる位置まで動く。なお、ピストン
１２とシリンダ１１の内面との間の界面のシールは無く
てもよい。

【００２７】また、圧力室Ａ、Ｂにそれぞれ入力ポート
１４、１９を設けた図の如き装置では、排出ポート１５
Ｌ、１５Ｒをピストン１２が中立位置（図７の鎖線位
置）にあるときに全閉させる位置に設けてもよい。

【００２８】以上の如く構成した図１の往復動加振装置
１０Ｎ₁ 、１０Ｎ₁ ’は、非作動状態では図の実線で示
す原位置（初期位置）にピストン１２が停止している。
この状態で圧力Ｐ₁ の加圧流体（例えば圧搾空気）を入
口ポート１４、１９から第１、第２圧力室Ａ、Ｂに導入
すると、第２圧力室Ｂは排出ポート１５Ｒが開いて圧力
が逃げるため、ピストン１２が第２圧力室Ｂ側（図中右
方）に押されて移動する。そして、そのピストン移動に
より排出ポート１５Ｒが閉、１５Ｌが開となり、第２圧
力室Ｂの圧力は上昇し、第１圧力室Ａの圧力は低下す
る。

【００２９】これにより、第１、第２圧力室Ａ、Ｂの圧
力によるピストン押し力が瞬間バランスするが、ピスト
ン１２は慣性でそのバランス点を通り越して更に移動す
る。そのため、ピストン１２が第２圧力室Ｂ側のストロ
ーク終点（動慣性による移動終点）に到達したときには
ピストン１２を第１圧力室Ａ側に押し戻す力が反対向き
に作用する押し力を既に上回っており、これによりピス
トン１２は第１圧力室Ａ側に押し戻される。このとき、
ピストン１２は慣性で中立位置を通り越して移動し、そ
のため、排出ポート１５Ｒが開、１５Ｌが閉となり、ピ
ストンの両端に対向して加わる押し力の強弱関係が再逆
転してピストン１２が第２圧力室Ｂ側に動く。この動作
が繰り返されてピストン１２が往復振動する。

【００３０】図１の１４ａ、１９ａは流量調整弁であ
る。この流量調整弁があると、ピストン１２の振動を低
速から高速の間で自由に制御でき、行きと帰りの速度に
差をつけることもできる。なお、加圧流体が圧搾空気の
場合、騒音対策として排出ポート１５Ｌ、１５Ｒの出口
にマフラー（消音器）を設けるのが好ましい。そのマフ
ラーは、各排出ポートに個別に着けてもよいが、（ｂ）
図に示すようなマフラー２２が簡素かつ経済的で好まし
い。（ｂ）図のマフラー２２は、シリンダ１１の外周に
被せた筒であり、通気性のある多孔質材で作られてい
る。

【００３１】図２に第２実施形態の往復動加振装置１０
Ｎ₂ 、１０Ｎ₂ ’の主要断面図を示す。（ａ）はピスト
ンロッド内蔵形、（ｂ）はピストンロッド突出形であ
る。（ａ）図を中心に説明する。この実施形態の往復動
加振装置は第１実施形態の装置に対し入口ポートから圧
力室へ加圧流体を導入する経路を開閉して加圧流体の消
費量を半減させた点に特徴を有する。第１実施形態と同
様にシリンダ１１内にピストン１２を往復動自在に挿置
している。このピストン１２の挿置によりシリンダ内は
ピストン１２の両端に接して２つの圧力室Ａ、Ｂが区画
されて生じる。

【００３２】ピストン１２にはピストンロッド２３が貫
設固定されており、ピストン１２の両端から突出して設
けられた部分にはくびれ部２３ａと平行頭部２３ｂが形
成されている。平行頭部２３ｂは、シリンダの両端を閉
じる両端壁１１Ｌ、１１Ｒの圧力室Ａ、Ｂに向い合う側
に開口して形成された挿入穴２４に嵌合挿入され、挿入
穴２４内で移動自在とされる。２５は、メタルブッシュ
であり、平行頭部２３ｂを密着状態で摺動案内する。

【００３３】なお、上記平行頭部２３ｂは左右対称な形
状、位置に設けられているが、くびれ部２３ａは、図示
のように、左右非対称に設けられている。ピストン１２
の左側端はその端面からピストン幅の略１／３程度の深
さに所定直径１２Ｒのばね穴２７が設けられており、そ
のばね穴２７に復帰スプリング２１が挿置され、ピスト
ン１２を流体圧が作用していない時に右端へ戻すように
なっている。くびれ部２３ａの長さは上記ばね穴２７の
深さ（長さ）に略対応した（同じ）長さとされている。
２８は衝撃吸収のためのＯ−リングである。

【００３４】シリンダ１１の両端壁１１Ｌ、１１Ｒに
は、第１実施形態と同様に、入口ポート１４、１９がそ
れぞれ設けられているが、この入口ポート１４、１９は
導通孔２６、２６を介して前記挿入穴２４に連通されて
いる。挿入穴２４に対し導通孔２６、２６の開口が開設
されている位置は、図示のように、ピストン１２が中立
位置のときピストンロッド２３の左右の平行頭部２３ｂ
のくびれ部２３ａ寄りの端位置であり、ピストンロッド
２３が左右いずれかにわずかに移動するとくびれ部２３
ａが対応するようになる位置である。又、排出ポート１
５Ｌ、１５Ｒはピストン１２の両端位置でピストン１２
が中立位置にある時は閉じられる位置に設けられてい
る。その他同一機能部材には第１実施形態と同一符号を
付して説明を省略する。なお、（ｂ）図では突出形のピ
ストンロッド１３が設けられている点のみが（ａ）図と
異なる。従って、この場合ピストンロッドの平行頭部２
３ｂとピストンロッド１３とは非対称である。

【００３５】上記構成の往復動加振装置１０Ｎ₂ 、１０
Ｎ₂ ’の基本作用は第１実施形態の場合と同様である
が、加圧流体の消費量が半減する省エネルギタイプであ
る。図示の中立位置では、導通孔２６、２６の開口が平
行頭部２３ｂ、２３ｂで閉じられているため、圧力室
Ａ、Ｂは閉じられており、加圧流体が遮断されているた
め復帰スプリング２１の押圧力でピストン１２は右方へ
押圧され、右端のＯ−リング２８に当接する。その状態
で加圧流体を左右の流量調整弁１４ａ、１９ａを介して
入口ポート１４、１９から送る。

【００３６】ピストン１２が右端位置へ移動した状態で
は、右側の導通孔２６の開口がくびれ部２３ａにより圧
力室Ｂへ通じ、一方左側の導通孔２６の開口は平行頭部
２３ｂにより閉じられている。このため、圧力室Ｂへ入
口ポート１９からの加圧流体が流入し、その加圧力がピ
ストン１２へ作用してピストン１２を左方へ押圧する。
このとき、右の排出ポート１５Ｒはピストン１２で閉じ
られ、左の排出ポート１５Ｌは開放されているが、入口
ポート１４からの加圧流体はピストンの平行頭部２３で
遮断されているため排出ポート１５Ｌから排出されるこ
とはない。

【００３７】ピストン１２が左方へ移動を始めその左端
が左の排出ポート１５Ｌを閉じると圧力室Ａは密閉さ
れ、さらに左へピストン１２が移動すると圧力室Ａ内が
加圧されるが、右の排出ポート１５Ｒは開放されるため
圧力室Ｂ内の加圧流体は排出ポート１５Ｒから排出され
急激に圧力が減少する。しかし、ピストン１２は右端か
ら左方へ加圧流体により急速に移動していたため、圧力
室Ｂの加圧力がなくなってもその慣性力で中立位置より
もさらに左方へ移動しようとする。

【００３８】ピストン１２の左方への移動により中立位
置を過ぎると、圧力室Ａが密閉されるため圧力室Ａ内が
圧力上昇すると共に中立位置を過ぎてさらに左方へ移動
すると左方の導通孔２６の開口がピストンロッド２３の
くびれ部２３ａにより圧力室Ａに通じ、このため圧力室
Ａ内に入口ポート１４からの加圧流体が流入する。従っ
て、圧力室Ａ内の圧力が急激に上昇してピストン１２を
押し戻す方向に作用する。この押戻力がピストン１２の
慣性力とバランスした位置でピストン１２は停止し、そ
の後今度は圧力室Ａ内の加圧流体により右方へ急激に押
し戻される。

【００３９】こうして、ピストン１２は右へ移動を始め
右端に達すると同じ作用で左へ押し戻されるという動作
を短時間内に繰り返し、これによりピストン１２が往復
加振運動をする。このような往復加振運動をピストン１
２が繰り返す間に、加圧流体が圧力室ＡとＢのいずれか
に流入してその加圧力によりピストン１２が押される際
に反対側の圧力室へはピストンロッド２３の平行頭部に
より入口ポート１４、１９のいずれかからの加圧流体の
流入が閉じられるため、加圧流体の消費が第１実施形態
の場合に比して半減されるのである。

【００４０】図３に第３実施形態の往復動加振装置１０
Ｎ₃ 、１０Ｎ₃ ’の主要断面図を示す。（ａ）はピスト
ンロッド無し、（ｂ）はピストンロッド（突出形）付き
の形式である。この実施形態の往復動加振装置も加圧流
体の消費量を半減した点に特徴を有する。シリンダ１１
内に往復動自在に挿置されたピストン１２に対しシリン
ダ１１の中心線上に案内ロッド２３’が設けられてい
る。ピストン１２は案内ロッド２３’に対して摺動自在
に移動する。ピストン１２の挿置によりシリンダ１１内
はピストン１２の両端に接して２つの圧力室Ａ、Ｂが区
画されて生じる。

【００４１】案内ロッド２３’にはその中心線上に２つ
の導通孔２６’、２６’が設けられており、案内ロッド
２３’が両端壁１１Ｌ、１１Ｒで支持されている位置で
導通孔２６’、２６’の端末がそれぞれ入口ポート１
４、１９に接続されている。導通孔２６’、２６’は案
内ロッド２３’の長さ方向中央から所定距離を置いてそ
の外周方向に開口２６ｘ’しており、その開口位置はピ
ストンの作動との関係で定められている。ピストン１２
の内部にも、図示のように、導通孔１２ＰＬ、１２ＰＲ
が設けられている。

【００４２】導通孔１２ＰＬ、１２ＰＲは断面がＬ字状
に見えるが、実際の形状はリング状の空間と圧力室Ａ、
Ｂに連通する小孔とから成る。そして、案内ロッド２
３’の導通孔２６’、２６’の開口２６ｘ’は、図示の
ように、ピストン１２が中立位置にあるときはピストン
内周で閉じられ、ピストン１２が左右へ移動すると導通
孔１２ＰＬ、１２ＰＲに通じるようになる位置に設けら
れている。なお、ピストン１２に対し復帰スプリング２
１がピストン１２の左側のばね穴２７に設けられている
が、このばね穴２７は左端壁１１Ｌの圧力室Ａに向い合
う側にも設けられている。又、排出ポート１５Ｌ、１５
Ｒ、Ｏ−リング２８は第３実施形態と同様に設けられて
いる。（ｂ）図ではピストンロッド１３が突出して設け
られている。

【００４３】上記構成のこの実施形態の往復動加振装置
の作用も基本的には第２実施形態の場合と同様である。
中立位置にあるピストン１２は加圧流体が送られていな
いときは、復帰スプリング２１により、図示の例では右
側へ押されＯ−リング２８に当接する。その状態で加圧
流体を左右の入口ポート１４、１９からそれぞれ送る。

【００４４】ピストン１２が右側へ移動した状態では、
右側の導通穴２６’の開口２６ｘ’は導通穴１２ＰＲに
開放されて連通しており、このため入口ポート１９から
の加圧流体は圧力室Ｂへ流入する。しかし、入口ポート
１４からの加圧流体は左側の開口２６ｘ’がピストンの
内周で閉じられているため、遮断されている。圧力室Ｂ
内に加圧流体が流入すると、ピストン１２は左側へ押圧
されて左方へ移動する。

【００４５】ピストン１２が中立位置を過ぎると、圧力
室Ａが閉じられて圧力室Ａ内の圧力が上昇を始めると同
時に左側の開口２６ｘ’が導通孔１２ＰＬに連通し加圧
流体が送り込まれる。従って、ピストン１２を圧力室Ａ
内の加圧流体により押し戻そうとするが、ピストン１２
は右側から押圧された力で左へ移動する慣性力があり、
このため、この慣性力に圧力室Ａからの押戻力がバラン
スする位置でピストンの移動が停止し、その後ピストン
１２は右方へ押戻される。こうして、上記動作を繰り返
してピストンの往復動加振作用が得られる。

【００４６】図４に第４実施形態の往復動加振装置１０
Ｎ₄ 、及びその一部変形例の１０Ｎ ₄ ’の主要断面図を
示す。この往復動加振装置１０Ｎ₄ 、１０Ｎ₄ ’は入力
ポートが片側のみしかない形式であり、かつピストン１
２が案内ロッド２３’により案内されて往復動する形式
のものである。案内ロッド２３’の中心線上に１つの導
通孔２６’が設けられ、その開口２６ｘ’が中央位置付
近に設けられている。

【００４７】ピストン１２には２つの導通孔１２ＰＬ、
１２ＰＲが設けられており、導通孔１２ＰＬ、１２ＰＲ
は開口２６ｘ’を挟んで左右に環状溝を設け、それぞれ
の環状溝にピストンの中心軸と平行な直線状の導通孔を
接続したものから成り、各導通孔は右側の環状溝を左側
の圧力室に、左側の環状溝を右側の圧力室に接続するよ
うに延びている。復帰スプリング２１、ばね孔２７、Ｏ
−リング２８、排出ポート１５Ｌ、１５Ｒは第２、第３
実施形態と同様に設けられている。

【００４８】上記構成のこの実施形態の往復動加振装置
の作用は、入力ポートが片側タイプであるため、第１実
施形態に比して加圧流体の消費が少ないという利点を有
する。ピストン１２が、図示の中央位置で加圧流体を加
えない状態では、復帰スプリング２１により右側へ押圧
されて移動する。ピストン１２が右端へ移動すると、開
口２６ｘ’は圧力室Ｂに連通する右側の導通孔１２ＰＲ
に接続される。

【００４９】このため、加圧流体が圧力室Ｂへ流入し、
その押圧力でピストン１２を左方へ押圧してピストン１
２が左方へ移動する。ピストン１２が中立位置を通過す
ると、開口２６ｘ’の接続が左側の導通孔２１ＰＬに切
り替わり、ピストンに左向きの慣性力が加圧流体により
右側へ押圧する押圧力とバランスする点でピストンは停
止し、その後右方へ押し戻される。そして、これを繰り
返すことによりピストン１２による往復動加振作用が得
られる。（ｂ）図ではピストンロッド１３が突出形であ
る点だけが相違し、その他は（ａ）図の場合と同じであ
る。

【００５０】図５に第５実施形態の往復動加振装置１０
Ｎ₅ 、及びその一部変形例の１０Ｎ ₅ ’の主要断面図を
示す。この往復動加振装置１０Ｎ₅ 、１０Ｎ₅ ’も入口
ポートは１つのみであり、この実施形態では入口ポート
２０がシリンダ端壁でなくシリンダ１１の周壁の長さ方
向の略中央に設けられている。ピストン１２には圧力室
Ａ、Ｂに連通する導通孔１２ＰＬ、１２ＰＲがピストン
の中心軸と平行に設けられ、その開口１２ｘは、図示の
ように、ピストン外周に設けた環状溝に設けられ、その
環状溝を介してピストン１２が中立位置にあるときは開
口１２ｘはシリンダ内周で閉じられる。

【００５１】そして、中立位置からピストン１２が左右
へ移動すると導通孔１２ＰＬ、１２ＰＲのうち移動方向
の圧力室に通じるようになる位置に設けられている。ば
ね穴２７、復帰スプリング２１、排出ポート１５Ｌ、１
５Ｒ、Ｏ−リング２８は第２、第３、第４実施形態と同
様に設けられている。

【００５２】上記構成のこの実施形態の往復動加振装置
の作用も、入力ポート２０が単一であるため、第４実施
形態と同様加圧流体の消費が少ないという利点を有す
る。ピストン１２は非加圧状態では復帰スプリング２１
により右側へ押圧されて移動すると導通孔１２ＰＲの開
口１２ｘが入口ポート２０に接続され、圧力室Ｂに連通
した状態で右端へ近づく。

【００５３】この状態で加圧流体を加えると、圧力室Ｂ
に流入した加圧流体による押圧力でピストン１２は押し
返され左方へ移動する。ピストン１２が中立位置を通過
すると圧力室Ａが密閉され、かつピストン１２の移動方
向の圧力室Ａに通じる導通孔１２ＰＬの開口１２ｘに入
口ポート２０が接続されて圧力室Ａの押圧力が増大し始
める。

【００５４】しかし、ピストン１２はその前に圧力室Ｂ
からの押圧力で押された慣性力で中立位置を過ぎて圧力
室Ａの方へ進む。そして圧力室Ａに加えられる加圧流体
と圧力室Ａのエアーの圧縮力とに慣性力がバランスする
位置でピストン１２は停止し、その後再び右方へ上記対
称な同様の押戻力で押し戻される。そして、これを繰り
返すことによりピストン１２の往復動加振作用が得られ
る。（ｂ）図はピストンロッド１３の突出形である点だ
けが相違する。

【００５５】図６に第６実施形態の往復動加振装置１０
Ｎ₆ 及びその一部変形例の１０Ｎ₆’の主要断面図を示
す。この実施形態では第５実施形態の単一の入口ポート
を２つの入口ポート１４’、１９’としてシリンダ１２
の周壁に設け、ピストン１２に対応する導通孔１２Ｐ
Ｌ、１２ＰＲを設けて、入口ポート１４’が導通孔１２
ＰＬ、入口ポート１９’が導通孔１２ＰＲに接続するよ
うに入口ポート１４’、１９’、導通孔１２ＰＬ、１２
ＰＲ、開口１２ｘがそれぞれ設けられている。

【００５６】作用も入口ポート１４’、１９’から別々
に導通孔１２ＰＬ、１２ＰＲに加圧流体が導入されると
いう点のみ異なるがその他は基本的に第５実施形態と同
様である。

【００５７】図７に第７実施形態の往復動加振装置１０
Ｎ₇ 及びその一部変形例の１０Ｎ₇’の主要断面図を示
す。この実施形態は第２、第３、第４実施形態の構成を
部分的に利用して組合わせたものであり、入口ポート１
４は片側端壁１１Ｌに設けられている。ピストン１２に
は第２実施形態のような、但しその片側端にシリンダ内
蔵形のピストンロッド２３がピストン１２を貫通して設
けられ、図示の例では、左側の圧力室Ａに向って開口し
た挿入穴２４に嵌合挿入されている。

【００５８】ピストンロッド２３には長さ方向に沿って
２つのくびれ部２３ａがその中間の大径部２３ｃを境に
して設けられている。ピストンロッド２３内部にはロッ
ド先端寄りのくびれ部２３ａをロッドと反対側の圧力室
Ｂに連通する導通孔２６’が設けられ、もう一方の（ピ
ストン寄りの）くびれ部２３ａは圧力室Ａに接続されて
いる。大径部２３ｃは、ピストン１２が中立位置にある
ときその外周により入口ポート１４に連通する連通孔２
６の開口２６ｘを閉じる位置に設けられている。メタル
ブッシュ２５、復帰ばね２１、ばね穴２７、Ｏ−リング
２８などは第２〜６実施形態と同様に設けられている。

【００５９】上記構成の往復動加振装置１０Ｎ₇ も、基
本的な作用は第５実施形態と同様に加圧流体の消費が少
ないという利点がある。ピストン１２が中立位置から右
へ移動すると、連通孔２６の開口はピストンロッド先端
寄りのくびれ部２３ａに連通し、左へ移動するとピスト
ン寄りのくびれ部２３ａに連通する。加圧流体による押
圧とピストンの慣性力によりピストン１２が往復動加振
される作用は前記第２〜６実施形態と同様である。

【００６０】図８は第８実施形態の往復動加振装置１０
Ｎ₈ 及びその一部変形例の１０Ｎ₈’の主要断面図を示
す。この実施形態は第７実施形態のピストンロッド２３
をピストンの両端から突出するように設け、くびれ部２
３ａを片側のロッドに１つずつ設けた点が第７実施形態
と異なる。２つの導通孔２６’、２６’がロッド内に並
行に設けられ、一方の導通孔２６’は左側のくびれ部２
３ａと圧力室Ｂを連通し、他方の導通孔２６’は右側の
くびれ部２３ａと圧力室Ａを連通している。

【００６１】導通孔２６’の先端が圧力室Ａ、Ｂに接続
する部分は、図示の例ではピストンの端位置で直角に折
り曲げるようにしているが、ピストン内で折り曲げて圧
力室Ａ、Ｂに向うように設けてもよい。他の部材は第７
実施形態と同様に設けてある。

【００６２】この実施形態の往復動加振装置１０Ｎ₈ の
作用は、基本的には第６実施形態と同じであり、くびれ
部２３ａを介して圧力室Ａ、Ｂへの加圧流体の供給が行
なわれる点で第７実施形態と同様である。

【００６３】以上の各実施形態について請求項に記載し
た以外の各実施形態を要約して記載すると次の通りであ
る。

【００６４】(1) 請求項１の発明を前提として、前記２
つの入口ポートを端壁に代えてそれぞれシリンダ周壁に
設け、ピストン内部には各圧力室に連通する導通孔がそ
れぞれ設けられ、それぞれの導通孔のシリンダ内周に接
する開口がピストンの中立位置では両方共シリンダ内周
により入口ポートに対して遮断され、ピストンが中立位
置から移動するとその所定の移動範囲内で移動方向の圧
力室に連通する導通孔の開口をその導通孔用の入口ポー
トに対し連通させるように設けて入口ポートの圧力室へ
の連通を開閉することによりピストンの往復動を行なう
ようにした往復動加振装置。

【００６５】(2) 請求項１の発明を前提として、前記ピ
ストンの両端にピストンロッドを設けてシリンダの両端
壁に圧力室に開口して設けられている挿入穴に移動自在
に嵌合挿入させ、各ピストンロッドはその先端寄りにく
びれ部を設けてロッド内部に設けた導通孔を介してロッ
ドと反対側の圧力室に連通するように設け、入口ポート
に連通する連通孔の挿入穴内開口をピストンの中立位置
では両方共ピストンロッド外周により遮断し、ピストン
が中立位置から移動するとその所定の移動範囲内で移動
方向の圧力室に連通するくびれ部に上記開口を連通する
ように設けて入口ポートの圧力室への連通を開閉するこ
とによりピストンの往復動を行なうようにした往復動加
振装置。

【００６６】(3) 請求項４の発明を前提として、前記ピ
ストンの一端にピストンロッドを設け、このロッド側の
端壁に圧力室に開口して設けられている挿入穴に移動自
在に嵌合挿入させ、ピストンロッドはその外周に２つの
くびれ部を設けてその一方をロッド側の圧力室に、他方
をロッド内部に設けた導通孔を介してロッドと反対側の
圧力室にそれぞれ連通するように設け、入口ポートをロ
ッド側の端壁に設けてこの入口ポートに連通する連通孔
の開口端をピストンの中立位置ではくびれ部間のロッド
外周部により上記くびれ部に対して遮断し、ピストンが
中立位置から移動するとその所定の移動範囲内で移動方
向の圧力室に連通するくびれ部に対応する位置に上記開
口端を設けて入口ポートの圧力室への連通を開閉するこ
とによりピストンの往復動を行なうようにした往復動加
振装置。

【００６７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本願第１の
発明の往復動加振装置は、シリンダ内にピストンを設
け、さらに、そのピストンによって区画される２つの圧
力室の少なくとも一方に加圧流体を導入する入口ポート
を、他方に、ピストン変位により開閉される排出ポート
を各々設け、排出ポートの開閉とピストンの慣性移動で
ピストンの両端に対向して加わる押し力の強弱関係が交
互に反転してピストンが往復振動するようにしたので、
装置の簡素化、小型、軽量化、低コスト化を実現でき
る。

【００６８】また、簡単な流量調整弁を付加するだけ
で、振動数やピストンの行きと帰りの速度なども自由に
制御でき、その用途も広がる。単なる振動発生源として
利用できるのは勿論、振動フィーダ、振動研磨装置、ピ
ストンポンプ、ジヤバラ式ポンプなどの駆動源としても
利用できる。また、電気駆動のモータや電磁石を含んで
いないため、防曝が要求される場所で使用するのにも適
しており、その用途はきわめて広い。

【００６９】上記第１の発明を前提とする第２、第３の
発明の往復動加振装置は、入口ポートはシリンダの両端
壁にそれぞれ設けられているが、そのいずれかからの加
圧流体が圧力室に流入する間に反対側の入口ポートから
の加圧流体は連通口を遮断することにより流入を阻止
し、これにより加圧流体の消費を半減させることができ
る。

【００７０】本願の第４、５の発明の往復動加振装置
は、シリンダの片端壁に入口ポート、シリンダ周壁に２
つの圧力室用の各排出ポートを設け、ピストンの慣性移
動と加圧流体による押圧力の反転によりピストンを往復
動させて往復動加振作用を得るようにしたから、第１の
発明と同様な効果が得られ、かつ加圧流体は片側圧力室
に順次切換えて供給されるため加圧流体の消費が第１の
発明に比して半減する。

【００７１】第６の発明も入口ポートはシリンダ端壁又
はシリンダ周壁に１つとし加圧流体を片側圧力室に切換
えて供給するようにしたから、第４、第５の発明と同様
に加圧流体の消費が半減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の往復動加振装置の第１実施形態及び
その一部変形例を示す主要断面図

【図２】第２実施形態及びその一部変形例の主要断面図

【図３】第３実施形態及びその一部変形例の主要断面図

【図４】第４実施形態及びその一部変形例の主要断面図

【図５】第５実施形態及びその一部変形例の主要断面図

【図６】第６実施形態及びその一部変形例の主要断面図

【図７】第７実施形態及びその一部変形例の主要断面図

【図８】第８実施形態及びその一部変形例の主要断面図

【図９】従来の加振装置を備えたホッパの断面図

【符号の説明】

１０Ｎ₁ 〜１０Ｎ₈ 往復動加振装置 １１ シリンダ １２ ピストン １３ ピストンロッド １４、１９ 入口ポート １５Ｒ、１５Ｌ 排出ポート １４ａ、１９ａ 流量調整弁 ２１ 復帰スプリング ２２ マフラー

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内にピストンを往復動自在に挿
   通し、シリンダを閉じる両端壁にシリンダ内をピストン
   で区画して生じる２つの圧力室へそれぞれ加圧流体を導
   入する２つの入口ポートを設け、シリンダ周壁には２つ
   の圧力室用の各排出ポートを設け、上記排出ポートがピ
   ストン変位により開閉され、その排出ポートの開閉及び
   ピストンの慣性移動で圧力室の加圧流体による押圧力を
   交互に反転させてピストンを往復動させるように構成し
   て成る往復動加振装置。
2. 【請求項２】 前記ピストンの両端にピストンロッドを
   設けてシリンダの両端壁に圧力室に開口して設けられて
   いる挿入穴に移動自在に嵌合挿入させ、各ピストンロッ
   ドのピストン両端寄りにそれぞれくびれ部を設け、各入
   口ポートを連通孔により挿入穴に連通させ、ピストンロ
   ッドのくびれ部を連通孔の挿入穴内開設位置に対し移動
   させて入口ポートの圧力室への連通を開閉することによ
   りピストンの往復動を行うようにしたことを特徴とする
   請求項１に記載の往復動加振装置。
3. 【請求項３】 前記シリンダ内にピストンの案内ロッド
   をピストンに往復動自在に設け、案内ロッドには入口ポ
   ートに連通する導通孔がそれぞれ設けられ、ピストンに
   は各圧力室に連通する導通孔がそれぞれ設けられ、案内
   ロッドのそれぞれの導通孔の開口がピストンの中立位置
   ではピストンの内周により閉じられ、ピストンが中立位
   置から移動すると所定の移動範囲内で移動方向の圧力室
   に連通するピストンの導通孔に上記開口が接続されてピ
   ストンを押圧し往復動させるようにしたことを特徴とす
   る請求項１に記載の往復動加振装置。
4. 【請求項４】 シリンダ内にピストンを往復動自在に挿
   置し、シリンダを閉じる端壁のいずれか一方にシリンダ
   内をピストンで区画して生じる２つの圧力室へ加圧流体
   を導入する入口ポートを設け、シリンダ周壁には２つの
   圧力室用の各排出ポートを設け、上記排出ポートがピス
   トン変位により開閉され、その排出ポートの開閉及びピ
   ストンの慣性移動で圧力室の加圧流体による押圧力を交
   互に反転させてピストンを往復動させるように構成して
   成る往復動加振装置。
5. 【請求項５】 前記ピストンを案内ロッドに挿通させ、
   案内ロッドには入口ポートに連通する導通孔が、ピスト
   ンには各圧力室に連通する導通孔がそれぞれ設けられ、
   案内ロッドの導通孔の開口がピストンの中立位置ではピ
   ストンの導通孔のいずれとも遮断され、ピストンが中立
   位置から移動するとその移動距離範囲内で移動方向の圧
   力室に連通する導通孔に接続される位置に設けて入口ポ
   ートの圧力室への連通を開閉することによりピストンの
   往復動を行なうようにしたことを特徴とする請求項４に
   記載の往復動加振装置。
6. 【請求項６】 前記入口ポートを端壁に代えてシリンダ
   周壁に設け、ピストン内部には各圧力室に連通する導通
   孔がそれぞれ設けられ、それぞれの導通孔のシリンダ内
   周に接する開口がピストンの中立位置ではシリンダ内周
   により入口ポートに対して遮断され、ピストンが中立位
   置から移動するとその所定の移動範囲内で移動方向の圧
   力室に入口ポートを連通させるように上記導通孔開口を
   入口ポートに対し設けて入口ポートの圧力室への連通を
   開閉することによりピストンの往復動を行なうようにし
   たことを特徴とする請求項４に記載の往復動加振装置。