JP3144774B2 - 起振力発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願に係る発明は、鋼管
杭等の打込作業や引抜作業を行う杭打機等に設けられる
起振力発生装置に関し、詳しくは不平衡重錘を用いて振
動を発生させている運転状態で、最小起振力から最大起
振力の範囲内で任意に起振力を調節することができる起
振力発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、土木工事において鋼矢板や鋼
管杭等（以下「杭」という）を地中に打込む場合や、打
込んだ杭を引抜く場合に振動杭打機が用いられている。
このような振動杭打機における起振力を発生するための
手段の一種として、ケーシング内に設けられた不平衡重
錘を回転させることによって生じる遠心力の反力によっ
て直線的な起振力を発生させる重錘式の起振力発生装置
がある。例えば、２軸式の起振力発生装置では、ほぼ水
平に配設された不平衡重錘を互いに反対方向へ回転させ
ることによって水平方向の遠心力を打消させて垂直方向
の遠心力のみで直線状の起振力を発生させることによ
り、上下方向のみに振動させて杭を打込んだり引抜いた
りするものである。

【０００３】このように起振力発生装置が設けられる振
動杭打機を例に説明すると、この振動杭打機によって杭
の打込作業を行う場合、振動杭打機の下部に設けられた
チャック装置で杭をつかみ、パイルドライバ等の吊下げ
機械によって全体を所定位置に吊上げ、この状態で振動
杭打機を振動させることによって杭を上下方向に振動さ
せながら地中へ打込んでいる。

【０００４】しかし、この種の振動杭打機は、運転開始
から定格運転状態に達するまでに吊下げ機械の固有振動
数や地盤の固有振動数を通過するため、振動杭打機の振
動数がこれらの固有振動数と一致したときに共振を起こ
してしまう。例えば、このような振動杭打機を保持して
いるクレーン等は、振動を吸収するために、通常、ばね
によって振動杭打機を吊下げられているので、このばね
の共振点を通過する起動停止時に大きな振動を生じてし
まう。この共振は、固有振動数を通過する時のみに起こ
る周囲の地盤の共振や騒音等であるが、周囲の環境に悪
影響を及ぼす場合がある。

【０００５】また、このような振動杭打機の場合、杭を
途中まで打ち込んで止める場合があるが、この場合には
再び打ち込みを開始する時に大きな負荷が作用する。こ
の負荷としては、杭と接している地盤との摩擦抵抗とと
もに起動負荷が作用するため、大きな負荷が駆動モータ
に作用することとなる。この時、駆動モータは大きな起
動トルクを必要とするため、大きな起動電力が必要とな
って過負荷となる場合があり、電動モータの起動不良を
起こす場合がある。特に、地盤が固い場合には過負荷に
よってモータが焼き付いて運転できなくおそれもある。

【０００６】このような場合、不平衡重錘の偏心モーメ
ントが調節可能であれば分解して偏心モーメント量を調
節して組立てることも可能であるが、この作業を行うに
は振動杭打機を地上に降ろして分解する作業となり、多
くの時間と労力が必要となる。しかも、偏心モーメント
を下げて運転せざるを得なくなり、偏心モーメント調節
作業とモーメント減少によって工期の大幅な遅れを生じ
てしまう。

【０００７】さらに、予め決められた所定位置まで杭を
打ち込んで停止させるような打ち止まり位置を決める場
合、振動杭打機が完全に停止するまでの打ち込み量を考
慮しながらモータを停止させる必要があるので、所定位
置に達しない状態で停止させてしまう場合が多い。この
場合、所定位置の手前で停止と打ち込みを繰り返して位
置制御を行うこととなり、再起動時の高負荷による起動
不良や、バネの共振点通過時の共振による周囲での振動
発生等の課題を生じるとともに、正確な位置制御も困難
である。

【０００８】このような悪影響を防止しようとする従来
技術として、特開平９−７８５７９号公報記載の発明が
あり、この発明では、図５に示す平面視の断面図のよう
に、起振ユニットに２系列の偏心重錘回転駆動系５１，
５２を設け、一方の偏心重錘回転駆動系５１に設けられ
た重錘５３に対し、もう一方の偏心重錘回転駆動系５２
に設けられた重錘５４が相対的な回転位相差を持って回
動可能なように設けられている。そして、これらの回転
位相差を０度の状態又は１８０度以下の状態とに切り替
えることにより、起動・停止時の起振力を小さくし、定
格運転時には最大起振力にして杭打ち作業が行えるよう
にしている（従来例１）。

【０００９】また、他の従来技術として、特開平９−３
８９１号公報記載の発明があり、この発明では、固定偏
心重錘と可動偏心重錘とを設け、これらの重錘を回転軸
に対して対称位置とした起振力ゼロの基準状態と、可動
偏心重錘を基準状態から鋭角θだけ回動させた最大起振
力となる状態に調節可能とし、起動・停止時には起振力
ゼロの基準状態にし、定格状態では最大起振力にして杭
打作業が行えるようにしている（従来例２）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例１では、０度か１８０度以下のいずれかの選択した
起振力でしか運転することができないため、２系統の内
の一方の駆動モータで他方を押しながら回っている時の
最小起振力と、もう一方の駆動モータで他方を引っ張り
ながら回っている時の最大起振力との間の起振力変化を
駆動モータの制御のみで行うのは困難であり、スムーズ
な起振力変化が難しい。また、最小から最大起振力まで
の間で起振力を調節することができないため、土質や杭
種等の杭打ち作業条件によって予め決定された最大起振
力のみで作業することとなり、作業条件によっては大き
な振動を生じる場合がある。

【００１１】また、前記従来例２では、重錘を鋭角の範
囲内で調節しようとするものであるため、起振力の調節
幅が狭く、最大起振力にしたとしても、近年の、大打込
力の要望に対応することは困難である。しかも、起振力
を調節するために可動偏心重錘を回動させる手段も明確
に記載されていない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、前記課題を解決
するために、この出願に係る発明は、駆動軸と従動軸に
定速重錘と調節重錘とを設け、起動・停止時には両重錘
を対向するように位置させて起振力（モーメント）を最
小にして運転し、通常運転状態で定速重錘に対する調節
重錘の相対角度を調節して、起振力を最小起振力から最
大起振力の間で任意に調節できるようにしている。

【００１３】このように重錘の起振力を最小から最大ま
での間で任意に調節できるようにすることにより、起振
力を最小にした状態で静かに起動し、駆動機の定格回転
数に達したら徐々に最大起振力までの間で起振力を任意
に調節して作業を行い、作業終了時には起振力を最小に
して静かに停止させることができる。これにより、起動
・停止時に大きな振動を生じない作業が行える。しか
も、負荷に応じた起振力に任意に調節することもでき
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】この出願に係る発明は、所定の駆
動機により回転駆動される駆動軸と、回転駆動を伝達す
るリンク装置を介して駆動軸に従動される従動軸と、駆
動軸に固定された第１不平衡重錘と、駆動軸に対して軸
方向回りに回転自在に設けられ、且つ従動軸により回転
駆動される第２不平衡重錘と、従動軸に固定された第３
不平衡重錘と、従動軸に対して軸方向回りに回転自在に
設けられ、且つ駆動軸により回転駆動される第４不平衡
重錘とを有し、上記リンク装置は、駆動軸に設けられた
入力歯車と、従動軸に設けられた出力歯車と、入力歯車
と噛合した第１中間歯車と、第１中間歯車および出力歯
車に噛合した第２中間歯車と、入力歯車および第１中間
歯車の回転軸を回動自在に支持すると共にこれらを連結
した第１リンク部材と、第１中間歯車および第２中間歯
車の回転軸を回動自在に支持すると共にこれらを連結し
た第２リンク部材と、出力歯車および第２中間歯車の回
転軸を回動自在に支持すると共にこれらを連結した第３
リンク部材と、第３リンク部材を出力歯車の回転方向に
沿って回動させることにより従動軸を回転させて、第３
不平衡重錘および第２不平衡重錘をそれぞれ第４不平衡
重錘および第１不平衡重錘に対して相対回転角の位相差
を生じさせるリンク角調整手段とを有している。これに
より、第１および第４不平衡重錘により構成される定速
重錘と対向する位置に第２および第３不平衡重錘により
構成される調節重錘を回動させて両重錘をバランスさせ
た状態で起動すれば大きな振動を発生することがなく、
定格回転数に達してから徐々に調節重錘を回動させて最
大遠心力となるように調節重錘の相対角度を調節すれば
最大起振力の振動を発生させることができる。この調節
重錘の回動をリンク機構で行っているため、リンク機構
を制御することにより、任意の起振力位置で固定すれ
ば、最小起振力から最大起振力までの間の任意の起振力
を発生させることができる。この最小起振力を起振力ゼ
ロの状態に調節できるようにすれば、起振力ゼロの起動
・停止もできる。

【００１５】前記リンク装置を、定速重錘を固定した駆
動軸に設けた入力歯車と、この入力歯車に噛合する中間
歯車と、この中間歯車に噛合して調節重錘を固定した従
動軸に設けた出力歯車と、これらの歯車間を連結するリ
ンク部材と、このリンク部材を回動させるリンク角調節
手段とで構成すれば、回転する調節重錘の定速重錘に対
する相対角度を容易に変更できるリンク装置を構成する
ことができる。

【００１６】また、定速重錘を、駆動側の軸に固定した
不平衡重錘と、この不平衡重錘で駆動する従動側の軸に
設けた不平衡重錘とで構成し、調節重錘を、従動側の軸
に固定した不平衡重錘と、この不平衡重錘で駆動する駆
動側の軸に設けた不平衡重錘とで構成すれば、重錘が回
転している状態で調節重錘を回動させて定速重錘との間
の相対角度を任意に調節して、全不平衡重錘による最大
起振力となる範囲内で遠心力を任意に調節できる２軸式
の起振力発生装置を構成することができる。

【００１７】この定速重錘を、駆動側の軸に固定したほ
ぼ９０度の不平衡重錘と、この不平衡重錘で駆動する従
動側の軸に設けたほぼ９０度の不平衡重錘とで構成し、
調節重錘を、従動側の軸に固定したほぼ９０度の不平衡
重錘と、この不平衡重錘で駆動する駆動側の軸に設けた
ほぼ９０度の不平衡重錘とで構成し、リンク装置の調節
重錘調節回動角を、定速重錘と調節重錘とが対向する位
置と、この定速重錘と調節重錘とが隣接する位置との間
のほぼ９０度の範囲で任意に調節可能に構成すれば、２
軸式の起振力発生装置において、両重錘を対向させた状
態の最小起振力から両重錘を隣接させてほぼ１８０度の
不平衡重錘とした最大起振力までの範囲で任意に起振力
を調節することができる。

【００１８】

【００１９】

【００２０】さらにまた、これらのリンク装置に、駆動
機に作用する負荷を検出し、この負荷に応じて調節重錘
の回動角を調節する制御手段を設ければ、駆動機に作用
する負荷に応じて不平衡重錘の起振力を調節することが
できるので、駆動機の過負荷を避けて安定した運転を行
うことができる。

【００２１】

【実施例】以下、この出願に係る発明の一実施例を図面
に基づいて説明する。図１はこの出願に係る発明の第１
実施例に係る起振力発生装置の主要構成を示す平面視の
断面図であり、説明上、駆動機を側部に示している。図
２は同起振力発生装置のリンク装置を示す側面図であ
り、図３は同起振力発生装置の不平衡重錘回動位置例を
示す模式図であり、(a) は起振力ゼロ、(b) は最大起振
力、(c)は中間の起振力を示す模式図である。この第１
実施例は２軸式起振力発生装置を示している。

【００２２】図示するように、ケーシング１に駆動軸と
なる第１支持軸２と従動軸となる第２支持軸３が並設さ
れ、第１支持軸２には不平衡重錘４Ａ，５Ｂが設けら
れ、第２支持軸３には不平衡重錘４Ｂ，５Ａが設けられ
ている。これらの不平衡重錘４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは
左右逆回転し、図３(b) に示すように、不平衡重錘４
Ａ，５Ｂと４Ｂ，５Ａとが隣接した状態で上下方向を向
いた時に最大起振力（偏心モーメント）を発生し、左右
方向を向いた時には打消し合うように構成されている。
両支持軸２，３に設けられた第１歯車６と第２歯車７、
及び第３歯車８と第４歯車９とがそれぞれ噛合して、不
平衡重錘４Ａ，５Ｂと４Ｂ，５Ａとを互いに逆方向に回
転させている。

【００２３】この実施例では、不平衡重錘４Ａ，４Ｂ，
５Ａ，５Ｂが全てほぼ９０度の扇形に形成されており、
対向する位置では重量バランスし、隣接する位置では半
円形状の不平衡重錘を形成するように構成されている。
これら不平衡重錘４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂは、第１支持
軸２に中央の取付部４ａがキー２ａで固定された不平衡
重錘４Ａと、第２支持軸３の廻りで回動可能に設けられ
た不平衡重錘４Ｂとで定速重錘が構成され、第２支持軸
３に前記取付部４ａを挟むように形成された取付部５ａ
がキー３ａで固定された不平衡重錘５Ａと、第１支持軸
２の廻りで回動可能に設けられた不平衡重錘５Ｂとで調
節重錘が構成されている。この不平衡重錘４Ａ，４Ｂ
は、第１支持軸２にキー２ｂで固定された第１歯車６と
不平衡重錘４Ｂに設けられた第２歯車７とが噛合して動
力伝達され、不平衡重錘５Ａ，５Ｂは、この第２支持軸
３にキー３ｂで固定された第３歯車８と不平衡重錘５Ｂ
に設けられた第４歯車９とが噛合して動力伝達されてい
る。

【００２４】したがって、定速重錘４Ａと調節重錘５
Ｂ、及び定速重錘４Ｂと調節重錘５Ａとが同一方向に回
転し、これら重錘４Ａ，５Ｂと重錘４Ｂ，５Ａとは互い
に逆方向に回転させられている。

【００２５】この第１，第２支持軸２，３の駆動は、第
１支持軸２に設けられた駆動プーリ１０を、ケーシング
１に設けられた駆動モータ１１のプーリ１２に巻きかけ
られたＶベルト１３で駆動することによって行われてお
り、駆動モータ１１で駆動される第１支持軸２から、リ
ンク装置Ｌ₁ を介して第２支持軸３が駆動されている。
この実施例では１台の駆動モータ１１で駆動されてい
る。

【００２６】このリンク装置Ｌ₁ は、図２に示すよう
に、複数の歯車と、これら歯車間に設けられた複数のリ
ンク部材と、このリンク部材を回動させるリンク角調節
手段とで構成されている。この歯車は、ケーシング１か
ら突出させた支持軸２に設けられた入力歯車１４と、こ
の入力歯車１４に噛合する第１中間歯車１５と、この第
１中間歯車１５に噛合する第２中間歯車１６と、この第
２中間歯車１６に噛合してケーシング１から突出させた
支持軸３に設けられた出力歯車１７とで構成されてい
る。またリンク部材は、入力歯車１４と第１中間歯車１
５との間に設けられた第１リンク部材１８と、第１中間
歯車１５と第２中間歯車１６との間に設けられた第２リ
ンク部材１９と、第２中間歯車１６と出力歯車１７との
間に設けられた第３リンク部材２０とで構成されてい
る。そして、第３リンク部材２０の所定位置には、リン
ク角調節手段たるシリンダ２１が設けられており、この
シリンダ２１を伸縮させることによって、第１〜第３リ
ンク部材１８，１９，２０が所定の方向に回動するよう
に構成されている。

【００２７】この実施例の場合、各不平衡重錘４Ａ，４
Ｂ，５Ａ，５Ｂがほぼ９０度の扇形に形成されているた
め、定速重錘４Ａ，４Ｂに対して調節５Ａ，５Ｂをほぼ
９０度の相対角度で回動させれば、扇形が対向する位置
と扇形が隣接してほぼ１８０度となる位置との間で任意
の相対角度差（回転位相差）を生じさせることができ
る。この相対角度差は、シリンダ２１を伸長させて第３
リンク部材２０を回動させることにより、第２中間歯車
１６と第１中間歯車１５の軸心を移動させることによっ
て生じさせている。この実施例の場合、入力側の第１リ
ンク部材１８の回動角αを約３０度の角度で回動させれ
ば、入力歯車１４に対して出力歯車１７に約１６０度の
相対角度差βが生じるように構成されている。

【００２８】したがって、このシリンダ２１を伸縮させ
ることにより、第１中間歯車１５と第２中間歯車１６の
軸心位置が変わって入力歯車１４に対する出力歯車１７
の相対回転角に位相差を生じ、定位置で回転する第１支
持軸２に対して第２支持軸３の相対回転角に「進み」あ
るいは「遅れ」の位相差を生じさせることができる。

【００２９】しかも、この構成によれば、第１支持軸２
から入力歯車１４、中間歯車１５，１６、出力歯車１７
を介して第２支持軸３に動力が伝達されている状態で、
シリンダ２１を伸縮させて第３リンク部材２０を回動さ
せれば、支持軸２と支持軸３との間の相対回転角に位相
差を生じるので、定速重錘４Ａ，４Ｂに対して調節重錘
５Ａ，５Ｂに「進み」あるいは「遅れ」を生じさせるこ
とができる。つまり、動力伝達中であってもシリンダ２
１の伸縮量を制御することにより、定速重錘４Ａ，４Ｂ
と調節重錘５Ａ，５Ｂとの間の相対回転角（回転位相
差）を任意に調節することができる。

【００３０】この時、シリンダ２１を固定してリンク部
材１８，１９，２０を拘束していると定速重錘４Ａ，４
Ｂと調節重錘５Ａ，５Ｂとの間の位相は変わらず、シリ
ンダ２１を伸縮させてリンク部材１８，１９，２０を回
動させている時のみ、定速重錘４Ａ，４Ｂに対する調節
重錘５Ａ，５Ｂの位相が変わることとなる。

【００３１】このようにして第２支持軸３の相対回転角
を調節して定速重錘４Ａ，４Ｂと調節重錘５Ａ，５Ｂと
の位相差を調節すれば、全不平衡重錘４Ａ，４Ｂ，５
Ａ，５Ｂによる起振力を任意に調節することができる。

【００３２】なお、前記歯車１４〜１７の構成は、起振
力発生装置の仕様等に応じて適宜決定すればよい。ま
た、前記第１中間歯車１５と第２中間歯車１６は、図示
しないケーシングに設けられた案内溝に沿って揺動可能
に構成されている。２２は、支持軸２，３をケーシング
１に支持する軸受である。

【００３３】以上のように構成された起振力発生装置Ｖ
₁ によれば、図３(a) 〜(c) の不平衡重錘回動位置例を
示す模式図のようにして、運転状態において最小起振力
から最大起振力までの間で任意の起振力を発生すること
ができる。

【００３４】すなわち、起動時には、(a) に示すよう
に、リンク装置Ｌ₁ のシリンダ２１で第３リンク部材２
０を回動させることにより、調節重錘５Ａ，５Ｂを反定
速重錘側に回動させて定速重錘４Ａ，４Ｂと対向する状
態にする。この状態で駆動モータ１１を駆動することに
より、Ｖベルト１３を介して第１支持軸２が駆動される
とともに、この第１支持軸２からリンク装置Ｌ₁ を介し
て第２支持軸３が逆方向に回転させられる。この時、定
速重錘４Ａ，４Ｂと調節重錘５Ａ，５Ｂとを逆方向に回
転させる力は、両重錘が対向位置でバランスしたほぼ起
振力ゼロ（この実施例における「最小起振力」）の状態
となるため、小さな駆動力で全不平衡重錘４Ａ，４Ｂ，
５Ａ，５Ｂを駆動することができる。しかも振動を生じ
ることなく回転させることができるので、周囲の環境に
悪影響を及ぼすことがない。

【００３５】そして、駆動モータ１１が定格回転数とな
ったら、シリンダ２１で第３リンク部材２０を所定方向
に回動させて、前記(a) に示すような対向状態から(b)
に示すように、調節重錘５Ａ，５Ｂと定速重錘４Ａ，４
Ｂとが隣接するように回動させる。すなわち、シリンダ
２１の伸縮量を調節することにより、調節重錘５Ａ，５
Ｂを定速重錘４Ａ，４Ｂに隣接させて、全体で半円形状
となる不平衡重錘４Ａ，４Ｂ，５Ａ，５Ｂによって最大
起振力を発揮するようにする。

【００３６】このようにして回転させられる定速重錘４
Ａ，４Ｂと調節重錘５Ａ，５Ｂとは、第１支持軸２と第
２支持軸３とが互いに逆方向に回転させられるので、不
平衡重錘４Ａ，５Ｂと４Ｂ，５Ａとが同一方向を向く上
下方向の直線的な大起振力を発生する。

【００３７】しかも、この出願に係る発明では、リンク
装置Ｌ₁ のシリンダ２１の伸縮量を調節することによ
り、第２支持軸３の進み又は遅れ角を任意に調節して第
１支持軸２に対する相対角度を任意に保つことが可能で
あるため、例えば、(c) に示すように、調節重錘５Ａ，
５Ｂを調節範囲のほぼ中間位置で止めて、最大起振力の
ほぼ半分の起振力とすることも容易に可能となる。つま
り、このリンク装置Ｌ₁で調節重錘５Ａ，５Ｂを定速重
錘４Ａ，４Ｂと任意の相対角度に調節して保てば、最小
起振力の状態から最大起振力の間で任意に起振力を調節
することが容易に可能となる。

【００３８】このように起振力を任意に調節可能とすれ
ば、例えば、振動杭打機のように、杭を打ち込もうとす
る地盤が軟質地盤から硬質地盤に状態変化した場合で
も、駆動モータ１１の負荷が過負荷とならないように起
振力を調節して打ち込み作業を続けることができ、作業
を中断することなく作業効率良く杭打ち作業を続行する
ことが可能となる。

【００３９】この場合、駆動モータ１１の電流等から負
荷を検出する検出器を設け、この検出器の信号に応じて
シリンダ２１で第３リンク部材２０を回動させれば、駆
動モータ１１の過負荷を防止するように制御することも
容易に可能であり、このようなフィードバック制御を行
うことにより、駆動機の安定した運転が可能な杭打ち作
業を行うことができる。

【００４０】また、停止時には、(b) 又は(c) に示す状
態から、シリンダ２１で第３リンク部材２０を回動させ
ることにより、第２支持軸３の相対角度を調節して、
(a) に示すように、調節重錘５Ａ，５Ｂを定速重錘４
Ａ，４Ｂとが対向するように回動させる。この状態にす
れば、前記したように不平衡重錘４Ａと５Ｂ、４Ｂと５
Ａがバランスしてほぼ起振力ゼロの最小起振力となるた
め、振動を生じさせることなく起振力発生装置Ｖ₁ を停
止させることができる。

【００４１】図４は、上述の第１実施例に関連した参考
例に係る起振力発生装置のリンク装置を示す側面図であ
る。この参考例は４軸式の起振力発生装置を示してお
り、前記第１実施例と同様のケーシング内に設けられて
いるが、リンク装置に関する構成と不平衡重錘のみを説
明して、他の構成に関する説明は省略する。なお、前記
第１実施例と同一の構成には同一符号を付して説明す
る。

【００４２】図示するように、この参考例では、上部に
駆動軸となる第１支持軸２３と従動軸となる第２支持軸
２４の２本が並設され、これらの下部に従動軸となる第
３支持軸２５と第４支持軸２６が並設されて４軸式の起
振力発生装置Ｖ₂ が構成されている。第１，第２支持軸
２３，２４にはそれぞれ定速重錘２７，２８が設けら
れ、第３，第４支持軸２５，２６にはそれぞれ調節重錘
２９，３０が設けられている。これらの不平衡重錘２
７，２８，２９，３０は、ほぼ１８０度の半円形に形成
されており、それぞれの不平衡重錘２７，２８，２９，
３０は、支持軸２３，２４，２５，２６に設けられたキ
ー２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａによって固定されて
いる。

【００４３】第１支持軸２３に設けられた第１歯車３１
と第２支持軸２４に設けられた第２歯車３２とが噛合
し、第３支持軸２５に設けられた第３歯車３３と第４支
持軸２６に設けられた第４歯車３４とが噛合して、左右
の不平衡重錘２７，３０と２８，２９とが互いに逆回転
するように構成されている。そして、この第２歯車３２
と第３歯車３３との間にリンク装置Ｌ₂ が設けられてい
る。

【００４４】このリンク装置Ｌ₂ は、第２歯車３２と噛
合する第５歯車３５と、この第５歯車３５と噛合すると
ともに第３歯車３３と噛合する第６歯車３６と、第２歯
車３２と第５歯車３５の軸間を連結する第１リンク部材
３７と、第５歯車３５と第６歯車３６の軸間を連結する
第２リンク部材３８と、第６歯車３６と第３歯車３３の
軸間を連結する第３リンク部材３９と、この第３リンク
部材３９を第３支持軸２５の廻りで回動させるリンク角
調節手段たるシリンダ２１とで構成されている。このシ
リンダ２１の後端はケーシング１に支持されている。

【００４５】したがって、駆動モータ１１でＶベルト１
３を介して第１支持軸２３を駆動すれば、この第１支持
軸２３に設けられた第１歯車３１から第２歯車３２、第
５歯車３５、第６歯車３６、第３歯車３３、第４歯車３
４へと動力が伝達され、第１支持軸２３〜第４支持軸２
６に設けられた不平衡重錘２７，２８，２９，３０によ
って上下方向に起振力を発生させることができる。

【００４６】この参考例の場合は４軸構成であるため、
上部の不平衡重錘２７，２８を定速重錘、下部の不平衡
重錘２９，３０を調節重錘として別々に構成することが
できるため、前記第１実施例に比べてリンク装置Ｌ₂ の
歯車数を減らして定速重錘２７，２８に対する調節重錘
２９，３０の回転角に「進み」あるいは「遅れ」を生じ
させることができ、最小起振力から最大起振力の範囲内
で任意に起振力を調節できる起振力発生装置Ｖ₂ を簡単
な構成とすることができる。

【００４７】なお、この参考例の場合も、第５歯車３
５，第６歯車３６の軸が揺動する案内溝をケーシング１
に設けて支持するように構成してもよい。

【００４８】以上のように構成された参考例の起振力発
生装置Ｖ₂ によっても、起動停止時等には、前記第１実
施例と同様に、シリンダ２１で第３リンク部材３９を回
動させて第５歯車３５と第６歯車３６の軸心位置を移動
させることにより、第１リンク部材３７が所定の回動角
αで回動して第３歯車３３に所定の相対角度差βを生じ
るように構成されている。これにより第２歯車３２に対
する第３歯車３３の相対回転角に「遅れ」又は「進み」
を生じさせ、定速重錘２７，２８と調節重錘２９，３０
とが対向するように位置させれば、全重錘２７，２８，
２９，３０による最小起振力（この実施例では「起振力
ゼロ」）で周囲に振動を生じることなく起動停止させる
ことができる。

【００４９】そして、駆動モータ１１が定格回転数に達
したら、シリンダ２１で第３リンク部材３９を回動させ
て調節重錘２９，３０を定速重錘２７，２８と同一方向
を向くように調節することにより、全不平衡重錘２７，
２８，２９，３０による最大起振力によって大振動を発
生させることができる。この起振力調節時は、シリンダ
２１を固定してリンク部材３７，３８，３９を拘束して
いると定速重錘２７，２８と調節重錘２９，３０との位
相は変わらず、シリンダ２１を伸縮させてリンク部材３
７，３８，３９を回動させている時のみ、定速重錘２
７，２８に対する調節重錘２９，３０の位相が変わるこ
ととなるので、最小起振力と最大起振力との間の任意の
位置で止めれば任意の起振力を発生させることができ
る。しかも、このシリンダ２１による調節重錘２９，３
０の回動は、不平衡重錘２７，２８，２９，３０を回転
させた状態のままで回動させることができるため、起振
力発生装置Ｖ₂ を停止させることなく、任意の起振力に
設定することができる。

【００５０】また、この参考例でも、駆動モータ１１の
電流値等から負荷を検出する検出手段を設け、制御装置
等でこの検出手段の信号に応じて第３リンク部材３９の
回動角を制御して起振力を調節すれば、常に駆動モータ
１１が過負荷とならないように負荷に応じた起振力制御
が可能となり、駆動モータ１１の負荷を一定制御するこ
とによって駆動モータ保護を図ることが可能となる。こ
のことは、例えば、杭打ち作業であれば、地盤変化に応
じて好ましい出力制御が可能となり、安定した杭打ち作
業を行うことができる。

【００５１】なお、前記実施例および参考例では、２軸
式の起振力発生装置Ｖ₁ と４軸式の起振力発生装置Ｖ₂
実施例を説明したが、他の軸構成の起振力発生装置であ
ってもこの出願に係る発明を適用することは可能であ
り、軸構成に限定されるものではない。

【００５２】また、前記実施例および参考例では最小起
振力をほぼゼロにしているが、使用条件や使用機械等に
応じて適宜決定すればよい。

【００５３】

【発明の効果】この出願に係る発明は、以上説明したよ
うな形態で実施され、以下に記載するような効果を奏す
る。

【００５４】定速重錘と対向する位置に調節重錘を回動
させてバランスさせた状態で起動すれば大きな振動を発
生することがなく、定格回転数に達してから徐々に調節
重錘を回動させて最大遠心力位置まで回動させれば最大
起振力の振動を発生させることができ、この調節重錘の
回動をリンク装置で行っているので、このリンク装置を
制御すれば最小起振力の状態から最大起振力までの間の
任意の起振力で作業することが可能であり、作業条件の
変化等に応じて任意の起振力を発生させることができる
起振力発生装置を提供することが可能となる。これによ
り、作業条件変化等に応じて任意に起振力を調節した作
業が容易に可能となる。

【００５５】前記リンク装置を、駆動軸に設けた入力歯
車、入力歯車に噛合する中間歯車、中間歯車に噛合する
出力歯車、これらの歯車間を連結するリンク部材、そし
てこのリンク部材を回動させるリンク角調節手段で構成
すれば、回転する調節重錘を任意の角度で回動させて定
速重錘との位相角度を容易に変更できるリンク装置を構
成することができ、リンク角調節手段を制御することに
より任意の起振力に調節することが容易に可能となる。

【００５６】また、定速重錘を駆動側の軸に固定した不
平衡重錘と従動側の軸に設けた不平衡重錘とで構成し、
調節重錘を従動側の軸に固定した不平衡重錘と駆動側の
軸に設けた不平衡重錘とで構成すれば、重錘が回転して
いる状態で調節重錘を回動させて、任意に起振力を調節
することができる２軸式の起振力発生装置を構成するこ
とが可能となる。

【００５７】この定速重錘を、駆動側の軸に固定したほ
ぼ９０度の不平衡重錘と従動側の軸に設けたほぼ９０度
の不平衡重錘とで構成し、調節重錘を、従動側の軸に固
定したほぼ９０度の不平衡重錘と駆動側の軸に設けたほ
ぼ９０度の不平衡重錘とで構成し、リンク装置で定速重
錘と調節重錘とが対向する位置と、隣接する位置との間
のほぼ９０度の範囲で任意に調節可能に構成すれば、２
軸式で起振力の調節範囲が広い起振力発生装置を構成す
ることが可能となる。

【００５８】

【００５９】

【００６０】さらに、これらのリンク装置に、駆動機に
作用する負荷に応じて調節重錘の回動角を調節する制御
手段を設ければ、駆動機の過負荷を避けて安定した運転
を行うことができ、作業効率の良い起振力発生装置を構
成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願に係る発明の第１実施例に係る起振力
発生装置の主要構成を示す平面視の断面図である。

【図２】図１に示す起振力発生装置のリンク装置を示す
側面図である。

【図３】図１に示す起振力発生装置の不平衡重錘回動位
置例を示す模式図であり、(a)は起振力ゼロ、(b) は最
大起振力、(c) は中間の起振力を示す模式図である。

【図４】この出願に係る発明の参考例に係る起振力発生
装置のリンク装置を示す側面図である。

【図５】従来の起振力発生装置を示す平面視の断面図で
ある。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 第１支持軸 ３ 第２支持軸 ４Ａ，４Ｂ 定速重錘 ４ａ 取付部 ５Ａ，５Ｂ 調節重錘 ５ａ 取付部 ６ 第１歯車 ７ 第２歯車 ８ 第３歯車 ９ 第４歯車 １１ 駆動モータ １４ 入力歯車 １５ 第１中間歯車 １６ 第２中間歯車 １７ 出力歯車 １８ 第１リンク部材 １９ 第２リンク部材 ２０ 第３リンク部材 ２１ シリンダ ２３ 支持軸 ２３ 第１支持軸 ２４ 第２支持軸 ２５ 第３支持軸 ２６ 第４支持軸 ２７，２８ 定速重錘 ２９，３０ 調節重錘 ３１ 第１歯車 ３２ 第２歯車 ３３ 第３歯車 ３４ 第４歯車 ３５ 第５歯車 ３６ 第６歯車 ３７ 第１リンク部材 ３８ 第２リンク部材 ３９ 第３リンク部材 α 回動角 β 相対角度差 Ｌ₁,Ｌ₂ リンク装置 Ｖ₁,Ｖ₂ 起振力発生装置

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−245876（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−28932（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−131952（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−145605（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−108913（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−31934（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−9437（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−14209（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B06B 1/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の駆動機により回転駆動される駆動軸
   と、 回転駆動を伝達するリンク装置を介して駆動軸に従動さ
   れる従動軸と、 駆動軸に固定された第１不平衡重錘と、 駆動軸に対して軸方向回りに回転自在に設けられ、且つ
   従動軸により回転駆動される第２不平衡重錘と、 従動軸に固定された第３不平衡重錘と、 従動軸に対して軸方向回りに回転自在に設けられ、且つ
   駆動軸により回転駆動される第４不平衡重錘とを有し、 上記リンク装置は、 駆動軸に設けられた入力歯車と、 従動軸に設けられた出力歯車と、 入力歯車と噛合した第１中間歯車と、 第１中間歯車および出力歯車に噛合した第２中間歯車
   と、 入力歯車および第１中間歯車の回転軸を回動自在に支持
   すると共にこれらを連結した第１リンク部材と、 第１中間歯車および第２中間歯車の回転軸を回動自在に
   支持すると共にこれらを連結した第２リンク部材と、 出力歯車および第２中間歯車の回転軸を回動自在に支持
   すると共にこれらを連結した第３リンク部材と、 第３リンク部材を出力歯車の回転方向に沿って回動させ
   ることにより従動軸を回転させて、第３不平衡重錘およ
   び第２不平衡重錘をそれぞれ第４不平衡重錘および第１
   不平衡重錘に対して相対回転角の位相差を生じさせるリ
   ンク角調整手段とを有していることを特徴とする起振力
   発生装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の起振力発生装置において、 第１不平衡重錘、第２不平衡重錘、第３不平衡重錘およ
   び第４不平衡重錘は、ほぼ９０度の不平衡重錘により構
   成され、 上記リンク角調整手段は、 第１不平衡重錘と第２不平衡重錘とが対向すると共に第
   ３不平衡重錘と第４不平衡重錘とが対向する位置と、第
   １不平衡重錘と第２不平衡重錘とが隣接すると共に第３
   不平衡重錘と第４不平衡重錘とが隣接する位置との間の
   ほぼ９０度の範囲で任意に調整すべく、第３リンク部材
   を回動させ得るように構成したことを特徴とする起振力
   発生装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の起振力発生装置に
   おいて、 リンク装置に、駆動機に作用する負荷を検出し、該負荷
   に応じて第２不平衡重錘および第３不平衡重錘の回動角
   を調節する制御手段を設けたことを特徴とする起振力発
   生装置。