JP5910085B2

JP5910085B2 - 加振装置

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Publication number: JP5910085B2
Application number: JP2012000141A
Authority: JP
Inventors: 幹品川
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-01-04
Also published as: JP2013140068A

Description

本発明は、被加振体に正逆方向（加振方向）へ加振させる加振装置に関する。

近年、加振装置について種々の開発がなされており、一般的な加振装置について簡単に説明すると、次のようになる。

一般的な加振装置は、テーブルベースを具備しており、このテーブルベースには、被加振体を装備するスライドテーブルが正逆方向（加振方向）へ往復移動可能に設けられており、このスライドテーブルは、一側に、連結ロッドを備えている。また、スライダの一側方には、加振アクチュエータとしての油圧シリンダが設けられており、この油圧シリンダは、正逆方向へ往復移動可能な作動ロッドとしてのピストンロッドを備えている。そして、一般的な加振装置は、連結ロッドの先端部とピストンロッドの先端部とを接続する軸継手（カップリング）を具備しており、この軸継手は、連結ロッドの先端部に一体的に設けられたテーブル側継手部材と、ピストンロッドの先端部に一体的に設けられかつテーブル側継手部材に締結可能なシリンダ側継手部材（アクチュエータ側継手部材）とを備えている。

従って、油圧シリンダの駆動によりピストンロッドを正逆方向へ往復移動させることにより、軸継手を介してスライドテーブルを正逆方向へ往復移動させる。これにより、被加振体を正逆方向へ加振させることができる。

なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１から特許文献３に示すものがある。

特開２０００−１１８７２５号公報特開平１１−３１１５８３号公報特開２００２−１５３９７５号公報

ところで、軸継手の組付誤差によってピストンロッドの軸心と連結ロッドの軸心との間の角度ずれが生じて、ピストンロッドの軸心が連結ロッドの軸心に対して相対的に傾斜することがある。このような場合、加振装置の加振周波数が高くなると、加振装置の運転中に軸継手にガタが発生し易く、被加振体を安定した状態で正逆方向へ加振させることが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の加振装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、被加振体を正逆方向（加振方向）へ加振させる加振装置において、テーブルベースと、前記テーブルベースに前記正逆方向へ往復移動可能に設けられ、一側に前記正逆方向に平行な連結ロッドを備え、前記被加振体を装備（保持を含む）するスライドテーブルと、前記テーブルベースに設けられ、前記スライドテーブルを前記正逆方向へ往復移動可能に案内する案内機構と、前記スライドテーブルの一側方に設けられ、前記正逆方向に平行であってかつ前記正逆方向へ往復移動可能な作動ロッドを備え、前記スライダを前記正逆方向へ往復移動させる加振アクチュエータと、前記連結ロッドの先端部と前記作動ロッドの先端部とを接続する軸継手（カップリング）と、を具備し、前記軸継手は、前記連結ロッドの先端部に一体的に設けられたテーブル側継手部材と、前記作動ロッドの先端部に一体的に設けられ、複数のボルト及び複数のナットによって前記テーブル側継手部材に締結可能なアクチュエータ側継手部材と、前記テーブル側継手部材の締結面と前記アクチュエータ側継手部材の締結面との間に配設され、前記ボルトを遊嵌可能な複数の貫通穴が円周方向に間隔を置いて形成され、片側に凹球面を有した凹球面座金と、前記アクチュエータ側継手部材の締結面又は前記テーブル側継手部材の締結面と前記凹球面座金の前記凹球面との間に配設され、前記ボルトを遊嵌可能な複数の貫通穴が円周方向に間隔を置いて形成され、片側に前記凹球面座金の前記凹球面に摺接可能な凸球面（摺接した凸球面）を有した凸球面座金と、を備えたことである。

本発明の第１の態様によると、前記加振アクチュエータの駆動により前記作動ロッドを前記正逆方向へ往復移動させることにより、前記軸継手を介して前記スライドテーブルを前記正逆方向へ往復移動させる。これにより、前記被加振体を前記正逆方向へ加振させることができる。

前述の作用の他に、前記軸継手を組付ける際に、前記アクチュエータ側継手部材を前記テーブル側継手部材に締結すると、前記凹球面座金の前記凹球面と前記凸球面座金の前記凸球面がなじむように相対的に摺動する。これにより、前記軸継手の組付誤差によって前記作動ロッドの軸心と前記連結ロッドの軸心との角度ずれがあっても、その角度ずれを吸収することができる。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲の記載において、「一体的に設けられ」とは、一体に設けられたことを含む意である。

本発明の第２の態様は、被加振体を正逆方向（加振方向）へ加振させる加振装置において、テーブルベースと、前記テーブルベースに前記正逆方向へ往復移動可能に設けられ、両側に前記正逆方向に平行な連結ロッドを同軸状に備え、前記被加振体を装備（保持を含む）するスライドテーブルと、前記テーブルベースに設けられ、前記スライドテーブルを前記正逆方向へ往復移動可能に案内する案内機構と、前記スライドテーブルの両側方にそれぞれ設けられ、前記正逆方向に平行でかつ前記正逆方向へ往復移動可能な作動ロッドを備え、前記スライダを前記正逆方向へ往復移動させる加振アクチュエータと、各連結ロッドの先端部と対応する前記作動ロッドの先端部とを接続する軸継手（カップリング）と、を具備し、各軸継手は、前記連結ロッドの先端部に一体的に設けられたテーブル側継手部材と、前記作動ロッドの先端部に一体的に設けられ、複数のボルト及び複数のナットによって前記テーブル側継手部材に締結可能なアクチュエータ側継手部材と、前記テーブル側継手部材の締結面と前記アクチュエータ側継手部材の締結面との間に配設され、前記ボルトを遊嵌可能な複数の貫通穴が円周方向に間隔を置いて形成され、片側に凹球面を有した凹球面座金と、前記アクチュエータ側継手部材の締結面又は前記テーブル側継手部材の締結面と前記凹球面座金の前記凹球面との間に配設され、前記ボルトを遊嵌可能な複数の貫通穴が円周方向に間隔を置いて形成され、片側に前記凹球面座金の前記凹球面に摺接可能な凸球面（摺接した凸球面）を有した凸球面座金と、を備えたことである。

本発明の第２の態様によると、一対の前記加振アクチュエータの駆動により一対の前記作動ロッドを同期して前記正逆方向へ往復移動させることにより、前記軸継手を介して前記スライドテーブルを前記正逆方向へ往復移動させる。これにより、前記被加振体を前記正逆方向へ加振させることができる。

前述の作用の他に、各軸継手を組付ける際に、前記テーブル側継手部材を前記アクチュエータ側継手部材に締結すると、前記凹球面座金の前記凹球面と前記凸球面座金の前記凸球面がなじむように相対的に摺動する。これにより、前記軸継手の組付誤差によって前記作動ロッドの軸心と前記連結ロッドの軸心との角度ずれがあっても、その角度ずれを吸収することができる。

本発明によれば、前記軸継手の組付誤差による前記作動ロッドの軸心と前記連結ロッドの軸心との角度ずれを吸収できるため、前記加振装置の加振周波数が高くなっても、前記加振装置の運転中に前記軸継手にガタが発生することを十分に抑えて、前記被加振体を安定した状態で前記正逆方向へ加振させることができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る加振装置の正断面図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る加振装置の平面図である。図３は、図１における矢視部IIIの拡大図である。図４は、図１におけるIV-IV線に沿った拡大断面図である。図５は、本発明の第２実施形態に係る加振装置の正断面図である。図６は、本発明の第２実施形態に係る加振装置の平面図である。図７（ａ）は、図５における矢視部VIIAの拡大図、図７（ｂ）は、図５における矢視部VIIBの拡大図である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１から図４を参照して説明する。なお、図中、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向をそれぞれ指している。

図１及び図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る加振装置１は、被加振体Ｅを正逆方向（加振方向、第１実施形態にあっては、左右方向）へ加振させるものである。また、加振装置１は、左右方向へ延びた支持フレーム（装置フレーム）３を具備しており、この支持フレーム３には、テーブルベース５が設けられており、このテーブルベース５には、断面逆Ｔ字形状のガイド溝７が形成されている。

テーブルベース５のガイド溝７には、被加振体Ｅを装備（保持を含む）するスライドテーブル９が正逆方向へ往復移動可能に設けられている。また、スライドテーブル９は、テーブルベース５のガイド溝７に正逆方向へ往復移動可能に設けられたスライド１１と、このスライド１１に一体的に設けられかつ被加振体Ｗを装備するテーブル１５と、スライド１１の一側（左側）に一体的に設けられかつ正逆方向に平行に延びた連結ロッド１７とを備えている。

図１及び図４に示すように、テーブルベース５のガイド溝７の内面には、支持油（支持流体の一例）の静圧を利用してスライドテーブル９を正逆方向へ往復移動可能に案内支持する静圧案内ユニット１９が設けられている。換言すれば、テーブルベース５のガイド溝７には、スライドテーブル９が静圧案内ユニット１９を介して正逆方向へ往復移動可能に設けられている。また、静圧案内ユニット１９は、テーブルベース５のガイド溝７の内面に間隔を置いて設けられかつ支持油を噴出可能な複数の静圧パッド２１を備えている。なお、複数の静圧パッド２１は、支持油を供給する支持油供給源としての支持油用ポンプ（図示省略）に接続されている。なお、テーブルベース５のガイド溝７の内面に静圧案内ユニット１９が設けられる代わりに、スライドテーブル９を正逆方向へ往復移動可能に案内支持する別の案内機構が設けられるようにしても構わない。

図１及び図２に示すように、支持フレーム３におけるスライドテーブル９の一側方（左側方）には、スライドテーブル９を正逆方向へ移動させる加振アクチュエータとして復動型の油圧シリンダ２３が配設されている。そして、油圧シリンダ２３の具体的な構成は、次のようになる。

支持フレーム３におけるスライドテーブル９の一側方には、油圧シリンダ２３の一部を構成する筒状のシリンダ本体２５が設けられている。また、シリンダ本体２５におけるスライドテーブル９側の端部（右端部）には、筒状のエンド部材２７がパッキン２９を介して液密に一体的に設けられており、シリンダ本体２５におけるスライドテーブル９の反対側の端部（左端部）には、筒状の別のエンド部材３１がパッキン３３を介して液密に一体的に設けられている。

シリンダ本体２５内には、ピストン３５が液密に正逆方向へ往復移動可能に設けられており、ピストン３５におけるスライドテーブル９側の側面（右側面）には、正逆方向に平行な作動ロッドとしてのピストンロッド３９が一体的に設けられている。また、ピストンロッド３９は、エンド部材２７にパッキン４１を介して液密に挿通してあって、かつエンド部材２７にメタル軸受４３を介して正逆方向へ往復移動可能に支持されている。更に、ピストン３５におけるスライドテーブル９の反対側の側面（左側面）には、正逆方向に平行な補助ロッド４５が一体的に設けられており、この補助ロッド４５は、エンド部材３１にパッキン４７を介して液密に挿通してあって、かつエンド部材３１にメタル軸受４９を介して正逆方向へ往復移動可能に支持されている。

シリンダ本体２５内におけるピストン３５とエンド部材３１との間には、スライドテーブル９の正方向（加振方向一方側、本発明の第１実施形態にあっては、右方向）の移動時（往動時）に作動油（作動流体の一例）を供給するための往動用油圧室５１が区画形成されている。また、シリンダ本体２５内におけるピストン３５とエンド部材２７との間には、スライドテーブル９の逆方向（加振方向他方側、本発明の第１実施形態にあっては、左方向）の移動時（復動時）に作動油を供給するための復動用油圧室５３が区画形成されている。そして、往動用油圧室５１及び復動用油圧室５３は、作動油を供給する作動油供給源としての作動油用ポンプ（図示省略）にサーボバルブ（図示省略）等を介して接続されている。

図３に示すように、加振装置１は、連結ロッド１７の先端部とピストンロッド３９の先端部とを接続する軸継手（カップリング）５３を具備しており、この軸継手５３の具体的な構成は、次のようになる。

連結ロッド１７の先端部には、テーブル側継手部材５５が螺合して設けられており、このテーブル側継手部材５５には、適宜の回止めピン（図示省略）によって連結ロッド１７の先端部に対して回転不能になっている。換言すれば、連結ロッド１７の先端部には、テーブル側継手部材５５が一体的に設けられている。

ピストンロッド３９の先端部には、アクチュエータ側継手部材としてシリンダ側継手部材５７が螺合して設けられており、このシリンダ側継手部材５７は、適宜の回止めピン（図示省略）によってピストンロッド３９の先端部に対して回転不能になっている。換言すれば、ピストンロッド３９の先端部には、シリンダ側継手部材５７が一体的に設けられている。また、シリンダ側継手部材５７は、頭無しボルト５９及びナット６１，６３等によってテーブル側継手部材５５に締結可能である。なお、シリンダ側継手部材５９とテーブル側継手部材５５の締結に頭無しボルト５９を用いる代わりに、頭有りのボルト（図示省略）を用いても構わない。

テーブル側継手部材５５の締結面とシリンダ側継手部材５７の締結面との間には、凹球面座金６５が配設されており、凹球面座金６５は、片側に、凹球面６５ｆを有してある。また、凹球面座金６５には、頭無しボルト５９を遊嵌可能な複数の貫通穴６７が円周方向に間隔を置いて形成されており、凹球面座金６５は、軸継手５３の組付け時に、テーブル側継手部材５５の締結面に平行な方向（換言すれば、正逆方向に対して直交する方向）へ僅かに移動できるようになっている。

シリンダ側継手部材５７の締結面と凹球面座金６５の凹球面６５ｆとの間には、凸球面座金６９が配設されており、この凸球面座金６９は、片側に、凹球面座金６５の凹球面６５ｆに摺接可能な（摺接した）凸球面６９ｆを有している。また、凸球面座金６９には、頭無しボルト５９を遊嵌可能な複数の貫通穴７１が円周方向に間隔を置いて形成されており、凸球面座金６９は、軸継手５３の組付け時に、シリンダ側継手部材５７の締結面に平行な方向（換言すれば、正逆方向に対して直交する方向）へ僅かに移動できるようになっている。なお、凸球面座金６９がシリンダ側継手部材５７の締結面と凹球面座金６５の凹球面６５ｆとの間に配設される代わりに、凹球面座金６５の向きを反対にして、テーブル側継手部材５５の締結面と凹球面座金６５の凹球面６５ｆとの間に配設されるようにしても構わない。

続いて、本発明の第１実施形態の作用及び効果について説明する。

復動用油圧室５３から作動油を排出しつつ、往動用油圧室５１に作動油を供給することにより、作動油の圧力によってピストンロッド３９をピストン３５と一体的に正方向へ移動させて、軸継手５３を介してスライドテーブル９を正方向へ移動させる。また、往動用油圧室５１から作動油を排出しつつ、復動用油圧室５３に作動油を供給することにより、作動油の圧力によってピストンロッド３９をピストン３５と一体的に逆方向へ移動させて、軸継手５３を介してスライドテーブル９を逆方向へ移動させる。そして、ピストンロッド３９の正方向の移動と逆方向の移動を交互に繰り返すことにより、軸継手５３を介してスライドテーブル９を正逆方向へ往復移動させることができる。これにより、被加振体Ｅを正逆方向へ加振させることができる（加振装置１の運転に関する作用）。

加振装置１の運転に関する作用の他に、軸継手５３を組付ける際に、テーブル側継手部材５５をシリンダ側継手部材５７に締結すると、凹球面座金６５の凹球面６５ｆと凸球面座金６９の凸球面６９ｆがなじむように相対的に摺動する。これにより、軸継手５３の組付誤差によってピストンロッド３９の軸心と連結ロッド１７の軸心との角度ずれがあっても、その角度ずれを吸収することができる。

特に、連結ロッド１７の長尺化等によって連結ロッド１７における正逆方向に直交する方向の剛性を調整することにより、連結ロッド１７の正逆方向に直交する方向の弾性変形を許容して、軸継手５３の組付誤差によるピストンロッド３９の軸心と連結ロッド１７の軸心との角度ずれを十分に吸収することができる（軸継手５３の組付けに関する作用）。

従って、本発明の第１実施形態によれば、前述のように、軸継手５３の組付誤差によるピストンロッド３９の軸心と連結ロッド１７の軸心との角度ずれを吸収できるため、加振装置１の加振周波数が高くなっても、加振装置１の運転中に軸継手５３にガタが発生することを十分に抑えて、被加振体Ｅを安定した状態で正逆方向へ加振させることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について図５から図７（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図中、「Ｌ」は、左方向、「Ｒ」は、右方向をそれぞれ指している。

図５及び図６に示すように、本発明の第２実施形態に係る加振装置７３は、被加振体Ｅを正逆方向（加振方向、第２実施形態にあっては、左右方向）へ加振させるものであって、本発明の第１実施形態に係る加振装置１（図１及び図２参照）と同様の構成を有している。以下、加振装置７３の構成のうち、加振装置１の構成と異なる部分についてのみ簡単に説明する。なお、加振装置７３における複数の構成要素のうち、加振装置１における構成要素と対応するものについては、図面中に同一番号を付する。

即ち、スライド１１の一側（左側）に連結ロッド１７（図１及び図２参照）が一体的に設けられる代わりに、スライド１１の両側（左右両側）に正逆方向に平行に延びた連結ロッド７５，７７がそれぞれ一体的に設けられている。

支持フレーム３における一側方（左側方）に復動型の油圧シリンダ２３（図１及び図２参照）が配設される代わりに、支持フレーム３におけるスライドテーブル９の両側方にスライドテーブル９を正逆方向へ往復移動させる加振アクチュエータとして復動型の油圧シリンダ７９，８１がそれぞれ配設されている。ここで、油圧シリンダ７９の構成は、油圧シリンダ２３の構成と略同じである。また、油圧シリンダ８１の構成も、シリンダ本体２５内におけるピストン３５とエンド部材２７との間に往動用油圧室５１が区画形成され、シリンダ本体２５内におけるピストン３５とエンド部材３１との間に復動用油圧室５３が区画形成されている点を除き、油圧シリンダ２３の構成と略同じである。

加振装置７３は、連結ロッド１７の先端部とピストンロッド３９の先端部とを接続する軸継手５３（図１及び図２参照）の代わりに、図７（ａ）（ｂ）に示すように、連結ロッド７３の先端部とピストンロッド３９の先端部とを接続する軸継手８３、及び連結ロッド７５の先端部とピストンロッド３９の先端部とを接続する軸継手８５を具備している。ここで、各軸継手８３（８５）の構成は、軸継手５３の構成と略同じである。

そして、本発明の第２実施形態においても、本発明の第１実施形態の作用及び効果と同様の作用及び効果を奏する。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、油圧シリンダ２３（７９，８１）の代わりに水圧シリンダ、空気圧シリンダ等の別の加振アクチュエータを用いる等、その他、適宜の変更を行うことにより、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。

Ｅ被加振体
１加振装置
３支持フレーム
５テーブルベース
７ガイド溝
９スライドテーブル
１１スライド
１５テーブル
１７連結ロッド
１９静圧案内ユニット
２１静圧パッド
２３油圧シリンダ
３９ピストンロッド
５１往動用油圧室
５３復動用油圧室
５３軸継手
５５テーブル側継手部材
５７シリンダ側継手部材
５９頭無しボルト
６１ナット
６３ナット
６５凹球面座金
６５ｆ凹球面座金の凹球面
６９凸球面座金
６９ｆ凸球面座金の凸球面
７３加振装置
７５連結ロッド
７７連結ロッド
７９油圧シリンダ
８１油圧シリンダ
８３軸継手
８５軸継手

Claims

被加振体を正逆方向へ加振させる加振装置において、
テーブルベースと、
前記テーブルベースに前記正逆方向へ往復移動可能に設けられ、一側に前記正逆方向に平行な連結ロッドを備え、前記被加振体を装備するスライドテーブルと、
前記テーブルベースに設けられ、前記スライドテーブルを前記正逆方向へ往復移動可能に案内する案内機構と、
前記スライドテーブルの一側方に設けられ、前記正逆方向に平行であってかつ前記正逆方向へ往復移動可能な作動ロッドを備え、前記スライダを前記正逆方向へ往復移動させる加振アクチュエータと、
前記連結ロッドの先端部と前記作動ロッドの先端部とを接続する軸継手と、を具備し、
前記軸継手は、
前記連結ロッドの先端部に一体的に設けられたテーブル側継手部材と、
前記作動ロッドの先端部に一体的に設けられ、複数のボルト及び複数のナットによって前記テーブル側継手部材に締結可能なアクチュエータ側継手部材と、
前記テーブル側継手部材の締結面と前記アクチュエータ側継手部材の締結面との間に配設され、前記ボルトを遊嵌可能な複数の貫通穴が円周方向に間隔を置いて形成され、片側に凹球面を有した凹球面座金と、
前記アクチュエータ側継手部材の締結面又は前記テーブル側継手部材の締結面と前記凹球面座金の前記凹球面との間に配設され、前記ボルトを遊嵌可能な複数の貫通穴が円周方向に間隔を置いて形成され、片側に前記凹球面座金の前記凹球面に摺接可能な凸球面を有した凸球面座金と、を備えたことを特徴とする加振装置。
被加振体を正逆方向へ加振させる加振装置において、
テーブルベースと、
前記テーブルベースに前記正逆方向へ往復移動可能に設けられ、両側に前記正逆方向に平行な連結ロッドを同軸状に備え、前記被加振体を装備するスライドテーブルと、
前記テーブルベースに設けられ、前記スライドテーブルを前記正逆方向へ往復移動可能に案内する案内機構と、
前記スライドテーブルの両側方にそれぞれ設けられ、前記正逆方向に平行でかつ前記正逆方向へ往復移動可能な作動ロッドを備え、前記スライダを前記正逆方向へ往復移動させる加振アクチュエータと、
各連結ロッドの先端部と対応する前記作動ロッドの先端部とを接続する軸継手と、を具備し、
各軸継手は、
前記連結ロッドの先端部に一体的に設けられたテーブル側継手部材と、
前記作動ロッドの先端部に一体的に設けられ、複数のボルト及び複数のナットによって前記テーブル側継手部材に締結可能なアクチュエータ側継手部材と、
前記テーブル側継手部材の締結面と前記アクチュエータ側継手部材の締結面との間に配設され、前記ボルトを遊嵌可能な複数の貫通穴が円周方向に間隔を置いて形成され、片側に凹球面を有した凹球面座金と、
前記アクチュエータ側継手部材の締結面又は前記テーブル側継手部材の締結面と前記凹球面座金の前記凹球面との間に配設され、前記ボルトを遊嵌可能な複数の貫通穴が円周方向に間隔を置いて形成され、片側に前記凹球面座金の前記凹球面に摺接可能な凸球面を有した凸球面座金と、を備えたことを特徴とする加振装置。
前記案内機構は、支持流体の静圧を利用して前記スライドテーブルを前記正逆方向へ往復移動可能に案内する静圧案内ユニッである請求項１又は請求項２に記載の加振装置。