JPH05237459A

JPH05237459A - 振動発生装置

Info

Publication number: JPH05237459A
Application number: JP4400192A
Authority: JP
Inventors: Chikashi Shimada; 史嶋田
Original assignee: KENCHIYOO KK
Current assignee: KENCHIYOO KK
Priority date: 1992-02-28
Filing date: 1992-02-28
Publication date: 1993-09-17
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2865934B2

Abstract

(57)【要約】【構成】偏心重錘５１Ａ，５２Ａ，５１Ｂ，５２Ｂ及
び伝動歯車３１〜３４が外嵌固定された第１の回転軸２
１，第２の回転軸２２，第３の回転軸２３，及び第４の
回転軸２４と、位相固定歯車３６が相対回転不能にまた
位相調整歯車３５が相対回転可能にそれぞれ軸方向の移
動は阻止された状態で外嵌された位相調整軸２５とを有
する。伝動歯車３１，３２は媒介歯車３７を介して位相
固定歯車３６に、また、伝動歯車３３，３４は位相調整
歯車３５に噛合せしめられる。位相調整歯車３５の内周
部と位相調整軸２５の外周部に相互に嵌合する螺旋状凹
凸部４６，５３を設け、位相調整軸２５を油圧シリンダ
５０で軸方向に強制的に移動させて、位相固定歯車３６
と位相調整歯車３５との間に位相差を生じさせる。【効果】運転時においても起振力を任意にかつ無段階
に変えることができ、しかも、構造が簡素でかつ合理的
で容易に製作できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、振動杭打機，各種シェ
ーカー，ふるい装置等に適用される振動発生装置に係
り、特に、偏心重錘を回転させることにより得られる起
振力あるいは振幅を任意にかつ無段階に変更できるよう
にされたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】偏心重錘を回転させることにより発生す
る遠心力を利用した振動発生装置としては、偏心重錘が
取り付けられた対をなす偶数本の回転軸をケーシング部
材に相互に平行に軸支するとともに、各回転軸に伝動歯
車を取り付けて隣接するもの同士を噛合させ、一方の回
転軸群と他方の回転軸群とを反対方向に回転させること
により、各回転軸に取り付けられた偏心重錘に発生する
遠心力の水平分力を相殺するとともに遠心力の垂直分力
を相加し、この垂直分力によりケーシング部材に例えば
上下方向の起振力を与えるようにしたものが一般によく
知られている。

【０００３】このような振動発生装置にあっては、ケー
シング部材をばねあるいはダンパーを介して支持するこ
とにより、振動発生装置全体が回転軸の回転速度に応じ
た周波数をもって振動せしめられる。従って、ケーシン
グ部材にチャック等を介して例えば鋼矢板等の杭を支持
させて振動発生装置を作動させることにより、杭打込作
業や杭引抜作業が行え、さらに、かかる振動発生装置を
シェーカーやふるい装置に組み込むことで掻き混ぜ作業
やふるい作業が行える。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した如くの従来の
振動発生装置においては、回転軸に偏心重錘が固定され
ているため、運転時に起振力あるいは振幅を任意に変え
ることは容易ではない。ところが、かかる振動発生装置
では、運転開始時において静止状態の偏心重錘を回転さ
せるために必要とされる駆動力は偏心重錘が定格回転速
度に達した後におけるそれより著しく大きいので、静止
状態の偏心重錘が定格回転速度に達するまでに必要とさ
れる駆動力を低減することができればモーター等の駆動
源の小型化が図れ、消費電力等のエネルギーの利用効率
を格段に向上させることができる。そのため、回転軸の
回転開始初期において、回転に必要とされる駆動力を簡
易に低減させ得る方策が要望されている。

【０００５】また、例えば、振動杭打機に適用される振
動発生装置にあっては、杭打込作業性や杭引抜作業性を
向上させるため、打ち込まれる杭が貫入する地盤の状態
等に応じて起振力あるいは振幅を簡易に変え得る方策、
あるいは起動時、制動時に発生する共振現象を防ぐため
の方策も要望されている。上述の要望に応えるべく現在
起振力あるいは振幅可変の振動発生装置がいくつか考え
られているが、いずれも構造が複雑で部品点数が多く大
幅なコストアップが避けられない嫌いがある。

【０００６】かかる点に鑑み本発明は、運転時において
も起振力あるいは振幅を任意にかつ無段階に変えること
ができ、しかも、構造が簡素でかつ合理的で容易に製作
できる振動発生装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係る振動発生装置は、ケーシング部材に相
互に平行に軸支され、それぞれに偏心重錘及び伝動歯車
が外嵌固定された第１の回転軸，第２の回転軸，第３の
回転軸，及び第４の回転軸と、それらの各回転軸と平行
に軸支され、位相固定歯車が相対回転不能にまた位相調
整歯車が相対回転可能にそれぞれ軸方向の移動は阻止さ
れた状態で外嵌された位相調整軸とを有し、上記第１の
回転軸及び第２の回転軸上の伝動歯車同士が噛合せしめ
られるとともに、上記第３の回転軸及び第４の回転軸上
の伝動歯車同士が噛合せしめられ、上記第３の回転軸及
び第４の回転軸のいずれかに軸方向の移動は阻止された
状態で上記位相固定歯車及び位相調整歯車のうちの一方
の回転を上記第１の回転軸及び第２の回転軸上の伝動歯
車のいずれかに伝達する媒介歯車が回転可能に外嵌さ
れ、さらに、上記第３の回転軸及び第４の回転軸上の伝
動歯車のいずれかが上記位相固定歯車及び位相調整歯車
のうちの他方に噛合せしめられ、かつ、上記位相調整軸
に関連して上記位相調整歯車を位相調整軸に対して相対
回転させる位相変更手段が設けられる。

【０００８】また、本発明に係る振動発生装置の別の態
様は、ケーシング部材に相互に平行に軸支され、それぞ
れに偏心重錘及び伝動歯車が外嵌固定された第１の回転
軸，第２の回転軸，第３の回転軸，及び第４の回転軸
と、それらの各回転軸と平行に軸支され、位相固定歯車
が相対回転不能にまた位相調整歯車が相対回転可能にそ
れぞれ軸方向の移動は阻止された状態で外嵌された位相
調整軸とを有し、上記第１の回転軸及び第２の回転軸上
の伝動歯車同士が噛合せしめられるとともに、それらの
一方が上記位相固定歯車及び位相調整歯車のうちの一方
に噛合せしめられ、また、上記第３の回転軸及び第４の
回転軸上の伝動歯車同士が噛合せしめられるとともに、
それらの一方が上記位相固定歯車及び位相調整歯車のう
ちの他方に噛合せしめられ、かつ、上記位相調整軸に関
連して上記位相調整歯車を位相調整軸に対して相対回転
させる位相変更手段が設けられる。

【０００９】かかる本発明に係る振動発生装置におい
て、位相変更手段としては多種多様なものが採用でき
る。例えば、位相調整軸を軸方向に強制的に移動させる
駆動手段と位相調整軸の軸方向の直線運動を位相調整歯
車の相対回転に変換する運動変換手段との組み合わせが
考えられ、具体的には、位相変更手段が、位相調整軸の
外周部に所定の旋回方向をもって設けられた螺旋状凹凸
部あるいは螺旋状の溝もしくは凸条と、位相調整歯車の
内周部に設けられ、上記螺旋状凹凸部あるいは螺旋状の
溝もしくは凸条に摺動自在に嵌合する螺旋状凹凸部ある
いは螺旋状の凸部もしくは凹部と、上記位相調整軸を軸
方向に強制的に移動させる駆動手段と、から構成される
もの、あるいは、位相変更手段が、位相調整軸に径方向
に向けて突出するように立設されたピンと、上記位相調
整歯車に連設され、上記ピンが嵌挿される螺旋長孔が形
成された延長ボス部と、上記位相調整軸を軸方向に強制
的に移動させる駆動手段と、から構成されるもの、等が
挙げられる。

【００１０】また、本発明に係る振動発生装置の他の態
様としては、位相調整軸を２分割構成の第１の調整軸と
第２の調整軸となし、第１の調整軸を第２の調整軸に対
して、直線運動を回転運動に変換する第１の運動変換手
段を介して軸方向に相対移動及び相対回転可能に配置し
てそれらを同一軸線上で挿脱するように移動させる構成
としてもよく、かかるもとでは、位相調整歯車が第１の
調整軸もしくは第２の調整軸に対して相対回転するよう
に構成できる。この場合、位相調整歯車を、直線運動を
回転運動に変換する第２の運動変換手段を介して第１の
調整軸及び第２の調整軸のいずれか一方に相対回転可能
に外嵌してもよく、さらに、上記第１び第２の運動変換
手段の両方を伴った構成としてもよい。

【００１１】さらに、本発明に係る振動発生装置の他の
別の態様としては、位相調整軸の外周部と上記位相調整
歯車の一方との間に流体作動室を形成し、該流体作動室
に対して流体の給排を行うことによりそれらが位相変更
手段として機能するようになし、もって上記位相調整歯
車を上記位相調整軸に対して相対回転させる構成として
もよい。この場合、流体作動室を位相調整軸に固定され
た固定仕切り壁部と位相調整歯車に固定された可動仕切
り壁部とで仕切り、流体作動室を回転型シリンダのよう
に構成できる。

【００１２】

【作用】上述の如くの構成を有する本発明に係る振動発
生装置においては、位相調整軸全体が軸方向に強制的に
移動せしめられることにより、もしくは、位相調整軸を
構成する第１の調整軸及び第２の調整軸の一方が他方に
対して軸方向に強制的に移動せしめられることにより、
あるいは、流体作動室に対して流体の給排が行われるこ
とにより、位相調整歯車が位相調整軸に対して相対回転
する。

【００１３】そして、このように位相調整歯車が位相調
整軸に対して相対回転すると、位相調整歯車の回転が伝
達される第３の回転軸及び第４の回転軸上の偏心重錘が
位相固定歯車の回転が伝達される第１の回転軸及び第２
の回転軸上の偏心重錘に対して相対的に進められ又は遅
らされ、それらの偏心重錘の間に位相差が生じる。それ
により、各偏心重錘に発生する水平分力が常時相殺され
るのに対し、各偏心重錘に発生する垂直分力の合計値が
第１の回転軸及び第２の回転軸上の偏心重錘と第３の回
転軸及び第４の回転軸上の偏心重錘との間の位相差に応
じて変化せしめられ、その結果、各回転軸を介してケー
シング部材に与えられる起振力あるいは振幅が変化せし
められる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつ
つ説明する。第１実施例：図１及び図２は本発明に係る振動発生装置
の第１実施例の主要部を示す斜視図及び展開図であり、
図３は図１及び図２に示される実施例の振動発生装置が
適用された振動杭打機の一例を示す正面図である。

【００１５】図３において、振動杭打機１は、クレーン
等の吊持手段のフック２が掛止される掛止部が設けられ
たハンガー５と、このハンガー５から垂下された４本の
ガイドロッド６及びそれに縮装された上下一対のコイル
スプリング８，９を有した緩衝装置７と、この緩衝装置
７を介してハンガー５に支持された、駆動源としての電
動モーター１４，ケーシング部材２０，ケーシング部材
２０内部に配置された起振力発生部，動力伝達用のベル
ト１７及びプーリー１８，１９等を備えた本実施例の振
動発生装置１０と、この振動発生装置１０の下側に設け
られた、鋼矢板等の杭を拘持するチャック１２等からな
っている。この振動杭打機１は、後記する起振力発生部
を除き従来公知のものであって、駆動源として電動モー
ターに限らず油圧モーター等任意の手段を用いることが
できるとともに、緩衝装置も図示のもの以外に適宜のも
のを用いうるものである。

【００１６】ケーシング部材２０に設けられた起振力発
生部は、図１及び図２に詳細に示される如くに、第１の
回転軸２１と、この第１の回転軸２１の略真横にそれと
平行に配置され、電動モーター１４からの回転駆動力が
プーリー１９を介して伝達される第２の回転軸２２と、
これら第１及び第２の回転軸２１，２２の下方にそれら
と平行に配置された第３の回転軸２３及び第４の回転軸
２４と、これら第３及び第４の回転軸２３，２４の中間
位置の略真下にそれらと平行に配置された位相調整軸２
５と、を有している。

【００１７】なお、この実施例では位相調整軸２５は第
３及び第４の回転軸２３，２４の下方に位置するものと
して示されているが、位相調整軸２５は各回転軸２１，
２２，２３，２４に対し平行でかつ回転可能に配置され
てさえいれば、その位置はその下方に限定されないこと
は明らかであろう。各回転軸２１〜２４は、図２に示さ
れる如く、その両端部がケーシング部材２０の側壁２０
ａ，２０ｂにベアリング２６，２７を介して軸支され、
各回転軸２１〜２４には、それぞれ第１の伝動歯車３
１，第２の伝動歯車３２，第３の伝動歯車３３，第４の
伝動歯車３４が外嵌されてキー４３により固定されてい
る。これら伝動歯車３１〜３４のうち、第１の回転軸２
１及び第２の回転軸２２上の伝動歯車３１，３２同士が
噛合せしめられるとともに、第３の回転軸２３及び第４
の回転軸２４上の伝動歯車３３，３４同士が噛合せしめ
られている。

【００１８】また、第３の回転軸２３には、上記第３の
伝動歯車３３に加えて、軸方向の移動は阻止された状態
で、後述する位相調整軸２５に固定された位相固定歯車
の回転を上記第２の回転軸２２上の第２の伝動歯車３２
に伝達する媒介歯車３７がベアリング４５を介して回転
可能に外嵌されている。さらに、第１の回転軸２１及び
第３の回転軸２３にはその中央部に偏心重錘５１Ｂ，５
２Ｂがスプライン２８により一体に外嵌固定され、ま
た、第２の回転軸２２及び第４の回転軸２４にはその両
端近傍に分割された偏心重錘５１Ａａ，５１Ａｂ（５１
Ａａと５１Ａｂとを合わせて符号５１Ａを用いる）及び
５２Ａａ，５２Ａｂ（５２Ａａと５２Ａｂとを合わせて
符号５２Ａを用いる）がスプライン２９により一体に外
嵌固定されている。

【００１９】なお、各回転軸２１〜２４と伝動歯車３１
〜３４及び偏心重錘５１Ａ，５２Ａ，５１Ｂ，５２Ｂと
の固定手段は、ここに示したように、キーやスプライン
による結合に限られるものではなく固定手段としての機
能を果たすものであればいかなる手段でもよいことは明
らかであろう。一方、位相調整軸２５の一端側には、そ
れを軸方向に移動させる駆動手段としての複動型で自動
ロック装置付のシリンダー５０がケーシング部材２０に
取り付けられて配されている。シリンダー５０から位相
調整軸２５への推進力の伝達は、シリンダー５０のピス
トンロッド先端に設けられた箱形連結部５５と位相調整
軸２５の一端に設けられたＴ形連結部５６との間に介装
された一対のスラストベアリング５８を介して行われる
ようにされている。なお、シリンダー５０にはその前後
の油室に外部から作動油を給排するための給排口６６，
６８が設けられている。

【００２０】また、位相調整軸２５の他端側には、位相
調整軸２３の移動量を制御するため、適宜の位置検出器
が配される。この実施例においては、ケーシング部材２
０にに取り付けられて、位相調整軸２５の他端に設けら
れた鉄心等が挿入されるようにされた差動変圧器式の位
置検出器６０が配されているが、ポテンションメータな
ども用いることも可能である。

【００２１】そして、上記位相調整軸２５には、その中
央より一端側寄りの外周部に比較的ゆるやかな旋回勾配
をもった螺旋状凹凸部５３が所定の旋回方向（右ねじ形
もしくは左ねじ形）をもって設けられ、また、その中央
より他端側寄りにスプライン５４が設けられている。こ
の位相調整軸２５に位相調整歯車３５と位相固定歯車３
６とが配されている。位相調整歯車３５及び位相固定歯
車３６はケーシング部材に付随して設けられたベアリン
グサドル３９，４０にベアリング４７，４８を介して回
転可能に支持されるも軸方向の移動を阻止された状態で
位相調整軸２５に外嵌されており、位相調整歯車３５
は、その内周部に位相調整軸２５設けられた螺旋状凹凸
部５３に摺動自在に嵌合する螺旋状凹凸部４６が設けら
れ、第３の回転軸２３上の第３の伝動歯車３３に噛合せ
しめられている。また、位相固定歯車３６にはその内周
部にスプライン状凹凸部４９が設けられていてそれが位
相調整軸２５に設けられたスプライン５４に外嵌固定さ
れ、第３の回転軸２３上の媒介歯車３７に噛合せしめら
れている。

【００２２】なお、上述の偏心重錘５１Ａ，５２Ａ，５
１Ｂ，５２Ｂは、一例として、それぞれ中心角が１８０
°の概略扇形（半円形）であり、偏心重錘５１Ａ，５２
Ａの一つの厚みは偏心重錘５１Ｂ，５２Ｂの約半分とさ
れており、偏心重錘５１Ａ，５２Ａと偏心重錘５１Ｂ，
５２Ｂとは、偏心モーメントが同一となるようにそれら
の重量及び形状が定められるとともに、左右方向おいて
釣り合いがとれるように位置決めがなされている。

【００２３】本実施例では、上述の如くに偏心重錘５１
Ａ，５２Ａ，５１Ｂ，５２Ｂの配置及び形状が設定され
ることにより、各伝動歯車３１〜３４の回転半径は偏心
重錘５１Ａ，５２Ａ，５１Ｂ，５２Ｂの回転半径より小
さくすることが可能となり、それによって、各回転軸２
１〜２４の離間距離を小さくすることができ、装置のコ
ンパクト化が図られる。

【００２４】しかしながら、偏心重錘５１Ａ，５２Ａ，
５１Ｂ，５２Ｂの形状、厚み、配置などは、上記したも
のに限るものではなく、偏心モーメントが同一となるよ
うに、また、左右方向おいて釣り合いがとれるようにそ
れらの重量及び形状及び位置決めがなされればよいもの
であることはもちろんである。また、各歯車３１〜３６
の歯数等の諸元は同一で噛合状態においては等速回転す
るようにされている。

【００２５】上述の如くの構成を有する本実施例の振動
発生装置１０においては、モーター１４の回転駆動力が
ベルト１７を介してプーリー１９から第２の回転軸２２
→第２の伝動歯車３２→第１の伝動歯車３１及び媒介歯
車３７→位相固定歯車３６→位相調整軸２５→螺旋状凹
凸部５３，４６→位相調整歯車３５に順次伝達され、第
１の回転軸２１，第２の回転軸２２及び位相調整軸２５
が同期して回転するとともに、位相調整軸２３の回転が
位相調整歯車３５→第３の伝動歯車３３及び第３の回転
軸２３→第４の伝動歯車３４及び第４の回転軸２４に順
次伝達される。

【００２６】ここで、シリンダー５０により位相調整軸
２５を軸方向に強制的に移動させると、この位相調整軸
２５の外周部に設けられた螺旋状凹凸部５３と位相調整
歯車３５の内周部に設けられた螺旋状凹凸部４６とが嵌
合しているので、位相調整歯車３５が螺旋状凹凸部５３
の周方向分力によって位相調整軸２３の移動距離に応じ
て位相固定歯車３６に対して相対回転し、その位相が進
められ又は遅らされ、かかる状態で位相調整歯車３５が
位相調整軸２３と一体に回転する。

【００２７】そして、このように位相調整歯車３５の位
相が位相固定歯車３６に対して変化すると、第３及び第
４の回転軸２３，２４とそれに取り付けられた偏心重錘
５２Ｂ，５２Ａの位相が第１及び第２の回転軸に取り付
けられた偏心重錘５１Ｂ，５１Ａに対して同角度ずつ変
化する。それにより、各回転軸２１〜２４を介してケー
シング部材２０に与えられる起振力あるいは振幅が変化
せしめられる。

【００２８】この場合、各回転軸２１〜２４に取り付け
られた偏心重錘５１Ａ，５２Ａ，５１Ｂ，５２Ｂに発生
する遠心力の水平分力が相殺されるとともに、遠心力の
垂直分力が相加され、この垂直分力によりケーシング部
材２０に上下方向の起振力あるいは振幅が与えられる。
そして、いま、図４Ａに示される如くに、偏心重錘５１
Ａ，５１Ｂと偏心重錘５２Ａ，５２Ｂの位相差θが１８
０°とされている場合には、図５Ａにおいて曲線ａ，ｂ
で示される如く、それらから得られる起振力あるいは振
幅は互いに相殺されて０となる。それに対し、位相調整
軸２５を移動させて位相調整歯車３５を位相固定歯車３
６に対して１８０°回転させると、図４Ｃに示される如
く、偏心重錘５１Ａ，５１Ｂと偏心重錘５２Ａ，５２Ｂ
の位相差θは０となり、図５Ｃに示される如く、一方の
偏心重錘だけで得られる起振力あるいは振幅の和として
の量、すなわち、一方の偏心重錘だけで得られる量の２
倍の起振力あるいは振幅（図５Ｃにおいて破線ｃで示さ
れている）が得られる。なお、図４Ｂは、位相差θが上
述の図４Ａと図４Ｃの中間の９０°の場合を示してお
り、図４Ａ、Ｃの場合と同様に起振力あるいは振幅の和
として、図５Ｂにおいてｃで示される量の起振力あるい
は振幅が得られる。

【００２９】従って、例えば、振動発生装置１０の起動
時においては、偏心重錘５１Ａ，５２Ｂと偏心重錘５２
Ａ，５２Ｂとの位相差θを図４Ａに示される如くに１８
０°にしておけば、釣り合いのとれたフライホイールを
起動する場合と同様な状態となり、起動後電動モーター
１４が定格回転速度に達するまでの期間にそれらの位相
差θを１８０°から０に徐々に減少させるように位相調
整軸２３を移動させれば、大なる駆動力を必要とせずに
各偏心重錘を円滑に回転させることが可能となり、その
ため、電動モーター１４は小型のもので充分にその役目
を果たすことができ、省エネルギー化が図られることに
なる。

【００３０】なお、上述の例においては、起振力を発生
させる動力源として電動モータを用いたものを示した
が、動力源としてはこれに限るものではなく油圧モータ
なども用いることができる。さらに、位相調整軸２５の
駆動手段としてシリンダー５０が用いられているが、そ
れに代えて、例えば、モーター，ウオームギヤ，推力軸
等から構成される駆動手段等を用いてもよい。

【００３１】さらになお、各偏心重錘や歯車の配置、ま
た、各回転軸２１〜２３や位相調整軸２３の配置は適宜
変更できること勿論である。この場合、例えば、位相調
整軸２５を第１及び第２の回転軸２１，２２と第３及び
第４の回転軸２３，２４との間に配置することにより、
図６の展開図で示される如くに、位相固定歯車３６を直
接第２の伝動歯車３２に噛合させることができ、従っ
て、かかる場合には図２に示される媒介歯車３７を用い
ることなく、上述の例と略同様な作用効果が得られる。

【００３２】実施例２：図７は本発明に係る振動発生装
置の第２実施例の主要部を示す断面図であり、図８はそ
の部分切り欠き斜視図である。この第２実施例は、上述
の第１実施例における位相調整軸２５に相当する部分が
２分割構成の第１の調整軸７１及び第２の調整軸７２か
らなる位相調整軸７０とされており、この位相調整軸７
０とその周辺部以外は上述の第１実施例と共通であるか
らかかる部分には共通の符号を付してそれらの重複説明
を省略する。

【００３３】位相調整軸７０を構成する第１の調整軸７
１及び第２の調整軸７２のうちの第１の調整軸７１は、
図７及び図８に詳細に示される如くに管状軸とされ、そ
の外周部に軸方向に真っ直ぐに伸びるスプライン７８が
形成され、その内周部に第１の螺旋状凹凸部７３が刻設
されており、その一端側は、後述の油圧シリンダ５０の
ピストンロッド６５の先端にベアリング６９を介して回
転可能な状態でかつ軸方向の相対移動は阻止された状態
で連結されている。また、第２の調整軸７２は、一端側
の外周部に上記第１の螺旋状凹凸部７３に嵌合する第２
の螺旋状凹凸部７４が刻設され、この第２の螺旋状凹凸
部７４部分において第１の調整軸７１に連結され、他端
がベアリング４２を介してケーシング部材の側壁２０ｂ
に回転可能に支持されている。

【００３４】上述の第１の調整軸７１を軸方向にに移動
させる駆動手段としての、複動型で自動ロック装置付の
油圧シリンダ５０がケーシング部材２０に付随して設け
られた壁部２０ｃに取り付けられている。油圧シリンダ
５０は外部に配置された油圧ユニットからの作動油を給
排するための給排口６６，６８を有し、作動油の給排量
に応じてそのピストンロッド６５を進退させるようにさ
れ、このピストンロッド６５の移動量を制御するため、
図示はされていないが、例えば、差動変圧器式等の位置
検出器が配されている。

【００３５】そして、上記第１の調整軸７１の外周側に
は、第３の伝動歯車３３に噛合する位相調整歯車３５が
スプライン７８に結合されて外嵌され、また、上記第２
の調整軸７２の外周側には、第２の伝動歯車３２に噛合
する位相固定歯車３６がキー７７により固定されてい
る。上述の如くの構成を有する本実施例の振動発生装置
１０においては、モーター１４の回転駆動力がベルト１
７を介して第２の回転軸２２→第２の伝動歯車３２→第
１の伝動歯車３２及び媒介歯車３７→位相固定歯車３６
→第２の調整軸７２→第２及び第１の螺旋状凹凸部７
４，７３→第１の調整軸７１→位相調整歯車３５に順次
伝達され、第１の回転軸２１，第２の回転軸２２及び位
相調整軸７０（第１の調整軸７１及び第２の調整軸７
２）が同期して回転するとともに、位相調整軸７０の回
転が位相調整歯車３５→第３の伝動歯車３３及び第３の
回転軸２３→第４の伝動歯車３４及び第４の回転軸２４
に順次伝達される。

【００３６】ここで、油圧シリンダー５０により第１の
調整軸７１を軸方向に強制的に移動させると、この第１
の調整軸７１の内周部に刻設された第１の螺旋状凹凸部
７３と第２の調整軸７２の外周部に刻設された第２の螺
旋状凹凸部７４とが嵌合しているので、第１の調整軸７
１と第２の調整軸７２とが、螺旋状凹凸部７３及び７４
の周方向分力によって第１の調整軸７１の移動距離に応
じて相対回転し、第１の調整軸７１上の位相調整歯車３
５の位相が第２の調整軸７２上の固定位相歯車３６に対
して進められ又は遅らされ、かかる状態で位相調整歯車
３５及び位相固定歯車３６が位相調整軸７０と一体に回
転する。

【００３７】そして、このように位相調整歯車３５と固
定位相歯車３６との間に位相差が生じると、第１及び第
２の回転軸２１，２２に対して第３及び第４の回転軸２
３，２４が相対回転し、第１及び第２の回転軸２１，２
２に取り付けられた偏心重錘５１Ｂ，５１Ａと第３及び
第４の回転軸２１，２２に取り付けられた偏心重錘５２
Ｂ，５２Ａとの間に位相差が発生し、それにより、各回
転軸２１〜２４を介してケーシング部材２０に与えられ
る起振力あるいは振幅が変化せしめられ、上述の第１実
施例と同様な作用効果が得られる。

【００３８】以上の説明において、上述の実施例におい
ては位相調整歯車３５及び位相固定歯車３６に位相差を
与えるべく、直線運動を回転運動に変換する第１の運動
変換手段として、第１の調整軸７１の内周部に第１の螺
旋状凹凸部７３を刻設するとともに、第２の調整軸７２
の外周部に上記第１の螺旋状凹凸部７３に嵌合する第２
の螺旋状凹凸部７４を刻設したものを示したが、位相調
整歯車３５及び位相固定歯車３６に位相差を与えるため
の手段はこれに限るものではない。

【００３９】他の態様として、図９及び図１０に示され
る如くに、第１の螺旋状凹凸部７３が刻設された第１の
調整軸７１および外周部に上記第１の螺旋状凹凸部７３
に嵌合する第２の螺旋状凹凸部７４が刻設された第２の
調整軸７２を用い、さらに、直線運動を回転運動に変換
する第２の運動変換手段として、第１の調整軸７１の外
周部に、その内周部に形成された第１の螺旋状凹凸部７
３と逆位相の第３の螺旋状凹凸部７５を刻設し、さらに
第１の調整軸７１に外嵌される第１の位相調整歯車３５
の内周部に第１の調整軸７１の外周部に刻設された第３
の螺旋状凹凸部７５に嵌合する第４の螺旋状凹凸部７６
を形成するようにしてもよい。この場合には、逆位相を
持つ２重の送り手段により位相調整歯車３５及び位相固
定歯車３６に位相差が与えられるため、上記第１の調整
軸７１及び第２の調整軸７２の少なくとも一方の軸方向
の移動量を１／２で済ますことが可能となる。

【００４０】さらに他の態様としては、上述の第１の運
動変換手段を設けないで、第１の調整軸７１と第２の調
整軸とを例えば軸方向に相対移動可能なスプライン結合
により連結し、第２の運動変換手段のみで一対の位相調
整歯車３５、３６に位相差を与えるようにしてもよい。実施例３：図１１及び図１２は本発明に係る振動発生装
置の第３実施例の主要部を示す一部破断正面図及び斜視
図である。

【００４１】この第３実施例においても、上述の第１実
施例及び第２実施例の各部に対応する部分には共通の符
号を付してその重複説明を省略する。この実施例の位相
調整軸９０も、第３及び第４の回転軸２３，２４の下方
にそれらと平行でかつその両端部がベアリング６９，４
７を介して側壁２０ａ，２０ｂに回転可能な状態でかつ
軸方向の相対移動は阻止された状態で軸支されており、
その内部には図１１及び図１３に詳細に示される如くに
２本の油圧通路９１，９２が形成され、その一端部に
は、シール材６７，スペーサ４８を介してカバー部材４
９が被せられている。スペーサ４８及びカバー部材４９
には、上記油圧通路９１，９２に連通する給排通路９
３，９４が形成されるとともに、その後端にはドレー
ン通路７９が接続されている。上記給排通路９３，９４
には、外部に設置された油圧ユニットからの作動油が切
り換え弁等が介装された配管系を介して給排され、その
作動油は上記油圧通路９１，９２を通じて後述する油圧
作動室１００に供給され、またそこから排出される。

【００４２】そして、この位相調整軸９０には、第２の
伝動歯車３２に噛合する位相固定歯車３６がキー７７に
より外嵌固定されるとともに、第３の伝動歯車３３に噛
合する位相調整歯車３５が軸方向の移動を阻止された状
態で外嵌されている。位相調整歯車３５は位相調整軸９
０に対して相対回転可能とされ、その一側部には、図１
１及び図１２に詳細に示される如くに、作動室形成部材
９９が結合され、この作動室形成部材９９内には、位相
調整軸９０の外周と位相調整歯車３５の側部とで包囲さ
れたスリーブ状の油圧作動室１００が形成されている。
油圧作動室１００は、適宜のシール材等により密封され
ており、その内部は、図１３に詳細に示される如くに、
位相調整軸９０にピン１１及びボルト１３によって固定
された固定仕切り壁部９５と位相調整歯車３５にボルト
１５によって固定された可動仕切り壁部９６とで第１作
動室１０１と第２作動室１０２とに仕切られている。第
１作動室１０１の固定仕切り壁部９５側端には油圧通路
９１の一端が開口し、第２作動室１０２の固定仕切り壁
部９５側端には油圧通路９２の一端が開口している。

【００４３】上述の如くの構成を有する本実施例の振動
発生装置１０においては、油圧ユニットからの作動油が
油圧通路９１，９２を介して油圧作動室内に充満されて
いる状態では、モーター１４の回転駆動力がベルト１７
を介して第２の回転軸２２→第２の伝動歯車３２→第１
の伝動歯車３１及び媒介歯車３７→位相固定歯車３６を
順次介して位相調整軸９０に伝達され、第１の回転軸２
１，第２の回転軸２２及び位相調整軸９０が同期して回
転するとともに、位相調整軸９０の回転が油圧作動室１
００→位相調整歯車３５→第３の伝動歯車３３→第４の
伝動歯車３４に順次伝達される。

【００４４】ここで、油圧配管系の弁位置を切り換えて
例えば油圧通路９１を通じて第１作動室１０１から作動
油を排出するとともに第２作動室１０２に油圧通路９２
を通じて作動油を供給すると、可動仕切り壁部９６が位
相調整軸９０の回りを位相調整歯車３５を伴って回動す
る（例えば図１８Ａに示される状態から図１８Ｂに示さ
れる状態に）。そのため、位相調整歯車３５が位相固定
歯車３６に対して相対回転し、それらの間に位相差が生
じ、かかる状態で位相調整歯車３５，位相固定歯車３６
が位相調整軸９０と一体に回転する。

【００４５】そして、このように位相調整歯車３５及び
位相調整歯車３６との間に位相差が生じると、第１及び
第２の回転軸２１，２２に取り付けられた偏心重錘５１
Ｂ，５１Ａと第３及び第４の回転軸２３，２４に結合さ
れた第３及び第４の偏心重錘５２Ａ，５２Ｂとの間に位
相差が発生し、それにより、各回転軸２１〜２４を介し
てケーシング部材２０に与えられる起振力あるいは振幅
が変化せしめられ、上述の実施例と同様な作用効果が得
られる。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
係る振動発生装置によれば、位相調整軸が軸方向に強制
的に移動せしめられることにより、あるいは、第１の調
整軸に対して第２の調整軸が軸方向に強制的に移動せし
められることにより、もしくは、流体作動室に対する流
体の給排がおこなわれることにより、位相調整歯車が位
相調整軸に対して相対回転し、位相調整歯車と位相固定
歯車との間に位相差が生じた状態で位相調整軸と一体に
回転するので、位相調整歯車及び固定位相歯車うちの一
方の回転が伝達される第１及び第２の回転軸に取り付け
られた偏心重錘と、それらの他方の回転が伝達される第
３及び第４の回転軸に結合された偏心重錘との間に位相
差が生じ、それにより、各偏心重錘に発生する水平分力
が常時相殺されるのに対し、各偏心重錘に発生する垂直
分力の合計値が偏心重錘間の位相差に応じて変化せしめ
られ、その結果、各回転軸を介してケーシング部材に与
えられる起振力が変化せしめられるので、運転時におい
ても起振力を任意にかつ無段階に変えることができ、し
かも、構造が極めて簡素かつ合理的で容易に製作できる
利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動発生装置の第１実施例の主要
部を示す斜視図。

【図２】第１実施例の展開図。

【図３】本発明に係る振動発生装置が適用された振動杭
打機の一例を示す正面図。

【図４】第１実施例の動作説明に供される図。

【図５】第１実施例の動作説明に供される図。

【図６】第１実施例の媒介歯車を不要とする例の展開
図。

【図７】本発明に係る振動発生装置の第２実施例の展開
図。

【図８】第２実施例の主要部の斜視図。

【図９】第２実施例の変形例の説明に供される断面図。

【図１０】第２実施例の変形例の説明に供される斜視
図。

【図１１】第３実施例の主要部の一部破断正面図。

【図１２】第３実施例の主要部の斜視図。

【図１３】第３実施例の動作説明に供される図。

【符号の説明】

１０─振動発生装置５１Ａ，５２Ａ─偏心
重錘１４─モーター５１Ｂ，５２Ｂ─偏心
重錘２０─ケーシング部材６０−位置検出器２１─第１の回転軸７０―位相調整軸２２─第２の回転軸７１−第１の調整軸２３─第３の回転軸７２−第２の調整軸２４─第４の回転軸７３，７４，７５，７
６−螺旋状凹凸部２５−位相調整軸９０─位相調整軸３１〜３４─伝動歯車９１，９２―油圧通路３５─位相調整歯車９５―固定仕切り壁部３６─固定位相歯車９６―可動仕切り壁部４６，５３−螺旋状凹凸部１００―油圧作動室５０−シリンダー１０１―第１の作動室１０２−第２の作動室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシング部材に相互に平行に軸支さ
れ、それぞれに偏心重錘及び伝動歯車が外嵌固定された
第１の回転軸，第２の回転軸，第３の回転軸，及び第４
の回転軸と、それらの各回転軸と平行に軸支され、位相
固定歯車が相対回転不能にまた位相調整歯車が相対回転
可能にそれぞれ軸方向の移動は阻止された状態で外嵌さ
れた位相調整軸とを有し、上記第１の回転軸及び第２の
回転軸上の伝動歯車同士が噛合せしめられるとともに、
上記第３の回転軸及び第４の回転軸上の伝動歯車同士が
噛合せしめられ、上記第３の回転軸及び第４の回転軸の
いずれかに軸方向の移動は阻止された状態で上記位相固
定歯車及び位相調整歯車のうちの一方の回転を上記第１
の回転軸及び第２の回転軸上の伝動歯車のいずれかに伝
達する媒介歯車が回転可能に外嵌され、さらに、上記第
３の回転軸及び第４の回転軸上の伝動歯車のいずれかが
上記位相固定歯車及び位相調整歯車のうちの他方に噛合
せしめられ、かつ、上記位相調整軸に関連して上記位相
調整歯車を位相調整軸に対して相対回転させる位相変更
手段が設けられてなる振動発生装置。
【請求項２】ケーシング部材に相互に平行に軸支さ
れ、それぞれに偏心重錘及び伝動歯車が外嵌固定された
第１の回転軸，第２の回転軸，第３の回転軸，及び第４
の回転軸と、それらの各回転軸と平行に軸支され、位相
固定歯車が相対回転不能にまた位相調整歯車が相対回転
可能にそれぞれ軸方向の移動は阻止された状態で外嵌さ
れた位相調整軸とを有し、上記第１の回転軸及び第２の
回転軸上の伝動歯車同士が噛合せしめられるとともに、
それらの一方が上記位相固定歯車及び位相調整歯車のう
ちの一方に噛合せしめられ、また、上記第３の回転軸及
び第４の回転軸上の伝動歯車同士が噛合せしめられると
ともに、それらの一方が上記位相固定歯車及び位相調整
歯車のうちの他方に噛合せしめられ、かつ、上記位相調
整軸に関連して上記位相調整歯車を位相調整軸に対して
相対回転させる位相変更手段が設けられてなる振動発生
装置。
【請求項３】位相変更手段が、位相調整軸の軸方向の
直線運動を位相調整歯車の回転運動に変換する運動変換
手段と、上記位相調整軸を軸方向に強制的に移動させる
駆動手段と、から構成されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載の振動発生装置。
【請求項４】位相変更手段が、位相調整軸の外周部に
設けられた螺旋状凹凸部と、位相調整歯車の内周部に設
けられ、上記螺旋状凹凸部に摺動自在に嵌合する螺旋状
凹凸部と、上記位相調整軸を軸方向に強制的に移動させ
る駆動手段と、から構成されていることを特徴とする請
求項１又は２に記載の振動発生装置。
【請求項５】位相変更手段が、位相調整軸の外周部に
設けられた螺旋状の溝もしくは凸条と、位相調整歯車の
内周部に設けられ、上記螺旋状の溝もしくは凸条に摺動
自在に嵌合する凸部もしくは凹部と、上記位相調整軸を
軸方向に強制的に移動させる駆動手段と、から構成され
ていることを特徴とする請求項１又は２に記載の振動発
生装置。
【請求項６】位相変更手段が、位相調整軸に径方向に
向けて突出するように立設されたピンと、上記位相調整
歯車に連設され、上記ピンが嵌挿される螺旋長孔が形成
された延長ボス部と、上記位相調整軸を軸方向に強制的
に移動させる駆動手段と、から構成されていることを特
徴とする請求項１又は２に記載の振動発生装置。
【請求項７】位相調整軸が、第１の調整軸及び第２の
調整軸からなり、第１の調整軸が第２の調整軸に対し
て、直線運動を回転運動に変換する第１の運動変換手段
を介して軸方向に相対移動及び相対回転可能に配置さ
れ、位相変更手段が上記第１の調整軸及び第２の調整軸
の少なくとも一方を軸方向に強制的に移動させる駆動手
段を含んで構成されていることを特徴とする請求項１又
は２に記載の振動発生装置。
【請求項８】位相調整軸が、第１の調整軸及び第２の
調整軸からなり、第１の調整軸が第２の調整軸に対して
軸方向に相対移動及び相対回転可能に配置されるととも
に、位相調整歯車が直線運動を回転運動に変換する第２
の運動変換手段を介して上記第１の調整軸及び第２の調
整軸のいずれか一方に相対回転可能に外嵌され、かつ、
位相変更手段が上記第１の調整軸及び第２の調整軸の少
なくとも一方を軸方向に強制的に移動させる駆動手段を
含んで構成されていることを特徴とする請求項１又は２
に記載の振動発生装置。
【請求項９】位相調整軸が、第１の調整軸及び第２の
調整軸からなり、第１の調整軸が第２の調整軸に対し
て、直線運動を回転運動に変換する第１の運動変換手段
を介して軸方向に相対移動及び相対回転可能に配置され
るとともに、位相調整歯車が直線運動を回転運動に変換
する第２の運動変換手段を介して上記第１の調整軸及び
第２の調整軸のいずれか一方に相対回転可能に外嵌さ
れ、かつ、位相変更手段が上記第１の調整軸及び第２の
調整軸の少なくとも一方を軸方向に強制的に移動させる
駆動手段を含んで構成されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載の振動発生装置。
【請求項１０】第１の運動変換手段が、第１の調整軸
の内周部に刻設された第１の螺旋状凹凸部と第２の調整
軸の外周に刻設されて上記第１の螺旋状凹凸部に嵌合す
る第２の螺旋状凹凸部とで構成されていることを特徴と
する請求項７又は９記載の振動発生装置。
【請求項１１】第２の運動変換手段が、位相調整歯車
の一方の内周部に刻設された第３の螺旋状凹凸部と該位
相調整歯車が外嵌された第１の調整軸及び第２の調整軸
のいずれかの外周に刻設されて上記第３の螺旋状凹凸部
に嵌合する第４の螺旋状凹凸部とで構成されていること
を特徴とする請求項８又は９記載の振動発生装置。
【請求項１２】第１の運動変換手段と第２の運動変換
手段による回転変換方向が同一とされていることを特徴
とする請求項９記載の振動発生装置。
【請求項１３】位相変更手段が、位相調整軸の外周部
と位相調整歯車との間に形成された流体作動室を有し、
該流体作動室に対する流体の給排により上記位相調整歯
車を上記位相調整軸に対して相対回転させるように構成
とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の
振動発生装置。
【請求項１４】流体作動室が位相調整軸に固定された
固定仕切り壁部と位相調整歯車に固定された可動仕切り
壁部とで仕切られていることを特徴とする請求項１３記
載の振動発生装置。