JPS5965636A - 防振方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は防振方法に関し、さらに詳しくは本体の重量に
対し比較的大きな慣性力の下に往復運動（１） する部材を有し、かつ該慣性力と該往復運動の速度が実
質的に等しい複数の機械を同時運転する場合の防振方法
に関する。

本体の重量に対し比較的大きな慣性力の下に往復運動す
る部材を有する機械、例えば毎分数百ストロークで往復
運動する比較的大きな質量のスライドを有する比較的大
型の高速クランクプレスは、スライドと連結棒の慣性力
（慣性力は速度の２乗×質量に比例する）にもとづく低
周波（例えば５Ｈｚ前後の）の振動が地盤を通して工場
周辺の住居地域等に伝播し、所謂振動公害を惹起し易い
。この振動の大きさは、通常同時運転される機械の数が
増えるに従って増大する。

この対策として、従来は内部で慣性力にょる加振力を消
去した構造の機械を新設するとか、あるいは従来の機械
をバネ定数が小さい空気ばねで支持するよう基礎を改造
する等の個々の機械に対する対策が採られているが、機
械の数が多い場合は、その費用は多大のものになるとい
う問題を廟する。

本発明は以上に述べた従来技術の問題点の解消（２） を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は本体の重量に対し比
較的大きな慣性力の下に往復運動する部相を有し゛、か
つ該本体の重量、該慣性力および該往復運動の速度が実
質的に等しい複数の機械を同時運転する場合の防振方法
であって、該部材が該本体の所定位置に達する時点を検
出し、該時点が各機械ごとに所定時間ずれる壕で該部材
の速度を繰返し微少調節し、該所定時間ずれた後も該部
材の速度を繰返し微少調節して該所定時間のずれを保持
して、各機械における該慣“性力、もしくは該慣性力に
もとづく振動波を打ち消し合うモードを作るように、各
機械の該往復運動の位相をずらして運転すること審特徴
とする防振方法を提供するものである。

以下図面を参照しながら本発明について帛？明する。

躯１図においてＰｊ　（ＰＨ、Ｐ２　、　Ｐ３　、　Ｐ
４　　）は同−設計の高速プレスで力）って、フレーム
等よりなる本体ｌと、スライド２およびスライド２を′
　上下′往復運動させるためのクランク３と連結棹４、
および各クランク３を回転させるたぬのモータＭｉを備
えている。そしてクランク軸３と連結棒４の質量の和の
、プレスＰｉの全体の質量に対して占める割合は比較的
大きい（し１］えば約１／１．０）。

各プレスＰ１は共通の基礎５の上に等間隔に直接取付け
られている。６は地盤である。

各プレスＰ　１＋　Ｐ　２　　＋　Ｐ３　　＋’Ｐ４は
同−設計にもとづくものであわ、従って各々の本体１の
重量は実質的に等しく、寸だ往復運動する部材であるス
ライド２と連結棒４等の質量の和であるスライド系質量
も、各プレスについて実質的に等しい。

またクランク軸３の回転速度、従ってスライド２の往復
運動の速度（通常毎分数百ストロークのオー〆）も、各
プレスについて実質的に等しい。−ｔのためスライド２
、連結棒４の往ゆ運動に伴なう慣性力も、各プレスにつ
いて実質的に等しい。

以上のプレス群において、従来は各プレスＰ１における
スライド２の往復運動の位相は無調整で、アトランダム
であった。これに対して本発明は、各プレスＰｉｉＣお
ける慣性力を打ち消し合うモードラ作るように、各プレ
スＰｉのスライド２の往復運動の位相をずらして運転し
て、基？＃５に作用する上記慣性力にもとづく加振力の
総和を減少させ、よって地盤６に伝わる振動のレベルを
小さくしようとするものである。

この種のモードとして第１表に示すようなタイプが例示
される。

第　　　　１　　　　表 註（１）後述の実施例の直。伝相割面を行なわない場合
は５８．２ｄＢ。

ここにモードＡＩのタイプのモードは、第１図、（５） 第２図に示すように、プレスＰ、とＰ３が同位相であり
、プレスＰ２とＰ４の位相がプレスＰ１　＋Ｐ３の位相
より１８０度遅れているモード、すなわちプレスＰ　１
＋　Ｐ　３のスライド２が上死点にあるとき、プレスＰ
２　１　Ｐ　４のスライド２は下死点に位置するモード
をいう。同様にしてモード扁３のタイプのモードは、プ
レスＰＨｒ　Ｐ２　　ｌＰ３およびＰ４の位相が順次９
０度づつ遅れているモードをいう。モード扁１および扁
２の場合の４台のプレスの合成加振力け、１台のプレス
の加振力をＦとすると、αＦ（ここにαは１より小さい
係数、例えば０．３）と々って、１台のプレスの加振力
よりも小さくなる。さらにモードＡ　３　、　Ａ　４　
、　Ａ　５の場合の合成加振力は０となる。

しかし々がら各プレスＰｉは共通の基礎５の上に取付け
られているので、各プレス中心間隔をＬとすると、第１
表に示される直の、基礎５を回転させようとするモーメ
ント荷重が周期的に作用し、これが地盤６の振動源とな
る。従って合成加振力とモーメント荷重の両者を小さく
するよう考慮す（６） る必要があり、後述の実施例が示すように、モード漸２
が防振効果が最も太きい。

々お、プレスが３台の場合は、各プレスの位相を順次１
２０度ずらせばよい。またプレスが２台の場合は、各プ
レスの位相を１８０度ずらすことによって最も好ましい
結果が得られるが、例えば１２０度ずらした場合でも、
位相側脚をしない場合よりは好ましい防振効果を得るこ
とができる。

さらにプレスが５台以十の場合も、回折な位相側（財）
を行なうことによって防振効果を奏することができる。

捷た各−１０レス間の中心間陥１は必ずしも等しくなく
てもよい。

ｖ上は各デ１／スが共通の基礎に取付けら力、でいる場
合について述べたが、各プレスは個々の基礎に取付けら
れていてもよい。この場合はモーメント荷重にもとづく
振動は実質的に発生しないが、各プレスの慣性力にもと
づく加振力によって発生した振動波が、地盤を伝わりな
がら打ち消し合うようになるので、同一モードで比較し
た場合、基礎を共通にした場合にくらべて、一般に防振
効果は弱まる。

以上のようなモードを実現するために１叶、クランク軸
３を回転するモータＭ１　　＋　Ｍ２　　＋　Ｍｓ　　
＊Ｍ４の回転速度が実質的（Ｃ同一に々るように制（財
）し、かつ各々の位相が所定角度ずれるように制御する
必要がある。ここに実質的に同一とけ、ある時間内にお
ける各プレスの各スライド２の平均往復運動速度が同一
であることを意味する。

なお、通常プレスの場合の１ストロークの周期は、負荷
等の変動によって時々刻々僅かながら（例えば±１％）
変動する。また一般に機械速度の設定は、機枦的又はア
ナログ的に行なわれるが、この場合目標の速度と実質的
に同一な速度を得ることは至難である。

次に以上に述べたような位相制餌１の例について説明す
る。

第３図において、８１　　、ｓ２　　＋８３およびｓ４
は、各プレスＰ１に稍月けられたスライド２が下死点に
達した時点を検出するためのセンサ（Ｃ１１えげ近接ス
イッチ、第１図参照うであり、Ｃ１，Ｃ２゜Ｃ３および
Ｃ４は、各モータＭ１の速度を制（財）するためのモー
タコントローラである。７はインタフェースを含むマイ
クロコンピュータである。各プレスＰｉにおいてスライ
ド２が下死点に達すると、センサＳｔが信号を出力し、
この信号はマイクロコンピュータ７に入力する。

Ｔｉはタイマーであって・ＭｉをＯＮにした後、Ｍｉが
定常状態になる所定時間後に、ＯＮ信号をマイクロコン
ピュータ７に入力する。８は水晶発振器であり、例えば
周期５０μ♀Ｃのクロック信号としてカウンタ９に人力
する。カウンタ９の出力はマイクロコンピュータ７０人
力命令で、その内容をマイクロコンピュータ７に入力す
る。ＤｉはＤ／Ａ変換器であって、マイクロコンピュー
タ７の処理出力を、アナログ量に変換する。その出方は
スピードコントローラＣｉに入力される。

マイクロコンピュータ７は第５図に示すプログラムＺＩ
　　＋　Ｚ２　　＋　ｚ’３　　ｒ　Ｚ４　　（各々）
内容は同様である）に従って、これらの人力信号を処理
して、増速、減速の信号をＤ／Ａ変換器Ｄｉに送る。Ｄ
／Ａ（９） 変換器Ｄ１の出力信号にもとづいて各モータＭｉの回転
速度、従って各スライド２の往復運動速度が制菌され、
また各スライド２の位相が制菌される。

第４図は上記位相制菌の方式を説明するだめのタイムチ
ャートである。（１）はタイマーＴ１の信号を示し、（
２）はセンサ１の倍長を示す、、（３］ｄセンサｌがＯ
Ｎした時刻のカウントｆｉｌｌ（Ｘ、、Ｘ２　、・・・
Ｘｎ、・・・）を示し、（４）はプログラムによって作
られる基準位相時刻のカウント直を示す。まずＸ２　　
Ｘ、＊’・’　ｒ　Ｘｎ十＋　　Ｘｎと基準回転周期ｔ
ｓ（ρ１えは基準回転速度が３００　ｒｐｍのとき、２
００ｍ５ｅｃ）を比較して、その差が減少する方向に速
度制御出力を１単位（例えば０．２５　ｒｐｍに相当す
る）加算又は減算してＤ／Ａ変換器り、にべ力し、上記
差が０になるようにプレスＰ、のスライド２０１ストロ
ーク毎に繰返し微少調節（１単位づつの調節）する。こ
の調節は第５図のプログラムＺ、のステップｈ・ｎ・０
・ｐ・ｑで行なわれる。

微少調節を行なうのは、急激な速度変動を機械に与えな
いようにするため（機械の損傷や製品に（１０） 及ぼす悪影響を防止するため）と、時定数やフライホイ
ール効果による速度制肖１遅れにもとづく速度変動幅の
増大および、その累積である変動角度が増大することに
よる防振効果の減少を防止するためである。微少調節の
量、すなわち１単位の大きさは、上記悪影響が生じない
範囲内で、機械（この場合はプレス）の種類、性能等に
応じて定められる。

（４）の基準位相時刻のカラン）ｆｆｉｙ＋　　ｌ　ｙ
２　　＋・・。

３’ｎは、プレスＰ、以外のプレスＰ２　　＊　Ｐ３　
、Ｐ４が停止している時の、基準位相時刻である。ｙｌ
け時刻Ｘ、においてプログラムＺ、のステップｄによっ
て作ら冶、時刻Ｘ２以降においてはｙｌ　はステップｇ
によって作られる。ｙ、はプ’ＬｙスＰ。

のスライド２が２回目に下死戸に達すべき時刻フ゛あっ
て、Ｘ、に基準回転周期ｔｓを加えたものである。−ヒ
述の周期（’Ｘｎ−Ｘｎ−１．　）の微少ル１」節か完
全に行なわれていわば、ｙ　ｎｆｄ　Ｘｎ　＋Ｉ　Ｋ等
しい。

（５）はタイマーＴ２の信号″を示し、（６ンはセンサ
２の信号を示ｆ。（７）はセンサ２がＯＮした時刻のカ
ウント（直（Ｘ　１’　＋　　　２’　ｌ　”’　Ｘｎ
’＋・・　）を示し、（８）はプログラムによって作ら
ｈる基準位相時刻のカウント１直を示す。なお（５）　
、　（６）　、　（７）　、　（８）はプレスＰ、が運
転中に（時刻ＸｎとＸｌ＋＋の間で）、プｌ／スＰ２の
タイマーＴ２がＯＮしたときの状況を示す。

この場合プレスＰ２のスライド２の往復運動の位相を、
プレスＰ、のスライド２の夫々に対し所定角度θ（例え
ば１８０庁）ずらすため、次のような操作を行なう。

１回目の＋フサＳ２の信号′がＯＮになった時点Ｘ、′
で、２回目のＯＮになる時点Ｘ２′の基準位相時刻ｙ１
′（プレスＰ１の基準位相時刻ｙｎに所定角度θを加え
た時刻）を、プログラムＺ２のステップａで作る。２回
目のセンサ２がＯＮになる時点Ｘ２′で、Ｘ２′とＹ＋
’を比較する。セしてＸ２′とＹ＋’が等しい眉、合（
辻、Ｘ２’　、、　Ｘ＋”　Ｘ’ｎ＋＋　　Ｘｎ′）と
基準回転周期ｔｓを比較して、その差が減少する方向に
速度副面出力を１単位加算又は減算してＤ／Ａ変換器Ｄ
２に入力し、上記差がＯになるように、プレスＰ２のス
ライド２の１ストローク毎に繰返し微少調節する。この
調節はプログラムＺ２のｈ＋ｎ＋０＋ｐ＋、ｑのステッ
プで行なわれる。

Ｘ２′とｙ、′が等しくない場合でＸ２′がＶ＋’より
太きいときは、（Ｘｎ’　　”ｎ−１）に角度ずれ補正
時間Δｔｓ　（基準回転速度が３００　ｒｐｍのとき、
例えば０．３５　ｍ５ｅｃ　）をカロえた［直（ｘｎ’
　−ｘ′ｒｌ−１＋Δｔｓ　）と基準回転周期ｔｓを比
較して、その差が減少する方向に速度側（財）出力を１
単位加算又は減算してＤ／Ａ変換器Ｄ２１／１ｍ人力し
、上記差がＱ　１７なるように、プレスＰ２のスライド
２の１ストローク毎に繰返し微少調節する。このツ」節
はプログラムｚ２のステップｊ＃　ｋ　＋　ｈ　＋　ｎ
　、Ｏ＊　ｐ　＋　ｑで行なわれる。

Ｘ２′がＸ１′より小さいときは、（ｘ　ｎ／　−Ｘ／
　　、　）から角度ずれ補正時間Δｔｓを引いた呟（ｘ
ｎ’−ｘ／、□−Δｔｓ　）と基準回転周期ｔｓを比較
して、その差が減少する方向に速度制量出力を１単位加
算又は減算してＤ／Ａ変換器Ｄ２に人力し、上記差が０
になるように、プレスＰ２のスライド２の１ストローク
毎に繰返１−微少調節する。この調節はデ（１３） ログラムｚ２のステップｌ　＋　ｍ　＋　ｈ　＋　ｎ　
＋　Ｏ＋　ｐ＋ｑで行なわれる。

プレスＰ３についても、他の７”　Ｌ／　スＰ　１＊　
Ｐ　２　＋Ｐ４が運転していない時は、上記のプレスＰ
１の制（財）と同一の制（財）が行なわれ、他のプレス
Ｐ１　。

Ｐ　２　　＋　Ｐ　４の何れかが運転しているときは、
上記のプレスＰ２の制菌と同一の制菌が行々われる。

プレスＰ４についても同様である。

次にヂ５図のプログラム２．の内容について説明する。

ステップＡニスタート ステップＢ：ｔｓ＋Δｔｓ　＋　ｄ　＋　ｐ　＊　５ｎ
−Ｂ、速度制量出力（１〜４）の瞳を初期設定 ステップＣ：センサＳ、がＯＦＦ→ＯＮに変化したか？ ステップＤ：定常速度になっているか？ステップＥニス
タートフラグ（１）←＼ステップＦニスタートフラグ（
１）が１か？ステップＧニスタートフラグ（１）←１ス
テップＨニスタートフラグ（２）が１か？（１４） ステップエ：スタートフラグ（３）が１か？ステップＪ
：スタートフラダ（４）が１か？ステップミニ基準位相
時刻（１）←基準位相時刻（２）＋プ１／スＰ２からみ
たプレス Ｐ１の位相時間ずれ直（Ｓ２−１） ステップＣ：基準位相時刻（１）←基準位相時刻（３）
＋プレスＰ３からみたプレス Ｐ、の位相時間ずれ（直（Ｓ３−１） ステップＣ：基準位相時刻（１）←基準位相時刻（４）
＋プレスＰ４からみたプレス Ｐ１の位相時間ずり、ｌｉ在（８４−＋）ステップｄ：
肪在の時刻十基準回転周期（ｔｓ　）ステップｅ：バッ
ファメモリ（１）←現在の時刻ステップｆ：測定ズレ角
度（１）←基準位相時刻（１）〜現在の時刻 ステップｇ二基準位相時刻（１）←基準位相時刻（１）
十基準回転周期（ｔｓ　） ステップｎ：測定回転周期誤差（１）←バッファメモリ
（１）＋（ｔｓ　）−現在の時刻ステップｉ゛ステップ
ｅと同じ ステップｊ：測定ずれ角度（１）がＯ方向のクリアラン
ス（ｄ）より小か？ ステップに゛測定回転周期誤差（１）から角度ずれ補正
時間（Δｔｓ　）を減算する。

ステップｔ、測定ズレ角度（１）が■方向のクリアラン
ス（ｄ）より犬か？ ステップｎ：測定回転周期誤差（１）に角度ずれ補正時
間（Δｔｓ　）を加算する。

ステップｎ：測定回転周期誤差（１）が○方向の無割面
速度クリアランス（ｐ）より 小か？ ステップ０：測定回転周期誤差（１）が■方向の無制研
速度クリアランス（ｐ）Ｊ：す 犬か？ ステラプル：速度開側１出力（１）を１単位減算する。

ステッｆｑ：速度制菌出力（１）を１単位加算する。

ステップＨ′ニスタートフラグ（１）が１か？ステップ
Ｃ：基準位相時刻（２）←基準位相時刻（１）＋プレス
Ｐ１からみたプレス Ｐ２の位相時間ずれ値（Ｓ＋−２） ステップＣ：基準位相時刻（２）←基準位相時刻（３）
＋プレスＰ３からみたプレス Ｐ２の位相時間ずれ（ＩＮ（Ｓ３−２）ステップＣ：基
準位相時刻（２）←基準位相時刻（４）＋プレスＰ４か
らみたプレス Ｐ２の位相時間ずれ敏（Ｓ４−２） また上記以外の各ステップにおける（１）は（２）にな
る。

プログラムＺ３　、Ｚ４についてもプログラムＺ２に準
する。

プレスが５台以上の場合も、上記に準じて位相側（財）
が行なわれる。

本発明は以上のρすによって制限されるものでなぐ、例
えばセンサはスライドが上死点に達する位置、その他適
当な位置に取付けられてもよ−。壕だプレスは回転運転
を往復運動に変える機構としく１７） て、カムもしくはトグル機構を採用する機械式プレスで
あってもよい。さらに油圧プレス又は空圧プレスであっ
てもよい。裁らにコンプレッサーのようなプレス以外の
機械であってもよい。

本発明は従来の機械に簡単な装置（センサ、タイマ、マ
イクロコンピュータ等の）を付加−ｔ−ルのみでよいの
であるから、多数の機械を同時運転する場合でも、比較
的低コストで防振効果をあげることができるという利点
を有する。

以下実施し１１について説、明する。

実施例 炭酸飲料缶などに用いられる開口容易な蓋用のプルタブ
（ｐｕｌｌ　ｔａｂ　）を順送り方式で打抜き形成し、
これを蓋材に固着する作業を行なう下記諸元のプレス４
台について、各スライドの往復運動の位相モードを種々
変えて同時運転した場合の、プレスより１３５ｍ離れた
地表における垂直方向振動レベルを測定した結果を第２
表に示す〇プレス訃元：総Ｎ　Ｓｔ　１０．５　）ン１
本体重量９３トン、スライド重量１１トン、連結棒重量
０．０７（１８） トン、基準回転速度３１０回／分、慣性力４０トン、共
通基礎１１０１−ン。

なお、位相モードの制］１は、第３図、筆４図に示す方
式によって行ない、設定位オ目（レリえば１８０度）に
対する変動角度は±５度月下で、速度変動幅は±２　ｒ
ｐｍ以下であった。

（１９） 註：（１）　　プレスを運転しないときの振動レベル（
２）○は位相側（財）をしないアトランダムの運転を行
ったことを示す。

（３）基準位相を示す。

（４）基準に対し９０度遅り、た位相を示す。

（５）基準に対し１８０度遅りた位相を示す。

（６）基準に対し２７０度遅れた位相を示す。

（７）基準に対し１２０度遅わ、た位相を示す。

（８）基準に対し２４０度遅れた位相を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に適用さｉ、る検数のプレスの列を示す
説明用正面図、第２図は第１図のプレスのスライドの往
復運動の位相モードの１＋ｌＩを示す線区、罪、３図は
第１図のプレスのスライドの往復運動の位相を割面ｊす
る回路のブロック線図、第４図は第３図の回路における
制菌を行なうだめのプログラムの［Ｆｌｌを説明するた
めのタイムチャート、第５図は第３図の回路における制
（財）を行々うためのプログラムのフローナヤートであ
る。 １・・・本体、２・・スライド、Ｐ　Ｈ＋　Ｐ　２　　
Ｉ　Ｐ　３　１Ｐ４−プｖ　ス（＠械）、ＳＩ　　＋　
Ｓ２　　＋　ｓ３　＋　ｓ４・センサ（部材が本体の所
定位置に達する時点を検出する手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１１本体の重量に対し比較的大きな慣性力の下に往復
   運動する部材を有し、かつ該本体の重量、該慣性力およ
   び該往復運動の速度が実質的に等しい複政の機械を同時
   運転する場合の防振方法であって、該部材が該本体の所
   定位置に達する時点を検出し、該時点が各機械ごとに所
   定時間ずれるまで該部材の速度を繰返し微少調節し、該
   所定時間ずれた後も該部材の速度を繰返し微少調節して
   該所定時間のずれを保持して、各機械における該慣性力
   、もしくは該慣性力にもとづく振動波を打ち消し合うモ
   ードを作るように、各機械の該往復運動の位相をずらし
   て運転することを特徴とする防振方法。