JPS6147150B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に振動機用作動装置、ことに流
体力学的ジヤーナル軸受構造に偏心重り付き軸を
組合わせて振動作動を生ずるようにした作動装置
に関する。

振動機は、砕解材料の凝固と凝固材料の砕解と
粒状材料の離解、分離及び移送と種種の機械加
工、仕上げ及び表面処理の作業とを含む種々の機
能を果す多くの用途に有用である。

たとえば振動式仕上げ機は、適当な仕上げ媒体
と共に仕上げようとする部品を受入れる容器を備
えている。仕上げ媒体は、たとえば研摩材と水の
ような適当な液体との混合物から成り、又仕上げ
剤を含んでもよい。容器は、振動運動をするよう
に支えられている。この容器を旋回させるのに若
干の形式の偏心作動装置を使うことにより、この
容器内の部品及び仕上げ媒体の相対運動を生じさ
せ所望の機能を果す。

つや出し、まくれ取り及びその他の仕上げ作業
は、このようにして多くの部品に同時に迅速に行
われる。

従来利用できる振動機は、偏心おもりを取付け
た回転軸又は単に回転偏心軸を持つ偏心作動装置
を使う、どちらの場合にも偏心作動装置の軸は
玉、ころ、テーパ付きころ又はニードル形の減摩
軸受により支えてある。しかし振動機の作動にこ
ろがり部片及び非ころがり部片を持つ軸受を使う
と幾つかの問題が起る。このような軸受の有用寿
命は、半径方向の繰返し荷重により疲労及び局部
熱が生成し、軸受が早期に破損するようになるか
ら比較的短い。偏心作動装置を支える軸受の交換
は、振動機の使用に際しつねにやつかいな問題で
ある。

なお近年になり振動機に偏心作動装置を支える
のに、流体力学的軸受が使われている。このよう
な軸受は相対運動部品の間に薄い流体被膜を利用
し、これ等の部品間の直接の機械的接触に通常伴
う疲労及び発熱の問題を低減する。このような軸
受の熱の生成を制御するには流体の循環がとくに
有効である。運動部品間の直接の接触に基づく急
速な発熱は適当な流体力学的被膜がないと生ず
る。

従つて、振動機の偏心的におもりを付けた振動
作動装置すなわち偏心作動装置を支えるのに、こ
のような流体力学的軸受を利用する場合には、流
体力学的軸受内に十分な流体フイルムすなわち流
体被膜を保持することは非常に重要な問題であ
る。このことは、振動作動装置の作動中に起る構
造的なたわみ及び不整合に基づくとくにむずかし
い問題であり、この問題の解決のために幾つかの
提案が行われている。たとえば本出願人による米
国特許第3954309号明細書には、偏心作動装置の
軸と流体力学的軸受を内部に支えるハウジングと
の間のたわみ整合の原理を使う振動機について記
載してある。この提案は有効であるがたわみ整合
を得るのに必要な設計製作の工程によつて幾分高
価になる。他の提案はあまり有効でなくてしかも
同様に高価になる。

このようにして構造的のたわみ及び不整合を最
少にして流体力学的軸受内に適正な流体被膜を容
易に保持できる安価な構造の新規な振動作動装置
が必要になつている。

本発明は、従来の前記したその他の障害を除い
た新規な振動作動装置にある。本発明によれば、
流体力学的ジヤーナル軸受と偏心おもり付き軸と
の機能を単一の装置に組合わせて通常流体力学的
被膜をなくす相対的たわみが最少になるようにし
た作動装置が得られた。本装置は、偏心おもり
を、ハウジング内部を貫いて延びる軸と共に回転
するように取付けたハウジングを備えている。こ
のハウジングは、回転中に偏心おもりを流体力学
的に支えるように適当な流体潤滑剤を入れてあ
る。偏心おもり及びハウジング間の半径方向荷重
は、流体力学的被膜だけで支えられている。１つ
又は複数の振動単位を振動機に取付け、この振動
機を作動し、所望の仕上げ作業ができるようにし
てある。本発明振動装置の利点は、簡単で比較的
安価な構造と、向上した信頼性及び安定性と調節
の容易なことと、保守作業の低減と、一層長い有
用寿命とである。

なお本発明によれば振動機構を作動する振動機
構付属振動単位が得られる。この振動単位は、
360゜全体にわたるジヤーナル軸受として作用す
る円筒形内面を持つハウジングを備えている。偏
心おもりとして作用する回転自在な部分軸は、ハ
ウジング内のジヤーナルに取付けられている。こ
の部分軸にはハウジング内の密封体を貫いて延び
る一層小さい中心軸が固定されている。この部分
軸は、この組合わせにトルクを加えて回転させる
部片になる。部分軸／偏心おもりは、バビツトメ
タルを被覆した表面を備えるのがよい。ハウジン
グ内に流体潤滑剤を入れ、この潤滑剤を所望によ
りこのハウジングの各端部に形成した口によりハ
ウジングを経て軸及び偏心おもりのまわりに循環
させることができる。作動中に偏心おもりの外面
は流体力学的軸受のジヤーナルに相当するが、ハ
ウジングの内面はその軸受に相当する。

回転する全軸を支えるのに部分的軸受を使う若
干の普通の流体力学的軸受とは異つて、本発明の
作動装置は部分的ジヤーナル部分を支えるのに全
軸受部分を使う。このようにしてジヤーナルのた
わみは、遠心荷重が軸受面を横切つて一様である
ので最少になる。この場合ジヤーナル及び軸受面
間の流体力学的流体の十分な被膜の保持が容易に
なる。

以下本発明振動作動装置の実施例を添付図面に
ついて詳細に説明する。

第１図に示すように振動機１０は本発明の１対
の作動装置を利用する。図示のように振動機１０
は、つや出し、まくれ取り及びその他の表面処理
作業を行うのに適当な形式の振動式仕上げ機を構
成する。

振動機１０は、フレーム１６に複数個のばね部
片１４により支えた振動容器１２を備えている。
振動容器１２は、Ｕ字形横断面を持ち適当なカバ
ーを設けてもよい。ばね部片１４は、振動容器１
２を支えるのに適当な空気袋、つる巻ばね又はそ
の他の弾性取付具から成つている。フレーム１６
は所望によりみぞ形断面材から構成すればよい。
仕上げ作業を終ると容器１２から流体を除くよう
に排出装置１８を設けてある。容器１２の一端部
に放出装置２０を設け、振動機１０から仕上がり
部品を取出しやすくしてある。

振動機１０の容器１２は、それぞれ１対のブラ
ケツト２４，２４により容器１２に固定した本発
明による１対の振動作動装置２２，２２により作
動する。各作動装置２２は、軸２６と１対のたわ
み継手２８，２８とにより相互に連結される。両
作動装置２２は、その一方に継手３２を介して連
結した電動機３０により同時に駆動される。原動
機３０としては電動機、流体圧原動機又は任意適
当な駆動装置を利用できる。

振動機１０には又、適当な流体力学的流体の源
（図示してない）から延びる流体供給管路３４及
び流体もどし管路３６を備えた潤滑装置を設けて
ある。各作動装置２２は、各流体管路３４，３６
を横切つて連結される。詳しく後述する各作動装
置２２の作動中に冷却及び潤滑のために各管路３
４，３６を経て適当な流量を保つ。

第２図は本発明作動装置２２により駆動できる
別の振動機４０を示す。振動機４０は、回転環状
形容器４６を納めたフレーム４４を支える架台４
２を備えている。架台４２及びフレーム４４は、
複数個のばね部片４８により相互に連結される。
各ばね部片４８は、振動機４０の作動中に容器４
６及びフレーム４４の旋回を架台４２から隔離す
る。ばね部片４８はつる巻ばねとして例示してあ
る。しかし空気袋、エラストマー質ばね又はその
他の弾性取付具を使つてもよい。

振動機１０とは異なつて振動機４０は、竪方向
に互に間隔を隔てた向きに取付けた１対の振動作
動装置２２，２２を利用する。各作動装置２２
は、フレーム４４にボルト締めされ、軸５０及び
継手５２により相互に連結される。各作動装置２
２は、架台４２に取付けた流体圧式又は電動式の
原動機５４により同時に駆動される。原動機５４
は、プーリ５６を固定した駆動軸を備えている。
原動機５４のプーリ５６は、最下部の偏心式振動
作動装置２２の軸に取付けたプーリ６０にベルト
５８により連結してある。振動機４０は、各作動
装置２２を相互に連結する潤滑装置を備えていな
いが、所望により潤滑装置を使つてもよい。

振動機１０，４０は、同様に作動し部品に仕上
げ作業を行うのに利用する。仕上げようとする部
品は、適当な液体と研摩粒子又は研摩部片とから
成る適当な仕上げ媒体と共に振動機の容器内に入
れる。又この混合物には行おうとする仕上げ作業
の種類に従つて仕上剤を加えてもよい。各部品
は、容器内にばらに配置され、又は掛け具等によ
り容器内につり下げればよい。次いで偏心式振動
作動装置２２を作動し、容器内に入れた各部品及
び仕上げ媒体を振動させ所望の仕上げ作業を行
う。この作業の終りに仕上げた部品及び使用仕上
げ媒体を取出すと、この振動機は次の材料分を受
入れる状態になる。

本発明による偏心式振動作動装置２２を振動式
仕上げ機に応用した場合として例示したが、本発
明は実際上振動又は旋回を使い有用な機能を果す
任意の用途に利用できるのはもちろんである。た
とえば本発明は材料のつき固め、分離、ふるい分
け、ふるい通し又は運搬の作業を行う機械、或は
部品のまくれ取り、つや出し又はその他の表面処
理作業を行う機械に利用することができる。本振
動装置は単独で又は並列させて使うことができ、
そして任意の向きに取付けることができる。本振
動装置は広い用途がある。

偏心式振動作動装置２２の構造上の詳細は、第
３図、第４図、第５図及び第６図に示されてい
る。各作動装置２２は、円筒形の室を内部に定め
るハウジング６２を備えている。ハウジング６２
は、管状の壁部片６４及び１対の端板６６，６６
から成つている。壁部片６４は、内面が円筒形で
あれば任意の外形にしてよい。各端板６６は３角
形として例示してある。しかし各端板６６の特定
の形状は、これ等により壁部片６４の互に対向す
る端部が閉じられていれば、本発明の実施に重大
な問題ではない。ハウジング６２を、鋳鉄又はそ
の他の金属のような任意適当な剛性材料から構成
することができる。第５図に明らかなように各端
板６６は、ハウジング６２の密封のためにＯ字環
６８をはめる円形のみぞを形成するのがよい。

作動装置２２のハウジング６２は、ねじ部片７
０、ボルト７２及びナツト７４により固定されて
いる。端板６６を壁部片６４に連結するには、任
意適当な個数又は種類の締付部片を利用すること
ができる。図示のように各端板６６は、対称の間
隔を隔てて位置させた３個の押えねじ７０により
取付けてある。同様に配置した３本のボルト７２
は各端板６６及び壁部片６４を貫いて延び、各ボ
ルト７２の頭部を、ハウジング６２の一方の側部
に位置させ、ハウジング６２の反対側に位置させ
たねじ付きボルト端部部分にナツト７４をはめる
ようにしてある。ボルト７２及びナツナ７４は、
円形壁部片６４のゆがみを防ぐように400フート
−ポンドのような互に等しい所定の値のトルクを
加えるのがよい。

ブラケツト７６により作動装置２２を、振動又
は震動させようとする物品に連結する。振動させ
ようとする物品の補強リブ又はその他の適当なフ
ランジ部分を、ブラケツト７６の代りに使用する
ことができる。作動装置２２のハウジング６２の
形状とその取付け法とは、駆動しようとする物品
にハウジング６２を固定しハウジング６２の円筒
形の内部を保持する限りは適当でよい。たとえば
ハウジング６２は振動させようとする物品に締付
け、溶接し又はその他の方法で固定すればよい。

中心軸７８及び部分軸／偏心おもり８０は、ハ
ウジング６２内で回転するように支えられる。第
５図に明らかなように軸７８は、ハウジング６２
を貫いて縦方向に延びている。軸７８は、各端板
６６のブツシング８２及びスラスト軸受８４によ
りゆるく受入れられている。ブツシング８２及び
軸受８４の目的は、部分軸／偏心おもり８０がハ
ウジング６２内の流体力学的被膜で回転する際
に、軸７８で推力荷重を支えることである。ブツ
シング８２及び軸受８４は、作動装置２２を不時
に起動停止するときを除いて、軸７８に対する回
転支持体にならないのはもちろんである。軸７８
及び各端板６６の間の環状の密封部片８８は、ス
ラスト軸受８４の外側に設けてある。軸７８の一
端部は電動機又はその他の駆動装置に連結してあ
るが、他端部は所望に応じて別の作動装置２２に
連結し又は自由のままにすることができる。所望
により軸７８の細くした端部部分は、図示のよう
にその中央部分から片寄らせて作動装置２２が駆
動軸線のまわりに震動することにより、軸７８に
連結した駆動軸（図示してない）に加わるたわみ
荷重を減らすようにすることができる。

部分軸／偏心おもり（以下単におもりと呼ぶ）
８０はボルト９０により軸７８に取付けられ、そ
してハウジング６２内で回転するように取付けら
れている。安全針金９２は所望によりボルト９０
を確実にゆるまないようにするのに使うことがで
きる。おもり８０は、鋼又はその他の材料から形
成した中実の部分円筒体から成つている。おもり
８０は、各ブツシング８２間にハウジング６２の
室の幅を実質的に横切つて延びている。おもり８
０の各端部は、各端板６６の内側面から内方に間
隔を隔て、この内側面に接触していない。適当な
流体力学的被膜に対応する厚みのわずかなすきま
（第５図及び第６図では著しく誇張してある）に
よりおもり８０の外側円筒面を、壁部片６４の内
側表面から隔離する。たとえば壁部片６４及びお
もり８０の間のすきまは、利用する特定の流体力
学的流体に従つて0.0004ないし0.0010inの程度に
できる。

図示のようにおもり８０は全体が半円筒形で横
断面が半円形である。しかしおもり８０の横断面
形状は、約180゜の扇形以外のものでよい。たと
えばおもり８０の横断面形状は、所望の震動力の
量に従つて60゜、90゜、120゜、150゜又はその他
の扇形でよい。おもり８０の外面には、バビツト
被覆９４が被覆され、第５図及び第６図に示すよ
うに周辺のまわりに食込み又は切欠きを設けて被
覆９４のおもり８０への接着を容易にするのがよ
い。おもり８０の形状とそのハウジング６２に対
する関係とは本発明の著しい特長になるのはもち
ろんである。

偏心式振動作動装置２２のハウジング６２は、
水又は軽油のような適当な流体力学的流体を含
む。又低粘度の他の非揮発性流体は、作動装置２
２に使うのに適当である。若干の用途では空気又
はその他の気体も又適当である。

このようにして流体力学的流体は、偏心おもり
８０とハウジング６２の壁部片６４との間のすき
まを満たす。作動装置２２により生ずる作動速
度、振動力及び熱に従つて、冷却及び潤滑剤補給
のために作動装置２２を経て循環させるのが望ま
しい。所望により各端板６６に形成した口に連結
した供給もどし管路９６により流体をハウジング
６２を経て循環させてもよい。しかしハウジング
６２を通る流体力学的流体の循環は、本発明の若
干の用途では必要がない。作動装置２２は密封単
位として作動できるのはもちろんである。

軸７８の回転時におもり８０は、流体力学的流
体の薄い被膜により壁部片６４から離れてハウジ
ング６２内で回転する。軸７８はブツシング８２
及びスラスト軸受８４内でゆるく拘束してあるか
ら、ハウジング６２及びおもり８０間の流体力学
的被膜厚みは特定の使用流体による。おもり８０
が回転すると、振動力を生じ、作動装置２２を取
付けた容器にハウジング６２を経て伝える。この
ようにして作動装置２２は、部分的ジヤーナルと
して偏心おもり８０を又全軸受として円筒形壁部
片６４を持つ流体力学的ジヤーナル軸受として作
用する。おもり８０のジヤーナル面への荷重は周
期的でなくて一定であるから被覆９４の疲労が減
る。壁部片６４及びおもり８０の間で遠心荷重は
一層均等に分布しハウジング６２及びおもり付き
軸７８の間のたわみを最少にし実際上なくす。

適正な流体力学的被膜厚みの保持はこのように
して容易になる。そして壁部片６４の表面積が大
きいので軸受圧力は比較的低くなる。わずかなた
わみにより生ずるのはおもり８０の各端部で流体
力学的被膜を薄くする作用であり、普通のジヤー
ナル軸受で通常減少する点で支持圧力を高めるよ
うになる。さらにおもり８０の運動は、ハウジン
グ６２に閉じ込められ一層静かな一層安全な作動
が得られる。２個又はそれ以上の作動装置２２を
相互に連結するときは、これ等により生ずる強制
振動は軸７８及びおもり８０の相対回転位置を初
めに調節することにより容易に変えることができ
る。

以上述べた所から明らかなように、本発明は従
来技術よりすぐれた多くの利点を持つ偏心式振動
装置にある。本発明によれば簡単でありかつ一層
安価な構造を提供でき、従来技術をなやましてい
る構造的なたわみ及び充分な流体力学的フイルム
の維持の問題を解決できたのである。たとえば本
発明装置の構造は、回転中の偏心おもりを流体力
学的に支持するために、ハウジング内に配置した
流体を備えている。したがつて本発明装置は、部
分軸／偏心おもり８０を部分的なジヤーナルと
し、円筒形の壁部片６４を全軸受とする流体力学
的ジヤーナル軸受として作用する。部分軸／偏心
おもり８０のジヤーナル面に加えられる荷重は、
周期的言うよりむしろ一定不変であるから、部分
軸／偏心おもり８０のジヤーナル面の疲れは減少
させられる。遠心荷重は、壁部片６４と部分軸／
偏心おもり８０との間で一層均等に配分され、ハ
ウジング６２と偏心的におもりを付けた中心軸７
８との間のたわみを最少にし、実際上除去する。
壁部片６４の表面積が大きいために、軸受圧力は
比較的低い。このために、偏心的におもりを付け
た中心軸７８のまわりの軸受８４，８４の摩耗を
ほとんど除去できる。その理由は、これ等の軸受
８４，８４は、振動作動装置２２の始動の間だけ
使用されるにすぎないからである。その他の利点
はこの種技術に熟達した人達には明らかである。
その他の利点も当業者には容易に明らかである。

以上本発明をその実施例について詳細に説明し
たが本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の
変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明振動作動装置を利用する振動機
の側面図、第２図は本振動作動装置を利用する別
の振動機の部分従断面図、第３図は本発明偏心式
振動作動装置の１実施例の側面図、第４図は第３
図の端面図、第５図は第４図の５−５線に沿う断
面図、第６図は第３図の６−６線に沿う断面図で
ある。 ２２……振動作動装置、６２……ハウジング、
７８……回転軸、８０……偏心部片、８２……ブ
ツシング、８４……ステスト軸受、８８……密封
部片。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ)全円筒形形状の支持内面を持つハウジング
   と、(ロ)このハウジングの支持面との間に流体被膜
   すきまを形成するように、このハウジングの支持
   面に対して間隔を隔てた関係に延びる部分円筒形
   形状の外部ジヤーナル面を持ち、前記ハウジング
   内に回転自在に支えられ回転に応答して振動を発
   生する偏心手段と、(ハ)前記ハウジング内に配置さ
   れ、このハウジング内で回転する間に前記偏心手
   段を流体力学的に支える流体手段とを包含する振
   動作動装置。 ２ ハウジングを、開いた端部を持つ管状部片
   と、この管状部片の各端部にそれぞれ固定した１
   対の端板とにより構成した特許請求の範囲第１項
   記載の振動動作装置。 ３ 偏心手段を、ジヤーナル面を設けた片寄り部
   片と、ハウジングを貫いて延び前記片寄り部片に
   これを回転するように固定した回転軸とにより構
   成した特許請求の範囲第１項記載の振動動作装
   置。 ４ 偏心手段のジヤーナル面がハウジング内でそ
   の支持面の主要部分に隣接して縦方向に延びるよ
   うにした特許請求の範囲第１項記載の振動動作装
   置。 ５ 偏心手段のジヤーナル面が、ハウジング内で
   約60゜ないし約180゜の範囲の円弧にわたり円周
   方向に延びるようにした特許請求の範囲第１項記
   載の振動動作装置。 ６ 流体をハウジングを経て循環させる循環手段
   を備えた特許請求の範囲第１項記載の振動動作装
   置。