(57)【要約】【課題】運転中でも被振動体の振動の振幅量を自在に変化させることができる機能を備え、かつ振動状態の安定性に優れた振動装置を提供する。【解決手段】第一の回転軸１２の回転中心に対して偏心した第一の偏心部１２１と、第二の回転軸１４の回転中心に対して偏心した第二の偏心部１４１と、前記第一の偏心部１２１および前記第二の偏心部１４１とを連繋する連繋部材１６と、該連繋部材１６の動きを前記被振動体９０を振動させる方向の動きに変換して前記被振動体９０に対して伝達する伝達部材１８と、前記連繋部材１６と前記第一の偏心部１２１または前記第二の偏心部１４１の少なくともいずれか一方とを接続し、該連繋部材１６と接続された偏心部の前記被振動体９０を振動させる方向と直交する方向における変位を吸収する変位吸収手段２０とを備え、第一の回転軸１２と第二の回転軸１４の位相差θを調節することにより被振動体９０の振幅量を自在に調節する。【選択図】図１
2010172785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被振動体を所定の方向に振動させる振動装置において、
第一の回転軸と、
該第一の回転軸と一体的に設けられ、前記第一の回転軸の回転中心から偏心した第一の偏心部と、
第二の回転軸と、
該第二の回転軸と一体的に設けられ、前記第二の回転軸の回転中心から偏心した第二の偏心部と、
前記第一の回転軸の回転中心から偏心して回転する前記第一の偏心部および前記第二の回転軸の回転中心から偏心して回転する前記第二の偏心部とを連繋する連繋部材と、
該連繋部材の動きを前記被振動体を振動させる方向の動きに変換して前記被振動体に対して伝達する伝達部材と、
前記連繋部材と前記第一の偏心部または前記第二の偏心部の少なくともいずれか一方とを接続し、該連繋部材と接続された偏心部の前記被振動体を振動させる方向と直交する方向における変位を吸収する変位吸収手段と、
を備えることを特徴とする振動装置。
【請求項２】
前記変位吸収手段は、前記連繋部材と前記第一の偏心部または前記第二の偏心部の少なくともいずれか一方とが前記被振動体が振動する方向と直交する方向にスライドするスライド部材によって接続されたスライド機構を有することを特徴とする請求項１に記載の振動装置。
【請求項３】
前記変位吸収手段は、前記連繋部材と前記第一の偏心部または前記第二の偏心部の少なくともいずれか一方とがリンク部材によって接続されたリンク機構を有することを特徴とする請求項１または２に記載の振動装置。
【請求項４】
前記第一の偏心部および前記第二の偏心部の両方が前記変位吸収手段を介して前記連繋部材と接続された場合において、前記被振動体が振動する方向と直交する方向における前記連繋部材の動きを規制する規制部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の振動装置。
【請求項５】
前記被振動体の振動の振幅量を設定する振幅量設定手段と、
該振幅量設定手段により設定された前記被振動体の振動の振幅量に基づき、目標とする前記第一の回転軸の回転方向における前記第一の偏心部と前記第二の回転軸の回転方向における第二の偏心部との位相差を導出する位相差導出手段と、
該位相差導出手段によって導出された目標とする位相差に、実測される前記第一の回転軸の回転方向における前記第一の偏心部と前記第二の回転軸の回転方向における前記第二の偏心部との位相差を一致させるように前記第一の回転軸の回転および前記第二の回転軸の回転を制御する位相差制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の振動装置。
【請求項６】
前記第一の回転軸に対する前記第一の偏心部の偏心量と前記第二の回転軸に対する前記第二の偏心部の偏心量とが同一であり、前記第一の回転軸の回転中心と前記第二の回転軸の回転中心から略等距離にある平面内に前記連繋部材と前記伝達部材の接続中心が位置する場合において、前記位相差導出手段は、前記振幅量設定手段により設定された前記被振動体の振動の振幅量から次式に基づき目標とする位相差を導出することを特徴とする請求項５に記載の振動装置。
【数７】
2010172785.tif 000009
ただし、Ｓは被振動体の振動の振幅量、Ｒは第一の回転軸および第二の回転軸に対する第一の偏心部および第二の偏心部の偏心量、θは目標とする第一の回転軸の回転方向における第一の偏心部と第二の回転軸の回転方向における第二の偏心部との位相差である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被振動体を所定の方向に振動させる振動装置に関し、更に詳しくは、回転中心から偏心した偏心部の回転を制御することにより、被振動体を所望の振幅量で振動させる振動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、一般的な連続鋳造においては、冷却されている鋳型を鋳片の引き抜き方向に振動させる振動装置が使用されている。このように鋳型を振動させることにより、鋳型内壁と鋳片との間への潤滑剤としてのモールドパウダーの入り込みが促進され、両者の焼き付きが防止される。これによって、いわゆるブレイクアウト等の連続鋳造中におけるトラブル発生が回避される。
【０００３】
この振動装置による鋳型の振動の振幅量は、鋳造する金属の種類、鋳造速度、気温、用いられるモールドパウダーの種類等に応じて、鋳型と鋳片の焼き付きが生じないように適宜設定される。一般的には、振動が加えられた鋳型が下降する速度が、鋳片の引き抜き速度よりも速くなる時間、いわゆるネガティブストリップ時間が調節されることにより、鋳型内壁と鋳片との間へのモールドパウダーの入り込み量が適宜調節される。
【０００４】
このような鋳型の振動の振幅量は、予め鋳造条件に応じて設定されるものであるが、鋳型への鋳込み速度の変化等によって、連続鋳造中に最適な振幅量が変化する場合がある。この場合、一般的な振動装置では、連続鋳造装置を停止させて振幅量を変更する構造であるので、連続鋳造中に振幅量を変化させることはできない。これに対し、例えば特許文献１には、連続鋳造中でも鋳型の振動の振幅量を変えることができる振動装置が記載されている。かかる振動装置によれば、連続鋳造中であっても鋳型に与える振動の振幅量を変化させることができる。したがって、鋳造条件が変化しても最適な振幅量で連続鋳造ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１０３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この特許文献１に記載される振動装置は、駆動軸の軸心を中心とした偏心軸の軸心の合成偏心量が、ボールねじ機構によって調節される構成であるため、振動状態が安定しないという問題点を有する。すなわち、モータによって駆動される進退部材の直線動力が、ボールねじ機構を介して回動部材（偏心軸）の回転動力に変換される構成であるので、ボールを介して螺合している雄ねじ部と雌ねじ部のがたつきや、大きな負荷が掛かるボールの破損等により、運転中に被振動体（鋳型）の振幅量が変化し、振動が不安定になるおそれがある。
【０００７】
また、偏心軸の軸心の合成偏心量（振幅量）を調節する構成は、モータの回転動力が一旦進退部材の直線動力に変換された後、再度回動部材の回転動力に変換されて出力されるという二段階の動力変換機構を用いたものである。そのため、動力方向の変換に伴う合成偏心量の誤差が二段階である分大きくなり、被振動体の振動を正確に制御することが非常に困難である。さらに、回転する回動部材の慣性モーメントが大きくなり、駆動源であるモータの回転速度を変化させる際のモータへの負荷が増大するという問題もある。
【０００８】
そして、被振動体を振動させる駆動機構に加えて、このような合成偏心量を調節する二段階の動力変換機構の構成を備えるため、振動装置全体の構成が複雑となり、装置の製造コストが嵩んでしまうという問題がある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、運転中でも被振動体の振動の振幅量を自在に変化させることができる機能を備え、かつ振動状態の安定性および振動の振幅量制御の正確性に優れると共に、駆動源であるモータへの負荷を低減させた振動装置を提供することにある。また、このような振動装置を簡易な構成で提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は、被振動体を所定の方向に振動させる振動装置において、第一の回転軸と、該第一の回転軸と一体的に設けられ、前記第一の回転軸の回転中心から偏心した第一の偏心部と、第二の回転軸と、該第二の回転軸と一体的に設けられ、前記第二の回転軸の回転中心から偏心した第二の偏心部と、前記第一の回転軸の回転中心から偏心して回転する前記第一の偏心部および前記第二の回転軸の回転中心から偏心して回転する前記第二の偏心部とを連繋する連繋部材と、該連繋部材の動きを前記被振動体を振動させる方向の動きに変換して前記被振動体に対して伝達する伝達部材と、前記連繋部材と前記第一の偏心部または前記第二の偏心部の少なくともいずれか一方とを接続し、該連繋部材と接続された偏心部の前記被振動体を振動させる方向と直交する方向における変位を吸収する変位吸収手段とを備えることを要旨とするものである。
【００１１】
この場合、前記変位吸収手段は、前記連繋部材と前記第一の偏心部または前記第二の偏心部の少なくともいずれか一方とが前記被振動体が振動する方向と直交する方向にスライドするスライド部材によって接続されたスライド機構、または、前記連繋部材と前記第一の偏心部または前記第二の偏心部の少なくともいずれか一方とがリンク部材によって接続されたリンク機構を有する構成とすればよい。
【００１２】
また、前記第一の偏心部および前記第二の偏心部の両方が前記変位吸収手段を介して前記連繋部材と接続された場合には、前記被振動体が振動する方向と直交する方向における前記連繋部材の動きを規制する規制部材をさらに備えた構成とすればよい。
【００１３】
さらに、前記被振動体の振動の振幅量を設定する振幅量設定手段と、該振幅量設定手段により設定された前記被振動体の振動の振幅量に基づき、目標とする前記第一の回転軸の回転方向における前記第一の偏心部と前記第二の回転軸の回転方向における第二の偏心部との位相差を導出する位相差導出手段と、該位相差導出手段によって導出された目標とする位相差に、実測される前記第一の回転軸の回転方向における前記第一の偏心部と前記第二の回転軸の回転方向における前記第二の偏心部との位相差を一致させるように前記第一の回転軸の回転および前記第二の回転軸の回転を制御する位相差制御手段とを備えていればよい。
【００１４】
そして、前記第一の回転軸に対する前記第一の偏心部の偏心量と前記第二の回転軸に対する前記第二の偏心部の偏心量とが同一であり、前記第一の回転軸の回転中心と前記第二の回転軸の回転中心から略等距離にある平面内に前記連繋部材と前記伝達部材の接続中心が位置する場合において、前記位相差導出手段は、前記振幅量設定手段により設定された前記被振動体の振動の振幅量から次式に基づき目標とする位相差を導出するように構成すればよい。
【数１】
2010172785.tif 000003
ただし、Ｓは被振動体の振動の振幅量、Ｒは第一の回転軸および第二の回転軸に対する第一の偏心部および第二の偏心部の偏心量、θは目標とする第一の回転軸の回転方向における第一の偏心部と第二の回転軸の回転方向における第二の偏心部との位相差である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る振動装置は、回転中心から偏心した偏心部を有する第一および第二の回転軸を回転させ、それぞれの偏心部に連繋された連繋部材の動きが伝達部材を介して被振動体に伝達される構成を備える。すなわち、第一の偏心部および第二の偏心部の回転をそれぞれ独立して変化させることにより、これらに連繋された連繋部材の動きが変化するため、運転中であっても被振動体の振動の振幅量を自在に変化させることができる。そして、第一の偏心部または第二の偏心部の少なくともいずれか一方は、振幅量の大きさに影響を与えない被振動体を振動させる方向と直交する方向における偏心部の変位を吸収する変位吸収手段を介して連繋部材と接続されている。かかる構成により、それぞれを独立して制御することが可能である第一の偏心部と第二の偏心部との距離が経時的に変化（ただし、第一の偏心部と第二の偏心部を同期させて回転させた場合には互いの距離は経時的に変化しない。）しても、第一の偏心部と第二の偏心部を連繋部材によって連繋することが可能となっている。
【００１６】
また、この振動装置の基本的な構成としては、二本の回転軸の回転動力が連繋部材を介して被振動体に出力されるという簡易なものであるため、装置の信頼性が高く、保守が容易である。さらに、振動装置の製造コストを低く抑えることができる。加えて、動力変換機構の構成が単純であるため、慣性モーメントが大きくなることによる回転速度変更の際におけるモータへの負荷を低く抑えることができる。
【００１７】
そして、被振動体を振動させる方向と直交する方向における偏心部の変位を吸収する変位吸収手段として、この方向にスライド可能に取り付けられたスライド部材を有するスライド機構や、連繋部材と偏心部とがリンク部材によって接続されたリンク機構を有する構成を適用することにより、変位吸収手段の構成を簡易なものとすることができる。
【００１８】
また、装置設置環境等に応じて、連繋部材に被振動体が振動する方向と直交する方向における動きを規制する規制部材を設けることで、第一の偏心部および第二の偏心部の両方が変位吸収手段を介して連繋部材と接続された構成を採用することもできる。
【００１９】
また、上記構成にかかる振幅量設定手段、設定された振幅量から目標とする第一の回転軸の回転方向における第一の偏心部と第二の回転軸の回転方向における第二の偏心部との位相差を導出する位相差導出手段、導出した目標の位相差と一致するように第一の回転軸および第二の回転軸の回転を制御する位相差制御手段を設けることにより、目標とする位相差と、実際の位相差とのずれ量を小さくすることができるため、被振動体の振動の振幅量をより正確に制御することができる。
【００２０】
さらに、第一の偏心部と第二の偏心部の偏心量が同一であって、かつ第一の出力軸の回転中心と第二の出力軸の回転中心から等距離にある平面内に連繋部材と伝達部材の接続中心が位置するように構成すれば、上記のような簡易な数式により、目標とする被振動体の振動の振幅量から、目標とする第一の回転軸の回転方向における第一の偏心部と第二の回転軸の回転方向における第二の偏心部との位相差を導出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る振動装置の概略図であり、図１（ａ）はこの振動装置を上方から見た一部断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１に示した振動装置が備える伝達部材の構成を説明するための概略図である。
【図３】第一の偏心部の中心Ｐ１の軌跡および第二の偏心部の中心Ｐ２の軌跡と、出力中心Ｐ３の軌跡との関係を模式的に示した図であり、図３（ａ）は位相差θが０度、図３（ｂ）は位相差θが９０度、図３（ｃ）は位相差θが１３５度の場合を示している。
【図４】リンク機構を用いた変位吸収手段を備えた振動装置（第一の変形例）を説明するための概略図であり、図４（ａ）はこの振動装置を上方から見た一部断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】第一の偏心部および第二の偏心部のいずれもが変位吸収手段を介して連繋部材と接続された振動装置（第二の変形例）を説明するための概略図であり、図５（ａ）は規制部材としてリンク部材を用いた構成、図５（ｂ）は規制部材としてガイドを用いた構成を説明するための概略図である。
【図６】被振動体の振動の振幅量Ｓと位相差θとの関係を表す数式を導出するための説明図である。
【図７】図１に示した振動装置の制御系統を説明するためのブロック線図である。
【図８】図１に示した振動装置が備える伝達部材の変形例を示した図であり、図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態に係る振動装置について説明する。図１および図２は本発明の実施形態に係る振動装置１を模式的に示した図である。ここで、図１（ａ）は振動装置１を上方から見た一部断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。図２は、振動を付加する対象物である被振動体９０（鋳型）に接続される伝達部材１８の構成を説明するための概略図である。
【００２３】
振動装置１は、第一の回転軸１２と、この第一の回転軸１２と一体的に設けられ、第一の回転軸１２の回転中心Ｑ１に対して偏心した第一の偏心部１２１（中心Ｐ１）と、第一の回転軸１２と平行に設けられた第二の回転軸１４と、この第二の回転軸１４と一体的に設けられ、第二の回転軸１４の回転中心Ｑ２に対して偏心した第二の偏心部１４１（中心Ｐ２）と、第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１とを連繋する連繋部材１６と、この連繋部材１６の動きを後述のように変換して被振動体９０に伝達する伝達部材１８と、連繋部材１６と接続された第二の偏心部１４１の被振動体９０を振動させる方向と直交する方向における変位を吸収する変位吸収手段２０とを備える。
【００２４】
第一の回転軸１２および第二の回転軸１４は、それぞれ第一のモータ２２および第二のモータ２４によって駆動される回転軸であり、図示されない減速機等を介して、第一のモータ２２の出力軸２２ａおよび第二のモータ２４の出力軸２４ａと接続されている。この第一の回転軸１２および第二の回転軸１４は、軸受２９によってその軸心（Ｑ１，Ｑ２）を中心として回転可能に支持されている。また、第一の回転軸１２および第二の回転軸１４の先端には、第一の角度検出器２６および第二の角度検出器２８が設けられ、それぞれの回転方向における基準位置からの角度（位相）を検出することができるように構成されている。さらに、第一のモータ２２および第二のモータ２４のそれぞれには、公知の速度検出器（ロータリエンコーダ）が内蔵されている。
【００２５】
第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１は、第一の回転軸１２および第二の回転軸１４と一体的に設けられ、それぞれの回転中心Ｑ１およびＱ２から所定量偏心した軸形状を有する部分である。なお、本実施形態では、第一の回転軸１２の回転中心Ｑ１および第二の回転軸１４の回転中心Ｑ２からの第一の偏心部１２１と第二の偏心部１４１の偏心量Ｒは同一である。
【００２６】
図１から分かるように、この第一の偏心部１２１と第二の偏心部１４１は、板状の連繋部材１６に係合されている。連繋部材１６には、その長手方向（図１（ｂ）に示すＸ軸方向）に並んで円形の第一の係合穴１６１、矩形のガイド穴１６２が形成されている。また、この第一の係合穴１６１とガイド穴１６２との間には、伝達部材１８が接続される接続穴１６３が形成されている。この接続穴１６３の中心Ｐ３は、第一の回転軸１２の回転中心Ｑ１と第二の回転軸１４の回転中心Ｑ２から略等距離にある。
【００２７】
円形の第一の係合穴１６１には、図示されない軸受等を介して第一の偏心部１２１が挿通されている。一方、矩形のガイド穴１６２には、被振動体９０が振動する方向（図１（ｂ）に示すＹ軸方向）と直交する方向、すなわちＸ軸方向にスライド可能に設けられたスライド部材１７が係合されて、変位吸収手段２０を構成している。スライド部材１７は、ガイド穴１６２のＸ軸と平行な内壁面上を摺動することができるように取り付けられており、少なくとも第一の回転軸１２に対する第一の偏心部１２１の偏心量Ｒと、第二の回転軸１４に対する第二の偏心部１４１の偏心量Ｒとの合計である２Ｒ分、左右（Ｘ軸方向）にスライド可能となるようスライド範囲が設定されている。スライド部材１７の中央には、第二の係合穴１７ａが形成されており、この第二の係合穴１７ａに図示されない軸受等を介して第二の偏心部１４１が挿通されている。
【００２８】
このような変位吸収手段２０の構成により、被振動体９０が振動する方向と直交するＸ軸方向における第二の偏心部１４１の変位は、スライド部材１７のスライドによって吸収されるため、第一の回転軸１２と第一の回転軸１４を独立させて自由に回転させることができ、かつ被振動体９０が振動するＹ軸方向における第二の偏心部１４１の変位を、スライド部材１７を介して連繋部材１６に伝達することができる。
【００２９】
伝達部材１８は、後述するように動作する連繋部材１６の動きを被振動体９０に伝達（出力）する部材である。図２に示すように、本実施形態に係る伝達部材１８は、第一の伝達軸１８１、第二の伝達軸１８２、および従動軸１８３とを備えるリンク機構を構成する。
【００３０】
第一の伝達軸１８１の反出力側軸端１８１ａは、連繋部材１６の接続穴１６３に連結軸１８４ａを介して接続されている。つまり、連結軸１８４ａの中心と、接続穴１６３の中心はＰ３で一致し、第一の回転軸１２の回転中心と第二の回転軸１４の回転中心から略等距離にある（この一致する中心Ｐ３が、本発明における連繋部材１６と伝達部材１８の接続中心に相当する。）。
【００３１】
第一の伝達軸１８１の出力側軸端１８１ｂには、第二の伝達軸１８２の反出力側軸端１８２ａが、ジョイント１８４ｂを中心として回動可能な状態で連結されている。第二の伝達軸１８２の中央部および従動軸１８３の基端部は、支持台１８５に支持部１８５ａ，１８５ｂを中心として回動可能な状態で取り付けられている。そして、第二の伝達軸１８２の出力側軸端１８２ｂおよび従動軸１８３の出力側軸端１８３ｂは、被振動体９０に接続されている。
【００３２】
かかる構成を備える振動装置１では、第一のモータ２２および第二のモータ２４によって、第一の回転軸１２および第二の回転軸１４を回転させることにより、被振動体９０に振動が付加される。そして、この振動装置１は、第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１と、第二の回転軸１４の回転方向における第二の偏心部１４１の位相差（以下、単に位相差ということもある。）θを変化させることにより、被振動体９０の振動の振幅量を変化させることができる機能を備える。以下、この振動装置１の動作（機能）について、図１および図２に加えて、図３を参照して説明する。
【００３３】
図３（ａ）は、第一の偏心部１２１と第二の偏心部１４１との間に位相差を設けず（位相差θを０度に設定）に、両者を同速度で回転させた場合における、第一の偏心部１２１の中心Ｐ１の軌跡および第二の偏心部１４１の中心Ｐ２の軌跡と、連結軸１８４ａ（接続穴１６３）の中心Ｐ３（以下、出力中心Ｐ３ということもある。）の軌跡との関係を模式的に示した図である。
【００３４】
第一の偏心部１２１と第二の偏心部１４１との間の位相差が０度、すなわち、第一の偏心部１２１の中心Ｐ１と第二の偏心部１４１の中心Ｐ２を同期させて回転させた場合、出力中心Ｐ３は、これらと同期して回転する。つまり、第一の偏心部１２１と第二の偏心部１４１の変位は、そのまま連繋部材１６に伝達されるため、出力中心Ｐ３は、図３（ａ）に示すようにＰ１およびＰ２と全く同じ軌跡を辿る。
【００３５】
このような軌跡を辿る連結軸１８４ａの回転運動は、伝達部材１８のリンク機構によって直線運動に変換される。具体的には、連結軸１８４ａの回転運動は、第一の伝達軸１８１から第二の伝達軸１８２に伝達される。すると、第二の伝達軸１８２は、従動軸１８３と共に、支持部１８５ａ，１８５ｂを中心として揺動する。この際、第二の伝達軸１８２および被振動体９０と連結されている部分（第二の伝達軸１８２の出力側軸端１８２ｂ）の軌跡は、厳密には支持部１８５ａを中心とする円弧になるが、第二の伝達軸１８２の揺動幅に比較して第二の伝達軸１８２の長さが十分に長いため、この軌跡は直線に近似できる。
【００３６】
このように、連繋部材１６および連結軸１８４ａの回転運動は、伝達部材１８を介して、直線運動に変換されて被振動体９０に伝達され、被振動体９０は、図３（ａ）に示した出力中心Ｐ３の軌跡の半径Ｓ０の振幅量で振動する。つまり、位相差がない場合、出力中心Ｐ３の軌跡の半径Ｓ０、すなわち、被振動体９０の振動の振幅量Ｓ０と偏心量Ｒは一致することになる。
【００３７】
次に、第一の偏心部１２１の中心Ｐ１と第二の偏心部１４１の中心Ｐ２を、所定の大きさの位相差を設定した状態で両者を同速度で回転させた場合について説明する。図３（ｂ）は、位相差θを９０度に設定した場合のＰ１〜Ｐ３の軌跡を示したものであり、図３（ｃ）は、位相差θを１３５度に設定した場合のＰ１〜Ｐ３の軌跡を示したものである。
【００３８】
図３（ｂ）から分かるように、第一の偏心部１２１の中心Ｐ１と、第二の偏心部１４１の中心Ｐ２が位相差９０度を保った状態で回転すると、出力中心Ｐ３の軌跡の半径Ｓ９０、すなわち被振動体９０の振幅量Ｓ９０は、位相差が０度である場合の振幅量Ｓ０よりも小さくなる。また、図３（ｃ）から分かるように、第一の偏心部１２１の中心Ｐ１と、第二の偏心部１４１の中心Ｐ２が位相差１３５度を保った状態で回転すると、被振動体９０の振動量Ｓ１３５は、位相差９０度の場合の振幅量Ｓ９０よりもさらに小さくなる。また、図示しないが、位相差θを１８０度に設定すれば、出力中心Ｐ３はＹ軸方向には全く動かず、被振動体９０の振動量Ｓ１８０は０になる。つまり、本実施形態に係る振動装置１によれば、第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１と、第二の回転軸１４の回転方向における第二の偏心部１４１の位相差θを変化（０度≦θ≦１８０度）させることにより、偏心部の偏心量Ｒを最大として被振動体９０の振動の振幅量Ｓを自由に設定することができる。
【００３９】
ただし、このように所定の大きさの位相差θを設定した場合、第一の偏心部１２１の中心Ｐ１と、第二の偏心部１４１の中心Ｐ２との距離は、両者の位置関係に応じて経時的に変化する。これに対応するため、本実施形態では、第二の偏心部１４１が前述のスライド部材１７を有する変位吸収手段２０を介して連繋部材１６に接続されている。つまり、Ｐ１とＰ２との距離の変化を、振幅量Ｓの大きさに影響を与えないＸ軸方向におけるスライド部材１７のスライドによって吸収する構成を備える。かかる構成により、Ｐ１とＰ２の距離の変化に対応しつつ、振幅量Ｓの大きさに影響を及ぼすＹ軸方向における第二の偏心部１４１の変位のみが連繋部材１６に伝達されることとなる。
【００４０】
このような役割を果たす変位吸収手段の構成としては、種々の変形例が考えられる。例えば、図４に示すような変位吸収手段５０を有する構成（第一の変形例）としてもよい。なお、図４（ａ）はこの変形例に係る振動装置を上方から見た一部断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【００４１】
変位吸収手段５０は、リンク部材４７およびジョイント４６２とからなり、この変位吸収手段５０を介して第二の偏心部１４１が連繋部材４６に接続されている。具体的には、リンク部材４７の一端に形成された第二の係合穴４７ａに第二の偏心部１４１が挿通されており、リンク部材４７は、第二の偏心部１４１の中心Ｐ２を中心として回動可能である。また、リンク部材４７の他端は、ジョイント４６２を介して、ジョイント４６２の中心Ｏ１を中心として回動可能に連繋部材４６に接続されている。
【００４２】
このように構成すれば、被振動体９０が振動するＹ軸方向における第二の偏心部１４１の変位は、リンク部材４７を介して連繋部材４６に伝達される。これに対し、被振動体９０が振動する方向と直交するＸ軸方向における第二の偏心部１４１の変位は、第二の偏心部１４１の中心Ｐ２を中心とするリンク部材４７の揺動によって吸収されるため、連繋部材４６に伝達されないこととなる。なお、リンク部材４７の揺動によるジョイント４６２の中心Ｏ１の軌跡は、厳密には第二の偏心部１４１の中心Ｐ２を中心とする円弧になるが、連繋部材４６の揺動幅に比較してリンク部材４７のＹ軸方向の長さが十分に長いため、中心Ｏ１の軌跡はＸ軸と平行な直線に近似できる。したがって、スライド部材１７を有する構成と同様に、リンク部材４７の揺動により被振動体９０が振動する方向と直交するＸ軸方向における第二の偏心部１４１の変位が吸収される。
【００４３】
なお、既に説明した構成は、第二の偏心部１４１が変位吸収手段２０，５０を介して連繋部材１６，４６に接続される構成であったが、第一の偏心部１２１が変位吸収手段２０，５０を介して連繋部材１６，４６に接続される構成を採用してもよい。
【００４４】
また、第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１のいずれもが、リンク部材４７を介して連繋部材６６に接続された構成（第二の変形例）を図５に示す。このように、第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１の両方が変位吸収手段を介して連繋部材６６に接続される構成を採用してもよい。ただし、かかる構成を採用する場合、被振動体９０が振動するＹ軸方向における第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１の変位を連繋部材６６に伝達するという機能を確保するため、連繋部材６６のＹ軸方向の動きを許容し、Ｘ軸方向の動きを規制する規制部材が必要となる。
【００４５】
このような規制部材としては、図５（ａ）に示すように、回動可能に一端が支持台７１に支持（支点Ｏ２）されたリンク部材７０が例示できる。この場合、連繋部材６６とリンク部材７０との接続点Ｏ３の軌跡は点Ｏ２を中心とした円弧となるが、リンク部材７０は連繋部材６６のＹ軸方向における動きに対して十分に長いため、この軌跡は直線に近似できる。このリンク部材７０を用いることにより、連繋部材６６のＹ軸方向の動きを許容し、Ｘ軸方向の動きを規制することができる。
【００４６】
また、その他の規制部材の構成としては、図５（ｂ）に示すように、連繋部材６６の両側に、連繋部材６６のＸ軸方向の動きを規制するガイド７２を設置した構成等が例示できる。
【００４７】
なお、図５に記載の構成は、第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１のいずれもが、リンク部材４７を用いた変位吸収手段５０を介して連繋部材６６に接続されたものであるが、これはあくまで一例である。例えば、第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１の両方が、スライド部材１７を用いた変位吸収手段２０を介して接続された構成であってもよい。また、第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１の一方が、リンク部材４７を用いた変位吸収手段５０を介して連繋部材６６に接続され、他方が、スライド部材１７を用いた変位吸収手段２０を介して接続された構成であってもよい。
【００４８】
このように、変位吸収手段の構成としては様々な形態が考えられるが、振動装置１の設置環境や、コスト面を考慮して適宜選択すればよい。例えば、図１や図３に示した、第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１のいずれか一方が、スライド部材１７やリンク部材４７を用いた変位吸収手段２０，５０を介して連繋部材１６，４６と接続された構成であれば、変位吸収手段２０，５０の構成を簡易なものとすることができる。また、図５に示したような構成であれば、伝達部材１８を介して被振動体９０と連結される連繋部材６６と、モータによって駆動される駆動軸（第一の回転軸１２および第二の回転軸１４）とを大きく離して設置することができるため、メンテナンス性に優れるという利点がある。
【００４９】
以上、振動装置１の機械的構成について説明したが、この振動装置１において、目標とする被振動体９０の振動の振幅量Ｓと、位相差θとの関係は、次の数式（１）で表される。
【数２】
2010172785.tif 000004
【００５０】
この数式（１）で表される関係式は、以下のように導出される。図６に示す第一の偏心部１２１の中心Ｐ１および第二の偏心部１４１の中心Ｐ２のＹ軸方向成分ｈ１およびｈ２は、第一の偏心部１２１を基準とすれば、位相差θ、第一の回転軸１２および第二の回転軸１４の回転速度（角速度）ω、および時間ｔより、数式（２−１），（２−２）で表される。
【数３】
2010172785.tif 000005
【００５１】
また、出力中心Ｐ３は、第一の回転軸１２の回転中心と、第二の回転軸１４の回転中心から略等距離にあるため、出力中心Ｐ３のＹ軸方向成分ｈ３は、ｈ１とｈ２の平均になる。したがって、出力中心Ｐ３のＹ軸方向成分ｈ３は、数式（２−１），（２−２）を用いて、次のように整理すると、数式（３）で表される。
【数４】
2010172785.tif 000006
【００５２】
被振動体９０の振動の振幅量Ｓは、数式（３）で表されるｈ３が最大となる場合の値である。第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１の角度ωｔ度は、単なる基準の角度であるため、ωｔの値は任意に設定することができる。つまり、位相差θがどのような値であっても、数式（３）で表されるｈ３が最大となるのは、ｓｉｎ（ωｔ−（２／θ））＝１となる場合である。よって、数式（３）におけるｓｉｎ（ωｔ−（２／θ））を１として整理すれば、被振動体９０の振動の振幅量Ｓと、位相差θとの関係を表した上記数式（１）が得られる。
【００５３】
なお、この導出方法では、第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１の角度を基準角度としているが、後述する振動装置１の制御系統と同様に、基準角度を第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１の角度と、第二の回転軸１４の回転方向における第二の偏心部１４１の角度の平均としても同様の数式（１）が導出できる。この場合、第一の偏心部１２１の中心Ｐ１および第二の偏心部１４１の中心Ｐ２のＹ軸方向成分ｈ１およびｈ２は、以下の数式（４−１），（４−２）で表される。
【数５】
2010172785.tif 000007
【００５４】
そして、出力中心Ｐ３のＹ軸方向成分ｈ３は、数式（４−１），（４−２）を用い、次のように整理すると、数式（５）が得られる。
【数６】
2010172785.tif 000008
【００５５】
ｈ３が最大となるのは、ｓｉｎωｔ＝１となる場合であるため、数式（５）におけるｓｉｎωｔを１として整理すれば、被振動体９０の振動の振幅量Ｓと、位相差θとの関係を表した上記数式（１）が得られる。このように、基準角度を第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１の角度と、第二の回転軸１４の回転方向における第二の偏心部１４１の角度の平均としても数式（１）が導出できる。
【００５６】
この数式（１）を用いた振動装置１の制御系統について、図７のブロック線図を参照して以下説明する。図７に示すように、振動装置１は、図１および図２を用いて説明した機械的構成３１を制御する制御部３０を備える。この制御部３０は、振幅量設定手段３２と、位相差導出手段３４と、回転速度設定手段３６と、位相差制御手段３８とを有する。
【００５７】
振幅量設定手段３２は、例えば、可変抵抗器、可変電圧発生器、切替スイッチ等から構成される。振動装置１の使用者は、この振幅量設定手段３２を用いて被振動体９０に与える振動の目標振幅量Ｓ＊を設定する。なお、この振幅量設定手段３２は、鋳造速度やモールドパウダーの種類等に応じて最適な振幅量を自動的に設定するものであってもよい。位相差導出手段３４は、設定された目標振幅量Ｓ＊に基づき、上記数式（１）から目標位相差θ＊を導出する。
【００５８】
また、回転速度設定手段３６は、例えば、可変抵抗器、可変電圧発生器、切替スイッチ等から構成される。使用者は、この回転速度設定手段３６を用いて第一の回転軸１２および第二の回転軸１４の目標回転速度ω＊を設定する。
【００５９】
位相差制御手段３８は、回転速度設定手段３６で設定された目標回転速度ω＊から、基準角度（第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１の角度と、第二の回転軸１４の回転方向における第二の偏心部１４１の角度の平均）ω＊ｔを積分演算手段３８１により算出する。この基準角度ω＊ｔに、位相差導出手段３４によって導出された目標位相差θ＊の半分、すなわちθ＊／２を加えた「ω＊ｔ＋（θ＊／２）」、およびθ＊／２を引いた「ω＊ｔ−（θ＊／２）」が、目標振幅量Ｓ＊に基づく第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１、および第二の回転軸１４の回転方向における第二の偏心部１４１の角度を表す関数となる。
【００６０】
なお、本実施形態では、基準角度ω＊ｔを第一の偏心部１２１の角度と、第二の偏心部１４１の角度の平均としているが、いずれか一方の偏心部の角度を基準とし、他方の偏心部に目標位相差θ＊を加えて第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１、および第二の回転軸１４の回転方向における第二の偏心部１４１の角度を表す関数を決定してもよい。
【００６１】
そして、第一の角度制御手段３８２は、関数「ω＊ｔ＋（θ＊／２）」によって算出された第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１の角度の目標値と、第一の角度検出器２６よって測定された角度ａ１（実測値）とを比較し、両者が一致するように第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１の角度ａ１を制御（フィードバック制御）する。同様に、第二の角度制御手段３８３は、関数「ω＊ｔ−（θ＊／２）」によって算出された第二の回転軸１４の回転方向における第二の偏心部１４１の角度の目標値と、第二の角度検出器２８よって測定された角度ａ２（実測値）とを比較し、両者が一致するように第二の回転軸１４の回転方向における第二の偏心部１４１の角度ａ２を制御する。
【００６２】
具体的には、第一の角度制御手段３８２は、第一の回転軸１２の回転方向における第一の偏心部１２１の角度の目標値と実測値ａ１との差に基づき、第一の回転軸１２の目標回転速度ω１＊を算出する。そして、算出された目標回転速度ω１＊と、第一の速度検出器（ロータリエンコーダ）２２１によって測定された第一の回転軸１２の回転速度ω１（実測値）とを比較した上で、第一の速度制御手段３８４に指令を出し、ω１＊とω１とが一致するように第一のモータ２２の回転速度を制御（フィードバック制御）する。同様に、第二の角度制御手段３８３は、第二の回転軸１４の回転方向における第二の偏心部１４１の角度の目標値と実測値ａ２との差に基づき、第二の回転軸１４の目標回転速度ω２＊を算出する。そして、算出された目標回転速度ω２＊と、第二の速度検出器２４１によって測定された第二の回転軸１４の回転速度ω２（実測値）とを比較した上で、第二の速度制御手段３８５に指令を出し、ω２＊とω２とが一致するように第二のモータ２４の回転速度を制御する。なお、この回転速度制御は、第一のモータ２２および第二のモータ２４の動力が、減速機を介して第一の回転軸１２および第二の回転軸１４に出力されている場合には、その減速比を考慮して行われる。
【００６３】
このような回転速度制御により、第一の偏心部１２１と第二の偏心部１４１との間の目標位相差θ＊と、実際の位相差θ（ａ１−ａ２）とのずれ量を小さくすることができるため、被振動体９０の振動の振幅量Ｓをより正確に制御することができる。
【００６４】
以上、本実施形態に係る振動装置１について詳細に説明したが、かかる構成にによれば、次のような作用効果が奏される。すなわち、振動装置１は、回転中心から偏心した第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１に連繋された連繋部材１６（４６，６６）の動きが、伝達部材１８を介して被振動体９０に伝達される構成を備えるため、運転中であっても位相差θを調節することにより、第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１に連繋された連繋部材１６（４６，６６）の動きを変化させ、被振動体９０の振動の振幅量を自在に変化させることができる。この場合、第一の偏心部１２１と第二の偏心部１４１を同期させて（位相差を０度に設定して）回転させた場合を除き、第一の偏心部１２１と第二の偏心部１４１との距離が経時的に変化してしまうという問題が生ずるが、第一の偏心部１２１または第二の偏心部１４１の少なくともいずれか一方は、振幅量Ｓの大きさに影響を与えない被振動体９０を振動させる方向と直交する方向における偏心部の変位を吸収し、振幅量Ｓに影響を与える被振動体９０を振動させる方向における偏心部の変位のみを連繋部材１６（４６，６６）に伝達する変位吸収手段２０（５０）を介して連繋部材１６（４６，６６）と接続されているため、位相差θを自由に設定することが可能となる。
【００６５】
したがって、連続鋳造における鋳型を振動させる振動装置として用いた場合には、連続鋳造を停止させずにネガティブストリップ時間等の鋳造条件を変更するを調節することができる。つまり、鋳造条件が変化しても最適な振幅量Ｓで被振動体９０を振動させることができる。
【００６６】
また、この振動装置１の基本的な構成としては、第一の回転軸１２および第二の回転軸１４の回転動力が連繋部材１６（４６，６６）を介して被振動体９０に出力されるという簡易なものであるため、装置の信頼性が高く、保守が容易である。さらに、振動装置１の製造コストを低く抑えることができる。加えて、回転動力を直線動力に変換する動力変換機構の構成が単純であるため、慣性モーメントが大きくなることによる、モータ（第一のモータ２２および第二のモータ２４）の回転速度を変化させる際におけるモータへの負荷を低く抑えることができる。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００６８】
例えば、上記実施形態では、連繋部材１６（４６，６６）と伝達部材１８の接続中心は、第一の回転軸１２の回転中心と第二の回転軸１４の回転中心から略等距離にあることを説明したが、必ずしも等距離になくともよい。すなわち、設備構成上、連繋部材１６（４６，６６）と伝達部材１８の接続中心を、第一の回転軸１２の回転中心と第二の回転軸１４の回転中心から略等距離に設定できない場合であっても、位相差θを変化させることにより、被振動体９０の振幅量Ｓを自在に設定することが可能である。
【００６９】
また、上記実施形態では、伝達部材１８は、第一の伝達軸１８１、第二の伝達軸１８２、および従動軸１８３とを備えるリンク機構を構成するものであることを説明したが、連繋部材の動きを被振動体９０を振動させる方向の動きに変換して被振動体９０に対して伝達する構成であれば、適宜変更可能である。例えば、図８に示すように、第一の偏心部１２１および第二の偏心部１４１の両方をリンク部材４７を介して連繋部材８６に接続した場合等には、第一の伝達軸１８１を用いず、連繋部材８６を直接第二の伝達軸１８２に接続した構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００７０】
１                振動装置
１２              第一の回転軸
１２１            第一の偏心部
１４              第二の回転軸
１４１            第二の偏心部
１６              連繋部材
１７              スライド部材
１８              伝達部材
２０              変位吸収手段
４６              連繋部材
４７              リンク部材
５０              変位吸収手段
６６              連繋部材
８６              連繋部材
７０              リンク部材
９０              被振動体
【図１】
2010172785.tif 000010
【図２】
2010172785.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010172785.tif 000014
【図６】
2010172785.tif 000015
【図７】
2010172785.tif 000016
【図８】
2010172785.tif 000017