(57)【要約】      （修正有）【課題】鋳物に優れた機械的性質を付与することができ、構成部材の寿命が長い、鋳物を硬化材とともに高速で揺動をさせる装置を提供すること。【解決手段】電動機３６の回転運動を水平対向の２の直線運動に変換するカム機構と、対称に配置されカム機構が変換した水平対向の２の直線運動によって揺動するステージ４２ａ，４２ｂと、そのステージを滑らかに揺動するリニアガイド４３１ａ，４３１ｂ，４３２ａ，４３２ｂとを具備し、電動機に接続されるカムシャフト４０と、そのカムシャフトに設けられる共役カム３８と、その共役カムを挟んで設けられカム３８ａ，３８ｂと当接するカムフォロア３９１ａ，３９１ｂ，３９２ａ，３９２ｂと、カムフォロアを回転可能に支持するブリッジバー４６１ａ，４６１ｂ，４６２ａ，４６２ｂの両端を固持するとともにステージを接続するプッシュプルロッド４１１ａ，４１１ｂ，４１２ａ，４１２ｂと、で構成される揺動装置。【選択図】図１Ａ
2010221273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転型原動機と、その回転型原動機が発生させた回転運動を水平対向の２の直線運動に変換するカム機構と、対称に配置され前記カム機構が変換した前記水平対向の２の直線運動によって揺動する２以上の揺動板と、その揺動板を滑らかに揺動させる２以上の直線案内機構と、を具備し、
前記カム機構が、前記回転型原動機に接続される回転軸と、その回転軸に設けられる共役カムと、その共役カムを挟んで設けられ各々が共役カムと当接する一対のローラーと、その一対のローラーを各々回転可能に支持する一対のブリッジバーと、その一対のブリッジバーの各々の両端に固持されるとともに前記２以上の揺動板を各々接続する一対の揺動棒と、を有する揺動装置。
【請求項２】
前記共役カムが、２ピース又は３ピース構造を有する請求項１に記載の揺動装置。
【請求項３】
前記共役カムが、前記回転軸に摩擦式締結手段で固定されている請求項１又は２に記載の揺動装置。
【請求項４】
前記カム機構の回転軸の近傍に回転検出センサを備える請求項１〜３の何れか一項に記載の揺動装置。
【請求項５】
前記揺動棒が、その端部にテーパー面を有し、そのテーパー面で揺動板を接続する請求項１〜４の何れか一項に記載の揺動装置。
【請求項６】
前記揺動板の上に、薄平状又はテーパー状の隙間を形成する一対のスライド部材が、前記隙間を対向させて平行に配設される請求項１〜５の何れか一項に記載の揺動装置。
【請求項７】
前記一対のスライド部材のうちの片方又は両方に、前記隙間を潰すように押える締付手段が備わる請求項６に記載の揺動装置。
【請求項８】
前記平行に配設される一対のスライド部材の同じ一の端部を結ぶ位置に、薄平状又はテーパー状の隙間を形成する停止部材が配設される請求項６又は７に記載の揺動装置。
【請求項９】
前記停止部材の近傍に近接センサを備える請求項８に記載の揺動装置。
【請求項１０】
前記回転型原動機、前記カム機構、前記揺動板、及び前記直線案内機構を載置する基台を有し、その基台が、板状体で形成され、焼鈍処理が施されたものである請求項１〜９の何れか一項に記載の揺動装置。
【請求項１１】
前記基台と、それを載置する床との間に、空気ばねを備える請求項１０に記載の揺動装置。
【請求項１２】
前記カム機構が箱体に収容され、その箱体が前記基台に固定されている請求項１０又は１１に記載の揺動装置。
【請求項１３】
前記カム機構の前記揺動棒が、前記箱体を貫通して設けられ、前記箱体が、前記揺動棒のガイドを兼ねている請求項１２に記載の揺動装置。
【請求項１４】
前記箱体に潤滑油が充填されるとともに、その潤滑油の循環手段を備える請求項１２又は１３に記載の揺動装置。
【請求項１５】
前記揺動板の上で固定され揺動する被揺動体が、閉空間が存在する被加工体と、その被加工体の前記閉空間に投入された加工材と、を有する請求項１〜１４の何れか一項に記載の揺動装置。
【請求項１６】
前記被加工体が、車両用通気系部品である請求項１５に記載の揺動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平方向の揺動を発生する揺動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳物の機械的性質を向上させる手段として、ショットピーニング処理が知られている（例えば、特許文献１を参照）。ショットピーニング処理とは、鋳物に対する後工程として行われる冷間加工であり、微小粒を高速で投射することによって鋳物の表層を塑性変形させ、圧縮残留応力を発生させて、機械的強度を向上させ得る技術である。
【０００３】
しかし、このショットピーニング処理は、鋳物の表面に極近い表層の処理に止まることから、鋳物の表面近くに存在し得る内部欠陥を潰すまでの効果は有さず、鋳物の機械的性質の向上を図る上で限界があるばかりでなく、鋳物の表層の性状劣化等を、むしろ誘発してしまうおそれがあった。
【０００４】
そこで、本出願人は、ショットピーニング処理に代わる新たな手段として、鋳物の硬化方法を提案した（特許文献２を参照）。これは、鋳物の表面側に、ショットピーニング処理による塑性変形層より厚い緻密層を形成する手段であり、特許文献２に開示された鋳物の硬化方法によれば、鋳物に所望の機械的性質を付与することが可能である。
【０００５】
上記鋳物の硬化方法は、鋳物を硬化材とともに揺動をさせ、鋳物の表面に硬化材を衝突させることによって、緻密層を形成する手段であるので、この手段を実施するためには揺動装置が必要になる。揺動装置については、特許文献２に開示がある他、本出願人は、特許文献３及び特許文献４に新たな提案をしている。又、揺動に関係する先行技術文献として、本出願人によるバレル研磨技術である特許文献５、中子砂を除去する技術を紹介した特許文献６及び特許文献７、及びカムによる往復ピストン機構を開示した特許文献８が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平８−１１３６６号公報
【特許文献２】特開２００４−３２２１１２号公報
【特許文献３】特開２００４−１７４６０４号公報
【特許文献４】特開２００５−１０３６９８号公報
【特許文献５】特開平４−２８９０６９号公報
【特許文献６】特開平１０−２８６６６５号公報
【特許文献７】特開昭６１−９９６１号公報
【特許文献８】特公平６−２７５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３に提案した揺動装置は、水平方向の揺動を発生させて、鋳物の硬化方法を行なうのに好適なものである。しかし、処理効率を高めようとして、揺動の速度を高めると（速くすると）、２つの揺動板が（水平）対向運動をしていても、悪振動が過大となり、摺動案内機構（ＬＭガイド）の寿命が短くなる、という改善すべき課題があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、鋳物を硬化材とともに高速で揺動をさせることが出来、その揺動によって、鋳物の所定部分に対し優れた機械的性質を付与することが可能であり、構成部材の寿命が長い、揺動装置を提供することにある。研究が重ねられた結果、以下に示す手段によって、上記目的が達成されることが見出された。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
即ち、本発明によれば、回転型原動機と、その回転型原動機が発生させた回転運動を水平対向の２の直線運動に変換するカム機構と、対称に配置されカム機構が変換した水平対向の２の直線運動によって揺動する２以上の揺動板と、その揺動板を滑らかに揺動させる２以上の直線案内機構と、を具備し、カム機構が、回転型原動機に接続される回転軸（カムシャフト）と、その回転軸に設けられる共役カム（コンジュゲートカム）と、その共役カムを挟んで設けられ各々が共役カムと（厳密には共役カムを構成するそれぞれのカムと）当接する一対のローラー（カムフォロア）と、その一対のローラーを各々回転可能に支持する一対のブリッジバーと、その一対のブリッジバーの各々の両端に固持されるとともに２以上の揺動板を各々接続する一対の揺動棒（プッシュプルロッド）と、を有する揺動装置が提供される。
【００１０】
本明細書において、揺動とは、回転軌道上の揺れ動きをいうのではなく、直線状の（直線軌道上の）、概ね水平方向の往復運動をいう。揺動は、限定されるものではないが、揺れ幅（振幅）が大きく揺動数（振動数）が小さい、速い周期運動である。尚、揺動は振動と重なる概念であるため、本明細書において、揺動そのものではなく揺動から生じる二次的な抑制すべき振動を、悪振動と表現することがある。
【００１１】
回転型原動機は、最初に回転運動を発生させる機器である。好ましい回転型原動機として電動機が採用されるが、回転型原動機は電動機に限定されず内燃機関等であってもよい。水平対向の２の直線運動は、概ね同じ振幅、同じ方向の往復運動であるが、その周期が互いに半サイクルずれている運動であり、一方が往の方向に進むとき他方が必ず復の方向に進む運動である。揺動板は、揺動させるべき被揺動体を載置するステージである。好ましい揺動板は平板であるが、被揺動体を載置し固定することが出来れば形状等は限定されない。被揺動体が特殊な形状を呈する場合には、被揺動体は取付治具を介して揺動板に固定することが出来る。直線案内機構（リニアガイド）として、リニア軸受、無限摺動用ボールスプライン軸受、無給油軸受等を採用することが出来る。一般にＬＭガイドと呼ばれるものを用いることが好ましい。
【００１２】
カム機構において、回転型原動機は回転軸（カムシャフト）に接続されるが、これは、回転軸と回転型原動機とが、直接に接続され（ダイレクトドライブ）、又は、所定の伝導部材を介して、接続されることを意味する。伝導部材は、例えば、ベルト（ベルトドライブ）やギア（ギアドライブ）である。共役カム（コンジュゲートカム）は、２つのカムからなり、各々のカムに２個のローラー（カムフォロア）の各々が当接するように構成されたカムである。共役カムでは、２つのカムは、位相が１８０°ずれたように作用する。即ち、共役カムは、一方のカムがローラーを押しているとき、他方のカムはローラーによって押されているように、動く。ブリッジバーには２つの役割がある。１つは中央部分でローラーを回転可能に支持すること、もう１つは両端で揺動棒（プッシュプルロッド）を固持することである。後者の役割から、ブリッジと表現される。揺動棒は、同じ２つのブリッジバーで固持されるので、平行に位置決めされ、揺動する。そして、その揺動する揺動棒に接続された揺動板も、揺動する。
【００１３】
本発明に係る揺動装置においては、共役カムが、２ピース又は３ピース構造を有することが好ましい。
【００１４】
２ピース構造を有するとは、共役カムの２つのカムがそれぞれ分離可能な独立片で構成され、固定された状態で共役カムとして機能するような構造であることを意味し、３ピース構造を有するとは、２ピース構造であることに加えて、共役カムの２つのカムの間に（カムではない）位置決め（間隔決め）の部材が備わることを意味する。
【００１５】
本発明に係る揺動装置においては、共役カムが、回転軸に摩擦式締結手段で固定されていることが好ましい。
【００１６】
本発明に係る揺動装置においては、カム機構の回転軸の近傍に回転検出センサを備えることが好ましい。
【００１７】
回転検出センサとしては、ロータリーエンコーダを採用することが出来る。
【００１８】
本発明に係る揺動装置においては、揺動棒が、その端部にテーパー面を有し、そのテーパー面で揺動板を接続する態様であることが好ましい。
【００１９】
テーパー面として好ましい面は、揺動棒の全周にわたって形成され、揺動棒の端に行くほど細くなるようなテーパー面である。
【００２０】
本発明に係る揺動装置においては、揺動板の上に、薄平状又はテーパー状の隙間を形成する一対のスライド部材が、隙間を対向させて平行に配設されることが好ましい。このスライド部材が平行に配設される方向は、揺動の方向と概ね直角をなす方向であることが好ましい。そして、この場合において、一対のスライド部材のうちの片方又は両方に、隙間を潰すように押える締付手段が備わることが好ましい。更に、平行に配設される一対のスライド部材の同じ一の端部を結ぶ位置に、薄平状又はテーパー状の隙間を形成する停止部材が配設されることが好ましい。尚更には、その停止部材の近傍に近接センサを備えることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る揺動装置においては、回転型原動機、カム機構、揺動板、及び直線案内機構を載置する基台を有し、その基台が、板状体で形成され、焼鈍処理が施されたものであることが好ましい。
【００２２】
板状体で形成されとは、基台が、例えば鉄板、鋼板等で形成されている、パネル構造を有するものであることを意味する。即ち、本発明に係る揺動装置の基台は、Ｈ鋼等の棒状材では形成されていないものである。
【００２３】
本発明に係る揺動装置は基台を有する場合には、その基台と、それを載置する床との間に、空気ばねを備えることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る揺動装置は基台を有する場合には、カム機構が箱体に収容され、その箱体が基台に固定されていることが好ましい。
【００２５】
本発明に係る揺動装置は基台を有する場合には、カム機構の揺動棒が、箱体を貫通して設けられ、箱体が、揺動棒のガイドを兼ねていることが好ましい。
【００２６】
具体的には、箱体を揺動棒が貫通する部分に、軸受けを設け、その軸受けで揺動棒が支持されつつ揺動するような態様を挙げることが出来る。
【００２７】
本発明に係る揺動装置は基台を有する場合には、箱体に潤滑油が充填されるとともに、その潤滑油の循環手段を備えることが好ましい。
【００２８】
本発明に係る揺動装置においては、揺動板の上で固定され揺動する被揺動体が、閉空間が存在する被加工体と、その被加工体の前記閉空間に投入された加工材と、を有することが好ましい。そして、被加工体が、中空鋳物であることが好ましく、特に車両用通気系部品であることが好ましい。
【００２９】
加工材として好ましいものは、直径がφ３〜３０ｍｍの鋼球である。又、被加工体として好ましい車両用通気系部品は、例えば、ＥＧＲ（排気ガス再循環（用の））通路、インテークマニホールド、タービンハウジング、コンプレッサカバー、シリンダヘッド、シリンダ、エアーダクト等である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明に係る揺動装置は、回転型原動機と、その回転型原動機が発生させた回転運動を水平対向の２の直線運動に変換するカム機構と、対称に配置されカム機構が変換した水平対向の２の直線運動によって揺動する２以上の揺動板と、その揺動板を滑らかに揺動させる２以上の直線案内機構と、を具備するので、揺動板に加工材を投入した被加工体を載置し、揺動によって、加工材を被加工体に衝突させて、被加工体に加工を施すことが出来る。例えば、加工材として鋼球を採用し、被加工体として鋳物（例えばＥＧＲ通路）を用いて、鋳物の硬化方法（特許文献２を参照）を実施可能であり、それによって、鋳物の所定部分に対し優れた機械的性質を付与し、鋳物製品の競争力を向上させることが出来る。
【００３１】
本発明に係る揺動装置は、カム機構が、共役カムとローラー（カムフォロア）を有するものであり、このようなカム機構によって、回転型原動機が発生させた回転運動を水平対向の２の直線運動に変換しているので、揺動の方向（水平方向）以外の振動発生が抑制され、高速で揺動をさせるとクランク機構では大きくなっていた悪振動は小さい。そのため、直線案内機構を含む構成部材の寿命を、長くすることが可能である。
【００３２】
本発明に係る揺動装置は、その好ましい態様において、共役カムが、２ピース又は３ピース構造を有するので、１ピースのものより安価であり、交換が容易である。このカムの形状によって、揺動の揺れ幅が変わるから、本発明に係る揺動装置では、揺動の揺れ幅の変更を簡単に行なうことが出来る。
【００３３】
本発明に係る揺動装置は、その好ましい態様において、共役カムが、回転軸に摩擦式締結手段で固定されており、回転軸に共役カムを固定するためのキー溝を形成する必要がない。そのため、回転軸の強度低下のおそれはなく、振動や衝撃による回転軸の減耗、焼付き等の問題も生じ難い。回転軸の任意の位置に共役カムを容易に取付けられ、位置調整、位相合わせも、簡単に行なえる。
【００３４】
本発明に係る揺動装置は、その好ましい態様において、カム機構の回転軸の近傍に回転検出センサを備えるので、回転軸と回転型原動機とが所定の伝導部材を介して接続され、その伝導部材が機能不全に陥った場合であっても、揺動装置としての不作動を直ぐに検知することが出来る。
【００３５】
本発明に係る揺動装置は、その好ましい態様において、揺動棒が、その端部にテーパー面を有し、そのテーパー面で揺動板を接続するので、揺動（水平方向の往復運動）における方向の切替時（反転時）に生じる衝撃を、（テーパー）面全体で受け止めることが出来る。そのため、接続部分の部材は長寿命化する。テーパー面が揺動棒の端に行くほど細くなるようなテーパー面であれば、戻り（復路）から行き（往路）への切替時に生じる衝撃が、（テーパー）面全体で受け止められる。
【００３６】
本発明に係る揺動装置は、その好ましい態様において、揺動板の上に、薄平状又はテーパー状の隙間を形成する一対のスライド部材が、隙間を対向させて平行に配設されるので、この隙間に、例えば、被揺動体を載せた板状台座を差込み、差し込んだ板状台座を取り外すことが出来る。そのため、被揺動体を、直接、揺動板に固定する必要はないから、例えば、鋳物の硬化方法（特許文献２を参照）を実施する場合に、その処理効率（硬化させた物の生産効率）を高めることが出来る。又、一対のスライド部材のうちの片方又は両方に、隙間を潰すように押える締付手段が備わる態様においては、被揺動体を載せた板状台座をスライド部材の隙間に差込んだ状態で、簡易に、確りと、固定することが出来るので、差込みと取り外しの作業性を低下させることなく、揺動中に被揺動体を載せた板状台座が揺動板から外れることを防止出来る。更に、平行に配設される一対のスライド部材の同じ一の端部を結ぶ位置に、薄平状又はテーパー状の隙間を形成する停止部材が配設される態様は、これらの効果を更に高める。尚更に、その停止部材の近傍に近接センサを備える態様においては、被揺動体を載せた板状台座が所定の位置に確実に差込まれているか否か、あるいは、揺動中に被揺動体を載せた板状台座が揺動板から外れずに揺動しているか否か、を検出することが出来る。
【００３７】
本発明に係る揺動装置は、その好ましい態様において、基台が板状体で形成され焼鈍処理が施されたものであるので、直線案内機構を載置する基台の平面度が高い。そのため、直線案内機構を確実に水平に配設することが出来、被揺動体を載せた揺動板を、直線案内機構の上で、滑らかに揺動させることが出来る。基台がＨ鋼等の棒状材で形成されていると、直線案内機構を水平に配設することが出来ず、共役カムが変換した直線運動の方向と一致しない方向の運動エネルギーが生じて、悪振動が過大となり、直線案内機構の寿命が短くなるが、本発明に係る揺動装置によれば、このような問題は生じない。又、基台と床との間に空気ばねを備える態様によれば、揺動装置全体の悪振動を抑制することが出来、直線案内機構を含む構成部材の寿命を長くすることが出来る。更に、カム機構を収容する箱体が基台に固定されている態様によれば、カム機構の動作に起因する悪振動を抑制することが出来、直線案内機構を含む構成部材の寿命を長くすることが出来る。尚更に、箱体が揺動棒のガイドを兼ねている態様によれば、揺動棒の往復動作に起因する悪振動を抑制することが出来、直線案内機構を含む構成部材の寿命を長くすることが出来る。
【００３８】
本発明に係る揺動装置は、その好ましい態様において、箱体に潤滑油が充填され、潤滑油の循環手段を備えるので、摩擦熱の発生が抑制される。そのため、処理効率を高めるべく、揺動の速度を高めても（共役カム（あるいは回転軸）を速く回転させても）、焼付きに至ることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１Ａ】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す図であり、正面側の斜視図である。
【図１Ｂ】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す図であり、背面側の斜視図である。
【図２Ａ】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す正面図である。
【図２Ｂ】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す平面図である。
【図２Ｃ】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す右側面図である。
【図３Ａ】図２ＢにおけるＡＡ断面を表した断面図である。
【図３Ｂ】図２ＢにおけるＢＢ断面を表した断面図である。
【図３Ｃ】図２ＡにおけるＣＣ断面を表した断面図である。
【図４Ａ】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す図であり、共役カムを表す斜視図である。
【図４Ｂ】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す図であり、共役カムを表す平面図である。
【図４Ｃ】図４ＢにおけるＦＦ断面を表した断面図である。
【図５】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す図であり、カムボックスを表す斜視図である。
【図６】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す図であり、ブリッジバーを表す斜視図である。
【図７】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す図であり、プッシュプルロッドを表す斜視図である。
【図８Ａ】図２ＢにおけるＤＤ断面を表した断面図である。
【図８Ｂ】図２ＢにおけるＥＥ断面を表した断面図である。
【図９Ａ】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す図であり、共役カムによって回転運動が往復運動に変換される様子を表した模式図である。
【図９Ｂ】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す図であり、共役カムによって回転運動が往復運動に変換される様子を表した模式図である。
【図９Ｃ】本発明に係る揺動装置の一の実施形態を示す図であり、共役カムによって回転運動が往復運動に変換される様子を表した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明について、適宜、図面を参酌しながら、実施形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではない。本発明に係る要旨を損なわない範囲で、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良、置換を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明に係る実施形態を表すものであるが、本発明は図面に表される態様や図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は、以下に記述される手段である。
【００４１】
図１Ａ〜図９Ｃは、本発明に係る揺動装置の一実施形態を示す図である。図１Ａは正面側の斜視図であり、図１Ｂは背面側の斜視図であり、図２Ａは正面図であり、図２Ｂは平面図（上面図）であり、図２Ｃは右側面図である。図３Ａは図２ＢにおけるＡＡ断面を表した断面図であり、図３Ｂは図２ＢにおけるＢＢ断面を表した断面図であり、図３Ｃは図２ＡにおけるＣＣ断面を表した断面図である。図４Ａ〜図４Ｃは共役カムを表す図であり、図４Ａは斜視図であり、図４Ｂは平面図（上面図）であり、図４Ｃは図４ＢにおけるＦＦ断面を表した断面図である。図５は、カム機構を収容するカムボックス（箱体の具体的態様）を表す斜視図であり、図６は、共役カムと当接するカムフォロア（ローラーの具体的態様）を回転可能に支持するブリッジバーを表す斜視図であり、図７は、そのブリッジバーで固持され揺動板を接続し、揺動するプッシュプルロッド（揺動棒の具体的態様）を表す斜視図である。図８Ａは図２ＢにおけるＤＤ断面を表した断面図であり、図８Ｂは図２ＢにおけるＥＥ断面を表した断面図である。図９Ａ〜図９Ｃは、共役カム（カム）によって、回転運動が往復運動に変換される様子を表した模式図である。
【００４２】
図示される揺動装置２は、カムシャフト４０、共役カム３８、カムフォロア３９１ａ，３９１ｂ，３９２ａ，３９２ｂ、ブリッジバー４６１ａ，４６１ｂ，４６２ａ，４６２ｂ、及びプッシュプルロッド４１１ａ，４１１ｂ，４１２ａ，４１２ｂを有するカム機構を中心として、他に、電動機３６、ステージ４２ａ，４２ｂ、リニアガイド４３１ａ，４３１ｂ，４３２ａ，４３２ｂ、を具備する。
【００４３】
揺動装置２では、揺動にかかる動力は電動機３６（回転型原動機の具体的態様）により与えられる。電動機３６で生じた回転運動は、ベルト３５（伝導部材の具体的態様）によりカムシャフト４０（回転軸の具体的態様）に伝わりこれらを回転させる。詳細には、ベルト３５は、電動機３６の回転軸に設けられたプーリー３４及びカムシャフト４０に設けられたプーリー３７を介して、回転運動を伝達する。電動機３６の回転制御と併せて、これらプーリー３４，３７の径等を変更することによる回転数制御を通じて、最終的にステージ４２ａ，４２ｂの往復運動（即ち揺動）にかかる振動数制御を行うことが可能である。
【００４４】
カムシャフト４０の回転運動は、そのカムシャフト４０に、摩擦式締結手段によって固定された共役カム３８によって、対向する二の往復運動に変換される。カムシャフト４０の近傍には、ロータリーエンコーダ４７が設けられており、カムシャフト４０が実際に回転しているか否かは、ロータリーエンコーダ４７によって監視される。
【００４５】
共役カム３８は、３ピース構造を有するものであり、２つのカム３８ａ、カム３８ｂと、それらを位置決めするスペーサー３８ｃ（カムではない間隔決めの部材）からなる。共役カム３８のカム３８ａには、カムフォロア３９１ａとカムフォロア３９１ｂが当接する。ブリッジバー４６１ａは、（中央で）カムフォロア３９１ａを回転可能に支持し、ブリッジバー４６１ｂは、（中央で）カムフォロア３９１ｂを回転可能に支持する。そして、ブリッジバー４６１ａ，４６１ｂは、（両端で）プッシュプルロッド４１１ａ，４１１ｂを固持する。更に、プッシュプルロッド４１１ａ，４１１ｂには、可動するステージ４２ａ（揺動板の具体的態様）が接続され、そのステージ４２ａは、リニアガイド４３１ａ，４３１ｂに取り付けられている。尚、プッシュプルロッド４１１ａ，４１１ｂは、端部にテーパー面７１を有し、ステージ４２ａは、そのテーパー面７１で接続される。
【００４６】
そして、図９Ａ〜図９Ｃに示されるように、例えば、共役カム３８のカム３８ａが、図９Ａの位置から、反時計方向に９０°回転すると、カムシャフト４０を固定された中心位置として、カム３８ａは、カムフォロア３９１ｂを押すように動き、カムフォロア３９１ｂを支持するブリッジバー４６１ｂも押されて、図９Ａ〜図９Ｃ中において、右から左へ移動し、図９Ｂの状態になる。次いで、図９Ｂの位置から、更に、反時計方向に９０°回転すると、同じように、カムシャフト４０を固定された中心位置として、カム３８ａはカムフォロア３９１ｂを押すように動き、カムフォロア３９１ｂを支持するブリッジバー４６１ｂも押されて、図９Ａ〜図９Ｃ中において、右から左へ移動し、図９Ｃの状態になる。同時に、カムシャフト４０の反対側では、図９Ａの位置から、反時計方向に９０°回転すると、カム３８ａは、カムフォロア３９１ａに押されるように動き、カムフォロア３９１ａ及びそれを支持するブリッジバー４６１ａは、図９Ａ〜図９Ｃ中において、右から左へ移動し、図９Ｂの状態になる。次いで、図９Ｂの位置から、更に、反時計方向に９０°回転すると、同じように、カムシャフト４０を固定された中心位置として、カム３８ａはカムフォロア３９１ａに押されるように動き、カムフォロア３９１ａ及びブリッジバー４６１ａは、図９Ａ〜図９Ｃ中において、右から左へ移動し、図９Ｃの状態になる。
【００４７】
続いて、図示はしないが、カム３８ａが、図９Ｃの位置から、反時計方向に９０°回転すると、カムシャフト４０を固定された中心位置として、カム３８ａは、カムフォロア３９１ａを押すように動き、カムフォロア３９１ａを支持するブリッジバー４６１ａも押されて、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）左から右へ移動する。更に、反時計方向に９０°回転すると、同じように、カムシャフト４０を固定された中心位置として、カム３８ａはカムフォロア３９１ａを押すように動き、カムフォロア３９１ａを支持するブリッジバー４６１ａも押されて、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）左から右へ移動する。同時に、反対側では、カム３８ａは、カムフォロア３９１ｂに押されるように動き、カムフォロア３９１ｂ及びそれを支持するブリッジバー４６１ｂは、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）左から右へ移動する。更に、反時計方向に９０°回転すると、同じように、カムシャフト４０を固定された中心位置として、カム３８ａはカムフォロア３９１ｂに押されるように動き、カムフォロア３９１ｂ及びブリッジバー４６１ｂは、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）左から右へ移動する。
【００４８】
揺動装置２では、上記のようにして、カムシャフト４０の回転運動が、そのカムシャフト４０に備わる共役カム３８のカム３８ａによって往復運動に変換されることにより、カムフォロア３９１ａ，３９１ｂ、ブリッジバー４６１ａ，４６１ｂ、及びプッシュプルロッド４１１ａ，４１１ｂを介して、カム３８ａと接続されることになるステージ４２ａは、リニアガイド４３１ａ，４３１ｂに沿って、滑らかに往復運動を行う。
【００４９】
以上が、共役カム３８のカム３８ａによる、カムシャフト４０の回転運動を往復運動に変換するはたらきである。共役カム３８のカム３８ｂも、同様に、カムシャフト４０の回転運動を往復運動に変換するようにはたらく。そして、共役カム３８においては、カム３８ａ，３９ｂは、位相が１８０°ずれたように作用し、例えば、カム３８ａがカムフォロア３９１ｂを押しているとき、カム３８ｂは（カムフォロア３９１ａと同じ側にある）カムフォロア３９２ａを押すように、動く。
【００５０】
以下、図９Ａ〜図９Ｃに相当する図は示さないが、カム３８ｂによる、カムシャフト４０の回転運動を往復運動に変換するはたらきを説明する。共役カム３８のカム３８ｂには、カムフォロア３９２ａとカムフォロア３９２ｂが当接する。ブリッジバー４６２ａは、（中央で）カムフォロア３９２ａを回転可能に支持し、ブリッジバー４６２ｂは、（中央で）カムフォロア３９２ｂを回転可能に支持する。そして、ブリッジバー４６２ａ，４６２ｂは、（両端で）プッシュプルロッド４１２ａ，４１２ｂを固持する。更に、プッシュプルロッド４１２ａ，４１２ｂには、可動するステージ４２ｂが接続され、そのステージ４２ｂは、リニアガイド４３２ａ，４３２ｂに取り付けられている。尚、プッシュプルロッド４１２ａ，４１２ｂは、端部にテーパー面７１を有し、ステージ４２ｂは、そのテーパー面７１で接続される。
【００５１】
そして、例えば、共役カム３８のカム３８ｂが、反時計方向に９０°回転すると、カムシャフト４０を固定された中心位置として、（カム３８ａが、カムフォロア３９１ｂを押すタイミングにおいて）カム３８ｂは、（カムフォロア３９１ａと同じ側の）ｂカムフォロア３９２ａを押すように動き、カムフォロア３９２ａを支持するブリッジバー４６２ａも押されて、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）左から右へ移動する。次いで、更に、反時計方向に９０°回転すると、同じように、カムシャフト４０を固定された中心位置として、カム３８ｂはカムフォロア３９２ａを押すように動き、カムフォロア３９２ａを支持するブリッジバー４６２ａも押されて、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）左から右へ移動する。同時に、カムシャフト４０の反対側では、反時計方向に９０°回転すると、カム３８ｂは、カムフォロア３９２ｂに押されるように動き、カムフォロア３９２ｂ及びそれを支持するブリッジバー４６２ｂは、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）左から右へ移動する。次いで、更に、反時計方向に９０°回転すると、同じように、カムシャフト４０を固定された中心位置として、カム３８ｂはカムフォロア３９２ｂに押されるように動き、カムフォロア３９２ｂ及びブリッジバー４６２ｂは、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）左から右へ移動する。
【００５２】
続いて、カム３８ｂが、更に、反時計方向に９０°回転すると、カムシャフト４０を固定された中心位置として、（カム３８ａが、カムフォロア３９１ａを押すタイミングにおいて）カム３８ｂは、（カムフォロア３９１ｂと同じ側の）カムフォロア３９２ｂを押すように動き、カムフォロア３９２ｂを支持するブリッジバー４６２ｂも押されて、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）右から左へ移動する。更に、反時計方向に９０°回転すると、同じように、カムシャフト４０を固定された中心位置として、カム３８ｂはカムフォロア３９２ｂを押すように動き、カムフォロア３９２ｂを支持するブリッジバー４６２ｂも押されて、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）右から左へ移動する。同時に、反対側では、カム３８ｂは、カムフォロア３９２ａに押されるように動き、カムフォロア３９２ａ及びそれを支持するブリッジバー４６２ａは、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）右から左へ移動する。更に、反時計方向に９０°回転すると、同じように、カムシャフト４０を固定された中心位置として、カム３８ｂはカムフォロア３９２ａに押されるように動き、カムフォロア３９２ａ及びブリッジバー４６２ａは、（図９Ａ〜図９Ｃ中における）右から左へ移動する。
【００５３】
揺動装置２では、上記のようにして、カムシャフト４０の回転運動が、そのカムシャフト４０に備わる共役カム３８のカム３８ｂによって往復運動に変換されることにより、カムフォロア３９２ａ，３９２ｂ、ブリッジバー４６２ａ，４６２ｂ、及びプッシュプルロッド４１２ａ，４１２ｂを介して、カム３８ｂと接続されることになるステージ４２ｂは、リニアガイド４３２ａ，４３２ｂに沿って、滑らかに往復運動を行う。
【００５４】
ステージ４２ａ，４２ｂの２つの往復運動は、ステージ４２ａが一の方向へ進むときにステージ４２ｂが反対の他の方向へ進み、ステージ４２ａが他の方向へ進むときにステージ４２ｂが一の方向へ進むような動作で行われる。換言すれば、ステージ４２ａ，４２ｂが、共役カム３８及びカムシャフト４０を挟んで、対向するように往復運動する。そして、このような往復運動によって、揺動にともなって発生する悪振動を打ち消し抑制する。
【００５５】
揺動装置２では、カム機構、電動機３６、ステージ４２ａ，４２ｂ、及びリニアガイド４３１ａ，４３１ｂ，４３２ａ，４３２ｂは、基台５３に載置される。基台５３は、図１Ａ、図１Ｂから理解されるように、板状体で形成されたものであり、且つ、図からは窺い知れないが、焼鈍処理が施されたものである。そして、その基台５３は、床との間に、空気ばね３１を介して、備え付けられる。
【００５６】
又、揺動装置２では、図１Ａ、図１Ｂから理解されるように、カム機構はカムボックス５１（箱体の具体的態様、図５を参照）に収容されており、カムボックス５１は基台５３に固定されている。カムボックス５１には、オイル（潤滑油）が、例えば、容積の１／３〜１／１０程度、充填され、そのオイルは、オイルポンプ（循環手段）によって、カムボックス５１の下方から取り出され、カムボックス５１の上方から再度送り込まれる（即ち、循環する）。又、カム機構のプッシュプルロッド４１１ａ，４１１ｂ，４１２ａ，４１２ｂは、カムボックス５１を貫通して設けられ、その貫通する部分（貫通孔）に軸受が設けられることによって、カムボックス５１は、揺動するプッシュプルロッド４１１ａ，４１１ｂ，４１２ａ，４１２ｂのガイドを兼ねている。
【００５７】
揺動装置２は、ステージ４２ａ，４２ｂ上で、被加工体として、例えば鋳物であるＥＧＲ通路を固定して、それが有する閉空間に投入された、例えば直径がφ２０ｍｍの鋼球（加工材）とともに、揺動させ、鋳物の硬化方法を実施し得る装置である。被揺動体（例えば、ＥＧＲ通路及び鋼球）の取り付け及び取り外しを、簡易且つ迅速に行なうために、揺動装置２では、次のような機構を有する。
【００５８】
即ち、揺動装置２には、ステージ４２ａの上に、一対のスライド部材８１１ａ，８１１ｂが、隙間を対向させるようにして、平行に、且つ、プッシュプルロッド４１１ａ，４１１ｂの長さ方向（揺動の方向）とは直角をなす方向に、配設されている。そして、スライド部材８１１ｂには、クランプ８２ａ（締付手段の具体的態様）が備わる。更に、スライド部材８１１ａ，８１１ｂの端部を結ぶ位置に、ストッパ８３ａ（停止部材の具体的態様）が配設される。
【００５９】
同様に、ステージ４２ｂの上には、一対のスライド部材８１２ａ，８１２ｂが、隙間を対向させるようにして、平行に、且つ、プッシュプルロッド４１２ａ，４１２ｂの長さ方向（揺動の方向）とは直角をなす方向に、配設されている。そして、スライド部材８１２ｂには、クランプ８２ｂが備わる。更に、スライド部材８１２ａ，８１２ｂの端部を結ぶ位置に、ストッパ８３ｂが配設される。加えて、そのストッパ８３ｂの近傍には、超音波センサ８４（近接センサの具体的態様）が備わっている。
【００６０】
揺動装置２を使用して、鋳物の硬化方法を実施するに際し、好ましい揺動条件としては、例えば、１秒あたりの揺動数（振動数）が概ね３〜３０Ｈｚであり、揺動の揺れ幅（振幅）が概ね１０〜５００ｍｍである。又、好ましい延べ揺動時間は、概ね３〜１８０分である。
【００６１】
本発明に係る揺動装置は、鋼板を加工し、市販の各部材と組み合わせて作製することが出来る。作製にあたっては、揺動条件及び被加工体の仕様に合わせて、各構成要素のサイズや材料や機械的強度（例えば回転軸の径や材料等）が適正になるように決定することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る揺動装置は、揺動によって加工材を被加工体に衝突させ、被加工体に加工を施す手段として利用することが出来る。例えば、ＥＧＲ（排気ガス再循環（用の））通路、インテークマニホールド、タービンハウジング、コンプレッサカバー、シリンダヘッド、シリンダ、エアーダクト等の車両用通気系部品に、鋼球を衝突させて、高い機械的性質を付与し薄肉化及び軽量化を図り、更にはピンホール欠陥を消滅させ、これら車両用通気系部品の競争力向上に資する。
【００６３】
又、本発明に係る揺動装置は、揺動に基づく、研磨、研削、ディンプル形成その他の表面加工、中子砂の除去その他不要残留物の除去、等に利用することが可能であり、当該処理を施した鋳物やその他加工品等の競争力向上に資する。
【符号の説明】
【００６４】
２  揺動装置
３６  電動機
３８  共役カム
４０  カムシャフト
【図１Ａ】
2010221273.tif 000003
【図１Ｂ】
2010221273.tif 000004
【図２Ａ】
2010221273.tif 000005
【図２Ｂ】
2010221273.tif 000006
【図２Ｃ】
2010221273.tif 000007
【図３Ａ】
2010221273.tif 000008
【図３Ｂ】
2010221273.tif 000009
【図３Ｃ】
2010221273.tif 000010
【図４Ａ】
2010221273.tif 000011
【図４Ｂ】
2010221273.tif 000012
【図４Ｃ】
2010221273.tif 000013
【図５】
2010221273.tif 000014
【図６】
2010221273.tif 000015
【図７】
2010221273.tif 000016
【図８Ａ】
2010221273.tif 000017
【図８Ｂ】
2010221273.tif 000018
【図９Ａ】
2010221273.tif 000019
【図９Ｂ】
2010221273.tif 000020
【図９Ｃ】
2010221273.tif 000021