(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加振対象物に振動を加える加振装置の固定構造であって、
前記加振対象物から前記加振装置側に向かって突出するよう設けられた第一アンカーと、
前記加振装置から前記加振対象物側に向かって突出するように設けられた第二アンカーと、
前記加振対象物と前記加振装置との間に設けられるとともに、前記第一アンカーおよび前記第二アンカーを埋めるように設けられ、前記第二アンカーから前記第一アンカーに前記加振装置で発生した振動を伝達する振動伝達材と、
を備え、
前記第一アンカーは、
前記加振対象物に着脱可能とされ、熱可塑性接着剤により前記加振対象物に接着されている
加振装置の固定構造。
【請求項２】
前記第一アンカーおよび前記第二アンカーの少なくとも一方の外周面に、凸部または凹部が形成されている請求項１に記載の加振装置の固定構造。
【請求項３】
前記振動伝達材は、
流動性を有した状態で前記加振対象物と前記加振装置との間に充填された後に硬化可能な材料からなる請求項１又は２に記載の加振装置の固定構造。
【請求項４】
前記振動伝達材は、モルタル、又は、コンクリートである請求項３に記載の加振装置の固定構造。
【請求項５】
加振対象物に振動を加える加振装置の固定構造であって、
前記加振対象物から前記加振装置側に向かって突出するよう設けられた第一アンカーと、
前記加振装置から前記加振対象物側に向かって突出するように設けられた第二アンカーと、
前記加振対象物と前記加振装置との間に設けられるとともに、前記第一アンカーおよび前記第二アンカーを埋めるように設けられ、前記第二アンカーから前記第一アンカーに前記加振装置で発生した振動を伝達する振動伝達材と、
を備え、
前記振動伝達材は、
流動性を有した状態で前記加振対象物と前記加振装置との間に充填された後に硬化可能な材料からなる
加振装置の固定構造。
【請求項６】
前記第一アンカーは、前記加振対象物に着脱可能とされている請求項５に記載の加振装置の固定構造。
【請求項７】
前記第一アンカーは、熱可塑性接着剤により前記加振対象物に接着されている請求項６に記載の加振装置の固定構造。
【請求項８】
前記第一アンカーおよび前記第二アンカーの少なくとも一方の外周面に、凸部または凹部が形成されている請求項５から７の何れか一項に記載の加振装置の固定構造。
【請求項９】
前記振動伝達材は、モルタル、又は、コンクリートである請求項５から８の何れか一項に記載の加振装置の固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば残留応力を除去する処理に用いられる加振装置の固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶接等を用いて製作した金属製の各種の部品や構造物は、残留応力を除去する必要がある。残留応力を除去する手法の一つとして、例えば特許文献１に開示されているように、残留応力を除去する処理の対象となる被処理物に振動を加えることで、残留応力を除去する手法がある。
【０００３】
このような手法では、振動を被処理物に加える加振源として、偏心モータを用いることができる。偏心モータは、モータ駆動軸の中心に対し、重心が偏心したウェイトを備えている。この偏心モータは、モータ駆動軸を回転させると、モータ駆動軸とともに回転するウェイトの重心が偏心しているために振動が生じる。偏心モータのハウジングを被処理物に固定して設けた状態で、偏心モータを作動させることで、振動を偏心モータのハウジングを介して被処理物に伝達する。
【０００４】
振動を加えるための加振源は、被処理物に振動を確実に伝達するため、被処理物に確実に固定する必要がある。そのため、加振源は、被処理物に対してボルト等を用いて固定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−３０５９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、被処理物の外表面が平坦ではなく、湾曲していたり凹凸が形成されていたりすることがある。このような場合、加振源をボルト等で固定することが困難となる。また、被処理物側が湾曲していたり凹凸が形成されていたりすると、加振源と被処理物との接触面積を大きく確保することが困難となる。
そのため、被処理物の外表面の形状によっては、加振源から振動を加えても被処理物の残留応力を十分に除去できない可能性がある。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、被処理物の外表面形状にかかわらず、加振源を被処理物に対して確実に固定し、加振源から被処理物に振動を効率よく加えて十分に残留応力を除去することができる加振装置の固定構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明の第一態様によれば、加振装置の固定構造は、加振対象物に振動を加える加振装置の固定構造であって、前記加振対象物から前記加振装置側に向かって突出するよう設けられた第一アンカーと、前記加振装置側から前記加振対象物側に向かって突出するように固定された第二アンカーと、前記加振対象物と前記加振装置との間に、前記第一アンカーおよび前記第二アンカーを埋めるように充填され、前記第二アンカーから前記第一アンカーに前記加振装置で発生した振動を伝達する振動伝達材と、を備え、前記第一アンカーは、前記加振対象物に着脱可能とされ、熱可塑性接着剤により前記加振対象物に接着されている。
【０００９】
このような構成によれば、加振装置で発生した振動は、第二アンカーから振動伝達材、第一アンカーを介して加振対象物に伝達される。振動伝達材は、加振対象物と加振装置との間に充填されているので、加振対象物の外表面形状に関わらず、振動伝達材を加振対象物の外表面に密着させることができる。
【００１０】
さらに、第一アンカーを加振対象物の表面に装着して所定の加振処理を行った後、第一のアンカーを加振対象物の表面から撤去することができる。
【００１１】
さらに、所定の加振処理を行った後、熱可塑性接着剤を加熱して接着剤を軟化させれば、第一アンカーを加振対象物の表面から容易に撤去することができる。
【００１２】
この発明の第二態様によれば、加振装置の固定構造は、第一態様において、前記第一アンカーおよび前記第二アンカーの少なくとも一方の外周面に、凸部または凹部が形成されているようにしてもよい。
このように構成することで、凸部または凹部を介し、第一アンカー、第二アンカーと振動伝達材との間で振動を効率よく伝達することができる。
【００１３】
この発明の第三態様によれば、加振装置の固定構造は、第一又は第二態様における前記振動伝達材が、流動性を有した状態で前記加振対象物と前記加振装置との間に充填された後に硬化可能な材料からなるようにしてもよい。
このように構成することで、加振対象物と加振装置との間に振動伝達材を充填するときには、振動伝達材が流動性を有しているので、容易に振動伝達材を加振対象物の外表面に密着させることができる。さらに、加振装置で振動を加えるときには、振動伝達材が硬化した状態とすることができるので、加振装置の振動を加振対象物に確実に伝達することができる。
【００１４】
この発明の第四態様によれば、加振装置の固定構造は、第三態様の前記振動伝達材が、モルタル又はコンクリートであってもよい。
このように、振動伝達材にモルタル又はコンクリートを用いることで、加振対象物と加振装置との間に充填するときには流動性を有した状態で、加振装置で振動を加えるときには硬化した状態とすることができる。
さらに、加振装置で振動を加えた後には、加えた振動によってモルタル又はコンクリートの脆性が低下し、振動伝達材を容易に除去することが可能となる。
この発明の第五態様によれば、加振装置の固定構造は、加振対象物に振動を加える加振装置の固定構造であって、前記加振対象物から前記加振装置側に向かって突出するよう設けられた第一アンカーと、前記加振装置から前記加振対象物側に向かって突出するように設けられた第二アンカーと、前記加振対象物と前記加振装置との間に設けられるとともに、前記第一アンカーおよび前記第二アンカーを埋めるように設けられ、前記第二アンカーから前記第一アンカーに前記加振装置で発生した振動を伝達する振動伝達材と、を備え、前記振動伝達材は、流動性を有した状態で前記加振対象物と前記加振装置との間に充填された後に硬化可能な材料からなる。
この発明の第六態様によれば、第五態様に係る第一アンカーは、前記加振対象物に着脱可能とされていてもよい。
この発明の第七態様によれば、第六態様に係る第一アンカーは、熱可塑性接着剤により前記加振対象物に接着されていてもよい。
この発明の第八態様によれば、第五から第七態様のいずれか一つの態様に係る加振装置の固定構造において、前記第一アンカーおよび前記第二アンカーの少なくとも一方の外周面に、凸部または凹部が形成されていてもよい。
この発明の第九態様によれば、第五から第八態様のいずれか一つの態様に係る振動伝達材は、モルタル、又は、コンクリートであってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係る加振装置の固定構造によれば、加振対象物の外表面形状にかかわらず、加振源から加振対象物に振動を効率よく加えて十分に残留応力を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態に係る加振装置の固定構造を示す断面図である。
【図２】上記実施形態に係る加振装置の固定構造の変形例を示す断面図である。
【図３】上記実施形態に係る加振装置の固定構造の他の変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の一実施形態に係る加振装置の固定構造を図面に基づき説明する。
図１は、この実施形態に係る加振装置の固定構造を示す断面図である。
図１に示すように、残留応力を除去する処理を行う加振装置１０は、被処理物（加振対象物）１の外表面１ｆに対し、被処理物側アンカー（第一アンカー）１１と、加振装置側アンカー（第二アンカー）１２と、振動伝達材１３と、を介して固定される。
ここで、被処理物１は、外表面１ｆが、平坦面であるとは限らず、図１に示したような湾曲面状、あるいは凹凸等を有する非平坦面であってもよい。
【００１８】
加振装置１０は、例えば偏心モータである。偏心モータからなる加振装置１０は、ハウジング１０ａ内に、ロータ及びステータ（図示無し）を備えている。ロータと一体に設けられた回転軸（図示無し）には、回転軸の中心に対して径方向に偏心した位置に重心を有した偏心ウェイト（図示無し）が設けられている。このような加振装置１０においては、ハウジング１０ａ内でロータ（図示無し）が回転駆動されると、回転軸および偏心ウェイト（いずれも図示無し）がロータと一体に回転する。重心が偏心した偏心ウェイト（図示無し）が回転軸の中心回りに回転することで、加振装置１０自体が振動を発生する。
このような加振装置１０は、平板状のベース部材１５の上面１５ａに一体に固定されている。
【００１９】
被処理物側アンカー１１は、例えば円柱状に形成されている。被処理物側アンカー１１は、被処理物１の外表面１ｆから外方、言い換えれば加振装置１０側に突出するように設けられる。被処理物側アンカー１１は、その基端部１１ａが、被処理物１の外表面１ｆに対し、例えば接着剤１４によって固定される。ここで、接着剤１４は、加振装置１０による加振時に被処理物側アンカー１１が被処理物１の外表面１ｆから外れないような接着強度を有している。接着剤１４として、例えば、熱可塑性接着剤を用いることができる。このようにすれば、残留応力を除去する処理の後、接着剤１４に熱を加えることで、接着剤１４を軟化させ、被処理物側アンカー１１を容易に被処理物１から取り外すことができる。
【００２０】
加振装置側アンカー１２は、例えば円柱状に形成されている。加振装置側アンカー１２は、加振装置１０、より具体的にはベース部材１５の下面１５ｂから、被処理物１の外表面１ｆ側に向かって突出するよう設けられる。加振装置側アンカー１２は、その基端部１２ａが、ベース部材１５に対し、接着、溶接等によって一体に接合される。加振装置側アンカー１２は、基端部１２ａに雄ネジ部（図示無し）を形成し、ベース部材１５に形成した雌ねじ穴（図示無し）に締結するようにしてもよい。
【００２１】
これら被処理物側アンカー１１、加振装置側アンカー１２は、それぞれ少なくとも１本ずつ設けられている。この実施形態における被処理物側アンカー１１、加振装置側アンカー１２は、それぞれ同数の複数本が設けられている場合を例示している。被処理物側アンカー１１、加振装置側アンカー１２は、被処理物１の外表面１ｆ、ベース部材１５の下面１５ｂのそれぞれの面内で、互いに間隔を空けて均等に分散配置（例えば、正方配置等）されるようにしても良い。
【００２２】
また、ベース部材１５に設けられた各加振装置側アンカー１２と、被処理物１に設けられた各被処理物側アンカー１１とは、それぞれの中心軸が同一直線上に位置するように対向配置されている。対向する加振装置側アンカー１２と被処理物側アンカー１１とは、その先端部１２ｂ，１１ｂ同士が、加振装置側アンカー１２、被処理物側アンカー１１の中心軸方向に僅かに間隔を空けて配置されている。
【００２３】
振動伝達材１３は、互いに間隔を空けて配置された加振装置１０のベース部材１５と被処理物１の外表面１ｆとの間に形成されている。言い換えれば、被処理物側アンカー１１および加振装置側アンカー１２を埋めるように設けられている。
振動伝達材１３としては、硬化性充填材を用いることができる。これにより、流動性を有した状態で加振装置１０のベース部材１５と、ベース部材１５に対向する被処理物１の外表面１ｆとの間に振動伝達材１３を充填することができる。この振動伝達材１３は、充填後に硬化する。つまり、振動伝達材１３は、残留応力を除去する処理を行うときには硬化した状態となる。
【００２４】
このような硬化性充填材としては、例えば、高強度モルタル、高強度コンクリート等（のいわゆる粘塑性構造材料）を用いることができる。また、加振装置１０で加える振動の強度や、被処理物１の大きさ等によっては、高強度モルタル、高強度コンクリートではなく、通常強度のモルタルやコンクリート、熱硬化性樹脂等を用いることも可能である。
【００２５】
振動伝達材１３を形成するには、まず、加振装置１０のベース部材１５に加振装置側アンカー１２を設けるとともに、ベース部材１５に対向する被処理物１の外表面１ｆに被処理物側アンカー１１を設ける。その後、ベース部材１５と被処理物１の外表面１ｆに、充填型２０を設ける。この実施形態では、充填型２０が、加振装置側アンカー１２を設けたベース部材１５を支持する。
【００２６】
次いで、充填型２０内に、流動性を有した状態の振動伝達材１３を、加振装置１０のベース部材１５と、被処理物１の外表面１ｆとの間に充填する。この充填が完了した後、振動伝達材１３を硬化させる。さらに、振動伝達材１３の硬化が完了した後、充填型２０を撤去する。
これにより、図１に示したように、ベース部材１５と被処理物１の外表面１ｆとが対向配置された状態で、ベース部材１５と被処理物１の外表面１ｆとの間に、振動伝達材１３が配置される。
【００２７】
加振装置１０により、被処理物１に対して残留応力を除去する処理を実施するには、上記のようにして被処理物１に固定した加振装置１０を作動させる。すると、加振装置１０で振動が発生する。この振動は、ベース部材１５を介し、加振装置側アンカー１２に伝わり、加振装置側アンカー１２が振動する。加振装置側アンカー１２の振動は、振動伝達材１３を介し、被処理物側アンカー１１に伝わる。その結果、被処理物１が被処理物側アンカー１１とともに振動する。このようにして、所定強度の振動を所定時間、被処理物１に印加することで、被処理物１の残留応力を除去する処理がなされる。
【００２８】
残留応力を除去する処理の後、振動伝達材１３を崩すことで、加振装置１０を被処理物１から撤去することができる。ここで、残留応力を除去する処理の後、加振装置１０側から加えられた振動により、振動伝達材１３の脆性が高っていれば、振動伝達材１３を容易に崩し、加振装置１０を撤去することができる。
【００２９】
また、接着剤１４に熱可塑性接着剤を用いることで、加振装置１０の撤去後、接着剤１４を、例えばヒータ等によって熱を加えれば、接着剤１４が軟化する。これによって、被処理物側アンカー１１を被処理物１から容易に取り外すことができる。
【００３０】
したがって、上述した実施形態によれば、加振装置１０で発生した振動は、加振装置側アンカー１２から振動伝達材１３、被処理物側アンカー１１を介して被処理物１に伝達される。また、振動伝達材１３は、被処理物１と加振装置１０との間に充填されているので、被処理物１の外表面１ｆの形状に関わらず、振動伝達材１３を被処理物１の外表面１ｆに密着させることができ、振動伝達材１３と被処理物１との接触面積を増大させることができる。このようにして、被処理物１の外表面１ｆの形状にかかわらず、加振装置１０から被処理物１に振動を効率よく加えて残留応力を除去する処理を実施することが可能となる。
【００３１】
さらに、実施形態では、振動伝達材１３が、高強度モルタル又は高強度コンクリートであり、振動伝達材１３が、被処理物１と加振装置１０との間に充填するときには流動性を有した状態とされ、加振装置１０で振動を加えるときには硬化した状態とされている。これにより、振動伝達材１３を被処理物１の外表面１ｆに沿うように設けることができる。さらに、加振装置１０で振動を加えるときには振動伝達材１３が硬化しているので、加振装置１０の振動を被処理物１に確実に伝達することができる。
さらに、被処理物１に振動伝達材１３を塗布する範囲を変化させれば、加振装置１０に発生する応力振幅の制御が可能となる。
【００３２】
さらに、被処理物側アンカー１１が、被処理物１に着脱可能とされているので、所定の加振処理を行った後、被処理物側アンカー１１を被処理物１の外表面から撤去することができる。
【００３３】
さらに、被処理物側アンカー１１が、熱可塑性の接着剤により被処理物１に接着されることで、所定の加振処理を行った後、接着剤を加熱すれば、接着剤１４が軟化する。これによって、被処理物側アンカー１１を被処理物１の表面から容易に撤去することができる。
また、接着剤１４を用いることで、被処理物１に加振装置１０を固定するための加工を施す必要がない。
【００３４】
（実施形態の第一変形例）
ここで、上記実施形態では、被処理物側アンカー１１、加振装置側アンカー１２を、それぞれ円柱状としたが、これに限るものではない。
図２は、上記加振装置の固定構造の変形例を示す断面図である。
この図２に示すように、被処理物側アンカー１１、加振装置側アンカー１２の外周面に、外周側に張り出す突起（凸部）１１ｔ，１２ｔを設けてもよい。この突起１１ｔ，１２ｔは、被処理物側アンカー１１の外周面、および、加振装置側アンカー１２の外周面を一周するリング状としてもよいし、らせん状としても良い。突起１１ｔ，１２ｔは、少なくとも一つを形成すればよいが、図２に示すように、被処理物側アンカー１１、加振装置側アンカー１２の軸線方向に間隔を空けて複数を形成しても良い。
【００３５】
このような構成によれば、突起１１ｔ，１２ｔを設けることで、被処理物側アンカー１１、加振装置側アンカー１２のそれぞれと、振動伝達材１３との接触面積が増加するため、被処理物側アンカー１１、加振装置側アンカー１２のそれぞれと、振動伝達材１３との間における振動伝達が効率よく行われる。その結果、加振装置１０から被処理物１に振動を効率よく加えて残留応力を除去する処理を実施することができる。とりわけ、突起１１ｔ，１２ｔが突出する方向と交差する被処理物側アンカー１１、および、加振装置側アンカー１２の延びる方向の振動を効率よく伝達できる。
【００３６】
また、図２に示した突起１１ｔ，１２ｔ以外にも、被処理物側アンカー１１、加振装置側アンカー１２の外周面に、周方向に連続するリング状の溝（凹部）や、らせん状の溝（凹部）等を形成してもよい。
【００３７】
（実施形態の第二変形例）
また、上記実施形態では、加振装置側アンカー１２と被処理物側アンカー１１とを、同一直線上に配置し、それぞれの軸線方向において互いに対向するように配置したがこれに限らない。
例えば、加振装置側アンカー１２と被処理物側アンカー１１とを、それぞれの軸線に交差する方向に互いにオフセットして設けてもよい。
【００３８】
図３は、上記実施形態に係る加振装置の固定構造の他の変形例を示す断面図である。
この図３に示すように、被処理物側アンカー１１、加振装置側アンカー１２を、それぞれの軸線に交差する方向で、互いに対向配置するようにしてもよい。
【００３９】
（その他の変形例）
この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、被処理物１の形状は、いかなるものであってもよい。
さらに、上述した実施形態では、被処理物側アンカー１１が接着剤１４によって被処理物１に固定されていた。しかし、被処理物側アンカー１１の固定方法は、接着剤１４に限られない。例えば、被処理物１に余肉等があれば溶接やネジ作用等により固定しても良い。
また、加振装置１０自体は、残留応力を除去する処理に限らず、他の目的の処理を行うようにしても良い。
【符号の説明】
【００４０】
１  被処理物（加振対象物）
１ｆ  外表面
１０  加振装置
１０ａ  ハウジング
１１  被処理物側アンカー（第一アンカー）
１１ａ  基端部
１１ｂ  先端部
１１ｆ  表面
１１ｔ  突起（凸部）
１２  加振装置側アンカー（第二アンカー）
１２ａ  基端部
１２ｂ  先端部
１２ｔ  （凸部）
１３  振動伝達材
１４  接着剤
１５  ベース部材
１５ａ  上面
１５ｂ  下面
２０  充填型
【図１】
0006512698.tif 000002
【図２】
0006512698.tif 000003
【図３】
0006512698.tif 000004