(57)【要約】  単純な構成で効率よく振動させることができ、軽量化された振動装置を提供すること、及びこの振動装置を用いた振動工具を提供する。  所定の重量を有する錘２と、錘２を配置可能な振動発生部４、振動発生部４の周囲を囲むように形成された側壁５、内部空４間内に圧縮流体を流入可能に形成され、この流入される圧縮流体が錘２に推進力を付与する位置に設けられた流入口１０、及び振動発生部４内の圧縮流体を排出するための排出口１１を有する本体３と、を備え、錘２は、流入口１０から流入した圧縮流体から推進力を付与され、この推進力により所定の運動を行うとともに、本体３に対して外向きの方向に力を付与し、本体３は、外向きの力を受けて所定の方向へ往復運動を行い、往復運動の方向に振動対象物を振動させる。
2014162735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面を有する側壁、前記側壁の下部に形成された底板、前記側壁の上部に形成された上板とから気密状態に構成された本体を備え、
前記本体には、内部にチャンバが形成され、前記チャンバ内に外部から圧縮流体を流入する流入口と、前記チャンバ内の圧縮流体を排出する排出口とが形成され、
前記チャンバの内部には、このチャンバの内部で転動する錘を内装しており、
前記圧縮流体は、前記流入口から前記チャンバ内に流入し、前記チャンバ内で前記錘に対して推進力を付与しながら流動した後に前記排出口から排出され、
前記錘は、前記圧縮流体から付与された推進力によって前記側壁の内周面に沿って転動し、前記側壁に対して遠心力を付与しながら連続的に円運動を行い、
前記本体は、前記錘によって遠心力により所定の方向へ往復運動を行うことによって振動を発生することを特徴とする振動装置。
【請求項２】
振動が付与される振動対象物が本体に設けられている請求項１記載の振動装置。
【請求項３】
排出口の開口面積が流入口の開口面積よりも大きく形成され、前記排出口から排出される圧縮流体の流量が前記流入口から流入する圧縮流体の流量以上となるように形成されている請求項１又は２記載の振動装置。
【請求項４】
流入口は、側壁の左右方向中心から所定距離ずれた位置に形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の振動装置。
【請求項５】
流入口が水平線に対して所定の角度を持って形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載の振動装置。
【請求項６】
チャンバの内部には、底板又は上板の少なくともいずれか一方に、錘の転動をガイドするガイド部材が形成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の振動装置。
【請求項７】
内周面を有する側壁、前記側壁の下部に形成された底板及び前記側壁の上部に形成された上板とから気密状態に構成された本体を備え、
前記本体には、内部にチャンバが形成され、前記チャンバ内に外部から圧縮流体を流入する流入口と、前記チャンバ内の圧縮流体を排出する排出口とが形成され、
前記底板又は前記上板の少なくとも一方に、前記チャンバ内に突出するように形成された回転軸と、
前記回転軸に連結される錘とを備え、
前記圧縮流体は、前記流入口から前記チャンバ内に流入し、前記チャンバ内で前記錘に対して推進力を付与しながら流動した後に前記排出口から排出され、
前記推進力を付与された前記錘が前記チャンバ内で円運動をすると、前記回転軸は前記錘の円運動に伴って軸心を中心に回転運動を行うと共に、前記錘の円運動に伴って作用する遠心力を前記本体に付与し、
前記本体は、前記遠心力により所定の方向へ往復運動を行うことによって振動を発生させることを特徴とする振動装置。
【請求項８】
振動が付与される振動対象物が本体に設けられている請求項７記載の振動装置。
【請求項９】
排出口の開口面積が流入口の開口面積よりも大きく形成され、前記排出口から排出される圧縮流体の流量が前記流入口から流入する圧縮流体の流量以上となるように形成されている請求項７又は８記載の振動装置。
【請求項１０】
流入口は、側壁の左右方向中心から所定距離ずれた位置に形成されている請求項７乃至９のいずれかに記載の振動装置。
【請求項１１】
流入口が水平線に対して所定の角度を持って形成されている請求項７乃至１０のいずれかに記載の振動装置。
【請求項１２】
回転軸の端部にアーム部材が設けられており、錘は前記アーム部材の端部に固定されている請求項７乃至１１のいずれかに記載の振動装置。
【請求項１３】
アーム部材が回転軸を中心に両側に延びるよう設けられている請求項１２記載の振動装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の振動装置を備え、
振動対象物は、被振動体と対向する底面に研磨体を有していることを特徴とする振動装置を用いた振動工具。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれかに記載の振動装置を備え、
振動対象物は、被振動体と対向する底面に、前記被振動体の表面を洗浄して前記表面に付着した汚れを除去する洗浄体を有していることを特徴とする振動装置を用いた振動工具。
【請求項１６】
振動装置は、更に排出孔を備え、
液体を入れる容器と、
排出孔よりも小径でかつ前記排出孔内に位置し、前記容器内の液体を案内する導管とを備え、
前記導管は、一端に前記容器内に開口する吸引口と他端に前記排出口の内部に配置される噴出口とを有し、
前記排出口から圧縮流体が外方へ排出されるときに、ベンチュリー効果により負圧が発生し、発生した負圧により前記導管を介して前記容器内の前記液体が吸引され、前記液体が前記噴出口から外部に噴出する請求項１４又は１５記載の振動装置を用いた振動工具。
【請求項１７】
チャンバには、複数の排出口が形成されており、これら複数の排出口のうちの少なくとも一つの排出口の内部に噴出口が配置されている請求項１６記載の振動装置を用いた振動工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気などの圧縮流体で機械的振動を発生する機構を有する振動装置と、この振動装置を有する振動工具に関するものである。振動工具としては、例えば、振動対象物にヤスリなどの研磨体を用いた研磨機や、振動対象物に洗浄体を用いた洗浄機などがある。
【背景技術】
【０００２】
上記した研磨機を例に挙げて、従来技術による振動装置の構成を説明する。例えば、特許文献１に記載されている従来の振動装置は、エアーモータを備えている。エアーモータは、回転軸とロータとから構成されており、回転軸の先端には、スプリング継手を介して回転振動装置が接続されている。この振動装置は、導入口からエアーが導入されると、エアーモータが回転運動を行い、この回転運動により回転振動装置が高速回転する。特許文献１に記載されている振動装置は、内装される錘によって重量のバランスを偏らせており、回転振動装置が高速回転すると、この回転運動に伴う錘の運動によって所定の周期で振動する。また、上下に振動する振動装置については、特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３３７８０９号公報
【特許文献２】特開平６−２２９４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した通り構成されている従来の振動装置は、導入されたエアーを用いてエアーモータを回転運動させ、さらに、錘によって、この回転運動を往復運動に変換して所定の周期で振動させる構成であり、エアーモータを回転運動させる工程を有するので、導入されたエアーによる力を往復運動に変換する間にロスが生じやすく、効率が低減してしまうという問題があった。【０００５】
また、上記した振動装置を用いた研磨機等の振動工具は、振動装置がエアーモータ等を有するため構造が複雑で、振動工具自体が重くなるという問題があった。この問題は、使用者が研磨機等の振動工具を長時間持って作業を行うハンディタイプのものである場合には、使用者による振動工具の取り扱いが難しく、細かな作業がしづらくなってしまう等、様々な問題を生じさせる要因にもなっていた。【０００６】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、単純な構成で効率よく振動させることができ、軽量化された振動装置を提供すること、及びこの振動装置を用いた振動工具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】
【０００７】
本発明に係る振動装置は、
（１）内周面を有する側壁、前記側壁の下部に形成された底板、前記側壁の上部に形成された上板とから気密状態に構成された本体を備え、前記本体には、内部にチャンバが形成され、前記チャンバ内に外部から圧縮流体を流入する流入口と、前記チャンバ内の圧縮流体を排出する排出口とが形成され、前記チャンバの内部には、このチャンバの内部で転動する錘を内装しており、前記圧縮流体は、前記流入口から前記チャンバ内に流入し、前記チャンバ内で前記錘に対して推進力を付与しながら流動した後に前記排出口から排出され、前記錘は、前記圧縮流体から付与された推進力によって前記側壁の内周面に沿って転動し、前記側壁に対して遠心力を付与しながら連続的に円運動を行い、前記本体は、前記錘によって遠心力により所定の方向へ往復運動を行うことによって振動を発生することを特徴とする振動装置、
（２）振動が付与される振動対象物が本体に設けられている上記（１）記載の振動装置、
（３）排出口の開口面積が流入口の開口面積よりも大きく形成され、前記排出口から排出される圧縮流体の流量が前記流入口から流入する圧縮流体の流量以上となるように形成されている上記（１）又は（２）記載の振動装置、
（４）流入口は、側壁の左右方向中心から所定距離ずれた位置に形成されている上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の振動装置、
（５）流入口が水平線に対して所定の角度を持って形成されている上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の振動装置、
（６）チャンバの内部には、底板又は上板の少なくともいずれか一方に、錘の転動をガイドするガイド部材が形成されている上記（１）乃至（５）のいずれかに記載の振動装置、
（７）内周面を有する側壁、前記側壁の下部に形成された底板及び前記側壁の上部に形成された上板とから気密状態に構成された本体を備え、前記本体には、内部にチャンバが形成され、前記チャンバ内に外部から圧縮流体を流入する流入口と、前記チャンバ内の圧縮流体を排出する排出口とが形成され、前記底板又は前記上板の少なくとも一方に、前記チャンバ内に突出するように形成された回転軸と、前記回転軸に連結される錘とを備え、
前記圧縮流体は、前記流入口から前記チャンバ内に流入し、前記チャンバ内で前記錘に対して推進力を付与しながら流動した後に前記排出口から排出され、前記推進力を付与された前記錘が前記チャンバ内で円運動をすると、前記回転軸は前記錘の円運動に伴って軸心を中心に回転運動を行うと共に、前記錘の円運動に伴って作用する遠心力を前記本体に付与し、前記本体は、前記遠心力により所定の方向へ往復運動を行うことによって振動を発生させることを特徴とする振動装置、
（８）振動が付与される振動対象物が本体に設けられている上記（７）記載の振動装置、
（９）排出口の開口面積が流入口の開口面積よりも大きく形成され、前記排出口から排出される圧縮流体の流量が前記流入口から流入する圧縮流体の流量以上となるように形成されている上記（７）又は（８）記載の振動装置、
（１０）流入口は、側壁の左右方向中心から所定距離ずれた位置に形成されている上記（７）乃至（９）のいずれかに記載の振動装置、
（１１）流入口が水平線に対して所定の角度を持って形成されている上記（７）乃至（１０）のいずれかに記載の振動装置、
（１２）回転軸の端部にアーム部材が設けられており、錘は前記アーム部材の端部に固定されている上記（７）乃至（１１）のいずれかに記載の振動装置、
（１３）アーム部材が回転軸を中心に両側に延びるよう設けられている上記（１２）記載の振動装置、
を要旨とする。【０００８】
また、本発明に係る振動装置を用いた振動工具は、
（１４）上記（１）乃至（１３）のいずれかに記載の振動装置を備え、振動対象物は、被振動体と対向する底面に研磨体を有していることを特徴とする振動装置を用いた振動工具、
（１５）上記（１）乃至（１３）のいずれかに記載の振動装置を備え、振動対象物は、被振動体と対向する底面に、前記被振動体の表面を洗浄して前記表面に付着した汚れを除去する洗浄体を有していることを特徴とする振動装置を用いた振動工具、
（１６）振動装置は、更に排出孔を備え、液体を入れる容器と、排出孔よりも小径でかつ前記排出孔内に位置し、前記容器内の液体を案内する導管とを備え、前記導管は、一端に前記容器内に開口する吸引口と他端に前記排出口の内部に配置される噴出口とを有し、前記排出口から圧縮流体が外方へ排出されるときに、ベンチュリー効果により負圧が発生し、発生した負圧により前記導管を介して前記容器内の前記液体が吸引され、前記液体が前記噴出口から外部に噴出する上記（１４）又は（１５）記載の振動装置を用いた振動工具、
（１７）チャンバには、複数の排出口が形成されており、これら複数の排出口のうちの少なくとも一つの排出口の内部に噴出口が配置されている上記（１６）記載の振動装置を用いた振動工具、
を要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る振動装置によれば、本体のチャンバ内に流入した圧縮流体により推進力を受けた錘が行う円運動を往復運動に直接変換して振動を発生させることができ、ロスのない、非常に効率的な振動装置を提供することが可能になる。また、本発明に係る振動装置は、チャンバを有する本体と錘により構成されていることから、大幅に振動装置を軽量化することも可能になる。【００１０】
本発明に係る振動装置を有する振動工具によれば、簡単な構成にして軽量化をすることが可能な振動装置を用いているので、研磨作業や洗浄作業等の各種作業時における振動工具の取り扱いをしやすくすることができ、細かな作業も容易かつ迅速に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本発明に係る振動装置の第１の実施の形態の横断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示した振動装置の一部切欠縦断面図である。
【図２Ａ】本発明に係る振動装置の第２の実施の形態の横断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示した振動装置の一部切欠縦断面図である。
【図３Ａ】本発明に係る振動装置を用いた振動工具としての洗浄機の第３の実施の形態の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示した洗浄機の縦断面図である。
【図４Ａ】本発明に係る振動装置を用いた洗浄機の第４の実施の形態の斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示した洗浄機の縦断面図である。
【図５Ａ】本実施の形態の洗浄機において用いられている振動装置の構成を表す横断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示した振動装置の排出口部分を拡大した部分拡大図である。
【図６Ａ】本実施の形態の洗浄機における第５の実施の形態の構成を表す横断面図である。
【図６Ｂ】本実施の形態の洗浄機における第６の実施の形態の構成を表す横断面図である。
【図７Ａ】本実施の形態の洗浄機における第７の実施の形態の構成を表す横断面図である。
【図７Ｂ】図７ＡにおけるＡ−Ａ線縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１の実施の形態に係る振動装置の構成］
本発明に係る振動装置の第１の実施の形態の構成について説明する。図１Ａは、本発明に係る振動装置の横断面図、図１Ｂは、図１Ａに示した振動装置の一部切欠縦断面図である。なお、本明細書における前後方向は図１Ａに示す上下を示す方向とし、左右方向は図１Ａに示す左右を示す方向とし、上下方向は図１Ｂに示す上下を示す方向とする。
【００１３】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、振動装置１は、マス、即ち略球状の錘２と本体３とを備えている。本体３にはチャンバ３ａが形成されており、チャンバ３ａの内部には、少なくとも１つの錘２が入れられている。錘２は、所定の重量を有する部材で形成されており、振動発生部４を転動可能な転動体である球体として形成されている。錘２は、従来から公知の材料を任意に選択して形成することができるが、所定の重量を有し、本体３に所定の遠心力を付与する観点からは、金属材料で形成されることが好ましい。
【００１４】
本体３は、容器状に形成されており、内部に形成されたチャンバ、即ち振動発生部４に錘２が転動可能に配置されるように形成されている。この本体３は、側壁５、底板６ａ、上板６ｂを備え、気密状態に形成されている。また、本体３は、圧縮流体の流入管７及び排出管８を備えている。振動発生部４は、本体３の側壁５、底板６ａ及び上板６ｂにより囲まれて形成されている空間である。この振動発生部４は、錘２が転動可能に形成されていればよく、その大きさは任意に設定することができる。この振動発生部４の側方は、側壁５によって囲まれている。側壁５は、振動発生部４の周囲を囲むように形成されている円筒形状の壁状部材である。この側壁５は内周面５ａを有しており、本実施の形態では、内周面５ａが振動装置１を平面視した時、円形状となるような平滑面として形成されている。なお、ここでいう「平滑面」とは、厳密な意味での平滑面であることを意味するものではなく、錘２が内周面５ａに沿って転動する際に、この転動する錘２が円滑に転動することができる程度に平滑であればよい。底板６ａは、本体３の下部に形成されており、振動発生部４の底面９を形成している。本実施の形態では、この底面９は、錘２が転動する転動面として作用する。なお、この本体３には、錘２が転動する際のガイドとなるガイド部を形成してもよい。このガイド部は、例えば錘２が転動する際の経路に沿って溝を形成し、この溝に沿って錘２が転動するように構成してもよいし、本体３の中央部分にガイド用の部材を設けておき、内周面５ａとこのガイド用の部材の外周面との間に転動路を形成し、これら内周面５ａと外周面とによって錘の転動をガイドするように構成してもよい。また、これら以外の方法でガイドするように構成してもよい。
【００１５】
流入管７は、圧縮流体としてのエアーをチャンバ、即ち振動発生部４の内部に流入させるためのものであり、本体３の側壁５から外方に突出するように形成されている。また、流入管７には、エアーが流入する側の先端に流入口１０が形成されている。本実施の形態では、流入口１０は、本体３の側壁５から外方に向けて流入管７を突出させて、この流入管７の先端に形成されているが、振動発生部４の内部にエアーを流入することができれば、その形状や構成は限定されない。例えば、流入管７を設けずに、側壁５に直接流入口１０を形成してもよい。また、流入口１０は、振動装置１を平面視した場合に、左右方向中央から距離Ｌだけ離れた位置に形成されており、該流入口１０から流入したエアーが錘２に対して推進力を付与する位置に設けられている。すなわち、流入口１０の左右方向中心位置は、側壁５の内周面５ａと接触している錘２の左右方向の中心位置と同じ位置に設けられている。また、流入管７は、水平線Ｓに対してθだけ傾きを持ち、錘２に対して推進力をより付与しやすくすることができるように形成されている。なお、流入口７は、流入したエアーが錘２に対して推進力を付与できる大きさに形成されていればよく、その口径や形状は限定されない。
【００１６】
排出管８は、チャンバ、即ち振動発生部４内のエアーを排出するためのものであり、本体３の側壁から外方に突出するように形成されている。また、排出管８には、エアーを排出するための排出口１１が形成されている。なお、この排出口１１は、振動発生部４のエアーを振動装置１の外部へ排出することができれば、その形状は限定されない。また、本実施の形態では、排出管８は、振動装置１を平面視した時の前後方向中央に設けられているが、この排出管８を設ける位置も、ここに限定されるものではない。例えば、上記した前後方向中央からずれた位置に排出管８を設けてもよいし、これ以外の場所に排出管８を設けてもよい。排出口１１は、この排出口１１から排出されるエアーの流量が流入口１０から流入するエアーの流量以上になるように形成することが好ましい。このように形成する態様としては、例えば、排出口１１の開口する面積が流入口１０の開口する面積以上となるように形成してもよいし、排出口１１の開口する面積と流入口１０の開口する面積とを同じにしておき、流入口１０から流入するエアーの流量を調節することができるようにしてもよい。また、これら以外の構成であってもよい。
【００１７】
［振動装置１の作用効果］
次に、本実施の形態に係る振動装置１の作用効果について説明する。本実施の形態に係る振動装置１は、未使用時には本体３の内部において錘２が任意の方向へ転動することができるように配置されている。エアーは、流入口１０から図１Ａに示すＡ方向へ流入し、振動発生部４へ供給される。また、上記した通り、流入管７は、振動装置１を平面視した時に、左右方向中央から距離Ｌだけずれ、側壁５の内周面５ａと近接する位置に設けられている。したがって、振動発生部４内に供給されたエアーは、内周面５ａに沿いながら、該振動発生部４をＢ方向へ周回する方向に流れる。この時、振動発生部４内を流れるエアーの一部は排出口１１から排出され、該排出口１１から排出されなかったエアーはさらに内周面５ａに沿って振動発生部４内をＢ方向へ周回し、流入口１０から継続的に流入されているエアーと混ざり合いながら、継続的にＢ方向へ周回する方向に流れている。即ち、振動発生部４においては、エアーが供給されると、この振動発生部４内をＢ方向へ周回する方向の気流が発生する。このように、振動装置１は、該振動装置１を平面視した時の中央からずれた位置であって、内周面５ａに近接した位置に流入口７を設けることによって、振動発生部４において該振動発生部４内をＢ方向へ周回する気流を容易に発生させることができる。
【００１８】
錘２は、振動発生部４内をＢ方向へ周回する気流が発生すると、この気流による推進力Ｆを受けて、気流と同じ方向、即ち振動発生部４をＢ方向へ周回する方向に転動を開始する。転動を開始した錘２は、推進力Ｆを受けながら転動速度を上げていき、Ｂ方向へ周回する径を大きくしながら、振動発生部４の中央寄りから振動発生部４の外側、即ち側壁５の内周面５ａに近づく方向へ移動しながら転動する。そして、錘２は、内周面５ａと接しながら、該内周面５ａに沿って、振動発生部４を所定の速さでＢ方向へ周回移動する。
【００１９】
錘２は、内周面５ａに沿うようにして振動発生部４を周回する時は、気流によってエアーからの推進力Ｆを受け、さらに内周面５ａに対して遠心力Ｒを付与しながら周回する。そのため、錘２から遠心力Ｒを付与された側壁５、すなわち本体３は、錘２がＢ方向へ周回している間は、この錘２から付与される遠心力Ｒを常に受けている。即ち、錘２が左方向に遠心力Ｒを付与している場合には、その力によって本体３も左方向の力を受け、錘２が右方向に遠心力Ｒを付与している場合には、その力によって本体３も右方向の力を受ける。
【００２０】
したがって、本体３は、錘２により付与される遠心力Ｒによって、この遠心力Ｒが付与される方向と同じ方向へ変位する。この時、錘２により付与される遠心力Ｒの方向は、錘２の位置によって常時変化するので、本体３が変位する方向も錘２の位置によって常時変化する。この時、錘２は、所定の速度でＢ方向へ連続的に周回移動しているから、この周回する速度に伴って、本体３は前後左右方向に一定の周期で変位する。即ち、本体３は、錘２の連続的な円運動によって、一定の周期で往復運動を行い、この往復運動によって振動を発生させる。この振動は、本体３のみならず、本体３に取り付けられた振動対象物にも伝達され、振動装置１全体として振動することになる。なお、この時の振動装置１の振動の強さは、錘２の質量、錘２の大きさ、錘２の直径等に比例する。
【００２１】
なお、振動装置１の振動を停止する場合には、流入口７からのエアーの流入を停止すればよい。エアーの流入を停止することによって錘２に対して推進力Ｆが付与されなくなるので、錘２は振動発生部４の中で内周面５ａに沿いながら周回移動する運動を停止する。錘２が運動を停止すると、本体３も錘２から受けていた遠心力Ｒの作用がなくなるので、本体３の振動も停止する。
【００２２】
このように、本実施の形態に係る振動装置によれば、エアーの供給による力を往復運動に変換し、振動を発生させることができる。したがって、流入口から流入したエアーにより付与することが可能な力を振動に変換する際のロス（以下、エアーロスと言う。）を著しく低減させることが可能になり、非常に効率のよい振動装置を得ることが可能になる。また、本実施の形態に係る振動装置は、錘と本体とにより構成されているので、簡便な構造にすることができ、大幅な軽量化をすることも可能になる。したがって、本実施の形態に係る振動装置によれば、錘により作用する遠心力を受けることでより振動させやすくすることが可能な振動装置を得ることが可能になる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、錘２が振動発生部４において自由に転動することが可能な例を用いて説明したが、これに限定されるものではない。また、本実施の形態では錘２を一つ用いた例を用いて説明したが、錘２は複数個用いてもよい。以下においては、本発明に係る振動装置の実施の形態の第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態の振動装置の構成に関して、先に説明したものと同様のものについては説明を省略する。即ち、本体が側壁、底板、上板を備えていることや、本体に流入管及び排出管が設けられていること等の構成については、先に説明したのと同様である。
【００２４】
［第２の実施の形態に係る振動装置の構成］
第２の実施の形態に係る振動装置２１は、振動発生部２８内に錘２６と回転軸２２とを有し、この振動発生部２８内において錘２６と回転軸２２とが連結し、圧縮流体により錘２６が推進力を付与されて円運動をすると、この円運動に伴って回転軸２２が回転し、錘２６から作用する遠心力を回転軸２２が本体２３に付与することを特徴とするものである。なお、第２の実施の形態の場合には、錘２６の形状は球状にしているが、錘２６は、後述するエアーによる推進力Ｆを受けることができれば球状以外の形状であってもよい。
【００２５】
図２Ａに示すように、第２の実施の形態に係る振動装置２１は、該振動装置２１を平面視した場合において、振動発生部２８の略中心に回転軸２２が回転自在に設けられている。また、回転軸２２を回転自在に支持するために、底板６ａ及び上板６ｂには、チャンバ内に突出するように回転軸２２を支持するための支持受け部２４が設けられている。この支持受け部２４は、本体２３の底板６ａに形成されている底面２３ａ及び上板６ｂに形成されている天井面２３ｂに設けられており、回転軸２２の上端２２ａと下端２２ｂを回転可能に支持することができるように形成されている。第２の実施の形態では、この支持受け部２４は、回転軸２２の外径とほぼ同一又は該外径よりも若干大きな内径を有する凹部２４ａと、この凹部２４ａの外周に形成された凸部２４ｂとにより形成されている。回転軸２２は、これら底面２３ａ及び天井面２３ｂに形成された凹部２４ａに対して該回転軸２２の上端２２ａ及び下端２２ｂを嵌合することで軸支されている。
【００２６】
また、回転軸２２は、半径方向に延出するように設けられたアーム部材２５の一端と接続されており、このアーム部材２５の他端に錘２６が接続されている。即ち、第２の実施の形態の振動装置２１は、アーム部材２５を介して、回転軸２２と錘２６とが接続されている。なお、回転軸２２と錘２６とは直接接続してもよい。また、回転軸２２は振動発生部２８の略中心以外の場所に設けられてもよい。また、これら回転軸２２、アーム部材２５及び錘２６は、すべてを一体的に形成してもよいし、回転軸２２、アーム部材２５及び錘２６をそれぞれ別体で形成して、それらを組み合わせて形成してもよい。また、回転軸２２、アーム部材２５及び錘２６は、全て同一の材料で形成してもよいし、またそれぞれを異なる材料で形成してもよい。例えば、錘２６を金属で形成し、アーム部材２５及び回転軸２２を樹脂材料で形成してもよい。
【００２７】
［第２の実施の形態に係る振動装置２１の作用効果］
次に、第２の実施の形態に係る振動装置２１の作用効果について説明する。第２の実施の形態に係る振動装置２１は、エアーが供給されていない場合には静止している。ここで振動装置２１に対してエアーを供給すると、該エアーは、図２Ａに示すＡ方向に向けて流入口２７から流入し、振動発生部２８に供給される。この時、流入口２７を有する流入管２９の位置は、振動装置２１を平面視した時に左右方向中央から距離Ｌだけずれており、側壁の内周面と近接する位置に設けられている。また、本体２３の内周面２３ｃは、振動装置２１を平面視した時には円形状となるように形成されている。したがって、流入口２７から流入したエアーは、振動発生部２８内においては内周面２３ｃに沿いながら、該振動発生部２８内をＢ方向へ周回するように流れる。即ち、流入口２７からエアーを供給すると、振動発生部２８では、該振動発生部２８をＢ方向へ周回する気流が発生する。
【００２８】
このような方向に流れる気流が発生すると、該気流は錘２６に対して推進力Ｆを付与する。この推進力Ｆを受けた錘２６は、振動発生部２８内においてＢ方向へ順次変位する連続的な円運動を開始する。この時、錘２６は、アーム部材２５を介して回転軸２２に支持されているので、錘２６は、円運動を開始することで作用する遠心力Ｒと同じ大きさであって、該遠心力Ｒとは反対方向に作用する求心力Ｔを作用させる。また、回転軸２２はアーム部材２５を介して錘２６と接続されている。そのため、回転軸２２には、この求心力Ｔが作用する反作用として、遠心力Ｒと同じ方向へ、該遠心力Ｒと同じ大きさの力Ｄが作用する。
【００２９】
そのため、本体２３は、回転軸２２から遠心力Ｒと同じ方向の力Ｄの作用を受け、この力が付与される方向と同じ方向へ変位する。この時、この力Ｄの方向は錘２６の位置によって、即ち回転軸２２と錘２６との位置関係によって常時変化する。この時、錘２６は、所定の速度で連続的に円運動をしているから、この円運動に伴って、本体２３は前後左右方向に一定の周期で変位する。即ち、第２の実施の形態においても、本体２３は、錘２６の運動によって、一定の周期で往復運動を行い、振動を発生させる。また、この振動は、本体２３のみならず、本体２３に取り付けられた振動対象物にも伝達され、振動装置２１全体として振動する。
【００３０】
このように、第２の実施の形態に係る振動装置によっても、供給されたエアーによる力を往復運動に変換することができ、エアーロスを著しく低減させることが可能になり、非常に効率の良い振動装置を得ることが可能になる。また、第２の実施の形態に係る振動装置によっても、基本的な構成が錘と本体とからなるので、簡便な構造にすることができ、大幅な軽量化をすることも可能になる。
【００３１】
［本発明に係る振動装置を有する洗浄機に係る第３の実施の形態について］
次に、本発明に係る振動装置を有する振動工具の構成を説明する。本実施の形態では、振動工具の例として洗浄機を用いた例を用いて説明するが、振動工具としては洗浄機に限定されるものではなく、例えば研磨機や、研磨機以外の振動工具としても用いてよい。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、洗浄機３１は、振動装置３２と、振動対象物としての基板３３及び洗浄体３４と、柄３５とを備えている。なお、振動装置３２の詳細な構成は、先に説明したのと同様であるから、ここでは振動装置３２の構成に関する説明は省略する。
【００３３】
基板３３は、振動装置３２の下に取り付けられており、下部に洗浄体３４を着脱自在に取り付けることができる板状の部材として形成されている。本実施の形態では、基板３３は略五角形状となるように形成されているが、形状はこれに限定されるものではない。また、基板３３を形成する材料も、振動装置３２に取付固定されるものであればよい。洗浄体３４は、洗浄する対象となる被振動体の表面に付着した汚れを除去するためのものである。洗浄体３４は、必要に応じて交換することが可能になり、種類の異なった洗浄体３４を用いることができる。
【００３４】
柄３５は、振動装置３２の上部から延出するように形成されており、使用者が洗浄機３１を把持することが可能な形状に形成されている。また、洗浄機３１には、振動装置３２の流入口３６と接続可能なエアー用導管３７が設けられている。このエアー用導管３７は、柄３５の内部を通るように構成されていることが、使用者の使いやすさや操作のしやすさの観点からは好ましい。符号３８は、エアーの供給を開始又は停止する際に使用するエアー用コックであり、使用者がこのエアー用コック３８を操作することで、振動装置３２へのエアーの供給が開始又は停止されるように構成されている。なお、このエアー用導管３７は、流入口３６とコネクタにより接続するように構成してもよいし、エアー用導管３７を直接振動装置３２の振動発生部３９と接続するように構成してもよい。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る洗浄機３１の作用について説明する。この洗浄機３１を使用者が使用する時は、まず柄３５を握って洗浄機３１を持ち、エアー用コック３８を操作して振動装置３２へのエアーの供給を開始する。エアーは、例えば外部のエアー源から供給される。この場合にはエアー用導管３７が外部のエアー源（図示せず）と接続されており、このエアー用導管３７を通じてエアーが供給される。エアー用導管３７を通じて供給されるエアーは、振動装置３２の流入口３６から該振動装置３２の振動発生部３９に流入する。上記した通り、エアーは、振動発生部３９においては内周面４０を沿うように流れる気流となり、振動発生部３９内に配置されている錘４１に推進力を付与する。推進力が付与された錘４１は、内周面４０に沿いながら所定の速度で連続的な円運動を開始する。また、この時の錘４１は、円運動を行いながら本体４２の側壁４３に対して遠心力を常時付与する。そのため、本体４２には、錘４１が連続的な円運動をしている間は、該錘４１からの力が常時付与されており、それによって前後左右方向へ往復運動を開始する。上記した通り、本体４２は振動装置３２を構成するものであり、また振動装置３２には基板３３及び洗浄体３４が取付固定されているので、本体４２が前後左右方向への往復運動を開始すると、それに伴って振動装置３２が往復運動を開始する。また、振動装置３２が往復運動を開始すると、それに伴って基板３３及び洗浄体３４も往復運動を開始する。即ち、洗浄機３１全体として往復運動を開始し、振動する。
【００３６】
このように、洗浄機を振動させた状態で対象物を擦ると、対象物の表面、例えば革製品の表面等のように表面の凹凸や起伏が多くあるようなものであっても、表面のみならず表面の凹部に残存する汚れを確実に除去することができる。即ち、使用者が洗浄機を用いて擦ることにより、対象物の表面に付着した汚れを除去することができ、それに加えて振動装置において発生する細かな振動に起因して洗浄体が細かく動作することにより、表面の凹部に残存する汚れをも確実に除去することができる。また、この洗浄機は、振動装置が軽量化されていることから、洗浄機全体の重量も軽量化されている。したがって、使用者に対しても、非常に扱いやすい洗浄機を提供することが可能になる。
【００３７】
［本発明に係る振動装置を有する洗浄機に係る第４の実施の形態について］
次に、本発明に係る振動装置を有する洗浄機に係る第４の実施の形態の構成について説明する。本実施の形態に係る洗浄機５１は、液体を入れる容器５６と、一端が排出口６０に連通し、前記排出口６０よりも口径が小さく形成された噴出口５８（図５Ａ参照）を有し、前記容器５６内の液体を案内する導管としての液体移送用導管５７と、を備え、前記排出口６０から排出される気体が外方へ排出される時、ベンチュリー効果により負圧を発生し、発生した負圧により液体移送用導管５７を介して前記容器５６内の前記液体が吸引され、この吸引された液体が噴出口５８から外部に噴射されるように構成したことを特徴とするものである。なお、本実施の形態に係る洗浄機５１の構成に関して、先に説明したのと同様の構成であるものは、その説明を省略する。
【００３８】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、本実施の形態に係る洗浄機５１は、先に説明した洗浄機５１と同様に振動装置５２と基板５３と、洗浄体５４と、柄５５を備えている。また、本実施の形態に係る洗浄機５１は、容器５６と、液体移送用導管５７とを備えている。容器５６は、洗浄体５４に供給するための液体を貯留しておくためのものであり、柄５５の先端部５５ａに取り付けられている。この容器５６は、内部に液体を入れる量に応じて任意の大きさのものを適宜選択してよい。この容器５６の内部には、後述する液体移送用導管５７の一端が挿入されており、この容器５６の中に入れられている液体を吸引することができるようになっている。
【００３９】
液体移送用導管５７は、容器５６の中に入れられた液体としての洗浄液を噴出口５８へ案内するための中空状の配管であり、一端が容器５６の内部に挿入されており、他端は振動装置５２の排出管５９の内部に挿入配置されている。また液体移送用導管５７の一端には、容器５６の内部に開口する吸引口が形成されており、他端には、後述する噴出口５８が形成されている。この液体移送用導管５７は、従来から公知の材料を任意に選択して形成することができる。例えば、液体移送用導管５７に用いる材料としては真鍮等の金属を用いた金属配管であってもよいし、可撓性を有する樹脂材料で形成したチューブであってもよい。噴出口５８は、液体移送用導管５７の他端に開口形成されており、排出管５９の内部であって、排出口６０の内部に位置するように設けられている。また、噴出口５８は、排出口６０と略面一となる位置に配置されている。この噴出口５８は、排出管５９の排出口６０の口径よりも小さくなるように形成されている。なお、この噴出口５８の形状は円形状でもよいし、円形状以外の形状であってもよい。
【００４０】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、排出管５９は、側壁６８に開口形成された孔を介して本体６７の内部と連通する排出孔を内部に有すると共に、略直角に屈曲するように形成されており、該排出管５９の一端側の端部は基板５３に向かう方向へ向けられている。また、基板５３には、排出管５９の一端側の端部が対向する位置に孔部６１が開口形成されている。この孔部６１は、基板５３を貫通するように形成されており、排出管５９から噴射される液体を基板５３の下に設けられている洗浄体５４に浸み込ませることができるように構成されている。また、柄５５には、エアーを供給するか否かを切り替えるエアー用コック６２のほかに、洗浄液を移送するか否かを切り替える洗浄液用コック６３が設けられている。
【００４１】
次に、本実施の形態に係る洗浄機５１の作用について説明する。この洗浄機５１を使用者が使用する時は、柄５５を握って洗浄機５１を持ち、エアー用コック６２を操作して、例えば外部のエアー源から振動装置５２へのエアーの供給を開始する。振動装置５２へ供給されるエアーは、振動装置５２の流入口から該振動装置５２の振動発生部６４に流入し、振動発生部６４に配置されている錘６５に推進力を付与する。推進力が付与された錘６５は、内周面６６に沿いながら所定の速度で円運動を開始し、本体６７の側壁６８に対して遠心力を常時付与しながら円運動を行う。
【００４２】
本体６７には、錘６５が円運動を行うことにより、該錘６５から力を常時付与されており、それによって前後左右方向への往復運動を開始する。そして、振動装置５２が全体として往復運動を開始し、さらには洗浄機５１全体として往復運動を開始し、振動する。
【００４３】
また、使用者が洗浄液用コック６３を操作すると、液体移送用導管５７を通じて洗浄液が供給される。ここで、洗浄液用コック６３を操作した時に洗浄液が供給される作用について説明する。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、液体移送用導管５７の他端は、排出管５９の内部に挿入されており、噴出口５８も排出管５９の排出口６０と略面一となる位置に配置されている。振動装置５２には、エアーが供給されており、振動発生部６４から排出されるエアーは、排出管５９を通じて排出口６０から常時排出されている。そのため、排出管５９の内部では、噴出口５８が設けられている位置においてベンチュリー効果により負圧が発生し、この発生した負圧により、液体移送用導管５７の内部も負圧になり、そのため、液体移送用導管５７を介して容器５６内の洗浄液が吸引される。吸引された洗浄液は、噴出口５８から噴出する。噴出口５８から噴出した洗浄液は、基板５３に形成された孔部６１を通じて洗浄体５４に含浸する。このようにして、使用者が洗浄液用コック６３を操作すると、容器５６内の洗浄液が洗浄体５４に供給されるようになる。
【００４４】
本実施の形態に係る洗浄機５１では、使用者がエアー用コック６２及び洗浄液用コック６３を操作すると、洗浄液の含浸した洗浄体５４が振動している状態になる。このような洗浄機５１で対象物を擦ると、対象物の表面のみならず、表面に形成された細かな凹凸や起伏の汚れをより確実に除去することができる。即ち、本実施の形態に係る洗浄機５１では、洗浄体５４で擦ることにより除去されて自由に動くことができるようになった汚れが洗浄液によって順次その場から取り除かれていくので、自由に動ける汚れが再度表面や表面に形成された凹部に入り込んでしまうことを確実に防止することができ、対象物の表面をより確実に除去することが可能になる。
【００４５】
また、供給される洗浄液の量が多い場合には、洗浄液用コック６３を操作して洗浄液の供給を止めればよく、この場合には、洗浄体に含浸した洗浄液のみを用いて、対象物の汚れを確実に除去することもできる。
【００４６】
［本発明に係る振動装置を有する洗浄機に係る第５の実施の形態］
第５の実施の形態に係る振動装置７２を有する洗浄機は、排出口が、内部に導管が配置されている第１排出口８５と、この第１排出口８５とは別の位置に開口形成された第２排出口８７とを備えたことを特徴とするものである。即ち、第５の実施の形態に係る振動装置７２を有する洗浄機は、液体を入れる容器と、一端が排出口に連通し、排出口よりも口径が小さく形成された噴出口７４を有して容器内の液体を案内する液体移送用導管７３と、を備え、第１排出口８５から排出される圧縮流体としてのエアーが噴出口７４から噴出される時、ベンチュリー効果により負圧を発生し、発生した負圧により容器内の液体が吸引され、この吸引された液体が噴出口７４から外部に噴射されるように構成されている。また、流入口８４からエアーが流入することに伴って、第１排出口８５とは別の位置に開口形成された第２排出口８７からもエアーが排出されるように構成されている。なお、第５の実施の形態に係る洗浄機の構成に関して、先に説明したのと同様の構成であるものは、その説明を省略する。
【００４７】
図６Ａに示すように、第５の実施の形態に係る洗浄機は、先に説明した洗浄機と同様に、振動装置７２を有している。また、この洗浄機は、図６Ａにおいては図示しない基板、洗浄体及び柄を備えている。また、第５の実施の形態に係る洗浄機は、図６Ａにおいては図示しない容器を有する他に、液体移送用導管７３とを備えている。この液体移送用導管７３には噴出口７４が開口形成されている。
【００４８】
振動装置７２は、錘７５と本体７６とを備えており、本体７６に形成されたチャンバ、即ち振動発生部７７に錘７５が配置されている。本体７６は、容器状に形成されており、内部に形成された振動発生部７７に錘７５と後述するガイド部材７８とが配置されるように形成されている。この本体７６は、側壁７９、底部８０、エアーを流入するための流入管８１、並びにエアーを排出するための第１排出管８２及び第２排出管８３を備えている。流入管８１は、本体７６の側壁７９から外方へ突出するように形成されており、先端に流入口８４が形成されている。第１排出管８２は、振動発生部７７内のエアーを排出することができるように形成されており、本体７６の側壁７９から外方へ突出するように形成されており、先端にエアーを排出するための第１排出口８５が形成されている。また、図６Ａに示すように、第１排出管８２の内部には、側壁に開口形成された孔を介して本体７６の内部と連通する第１排出孔が形成され、この第１排出孔内に、図６Ａにおいては図示しない容器に貯留されている液体を移送するための液体移送用導管７３が配置されている。第１排出管８２は、内径が液体移送用導管７３の外径よりも大径となるように形成されており、第１排出管８２の内周面８９と液体移送用導管７３の外周面８８との間には排出通路８６が形成されている。振動発生部７７内のエアーは、この排出通路８６を通って排出されるように構成されている。液体移送用導管７３は、図示しない洗浄体に供給するための液体を案内するためのものであり、一部が第１排出孔内に設けられている。また、液体移送用導管７３は、その先端部に形成された噴出口７４は第１排出管８２の第１排出口８５と略面一となるように配置されている。
【００４９】
第２排出管８３は、第１排出管８２とは異なる位置に設けられており、本体７６の側壁７９から外方へ突出するように形成されている。この第２排出管８３には、側壁に開口形成された孔を介して本体７６の内部と連通する第２排出孔が形成されると共に、エアーを排出するための第２排出口８７が形成されており、振動発生部７７内のエアーを排出することができるように構成されている。本実施の形態では、第２排出管８３は、側壁７９において第１排出管８２とは別の位置に設けられているが、側壁７９以外のところに設けてもよい。また、これら第１排出管８２における第１排出口８５の口径と第２排出管８３における第２排出口８７の口径は同じであってもよいし、異なっていてもよい。これら流入口８４並びに第１排出口８５及び第２排出口８７との間においては、第１排出口８５から排出されるエアーの流量及び第２排出口８７から排出されるエアーの流量の和が、流入口８４から流入するエアーの流量以上となっていることが好ましい。本実施の形態では、第１排出管８２の内部に液体移送用導管７３が配置されているので、第１排出口８５の面積から液体移送用導管７３の肉厚分も含めた面積を引いた差Ａ１と、第２排出口８７の面積Ａ２との和Ａ１＋Ａ２が、流入口８４の面積Ａ３以上になるように形成されている。即ち、Ａ１＋Ａ２≧Ａ３の関係が成立するように構成されている。なお、本実施の形態では、上記した面積の関係により第１排出口８５から排出されるエアーの流量及び第２排出口８７から排出されるエアーの流量の和が、流入口８４から流入するエアーの流量以上となるようにしているが、これに限定されるものではない。他の構成によって、第１排出口８５から排出されるエアーの流量及び第２排出口８７から排出されるエアーの流量の和が、流入口８４から流入するエアーの流量以上となるようにしてもよい。
【００５０】
ガイド部材７８は、本体７６のチャンバ、即ち振動発生部７７において、該本体７６を平面視した時に該振動発生部７７の略中央に位置するように設けられている。このガイド部材７８の外周面８８と側壁７９の内周面８９との間には錘７５が転動可能な転動路９０が形成されている。転動路９０は、錘７５の直径と略同じか、又は錘７５の直径よりも大きな幅を有するように形成されており、振動発生部７７内において流入口８４から流入するエアーによる推進力を受けて転動する錘７５が転動する路として形成されている。また、ガイド部材７８は、外周面８８が略平滑面となるように形成されており、振動発生部７７内を転動する錘７５がスムーズに転動することができるように形成されている。なお、ガイド部材７８は、転動する錘７５に抵抗を与えずにスムーズに転動させることができるように構成されていればよく、その場合には外周面８８が平滑面となるように形成されていなくてもよい。
【００５１】
次に、第５の実施の形態の作用効果について説明する。第５の実施の形態に係る洗浄機は、未使用時には本体７６の内部において錘７５が任意の方向へ転動することができる。エアーは、流入口８４から図６Ａに示すＡ方向に向けて流入し、振動発生部７７へ供給される。エアーが振動発生部７７へ流入すると、錘７５はこの流入したエアーによる推進力を受けて、転動路９０をＢ方向へ周回するように転動する。推進力が付与された錘７５は、内周面８９に沿いながら所定の速度で円運動を開始し、本体７６の側壁７９に対して遠心力を常時付与しながら円運動を行う。
【００５２】
この時、第５の実施の形態に係る洗浄機は、振動発生部７７にガイド部材７８が形成されており、ガイド部材７８の外周面８８と側壁７９の内周面８９との間に転動路９０が形成されているので、流入口８４からエアーを流入し始めの時に、錘７５に対して付与する推進力の大きさが所定の大きさまで到達していない場合であっても、錘７５に対して確実に推進力を付与することができ、この錘７５が転動する際、転動路９０において所定速度に達するまでの時間を短縮化することも可能になる。
【００５３】
また、第５の実施の形態に係る洗浄機の場合は、第１排出管８２の内部に液体移送用導管７３が配置されているので、第１排出口８５の付近においてエアーを流出させる箇所の面積を小さくすることができる。この面積を小さくすることで、第１排出口８５から排出されるエアーの流速を速くすることができるため、第１排出口８５から流出させるエアーによって、この第１排出口８５の付近に負圧を生じさせやすくすることが可能になる。また、このように、第１排出口８５の付近の圧力が大気圧よりも低い負圧の状態になるので、ベンチュリー効果によって、第１排出口８５と略面一に噴出口７４が配置された液体移送用導管７３を通じて、図示しない容器内の液体が吸引される。この吸引された液体は、さらにこの液体移送用導管７３を通じて移送され、噴出口７４から噴出される。
【００５４】
この時、振動装置７２には、図示しない外部のエアー源から供給されているエアーが流入口８４から常時流入しており、振動発生部７７においては、転動路９０を錘７５が所定の速度で回転し続けている。上記した通り、第１排出口８５は、該第１排出口８５の付近に負圧の状態を作り出すことが必要とされるため、排出通路８６の面積は小さい方が好ましい。しかし、この面積を小さくすると、第１排出口８５から排出されるエアーの流れに対する抵抗が大きくなり、第１排出口８５から排出されるエアーの流量は制限される。そのため、流入口８４から流入するエアーの流入量に対して、第１排出口８５から排出されるエアーの排出量が小さくなり、振動装置７２を振動させるのに必要な量のエアーが流入口８４から流入されず、エアーロスが大きくなってしまうことがある。
【００５５】
しかし、第５の実施の形態に係る洗浄機の場合は、振動装置７２に第２排出口８７を開口形成しており、この第２排出口８７からもエアーを排出することができるように構成されているので、上記したエアーロスが大きくなるのを防止することができるだけでなく、このエアーロスを最小限にまで抑えることが可能になる。即ち、第１排出口８５からは、第１排出口８５付近を負圧にするために必要とされる量のエアーが排出され、この他に、第２排出口８７からもエアーを排出することにより、流入口８４から流入するエアーの流量に対して第１排出口８５及び第２排出口８７から排出されるエアーの流量を同じにするか、又は、第１排出口８５及び第２排出口８７から排出されるエアーの流量を流入口８４から流入するエアーの流量よりも多くすることができる。したがって、第５の実施の形態に係る洗浄機の場合には、少なくとも、エアーの流入量と同じ量のエアーを第１排出口８５及び第２排出口８７から排出することができるので、本体７６内における振動発生部７７でのエアーの流れを抵抗なくスムーズなものにすることができ、エアーロスがなく非常に効率のよい振動装置７２を有する洗浄機を提供することが可能になる。
【００５６】
また、第５の実施の形態に係る洗浄機は、このようなエアーロスのない高効率の振動装置７２を有するので、振動装置７２による前後左右方向への振動をより確実に発生させることができる。したがって、第５の実施の形態に係る洗浄機によれば、洗浄液の噴出と洗浄機を振動させることによる汚れの除去のいずれをもより確実に行うことができるので、対象物を擦った場合に、この対象物の表面のみならず、表面に形成された細かな凹凸や起伏の汚れ等をさらにより確実に除去することができる。
【００５７】
［本発明に係る振動装置を有する洗浄機に係る第６の実施の形態］
第６の実施の形態に係る振動装置９２を有する洗浄機は、第１排出管１０２及び第２排出管１０３を有し、第２排出管１０３の内部に第１排出管１０２が配置されている、いわゆる二重管構造を有するものである。
【００５８】
図６Ｂに示すように、第６の実施の形態に係る洗浄機は、図６Ｂにおいては図示しない基板、洗浄体及び柄を備えると共に、振動装置９２を備えている。また、第６の実施の形態に係る洗浄機は、洗浄液を貯留するための容器（図６Ｂにおいては図示せず）と、この容器内の洗浄液を移送するための液体移送用導管９３とを備えている。
【００５９】
図６Ｂに示すように、振動装置９２は、錘９４が容器状に形成された本体９５のチャンバ、即ち振動発生部９６に配置されている。また、振動発生部９６には、ガイド部材９７が設けられている。これら本体９５の内周面９１とガイド部材９７の外周面９８との間には、錘９４が転動するための転動路９９が形成されている。本体９５には、エアーを振動発生部９６に流入させるための流入管１００と、振動発生部９６のエアーを排出するための排出管１０１が設けられている。このうちの排出管１０１は、第１排出孔を有する第１排出管１０２と第２排出孔を有する第２排出管１０３とを有している。第６の実施の形態では、第１排出管１０２が第２排出管１０３の内部に位置するように配置されている。即ち、第１排出管１０２の内部には、図示しない容器内の洗浄液を移送するための液体移送用導管９３が配置され、第２排出管１０３の内部には、第１排出管１０２が配置されており、外側から順に、第２排出管１０３、第１排出管１０２及び液体移送用導管９３の順番で各管の内部に配置されるように構成される、いわゆる二重管構造になっている。また、これら液体移送用導管９３の噴出口１０８、第１排出管１０２の第１排出口１０４及び第２排出管１０３の第２排出口１０５は、略面一となるように形成されている。
【００６０】
第１排出管１０２は、振動発生部９６内のエアーを排出することができるように形成されており、本体９５の側壁１０９から外方へ突出するように形成されている。また、第１排出管１０２には、エアーを排出する第１排出口１０４が開口形成されている。この第１排出管１０２の内部には、液体移送用導管９３が配置されている。液体移送用導管９３の外側面と第１排出管１０２の内側面との間には、流出される振動発生部９６のエアーが移送される第１排出通路１０６が形成されている。振動発生部９６内のエアーは、一つのルートとして、この第１排出通路１０６を通って排出するように構成されている。液体移送用導管９３は、図示しない洗浄体に供給するための液体を案内するためのものであり、その先端部に形成されている噴出口１０８は、第１排出管１０２の第１排出口１０４と略面一となるように形成されている。なお、第６の実施の形態における第１排出管１０２は、二重管構造のうちの内管として機能するように構成されている。
【００６１】
第２排出管１０３は、振動発生部９６内のエアーを排出することができるように形成されており、本体９５の側壁１０９から外方へ突出するように形成されている。第６の実施の形態では、この第２排出管１０３は、二重管構造のうちの外管として機能するように構成されており、第２排出管１０３の内部に第１排出管１０２が配置されるように構成されている。この第２排出管１０３の内側面と第１排出管１０２の外側面との間には、流出される振動発生部９６のエアーが移送される第２排出通路１０７が形成されている。振動発生部９６内のエアーは、二つ目のルートとして、この第２排出通路１０７を通って排出するように構成されている。
【００６２】
これら第１排出通路１０６と第２排出通路１０７は、該第１排出通路１０６の断面積よりも、第２排出通路１０７の断面積の方が大きくなるように形成されていることが好ましい。これは、第１排出通路１０６を通過して噴出するエアーは、エアーを排出する他に、第１排出口１０４の外部において負圧を発生させることが必要とされるため、第１排出口１０４から噴射させるエアーは、所定の流速を有する状態で噴出されることが必要とされる。そのためには、第１排出通路１０６の断面積を小さくすることが必要である。一方、第２排出通路１０７は、第１排出通路１０６から排出することができなかったエアーを外部へ排出させるためのものであり、第１排出通路１０６及び第２排出通路１０７から排出されるエアーの流量が、流入口から流入するエアーの流量以上であるようにすることが必要とされる。そのため、第２排出通路１０７の断面積は、第１排出通路１０６の断面積よりも大きくなることが好ましい。
【００６３】
このように、第６の実施の形態のように、第１排出管１０２及び第２排出管１０３を二重管構造にしても、上記した第５の実施の形態と同じ効果を得ることができる。また、第６の実施の形態のように二重管構造にすることにより、排出管１０１を一体的にすることができるので、省スペース化を図ることも可能になる。
【００６４】
［本発明に係る振動装置を有する洗浄機に係る第７の実施の形態］
第７の実施の形態に係る振動装置１１２を有する洗浄機は、排出口１２３がガイド部材１１６を上下方向に貫通して設けられていることを特徴とするものである。第７の実施の形態に係る洗浄機は、先に説明した洗浄機と同様に、振動装置１１２を有している。また、この洗浄機は、図７Ａ及び図７Ｂにおいては図示しない基板、洗浄体、柄及び洗浄液を貯留するための容器を備えている。また、この洗浄機は、液体移送用導管１２４を備えている。
【００６５】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第７の実施の形態に係る洗浄機の振動装置１１２は、錘１１３が容器状に形成された本体１１４のチャンバ、即ち振動発生部１１５に配置されている。また、振動発生部１１５には、ガイド部材１１６が設けられている。なお、第７の実施の形態においては、錘１１３、本体１１４、流入管１１７及び流入口１２６等の構成は先に説明したのと同様であるから、ここでの説明は省略する。
【００６６】
図７Ｂに示すように、ガイド部材１１６は、本体１１４を平面視した場合の略中央に設けられている。また、このガイド部材１１６は、本体１１４の底部１１８から上方に向けて突出するように形成されている。このガイド部材１１６の上面１１９と本体１１４の天井面１２０との間には空間部１２１が形成されている。また、ガイド部材１１６には、平面視した場合の略中央に、上下方向に貫通する排出孔としての貫通孔１２２が形成されている。さらに、この貫通孔１２２の軸芯を整合する開口部が上板６ｂに穿設されている。この貫通孔１２２は、振動発生部１１５のエアーを排出するためのものであり、貫通孔１２２の下端に排出口１２３が開口形成されている。
【００６７】
この貫通孔１２２及び上板６ｂの開口部には、液体移送用導管１２４が挿通するように配置されている。図７Ｂに示すように、液体移送用導管１２４は、上板６ｂに開口形成された孔と連通すると共に底板に開口形成された貫通孔１２２とも連通し、その先端部に形成されている噴出口１２５は、貫通孔１２２の排出口１２３と略面一となるように形成されている。液体移送用導管１２４の外周面と貫通孔１２２の内周面との間には、排出されるエアーが通る排出通路が形成されており、振動発生部１１５内のエアーは上記した貫通孔１２２により画定されたこの排出通路を通って排出口１２３から排出されるように構成されている。
【００６８】
このように構成された振動装置１１２は、図７ＡのＡ方向に流れるエアーが流入口から流入すると、振動発生部１１５において図７Ａ中のＢ方向へ周回するようにエアーが流れる。このエアーの流れにより錘１１３が推進力を受けて、本体１１４が前後左右方向に振動するような力を該本体１１４に付与しながら、本体１１４の内周面とガイド部材１１６の外周面との間に形成された転動路を所定速度で転動する。
【００６９】
洗浄機が駆動している間は、エアーは流入口から常時流入するため、振動発生部１１５内におけるエアーは空間部１２１を図７Ｂ中のＣ方向に通った後に排出口１２３から排出される。この時、排出口１２３から排出されたエアーによって、排出口１２３の外側付近には負圧が生じる。このように負圧が生じると、液体移送用導管１２４の噴出口１２５付近にも負圧が生じるため、液体移送用導管１２４内の気体が排出口１２３に向けた方向へ流れることになり、それにより容器内に貯留されている洗浄液が吸い上げられる。吸い上げられた洗浄液は、液体移送用導管１２４内を移送され、噴出口１２５から噴出される。
【００７０】
この時、第７の実施の形態に係る洗浄機によれば、ガイド部材１１６の貫通孔１２２に液体移送用導管１２４が配置され、振動装置１１２の下部から下方に向けて洗浄液を噴出することができるように構成されているので、構成をさらに簡略化することができ、さらに洗浄機を構成する洗浄体の略中央部分に向けて洗浄液を噴出することで、洗浄液を洗浄体に対して万遍なく浸み込ませることができ、洗浄をより確実に行うことが可能になる。また、第７の実施の形態によれば、より簡単な構成で上記した効果を得られる洗浄機を得ることが可能になる。
【００７１】
以上、本発明に係る振動装置を有する振動工具としての洗浄機について詳細に説明したが、この振動工具は洗浄機以外のものに用いることも可能である。例えば、対象物の表面を磨くための研磨機としても用いることができる。研磨機として用いる場合には、例えば容器に水等の液体を入れておき、研磨作業中にこの水等の液体を供給すればよい。この場合には、いわゆる水研ぎと同じ作用効果、即ち液体を供給しながら研磨することにより、より研磨の精度を向上させたり、研磨後の表面粗さをより低減することも可能になる。また、この場合には、洗浄体に代えてヤスリ等の研磨体を基板に対して着脱自在に取り付ければよい。また、容器に入れることのできる液体は、液体研磨剤のようなものであってもよいし、これ以外のものであってもよい。
【００７２】
本発明に係る振動工具の例として挙げた研磨機においても、上記した各実施の形態に係る振動装置を用いてもよい。また本発明に係る振動装置及びこの振動装置を用いた洗浄機は、適宜構成を変更してもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１，２１，３２，５２，７２，９２，１１２  振動装置
２，２６，４０，６５，７５，９４，１１３  錘
３，２３，４２，６７，７６，９５，１１４  本体
４，２８，３９，６４，７７，９６，１１５  振動発生部
５，４２，６８，７９，１０９  側壁
５ａ，３９，６６，８９，９８  内周面
１０，２７，３６，８４，１２６  流入口
１１，６１，１２３  排出口
２２  回転軸
３１，５１  洗浄機
３３，５３  基板
３４，５４  洗浄体
５６  容器
５７，７３，９３，１２４  液体移送用導管
５８，７４，１０８，１２５  噴出口
８５，１０４  第１排出口
８７，１０５  第２排出口
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【国際調査報告】
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