JP2015105824A - Static load bearing device of electro-dynamic vibration generator - Google Patents

Static load bearing device of electro-dynamic vibration generator Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a static load bearing device of an electro-dynamic vibration generator that enables the overall size of the electro-dynamic vibration generator to be made compact and its vibration characteristics to be adversely affected in no way.SOLUTION: A static load bearing device of an electro-dynamic vibration generator comprises: an exciting coil 2 for generating a magneto-static field; a yoke 1 comprising a ferromagnetic body for forming a magnetic circuit magnetized by the exciting coil 2 to form a static field and a magnetic gap 4; a drive coil 5 arranged in the magnetic gap 4 to generate vibration; and a vibration table 6 formed integrally with the drive coil 5. A lower supporting mechanism 30 receiving a shaft 32 disposed downward continuously in the central part of the vibration table 6 to be vertically movable in the upper central part of the yoke 1 is provided, a pneumatic spring 40 surrounding airtight the lower supporting mechanism 30 is provided between the lower part of the vibration table 6 and the upper part of the yoke, and a first air chamber 41 within the pneumatic spring 40 and a second air chamber 42 disposed within the yoke 1 are communicated with each other through a communicating hole 43 bored through the yoke 1.

Description

本発明は、振動試験システム等で用いられる動電型振動発生機の静荷重保持装置に関する。   The present invention relates to a static load holding device for an electrodynamic vibration generator used in a vibration test system or the like.

車載機器等の振動試験システムの従来例を図6に示す。これは、特許文献1に開示されたものであり、動電型振動発生機100は、外側磁極101、内側磁極102、励磁コイル103、可動コイル104、振動台105、空気ばね106により構成されている。励磁コイル103は、直流電流により励磁されて直流磁界を生成し、外側磁極101、内側磁極102との間の磁気ギャップGには、可動コイル104を横切る直流磁界が形成される。   FIG. 6 shows a conventional example of a vibration test system for in-vehicle devices. This is disclosed in Patent Document 1, and the electrodynamic vibration generator 100 includes an outer magnetic pole 101, an inner magnetic pole 102, an excitation coil 103, a movable coil 104, a vibration table 105, and an air spring 106. Yes. The excitation coil 103 is excited by a DC current to generate a DC magnetic field, and a DC magnetic field across the movable coil 104 is formed in the magnetic gap G between the outer magnetic pole 101 and the inner magnetic pole 102.

可動コイル104には交流電流が流されており、可動コイル104はギャップGに形成された直流磁界中を交流電流の周波数に基づく振動数で振動する。この可動コイル104は内側磁極102の上面に設置された空気ばね106によって上下動自在に支持される振動台105に固定されており、可動コイル104が振動することによって振動台105が振動する。そして、振動台105には被試験物107が載置されており、振動台105の振動に伴って被試験物107が振動し、このときの振動特性を測定できるようになっている。   An alternating current is passed through the movable coil 104, and the movable coil 104 vibrates in a direct current magnetic field formed in the gap G at a frequency based on the frequency of the alternating current. The movable coil 104 is fixed to a vibration table 105 supported by an air spring 106 installed on the upper surface of the inner magnetic pole 102 so as to be movable up and down. The vibration table 105 vibrates when the movable coil 104 vibrates. A device under test 107 is placed on the vibration table 105, and the device under test 107 vibrates with the vibration of the vibration table 105, and the vibration characteristics at this time can be measured.

他の例を図7に示す。これは、特許文献2に開示されたものであり、動電型振動発生機110は、外側磁極111、内側磁極112、上下の励磁コイル113、可動コイル114、振動台115、シャフト116、ベアリング118、空気ばね119より構成されている。励磁コイル113は、電源部120から入力される直流電流により励磁されて直流磁界を生成し、磁性体である外側磁極111、内側磁極112との間のギャップGには、可動コイル114を横切る直流磁界が形成される。   Another example is shown in FIG. This is disclosed in Patent Document 2, and an electrodynamic vibration generator 110 includes an outer magnetic pole 111, an inner magnetic pole 112, upper and lower excitation coils 113, a movable coil 114, a vibration table 115, a shaft 116, and a bearing 118. And an air spring 119. The exciting coil 113 is excited by a direct current input from the power supply unit 120 to generate a direct current magnetic field, and a direct current across the movable coil 114 is formed in a gap G between the outer magnetic pole 111 and the inner magnetic pole 112 that are magnetic bodies. A magnetic field is formed.

可動コイル114には交流電流が供給され、可動コイル114はギャップGに形成された直流磁界中を交流電流の周波数に基づく振動数で振動する。この可動コイル114は、内側磁極112内に設置された空気ばね119によって支持される振動台115に固定されており、可動コイル114が振動することによって、振動台115はベアリング118に案内されて垂直方向に振動する。
特許文献3に開示された動電型振動発生機も、同様な空気ばねを用いている。
An alternating current is supplied to the movable coil 114, and the movable coil 114 vibrates in the direct current magnetic field formed in the gap G at a frequency based on the frequency of the alternating current. The movable coil 114 is fixed to a vibration table 115 supported by an air spring 119 installed in the inner magnetic pole 112. When the movable coil 114 vibrates, the vibration table 115 is guided by a bearing 118 and vertically. Vibrate in the direction.
The electrodynamic vibration generator disclosed in Patent Document 3 also uses a similar air spring.

上述した図6および図7に示した空気ばね106、119は、振動台105、115に取り付けられる被試験物および可動コイル104、114を含む可動部の重量を支えて、可動コイル104、114の位置が磁気ギャップGの高さ方向の中心位置に保持されるようにするものであり、その位置を中心にして、可動コイル104、114は上下振動することになる。   The above-described air springs 106 and 119 shown in FIGS. 6 and 7 support the weight of the movable part including the DUT and the movable coils 104 and 114 attached to the vibration tables 105 and 115, The position is held at the center position in the height direction of the magnetic gap G, and the movable coils 104 and 114 vibrate up and down around the position.

振動発生機においては、その可動部の振れ幅を常に一定に保つ必要があるため、被試験物を可動部に載置した際に、常に一定の位置、即ち中立の位置(以下、「中立位置」という。)を保つよう制御しなければならない。そこで、被試験物の重みによって沈み込んだ可動部を中立位置に戻すために、エアコンプレッサや工場エア源から供給された空気を用いてレギュレータで可動部に圧力をかけ、可動部を押し上げたり、空気ばねやベロフラム等で可動部を上方に押し上げたりすることにより中立位置を保つ方法が知られている。   In a vibration generator, it is necessary to always keep the swing width of the movable part constant. Therefore, when the object to be tested is placed on the movable part, the constant position, that is, the neutral position (hereinafter referred to as “neutral position”). Must be controlled to maintain. Therefore, in order to return the movable part that sank due to the weight of the DUT to the neutral position, pressure is applied to the movable part with a regulator using air supplied from an air compressor or factory air source, and the movable part is pushed up, There is known a method of maintaining a neutral position by pushing up a movable part with an air spring or a bellophram.

しかしながら、振動発生機本体内の空気圧をコントロールするためのレギュレータや、レギュレータにエアを注入するためのエアコンプレッサ、また工場エア源を引き込むホースや、空気入れ等を設置するには、構造が複雑となるとともに、その設置面積が大きくなってしまうという問題があった。   However, a complicated structure is required to install a regulator for controlling the air pressure in the vibration generator body, an air compressor for injecting air into the regulator, a hose that draws in the factory air source, and a vent. In addition, there is a problem that the installation area becomes large.

そこで、特許文献4には、図8に示すように、可動部の中立位置合わせをよりシンプルな仕組みで、容易に行うことができるコンパクトな動電型振動発生機110’が提案されている。
すなわち、この動電型振動発生機110’は、図7に示した振動発生機110に、空気室130及び容積可変手段140を設けたことが特徴である。空気室130は、外側磁極111の内部の、振動台115、励磁コイル113及び可動コイル114以外の空間部により形成され、シール手段Sにより完全に外空間から遮断されている。
Therefore, Patent Document 4 proposes a compact electrodynamic vibration generator 110 ′ that can easily perform neutral positioning of the movable part with a simpler mechanism as shown in FIG.
That is, this electrodynamic vibration generator 110 ′ is characterized in that the vibration generator 110 shown in FIG. The air chamber 130 is formed by a space inside the outer magnetic pole 111 other than the vibration table 115, the excitation coil 113, and the movable coil 114, and is completely blocked from the outer space by the sealing means S.

この空気室130は、開口部131aを通じて第2の空気室131と連通しており、第2の空気室131には容積可変手段140が設けられている。容積可変手段140は、外側磁極111の外部から第2の空気室131に挿入されたピストン141により構成され、ピストン141の先端には第2の空気室131の内壁に気密状態に接して移動可能なピストンリング142が設けられている。   The air chamber 130 communicates with the second air chamber 131 through the opening 131a, and the second air chamber 131 is provided with a volume varying means 140. The volume changing means 140 is constituted by a piston 141 inserted into the second air chamber 131 from the outside of the outer magnetic pole 111, and the tip of the piston 141 can move in contact with the inner wall of the second air chamber 131 in an airtight state. A piston ring 142 is provided.

振動台115に被試験物Tを載置させた状態で、容積可変手段140のピストン141を振動発生機100’の内側に押し入れると、外部から完全に遮断された空気室130内部の空気は、その容積を減少させることとなる。気体は、温度が一定の場合、圧力と容積の積が一定であることから、容積が減少することによって振動発生機110’内部の圧力が増加する。つまり、空気室130側から振動台115に加わる圧力が上がり、その結果、圧力が加えられた振動台115は、外圧と均衡を保つまで上昇する。このようにして、コンパクトな構造で、可動部の重量に応じて空気室130の容積を変化させることができる。   When the test object T is placed on the vibration table 115 and the piston 141 of the volume varying means 140 is pushed inside the vibration generator 100 ′, the air inside the air chamber 130 completely blocked from the outside is obtained. The volume will be reduced. When the temperature of the gas is constant, the product of the pressure and the volume is constant, so that the pressure inside the vibration generator 110 ′ increases as the volume decreases. That is, the pressure applied to the vibration table 115 from the air chamber 130 side increases, and as a result, the vibration table 115 to which the pressure has been applied rises until it is balanced with the external pressure. In this manner, the volume of the air chamber 130 can be changed according to the weight of the movable part with a compact structure.

特開2000−258288号公報JP 2000-258288 A 特開2005−62097号公報JP 2005-62097 A 国際公開第2009/130818号パンフレットInternational Publication No. 2009/130818 Pamphlet 特開2005−148006号公報JP 2005-148006 A

上述したように、前掲の特許文献1に記載された動電型振動発生機100では、可動コイル104や被試験物を含めた振動台105(可動部)の重量が変化した場合、空気ばね106の押上圧力が一定であると可動コイル104の中立位置が変化し、振動特性の測定精度が悪化するという問題があった。   As described above, in the electrodynamic vibration generator 100 described in the above-mentioned Patent Document 1, when the weight of the vibration table 105 (movable part) including the movable coil 104 and the DUT changes, the air spring 106 is used. If the pushing pressure is constant, there is a problem that the neutral position of the movable coil 104 changes and the measurement accuracy of the vibration characteristics deteriorates.

特許文献2に記載された動電型振動発生機110では、上述の問題のほか、振動台115の下部のシャフト116の下端を空気ばね119で支えているため、動電型振動発生機110の全体の高さが嵩張り、コンパクトな設計ができないという問題があった。特許文献3に記載された振動発生機も同様の問題がある。   In the electrodynamic vibration generator 110 described in Patent Document 2, in addition to the above-described problem, the lower end of the shaft 116 below the vibration table 115 is supported by the air spring 119. There was a problem that the overall height was bulky and a compact design was not possible. The vibration generator described in Patent Document 3 has the same problem.

特許文献4に記載された動電型振動発生機110’では、空気室130と容積可変手段140を設けているが、空気室130を外気と密閉するために、振動台115と外側磁極111との間にシール手段Sを設けているが、振動台115は振動するため、振動特性に影響を与えるという問題があった。   In the electrodynamic vibration generator 110 ′ described in Patent Document 4, the air chamber 130 and the volume variable means 140 are provided. In order to seal the air chamber 130 from the outside air, the vibration table 115, the outer magnetic pole 111, However, since the vibration table 115 vibrates, there is a problem of affecting the vibration characteristics.

そこで本発明は、全体をコンパクトにでき、また振動特性に悪影響を与えることのない動電型振動発生機の静荷重保持装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a static load holding device for an electrodynamic vibration generator that can be made compact as a whole and that does not adversely affect vibration characteristics.

前記課題を解決するため、本発明の動電型振動発生機の静荷重保持装置は、
静磁場を生成するための励磁コイルと、
前記励磁コイルにより生成された静磁場による磁気回路および磁気ギャップを形成するための強磁性体からなるヨークと、
前記磁気ギャップ内に配置された振動発生用のドライブコイルと、
前記ドライブコイルと一体に形成された振動台と
を備え、
前記振動台の中央部に下方に向けて連設したシャフトを前記ヨークの上部中央部において昇降自在に受ける下部支持機構を設け、
前記振動台の下部と前記ヨークの上部との間に前記下部支持機構を気密状態に囲む空気ばねを設け、
前記空気ばね内部の第1空気室と、前記ヨークの内部に設けた第2空気室とを、前記ヨークに設けた連通孔で連通させたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the static load holding device of the electrodynamic vibration generator of the present invention is:
An exciting coil for generating a static magnetic field;
A yoke made of a ferromagnetic material for forming a magnetic circuit and a magnetic gap by a static magnetic field generated by the exciting coil;
A drive coil for generating vibration disposed in the magnetic gap;
A vibration table formed integrally with the drive coil,
A lower support mechanism is provided for receiving a shaft continuously provided downward at the center of the vibration table so as to be movable up and down at the upper center of the yoke.
An air spring is provided between the lower part of the vibration table and the upper part of the yoke so as to surround the lower support mechanism in an airtight state.
The first air chamber in the air spring and the second air chamber provided in the yoke are communicated with each other through a communication hole provided in the yoke.

本発明においては、空気ばねの内部の第1空気室の中に、下部支持機構を設け、またヨークの内部に設けた第2空気室と第1空気室とを、連通孔により連通させたことにより、空気室断面積の大型化が可能となる。これにより、静荷重の増加に対応することができるとともに、下部支持機構中央のシャフトの短縮化を図ることができ、可動部重量を低下させることができる。   In the present invention, the lower support mechanism is provided in the first air chamber inside the air spring, and the second air chamber and the first air chamber provided in the yoke are communicated by the communication hole. As a result, the air chamber cross-sectional area can be increased. As a result, it is possible to cope with an increase in static load, to shorten the shaft at the center of the lower support mechanism, and to reduce the weight of the movable part.

前記振動台の周囲に、当該振動台の上下振動の際の横ブレを抑える上部支持機構を設けることにより、シャフトと下部支持機構による振動台の支持を、上部支持機構と分担することができ、さらにシャフトの短縮化による可動部重量の低下と、動電型振動発生機全体の小型化が可能となる。   By providing an upper support mechanism that suppresses lateral shaking during vertical vibration of the vibration table around the vibration table, the support of the vibration table by the shaft and the lower support mechanism can be shared with the upper support mechanism, Further, the weight of the movable part can be reduced by shortening the shaft, and the entire electrodynamic vibration generator can be reduced in size.

前記シャフトの下端を、第2空気室内に突出可能とすることにより、シャフトが多少長くても、動電型振動発生機全体の大型化を抑えることができる。   By enabling the lower end of the shaft to protrude into the second air chamber, it is possible to suppress an increase in the size of the entire electrodynamic vibration generator even if the shaft is somewhat long.

本発明によれば、振動台の中央部に下方に向けて連設したシャフトをヨークの上部中央部において昇降自在に受ける下部支持機構を設け、振動台の下部とヨークの上部との間に下部支持機構を気密状態に囲む空気ばねを設け、空気ばね内部の第1空気室と、ヨークの内部に設けた第2空気室とを、ヨークに設けた連通孔で連通させたことにより、全体をコンパクトにでき、また振動特性に悪影響を与えることのない動電型振動発生機の静荷重保持装置が得られる。   According to the present invention, there is provided a lower support mechanism for receiving a shaft, which extends downward from the central portion of the vibration table, so as to be movable up and down at the upper central portion of the yoke, and a lower portion between the lower portion of the vibration table and the upper portion of the yoke. By providing an air spring surrounding the support mechanism in an airtight state, the first air chamber inside the air spring and the second air chamber provided inside the yoke are communicated with each other through a communication hole provided in the yoke. A static load holding device for an electrodynamic vibration generator that can be made compact and does not adversely affect the vibration characteristics can be obtained.

本発明に係る動電型振動発生機の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the electrodynamic type vibration generator which concerns on this invention. 本発明に係る動電型振動発生機の実施の形態1を示す正面断面図(図3のA−A断面図)である。It is front sectional drawing (AA sectional drawing of FIG. 3) which shows Embodiment 1 of the electrodynamic type vibration generator which concerns on this invention. 本発明に係る動電型振動発生機の実施の形態1のストッパー部詳細を示す図3のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 3 which shows the stopper part detail of Embodiment 1 of the electrodynamic type vibration generator which concerns on this invention. 本発明に係る動電型振動発生機の実施の形態1のローラー部詳細を示す図3のC−C断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. 3 which shows the roller part detail of Embodiment 1 of the electrodynamic type vibration generator which concerns on this invention. 本発明に係る動電型振動発生機の実施の形態1を示す平面図である。It is a top view which shows Embodiment 1 of the electrodynamic type vibration generator which concerns on this invention. 本発明に係る動電型振動発生機の実施の形態2を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows Embodiment 2 of the electrodynamic type vibration generator which concerns on this invention. 本発明に係る動電型振動発生機の実施の形態2を示す平面図である。It is a top view which shows Embodiment 2 of the electrodynamic type vibration generator which concerns on this invention. 従来の動電型振動発生機の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the conventional electrodynamic type vibration generator. 従来の動電型振動発生機の他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of the conventional electrodynamic type vibration generator. 従来の動電型振動発生機のさらに他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of the conventional electrodynamic type vibration generator.

本発明に係る静荷重保持装置を設けた動電型振動発生機は、図1に示すように、内側磁極1aと外側磁極1bと励磁コイル収納部1cとを有する強磁性体からなるヨーク1と、励磁コイル収納部1cに収納されヨーク1に静磁場を生成するための励磁コイル2と、ヨーク1に形成された磁気ギャップ4内に配置された振動発生用のドライブコイル5と、このドライブコイル5と一体に連結された、被試験物を取り付ける振動台6とを有した構造となっている。   As shown in FIG. 1, an electrodynamic vibration generator provided with a static load holding device according to the present invention includes a yoke 1 made of a ferromagnetic material having an inner magnetic pole 1a, an outer magnetic pole 1b, and an exciting coil housing portion 1c. The exciting coil 2 housed in the exciting coil housing part 1c for generating a static magnetic field in the yoke 1, the drive coil 5 for generating vibration disposed in the magnetic gap 4 formed in the yoke 1, and the drive coil 5 and a vibration table 6 to which a device under test is attached.

ヨーク1の材料としては、高透磁率で高強度の磁性材料、例えばSS400等の低炭素鋼を好適に用いることができる。振動台6の材料としては、非磁性体の高強度の金属、例えばアルミニウム合金、あるいは合成樹脂、例えばカーボンファイバを好適に用いることができる。   As the material of the yoke 1, a magnetic material having high magnetic permeability and high strength, for example, a low carbon steel such as SS400 can be suitably used. As a material of the vibration table 6, a non-magnetic high-strength metal such as an aluminum alloy, or a synthetic resin such as a carbon fiber can be suitably used.

振動台6の中央部には、下方に向けてシャフト34が連設されており、ヨーク1の上部中央部に設けた軸穴33には、シャフト34を昇降自在に受けるボールスプライン32等からなる下部支持機構30が設けられている。   A shaft 34 is continuously provided in the central portion of the vibration table 6 downward, and a shaft hole 33 provided in the upper central portion of the yoke 1 includes a ball spline 32 and the like that receive the shaft 34 so as to be movable up and down. A lower support mechanism 30 is provided.

振動台6の下部とヨーク1の上部との間には、下部支持機構30の周囲を気密状態に囲むゴム膜等の空気ばね40が設けられ、また、空気ばね40内部の第1空気室41と、ヨーク1の内部に設けた第2空気室42とを、ヨーク1に設けた連通孔43で連通させた構造となっている。   Between the lower part of the vibration table 6 and the upper part of the yoke 1, there is provided an air spring 40 such as a rubber film surrounding the lower support mechanism 30 in an airtight state, and a first air chamber 41 inside the air spring 40. The second air chamber 42 provided in the yoke 1 is communicated with a communication hole 43 provided in the yoke 1.

さらにヨーク1の上部には、振動台6が上下に振動する際に横ブレしないように、振動台6の側部に当接するガイドローラ21を有する上部支持機構20が設けられている。   Further, an upper support mechanism 20 having a guide roller 21 that abuts on the side of the vibration table 6 is provided at the upper portion of the yoke 1 so that the vibration table 6 does not shake laterally when the vibration table 6 vibrates up and down.

本発明においては、励磁コイル2に直流電流を流すことにより、内側磁極1aと外側磁極1bからなるヨーク1に直流磁界(静磁場)が形成され、ヨーク1に設けられた磁気ギャップ4内に配置されたドライブコイル5に所定周波数の交流電流を流すことにより、ドライブコイル5およびそれと一体の振動台6が、所定周波数で上下振動する。振動台6には被試験物が取り付けられており、被試験物を所定周波数、所定振幅で振動させることにより、各種の耐振動試験を行うことができる。   In the present invention, a direct current is passed through the exciting coil 2 to form a direct current magnetic field (static magnetic field) in the yoke 1 composed of the inner magnetic pole 1 a and the outer magnetic pole 1 b, which is disposed in the magnetic gap 4 provided in the yoke 1. By passing an alternating current of a predetermined frequency through the drive coil 5 that has been made, the drive coil 5 and the vibration table 6 integrated therewith vibrate up and down at a predetermined frequency. A test object is attached to the vibration table 6, and various vibration resistance tests can be performed by vibrating the test object at a predetermined frequency and a predetermined amplitude.

ここで、ドライブコイル5、振動台6、被試験物(図示せず)を合わせた可動部の重量をWとすると、このWが空気ばね40に対する静荷重となり、空気ばね40内の第1空気室41およびこれと連通する第2空気室42内の空気が圧縮されるとともに、圧縮を受けた空気ばね40の反作用で静荷重Wが支持される。可動部が上下振動していないときの中立位置で、ドライブコイル5の高さ方向の中心が、磁気ギャップ4の中心位置になるように空気ばね40のばね定数や空気圧が設定される。   Here, if the weight of the movable part including the drive coil 5, the vibration table 6, and the DUT (not shown) is W, this W becomes a static load on the air spring 40, and the first air in the air spring 40 The air in the chamber 41 and the second air chamber 42 communicating with the chamber 41 is compressed, and the static load W is supported by the reaction of the compressed air spring 40. The spring constant and air pressure of the air spring 40 are set so that the center in the height direction of the drive coil 5 is the center position of the magnetic gap 4 at the neutral position when the movable portion is not vibrating up and down.

第1空気室41、第2空気室42は、ドライブコイル5が振動するときに、空気ばね40への圧力変動の緩和を目的として設置され、また第2空気室42を設けることにより、第1空気室41の見かけ上の容積が大きくなり、空気ばね40の固有振動数を下げることができる。   When the drive coil 5 vibrates, the first air chamber 41 and the second air chamber 42 are installed for the purpose of mitigating pressure fluctuations to the air spring 40, and the first air chamber 42 is provided to provide the first air chamber 41 and the second air chamber 42. The apparent volume of the air chamber 41 is increased, and the natural frequency of the air spring 40 can be reduced.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。
図2A〜図2C、および図3は、本発明の実施の形態1に係る動電型振動発生機を示すものである。これらの図において、ヨーク1は、第1ヨーク11と、第2ヨーク12と、第3ヨーク13と、第4ヨーク14に分割して構成され、ボルト等で一体に固定される。第1ヨーク11は、ヨーク1全体の基台の部分であり、第1ヨーク11の中央に、内側磁極1a(図1参照)となる第2ヨーク12が位置決めされ、ボルトで固定されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
2A to 2C and FIG. 3 show an electrodynamic vibration generator according to Embodiment 1 of the present invention. In these drawings, the yoke 1 is divided into a first yoke 11, a second yoke 12, a third yoke 13, and a fourth yoke 14, and is fixed integrally with a bolt or the like. The first yoke 11 is a base portion of the entire yoke 1, and a second yoke 12 serving as the inner magnetic pole 1a (see FIG. 1) is positioned at the center of the first yoke 11 and fixed with bolts.

第1ヨーク11上の外周には、外側磁極1b(図1参照)となる第3ヨーク13がボルトで固定されている。第3ヨーク13の内側には、励磁コイル2が収納され、励磁コイル2の上部を覆うように、第4ヨーク14が第3ヨーク13にボルトで固定されている。なお、第4ヨーク14の内側には、第2ヨーク12の外周との間に磁気ギャップ4(図1参照)を形成するブッシュ15がボルトで固定されている。   A third yoke 13 serving as the outer magnetic pole 1b (see FIG. 1) is fixed to the outer periphery of the first yoke 11 with bolts. The exciting coil 2 is housed inside the third yoke 13, and the fourth yoke 14 is fixed to the third yoke 13 with bolts so as to cover the upper part of the exciting coil 2. Note that a bush 15 that forms a magnetic gap 4 (see FIG. 1) between the fourth yoke 14 and the outer periphery of the second yoke 12 is fixed with bolts.

振動台6は筒体7と一体に形成され、筒体7の下部には、筒状のドライブコイル5が連結されて磁気ギャップ4(図1参照)内に上下動自在に配置されている。振動台6の下面中央部にはシャフト取付フランジ31が取り付けられ、このシャフト取付フランジ31の下部にはさらに中空のスライドシャフト34が固定されている。スライドシャフト34は、第2ヨーク12の中心部に開けた軸穴33に装着されたブッシュホルダー35とボールブッシュ36からなるリニアベアリング32により、昇降自在に支持されている。これらのスライドシャフト34とリニアベアリング32により下部支持機構30が形成されている。リニアベアリング32として、ボールスプラインを用いることができる。このボールスプラインは、鋼球の転送溝を設けたスプライン軸と外側の外筒とからなっており、外筒には保持器、サイドリング、鋼球が組み込まれており、スプライン軸が円滑に上下動できるようになっている。   The vibration table 6 is formed integrally with the cylindrical body 7, and a cylindrical drive coil 5 is connected to the lower part of the cylindrical body 7 so as to be movable up and down in the magnetic gap 4 (see FIG. 1). A shaft attachment flange 31 is attached to the center of the lower surface of the vibration table 6, and a hollow slide shaft 34 is further fixed to the lower portion of the shaft attachment flange 31. The slide shaft 34 is supported by a linear bearing 32 including a bush holder 35 and a ball bush 36 mounted in a shaft hole 33 opened in the center of the second yoke 12 so as to be movable up and down. The lower support mechanism 30 is formed by the slide shaft 34 and the linear bearing 32. A ball spline can be used as the linear bearing 32. This ball spline consists of a spline shaft with a transfer groove for steel balls and an outer outer cylinder. The outer cylinder incorporates a cage, side rings, and steel balls, and the spline shaft moves smoothly up and down. It can be moved.

下部支持機構30の上部には空気ばね取付フランジ37が固定されており、この空気ばね取付フランジ37と振動台6下部のシャフト取付フランジ31との間には、シャフト取付フランジ31の外周を取り囲むように空気ばね40が取り付けられている。空気ばね40の内部の第1空気室41(図1参照)とシャフト取付フランジ31の内部とを連通させるため、シャフト取付フランジ31の外周壁には空気穴40aが設けられている。また、空気穴40aとシャフト34の中空部を介して、空気ばね40内部の第1空気室41(図1参照)と第1ヨーク11内に形成された第2空気室42は連通させている。   An air spring mounting flange 37 is fixed to the upper portion of the lower support mechanism 30, and the outer periphery of the shaft mounting flange 31 is surrounded between the air spring mounting flange 37 and the shaft mounting flange 31 below the vibration table 6. The air spring 40 is attached to. An air hole 40 a is provided in the outer peripheral wall of the shaft mounting flange 31 so that the first air chamber 41 (see FIG. 1) inside the air spring 40 communicates with the inside of the shaft mounting flange 31. Further, the first air chamber 41 (see FIG. 1) inside the air spring 40 and the second air chamber 42 formed in the first yoke 11 communicate with each other through the air hole 40a and the hollow portion of the shaft 34. .

第1空気室41,第2空気室42は、ドライブコイル5が駆動されて振動台6が振動するときに、空気ばね40への圧力変動の緩和を目的として設置され、また第2空気室42を第1空気室41と連通して設けることにより、第1空気室41の見かけ上の容積が大きくなり、空気ばね40の固有振動数を下げることができる。   The first air chamber 41 and the second air chamber 42 are installed for the purpose of alleviating pressure fluctuations to the air spring 40 when the drive coil 5 is driven and the vibration table 6 vibrates. Is provided in communication with the first air chamber 41, the apparent volume of the first air chamber 41 is increased, and the natural frequency of the air spring 40 can be reduced.

ヨーク1の上部はカバー60で囲われ、固定部分であるカバー60と上下振動する振動台7との間は、可撓性のダストラバー61で結合されている。図2Bおよび図3に示すように、振動台7の側部には、振動台7の上下動のストロークを規制するテーブルストッパー62が設けられ、ヨーク1に固定されたストッパーリング63の凸部63aと、ヨーク1の上部の段部64との間で、振動台7が上下動できるようになっている。   The upper part of the yoke 1 is surrounded by a cover 60, and a flexible duster bar 61 is connected between the cover 60, which is a fixed part, and the vibration table 7 that vibrates up and down. As shown in FIGS. 2B and 3, a table stopper 62 that restricts the vertical movement stroke of the vibration table 7 is provided on the side of the vibration table 7, and a convex portion 63 a of the stopper ring 63 fixed to the yoke 1. And the vibration table 7 can move up and down between the upper step portion 64 of the yoke 1.

図2Cに示すように、ヨーク1の上部には、振動台6が上下に振動する際に横ブレしないように、筒体7の上部の複数箇所(図3の例では4箇所)に形成された垂直壁7aに当接するガイドローラ21を有する上部支持機構20が設けられている。   As shown in FIG. 2C, the upper portion of the yoke 1 is formed at a plurality of locations (four locations in the example of FIG. 3) on the upper portion of the cylindrical body 7 so as not to cause lateral shaking when the vibration table 6 vibrates up and down. An upper support mechanism 20 having a guide roller 21 in contact with the vertical wall 7a is provided.

なお、図2Aに示すように、ヨーク1の上部にはレーザー変位計71が設けられ、振動台6の上下の位置および変位を計測して、目標の変位量で振動台6が駆動されているか、また振動台6の振動の中心が適正な位置かを監視し、制御することに用いられる。   As shown in FIG. 2A, a laser displacement meter 71 is provided on the upper portion of the yoke 1 to measure the vertical position and displacement of the vibration table 6, and whether the vibration table 6 is driven with a target displacement amount. Also, it is used to monitor and control whether the center of vibration of the vibration table 6 is an appropriate position.

カバー60には、上部ダクト72が取り付けられ、振動台6の上下振動時のカバー60内の気圧の変動を緩和するようにしている。また、ヨーク1の底部には、下部ダクト73が設けられ、空気を励磁コイル2に送気、排気して、励磁コイル2の空冷を行うようにしている。   An upper duct 72 is attached to the cover 60 so as to relieve fluctuations in atmospheric pressure in the cover 60 when the vibration table 6 vibrates up and down. A lower duct 73 is provided at the bottom of the yoke 1 so that air is supplied to and exhausted from the exciting coil 2 so that the exciting coil 2 is cooled by air.

本実施の形態1において、励磁コイル2に直流電流を流すことにより、励磁コイル2を取り巻くヨーク1内に磁気回路(静磁場)が生成される。ヨーク1には磁気ギャップ4(図1参照)が設けられており、磁気ギャップ4内に配置されたドライブコイル5に所定周波数の交流電流を流すことにより、磁気ギャップ4に生成される静磁場とドライブコイル5に流れる交流電流との間に働く力により、ドライブコイル5は磁束の方向と直交する方向に振動する。ドライブコイル5には振動台6が一体に設けられており、振動台6に取り付けられた被試験物はドライブコイル5に流される交流電流の周波数で振動する。   In the first embodiment, a magnetic circuit (static magnetic field) is generated in the yoke 1 surrounding the exciting coil 2 by passing a direct current through the exciting coil 2. The yoke 1 is provided with a magnetic gap 4 (see FIG. 1), and a static magnetic field generated in the magnetic gap 4 by passing an alternating current of a predetermined frequency through a drive coil 5 disposed in the magnetic gap 4. The drive coil 5 vibrates in a direction perpendicular to the direction of the magnetic flux by the force acting between the alternating current flowing in the drive coil 5. The drive coil 5 is integrally provided with a vibration table 6, and the device under test attached to the vibration table 6 vibrates at the frequency of the alternating current flowing through the drive coil 5.

本実施の形態1においては、空気ばね40の内部の第1空気室41の中に、下部支持機構30を設け、またヨーク1の内部に設けた第2空気室42と第1空気室41とを、連通孔である空気穴40aにより連通させたことにより、空気室断面積の大型化が可能となる。これにより、静荷重の増加に対応することができるとともに、下部支持機構30中央のシャフト34の短縮化を図ることができ、可動部重量を低下させることができる。   In the first embodiment, the lower support mechanism 30 is provided in the first air chamber 41 inside the air spring 40, and the second air chamber 42 and the first air chamber 41 provided inside the yoke 1 are By communicating with each other through the air hole 40a which is a communication hole, the cross-sectional area of the air chamber can be increased. Thereby, while being able to respond to the increase in static load, the shaft 34 at the center of the lower support mechanism 30 can be shortened, and the weight of the movable part can be reduced.

また、振動台6の周囲に、振動台6の上下振動の際の横ブレを抑える上部支持機構20を設けることにより、シャフト34と下部支持機構30による振動台6の支持を、上部支持機構20と分担することができ、さらにシャフト34の短縮化による可動部重量の低下と、動電型振動発生機全体の小型化が可能となる。   In addition, by providing the upper support mechanism 20 around the vibration table 6 so as to suppress lateral shaking during the vertical vibration of the vibration table 6, the upper table 20 supports the vibration table 6 by the shaft 34 and the lower support mechanism 30. Furthermore, the weight of the movable part can be reduced by shortening the shaft 34, and the entire electrodynamic vibration generator can be reduced in size.

図4および図5は、本発明の実施の形態2に係る動電型振動発生機を示すものであり、ヨーク1は、第1ヨーク17と、第2ヨーク18と、第3ヨーク19とに分割して構成され、ボルト等で一体に固定される。第1ヨーク17は、中央の内側磁極1aと、外側磁極1bのうち励磁コイル収納部1cを含む下段の部分を有する。第2ヨーク18は、外側磁極1bのうち、磁気ギャップ4と消磁コイル収納部1dを含む中段の部分を有する。第3ヨーク19は、外側磁極1bのうち、消磁コイル収納部1dに収納された消磁コイル3の上部を覆う上段の部分となる。   4 and 5 show an electrodynamic vibration generator according to Embodiment 2 of the present invention. The yoke 1 is divided into a first yoke 17, a second yoke 18, and a third yoke 19. Divided and configured to be fixed integrally with bolts or the like. The first yoke 17 has a lower inner portion including the exciting coil storage portion 1c among the inner inner magnetic pole 1a and the outer magnetic pole 1b. The second yoke 18 has a middle portion of the outer magnetic pole 1b including the magnetic gap 4 and the degaussing coil storage 1d. The third yoke 19 is an upper portion of the outer magnetic pole 1b that covers the upper portion of the demagnetizing coil 3 housed in the degaussing coil housing portion 1d.

振動台6は筒体7と一体に形成され、筒体7の下部には、筒状のドライブコイル5が連結されて磁気ギャップ4内に上下動自在に配置される。磁気ギャップ4の下部の励磁コイル収納部1cの内側と上部の消磁コイル収納部1dの内側には、ドライブコイル5が自由に上下動できるよう、移動スペースが確保されている。
なお、ヨーク1には、ドライブコイル5が配置される磁気ギャップ4のほかに、ドライブコイル5と振動台6とを連結する筒体7が上下動できるためのギャップ8が形成されている。
The vibration table 6 is formed integrally with the cylindrical body 7, and a cylindrical drive coil 5 is connected to the lower portion of the cylindrical body 7 so as to be movable up and down in the magnetic gap 4. A moving space is secured inside the exciting coil housing 1c below the magnetic gap 4 and inside the demagnetizing coil housing 1d above so that the drive coil 5 can freely move up and down.
In addition to the magnetic gap 4 in which the drive coil 5 is disposed, the yoke 1 is formed with a gap 8 for allowing the cylinder 7 connecting the drive coil 5 and the vibration table 6 to move up and down.

ヨーク1の上部には、振動台6が上下に振動する際に横ブレしないように、筒体7の上部の複数箇所(図5の例では4箇所)に形成された垂直壁7aに当接するガイドローラ21を有する上部支持機構20が設けられている。さらに、振動台6の底部中心部にはフランジ31が取り付けられており、このフランジ31の下部にリニアベアリング32が取り付けられている。ヨーク1の上部中心部にはリニアベアリング32の外筒を挿入するための軸穴33が設けられ、リニアベアリング32と軸穴33によって下部支持機構30が構成されている。   The upper portion of the yoke 1 is in contact with vertical walls 7a formed at a plurality of locations (four locations in the example of FIG. 5) on the upper portion of the cylindrical body 7 so as not to be laterally shaken when the vibration table 6 vibrates up and down. An upper support mechanism 20 having a guide roller 21 is provided. Further, a flange 31 is attached to the center of the bottom of the vibration table 6, and a linear bearing 32 is attached to the lower part of the flange 31. A shaft hole 33 for inserting the outer cylinder of the linear bearing 32 is provided in the upper center portion of the yoke 1, and the lower support mechanism 30 is configured by the linear bearing 32 and the shaft hole 33.

振動台6の底部とヨーク1の上部との間には、蛇腹状の空気ばね40が伸縮自在に設けられ、軸穴33の上下には、空気ばね40の内部と連通する第1空気室41,第2空気室42が形成されている。空気ばね40は、振動台6に取り付けられる被試験物を含む可動部の重量を支えて、ドライブコイル5の位置が磁気ギャップ4の高さ方向の中心位置に保持されるようにするものであり、その位置を中心にして、ドライブコイル5は上下振動することになる。   A bellows-like air spring 40 is provided between the bottom of the vibration table 6 and the top of the yoke 1 so as to be extendable and contracted, and a first air chamber 41 communicating with the inside of the air spring 40 is provided above and below the shaft hole 33. , A second air chamber 42 is formed. The air spring 40 supports the weight of the movable part including the test object attached to the vibration table 6 so that the position of the drive coil 5 is held at the center position in the height direction of the magnetic gap 4. The drive coil 5 vibrates up and down around the position.

第1空気室41,第2空気室42は、ドライブコイル5が振動するときに、空気ばね40への圧力変動の緩和を目的として設置され、また第2空気室42を第1空気室41と連通して設けることにより、第1空気室41の見かけ上の容積が大きくなり、空気ばね40の固有振動数を下げることができる。
ヨーク1の底部には、防振ゴム51等の防振材を用いた防振装置50が複数箇所に設けられ、本実施の形態の動電型振動発生機を取り付ける対象に振動が伝播しにくいようにしている。
The first air chamber 41 and the second air chamber 42 are installed for the purpose of mitigating pressure fluctuations to the air spring 40 when the drive coil 5 vibrates, and the second air chamber 42 is connected to the first air chamber 41. By providing the communication, the apparent volume of the first air chamber 41 is increased, and the natural frequency of the air spring 40 can be reduced.
At the bottom of the yoke 1, vibration isolators 50 using a vibration isolating material such as an anti-vibration rubber 51 are provided at a plurality of locations, and vibration is difficult to propagate to a target to which the electrodynamic vibration generator of the present embodiment is attached. I am doing so.

本実施の形態2において、励磁コイル2に直流電流を流すことにより、励磁コイル2を取り巻くヨーク1内に磁気回路(静磁場)が生成される。ヨーク1には磁気ギャップ4が設けられており、磁気ギャップ4内に配置されたドライブコイル5に所定周波数の交流電流を流すことにより、磁気ギャップ4に生成される静磁場とドライブコイル5に流れる交流電流との間に働く力により、ドライブコイル5は磁束の方向と直交する方向に振動する。ドライブコイル5には振動台6が一体に設けられており、振動台6に取り付けられた被試験物はドライブコイル5に流される交流電流の周波数で振動する。   In the second embodiment, a magnetic circuit (static magnetic field) is generated in the yoke 1 surrounding the exciting coil 2 by passing a direct current through the exciting coil 2. The yoke 1 is provided with a magnetic gap 4, and a static magnetic field generated in the magnetic gap 4 and the drive coil 5 are caused to flow by passing an alternating current of a predetermined frequency through the drive coil 5 disposed in the magnetic gap 4. The drive coil 5 vibrates in a direction orthogonal to the direction of the magnetic flux due to the force acting between the alternating current and the alternating current. The drive coil 5 is integrally provided with a vibration table 6, and the device under test attached to the vibration table 6 vibrates at the frequency of the alternating current flowing through the drive coil 5.

本実施の形態2においては、空気ばね40の内部の第1空気室41の中に、下部支持機構30を設け、またヨーク1の内部に設けた第2空気室42と第1空気室41とを連通させたことにより、空気室断面積の大型化が可能となる。これにより、静荷重の増加に対応することができるとともに、下部支持機構30中央のシャフト34の短縮化を図ることができ、可動部重量を低下させることができる。   In the second embodiment, the lower support mechanism 30 is provided in the first air chamber 41 inside the air spring 40, and the second air chamber 42 and the first air chamber 41 provided inside the yoke 1 are By making these communicate, the cross-sectional area of the air chamber can be increased. Thereby, while being able to respond to the increase in static load, the shaft 34 at the center of the lower support mechanism 30 can be shortened, and the weight of the movable part can be reduced.

また、振動台6の周囲に、振動台6の上下振動の際の横ブレを抑える上部支持機構20を設けることにより、シャフト34と下部支持機構30による振動台6の支持を、上部支持機構20と分担することができ、さらにシャフト34の短縮化による可動部重量の低下と、動電型振動発生機全体の小型化が可能となる。   In addition, by providing the upper support mechanism 20 around the vibration table 6 so as to suppress lateral shaking during the vertical vibration of the vibration table 6, the upper table 20 supports the vibration table 6 by the shaft 34 and the lower support mechanism 30. Furthermore, the weight of the movable part can be reduced by shortening the shaft 34, and the entire electrodynamic vibration generator can be reduced in size.

なお、ヨーク1内に形成される磁気回路の外部には、磁気ギャップ4の磁気抵抗やヨーク1の磁気飽和等により漏れ磁束が発生するが、本実施の形態2では、ヨーク1内部の振動台6近傍に消磁コイル3を設け、漏れ磁束とは略同じ大きさで逆方向の磁束を発生させることにより、漏れ磁束を打ち消し、これにより、磁束による被試験物への影響を低減させることができる。   Note that leakage magnetic flux is generated outside the magnetic circuit formed in the yoke 1 due to the magnetic resistance of the magnetic gap 4, magnetic saturation of the yoke 1, and the like. The demagnetizing coil 3 is provided in the vicinity of 6 to generate a magnetic flux in the reverse direction that is substantially the same size as the leakage magnetic flux, thereby canceling the leakage magnetic flux and thereby reducing the influence of the magnetic flux on the DUT. .

本発明は、全体をコンパクトにでき、また振動特性に悪影響を与えることのない動電型振動発生機の静荷重保持装置として、車載機器、その他の機器の振動試験に好適に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used compactly as a static load holding device for an electrodynamic vibration generator that does not adversely affect vibration characteristics and can be suitably used for vibration tests of in-vehicle devices and other devices. .

1 ヨーク
1a 内側磁極
1b 外側磁極
1c 励磁コイル収納部
1d 消磁コイル収納部
2 励磁コイル
3 消磁コイル
4 磁気ギャップ
5 ドライブコイル
6 振動台
7 筒体
7a 垂直壁
8 ギャップ
11 第1ヨーク
12 第2ヨーク
13 第3ヨーク
14 第4ヨーク
15 ブッシュ
17 第1ヨーク
18 第2ヨーク
19 第3ヨーク
20 上部支持機構
21 ガイドローラ
30 下部支持機構
31 シャフト取付フランジ
32 リニアベアリング
33 軸穴
34 シャフト
35 ブッシュホルダー
36 ボールブッシュ
37 空気ばね取付フランジ
40 空気ばね
40a 空気穴
41 第1空気室
42 第2空気室
43 連通孔
50 防振装置
51 防振ゴム
60 カバー
61 ダストラバー
62 テーブルストッパー
63 ストッパーリング
63a 凸部
64 段部
71 レーザー変位計
72 上部ダクト
73 下部ダクト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Yoke 1a Inner magnetic pole 1b Outer magnetic pole 1c Excitation coil accommodating part 1d Demagnetizing coil accommodating part 2 Exciting coil 3 Demagnetizing coil 4 Magnetic gap 5 Drive coil 6 Shaking table 7 Cylindrical body 7a Vertical wall 8 Gap 11 1st yoke 12 2nd yoke 13 Third yoke 14 Fourth yoke 15 Bush 17 First yoke 18 Second yoke 19 Third yoke 20 Upper support mechanism 21 Guide roller 30 Lower support mechanism 31 Shaft mounting flange 32 Linear bearing 33 Shaft hole 34 Shaft 35 Bush holder 36 Ball bushing 37 air spring mounting flange 40 air spring 40a air hole 41 first air chamber 42 second air chamber 43 communication hole 50 vibration isolator 51 vibration isolator rubber 60 cover 61 dust bar 62 table stopper 63 stopper ring 63a convex portion Fourth step portion 71 laser displacement meter 72 upper duct 73 lower duct

Claims (3)

静磁場を生成するための励磁コイルと、
前記励磁コイルにより生成された静磁場による磁気回路および磁気ギャップを形成するための強磁性体からなるヨークと、
前記磁気ギャップ内に配置された振動発生用のドライブコイルと、
前記ドライブコイルと一体に形成された振動台と
を備え、
前記振動台の中央部に下方に向けて連設したシャフトを前記ヨークの上部中央部において昇降自在に受ける下部支持機構を設け、
前記振動台の下部と前記ヨークの上部との間に前記下部支持機構を気密状態に囲む空気ばねを設け、
前記空気ばね内部の第1空気室と、前記ヨークの内部に設けた第2空気室とを、前記ヨークに設けた連通孔で連通させた
ことを特徴とする動電型振動発生機の静荷重保持装置。
An exciting coil for generating a static magnetic field;
A yoke made of a ferromagnetic material for forming a magnetic circuit and a magnetic gap by a static magnetic field generated by the exciting coil;
A drive coil for generating vibration disposed in the magnetic gap;
A vibration table formed integrally with the drive coil,
A lower support mechanism is provided for receiving a shaft continuously provided downward at the center of the vibration table so as to be movable up and down at the upper center of the yoke.
An air spring is provided between the lower part of the shaking table and the upper part of the yoke to surround the lower support mechanism in an airtight state,
A static load of an electrodynamic vibration generator, wherein the first air chamber in the air spring and the second air chamber provided in the yoke are communicated with each other through a communication hole provided in the yoke. Holding device.
前記振動台の周囲に、当該振動台の上下振動の際の横ブレを抑える上部支持機構を設けたことを特徴とする請求項1記載の動電型振動発生機の静荷重保持装置。   The static load holding device for an electrodynamic vibration generator according to claim 1, wherein an upper support mechanism is provided around the shaking table to suppress lateral shaking during vertical vibration of the shaking table. 前記シャフトの下端は、前記第2空気室内に突出可能とした請求項1または2に記載の動電型振動発生機の静荷重保持装置。   The static load holding device for an electrodynamic vibration generator according to claim 1 or 2, wherein a lower end of the shaft can protrude into the second air chamber.
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