JP2021135249A - Vibration test device - Google Patents

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Abstract

To stably vibrate a specimen and to make a size of a vibration test device compact.SOLUTION: A vibration test device includes: a vibration table 11; a first vibration machine 31 for vibrating the vibration table 11 along a first direction that is one direction of horizontal directions; a second vibration machine 32 for vibrating the vibration table 11 along a second direction that is a vertical direction; a first connection section 61 connecting the first vibration machine 31 and the vibration table 11; and a second connection section 62 connecting the second vibration machine 32 and the vibration table 11. The vibration table 11 is provided with a first surface section 13 to which the first connection section 61 is connected. The first surface section 13 and the second connection section 62 are arranged so as to overlap each other at least partially when viewed from the first direction.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、振動試験装置に関する。 The present invention relates to a vibration test device.

従来、供試体に対する振動試験を行う振動試験装置が知られている。供試体は、例えば自動車用の部品である。振動試験では、供試体が保持された振動台を所定の周波数と加速度で振動させ、自動車用の部品等の性能試験や、安全性に関する試験が行われている。 Conventionally, a vibration test device for performing a vibration test on a specimen is known. The specimen is, for example, a part for an automobile. In the vibration test, the shaking table on which the specimen is held is vibrated at a predetermined frequency and acceleration, and performance tests of automobile parts and the like and safety-related tests are conducted.

振動試験においては、供試体を水平方向(前後方向、左右方向)および鉛直方向(上下方向)の3軸方向について振動試験を行うことが求められている。このため、振動台に対する供試体の保持姿勢を変更させずに3軸方向について振動試験を行うことや、3軸方向に同時に加振させることができる3軸振動試験装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In the vibration test, it is required to perform a vibration test on the specimen in three axial directions of the horizontal direction (front-back direction, left-right direction) and the vertical direction (vertical direction). For this reason, a three-axis vibration test device has been proposed that can perform a vibration test in the three-axis directions without changing the holding posture of the specimen with respect to the shaking table and can simultaneously vibrate in the three-axis directions (for example). , Patent Document 1).

図5は、特許文献1に開示された従来の3軸振動試験装置200を+Y軸方向側から−Y軸方向側に見た図である。図5に示すように、3軸振動試験装置200は、振動台111、X軸加振機131、Y軸加振機132、およびZ軸加振機133を有している。X軸加振機131、Y軸加振機132、およびZ軸加振機133は、それぞれ振動台111をX軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向に沿って振動させる加振機である。 FIG. 5 is a view of the conventional 3-axis vibration test apparatus 200 disclosed in Patent Document 1 as viewed from the + Y-axis direction side to the −Y-axis direction side. As shown in FIG. 5, the 3-axis vibration test device 200 includes a shaking table 111, an X-axis vibrating machine 131, a Y-axis vibrating machine 132, and a Z-axis vibrating machine 133. The X-axis exciter 131, the Y-axis exciter 132, and the Z-axis exciter 133 are exciters that vibrate the shaking table 111 along the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction, respectively. ..

振動台111とX軸加振機131は、X軸連結部161を介して連結されている。X軸連結部161は、実質的にX軸方向のみの変位を伝達し、Y軸方向およびZ軸方向の変位を伝達しない連結部である。同様に、振動台111とY軸加振機132は、Y軸連結部162を介して連結され、振動台111とZ軸加振機133は、Z軸連結部163を介して連結されている。Y軸連結部162は、実質的にY軸方向のみの変位を伝達し、X軸方向およびZ軸方向の変位を伝達しない連結部である。Z軸連結部163は、実質的にZ軸方向のみの変位を伝達し、X軸方向およびY軸方向の変位を伝達しない連結部である。 The shaking table 111 and the X-axis exciter 131 are connected via the X-axis connecting portion 161. The X-axis connecting portion 161 is a connecting portion that transmits displacement substantially only in the X-axis direction and does not transmit displacement in the Y-axis direction and the Z-axis direction. Similarly, the shaking table 111 and the Y-axis exciter 132 are connected via the Y-axis connecting portion 162, and the shaking table 111 and the Z-axis exciter 133 are connected via the Z-axis connecting portion 163. .. The Y-axis connecting portion 162 is a connecting portion that transmits displacement substantially only in the Y-axis direction and does not transmit displacement in the X-axis direction and the Z-axis direction. The Z-axis connecting portion 163 is a connecting portion that transmits displacement substantially only in the Z-axis direction and does not transmit displacement in the X-axis direction and the Y-axis direction.

特許文献1の3軸振動試験装置200では、振動台111の形状は、略直方体である。供試体Wは、振動台111の+Z軸方向側の面(図5における上面)に保持される。X軸連結部161およびY軸連結部162は、それぞれ振動台111の−X軸方向側の側面および−Y軸方向側の側面に連結されている。Z軸連結部163は、振動台111の−Z軸方向側の面(図5における底面)に連結されている。 In the 3-axis vibration test device 200 of Patent Document 1, the shape of the shaking table 111 is a substantially rectangular parallelepiped. The specimen W is held on the surface (upper surface in FIG. 5) of the shaking table 111 on the + Z axis direction side. The X-axis connecting portion 161 and the Y-axis connecting portion 162 are connected to the side surface of the shaking table 111 on the −X axis direction side and the side surface on the −Y axis direction side, respectively. The Z-axis connecting portion 163 is connected to the surface (bottom surface in FIG. 5) of the shaking table 111 on the −Z axis direction side.

特開2018−205322号公報JP-A-2018-205322

しかしながら、Z軸連結部163が振動台111の底面に連結されていることにより、Z軸方向における供試体WとZ軸加振機133との距離が離れることとなる。具体的には、Z軸加振機133の振動がZ軸連結部163を介して振動台111に伝達される位置(振動台111の底面)を加振点P2とすると、加振点P2から振動台111の上面までの距離D2が大きくなる。これにより、振動台111にクロストークが生じやすくなり、供試体WをZ軸方向に安定して振動させにくくなるという問題があった。 However, since the Z-axis connecting portion 163 is connected to the bottom surface of the shaking table 111, the distance between the specimen W and the Z-axis exciter 133 in the Z-axis direction is increased. Specifically, assuming that the position where the vibration of the Z-axis vibrator 133 is transmitted to the shaking table 111 via the Z-axis connecting portion 163 (bottom surface of the shaking table 111) is the vibration point P2, the vibration point P2 The distance D2 to the upper surface of the shaking table 111 becomes large. As a result, crosstalk is likely to occur in the shaking table 111, and there is a problem that it is difficult to stably vibrate the specimen W in the Z-axis direction.

また、加振点P2から振動台111上面までの距離D2が大きくなることで、3軸振動試験装置200のZ軸方向の高さが高くなってしまうという問題もあった。 Further, there is also a problem that the height of the 3-axis vibration test device 200 in the Z-axis direction becomes high because the distance D2 from the vibration point P2 to the upper surface of the shaking table 111 becomes large.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、供試体を安定して振動させることができるとともに、鉛直方向のサイズをコンパクトにすることができる振動試験装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vibration test apparatus capable of stably vibrating a specimen and making the size in the vertical direction compact. ..

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明の振動試験装置は、
振動台と、
前記振動台を水平方向の一方向である第1方向に沿って振動させる第1加振機と、
前記振動台を鉛直方向である第2方向に沿って振動させる第2加振機と、
前記第1加振機と前記振動台を連結するとともに、実質的に前記第1方向のみの変位を伝達する第1連結部と、
前記第2加振機と前記振動台を連結するとともに、実質的に前記第2方向のみの変位を伝達する第2連結部と、
を備え、
前記振動台は、
前記第1連結部が連結される第1面部、
を有し、
前記第1方向において、前記第1面部および前記第2連結部は、少なくとも一部が相互に重なるように配置されている(第1の構成)。
The present invention constitutes means for solving the above-mentioned problems as follows. That is, the vibration test apparatus of the present invention is
Shaking table and
A first vibrating machine that vibrates the shaking table along a first direction, which is one horizontal direction,
A second vibrator that vibrates the shaking table along the second direction, which is the vertical direction,
A first connecting portion that connects the first vibrating machine and the shaking table and substantially transmits a displacement in only the first direction.
A second connecting portion that connects the second vibrating machine and the shaking table and substantially transmits a displacement only in the second direction.
With
The shaking table
The first surface portion to which the first connecting portion is connected,
Have,
In the first direction, the first surface portion and the second connecting portion are arranged so that at least a part thereof overlaps with each other (first configuration).

上記構成によれば、第1方向において、第1面部および第2連結部は、少なくとも一部が相互に重なるように配置されている。このため、鉛直方向である第2方向において、加振機によって振動が連結部に伝達される加振点から、振動台に保持される供試体までの距離を短くすることができる。これにより、供試体を安定して振動させることができるとともに、2軸振動試験装置の鉛直方向のサイズをコンパクトにすることができる。 According to the above configuration, in the first direction, the first surface portion and the second connecting portion are arranged so that at least a part thereof overlaps with each other. Therefore, in the second direction, which is the vertical direction, the distance from the vibration point at which the vibration is transmitted to the connecting portion by the vibrator to the specimen held by the shaking table can be shortened. As a result, the specimen can be vibrated in a stable manner, and the vertical size of the biaxial vibration test apparatus can be made compact.

本発明の振動試験装置の具体構成として、次の構成が挙げられる。 Specific configurations of the vibration test apparatus of the present invention include the following configurations.

上記第1の構成において、
前記第1連結部は、前記第2方向にスライド可能な直動ガイドを含み、
前記第2連結部は、前記第1方向にスライド可能な直動ガイドを含んでもよい(第2の構成)。
In the first configuration above
The first connecting portion includes a linear motion guide that can slide in the second direction.
The second connecting portion may include a linear motion guide slidable in the first direction (second configuration).

上記構成によれば、第1連結部、および第2連結部は、それぞれ直動ガイドを含んでいる。このため、第1連結部、および第2連結部は、それぞれ実質的に一方向のみの振動を伝達するように構成され、振動台にクロストークを生じさせにくくすることができる。 According to the above configuration, the first connecting portion and the second connecting portion each include a linear motion guide. Therefore, each of the first connecting portion and the second connecting portion is configured to transmit vibration in substantially only one direction, and it is possible to prevent crosstalk from occurring in the shaking table.

上記第1の構成において、
前記振動台を、水平方向の一方向であって、かつ前記第1方向に直交する方向である第3方向に沿って振動させる第3加振機と、
前記第3加振機と前記振動台を連結するとともに、実質的に前記第3方向のみの変位を伝達する第3連結部と、
をさらに備え、
前記振動台は、
前記第3連結部が連結される第3面部、
をさらに有し、
前記第3方向において、前記第3面部および前記第2連結部は、少なくとも一部が相互に重なるように配置されてもよい(第3の構成)。
In the first configuration above
A third vibrating machine that vibrates the shaking table along a third direction that is unidirectional in the horizontal direction and orthogonal to the first direction.
A third connecting portion that connects the third vibrating machine and the shaking table and substantially transmits a displacement only in the third direction.
With more
The shaking table
A third surface portion to which the third connecting portion is connected,
Have more
In the third direction, the third surface portion and the second connecting portion may be arranged so that at least a part thereof overlaps with each other (third configuration).

上記構成によれば、第1方向において、第1面部および第2連結部は、少なくとも一部が相互に重なるように配置され、第3方向において、第3面部および第2連結部は、少なくとも一部が相互に重なるように配置されている。このため、鉛直方向である第2方向において、加振機によって振動が連結部に伝達される加振点から、振動台に保持される供試体までの距離を短くすることができる。これにより、供試体を安定して振動させることができるとともに、3軸振動試験装置の鉛直方向のサイズをコンパクトにすることができる。 According to the above configuration, in the first direction, the first surface portion and the second connecting portion are arranged so that at least a part thereof overlaps with each other, and in the third direction, the third surface portion and the second connecting portion are at least one. The parts are arranged so as to overlap each other. Therefore, in the second direction, which is the vertical direction, the distance from the vibration point at which the vibration is transmitted to the connecting portion by the vibrator to the specimen held by the shaking table can be shortened. As a result, the specimen can be vibrated in a stable manner, and the vertical size of the triaxial vibration test apparatus can be made compact.

上記第3の構成において、
前記第1連結部は、前記第2方向にスライド可能な直動ガイド、および前記第3方向にスライド可能な直動ガイドを含み、
前記第2連結部は、前記第1方向にスライド可能な直動ガイド、および前記第3方向にスライド可能な直動ガイドを含み、
前記第3連結部は、前記第1方向にスライド可能な直動ガイド、および前記第2方向にスライド可能な直動ガイドを含んでもよい(第4の構成)。
In the third configuration above
The first connecting portion includes a linear motion guide slidable in the second direction and a linear motion guide slidable in the third direction.
The second connecting portion includes a linear motion guide slidable in the first direction and a linear motion guide slidable in the third direction.
The third connecting portion may include a linear motion guide slidable in the first direction and a linear motion guide slidable in the second direction (fourth configuration).

上記構成によれば、第1連結部、第2連結部、および第3連結部は、それぞれ直動ガイドを含んでいる。このため、第1連結部、第2連結部、および第3連結部は、それぞれ実質的に一方向のみの振動を伝達するように構成され、振動台にクロストークを生じさせにくくすることができる。 According to the above configuration, the first connecting portion, the second connecting portion, and the third connecting portion each include a linear motion guide. Therefore, each of the first connecting portion, the second connecting portion, and the third connecting portion is configured to transmit vibration in substantially only one direction, and it is possible to prevent crosstalk from occurring in the shaking table. ..

本発明の振動試験装置によれば、供試体を安定して振動させることができるとともに、鉛直方向のサイズをコンパクトにすることができる。 According to the vibration test apparatus of the present invention, the specimen can be vibrated stably and the size in the vertical direction can be made compact.

図1は、本発明の実施形態1に係る振動試験装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of the vibration test device according to the first embodiment of the present invention. 図2は、第2加振機を第2振動軸に沿って切断した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the second exciter cut along the second vibration axis. 図3は、第2加振機を+Z軸方向側から−Z軸方向側に見た図である。FIG. 3 is a view of the second exciter viewed from the + Z axis direction side to the −Z axis direction side. 図4は、振動試験装置を+Y軸方向側から−Y軸方向側に見た状態における振動台の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the shaking table when the vibration test device is viewed from the + Y-axis direction side to the −Y-axis direction side. 図5は、特許文献1に開示された従来の3軸振動試験装置を+Y軸方向側から−Y軸方向側に見た図である。FIG. 5 is a view of the conventional 3-axis vibration test apparatus disclosed in Patent Document 1 as viewed from the + Y-axis direction side to the −Y-axis direction side.

[実施形態1]
以下、図面を参照し、本発明の実施形態1に係る振動試験装置100を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。
[Embodiment 1]
Hereinafter, the vibration test apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In addition, in order to make the explanation easy to understand, in the drawings referred to below, the configuration is shown in a simplified or schematic manner, or some constituent members are omitted. Further, the dimensional ratio between the constituent members shown in each figure does not necessarily indicate the actual dimensional ratio.

[全体構成]
まず、振動試験装置100の全体構成について説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る振動試験装置100の斜視図である。図1では、第1加振機31、第2加振機32、および第3加振機33については一部のみを表示している。
[overall structure]
First, the overall configuration of the vibration test device 100 will be described. FIG. 1 is a perspective view of the vibration test device 100 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, only a part of the first exciter 31, the second exciter 32, and the third exciter 33 is displayed.

本実施形態では、X軸方向を水平方向とし、X軸に垂直かつ水平な方向をY軸方向とし、Z軸方向を鉛直方向とする。X軸方向は、本発明の第1方向に相当し、Z軸方向は、本発明の第2方向に相当し、Y軸方向は、本発明の第3方向に相当するものとする。 In the present embodiment, the X-axis direction is the horizontal direction, the direction perpendicular to and horizontal to the X-axis is the Y-axis direction, and the Z-axis direction is the vertical direction. It is assumed that the X-axis direction corresponds to the first direction of the present invention, the Z-axis direction corresponds to the second direction of the present invention, and the Y-axis direction corresponds to the third direction of the present invention.

図1に示すように、振動試験装置100は、振動台11、第1加振機31、第2加振機32、第3加振機33、第1連結部61、第2連結部62、第3連結部63、および制御部(図示せず)等を備えている。振動試験装置100は、振動台11上に保持される供試体W(図4参照)に対し、X軸方向の加振、Y軸方向の加振、およびZ軸方向の加振を同時または個別に行うことが可能な3軸振動試験装置である。振動試験装置100は、基台(図示せず)上に設置されるが、基台についての説明は省略する。 As shown in FIG. 1, the vibration test device 100 includes a shaking table 11, a first vibrating machine 31, a second vibrating machine 32, a third vibrating machine 33, a first connecting portion 61, and a second connecting portion 62. It includes a third connecting unit 63, a control unit (not shown), and the like. The vibration test device 100 simultaneously or individually vibrates the specimen W (see FIG. 4) held on the shaking table 11 in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. It is a 3-axis vibration test device that can be performed in the above. The vibration test device 100 is installed on a base (not shown), but the description of the base will be omitted.

振動台11は、第1加振機31、第2加振機32、および第3加振機33に連結されてX軸方向、Z軸方向、およびY軸方向に加振されるとともに、供試体Wを保持する振動台である。供試体Wは、図示しない治具によって振動台11に固定される。 The shaking table 11 is connected to the first vibrating machine 31, the second vibrating machine 32, and the third vibrating machine 33, and is vibrated in the X-axis direction, the Z-axis direction, and the Y-axis direction, and is provided. It is a shaking table that holds the specimen W. The specimen W is fixed to the shaking table 11 by a jig (not shown).

第1加振機31、第2加振機32、および第3加振機33は、動電型加振機である。 The first exciter 31, the second exciter 32, and the third exciter 33 are electrodynamic exciters.

第1加振機31は、第1連結部61を介して振動台11に連結されている。第1加振機31は、振動台11をX軸方向に沿って振動させる。第1加振機31は、第1振動軸L1がX軸方向に対して平行となるように配置されている。 The first vibrating machine 31 is connected to the shaking table 11 via the first connecting portion 61. The first exciter 31 vibrates the shaking table 11 along the X-axis direction. The first vibrating machine 31 is arranged so that the first vibrating axis L1 is parallel to the X-axis direction.

第1連結部61は、X軸方向のみの変位を伝達する連結装置である。第1連結部61は、Y軸方向に配置された直動ガイド(リニアガイド)611と、Z軸方向に配置された直動ガイド612とが組み合わされることにより、X軸方向のみの変位を伝達するように構成されている。このため、第1加振機31によるX軸方向の振動が振動台11に伝達されるとともに、他の加振機(第2加振機32および第3加振機33)と協動して振動台11を3軸方向に加振させることが可能である。なお、直動ガイド(リニアガイド)として、ボールを用いた直動ガイドや、流体の圧力(例えば、油の静圧)を用いた静圧軸受を使用することができる。 The first connecting portion 61 is a connecting device that transmits a displacement only in the X-axis direction. The first connecting portion 61 transmits displacement only in the X-axis direction by combining a linear motion guide (linear guide) 611 arranged in the Y-axis direction and a linear motion guide 612 arranged in the Z-axis direction. It is configured to do. Therefore, the vibration in the X-axis direction by the first vibrating machine 31 is transmitted to the shaking table 11, and also cooperates with other vibrating machines (second vibrating machine 32 and third vibrating machine 33). It is possible to vibrate the shaking table 11 in the three axial directions. As the linear guide (linear guide), a linear guide using a ball or a hydrostatic bearing using a fluid pressure (for example, static pressure of oil) can be used.

第2加振機32は、第2連結部62を介して振動台11に連結されている。第2加振機32は、振動台11をZ軸方向に沿って振動させる。第2加振機32は、第2振動軸L2がZ軸方向に対して平行となるように配置されている。 The second vibrating machine 32 is connected to the shaking table 11 via the second connecting portion 62. The second exciter 32 vibrates the shaking table 11 along the Z-axis direction. The second vibrating machine 32 is arranged so that the second vibrating shaft L2 is parallel to the Z-axis direction.

第2連結部62は、Z軸方向のみの変位を伝達する連結装置である。第2連結部62は、X軸方向に配置された直動ガイド621(図4参照)と、Y軸方向に配置された直動ガイド622(図4参照)とが組み合わされることにより、Z軸方向のみの変位を伝達するように構成されている。このため、第2加振機32によるZ軸方向の振動が振動台11に伝達されるとともに、他の加振機(第1加振機31および第3加振機33)と協動して振動台11を3軸方向に加振させることが可能である。 The second connecting portion 62 is a connecting device that transmits a displacement only in the Z-axis direction. The second connecting portion 62 is formed by combining a linear motion guide 621 arranged in the X-axis direction (see FIG. 4) and a linear motion guide 622 arranged in the Y-axis direction (see FIG. 4) to form a Z-axis. It is configured to transmit displacement only in the direction. Therefore, the vibration in the Z-axis direction by the second vibrating machine 32 is transmitted to the shaking table 11, and also cooperates with other vibrating machines (first vibrating machine 31 and third vibrating machine 33). It is possible to vibrate the shaking table 11 in the three axial directions.

第3加振機33は、第3連結部63を介して振動台11に連結されている。第3加振機33は、振動台11をY軸方向に沿って振動させる。第3加振機33は、第3振動軸L3がY軸方向に対して平行となるように配置されている。 The third vibrating machine 33 is connected to the shaking table 11 via the third connecting portion 63. The third exciter 33 vibrates the shaking table 11 along the Y-axis direction. The third vibrating machine 33 is arranged so that the third vibrating axis L3 is parallel to the Y-axis direction.

第3連結部63は、Y軸方向のみの変位を伝達する連結装置である。第3連結部63は、X軸方向に配置された直動ガイド631と、Z軸方向に配置された直動ガイド632とが組み合わされることにより、Y軸方向のみの変位を伝達するように構成されている。このため、第3加振機33によるY軸方向の振動が振動台11に伝達されるとともに、他の加振機(第1加振機31および第2加振機32)と協動して振動台11を3軸方向に加振させることが可能である。 The third connecting portion 63 is a connecting device that transmits a displacement only in the Y-axis direction. The third connecting portion 63 is configured to transmit the displacement only in the Y-axis direction by combining the linear motion guide 631 arranged in the X-axis direction and the linear motion guide 632 arranged in the Z-axis direction. Has been done. Therefore, the vibration in the Y-axis direction by the third vibrating machine 33 is transmitted to the shaking table 11, and also cooperates with other vibrating machines (first vibrating machine 31 and second vibrating machine 32). It is possible to vibrate the shaking table 11 in the three axial directions.

ここで、動電型加振機である第1加振機31、第2加振機32、および第3加振機33の構成について説明する。本実施形態では、第1加振機31、第2加振機32、および第3加振機33は同一の構成を有しているため、第2加振機32の構成についてのみ説明する。 Here, the configurations of the first exciter 31, the second exciter 32, and the third exciter 33, which are electrokinetic exciters, will be described. In the present embodiment, since the first exciter 31, the second exciter 32, and the third exciter 33 have the same configuration, only the configuration of the second exciter 32 will be described.

図2は、第2加振機32を第2振動軸L2に沿って切断した断面図である。第2振動軸L2は、振動部であるドライブコイル37および筒体39の中心軸である。図2に示すように、第2加振機32は、励磁コイル341,342、ヨーク35、およびドライブコイル37等を備えている。励磁コイル341,342は、静磁場を形成する。ヨーク35は、励磁コイル341,342により形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。ドライブコイル37は、磁気ギャップ内に配置される振動発生用のコイルである。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the second exciter 32 cut along the second vibration axis L2. The second vibrating shaft L2 is the central shaft of the drive coil 37 and the tubular body 39, which are vibrating portions. As shown in FIG. 2, the second exciter 32 includes an exciting coil 341, 342, a yoke 35, a drive coil 37, and the like. The exciting coils 341 and 342 form a static magnetic field. The yoke 35 forms a magnetic circuit and a magnetic gap due to the static magnetic field formed by the exciting coils 341 and 342. The drive coil 37 is a coil for generating vibration, which is arranged in the magnetic gap.

ヨーク35は、第1ヨーク部351、第2ヨーク部352、および第3ヨーク部353を一体的に組み合わせて構成されている。第1ヨーク部351、第2ヨーク部352、および第3ヨーク部353は、強磁性体によって形成されている。第1ヨーク部351の外周面と、第2ヨーク部352の内周面との間に磁気ギャップが形成されている。なお、ヨーク35を構成する第1ヨーク部351、第2ヨーク部352、および第3ヨーク部353の材質としては、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可能である。 The yoke 35 is configured by integrally combining a first yoke portion 351 and a second yoke portion 352, and a third yoke portion 353. The first yoke portion 351 and the second yoke portion 352, and the third yoke portion 353 are formed of a ferromagnetic material. A magnetic gap is formed between the outer peripheral surface of the first yoke portion 351 and the inner peripheral surface of the second yoke portion 352. As the material of the first yoke portion 351 and the second yoke portion 352 and the third yoke portion 353 constituting the yoke 35, a magnetic material having high magnetic permeability and high strength, for example, low carbon steel such as SS400 is preferably used. It can be used.

励磁コイル341,342は、円筒状に巻回されており、第2ヨーク部352の内周面において第2振動軸L2方向に離隔した状態で並んで取り付けられている。励磁コイル341,342は、第3ヨーク部353と、第1ヨーク部351の外鍔354とによって位置決めされている。 The exciting coils 341 and 342 are wound in a cylindrical shape and are mounted side by side on the inner peripheral surface of the second yoke portion 352 in a state of being separated in the second vibration axis L2 direction. The exciting coils 341 and 342 are positioned by the third yoke portion 353 and the outer flange 354 of the first yoke portion 351.

ドライブコイル37は、非磁性体からなる筒体39の一端側(図2では、−Z軸方向側)の外周面に巻回されている。ドライブコイル37は、励磁コイル341,342と、ヨーク35(第1ヨーク部351、第2ヨーク部352、および第3ヨーク部353)との対向間の磁気ギャップ内に、励磁コイル341,342およびヨーク35に対し非接触の状態で挿入されている。なお、筒体39の材質としては、非磁性体の高強度の金属(例えばアルミニウム合金)や、合成樹脂(例えばカーボンファイバ)等を好適に用いることが可能である。 The drive coil 37 is wound around the outer peripheral surface of one end side (in the FIG. 2, the −Z axis direction side) of the tubular body 39 made of a non-magnetic material. The drive coil 37 has the exciting coils 341, 342 and the exciting coils 341, 342 and It is inserted in a non-contact state with respect to the yoke 35. As the material of the cylinder 39, a non-magnetic high-strength metal (for example, aluminum alloy), a synthetic resin (for example, carbon fiber), or the like can be preferably used.

ドライブコイル37および筒体39は、Z軸方向に沿ってスライド可能に設けられている。具体的には、制御部(図示せず)によって電力増幅器を介して励磁コイル341,342に直流電流を供給することにより、励磁コイル341,342を取り巻くヨーク35内に磁気回路(静磁場)が生成される。ヨーク35には上述したような磁気ギャップが形成されており、磁気ギャップ内に配置されたドライブコイル37に所定周波数の交流電流を制御部により供給することによって、磁気ギャップに生成される静磁場とドライブコイル37に供給される交流電流との間に働く力により、ドライブコイル37が磁束の方向と直交する方向にスライドする。この場合、ドライブコイル37および筒体39は、ヨーク35から外方へ向けて突出(前進)する方向(図2では、+Z軸方向)のスライドと、ヨーク35へ向けて内方(図2では、−Z軸方向)へ退避(後退)する方向のスライドとを繰り返し行う。つまり、ドライブコイル37および筒体39が、ドライブコイル37に供給される交流電流の信号に応じた周波数でZ軸方向に沿って振動する。 The drive coil 37 and the tubular body 39 are slidably provided along the Z-axis direction. Specifically, a magnetic circuit (static magnetic field) is generated in the yoke 35 surrounding the exciting coils 341 and 342 by supplying a direct current to the exciting coils 341 and 342 via a power amplifier by a control unit (not shown). Generated. A magnetic gap as described above is formed in the yoke 35, and the static magnetic field generated in the magnetic gap is generated by supplying an alternating current of a predetermined frequency to the drive coil 37 arranged in the magnetic gap by the control unit. The drive coil 37 slides in a direction orthogonal to the direction of the magnetic flux due to the force acting between the alternating current supplied to the drive coil 37. In this case, the drive coil 37 and the cylinder 39 slide in the direction of projecting (advancing) outward from the yoke 35 (+ Z-axis direction in FIG. 2) and inward toward the yoke 35 (in FIG. 2). , -Z axis direction) and slide in the direction of retracting (backward) are repeated. That is, the drive coil 37 and the cylinder 39 vibrate along the Z-axis direction at a frequency corresponding to the signal of the alternating current supplied to the drive coil 37.

筒体39の内部には、ドライブコイル37および筒体39のZ軸方向のスライドを案内する案内棒40、ガイドローラ41、および支持部42が設けられている。ガイドローラ41は、第1ヨーク部351の内壁面に支持されており、案内棒40をZ軸方向に案内する。ガイドローラ41は、案内棒40の周囲に120度間隔で3箇所に配置されており、図2では、3箇所のガイドローラ41のうち1箇所のガイドローラ41が見えている。なお、ガイドローラ41は、案内棒40の周囲に90度間隔で4箇所に配置されていてもよい。支持部42は、第3ヨーク部353の端部と筒体39との間に配置されている。筒体39の他端側(図2では、+Z軸方向側)は、第2連結部62を介して振動台11に連結されている(図1参照)。 Inside the cylinder 39, a drive coil 37, a guide rod 40 for guiding the slide of the cylinder 39 in the Z-axis direction, a guide roller 41, and a support portion 42 are provided. The guide roller 41 is supported on the inner wall surface of the first yoke portion 351 and guides the guide rod 40 in the Z-axis direction. The guide rollers 41 are arranged around the guide rod 40 at three locations at intervals of 120 degrees, and in FIG. 2, one of the three guide rollers 41 is visible. The guide rollers 41 may be arranged at four locations around the guide rod 40 at intervals of 90 degrees. The support portion 42 is arranged between the end portion of the third yoke portion 353 and the tubular body 39. The other end side of the tubular body 39 (in the + Z axis direction side in FIG. 2) is connected to the shaking table 11 via the second connecting portion 62 (see FIG. 1).

振動試験装置100では、制御部(図示せず)により第2加振機32を駆動することによって、ドライブコイル37、筒体39、第2連結部62、および振動台11等が一体的にZ軸方向に沿って振動し、振動台11上に保持された供試体Wに対するZ軸方向の加振が行われる。 In the vibration test device 100, the drive coil 37, the cylinder 39, the second connecting portion 62, the shaking table 11 and the like are integrally Z by driving the second vibration exciter 32 by the control unit (not shown). It vibrates along the axial direction, and the specimen W held on the shaking table 11 is vibrated in the Z-axis direction.

図3は、第2加振機32を+Z軸方向側から−Z軸方向側に見た図である。図3に示すように、支持部42は、第3ヨーク部353の端部と筒体39との間に配置されている。支持部42は、筒体39の周囲に90度間隔で4箇所に配置されている。なお、支持部42は、筒体39の周囲に120度間隔で3箇所に配置されていてもよい。 FIG. 3 is a view of the second exciter 32 viewed from the + Z axis direction side to the −Z axis direction side. As shown in FIG. 3, the support portion 42 is arranged between the end portion of the third yoke portion 353 and the tubular body 39. The support portions 42 are arranged at four locations around the tubular body 39 at intervals of 90 degrees. The support portions 42 may be arranged at three locations around the tubular body 39 at intervals of 120 degrees.

図4は、振動試験装置100を+Y軸方向側から−Y軸方向側に見た状態における振動台11の断面図である。図4に示すように、振動台11は、天面部12、第1側面部13、第2側面部14、第3側面部15、および第4側面部16(図1参照)を有している。天面部12、第1側面部13、第2側面部14、第3側面部15、および第4側面部16は、それぞれ金属板で構成され、相互に直交した状態で配置されている。第1側面部13、第2側面部14、第3側面部15、および第4側面部16は、それぞれ天面部12に対して−Z軸方向に延びるように設けられている。第1側面部13、第2側面部14、第3側面部15、および第4側面部16の間には、それぞれ側面部17が配置されている(図1参照)。天面部12、第1側面部13、第2側面部14、第3側面部15、第4側面部16および側面部17は、相互に接合されている。これにより、振動台11は、下部が開放された箱状に構成されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the shaking table 11 in a state where the vibration test device 100 is viewed from the + Y-axis direction side to the −Y-axis direction side. As shown in FIG. 4, the shaking table 11 has a top surface portion 12, a first side surface portion 13, a second side surface portion 14, a third side surface portion 15, and a fourth side surface portion 16 (see FIG. 1). .. The top surface portion 12, the first side surface portion 13, the second side surface portion 14, the third side surface portion 15, and the fourth side surface portion 16 are each made of a metal plate and are arranged in a state orthogonal to each other. The first side surface portion 13, the second side surface portion 14, the third side surface portion 15, and the fourth side surface portion 16 are provided so as to extend in the −Z axis direction with respect to the top surface portion 12, respectively. Side surface portions 17 are arranged between the first side surface portion 13, the second side surface portion 14, the third side surface portion 15, and the fourth side surface portion 16 (see FIG. 1). The top surface portion 12, the first side surface portion 13, the second side surface portion 14, the third side surface portion 15, the fourth side surface portion 16 and the side surface portion 17 are joined to each other. As a result, the shaking table 11 is configured in a box shape with an open lower portion.

天面部12は、振動台11の上面を構成している。天面部12は、Z軸方向に直交する方向に配置されており、第1側面部13および第2側面部14と直交している。天面部12の+Z軸方向側の面(図4において上面)には、供試体Wが図示しない治具によって保持される。天面部12の−Z軸方向側の面(図4において下面)には、取付部18を介して、第2連結部62が連結されている。 The top surface portion 12 constitutes the upper surface of the shaking table 11. The top surface portion 12 is arranged in a direction orthogonal to the Z-axis direction, and is orthogonal to the first side surface portion 13 and the second side surface portion 14. The specimen W is held by a jig (not shown) on the surface of the top surface portion 12 on the + Z axis direction side (upper surface in FIG. 4). The second connecting portion 62 is connected to the surface of the top surface portion 12 on the −Z axis direction side (lower surface in FIG. 4) via the mounting portion 18.

第1側面部13は、振動台11の−X軸方向側の側面を構成している。第1側面部13には、第1連結部61が連結されている。第1側面部13は、本発明の第1面部に相当する。 The first side surface portion 13 constitutes a side surface of the shaking table 11 on the −X axis direction side. A first connecting portion 61 is connected to the first side surface portion 13. The first side surface portion 13 corresponds to the first surface portion of the present invention.

第2側面部14は、振動台11の−Y軸方向側の側面を構成している。第2側面部14には、第3連結部63が連結されている(図1参照)。第2側面部14は、本発明の第3面部に相当する。 The second side surface portion 14 constitutes a side surface of the shaking table 11 on the −Y axis direction side. A third connecting portion 63 is connected to the second side surface portion 14 (see FIG. 1). The second side surface portion 14 corresponds to the third surface portion of the present invention.

ここで、第2連結部62は、第2連結部62の一部が箱状の振動台11の内部に入り込むように配置されている。つまり、第2連結部62は、第2連結部62の上部(+Z軸方向側の端部)が第1側面部13の下端(−Z軸方向側の端部)よりも上方となるように配置されている。言い換えると、第2連結部62は、X軸方向から見て、第1側面部13と一部が相互に重なり合うように配置されている。 Here, the second connecting portion 62 is arranged so that a part of the second connecting portion 62 enters the inside of the box-shaped shaking table 11. That is, in the second connecting portion 62, the upper portion (the end portion on the + Z axis direction side) of the second connecting portion 62 is higher than the lower end (the end portion on the −Z axis direction side) of the first side surface portion 13. Have been placed. In other words, the second connecting portion 62 is arranged so that a part thereof overlaps with the first side surface portion 13 when viewed from the X-axis direction.

また、第2連結部62は、第2連結部62の上部(+Z軸方向側の端部)が第2側面部14の下端(−Z軸方向側の端部)よりも上方となるように配置されている。言い換えると、第2連結部62は、Y軸方向から見て、第2側面部14と一部が相互に重なり合うように配置されている。 Further, in the second connecting portion 62, the upper portion (end portion on the + Z axis direction side) of the second connecting portion 62 is higher than the lower end (end portion on the −Z axis direction side) of the second side surface portion 14. Have been placed. In other words, the second connecting portion 62 is arranged so that a part thereof overlaps with the second side surface portion 14 when viewed from the Y-axis direction.

本実施形態では、第1加振機31および第3加振機33は、Z軸方向において同じ高さに配置されている。具体的には、第1加振機31および第3加振機33は、第1加振機31の振動部の中心軸である第1振動軸L1、および第3加振機33の振動部の中心軸である第3振動軸L3が、同一のXY平面上に含まれるように配置されている。 In the present embodiment, the first exciter 31 and the third exciter 33 are arranged at the same height in the Z-axis direction. Specifically, the first vibrating machine 31 and the third vibrating machine 33 are the first vibrating shaft L1 which is the central axis of the vibrating part of the first vibrating machine 31, and the vibrating part of the third vibrating machine 33. The third vibration axis L3, which is the central axis of the above, is arranged so as to be included on the same XY plane.

第1加振機31の第1振動軸L1、および第3加振機33の第3振動軸L3が含まれる仮想のXY平面を第1平面F1とすると、振動台11と第2連結部62とが連結される面は、第1平面F1に含まれるように配置されている。すなわち、本実施形態では、取付部18の−Z軸方向側の端面(下面)は、第1平面F1に含まれるように配置されている。 Assuming that the virtual XY plane including the first vibrating shaft L1 of the first vibrating machine 31 and the third vibrating shaft L3 of the third vibrating machine 33 is the first plane F1, the shaking table 11 and the second connecting portion 62 The surface to which is connected is arranged so as to be included in the first plane F1. That is, in the present embodiment, the end surface (lower surface) of the mounting portion 18 on the −Z axis direction side is arranged so as to be included in the first plane F1.

このように、第2連結部62が振動台11の内部の取付部18の底面に連結されていることにより、第2連結部62を振動台11の底部に連結する場合と比較して(図5参照)、Z軸方向における供試体Wと第2加振機32との距離を近づけることができる。具体的には、第2加振機32の振動が第2連結部62を介して振動台11に伝達される位置(取付部18の底面)を加振点P1とすると、加振点P1から振動台11の上面までの距離D1を短くすることができる。 In this way, since the second connecting portion 62 is connected to the bottom surface of the mounting portion 18 inside the shaking table 11, the second connecting portion 62 is connected to the bottom of the shaking table 11 as compared with the case where the second connecting portion 62 is connected to the bottom of the shaking table 11 (FIG. 5), the distance between the specimen W and the second vibrating machine 32 in the Z-axis direction can be shortened. Specifically, assuming that the position (bottom surface of the mounting portion 18) where the vibration of the second vibrating machine 32 is transmitted to the shaking table 11 via the second connecting portion 62 is the vibrating point P1, the vibrating point P1 is used. The distance D1 to the upper surface of the shaking table 11 can be shortened.

なお、本実施形態では、振動台11と第2連結部62とが連結される面が、第1加振機31の第1振動軸L1、および第3加振機33の第3振動軸L3が含まれる第1平面F1上に位置するとしたが、振動台11と第2連結部62とが連結される面の位置は、この位置に限定されない。例えば、振動台11と第2連結部62とが連結される面を、第1平面F1よりさらに上方(+Z軸方向側)としてもよい。この場合、加振点P1から振動台11の上面までの距離D1をさらに短くすることができる。 In the present embodiment, the surfaces to which the shaking table 11 and the second connecting portion 62 are connected are the first vibrating shaft L1 of the first vibrating machine 31 and the third vibrating shaft L3 of the third vibrating machine 33. However, the position of the surface on which the shaking table 11 and the second connecting portion 62 are connected is not limited to this position. For example, the surface to which the shaking table 11 and the second connecting portion 62 are connected may be further above the first plane F1 (on the + Z axis direction side). In this case, the distance D1 from the vibration point P1 to the upper surface of the shaking table 11 can be further shortened.

以上説明した本実施形態に係る振動試験装置100によれば、X軸方向において、第1側面部13および第2連結部62は、少なくとも一部が相互に重なるように配置され、Y軸方向において、第2側面部14および第2連結部62は、少なくとも一部が相互に重なるように配置されている。このため、Z軸方向において、第2加振機32によって振動が第2連結部62に伝達される加振点P1から、振動台11に保持される供試体Wまでの距離D1を短くすることができる。これにより、振動台11のクロストークを生じにくくして、供試体Wを安定して振動させることができるとともに、振動試験装置100の鉛直方向のサイズをコンパクトにすることができる。 According to the vibration test device 100 according to the present embodiment described above, in the X-axis direction, the first side surface portion 13 and the second connecting portion 62 are arranged so that at least a part thereof overlaps with each other, and in the Y-axis direction. , The second side surface portion 14 and the second connecting portion 62 are arranged so that at least a part thereof overlaps with each other. Therefore, in the Z-axis direction, the distance D1 from the vibration point P1 at which the vibration is transmitted to the second connecting portion 62 by the second vibrator 32 to the specimen W held by the shaking table 11 is shortened. Can be done. As a result, crosstalk of the shaking table 11 is less likely to occur, the specimen W can be oscillated stably, and the vertical size of the vibration test apparatus 100 can be made compact.

[変形例]
今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
[Modification example]
The embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and do not provide a basis for limited interpretation. The technical scope of the present invention is not construed solely by the embodiments described above, but is defined based on the description of the claims. In addition, the technical scope of the present invention includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

本実施形態では、3軸の振動試験装置100について説明したが、水平方向と鉛直方向の2軸の振動試験装置に本発明を適用してもよく、さらに4軸以上の多軸振動試験装置に適用してもよい。 In the present embodiment, the three-axis vibration test device 100 has been described, but the present invention may be applied to a two-axis vibration test device in the horizontal direction and the vertical direction, and further to a multi-axis vibration test device having four or more axes. It may be applied.

例えば、振動台11の構成は一例であって、他の構成の振動台であってもよい。 For example, the configuration of the shaking table 11 is an example, and a shaking table having another configuration may be used.

第1連結部61、第2連結部62、および第3連結部63の構成は一例であって、他の構成の連結部であってもよい。 The configuration of the first connecting portion 61, the second connecting portion 62, and the third connecting portion 63 is an example, and may be a connecting portion having another configuration.

上記実施形態では、第1加振機31、第2加振機32、および第3加振機33は動電型加振機としたが、動電型に限定されず、他の種類の加振機を用いてもよい。例えば、第1加振機31、第2加振機32、および第3加振機33として、油圧シリンダを用いた加振機や、サーボモータを用いた加振機を使用してもよい。また、第1加振機31、第2加振機32、および第3加振機33として、それぞれ異なる種類の加振機を使用してもよい。 In the above embodiment, the first exciter 31, the second exciter 32, and the third exciter 33 are electrokinetic exciters, but the present invention is not limited to the electrokinetic type, and other types of excitations are used. A shaker may be used. For example, as the first exciter 31, the second exciter 32, and the third exciter 33, an exciter using a hydraulic cylinder or an exciter using a servomotor may be used. Further, different types of exciters may be used as the first exciter 31, the second exciter 32, and the third exciter 33.

100 振動試験装置
11 振動台
31 第1加振機
32 第2加振機
33 第3加振機
61 第1連結部
62 第2連結部
63 第3連結部
13 第1側面部(第1面部)
14 第2側面部(第3面部)
100 Vibration test device 11 Vibration table 31 1st vibration machine 32 2nd vibration machine 33 3rd vibration machine 61 1st connection part 62 2nd connection part 63 3rd connection part 13 1st side surface part (1st surface part)
14 2nd side surface part (3rd surface part)

Claims (4)

振動台と、
前記振動台を水平方向の一方向である第1方向に沿って振動させる第1加振機と、
前記振動台を鉛直方向である第2方向に沿って振動させる第2加振機と、
前記第1加振機と前記振動台を連結するとともに、実質的に前記第1方向のみの変位を伝達する第1連結部と、
前記第2加振機と前記振動台を連結するとともに、実質的に前記第2方向のみの変位を伝達する第2連結部と、
を備え、
前記振動台は、
前記第1連結部が連結される第1面部、
を有し、
前記第1方向において、前記第1面部および前記第2連結部は、少なくとも一部が相互に重なるように配置されている、
振動試験装置。
Shaking table and
A first vibrating machine that vibrates the shaking table along a first direction, which is one horizontal direction,
A second vibrator that vibrates the shaking table along the second direction, which is the vertical direction,
A first connecting portion that connects the first vibrating machine and the shaking table and substantially transmits a displacement in only the first direction.
A second connecting portion that connects the second vibrating machine and the shaking table and substantially transmits a displacement only in the second direction.
With
The shaking table
The first surface portion to which the first connecting portion is connected,
Have,
In the first direction, the first surface portion and the second connecting portion are arranged so that at least a part thereof overlaps with each other.
Vibration test equipment.
前記第1連結部は、前記第2方向にスライド可能な直動ガイドを含み、
前記第2連結部は、前記第1方向にスライド可能な直動ガイドを含む、
請求項1に記載の振動試験装置。
The first connecting portion includes a linear motion guide that can slide in the second direction.
The second connecting portion includes a linear motion guide that can slide in the first direction.
The vibration test apparatus according to claim 1.
前記振動台を、水平方向の一方向であって、かつ前記第1方向に直交する方向である第3方向に沿って振動させる第3加振機と、
前記第3加振機と前記振動台を連結するとともに、実質的に前記第3方向のみの変位を伝達する第3連結部と、
をさらに備え、
前記振動台は、
前記第3連結部が連結される第3面部、
をさらに有し、
前記第3方向において、前記第3面部および前記第2連結部は、少なくとも一部が相互に重なるように配置されている、
請求項1に記載の振動試験装置。
A third vibrating machine that vibrates the shaking table along a third direction that is unidirectional in the horizontal direction and orthogonal to the first direction.
A third connecting portion that connects the third vibrating machine and the shaking table and substantially transmits a displacement only in the third direction.
With more
The shaking table
A third surface portion to which the third connecting portion is connected,
Have more
In the third direction, the third surface portion and the second connecting portion are arranged so that at least a part thereof overlaps with each other.
The vibration test apparatus according to claim 1.
前記第1連結部は、前記第2方向にスライド可能な直動ガイド、および前記第3方向にスライド可能な直動ガイドを含み、
前記第2連結部は、前記第1方向にスライド可能な直動ガイド、および前記第3方向にスライド可能な直動ガイドを含み、
前記第3連結部は、前記第1方向にスライド可能な直動ガイド、および前記第2方向にスライド可能な直動ガイドを含む、
請求項3に記載の振動試験装置。
The first connecting portion includes a linear motion guide slidable in the second direction and a linear motion guide slidable in the third direction.
The second connecting portion includes a linear motion guide slidable in the first direction and a linear motion guide slidable in the third direction.
The third connecting portion includes a linear motion guide slidable in the first direction and a linear motion guide slidable in the second direction.
The vibration test apparatus according to claim 3.
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