JP3188562U - 振動試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水冷システムを有する振動試験装置を提供する。
【解決手段】振動試験装置は、プラットホームと、振動アセンブリ２２０と、筐体２３０と、水冷システム２４０とを含む。プラットホームは被試験物を載置し、振動アセンブリ２２０はプラットホームに対して振動を発生し、筐体２３０は空気吸入端２３２及び空気排出端２３４を備え、プラットホームの下方に設けられており、振動アセンブリ２２０を覆う。水冷システム２４０は、筐体２３０のこの空気排出端２３４に設けられた送風機と筐体の空気吸入端に設けられた霧化部材とを備える。送風機は、気流を発生して、気流を順に空気吸入端２３２、筐体２３０の内部及び空気排出端２３４を流れさせ、霧化部材は霧化水を発生する。気流に霧化水を案内させて、順に空気吸入端２３２、筐体２３０の内部及び空気排出端２３４を流して、振動アセンブリ２２０の動作温度を低下させる。
【選択図】図２

Description

本考案は、振動試験装置に関し、特に水冷システムを有する振動試験装置に関する。

科学技術が進歩するに伴って、日常生活上各種の製品を使用する環境として無差別な振動又は干渉を受けることが多い。このような例として、車両行進中で発生した振動、飛行機が気流の中で発生した干渉、又は運搬機械が運搬している過程で発生した無差別な振動等の振動環境が挙げられる。使用している製品が長時間このような振動環境にある場合、適切な設計がなければ、製品の本来予定した機能に悪影響を与えるので、製造する際、製品を市販する前に所定の時間の模擬振動試験を常に行って、その製品の設計が信頼できるものであるかどうかを検証する必要がある。

図１に示すように、このような模擬振動試験を行うための振動試験装置１００は、主にプラットホーム１１０、振動アセンブリ１２０及び筐体１３０により構成されている。そのうち、この模擬振動試験を行うために、プラットホーム１１０はこの製品（即ち、被試験物）を載置することに用いられ、振動アセンブリ１２０は振動をこの製品に加えることに用いられている。筐体１３０は外部環境から隔離するように振動アセンブリ１２０を覆っている。

しかしながら、振動アセンブリ１２０は筐体１３０に覆われているので、模擬振動試験を行う時に、振動アセンブリ１２０が繰り返して振動するに伴って発生した廃熱は、筐体１３０内に閉じ込められて排出されにくく、振動アセンブリ１２０の使用寿命に影響を与えてしまう。

特に、模擬振動試験は長時間にわたって繰り返して作動する必要があるので、模擬振動試験を行っている間に、発生した廃熱を効果よく除去できなければ、材料温度を上昇させ、材料剛性を低下させる。また、長時間の高温下で高磁気伝導材料の固有の特性を劣化させ、振動アセンブリ１２０の正常作動に悪影響を及ぼし、更には模擬振動試験の正確度に影響を与え、しいては振動試験装置１００の使用寿命を短縮してしまう。

また、廃熱が累積して招いた高温によって、振動アセンブリ１２０内のコイルの抵抗が増加するので、同等の電流を提供して推力を発生して試験を行うために、より高い電力を導入する（電圧を向上する）必要がある。つまり、温度が上昇して抵抗が増加した時、銅導線を酸化させて抵抗係数の上昇を招くだけではなく、模擬試験を行う時の消費電力も向上するので、かなりの電力浪費を招く。

このように、作業温度を速やかに低下して、振動試験装置の使用寿命を延長し、模擬試験を行う時の消費電力を低下するために、振動試験装置１００の振動アセンブリ１２０又は他の素子が運行する期間で発生した廃熱をどのように効果よく除去するかは、この業界が差し迫って解決しようとする課題となっている。

本考案は、振動アセンブリ又は他の素子の発生した廃熱を効果よく吸収して、その作業温度を低下させることのできる振動試験装置を提供することを目的とする。

本考案は、振動アセンブリの動作温度を低下させると同時に、振動アセンブリコイルの抵抗もともに低下させて、振動アセンブリの消費電力を下げる効果を達成できる振動試験装置を提供することも目的とする。

上述した目的を達成するために、本考案の振動試験装置は、プラットホームと、振動アセンブリと、筐体と、水冷システムとを含む。プラットホームは被試験物を載置するためのものであり、振動アセンブリはプラットホームに対して振動を発生することができ、筐体は空気吸入端及び空気吸入端に対する空気排出端を備え、プラットホームの下方に設けられ、振動アセンブリを覆っている。水冷システムは、この筐体の空気排出端に設けられた送風機と筐体の空気吸入端に設けられた霧化部材とを備える。そのうち、送風機は、気流を発生して、気流を順に空気吸入端、筐体の内部及び気体排出端に流すことができ、霧化部材は、霧化水を発生して、気流に霧化水を案内させ、順に空気吸入端、筐体の内部及び気体排出端を流れさせて、振動アセンブリの動作温度を低下させることができる。

上述した目的を達成するために、本考案で提供する振動試験装置において、その空気吸入端は筐体の上部に設けられているが、気体排出端は筐体の下部に設けられている。

上述した目的を達成するために、本考案で提供する振動試験装置において、その空気吸入端と空気排出端はそれぞれ、少なくとも１つの空気入口及び少なくとも１つの空気出口を備える。

上述した目的を達成するために、本考案で提供する振動試験装置は、空気吸入端に設けられ、気流の流動に寄与する送風システムを更に含む。

上述した目的を達成するために、本考案で提供する振動試験装置は、水冷システムは、送風機の発生した気流の強さ、及び霧化部材の発生した霧化水の水量を制御するための制御ユニットを更に備える。

上述した目的を達成するために、本考案で提供する振動試験装置において、その振動アセンブリは、少なくとも１つの振動素子を含む。

上述した目的を達成するために、本考案で提供する振動試験装置は、筐体内に設けられた複数の変圧器を更に備える。

上述した本考案の目的、構成そして効果をより分かりやすくするために、以下、添付の図面を参照しながら好ましい実施例に基づいて詳細に説明する。

従来の技術による振動試験装置の模式図である。 本考案の振動試験装置の上面図と模式的断面図である。 本考案の振動試験装置の水冷システムが発生した気流が振動試験装置の内部を流動している模式図である。 本考案の振動試験装置に送風システムが設けられた模式的断面図である。

図２に示すように、本考案の振動試験装置２００は、プラットホーム２１０と、振動アセンブリ２２０と、筐体２３０と、水冷システム２４０とを備える。

そのうち、プラットホーム２１０は、被試験物（未図示）を載置するためのものであり、振動アセンブリ２２０は、プラットホーム２１０に対して振動を発生し、筐体２３０は、空気吸入端２３２及び空気吸入端２３２に対する空気排出端２３４を備える。好ましくは、図２に示すように、本実施例では、筐体２３０は、プラットホーム２１０の下方に設けられており、振動アセンブリ２２０を外部から隔離して、振動アセンブリ２２０が動作する時に受け得る、外部の物体による衝突又は干渉を回避するように振動アセンブリ２２０を覆うことに用いられてよい。

水冷システム２４０は、筐体２３０の空気排出端２３４に設けられた送風機２４２と、筐体２３０の空気吸入端２３２に設けられた霧化部材２４４とを備える。図３に示すように、送風機２４２は筐体２３０の下方の空気排出端２３４で動作して排気作業を行い、空気を外部環境から空気吸入端２３２を介して引き込んだ後、順に空気吸入端２３２、筐体２３０の内部及び空気排出端２３４に流して引き出し、気流を発生させて筐体２３０の内部の熱い空気と外部環境の冷えた空気を交換することができる。

一方、霧化部材２４４が筐体２３０の空気吸入端２３２に設けられており、霧化水を発生することに用いられる。気流が筐体２３０から、上から下へ順に空気吸入端２３２、筐体２３０の内部及び空気排出端２３４を流れる時、霧化水はこの気流に案内される。霧化水を含むこの気流は振動アセンブリ２２０や振動試験装置２００の他の素子が模擬振動試験を行っている間に発生した廃熱を吸収することに用いられ、振動試験装置２００の作業温度を更に低下する効果を達成する。

以上述べたことを詳しく説明すると、本考案の好ましい実施例では、空気吸入端２３２は筐体２３０の上部２３０ｂに設けられているが、空気排出端２３４は筐体２３０の下部２３０ａに設けられている。また空気吸入端２３２と空気排出端２３４はそれぞれ少なくとも１つの空気入口２３２ａ及び少なくとも１つの空気出口２３４ａを備える。

図２及び図３に示す実施例では、空気吸入端２３２が複数の空気入口２３２ａを備え、空気排出端２３４が単一の空気出口２３４ａを備える。霧化部材２４４を複数の空気入口２３２ａに設けることによって、その発生した霧化水は送風機２４２による排気により発生した気流に伴って、筐体２３０の内部を流れると同時に、振動アセンブリ２２０や振動試験装置２００の他の素子が模擬振動試験を行っている間に発生した廃熱を効果よく吸収して、振動試験装置２００の動作温度を速やかに低下させる。

本考案の実施例では、振動試験装置２００の他の素子は、複数の変圧器（未図示）を含んでよく、また、振動アセンブリ２２０は少なくとも１つの振動素子（未図示）を含んでよい。前記複数の変圧器と少なくとも１つの振動素子のそれぞれはその内部にコイル部材を備える。前記の廃熱源の中で、大部分はこれらのコイル部材からのものであるので、水冷システム２４０を設ける主な目的は、複数の変圧器と少なくとも１つの振動素子の内のコイル部材の温度を低下させることにある。

霧化部材２４４の発生した霧化水は、小さい水滴又は霧等の体積が非常に小さい水分子であるので、この霧化水が送風機２４２による排気で発生した気流に案内されて筐体２３０の内部に導入された後、液体である小さい水分子は廃熱を吸収した後速やかに気化する。つまり、本考案の水冷システム２４０が振動試験装置２００の動作温度を低下させる時、霧化部材２４４が発生した霧化水は廃熱を吸収した後速やかに液体から気体に気化することになる。そのため振動アセンブリ２２０又はその振動素子、或いは振動試験装置２００の複数の変圧器又は他の素子に液体が残ることがないため、振動アセンブリ２２０又はその振動素子、或いは振動試験装置２００の複数の変圧器又は他の素子を錆びさせ又は短絡させる懸念はない。

実験データによれば、特定の振動試験装置２００を使用して一般の室温で振動試験を行った時、その複数の変圧器のコイル部材、或いは振動アセンブリ２２０の振動素子内のコイル部材の動作温度は約２００℃であったが、本考案の水冷システム２４０によって振動試験装置２００の冷却作業を行った時には、前記のコイル部材の動作温度は７０℃〜８０℃低下して、１２０℃〜１３０℃の間にあり、振動試験装置２００について極めて効果的な温度の低下がみられた。

前記のコイル部材の主要材質は銅であり、銅の抵抗Ｒと温度Ｔは正比例する。本考案の水冷システム２４０によって振動試験装置２００の冷却を行うと、前記コイル部材に低い動作温度を持たせることができると同時に、コイル部材の抵抗を低下させることにも役立つ。このように、抵抗が低下するので、同じ電流を供給する場合に、コイル部材に印加すべき電圧も対応的に小さくなる。即ち、コイル部材の動作温度が低下すると、コイル部材の抵抗も対応して低下し、この抵抗の低下が一時間当たりに消費するエネルギーの低下に役立つ。したがって本考案の水冷システム２４０を搭載した振動試験装置２００は、模擬振動試験を行っている際の省エネルギーと電力節約という目的を達成できる。

水冷システム２４０は、振動試験装置２００の動作温度を監視して、送風機２４２による排気により発生した気流の強さ、及び霧化部材２４４が発生する霧化水の水量を温度に対応して調整し、水冷システム２４０の冷却効果を精確に制御する。さらに、振動試験装置２００の最適な動作温度を維持する制御ユニット（未図示）を更に備えてもよい。

上述した空気吸入端２３２と空気排出端２３４の設置位置は、必要に応じて調整でき、例えば、空気吸入端２３２を筐体２３０の下方に設け、空気排出端２３４を筐体２３０の上方に設けるように変更することができる。なお、設置位置はこれに限定されるものではない。

また、空気吸入端２３２が有する空気入口２３２ａの数、空気排出端２３４が有する空気出口２３４ａの数、送風機２４２の数及び霧化部材２４４の数は、いずれも振動試験装置の種類、及び模擬振動試験を行っている時に発生されうる廃熱の多少によって、対応して調整して変更することができる。

また別の実施例では、図４に示すように、本考案の振動試験装置２００は、空気排出端２３４に設けられた送風機２４２と協力する空気吸入端２３２に設けられた送風システム２５０を更に含んでもよい。つまり、図４の実施例の配置方式においては、一端で排気し（送風機２４２が空気排出端２３４から排気する）、他端で吸気する（送風システム２５０が空気吸入端２３２から吸気する）配置によって、霧化水を含む気流が筐体２３０の内部を流動する速度を加速して、筐体２３０の外部冷空気と筐体２３０の内部熱空気との交換速度を向上して、振動試験装置２００の動作温度を効果よく低下させる。

本考案の振動試験装置２００は水冷システム２４０が設けられているので、従来の空気冷却だけで温度を低下する方式に比べて、同じ環境温度であれば、より短い時間で振動試験装置が模擬振動試験を行っている時に発生する廃熱を除去する。振動試験装置の各素子を、従来の振動試験機プラットホームに比べて、長期にわたって低い動作温度にすることにより、各素子の使用寿命を延長することができる。

また、すでに述べたように、振動試験装置２００の複数の変圧器のコイル部材、及び振動アセンブリ２２０内の振動素子のコイル部材の動作温度が低い時はその抵抗も対応的に小さくなり、これによって一時間当たりに消費するエネルギーが効果よく低下するので、本考案の水冷システム２４０を搭載した振動試験装置２００は電力節約の効果をも有することとなる。

以上述べたように、本考案の振動試験装置２００に水冷システム２４０を設けることによって、模擬振動試験を行う時に、振動アセンブリ２２０又は他の素子の動作で発生した廃熱が水冷システム２４０により発生した霧化水を含む気流に効果よく吸収される。それにより本考案の振動試験装置２００の作業温度を低下させる目的は達成され、素子の使用寿命の延長と電力節約の効果が得られる。

上述した実施例は、本考案の態様を例示したもので、本考案の技術的特徴を説明することのみに用いられ、本考案の技術的範囲を限定するためのものではない。いわゆる当業者が容易にできる変更又は均等的な置換はすべて本考案の技術的範囲に含まれる。本考案の技術的範囲は実用新案登録請求の範囲に準拠すべきである。

１００ 振動試験装置
１１０ プラットホーム
１２０ 振動アセンブリ
１３０ 筐体
２００ 振動試験装置
２１０ プラットホーム
２２０ 振動アセンブリ
２３０ 筐体
２３０ａ 下部
２３０ｂ 上部
２３２ 空気吸入端
２３２ａ 空気入口
２３４ 空気排出端
２３４ａ 空気出口
２４０ 水冷システム
２４２ 送風機
２４４ 霧化部材
２５０ 送風システム

Claims (7)

1. 被試験物を載置するためのプラットホームと、
   前記プラットホームに対して振動を発生できる振動アセンブリと、
   空気吸入端及び前記空気吸入端に対する空気排出端を備え、前記プラットホームの下方に設けられ、前記振動アセンブリを覆うことに用いられる筐体と、
   前記筐体の前記空気排出端に設けられた送風機と前記筐体の前記空気吸入端に設けられた霧化部材とを備える水冷システムと、を含み、
   そのうち、前記送風機は、気流を発生して、前記気流を順に前記空気吸入端、前記筐体の内部及び前記空気排出端に流すことができ、
   前記霧化部材は、霧化水を発生して、前記気流に前記霧化水を案内させて、順に前記空気吸入端、前記筐体の内部及び前記空気排出端を流れさせて、前記振動アセンブリの動作温度を低下することができる
   振動試験装置。
2. 前記空気吸入端は、前記筐体の上部に設けられているが、前記空気排出端は、前記筐体の下部に設けられている、請求項１に記載の振動試験装置。
3. 前記空気吸入端と前記空気排出端はそれぞれ、少なくとも１つの空気入口及び少なくとも１つの空気出口を備える、請求項２に記載の振動試験装置。
4. 前記空気吸入端に設けられた送風システムを更に備える、請求項１に記載の振動試験装置。
5. 前記水冷システムは、前記送風機の発生した前記気流の強さ、及び前記霧化部材の発生した前記霧化水の水量を制御するための制御ユニットを更に備える、請求項１に記載の振動試験装置。
6. 前記振動アセンブリは、少なくとも１つの振動素子を含む、請求項１に記載の振動試験装置。
7. 前記筐体内に設けられた複数の変圧器を更に含む、請求項１に記載の振動試験装置。
   
   
   
   

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