JP3933980B2 - 加振装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加振装置の発明に係り、特に、加振対象物に三軸方向の振動を加える加振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の加振装置１００を図１２に示す。この加振装置１００は、三方向から加振される振動テーブル１０４と、出力端部から一軸方向に振動を発生する第一〜第三の加振駆動源１０１，１０２，１０３と、各加振駆動源１０１，１０２，１０３からの振動を加振テーブル１０４に伝達する伝達機構１０５と備えている。
【０００３】
第一の加振駆動源１０１は、その振動出力方向を上下方向に向けて伝達機構１０５と接続され、第二の加振駆動源１０２は、その振動出力方向を左右方向に向けて伝達機構１０５と接続され、第三の加振駆動源１０３は、その振動出力方向を前後方向に向けて伝達機構１０５と接続されている。
【０００４】
伝達機構１０５は、各加振駆動源１０１，１０２，１０３の出力端部が接続される被接続部がいずれも、入力される加振方向についてのみ加振テーブル１０４まで振動を伝達する。そして、伝達機構１０５に入力される他の二軸方向の振動については直動型のスライダを介在させて各振動駆動源１０１，１０２，１０３に伝達しないように構成されている。かかる構成により、加振装置１００は、加振テーブル１０４に対して上下，左右，前後方向に同時に加振することを可能としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記加振装置１００は、三方向の加振を実現するために、三方向それぞれについて独立した加振駆動源を使用するため、装置全体が大型化するという不都合が生じていた。特に、上記加振装置１００のように、加振テーブル１０４及び伝達機構１０５を中心として，各振動駆動源１０１，１０２，１０３が各々の加振方向に突出して配備される構成にあっては、装置全体の占有スペースがより拡大するため、その小型化がより必要となっていた。
本発明は、上記不都合を解決するために、小型化を可能とする加振装置を提供することを、その目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、溝部（２６）を介して複数に区画された平面部（２１）を有すると共に，区画された各部が溝部（２６）を挟んで異なる極性に設定された励磁手段（２０）と、溝部に介挿可能であって各々が所定の方向に沿って振動する第一，第二及び第三のコイル部材（３０，４０，５０）と、各コイル部材（３０，４０，５０）が振動する三方向に加振される振動台１１と、各コイル部材（３０，４０，５０）から振動台（１１）に振動を伝達する伝達手段（６０）とを備えている。
そして、溝部（２６）は、平面部（２１）上で互いに直交する直線に沿って形成された二つの区間（２７，２８）を有し、第一のコイル部材（３０）は、二つの区間（２７，２８）を含む範囲に渡って溝部（２６）に介挿可能な形状であると共に，当該範囲内の磁界によって溝部（２６）の深さ方向に沿って振動を生じるコイルを有し、第二のコイル部材（４０）は、一方の区間（２７）内に介挿可能な平板状に形成されると共に、当該一方の区間（２７）内の磁界に対してその一方の区間（２７）が平面部（２１）において延在する直線方向，例えば左右方向に沿って振動を生じるコイルを有し、第三のコイル部材（５０）は、他方の区間（２８）内に介挿可能な平板状に形成されると共に、当該他方の区間（２８）内の磁界に対してその他方の区間（２８）が平面部（２１）において延在する直線方向，例えば前後方向に沿って振動を生じるコイルを有する、という構成を採っている。
【０００７】
上記構成では、励磁手段の溝部（２６）に各コイル部材（３０，４０，５０）を介挿する。かかる溝部（２６）は、直交する二方向に沿った二区間（２７，２８）を有し、各区間（２７，２８）ごとに第二のコイル部材（４０）及び第三のコイル部材（５０）が介挿される。また、第一のコイル部材（３０）は、溝部（２６）における両区間（２７，２８）に渡って介挿される。即ち、第一のコイル部材（３０）は、当該範囲を平面部（２１）の垂直方向から見た溝形状とほぼ等しく設定されることにより、溝部（２６）の上記範囲に介挿可能としている。
【０００８】
一方、溝部（２６）を挟んだ両区画はそれぞれ異なる極性に設定されているので溝部（２６）を挟んで一方から他方に向けて磁界が形成されることになる。このため、各コイル部材（３０，４０，５０）が有するコイルを構成する導線が上記磁界にほぼ垂直となる平面内のいずれかの方向を向いて配設され，通電されることにより、当該方向に応じて各コイル部材（３０，４０，５０）は磁界から所定方向の駆動力を受けることになる。各コイル部材（３０，４０，５０）はかかる駆動力を利用し、例えば、コイルに任意波形の電流を流すことにより所望の方向に振動を行う。
【０００９】
上記第一のコイル部材（３０）は、励磁手段（２０）の溝部（２６）の深さ方向即ち，平面部（２１）にほぼ垂直な方向に振動が生じるようにコイルの導線の向きが設定され、第二及び第三のコイル部材（４０，５０）は、それぞれ自らが介挿される区間と一致する当該区間が平面部において延在する直線方向に振動が生じるようにコイルの導線の向きが設定されている。なお、三軸方向に加振を行うためには、各コイル部材（３０，４０，５０）の振動する方向は、三方向が直交すれば良く、上記構成にあっては、第一のコイル部材（３０）が平面部（２１）とほぼ垂直方向に振動し、第二及び第三のコイル部材（４０，５０）は平面部（２１）とほぼ並行であって異なる方向に振動するので、上記条件を満たすことになる。
そして、振動台（１１）は、各コイル部材（３０，４０，５０）の振動が伝達手段から伝達されて三軸方向の振動を行うことになる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、第一のコイル部材（３０）に対する第二のコイル部材（４０）の振動方向のみの往復移動を自在とするガイド部（７３）をこれらの間に設けると共に、第一のコイル部材（３０）に対する第三のコイル部材（５０）の振動方向のみの往復移動を自在とするガイド部（７６）をこれらの間に設けた、という構成を採っている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、ガイド部（７３）により、第一のコイル部材（３０）に対して第二のコイル部材（４０）は自らのコイルにより行われる振動方向のみしか行うことができず、ガイド部（７６）により、第一のコイル部材（３０）に対して第三のコイル部材（５０）は自らのコイルにより行われる振動方向のみしか行うことができない。従って、第一のコイル部材（３０）が自らのコイルにより振動を行うと、各ガイド部（７３，７６）を介して第二及び第三のコイル部材（４０，５０）は第一のコイル部材（３０）の振動方向に共に振動を行うことになる。仮に、各コイル部材（３０，４０，５０）から個別に振動を振動台（１１）に伝達するためには、伝達手段（６０）は、各コイル部材（３０，４０，５０）ごとに、当該コイル部材（３０，４０，５０）の振動の伝達を図りつつも他の二つのコイル部材（４０，５０）の振動を妨げないようにしなければならない。しかし、上記構成では第二及び第三のコイル部材（４０，５０）については第一のコイル部材（３０）と共に振動するので、伝達手段（６０）は、第二のコイル部材（４０）から振動台（１１）の間では第三のコイル部材（５０）の振動を許容しつつ振動の伝達を図れば良く、第三のコイル部材（５０）から振動台（１１）の間では第二のコイル部材（４０）の振動を許容しつつ振動の伝達を図れば良い。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明と同様の構成を備えると共に、伝達手段は、第三のコイル部材（５０）による振動を可能とした状態で第二のコイル部材（４０）に振動台（１１）を連結する第一の連結機構と、第二のコイル部材（４０）による振動を可能とした状態で第三のコイル部材（５０）に振動台（１１）を連結する第二の連結機構とを備える、という構成を採っている。
【００１３】
上記構成では、請求項２記載の発明と同様の動作が行われると共に、第二のコイル部材（４０）の振動方向に加振する際に、第一の連結機構が第三のコイル部材（５０）による振動を許容するので、当該第三のコイル部材（５０）の振動に影響を受けることなく加振することが可能である。また同様に、第三のコイル部材（５０）の振動方向に加振する際に、第二の連結機構が第二のコイル部材（４０）による振動を許容するので、当該第二のコイル部材（４０）の振動に影響を受けることなく加振することが可能である。さらに、前述したように、第二のコイル部材（４０）及び第三のコイル部材（５０）は第一のコイル部材（３０）と共にその振動方向に加振される。従って、各連結機構を介して振動台（１１）に第一のコイル部材（３０）による振動が伝達される。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の発明と同様の構成を備えると共に、第一のコイル部材（３０）は，一方の区間（２７）に挿入される第一平板部（３１）と他方の区間（２８）に挿入される第二平板部（３２）とを有すると共にこれらの面と面とが交差してなる十字状に形成され、第二のコイル部材（４０）は、第一のコイル部材（３０）の第一平板部（３１）と近接対向する配置とし、第三のコイル部材（５０）は、第一のコイル部材（３０）の第二平板部（３２）と近接対向する配置とする。
そして、第二のコイル部材（４０）と第一のコイル部材（３０）の第二平板部（３２）とにそれぞれ切り欠き（３３，３４）又は貫通穴を設け、第二のコイル部材（４０）を第二平板部（３２）に対して挿通した状態で振動可能とし、第三のコイル部材（５０）と第一のコイル部材（３０）の第一平板部（３１）とにそれぞれ切り欠き（３３，３４）又は貫通穴を設け、第三のコイル部材（５０）を第一平板部（３１）に対して挿通した状態で振動可能とする、という構成を採っている。
【００１５】
前述したように、十字溝の一方の直線区間（２７）には、第一のコイル部材（３０）の第一平板部（３１）と第二のコイル部材（４０）とが近接対向状態で挿入され、他方の直線区間（２８）には、第一のコイル部材（３０）の第二平板部（３２）と第三のコイル部材（５０）とが近接対向状態で挿入される。このとき、第一のコイル部材（３０）は第一平板部（３１）と第二平板部（３２）とが交差しているので、一方の直線区間（２７）は第一のコイル部材（３０）の第二平板部（３２）によって途中が分断され、他方の直線区間（２８）は第一のコイル部材（３０）の第一平板部（３１）によって途中が分断されている。
従って、そのままの状態では第二及び第三のコイル部材は第一のコイル部材の各平板部に阻まれて、各平板部の片側の範囲でしか配設することができない。
そこで、第二のコイル部材（４０）と第一のコイル部材（３０）の第二平板部（３２）とに切り欠き（３４）又は貫通穴を設けることで、第二のコイル部材（４０）を部分的に第二平板部（３２）に挿通し、当該第二平板部（３２）の両側に渡って第二のコイル部材（４０）の配設を可能としている。また、第三のコイル部材（５０）と第一のコイル部材（３０）の第一平板部（３１）とに切り欠き（３３）又は貫通穴を設けることで、第三のコイル部材（５０）を部分的に第一平板部（３１）に挿通し、当該第一平板部（３１）の両側に渡って第三のコイル部材（５０）の配設を可能としている。
その一方で、励磁手段（２０）は溝部（２６）を挟んで異なる極性に設定されるため、平面部（２１）を十字に仕切られた場合、十字の交点を中心に回転する方向に沿ってＮ極とＳ極とが繰り返される配置となる。従って、第一のコイル部材（３０）の第一平板部（３１）を挟んだ両側では互いの磁界の方向が互いに逆向きとなり、同様に第二平板部（３２）を挟んだ両側でも磁界の方向が互いに逆向きとなる。
従って、第二及び第三のコイル部材（４０，５０）は、その振動を行う方向における両端部ではそれぞれ互いに逆向きの磁界内に配設されることとなるので、各コイル部材（４０，５０）の平板面の外形に従ってコイルの導線を周回させる配置とすることが可能となる。かかる導線配置により、各コイル部材（４０，５０）はその振動方向両端部では導線に逆方向に電流が流れることとなるので、当該両端部では磁界から同一方向の移動力を受けることとなる。
なお、上記各記載中の（）内の数字は、一例として後述する実施の形態に記載された構成を挙げているだけであり、特にこれに限定されるものではない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（実施形態の全体構成）
本発明の実施形態を図１から図１２に基づいて説明する。図１は、実施形態である加振装置１０の一部の構成を二点鎖線で表した斜視図である。
この加振装置１０は、いわゆる三軸加振装置であり、溝部２６を介して四つに区画された平面部２１を有すると共に，区画された各区画部２２，２３，２４，２５が溝部２６を挟んで異なる極性に設定された励磁手段２０と、溝部２６に介挿可能であって各々が所定の方向沿って振動する第一，第二及び第三のコイル部材３０，４０，５０と、各コイル部材３０，４０，５０が振動を行う三方向に加振される振動台１１と、各コイル部材３０，４０，５０から振動台１１に振動を伝達する伝達手段６０と、を備えている。以下、各部について詳細に説明する。
【００１７】
（励磁手段）
図２は、励磁手段２０の平面図である。図１及び図２に基づいて励磁手段２０を詳細に説明する。
この励磁手段２０は、主に全体が強磁性体である鉄心からなる円柱状のブロックから形成されている。即ち、励磁手段２０は、ブロックの一端面である円形の平面部２１から他端面近くまでの深さで十字形の溝部２６が形成され、これにより平面部２１側が四つの区画部２２，２３，２４，２５に分割されている。
【００１８】
上記十字の溝部２６は、平面部２１上において互いに直交する二つの直径方向の各々に沿って形成された二つの区間２７，２８を有している。そして、溝部２６は、その深さ方向が前述したブロックの中心軸方向と一致しており、また、その全区間が底面近くまでの均一深さに設定されている。なお、以下の説明において、区間２７に平行な方向を左右方向とし、区間２８に平行な方向を前後方向とし、ブロックの中心軸の平行な方向を上下方向と称することとする。
【００１９】
また、溝部２６の底面と同一の高さにおいて、前述したブロックの周面を一周する溝が形成されている。この溝は、励磁コイル形成領域であり、前述した各区画部２２，２３，２４，２５ごとに励磁コイル（図示略）が装備される。図２の各区画部２２，２３，２４，２５を周回する矢印が巻かれた励磁コイルに流れる電流の方向を示している。各励磁コイルを図２の点線に示すように通電することにより、各区画部２２，２３，２４，２５は、溝部２６を挟んで互いに異なる極性に設定される。
【００２０】
また、図２において、互いに隣接する各区画部２２，２３，２４，２５の間において、溝部２６を横切る方向に向けられた無数の矢印は、溝部２６内に発生する磁界の方向を示している。各区画部２２，２３，２４，２５の極性が溝部２６を挟んで逆極性となることから、図２の溝部２６の各区間２７，２８では、互いに区間が交差する点において、区間内の磁界の方向が逆に切り替わるようになっている。
【００２１】
また、溝部２６の内壁面を形成する各区画部２２，２３，２４，２５の側壁面の内，第一のコイル部材３０の板面と直接対向する面には、当該第一のコイル部材３０の上下方向の振動をガイドする上下方向に沿ったリブ７１が設けられている（図４（Ｂ）参照）。第一のコイル部材３０側にも溝部２６の内壁面と直接対向する面にもリブ７１に対してスライド可能なリブ７２が形成されており、これにより、第一のコイル部材３０の円滑な上下振動が可能とされている。
【００２２】
なお、各図では、溝部２６の幅を広めに図示しているが、溝部２６に各コイル部材３０，４０，５０が挿入可能な範囲でより狭く設定する方がより磁界を強化することが可能となり、より望ましい。
また、励磁手段２０は、溝部を設ける平面部を有していれば良く、その全体形状は、特に上記形状に限定されない。
【００２３】
（第一のコイル部材）
次に、第一のコイル部材３０について、図１，３〜７に基づいて説明する。図３は第二及び第三のコイル部材４０，５０との交差状態を示す斜視図であり、図４は後述する第一のコイル部材３０のリブ７２による励磁手段２０との関係を説明する説明図であり、図５は第一のコイル部材３０内のコイルを構成する導線内の電流の流れる方向を示す説明図であり、図６は図４（Ａ）の紙面手前（前述した「前後方向」の語句の定義からいえば前方）から見た第一のコイル部材３０の正面図であり、図７は図４（Ａ）の右方から見た第一のコイル部材３０の側面図である。
【００２４】
第一のコイル部材３０は、図３及び図４（Ａ）に示すように、励磁手段２０の溝部２６の一方の区間２７に挿入される第一平板部３１と他方の区間２８に挿入される第二平板部３２とを十字状に直交させた形状に形成されている。前述したように、第一のコイル部材３０の各板面の内，励磁手段２０の溝部２６の各側壁面と直接対向する面には上下方向に沿ったリブ７２が設けられており、前述したリブ７１とこのリブ７２とにより、励磁手段２０に対する第一のコイル部材３０の振動を案内するガイド手段を構成している。なお、第一のコイル部材の３０の振動を円滑に案内する手段であれば、上記リブ構造に限らず例えば、直動式のリニア軸受（無動力式）等の他の構成を使用して良い。
【００２５】
図４（Ａ），５，６，７に示す点線は、第一のコイル部材３０が有するコイルを構成する導線内の電流の流れる方向を示している。なお、第一のコイル部材３０には任意波形の電流が流され、各図における矢印方向は瞬間的な方向を示している。従って、次の瞬間には、各矢印と逆方向に電流が流れることになる。
各図に示すように、第一のコイル部材３０の各平板３１，３２では、前述した励磁手段２０による磁界に対応すべく、互いに交差する位置を境にその電流の流れる方向が逆となるように導線が配置されている。
また、第一平板部３１と第二の平板部３２とでは、いずれか一方が両端部から中心側に通電された状態にあるとき、他方が中心側から両端側に通電されるようになっている。このように通電させるために導線を図４（Ａ）における第一のコイル部材３０の下端部から侵入させて交差中心を通して右端部から外部に抜け、さらに第一のコイル部材３０の上端部から再び侵入させて交差中心を通して左端部に抜けるように配し、これを幾重にも繰り返すことによりコイルを形成しても良い。
【００２６】
また、第一のコイル部材３０は、図３に示すように、第一平板部３１が第二のコイル部材４０と近接対向し、第二平板部３２が第三のコイル部材５０と近接対向する。さらに、第一のコイル部材３０は、第二のコイル部材４０の左右方向の振動を可能とし、且つ、第三のコイル部材５０の前後方向の振動を可能とした状態で各々のコイル部材４０，５０と近接配置する構造とを備えている。また、第一のコイル部材３０と第二のコイル部材４０との間には、第一のコイル部材３０に対する第二のコイル部材４０の左右方向の振動のみを自在として相互に摺動するガイド部７３が設けられており、第一のコイル部材３０と第三のコイル部材５０との間には、第一のコイル部材３０に対する第三のコイル部材５０の前後方向の振動のみを自在として相互に摺動するガイド部７６が設けられている。
【００２７】
図６に示すように、第一平板部３１は中央部の上下の位置に、第二平板部３２に対向する第三のコイル部材５０の中央部の上下にそれぞれ形成された連結棹部５１，５１（図９参照）を挿通させるための切り欠き３３，３３が設けられている。また、第二平板部３２と第三のコイル部材５０の相互の対向面上にはそれぞれリブ７７，７８が設けられ、これらが上述したガイド部７６を構成している。各リブ７７，７８はいずれも第三のコイル部材５０の振動方向に沿って形成されており、相互に摺動自在である。第三のコイル部材５０は、その連結棹部５１，５１が第一平板部３１の切り欠き３３，３３に挿通されると共にガイド部７６により第二平板部３２に沿って摺動することにより、第一のコイル部材３０に対して、前後方向の振動のみを可能とされている。
【００２８】
図７に示すように、第二平板部３２は中央部の上下の位置に、第一平板部３１に対向する第二のコイル部材４０の中央部の上下にそれぞれ形成された連結棹部４１，４１（図８参照）を挿通させるための切り欠き３４，３４が設けられている。かかる切り欠き３４，３４は、第二のコイル部材４０において、その連結棹部４１，４１が第三のコイル部材５０の連結棹部５１，５１を避けて設けられている都合上、前述した切り欠き３３，３３よりも深く設けられている。なお、切り欠き３３，３３に替えて、各連結棹部４１，４１を挿通可能な貫通穴としても良い。
また、第一平板部３１と第二のコイル部材４０の相互の対向面上にはそれぞれリブ７４，７５が設けられ、これらが上述したガイド部７３を構成している。各リブ７４，７５はいずれも第二のコイル部材４０の振動方向に沿って形成されており、相互に摺動自在である。第二のコイル部材４０は、その連結棹部４１，４１が第二平板部３２の切り欠き３４，３４に挿通されると共にガイド部７３により第一平板部３１に沿って摺動することにより、第一のコイル部材３０に対して、左右方向の振動のみを可能とされている。
【００２９】
なお、上記各ガイド部７３，７６は、各コイル部材３０，４０，５０の相互間での振動を円滑に案内する手段であれば、前述のようなリブ構造に限らず例えば、直動式のリニア軸受（無動力式）等の他の構成を使用して良い。
【００３０】
（第二のコイル部材）
次に、第二のコイル部材４０について、図３，８，１０に基づいて説明する。図８は第一のコイル部材３０の第一平板部３１との対向面側を示す第二のコイル部材４０の正面図であり、図１０は第三のコイル部材５０との交差状態を示す説明図である。第二のコイル部材４０は、図３，８に示すように、励磁手段２０の溝部２６の一方の区間２７に挿入される長方形の平板状に形成されている。前述したように、第一のコイル部材３０の第一平面部３１と対向する第二のコイル部材４０の一平面上には左右方向に沿ったリブ７５が設けられており、前述したリブ７４とこのリブ７５とにより、第一のコイル部材３０に対する左右方向の振動のみを可能とするガイド部７３を構成している。
【００３１】
図８に示す点線は、第二のコイル部材４０が有するコイルを構成する導線内の電流の流れる方向を示している。なお、第二のコイル部材４０には任意波形の電流が流され、各図における矢印方向は瞬間的な方向を示している。従って、次の瞬間には、各矢印と逆方向に電流が流れることになる。
各図に示すように、第二のコイル部材４０は、前述した励磁手段２０が生じる磁界がその左半分と右半分とで逆方向となる領域に配置されるため、平板面の左右方向両端部で電流の流れる方向が上下逆となるように導線が配置されている。なお、導線の左右方向に沿って配置されている部分による磁界の影響は、その左半分と右半分とで磁界により互いに逆方向に均等な力を発生するためにうち消される。
第二のコイル部材４０では、このように、コイルの導線を平板面の長方形形状に従って周回させる配置とすることができ、一定方向に通電可能とするために必要となる戻り配線を不要とし、省電力化を図ることが可能となる。
【００３２】
また、第二のコイル部材４０は、前述したように図３の如く、第一のコイル部材３０の第一平板部３１と近接対向し、図１０に示すように、第三のコイル部材５０と直交した状態で励磁手段２０の溝部２６に挿入される。
従って、第二のコイル部材４０は、第一及び第三のコイル部材３０，５０に対して左右方向の振動を可能とし、且つ、第三のコイル部材５０の前後方向の振動を妨げることなく交差する構造とを備えている。
【００３３】
図８に示すように、第二のコイル部材４０はその左右方向中間部で左右部分を連結するように上下二つの連結棹部４１，４１が形成されている。また、二つの連結棹部４１，４１の上下の位置に、第三のコイル部材５０の前後方向中間部に上下にそれぞれ形成された連結棹部５１，５１（図９参照）を挿通させるための切り欠き４２，４２が設けられている。
従って、第二のコイル部材４０は第一のコイル部材３０に対して連結棹部４１，４１の長さ範囲で左右方向の振動を可能とし、なお且つ、第三のコイル部材５０の前後方向の振動を妨げない。
【００３４】
（第三のコイル部材）
次に、第三のコイル部材５０について、図３，９，１０に基づいて説明する。図９は第一のコイル部材３０の第二平板部３２との対向面側を示す第三のコイル部材４５の正面図である。第三のコイル部材５０は、図３，９に示すように、励磁手段２０の溝部２６の他方の区間２８に挿入される長方形の平板状に形成されている。前述したように、第一のコイル部材３０の第二平面部３２と対向する第三のコイル部材５０の一平面上には前後方向に沿ったリブ７８設けられており、前述したリブ７７とこのリブ７８とにより、第一のコイル部材３０に対する前後方向の振動のみを可能とするガイド部７６を構成している。
【００３５】
図９に示す点線は、第三のコイル部材５０が有するコイルを構成する導線内の電流の流れる方向を示している。なお、第三のコイル部材５０には任意波形の電流が流され、各図における矢印方向は瞬間的な方向を示している。従って、次の瞬間には、各矢印と逆方向に電流が流れることになる。
第三のコイル部材５０は、前述した第二のコイル部材４０と同じように、その左半分と右半分とで逆方向となる磁界中に配置されるので、平板面の左右方向両端部で電流の流れる方向が上下逆となるように導線が配置されている。なお、導線の左右方向に沿って配置されている部分による磁界の影響は、その左半分と右半分とで磁界により互いに逆方向に均等な力を発生するためにうち消される。
第三のコイル部材５０では、第二のコイル部材４０と同様の理由により、戻り配線を不要とし、省電力化を図ることが可能となる。
【００３６】
また、第三のコイル部材５０は、前述したように図３の如く、第一のコイル部材３０の第二平板部３２近接対向し、図１０に示すように、第二のコイル部材４０と直交した状態で励磁手段２０の溝部２６に挿入される。
従って、第三のコイル部材５０は、自らの前後振動と第二のコイル部材３０の左右振動を可能とするべく、当該第三のコイル部材５０の前後方向中間部で両端部分を連結するように上下二つの連結棹部５１，５１が形成されている。かかる連結棹部５１は、前述した第二のコイル部材４０の切り欠き４２，４２に挿通され、当該連結棹部５１，５１の長さ範囲で前後方向の振動を可能とし、なお且つ、第二のコイル部材４０の左右方向の振動を妨げない。
【００３７】
なお、上記各コイル部材２０，３０，４０は、各々が有するコイル自体を上述した形状としても良いし、上述した形状からなる平板にコイルを挟み込む構成としても良い。また、各コイル部材２０，３０，４０を相互に組み合わせるために、随所を分割可能に構成しても良い。
【００３８】
（振動台及び伝達手段）
振動台１１と伝達手段６０とについて、図１，１０，１１に基づいて説明する。図１１は振動台１１の底面図である。
振動台１１は、円板状且つ両面が平滑に形成されている。この振動台１１は、その上面を水平にして伝達手段６０を介して第二及び第三のコイル部材４０，５０に支持されている。
伝達手段６０は、第二のコイル部材２０及び第三のコイル部材３０の各々の上端部に設けられた振動伝達突起６３，６４と、振動台１１に設けられると共に振動伝達突起６３から左右方向の振動を，前後方向の振動を許容しつつ伝達される伝達穴部６５と、振動台１１に設けられると共に振動伝達突起６４から前後方向の振動を，左右方向の振動を許容しつつ伝達される伝達穴部６６と、を有している。
【００３９】
振動伝達突起６３，６４は、いずれも四角柱状で上方に突出した突起であり、第二のコイル部材４０と第三のコイル部材５０のそれぞれの上端部の両端部に合計六つ設けられている。
他方、伝達穴部６５は、振動台１１の各振動伝達突起６３と対応する位置に貫通して設けられた複数の長穴であり、その長手方向が前後方向に向けられている。また、伝達穴部６６は、振動台１１の底面側において、各振動伝達突起６３と対応する位置に貫通して設けられた複数の長穴であり、その長手方向が左右方向に向けられている。各伝達穴部６５，６６の幅は、いずれも、各振動伝達突起６３，６４の幅と挿入可能な範囲でほぼ等しく設定され、各伝達穴部６５，６６の長さは、各コイル部材４０，５０の振幅の倍以上の長さに設定されている。
【００４０】
また、各振動伝達突起６３，６４はいずれも振動台１１の上面側まで到達する長さに設定されており、振動台１１の各伝達穴部６５，６６に各振動伝達突起６３，６４を挿通させてから、近接する三つの振動伝達突起６３，６４ごとにそれらの各上端部に渡って固定部材６１，６２が装備される。各振動伝達突起６３，６４に装備された状態において、各固定部材６１，６２の底面は振動台１１の上面に接触し或いはほとんど隙間を生じないほどに近接し、これにより振動台１１は各コイル部材４０，５０から脱落を生じることなく保持されることになる。なお、各固定部材６１，６２は振動台１１の上面から突出しないように、振動台１１の上面に各固定部材６１，６２用の凹部を設けても良い。
【００４１】
上記振動伝達突起６３，伝達穴部６５及び固定部材６１とは第一の連結機構を構成し、上記振動伝達突起６４，伝達穴部６６及び固定部材６２とは第二の連結機構を構成している。こられの構成により、第二のコイル部材４０の左右方向の振動が第三のコイル部材５０の前後方向の振動を妨げることなく振動台１１伝達され、第三のコイル部材５０の前後方向の振動が第二のコイル部材４０の左右方向の振動を妨げることなく振動台１１伝達される。
なお、伝達手段６０は、各コイル部材３０，４０，５０の三方向の振動を相互に妨げることなく振動台１１に伝達可能であれば、上記構成に限定されない。
【００４２】
（加振装置の動作説明）
上記構成からなる加振装置１０の全体動作を図１に基づいて説明する。励磁手段２０のコイルには直流電流が通電され、各コイル部材３０，４０，５０には所定周波数の任意波形の電流が通電される。第一のコイル部材３０は、励磁手段２０の溝部２６の両区間２７，２８間での磁界中にあるため、電流周波数に応じて上下振動を発生し、これが伝達手段６０を介して振動台１１を上下方向に振動させる。
また、第二のコイル部材４０と第三のコイル部材５０とは、それぞれガイド部７３，７６を介して第一のコイル部材３０と共に上下振動を行う。さらに、かかる振動状態で各コイル部材４０，５０は、それぞれの各区間２７，２８内の磁界により、それぞれが左右方向と前後方向とに振動する。これら各振動は伝達手段６０を介して相互に干渉することなく振動台１１に伝達される。このとき、各コイル部材４０，５０は既に上下振動を行っている状態にあるので、第一のコイル部材３０の上限振動にも干渉しない。
このようにして、振動台１１に対して、各コイル部材３０，４０，５０により同時に上下，左右，前後方向の振動が伝達され、三軸方向の加振が行われる。
【００４３】
以上のように、加振装置１０は、励磁手段２０の有する溝部２６に全てのコイル部材３０，４０，５０が挿入される構成のため、当該各コイル部材３０，４０，５０がほとんど外部に突出することなく一体化が図られ、装置全体の小型化を図ることが可能である。
さらに、各振動方向について、励磁手段２０が共通して使用されるので、各方向ごとに加振源を備える構成と比較してさらなる小型化及び軽量化を図ることが可能となる。また同様の理由により、各加振源が外部に突出することもないので、占有スペースの飛躍的な縮小化を図ることが可能である。さらに、本実施形態のように励磁手段２０を電磁石とした場合における励磁手段２０の消費電力を一つ分に低減することができ、省電力化を図ることが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明は、励磁手段に設けた溝部に第一〜第三のコイル部材を全て介挿する構成のため、従来のように各加振方向ごとに加振駆動手段を設ける構成と比較して、励磁手段を三方向で共有化することができる。従って、かかる励磁手段分の小型化及び軽量化を図ることができる。さらに、励磁手段を共有化することで、三方向に振動駆動手段が突出する形状とならず、装置全体の占有スペースを効果的に縮小することが可能となる。
また、励磁手段を電磁石とした場合における励磁手段の消費電力を一つ分に低減することができ、省電力化を図ることが可能となる。
【００４５】
また上記発明は、十字状に溝部を形成しているので、第一のコイル部材は四方に広がる十字状に形成することができる。従って、第一のコイル部材の振動を振動台に対して四方から均等に伝達させることが可能となり、振動台全体を偏りのない良好な状態で振動させることが可能となる。
【００４６】
請求項２記載の発明は、第一と第二のコイル部材、第一と第三のコイル部材の間にそれぞれガイド部を設けたので、第一のコイル部材が自らのコイルにより振動を行うと、各ガイド部を介して第二及び第三のコイル部材を第一のコイル部材の振動方向に共に振動させることができる。従って、伝達手段は、第二及び第三のコイル部材の振動を振動台に伝達するために、第一のコイル部材の振動の影響を考慮することなく構成することができ、伝達手段の構成の簡略化を図ることが可能となる。
【００４７】
請求項３記載の発明は、振動台に対して、第一の連結機構が第三のコイル部材の振動方向についてフリーの状態で第一及び第二のコイル部材の振動方向に加振し、第二の連結機構が第二のコイル部材の振動方向についてフリーの状態で第一及び第三のコイル部材の振動方向に加振するので、三軸方向の振動を互いに影響し合うことなく円滑に振動台に伝達することが可能である。
【００４８】
請求項４記載の発明は、第二のコイル部材を部分的に第二平板部に挿通し、当該第二平板部を挟んでその両側に渡って第二のコイル部材の配設を可能とすると共に、第三のコイル部材を部分的に第一平板部に挿通し、当該第一平板部を挟んでその両側に渡って第三のコイル部材の配設を可能としている。
従って、各コイル部材の振動方向両端部を互いに逆方向に磁界が生じる区域内におくことができ、これにより、各コイル部材の有するコイルの導線を当該各コイル部材の平板面の外形に従ってコイルの導線を周回させる配置とすることが可能となる。仮に、各コイル部材がその振動方向の全域に渡って同一方向の磁界内に配設されるとするならば、磁界内におけるコイルの導線に全て同一方向に電流が流せるように配置しなければならなくなる。かかる場合、磁界の範囲外或いは影響の少ない領域で逆方向に電流が流れる戻り配線が必要となるため、その分だけ電力消費の効率が低減する。従って、本発明の構成により、省電力化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態である加振装置の一部の構成を二点鎖線で表した斜視図である。
【図２】図１に開示した励磁手段の平面図である。
【図３】図１に開示した第一のコイル部材と第二及び第三のコイル部材との交差状態を示す斜視図である。
【図４】第一のコイル部材と励磁手段とのリブの配置関係を説明するための図であり、図４（Ａ）は第一のコイル部材の平面図であり、図４（Ｂ）は励磁手段の平面図である。との関係を説明する説明図である。
【図５】第一のコイル部材内のコイルを構成する導線内の電流の流れる方向を示す説明図である。
【図６】図４（Ａ）の下方から見た第一のコイル部材の正面図である。
【図７】図４（Ａ）の右方から見た第一のコイル部材の側面図である。
【図８】第一のコイル部材の第一平板部との対向面側を示す第二のコイル部材の正面図である。
【図９】第一のコイル部材の第二平板部との対向面側を示す第三のコイル部材の正面図である。
【図１０】第二のコイル部材と第三のコイル部材との交差状態を示す説明図である。
【図１１】図１に開示した振動台の底面図である。
【図１２】従来例の斜視図である。
【符号の説明】
１０ 加振装置
１１ 振動台
２０ 励磁手段
２１ 平面部
２６ 溝部
２７，２８ 区間
３０ 第一のコイル部材
３１ 第一平板部
３２ 第二平板部
３３，３４，４１ 切り欠き
４０ 第二のコイル部材
５０ 第三のコイル部材
６０ 伝達手段
７３，７６ ガイド部

Claims (4)

1. 溝部を介して複数に区画された平面部を有すると共に，区画された各部が前記溝部を挟んで異なる極性に設定された励磁手段と、前記溝部に介挿可能であって各々が所定の方向に沿って振動する第一，第二及び第三のコイル部材と、前記各コイル部材が振動する三方向に加振される振動台と、前記各コイル部材から前記振動台に振動を伝達する伝達手段と、を備え、
   前記溝部は、前記平面部上で互いに直交する直線に沿って形成された二つの区間を有し、
   前記第一のコイル部材は、前記二つの区間を含む範囲に渡って前記溝部に介挿可能な形状であると共に，当該範囲内の磁界によって溝部の深さ方向に沿って振動を生じるコイルを有し、
   前記第二のコイル部材は、一方の前記区間内に介挿可能な平板状に形成されると共に、当該一方の区間内の磁界に対してその一方の区間が前記平面部において延在する直線方向に沿って振動を生じるコイルを有し、
   前記第三のコイル部材は、他方の前記区間内に介挿可能な平板状に形成されると共に、当該他方の区間内の磁界に対してその他方の区間が前記平面部において延在する直線方向に沿って振動を生じるコイルを有することを特徴とする加振装置。
2. 前記第一のコイル部材に対する前記第二のコイル部材の振動方向のみの往復移動を自在とするガイド部をこれらの間に設けると共に、
   前記第一のコイル部材に対する前記第三のコイル部材の振動方向のみの往復移動を自在とするガイド部をこれらの間に設けたことを特徴とする請求項１記載の加振装置。
3. 前記伝達手段は、
   前記第三のコイル部材による振動を可能とした状態で前記第二のコイル部材に前記振動台を連結する第一の連結機構と、
   前記第二のコイル部材による振動を可能とした状態で前記第三のコイル部材に前記振動台を連結する第二の連結機構と、を備えることを特徴とする請求項２記載の加振装置。
4. 前記第一のコイル部材は，一方の前記区間に挿入される第一平板部と他方の前記区間に挿入される第二平板部とを有すると共にこれらの面と面とが交差してなる十字状に形成され、
   前記第二のコイル部材は、前記第一のコイル部材の第一平板部と近接対向する配置とし、
   前記第三のコイル部材は、前記第一のコイル部材の第二平板部と近接対向する配置とし、
   前記第二のコイル部材と前記第一のコイル部材の第二平板部とにそれぞれ切り欠き又は貫通穴を設け、前記第二のコイル部材を前記第二平板部に対して挿通した状態で振動可能とし、
   前記第三のコイル部材と前記第一のコイル部材の第一平板部とにそれぞれ切り欠き又は貫通穴を設け、前記第三のコイル部材を前記第一平板部に対して挿通した状態で振動可能としたことを特徴とする請求項１，２又は３記載の加振装置。

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