JP4707846B2

JP4707846B2 - 水平方向振動試験装置

Info

Publication number: JP4707846B2
Application number: JP2001045577A
Authority: JP
Inventors: 信冶釜谷
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: JP2002239462A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験体に振動を与えることにより試験体の耐震性や耐久性を評価する振動試験装置に関し、特に、水平方向振動試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気・電子分野などの比較的小型な部品等から航空・宇宙分野などの比較的大型の製品等について、様々な振動条件の下で振動試験を行わせることにより、部品や製品の耐震性や耐久性を評価する装置として、振動試験装置が知られている。
このような振動試験装置としては、垂直方向に振動する垂直方向振動試験装置と、水平方向に振動する水平方向振動試験装置とがあり、水平方向振動試験装置としては、例えば、図５に示す振動試験装置が知られている。
【０００３】
図５に示す振動試験装置１００は、本体部１０１と、動電型の振動発生機１０２と、この振動発生機１０２と連結され、振動発生機１０２の振動に伴って水平方向に振動する振動台１０３と、この振動台１０３の下端部に設けられた防振用空気バネ１０４…などにより構成されている。
より具体的には、振動発生機１０２は、外側磁極１１１、内側磁極１１２、励磁コイル１１３、可動コイル１１４、空気ばね１１５などを備えている。
励磁コイル１１３は、電源部（図示省略）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。
【０００４】
可動コイル１１４には図示しない駆動回路によって生成される交流電流が印加されており、可動コイル１１４は前記ギャップＧに形成された直流磁界中を前記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の上面に設置されたばね（図示省略）によって支持される。
そして、可動コイル１１４には、振動台１０３が連結されており、可動コイル１１４が振動することによって振動台１０３が水平方向に振動する。そして、振動台１０３には試験体ｓが載置されており、振動台１０３の振動に伴って試験体ｓが振動し、この時の振動特性を測定出来るようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この従来の水平方向振動試験装置においては、振動発生機と振動台が並列して設けられていたので、垂直方向振動試験装置に比べて装置自体の専有面積が大きくなってしまうという問題点があり、よりコンパクトな水平方向振動試験装置へのニーズがあった。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、よりコンパクトな水平方向振動試験装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、
請求項１記載の発明は、水平方向振動試験装置（１）において、
直流磁界が形成された空隙中に配置され、電流が流れることによって水平方向に駆動する可動コイル部（４）と、
試験体を載置し、下面に前記可動コイル部を固定する振動台（２）と、
前記振動台を振動方向に摺動自在に支持する振動台支持部（３）と、
を備え、
前記可動コイル部は、断面矩形状であって中空構造をなす芯材（４１）にコイル（４３）が巻線されて形成され、
前記直流磁界を形成する磁界形成部（例えば、励磁コイル部５）が、前記可動コイル部の左右面及び下面に対峙して設けられており、
前記可動コイル部に交流電流を流すことにより、前記可動コイル部を水平方向に駆動させて前記振動台を振動させるように構成されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、振動台の下方に可動コイル部が配置され、当該可動コイル部が水平方向に駆動することにより振動台が水平方向に振動するので、水平方向振動試験装置自体をコンパクトにすることが出来る。
即ち、従来のように、振動発生機と振動台を並列して設けるのではなく、垂直方向振動試験装置のように振動台の下側に振動発生機を配置させたので、水平方向振動試験装置の専有面積を減らすことが出来る。
また、水平方向振動試験装置をよりコンパクトにすることにより、当該装置を支える防振用空気ばねの取付個数の削減も可能となる。
また、可動コイル部は、断面矩形状であって中空構造をなす芯材にコイルが巻線されて形成され、直流磁界を形成する磁界形成部が、可動コイル部の左右側面及び下面に対峙して設けられているので、可動コイル部に対して、直流磁界との接触面積をより大きくすることが出来ることとなって、同一電流に対してより大きい駆動力を得ることが出来る。
より具体的には、同一電流に対して可動コイル部がより大きい駆動力を得るためには、直流磁界との接触面積を大きくする必要があるが、可動コイル部の上面部は振動台の上面と対峙しているので、残る左右の側面と下面を磁界形成部で覆うことで最大限の駆動力を得ることが出来る。
【０００９】
ここで、直流磁界は、例えば、永久磁石を配置してもよいし、或いは励磁コイルを配置して通電する磁気回路を設けた構成であってもよい。
【００１２】
ここで、断面は、矩形状であればよいが、特に、側面に比べて上下面の長さが短くなるようないわゆる縦長に設定することが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明に係る水平方向振動試験装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜３は、本発明に係る水平方向振動試験装置の平面図、正面図及び側面図である。
【００１４】
図１に示す水平方向振動試験装置１は、被試験体を載置する振動台２と、この振動台２を支持する振動台支持部３と、前記振動台２と前記振動台支持部３によって形成された内空間ａに配置され、前記振動台２の下面２ａに取り付けられた可動コイル部４と、前記内空間ａに配置され、前記振動台支持部３の内面に取り付けられた励磁コイル部５、５、５と、前記振動台支持部３の下端部に取り付けられた防振用空気バネ６…などを概略備えている。
また、これ以外にも、当該水平方向振動試験装置の動作制御を行う制御部（図示省略）、操作部（図示省略）、表示部（図示省略）、電源部（図示省略）なども備えている。
【００１５】
振動台支持部３は、振動台２を支持する上端面部３ａに、振動台２をガイドする静圧軸受３１を備え、振動方向以外の運動を拘束するとともに、振動方向に対しては摩擦抵抗なしに振動台２を摺動させることが出来る。
また、振動台支持部３の下端部３ｂの中央は、下側に突出した突出部３２を備え、かかる突出部３２に励磁コイル部５が配置されている。
可動コイル部４は、例えば、図４に示すように、断面が縦長の矩形状で、且つ中空構造をなす芯材４１と、当該芯材４１の上面の長手両端部に設けられた振動台固定部４２とを有し、芯材４１の外面にはコイル４３が巻線されている。そして、振動台固定部４２は、振動台２の下面に固定されている。
【００１６】
励磁コイル部５、５、５は、可動コイル部４の左右の側面４ａ、４ｂ及び下面４ｃに対峙した位置にそれぞれ３箇所設けられている。各励磁コイル部５は振動台支持部３の内面に取り付けられている。
この励磁コイル部５、５、５は、外面に巻線された励磁コイル５１によって磁化される磁性体５２を備えており、そして、励磁コイル５１に電源部（図示省略）から供給される直流電流により励磁されて直流磁界を各励磁コイル部５、５、５で挟まれた空間に形成する。
この状態で、可動コイル部４に電源部（図示省略）から交流電流が印加されると、直流磁界中に位置する可動コイル部４に駆動力が発生し、印加される交流電流の周波数に基づく振動数で振動するようになっている。そして、これにより、振動台２が水平方向に振動する。
【００１７】
以上説明した本発明に係る水平方向振動試験装置１によれば、振動台２の下方に可動コイル部４が配置され、当該可動コイル部４が水平方向に駆動することにより振動台２が水平方向に振動するので、従来の振動発生機と振動台を並列して設ける水平方向振動試験装置に比べて、装置自体の専有面積を減らすことが出来てコンパクトにすることが出来る。
また、これにより、当該装置を支える防振用空気ばね６…の取付個数の削減も可能となる。
【００１８】
更に、可動コイル部４は、断面矩形状の芯材４１にコイル４３が巻線されて形成され、直流磁界を形成する励磁コイル部５が、可動コイル部４の左右側面４ａ、４ｂ及び下面４ｃに対峙して設けられているので、可動コイル部４に対して、直流磁界との接触面積をより大きくすることが出来ることとなって、同一電流に対してより大きいの駆動力を得ることが出来る。
より具体的には、同一電流に対して可動コイル部４がより大きい駆動力を得るためには、直流磁界との接触面積を大きくする必要があるが、可動コイル部４の上面部は振動台２の下面と対峙しているので、残る左右の側面４ａ、４ｂと下面４ｃを励磁コイル部５で覆うことで最大限の駆動力を得ることが出来る。
【００１９】
なお、上記実施の形態においては、可動コイル部４は、断面矩形状としたが、特に限定するものではなく、円形や他の多角形のものであってもよい。
励磁コイル部５の配置は、可動コイル部４の左右面及び下面としたが、左右面のみであってもよいし、また、上面にも配置して可動コイル部４全体を覆うようにしてもよい。この場合、励磁コイル部５を振動台２に取り付けると重くなるので、両端部或いは一端部を振動台支持部３に取付るとよい。
また、振動台２のガイドとして、静圧軸受を使用する構成としたが、リニアベアリングを用いても良い。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、振動台の下方に可動コイルが配置され、当該可動コイルが水平方向に駆動することにより振動台が水平方向に振動するので、水平方向振動試験装置自体をコンパクトにすることが出来る。
また、可動コイル部は、断面矩形状であって中空構造をなす芯材にコイルが巻線されて形成され、直流磁界を形成する磁界形成部が、可動コイル部の左右側面及び下面に対峙して設けられているので、可動コイル部に対して、直流磁界との接触面積をより大きくすることが出来ることとなって、同一電流に対してより大きい駆動力を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水平方向振動試験装置の要部構成を示す平面図である。
【図２】本発明に係る水平方向振動試験装置の要部構成を示す正面図である。
【図３】本発明に係る水平方向振動試験装置の要部構成を示す右側面図である。
【図４】可動コイル部の斜視図である。
【図５】従来の水平方向振動試験装置を説明するための図である。
【符号の説明】
１水平方向振動試験装置
２振動台
３振動台支持部
４可動コイル部
５励磁コイル部
６防振用空気バネ
３１静圧軸受
４１芯材
４２振動台固定部
４３コイル
５１励磁コイル
５２磁性体

Claims

直流磁界が形成された空隙中に配置され、電流が流れることによって水平方向に駆動する可動コイル部と、
試験体を載置し、下面に前記可動コイル部を固定する振動台と、
前記振動台を振動方向に摺動自在に支持する振動台支持部と、
を備え、
前記可動コイル部は、断面矩形状であって中空構造をなす芯材にコイルが巻線されて形成され、
前記直流磁界を形成する磁界形成部が、前記可動コイル部の左右面及び下面に対峙して設けられており、
前記可動コイル部に交流電流を流すことにより、前記可動コイル部を水平方向に駆動させて前記振動台を振動させるように構成されていることを特徴とする水平方向振動試験装置。