JP7015538B2 - Inductive vibration test equipment and its control method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、宇宙航空機器、自動車機器、エレクトロニクス製品、精密機械などの工業製品の振動特性試験や耐久試験などを行うための振動試験装置に関し、より具体的には、誘導式の振動試験装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a vibration test device for performing vibration characteristic tests and durability tests of industrial products such as aerospace equipment, automobile equipment, electronic products, and precision machinery, and more specifically, an inductive vibration test. The device and its control method.
従来、例えば、宇宙航空機器、自動車機器、エレクトロニクス製品、精密機器などの工業製品の振動特性試験や耐久試験などを行うために、振動試験装置を用いた振動試験が行われている。 Conventionally, a vibration test using a vibration test device has been performed in order to perform a vibration characteristic test or a durability test of industrial products such as aerospace equipment, automobile equipment, electronic products, and precision equipment.
振動試験装置としては、主に、特許文献1に開示されるような動電式の振動試験装置と、誘導式の振動試験装置とが知られている。
図9に示すように、動電式の振動試験装置100は、被試験体(図示せず)が搭載される可動部102と、磁路部材を有する固定部114と、を有している。
As the vibration test device, mainly an electrokinetic vibration test device as disclosed in Patent Document 1 and an induction type vibration test device are known.
As shown in FIG. 9, the electrokinetic
固定部114は、例えば、鉄などの透磁性を有する材料から構成される磁路部材116と、この磁路部材116に流れる磁束を発生させる励磁コイル118と、を備えている。励磁コイル118は、図示しない定電圧源から直流電圧が印加されることによって、磁路部材116に一定の磁束を流している。
The
一方、可動部102は、被試験体を搭載する試験台104と、可動部102と固定部114とを連結し可動部102を可動状態で保持する可動部支持用バネ106と、磁路部材の空隙に挿入される駆動コイル108と、を備えている。
On the other hand, the
駆動コイル108は、励磁コイル118によって発生した磁界(静磁場)と直交するように取り付けられ、駆動コイル108に交流電流を流すことによって、可動部102を振動させることができる。なお、駆動コイル108に流す交流電流の大きさを変えることによって、発生させる振動(加振力)の大きさをコントロールすることができる。
The
一方で、誘導式の振動試験装置200は、図10に示すように、被試験体(図示せず)が搭載された可動部202と、磁路部材を有する固定部214と、を有している。
固定部214は、例えば、鉄などの透磁性を有する材料から構成される磁路部材216と、この磁路部材216に流れる磁束を発生させる励磁コイル218と、後述する可動部202の誘導リング208と磁気的に結合し交流電流を発生させるステータコイル220と、を備えている。励磁コイル218は、図示しない定電圧源から直流電圧が印加されることによって、磁路部材216に一定の磁束を流している。
On the other hand, as shown in FIG. 10, the induction type
The
一方、可動部202は、被試験体を搭載する試験台204と、可動部202と固定部214とを連結し可動部202を可動状態で保持する可動部支持用バネ206と、ステータコイル220,222の空隙に挿入される誘導リング208と、を備えている。
On the other hand, the
このように構成し、ステータコイル220,222に交流電流を流すことによって、ステータコイル220,222を一対の一次側コイルとし、誘導リング208を二次側コイルとして電磁誘導により、誘導リング208に交流電流が発生する。
With this configuration, by passing an alternating current through the
これにより、励磁コイル218によって発生した磁界と、誘導リング208によって発生した磁界とにより、可動部202を振動させることができる。なお、ステータコイル220,222に流す交流電流の大きさを変えることによって、発生させる振動(加振力)の大きさをコントロールすることができる。
As a result, the
しかしながら、誘導式振動試験装置200では、電磁誘導の原理を用いていることから、発熱の問題がある。具体的には、発熱により誘導リング208の温度が上昇することで、抵抗値が上昇し、誘導リング208に発生する交流電流の大きさが変化してしまう。これにより、誘導リング208によって発生した磁界の大きさも変化してしまい、発生させる振動(加振力)の大きさが想定する制御通りとはならなくなってしまうという問題がある。
However, since the inductive
本発明は、このような現状に鑑み、誘導式振動試験装置において、発熱による問題を解消することができる誘導式振動試験装置及びその制御方法を提供することを目的とする。 In view of such a current situation, it is an object of the present invention to provide an inductive vibration test apparatus and a control method thereof that can solve the problem caused by heat generation in the inductive vibration test apparatus.
本発明は、前述したような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明の誘導式振動試験装置は、
被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備え、
前記磁束発生手段は、前記磁路部材の空隙部に静磁場を形成するように配置され、
前記磁路部材の前記空隙部には、ステータコイルが設けられ、
前記可動部の底部に、前記磁路部材の前記空隙部に挿入されて、前記ステータコイルと磁気的に結合する誘導リングが設けられ、
前記ステータコイルに交流電圧を印加することによって、前記可動部に所望の振動が与えられるように構成された誘導式振動試験装置であって、
前記誘導リングが、複数の誘導リングが積層された多層構造であり、
前記誘導リングを冷却するための冷却手段を備え、
前記冷却手段が、前記多層構造の誘導リングの間に設けられた冷却パイプに、冷却された循環冷却液を送液する冷却液循環装置を含むことを特徴とする。
The present invention has been invented in order to solve the above-mentioned problems in the prior art, and the inductive vibration test apparatus of the present invention is a method of the present invention.
The moving parts on which the test piece is mounted and
A magnetic path member having magnetic permeability and a fixing portion having a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux flowing through the magnetic path member are provided.
The magnetic flux generating means is arranged so as to form a static magnetic field in the gap portion of the magnetic path member.
A stator coil is provided in the gap portion of the magnetic path member, and a stator coil is provided.
At the bottom of the movable portion, an induction ring that is inserted into the gap portion of the magnetic path member and magnetically coupled to the stator coil is provided.
An inductive vibration test device configured to apply desired vibration to the movable portion by applying an AC voltage to the stator coil.
The induction ring has a multi-layer structure in which a plurality of induction rings are laminated.
A cooling means for cooling the induction ring is provided .
The cooling means is characterized in that a cooling liquid circulation device for feeding the cooled circulating cooling liquid is included in a cooling pipe provided between the induction rings having the multi-layer structure .
この場合、前記冷却手段を制御するための制御装置を備えることが好ましい。
また、前記誘導リングの温度を測定するための温度測定手段を備え、
前記制御装置は、前記誘導リングの温度に基づき、前記冷却手段を制御することができる。
In this case, it is preferable to provide a control device for controlling the cooling means.
Further, a temperature measuring means for measuring the temperature of the induction ring is provided.
The control device can control the cooling means based on the temperature of the induction ring.
また、前記ステータコイルに印加される交流電圧値及び/又は交流電流値を測定する入力値測定手段を備え、
前記制御装置は、前記交流電圧値及び/又は交流電流値に基づき、前記冷却手段を制御することができる。
Further, an input value measuring means for measuring an AC voltage value and / or an AC current value applied to the stator coil is provided.
The control device can control the cooling means based on the AC voltage value and / or the AC current value.
このような誘導式振動試験装置では、
前記冷却手段が、冷却ブロアを含むことができる。
また、前記冷却手段が、噴霧冷却液を前記誘導リングに噴霧する冷却液噴霧装置を含むことができる。
In such an inductive vibration test device,
The cooling means may include a cooling blower.
Further, the cooling means may include a cooling liquid spraying device that sprays the spray cooling liquid onto the induction ring.
また、本発明の誘導式振動試験装置の制御方法は、
被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備え、
前記磁束発生手段は、前記磁路部材の空隙部に静磁場を形成するように配置され、
前記磁路部材の前記空隙部には、ステータコイルが設けられ、
前記可動部の底部に、前記磁路部材の前記空隙部に挿入されて、前記ステータコイルと磁気的に結合する誘導リングが設けられ、
前記誘導リングが、複数の誘導リングが積層された多層構造であり、
前記誘導リングを冷却するための冷却手段を備え、
前記冷却手段が、前記多層構造の誘導リングの間に設けられた冷却パイプに、冷却された循環冷却液を送液する冷却液循環装置を含み、
前記ステータコイルに交流電圧を印加することによって、前記可動部に所望の振動が与えられるように構成された誘導式振動試験装置の制御方法であって、
前記誘導リングの温度に基づいて、前記冷却手段を制御することを特徴とする。
Further , the control method of the inductive vibration test apparatus of the present invention is as follows.
The moving parts on which the test piece is mounted and
A magnetic path member having magnetic permeability and a fixing portion having a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux flowing through the magnetic path member are provided.
The magnetic flux generating means is arranged so as to form a static magnetic field in the gap portion of the magnetic path member.
A stator coil is provided in the gap portion of the magnetic path member, and a stator coil is provided.
At the bottom of the movable portion, an induction ring that is inserted into the gap portion of the magnetic path member and magnetically coupled to the stator coil is provided.
The induction ring has a multi-layer structure in which a plurality of induction rings are laminated.
A cooling means for cooling the induction ring is provided.
The cooling means includes a coolant circulation device that feeds a cooled circulating coolant to a cooling pipe provided between the induction rings of the multilayer structure.
A control method for an inductive vibration test device configured to give desired vibration to the movable portion by applying an AC voltage to the stator coil.
It is characterized in that the cooling means is controlled based on the temperature of the induction ring.
このような誘導式振動試験装置の制御方法では、前記冷却手段が、冷却ブロアを含み、
前記誘導リングの温度に基づき、前記冷却ブロアの回転数を制御することができる。
この場合、前記温度測定手段によって測定された前記誘導リングの温度が、所定の温度よりも低い場合に、前記冷却手段を停止するように制御することができる。
In the control method of such an inductive vibration test apparatus, the cooling means includes a cooling blower.
The rotation speed of the cooling blower can be controlled based on the temperature of the induction ring.
In this case, when the temperature of the induction ring measured by the temperature measuring means is lower than a predetermined temperature, the cooling means can be controlled to be stopped.
また、前記温度測定手段によって測定された前記誘導リングの温度の、所定の時間における上昇量から、温度上昇の傾きを算出し、
前記温度上昇の傾きが所定値よりも大きい場合に、前記冷却手段を作動するように制御することができる。
Further, the slope of the temperature rise is calculated from the amount of rise in the temperature of the induction ring measured by the temperature measuring means in a predetermined time.
When the slope of the temperature rise is larger than a predetermined value, the cooling means can be controlled to operate.
また、前記温度測定手段によって測定された前記誘導リングの温度が、所定の制御温度よりも高い場合に、前記冷却手段を作動するように制御することができる。
このような誘導式振動試験装置の制御方法では、
前記冷却手段が、噴霧冷却液を前記誘導リングに噴霧する冷却液噴霧装置を含み、
前記誘導リングの温度に基づき、前記噴霧冷却液の噴霧量を制御することができる。
Further, when the temperature of the induction ring measured by the temperature measuring means is higher than a predetermined control temperature, the cooling means can be controlled to operate.
In the control method of such an inductive vibration test device,
The cooling means includes a coolant spraying device that sprays the spray coolant onto the induction ring.
The spray amount of the spray coolant can be controlled based on the temperature of the induction ring.
また、本発明の誘導式振動試験装置の制御方法は、
被試験体が搭載される可動部と、
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備え、
前記磁束発生手段は、前記磁路部材の空隙部に静磁場を形成するように配置され、
前記磁路部材の前記空隙部には、ステータコイルが設けられ、
前記可動部の底部に、前記磁路部材の前記空隙部に挿入されて、前記ステータコイルと磁気的に結合する誘導リングが設けられ、
前記誘導リングが、複数の誘導リングが積層された多層構造であり、
前記誘導リングを冷却するための冷却手段を備え、
前記冷却手段が、前記多層構造の誘導リングの間に設けられた冷却パイプに、冷却された循環冷却液を送液する冷却液循環装置を含み、
前記ステータコイルに交流電圧を印加することによって、前記可動部に所望の振動が与えられるように構成された誘導式振動試験装置の制御方法であって、
前記ステータコイルに印加される交流電圧値及び/又は交流電流値に基づいて、前記冷却手段を制御することを特徴とする。
Further, the control method of the inductive vibration test apparatus of the present invention is as follows.
The moving parts on which the test piece is mounted and
A magnetic path member having magnetic permeability and a fixing portion having a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux flowing through the magnetic path member are provided.
The magnetic flux generating means is arranged so as to form a static magnetic field in the gap portion of the magnetic path member.
A stator coil is provided in the gap portion of the magnetic path member, and a stator coil is provided.
At the bottom of the movable portion, an induction ring that is inserted into the gap portion of the magnetic path member and magnetically coupled to the stator coil is provided.
The induction ring has a multi-layer structure in which a plurality of induction rings are laminated.
A cooling means for cooling the induction ring is provided.
The cooling means includes a coolant circulation device that feeds a cooled circulating coolant to a cooling pipe provided between the induction rings of the multilayer structure.
A control method for an inductive vibration test device configured to give desired vibration to the movable portion by applying an AC voltage to the stator coil.
It is characterized in that the cooling means is controlled based on the AC voltage value and / or the AC current value applied to the stator coil.
このような誘導式振動試験装置の制御方法では、前記冷却手段が、冷却ブロアを含み、
前記ステータコイルに印加される交流電圧値及び/又は交流電流値に基づき、前記冷却ブロアの回転数を制御することができる。
In the control method of such an inductive vibration test apparatus, the cooling means includes a cooling blower.
The rotation speed of the cooling blower can be controlled based on the AC voltage value and / or the AC current value applied to the stator coil.
このような誘導式振動試験装置の制御方法では、
前記冷却手段が、噴霧冷却液を前記誘導リングに噴霧する冷却液噴霧装置を含み、
前記ステータコイルに印加される交流電圧値及び/又は交流電流値に基づき、前記噴霧冷却液の噴霧量を制御することができる。
In the control method of such an inductive vibration test device,
The cooling means includes a coolant spraying device that sprays the spray coolant onto the induction ring.
The spray amount of the spray coolant can be controlled based on the AC voltage value and / or the AC current value applied to the stator coil.
本発明によれば、冷却手段により効果的に誘導リングやステータコイルを冷却することができるため、発熱による誘導リングの抵抗値の上昇を抑え、発生させる振動(加振力)の制御を正確に行うことができる。 According to the present invention, since the induction ring and the stator coil can be effectively cooled by the cooling means, the increase in the resistance value of the induction ring due to heat generation is suppressed, and the vibration (vibration force) generated is accurately controlled. It can be carried out.
以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいて、より詳細に説明する。
図1は、本発明の誘導式振動試験装置の一実施例における構成を示す模式図である。
図1に示すように、本実施例の誘導式振動試験装置10は、磁路部材16などを有する固定部11と、被試験体(図示せず)が搭載される可動部30と、可動部30の底部に設けられ磁路部材12の空隙部24に挿入される誘導リング36と、誘導リング36などの冷却を行う冷却手段である冷却ブロア44と、冷却ブロア44の回転数を制御するための制御装置70と、を備えている。
Hereinafter, embodiments (examples) of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration in an embodiment of the inductive vibration test apparatus of the present invention.
As shown in FIG. 1, the inductive
固定部11は、例えば、鉄などの透磁性を有する材料から構成される磁路部材16と、この磁路部材16に流れる磁束を発生させる励磁コイル14(磁束発生手段)とを備えている。励磁コイル14は、図示しない定電圧源から直流電圧が印加されることによって、磁路部材16に一定の磁束を流し、磁路部材12の空隙部24に挿入される誘導リング36に対して直交する磁界(静磁場)を発生させるように配置される。
The fixing
なお、本実施例では、励磁コイル14は、誘導リング36の鉛直方向下方側にのみ設けているが、例えば、図2に示すように、励磁コイル14を、誘導リング36の鉛直方向上方側及び下方側の両側に設けるようにしてもよい。このように構成することで、誘導リング36に対して直交する磁界(静磁場)の強さを強くすることができる。
In this embodiment, the
磁路部材12の空隙部24には、ステータコイル26,28が設けられている。ステータコイル26は磁路部材12の空隙部24において内側に設けられたコイルであり、ステータコイル28は磁路部材12の空隙部24において外側に設けられたコイルである。
Stator coils 26 and 28 are provided in the
ステータコイル26,28は、制御回路18を介して交流電圧を印加する交流電源19が接続されており、ステータコイル26,28に交流電源19から交流電圧を印加することにより、被試験体に所望の加振力を与えるために必要な交流電流を誘導リング36に発生させることができる。
An
なお、制御回路18により、ステータコイル26,28に印加する交流電圧を制御することによって、被試験体に対して加える振動(加振力)を一定とするだけでなく、所望のパターンとすることもできる。
By controlling the AC voltage applied to the stator coils 26 and 28 by the
可動部30は、被試験体(図示せず)を載置する試験台33と、可動部30と固定部11とを連結し可動部30を可動状態で保持する可動部懸架用バネ34と、を備えるとともに、可動部30の底部には、磁路部材16の空隙部24、すなわち、ステータコイル26とステータコイル28との間に挿入される誘導リング36が設けられている。
The
誘導リング36を形成する材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、マグネシウムやこれらを主成分とする合金などを用いることができ、軽量化の観点から、アルミニウムを用いることが好ましい。
As the material for forming the
また、可動部30は、固定部11に設けられた軸受け22に挿入される軸39を有している。
可動部30は、軸39及び軸受け22と、上述する可動部懸架用バネ34とによって、水平方向及び鉛直方向の可動域を所定の範囲に制限されている。
Further, the
The
また、固定部11と可動部30との間に、ダンパー(図示せず)を設けることもできる。このようにダンパーを設けることにより、可動部30に必要以上の加振力が加わり破損するようなことを防止できる。
Further, a damper (not shown) may be provided between the fixed
また、固定部11の底部11aには、冷却用の貫通孔20aが設けられており、固定部11と、冷却ブロア44とが、ブロアホース46を介して接続されている。これによって、ステータコイル26,28や誘導リング36に電流が流れることによって高温となった誘導リング36やステータコイル26,28などを冷却することができる。
Further, the
本実施例では、誘導リング36の温度を直接的に測定するための温度測定手段として熱電対48を備えている。熱電対48は、制御装置70に接続され、誘導リング36の温度を常時、もしくは、定期的に制御装置70に送信し、制御装置70は、この誘導リング36の温度に基づいて、冷却ブロア44の出力(回転数)を制御している。
In this embodiment, a
なお、本実施例では、温度測定手段として熱電対を用いているが、これに限定されることはなく、例えば、サーミスタや測温抵抗体などを用いてもよいし、赤外線や可視光線などを用いた放射温度計など非接触の温度測定手段としてもよい。 In this embodiment, a thermocouple is used as the temperature measuring means, but the present invention is not limited to this, and for example, a thermistor, a resistance temperature detector, or the like may be used, or infrared rays, visible rays, or the like may be used. It may be used as a non-contact temperature measuring means such as a radiation thermometer.
制御装置70は、上述するように、温度測定手段である熱電対48により測定された誘導リング36の温度を受信し、誘導リング36の温度に基づき冷却ブロア44の出力を決定し、冷却ブロア44の出力を制御可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、汎用コンピュータであってもよいし、専用に設計されたマイクロコントローラであってもよい。
As described above, the
このように構成された誘導式振動試験装置10では、例えば、以下のように制御装置70を動作させることにより、冷却ブロア44の制御を行うことができる。
以下、図3に示す制御フロー図に基づいて、制御装置70の動作について説明する。
In the inductive
Hereinafter, the operation of the
誘導式振動試験装置10が作動すると同時に、熱電対48によって誘導リング36の温度測定が開始され、制御装置70では、この測定された温度に基づいて、冷却ブロア44の制御が開始される。
At the same time that the inductive
なお、誘導式振動試験装置10によって振動試験が開始(S11)される前に、制御装置70では初期化が行われ(S10)、誘導リング36の制御温度が設定される。なお、制御温度は、例えば、誘導式振動試験装置10の規模などによって適宜設定することができるが、発熱による誘導リング36の抵抗値を考慮すると、概ね100℃~150℃の範囲となるように制御することが好ましい。
Before the vibration test is started by the induction type vibration test device 10 (S11), the
振動試験が開始されると、まず、冷却ブロアの動作を開始する(S12)。
次いで、熱電対48によって、誘導リング36の温度が測定され、所定の時間における温度上昇量から、制御装置70によって温度上昇の傾きを算出し(S13)、温度上昇の傾きが所定値よりも大きい場合(S14)には、冷却ブロア44の回転数を高くする(S17)。
When the vibration test is started, first, the operation of the cooling blower is started (S12).
Next, the temperature of the
温度上昇の傾きが、所定値よりも小さい場合には、誘導リング36の温度と制御温度とが比較され(S15)、誘導リング36の温度が制御温度よりも低い場合には、冷却ブロア44の回転数を低くする(S16)。
When the slope of the temperature rise is smaller than the predetermined value, the temperature of the
一方で、誘導リング36の温度が制御温度よりも高い場合には、冷却ブロア44の回転数を高くする(S17)。
次いで、誘導リング36の温度と、事前に設定された制御温度よりも高い所定の温度(以下、「異常検出温度」という)とが比較される(S18)。
On the other hand, when the temperature of the
Next, the temperature of the
誘導リング36の温度が、異常検出温度よりも高い場合には、誘導式振動試験装置10を緊急停止させ(S19)、冷却ブロア44の制御も終了する。
誘導リング36の温度が異常検出温度よりも低い場合には、次いで、振動試験が終了したか否かが判断され(S20)、振動試験が終了している場合には、誘導リング36の温度が、事前に設定された制御温度よりも低い所定の温度(以下、「ブロア停止温度」という)よりも低くなるまで、冷却ブロア44による冷却動作を継続する(S21~S23)。
When the temperature of the
When the temperature of the
なお、誘導リング36の冷却中に、振動試験が再開された場合(S22)には、S13に戻って、同じように冷却ブロア44の制御が行われる。
誘導リング36の温度が、ブロア停止温度よりも低くなった場合には、冷却ブロア44を停止させる(S24)。そして、振動試験が開始されるまで待機状態となる(S11)。
If the vibration test is restarted (S22) while the
When the temperature of the
S20において、振動試験が継続していると判断された場合には、S13に戻って、冷却ブロア44の制御が継続される。
なお、本実施例では、上述するように、誘導リング36の温度が制御温度よりも高い場合に、冷却ブロア44の回転数を上昇させ、一方で、誘導リング36の温度が制御温度よりも低い場合に、冷却ブロア44の回転数を低下させるように制御しているが、冷却ブロア44の回転数の制御はこれに限定されるものではない。
If it is determined in S20 that the vibration test is continuing, the process returns to S13 and the control of the
In this embodiment, as described above, when the temperature of the
例えば、制御温度の範囲内において、制御温度に比例して冷却ブロア44の回転数を上昇又は低下させるように制御するようにしてもよい。
図4は、本発明の誘導式振動試験装置の別の一実施例における構成を説明するための模式図である。
For example, the rotation speed of the
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a configuration in another embodiment of the inductive vibration test apparatus of the present invention.
この誘導式振動試験装置10は、基本的には、図1,2に示す誘導式振動試験装置10と同様な構成であるため、同様な構成要素には、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
Since the inductive
本実施例の誘導式振動試験装置10では、温度測定手段を備えず、交流電源19からステータコイル26,28に印加する交流電圧値及び/又は交流電流値を測定する入力値測定手段である電圧/電流測定手段49を備えている。
The inductive
本実施例では、電圧/電流測定手段49によって測定されたステータコイル26,28に印加される交流電圧値及び/又は交流電流値が、制御装置70に送信され、制御装置70は、受信した交流電圧値及び/又は交流電流値(入力値)に基づき、冷却ブロア44の出力を決定している。
In this embodiment, the AC voltage value and / or the AC current value applied to the stator coils 26 and 28 measured by the voltage / current measuring means 49 is transmitted to the
具体的には、制御装置70に、印加する交流電圧値及び/又は交流電流値と、想定される誘導リング36の温度との関係を示す変換テーブルを記憶しておき、制御装置70において、受信した交流電圧値及び/又は交流電流値を、この変換テーブルに基づき、誘導リング36の温度を算出する。
Specifically, the
そして、算出された誘導リング36の温度に基づき、上述するように、図3に示す制御フロー図に基づいて、制御装置70を動作させることによって、冷却ブロア44の出力を決定することができる。
Then, based on the calculated temperature of the
また、変換テーブルとして、印加する交流電圧値及び/又は交流電流値と、想定される冷却ブロア44の出力との関係を示すテーブルを制御装置70に記憶しておき、受信した交流電圧値及び/又は交流電流値から、冷却ブロア44の出力を直接決定するようにしてもよい。
Further, as a conversion table, a table showing the relationship between the applied AC voltage value and / or the AC current value and the assumed output of the
図5は、本発明の誘導式振動試験装置の別の一実施例における構成を説明するための模式図である。
この誘導式振動試験装置10は、基本的には、図1,2,4に示す誘導式振動試験装置10と同様な構成であるため、同様な構成要素には、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a configuration in another embodiment of the inductive vibration test apparatus of the present invention.
Since this inductive
本実施例の誘導式振動試験装置10では、冷却手段として、冷却液噴霧装置50を備えている。
冷却液噴霧装置50は、噴霧冷却液タンク52と、ポンプ54と、噴霧ノズル56と、配管58とを有している。
The inductive
The
噴霧ノズル56は、固定部11の空隙部24において、ステータコイル26,28と干渉しないように、噴霧冷却液を誘導リング36に噴霧できるように設けられている。
ポンプ54は、制御装置70に接続される。制御装置70は、ポンプ54を制御することにより、噴霧ノズル56から噴霧される噴霧冷却液の量を制御することができる。
The
The
噴霧ノズル56から噴霧される噴霧冷却液の量は、例えば、温度測定手段である熱電対48により測定された誘導リング36の温度に基づき、制御装置70により決定するようにしてもよいし、事前に設定した一定量を噴霧するようにしてもよい。また、図4に示す実施例のように、ステータコイル26,28への入力値と、噴霧冷却液の量との関係を示す変換テーブルを制御装置70に記憶しておき、この変換テーブルを用いて、ステータコイル26,28への入力値から、噴霧冷却液の量を決定するようにしてもよい。
The amount of the spray coolant sprayed from the
噴霧冷却液としては、水(蒸留水やRO水、脱イオン水などの純水)を用いることが好ましいが、これに限定されるものではなく、例えば、水道水等の添加物が含まれた水であってもよい。 As the spray coolant, it is preferable to use water (pure water such as distilled water, RO water, deionized water, etc.), but the present invention is not limited to this, and for example, additives such as tap water are included. It may be water.
なお、本実施例では、励磁コイル14は、誘導リング36の鉛直方向下方側にのみ設けているが、図2と同様に、誘導リング36の鉛直方向上方側及び下方側の両側に設けるようにしてもよい。
In this embodiment, the
また、冷却手段として、図1に示す冷却ブロア44を組み合わせて用いるようにしてもよい。
図6は、本発明の誘導式振動試験装置の別の一実施例における構成を説明するための模式図である。
Further, as the cooling means, the cooling
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a configuration in another embodiment of the inductive vibration test apparatus of the present invention.
この誘導式振動試験装置10は、基本的には、図1,2,4,5に示す誘導式振動試験装置10と同様な構成であるため、同様な構成要素には、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
Since the inductive
本実施例の誘導式振動試験装置10では、冷却手段として、冷却液循環装置60を備えている。
冷却液循環装置60は、熱交換器62と、ポンプ64と、冷却パイプ66と、配管68とを有している。
The inductive
The
本実施例における冷却液循環装置60では、熱交換器62で冷却された循環冷却液が、ポンプ64により配管68を介して冷却パイプ66に送られる。冷却パイプ66により、誘導リング36から循環冷却液に熱が移動し、加熱された循環冷却液は熱交換器62に送られ冷却される。
In the
冷却液循環装置60において、冷却パイプ66に送液される循環冷却液の量、すなわち、冷却能力は、ポンプ64と接続される制御装置70により制御される。例えば、温度測定手段である熱電対48により測定された誘導リング36の温度が高い場合には、冷却能力を上げるために循環冷却液の流量を増やし、一方で、誘導リング36の温度が低い場合には、冷却能力を下げるために循環冷却液の流量を減らすように制御することができる。
In the
また、図4に示す実施例のように、ステータコイル26,28への入力値と、送液される循環冷却液の量との関係を示す変換テーブルを制御装置70に記憶しておき、この変換テーブルを用いて、ステータコイル26,28への入力値から、循環冷却液の量を決定するようにしてもよい。
Further, as in the embodiment shown in FIG. 4, a conversion table showing the relationship between the input value to the stator coils 26 and 28 and the amount of the circulating cooling liquid to be sent is stored in the
冷却パイプ66は、誘導リング36に接するように設けられる。冷却パイプ66は、冷却パイプ66内を流れる循環冷却液が漏れないことを求められるとともに、誘導リング36と循環冷却液との熱交換効率を高くすることが求められる。このような観点から、冷却パイプ66は、銅、銀、金、アルミニウムなどの材料により形成することが好ましい。
The cooling
なお、可動部30が振動することから、冷却パイプ66と配管68とは、例えば、ゴムチューブやシリコンチューブなどの可撓性を有する配管により接続することが好ましい。また、冷却パイプ66と配管68とを、可撓性を有さない配管により接続する場合には、可動部30の動作を妨げない機構を設ける必要がある。
Since the
循環冷却液としては、水(蒸留水やRO水、脱イオン水などの純水)を用いることができるが、これに限定されるものではなく、例えば、水道水等の添加物が含まれた水であってもよいし、水に防錆剤や消泡剤を添加したものであってもよく、また、油を用いてもよい。 Water (pure water such as distilled water, RO water, deionized water, etc.) can be used as the circulating coolant, but the present invention is not limited to this, and for example, additives such as tap water are included. It may be water, water may be added with a rust preventive agent or a defoaming agent, or oil may be used.
なお、本実施例では、冷却手段として、冷却液循環装置60のみを用いているが、図1に示す冷却ブロア44や、図5に示す冷却液噴霧装置50と組み合わせて用いることもできる。
In this embodiment, only the
また、本実施例では、励磁コイル14は、誘導リング36の鉛直方向下方側にのみ設けているが、図2と同様に、誘導リング36の鉛直方向上方側及び下方側の両側に設けるようにしてもよい。
Further, in this embodiment, the
図7は、本発明の誘導式振動試験装置の別の一実施例における構成を説明するための模式図である。
この誘導式振動試験装置10は、基本的には、図1,2,4~6に示す誘導式振動試験装置10と同様な構成であるため、同様な構成要素には、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a configuration in another embodiment of the inductive vibration test apparatus of the present invention.
Since the inductive
本実施例の誘導式振動試験装置10では、誘導リング36が多層構造になっている。
このように、誘導リング36a,36bからなる多層構造の誘導リング36とすることにより、誘導リング36の有効長(電流が流れる長さ)が長くなるため、大きな加振力が得られる。一方で、1層の誘導リング36a,36bに流れる電流量は減少するため、誘導リング36の発熱量を抑えることができる。
In the inductive
As described above, by forming the
なお、誘導リング36aと誘導リング36bとは、例えば、その間に不導体が挟まれるなどして、電気的に絶縁されている。このように用いられる不導体としては、絶縁性及び耐熱性を有するものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリアミド、ポリイミドなどの合成樹脂を用いることができる。なお、不導体をこのような合成樹脂を用いた接着剤とすることで、誘導リング同士の絶縁性を確保しつつ、誘導リング36aと誘導リング36bとを接着することができる。
The
なお、本実施例では、2層構造の誘導リング36としているが、3層以上の誘導リング36とすることもできる。
また、本実施例では、励磁コイル14は、誘導リング36の鉛直方向下方側にのみ設けているが、図2と同様に、誘導リング36の鉛直方向上方側及び下方側の両側に設けるようにしてもよい。
In this embodiment, the
Further, in this embodiment, the
また、本実施例では、冷却手段として、冷却ブロア44が設けられているが、冷却手段として、図5に示す冷却液噴霧装置50や、図6に示す冷却液循環装置60を用いたり、これらを組み合わせて用いるようにしてもよい。
Further, in this embodiment, the cooling
また、本実施例では、熱電対48を用いて、誘導リング36の温度を測定し、制御装置70は、誘導リング36の温度に基づき、冷却手段の制御を行うように構成しているが、図4に示す実施例のように、ステータコイル26,28への入力値と、冷却手段の冷却能力(例えば、冷却ブロア44の出力、噴霧冷却液の量、循環冷却液の量など)との関係を示す変換テーブルを制御装置70に記憶しておき、この変換テーブルを用いて、ステータコイル26,28への入力値から、冷却手段の冷却能力を決定するようにしてもよい。
Further, in this embodiment, the
図8は、本発明の誘導式振動試験装置の別の一実施例における構成を説明するための模式図である。
この誘導式振動試験装置10は、基本的には、図1,2,4~7に示す誘導式振動試験装置10と同様な構成であるため、同様な構成要素には、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a configuration in another embodiment of the inductive vibration test apparatus of the present invention.
Since the inductive
本実施例の誘導式振動試験装置10では、多層構造の誘導リング36a,36bの間に冷却液循環装置60の冷却パイプ66が設けられている。
このように構成することで、誘導リング36a,36bを効率的に冷却することができる。
In the inductive
With this configuration, the induction rings 36a and 36b can be efficiently cooled.
なお、本実施例においても、誘導リング36aと誘導リング36bとが電気的に絶縁されるように、誘導リング36aと冷却パイプ66との間、及び、誘導リング36bと冷却パイプ66との間には不導体が挟まれていることが好ましい。
Also in this embodiment, the
なお、本実施例では、2層構造の誘導リング36としているが、3層以上の誘導リング36とすることもできる。
また、本実施例では、励磁コイル14は、誘導リング36の鉛直方向下方側にのみ設けているが、図2と同様に、誘導リング36の鉛直方向上方側及び下方側の両側に設けるようにしてもよい。
In this embodiment, the
Further, in this embodiment, the
また、本実施例では、冷却手段として、冷却液循環装置60が設けられているが、冷却手段として、図1に示す冷却ブロア44や、図5に示す冷却液噴霧装置50と組み合わせて用いるようにしてもよい。
Further, in this embodiment, the cooling
また、本実施例では、熱電対48を用いて、誘導リング36の温度を測定し、制御装置70は、誘導リング36の温度に基づき、冷却手段の制御を行うように構成しているが、図4に示す実施例のように、ステータコイル26,28への入力値と、冷却手段の冷却能力(例えば、冷却ブロア44の出力、噴霧冷却液の量、循環冷却液の量など)との関係を示す変換テーブルを制御装置70に記憶しておき、この変換テーブルを用いて、ステータコイル26,28への入力値から、冷却手段の冷却能力を決定するようにしてもよい。
Further, in this embodiment, the
以上、本発明の好ましい実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、励磁コイル14は誘導リング36の鉛直方向下方側、もしくは、下方側及び上方側に設けているが、誘導リング36と直交する磁界(静磁場)を発生させるようにすればよく、励磁コイル14の位置は限定されない。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施例では、誘導リング36と直交する磁界(静磁場)を発生させるために励磁コイル14を用いているが、永久磁石を用いるようにしてもよい。このように、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
Further, in the above embodiment, the
10 誘導式振動試験装置
11 固定部
11a 底部
14 励磁コイル
16 磁路部材
18 制御回路
19 交流電源
20a 貫通孔
22 軸受け
24 空隙部
26 ステータコイル
28 ステータコイル
30 可動部
33 試験台
34 可動部懸架用バネ
36 誘導リング
36a 誘導リング
36b 誘導リング
39 軸
44 冷却ブロア
46 ブロアホース
48 熱電対
49 電圧/電流測定手段
50 冷却液噴霧装置
52 噴霧冷却液タンク
54 ポンプ
56 噴霧ノズル
58 配管
60 冷却液循環装置
62 熱交換器
64 ポンプ
66 冷却パイプ
68 配管
70 制御装置
100 動電式振動試験装置
102 可動部
104 試験台
106 可動部支持用バネ
108 駆動コイル
114 固定部
116 磁路部材
118 励磁コイル
200 誘導式振動試験装置
202 可動部
204 試験台
206 可動部支持用バネ
208 誘導リング
214 固定部
216 磁路部材
218 励磁コイル
220 ステータコイル
222 ステータコイル
10 Inductive
Claims (15)
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備え
前記磁束発生手段は、前記磁路部材の空隙部に静磁場を形成するように配置され、
前記磁路部材の前記空隙部には、ステータコイルが設けられ、
前記可動部の底部に、前記磁路部材の前記空隙部に挿入されて、前記ステータコイルと磁気的に結合する誘導リングが設けられ、
前記ステータコイルに交流電圧を印加することによって、前記可動部に所望の振動が与えられるように構成された誘導式振動試験装置であって、
前記誘導リングが、複数の誘導リングが積層された多層構造であり、
前記誘導リングを冷却するための冷却手段を備え、
前記冷却手段が、前記多層構造の誘導リングの間に設けられた冷却パイプに、冷却された循環冷却液を送液する冷却液循環装置を含むことを特徴とする誘導式振動試験装置。 The moving parts on which the test piece is mounted and
A magnetic path member having magnetic permeability and a fixing portion having a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux flowing through the magnetic path member are provided, and the magnetic flux generating means forms a static magnetic field in a gap portion of the magnetic path member. Arranged like
A stator coil is provided in the gap portion of the magnetic path member, and a stator coil is provided.
At the bottom of the movable portion, an induction ring that is inserted into the gap portion of the magnetic path member and magnetically coupled to the stator coil is provided.
An inductive vibration test device configured to apply desired vibration to the movable portion by applying an AC voltage to the stator coil.
The induction ring has a multi-layer structure in which a plurality of induction rings are laminated.
A cooling means for cooling the induction ring is provided .
An inductive vibration test apparatus , wherein the cooling means includes a coolant circulation device that sends a cooled circulating coolant to a cooling pipe provided between the induction rings having a multi-layer structure .
前記制御装置は、前記誘導リングの温度に基づき、前記冷却手段を制御することを特徴とする請求項2に記載の誘導式振動試験装置。 A temperature measuring means for measuring the temperature of the induction ring is provided.
The inductive vibration test apparatus according to claim 2, wherein the control device controls the cooling means based on the temperature of the inductive ring.
前記制御装置は、前記交流電圧値及び/又は交流電流値に基づき、前記冷却手段を制御することを特徴とする請求項2に記載の誘導式振動試験装置。 An input value measuring means for measuring an AC voltage value and / or an AC current value applied to the stator coil is provided.
The inductive vibration test apparatus according to claim 2, wherein the control device controls the cooling means based on the AC voltage value and / or the AC current value.
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備え、
前記磁束発生手段は、前記磁路部材の空隙部に静磁場を形成するように配置され、
前記磁路部材の前記空隙部には、ステータコイルが設けられ、
前記可動部の底部に、前記磁路部材の前記空隙部に挿入されて、前記ステータコイルと磁気的に結合する誘導リングが設けられ、
前記誘導リングが、複数の誘導リングが積層された多層構造であり、
前記誘導リングを冷却するための冷却手段を備え、
前記冷却手段が、前記多層構造の誘導リングの間に設けられた冷却パイプに、冷却された循環冷却液を送液する冷却液循環装置を含み、
前記ステータコイルに交流電圧を印加することによって、前記可動部に所望の振動が与えられるように構成された誘導式振動試験装置の制御方法であって、
前記誘導リングの温度に基づいて、前記冷却手段を制御することを特徴とする誘導式振動試験装置の制御方法。 The moving parts on which the test piece is mounted and
A magnetic path member having magnetic permeability and a fixing portion having a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux flowing through the magnetic path member are provided.
The magnetic flux generating means is arranged so as to form a static magnetic field in the gap portion of the magnetic path member.
A stator coil is provided in the gap portion of the magnetic path member, and a stator coil is provided.
At the bottom of the movable portion, an induction ring that is inserted into the gap portion of the magnetic path member and magnetically coupled to the stator coil is provided.
The induction ring has a multi-layer structure in which a plurality of induction rings are laminated.
A cooling means for cooling the induction ring is provided.
The cooling means includes a coolant circulation device that feeds a cooled circulating coolant to a cooling pipe provided between the induction rings of the multilayer structure.
A control method for an inductive vibration test device configured to give desired vibration to the movable portion by applying an AC voltage to the stator coil.
A control method for an inductive vibration test apparatus, which controls the cooling means based on the temperature of the inductive ring.
前記誘導リングの温度に基づき、前記冷却ブロアの回転数を制御することを特徴とする請求項7に記載の誘導式振動試験装置の制御方法。 The cooling means includes a cooling blower.
The control method for an inductive vibration test apparatus according to claim 7 , wherein the rotation speed of the cooling blower is controlled based on the temperature of the inductive ring.
前記温度上昇の傾きが所定値よりも大きい場合に、前記冷却ブロアの回転数を高くするように制御することを特徴とする請求項8または9に記載の誘導式振動試験装置の制御方法。 The slope of the temperature rise is calculated from the amount of rise in the temperature of the induction ring at a predetermined time.
The control method for an inductive vibration test apparatus according to claim 8 or 9 , wherein when the slope of the temperature rise is larger than a predetermined value, the rotation speed of the cooling blower is controlled to be increased.
前記誘導リングの温度に基づき、前記噴霧冷却液の噴霧量を制御することを特徴とする請求項7から11のいずれかに記載の誘導式振動試験装置の制御方法。 The cooling means includes a coolant spraying device that sprays the spray coolant onto the induction ring.
The control method for an inductive vibration test apparatus according to any one of claims 7 to 11 , wherein the amount of the spray coolant is controlled based on the temperature of the induction ring.
透磁性を有する磁路部材と、該磁路部材に流れる磁束を発生させる磁束発生手段とを有する固定部と、を備え、
前記磁束発生手段は、前記磁路部材の空隙部に静磁場を形成するように配置され、
前記磁路部材の前記空隙部には、ステータコイルが設けられ、
前記可動部の底部に、前記磁路部材の前記空隙部に挿入されて、前記ステータコイルと磁気的に結合する誘導リングが設けられ、
前記誘導リングが、複数の誘導リングが積層された多層構造であり、
前記誘導リングを冷却するための冷却手段を備え、
前記冷却手段が、前記多層構造の誘導リングの間に設けられた冷却パイプに、冷却された循環冷却液を送液する冷却液循環装置を含み、
前記ステータコイルに交流電圧を印加することによって、前記可動部に所望の振動が与えられるように構成された誘導式振動試験装置の制御方法であって、
前記ステータコイルに印加される交流電圧値及び/又は交流電流値に基づいて、前記冷却手段を制御することを特徴とする誘導式振動試験装置の制御方法。 The moving parts on which the test piece is mounted and
A magnetic path member having magnetic permeability and a fixing portion having a magnetic flux generating means for generating a magnetic flux flowing through the magnetic path member are provided.
The magnetic flux generating means is arranged so as to form a static magnetic field in the gap portion of the magnetic path member.
A stator coil is provided in the gap portion of the magnetic path member, and a stator coil is provided.
At the bottom of the movable portion, an induction ring that is inserted into the gap portion of the magnetic path member and magnetically coupled to the stator coil is provided.
The induction ring has a multi-layer structure in which a plurality of induction rings are laminated.
A cooling means for cooling the induction ring is provided.
The cooling means includes a coolant circulation device that feeds a cooled circulating coolant to a cooling pipe provided between the induction rings of the multilayer structure .
A control method for an inductive vibration test device configured to give desired vibration to the movable portion by applying an AC voltage to the stator coil.
A control method for an inductive vibration test apparatus, which controls the cooling means based on an AC voltage value and / or an AC current value applied to the stator coil.
前記ステータコイルに印加される交流電圧値及び/又は交流電流値に基づき、前記冷却ブロアの回転数を制御することを特徴とする請求項13に記載の誘導式振動試験装置の制御方法。 The cooling means includes a cooling blower.
The control method for an inductive vibration test apparatus according to claim 13 , wherein the rotation speed of the cooling blower is controlled based on an AC voltage value and / or an AC current value applied to the stator coil.
前記ステータコイルに印加される交流電圧値及び/又は交流電流値に基づき、前記噴霧冷却液の噴霧量を制御することを特徴とする請求項13または14に記載の誘導式振動試験装置の制御方法。 The cooling means includes a coolant spraying device that sprays the spray coolant onto the induction ring.
The control method for an inductive vibration test apparatus according to claim 13 or 14 , wherein the spray amount of the spray coolant is controlled based on the AC voltage value and / or the AC current value applied to the stator coil. ..
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