JP7407463B2 - 動電型振動発生機 - Google Patents

Description

本発明は、振動試験装置に設けられる動電型振動発生機に関する。

従来、例えば自動車用の部品等、種々の物品について振動試験を行うための振動試験装置が知られている。振動試験装置が備える加振機として、動電型振動発生機が用いられている。動電型振動発生機には振動台が設けられており、振動台に供試体を保持した状態で振動台を振動させることにより、振動試験が行われる。振動試験装置によって実際の使用状態を模擬するように供試体を振動させることにより、物品の振動特性や安全性に関する評価を行うことができる。

従来の動電型振動発生機として、例えば図９に示すような動電型振動発生機３００が知られている（例えば、特許文献１参照）。動電型振動発生機３００は、外側磁極３０１、内側磁極３０２、励磁コイル３０３、可動コイル３０４、振動台３０５、空気バネ３０６を備えている。励磁コイル３０３は、直流電流により励磁されて直流磁界を生成する。外側磁極３０１および内側磁極３０２との間の磁気ギャップＧには、可動コイル３０４を横切る直流磁界が形成される。可動コイル３０４には交流電流が供給されており、可動コイル３０４はギャップＧに形成された直流磁界中を交流電流の周波数に基づく振動数で振動する。

可動コイル３０４は、振動台３０５に固定されており、振動台３０５は、空気バネ３０６によって上下方向に移動可能に支持されている。このため、可動コイル３０４が振動することによって振動台３０５が振動する。振動台３０５には供試体３０７が保持されており、振動台３０５の振動に伴って供試体３０７が振動し、このときの振動特性を測定できるようになっている。

特開２０００－２５８２８８号公報

ところで、空気バネ３０６は、振動台３０５、可動コイル３０４、および供試体３０７を含む可動部の重量を支えている。空気バネ３０６が可動コイル３０４の位置を磁気ギャップＧの上下方向における中心位置に保持することにより、可動コイル３０４は、この位置を中心にして上下方向に振動することになる。

動電型振動発生機においては、可動部の振幅を一定に保つ必要があり、供試体を振動台に保持させた状態において、可動部の位置を中立の位置（以下、「中立位置」という。）に保つ必要がある。そこで、供試体の重量によって位置が変動した可動部を中立位置に戻すために、空気バネに外部から空気を供給して内圧を調整し、可動部を中立位置に保つように制御する技術が知られている。

しかしながら、空気バネの内圧を調整して可動部の位置を制御する場合に、空気バネに圧力変動が生じ、その影響で空気バネに支持された可動部が形成する振動系の固有振動数が変動するという問題がある。また、可動部を振動させる際にも空気バネの圧力変動が生じ、空気バネの固有振動数が変動するという問題がある。空気バネ自体の固有振動数の変動が生じたり、それによって空気バネが形成する振動系の固有振動数が変動すると動電型振動発生機の振動特性に影響を及ぼす可能性がある。なお、図９ではシングル・ヨークの磁気回路を持つ動電型振動発生機を例示したが、空気バネの圧力変動によって生じるこの問題は、ダブル・ヨークの磁気回路を持つ動電型振動発生機であっても同様に生じる問題である。

このような空気バネの圧力変動を減少させるため、空気バネの容積を大きくして圧力変動を減少させ、空気バネの固有振動数の変動を減少させるとともに、空気バネ自体の固有振動数を下げることが考えられる。

しかしながら、例えば、図９に示した動電型振動発生機３００において空気バネ３０６の容積を大きくすると、内側磁極３０２と振動台３０５との間が上下方向に広がる。このように空気バネの容積を大きくすると、動電型振動発生機が大型化するという問題がある。

空気バネを大型化させずに空気バネと連通する空気室を別途設け、空気バネの容積を見かけ上大きくする技術も提案されている。しかしながら、内側磁極の内部等に空気室を設けるためには、気密性を保つ機構が必要になるなど、構造が複雑になるという問題がある。また、内側磁極の内部の空間を大きくすると、励磁コイルによる磁界の磁路（磁気回路における磁束の通り道）が狭くなるという問題もある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、容積の大きい空気バネの設置を可能として、空気バネの固有振動数の変動による振動特性への影響を抑制するとともに、装置の大型化を抑制することができる動電型振動発生機を提供することを目的とする。

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、本発明の動電型振動発生機は、
静磁場を生成する励磁コイルと、
前記励磁コイルの静磁場により、磁気回路および磁気ギャップを形成する、内側磁極および外側磁極と、
前記磁気ギャップ内に配置される振動発生用のドライブコイルと、
前記ドライブコイルが取り付けられる振動台と、
前記振動台を支持する空気バネと、
を備え、
前記振動台は、
振動方向における一端側に配置される取付け台と、
前記取付け台から振動方向における他端側に向けて延びており、前記内側磁極が挿入される内側磁極挿入空間を構成しているとともに、前記ドライブコイルが取り付けられるドライブコイル取付部が他端側に形成される振動台側壁部と、
前記振動台側壁部の内側における中央部から放射方向に配置される複数の連結リブと、
を有し、
前記内側磁極は、
前記複数の連結リブを挿通可能であって、前記内側磁極挿入空間への前記内側磁極の挿入を許容するとともに、前記内側磁極に対する前記振動台の振動を許容する、複数の連結リブ挿通用溝部が設けられており、
前記複数の連結リブは、
前記取付け台における振動方向の他端側に、前記空気バネを収容可能であるとともに、前記内側磁極挿入空間に挿入された前記内側磁極の端部の一部を露出させる空気バネ収容部を構成しており、
前記空気バネは、
前記空気バネ収容部内に露出している前記内側磁極の端部と、前記取付け台との間に配置され、前記内側磁極の端部に対して前記振動台を支持している（第１の構成）。

上記構成によれば、複数の連結リブは、取付け台における振動方向の他端側に、空気バネ収容部を構成しており、空気バネは、空気バネ収容部内に露出している内側磁極の端部と取付け台との間に配置され、内側磁極の端部に対して振動台を支持している。
このため、複数の連結リブによって振動台の強度を確保できる範囲で空気バネ収容部を大きくすることができ、空気バネの容積を大きくすることにより、別途空気室を設けることなく空気バネの固有振動数を下げることができるとともに、空気バネの固有振動数の変動による振動特性への影響を抑制することができる。
また、空気バネは、複数の連結リブが配置されている領域内に構成された空気バネ収容部に収容されているため、空気バネを大型化しても内側磁極の端部と取付け台との距離が広がりにくい。このため、動電型振動発生機の大型化を抑制することができる。

本発明の動電型振動発生機の具体構成として、以下の構成が挙げられる。
上記第１の構成において、
前記複数の連結リブは、
前記振動台側壁部の中央部側の領域に、切欠状の凹部を形成する連結リブ端部を有し、前記連結リブ端部により、前記空気バネ収容部を構成してもよい（第２の構成）。

上記構成によれば、複数の連結リブは、切欠状の凹部を形成する連結リブ端部により、空気バネ収容部を構成している。
このため、簡易な構成で大型の空気バネ収容部を構成することができ、空気バネの容積を大きくすることにより、別途空気室を設けることなく空気バネの固有振動数を下げることができるとともに、空気バネの固有振動数の変動による振動特性への影響を抑制することができる。

上記第１または第２の構成において、
前記振動台の前記内側磁極挿入空間に前記内側磁極が挿入された状態において、
前記連結リブ挿通用溝部は、前記内側磁極のうち、前記磁気ギャップよりも前記取付け台側の領域に設けられていてもよい（第３の構成）。

上記構成によれば、連結リブ挿通用溝部は、内側磁極のうち、磁気ギャップよりも取付け台側の領域に設けられている。
このため、内側磁極に連結リブ挿通用溝部による空間が形成されても、磁気ギャップと連結リブ挿通用溝部が離れているため、磁路が狭くなる影響を抑制することができる。

上記第１から第３のいずれかの構成において、
前記内側磁極は、
内側磁極基部、および複数の分割磁極体を有し、
前記複数の分割磁極体は、隣接する前記分割磁極体との間に間隙を確保するように前記内側磁極基部に配置されており、
前記複数の分割磁極体の間の間隙により、前記複数の連結リブ挿通用溝部が構成されていてもよい（第４の構成）。

上記構成によれば、内側磁極基部に複数の分割磁極体を設けることにより、複数の連結リブ挿通用溝部が構成されている。
このため、複雑な機械加工を行わずに複数の連結リブ挿通用溝部を構成することができる。

上記第１から第４のいずれかの構成において、
前記振動台は、
前記振動台側壁部の内側における中央部において、振動方向に延びるように配置される中央支持部をさらに有し、
前記複数の連結リブは、
前記中央支持部と前記振動台側壁部とを接続しており、
前記中央支持部は、一端側が前記空気バネ収容部を構成するように配置されており、他端側にはガイド軸が連結されており、
前記内側磁極の内部に配置されるガイド機構により、前記ガイド軸が振動方向に案内されてもよい（第５の構成）。

上記構成によれば、中央支持部は、一端側が空気バネ収容部を構成するように配置されており、他端側にはガイド軸が連結されており、内側磁極の内部に配置されるガイド機構により、ガイド軸を振動方向に案内することができる。

上記第５の構成において、
前記ガイド機構は、流体軸受機構であり、流体によりガイド軸を支持しながら振動方向に案内してもよい（第６の構成）。

上記構成によれば、ガイド機構は、流体軸受機構であり、流体によりガイド軸を支持しながら振動方向に案内する、
このため、ガイド軸を精度よく振動方向に案内することができる。
また、空気バネの容積を大きくすることにより、別途空気室を設けることなく空気バネの固有振動数を下げることが可能になるため、流体軸受機構を設けるスペースを確保できるとともに、流体軸受機構から排出される流体を回収するスペースも確保することができる。

上記第１から第６のいずれかの構成において、
前記取付け台は、
前記複数の連結リブを連結するとともに、前記振動台側壁部に連続するように形成されている、取付け台主体と、
前記取付け台主体の中央部において、前記空気バネ収容部と連通する位置に設けられた開口部と、
前記開口部を閉鎖するように取り付けられるとともに、前記空気バネ収容部内に配置された前記空気バネの端部が取り付けられる閉鎖部と、を有してもよい（第７の構成）。

上記構成によれば、取付け台は、取付け台主体の中央部において空気バネ収容部と連通する位置に設けられた開口部と、開口部を閉鎖するとともに、空気バネ収容部内に配置された空気バネの端部が取り付けられる閉鎖部と、を有している。
このため、開口部を開けた状態で空気バネのメンテナンス等を行うことができるとともに、閉鎖部によって開口部を閉鎖することにより、振動台の強度を確保することができる。

上記第７の構成において、
前記取付け台主体は、
前記振動台側壁部よりも中央部側において前記開口部を取り囲むように配置され、前記閉鎖部が取り付けられるとともに、前記複数の連結リブを連結する、閉鎖部取付け部と、
前記閉鎖部取付け部と前記振動台側壁部とを接続するように配置されるとともに、前記複数の連結リブを連結する、取付け台補強部と、を有してもよい（第８の構成）。

上記構成によれば、取付け台主体は、開口部を取り囲むように配置される閉鎖部取付け部と、閉鎖部取付け部と振動台側壁部とを接続する取付け台補強部とを有しており、閉鎖部取付け部と取付け台補強部により複数の連結リブが連結されている。
このため、取付け台主体に開口部が形成されていても、閉鎖部取付け部および取付け台補強部によって複数の連結リブが相互に連結されているため、振動台の強度を確保することができる。

上記第８の構成において、
前記取付け台補強部は、
前記閉鎖部取付け部に接続され、振動方向に延びているとともに、前記複数の連結リブを連結する振動方向第１補強部と、
前記振動方向第１補強部の周囲を取り囲むように配置され、振動方向に延びている、振動方向第２補強部と、
前記振動方向第１補強部および前記振動方向第２補強部を連結するように配置され、前記複数の連結リブを連結する第３補強部と、を有してもよい（第９の構成）。

上記構成によれば、取付け台補強部は、振動方向第１補強部、振動方向第２補強部、および第３補強部が形成されており、振動方向第１補強部および第３補強部は、複数の連結リブを連結している。
このため、取付け台補強部の強度を高めることができるとともに、取付け台補強部によって複数の連結リブが相互に連結されているため、振動台の強度を確保することができる。

本発明の動電型振動発生機によれば、容積の大きい空気バネの設置を可能として、空気バネの固有振動数の変動による振動特性への影響を抑制するとともに、動電型振動発生機の大型化を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態１に係る動電型振動発生機をＺ軸方向から見た平面図である。 図２は、図１のＡ‐Ａ線において切断した断面図である。 図３は、図１のＢ‐Ｂ線において切断した断面図である。 図４は、振動台をＹ軸方向から見た側面図である。 図５は、振動台をＺ軸方向から見た平面図である。 図６は、（ａ）図４のＣ‐Ｃ線において切断した断面図（ｂ）振動台の内側磁極挿入空間に内側磁極が挿入された状態を示す断面図である。 図７は、図５のＤ‐Ｄ線において切断した断面図である。 図８は、図５のＥ‐Ｅ線において切断した断面図である。 図９は、従来の動電型振動発生機の構成を示す断面図である。

［実施形態１］
以下、図面を参照し、本発明の実施形態１に係る動電型振動発生機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。

［全体構成］
まず、動電型振動発生機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に係る動電型振動発生機１００をＺ軸方向から見た平面図である。図２は、図１のＡ‐Ａ線において切断した断面図である。図３は、図１のＢ‐Ｂ線において切断した断面図である。

以下の説明では、Ｚ軸方向を垂直方向（鉛直方向）とし、Ｙ軸方向を水平方向とし、ＹＺ平面に垂直な方向をＸ軸方向とする。本実施形態に係る動電型振動発生機１００は、振動軸Ｌ１がＺ軸方向に対して平行となるように配置されており、Ｚ軸方向の振動を発生させる。なお、以下では、＋Ｚ軸方向を上方とし、－Ｚ軸方向を下方として説明する場合がある。

図２および図３に示すように、動電型振動発生機１００は、ヨーク１０、励磁コイル３１，３２、ドライブコイル３５、振動台４０、空気バネ７０、上部支持機構８０、および下部支持機構９０を備えている。

ヨーク１０は、第１ヨーク１１、第２ヨーク１２、第３ヨーク１３、第４ヨーク１４を備えており、ボルト等によって一体となるように固定されている。第１ヨーク１１は、ヨーク１０全体の基台を構成する。第２ヨーク１２は、複数の分割磁極体１５とともに内側磁極２１を構成する。複数の分割磁極体１５は、それぞれボルトで第２ヨーク１２に固定されており、第２ヨーク１２は、第１ヨーク１１の中央にボルトで固定されている。第２ヨーク１２は、本発明の内側磁極基部に相当する。

第３ヨーク１３は、外側磁極２２となる部分である。第３ヨーク１３は、第２ヨーク１２の外周を取り囲むように第１ヨーク１１上に配置され、ボルトで固定されている。第３ヨーク１３の内側には、第２ヨーク１２（内側磁極２１）の外周面との間に磁気ギャップＧを形成するブッシュ１９がボルトで固定されている。第４ヨーク１４は、第３ヨーク１３の上部を覆うように配置され、第３ヨーク１３に対してボルトで固定されている。ヨーク１０を構成する各部材の素材として、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できる。

励磁コイル３１，３２は、第３ヨーク１３の内側に配置されている。励磁コイル３１，３２は、円筒状に巻回されており、振動軸Ｌ１方向に離隔した状態で並んで取り付けられている。第２ヨーク１２（内側磁極２１）の外周面と、第３ヨーク１３およびブッシュ１９（外側磁極２２）の内周面との間には、励磁コイル３１，３２により形成された静磁場により、磁気回路、および磁気ギャップＧが形成されている。

ドライブコイル３５は、磁気ギャップＧに配置される振動発生用のコイルである。ドライブコイル３５は、振動台４０に設けられたドライブコイル取付部４７に取り付けられている（図４参照）。ドライブコイル３５は、ヨーク１０および励磁コイル３１，３２に対して非接触の状態で磁気ギャップＧ内に挿入されている。

振動台４０は、ヨーク１０の内側に配置され、ヨーク１０に対してＺ軸方向に振動する部分である。振動台４０は、取付け台４１、振動台側壁部４２、および複数の連結リブ６２を有している（図４参照）。取付け台４１は、振動方向における一端側（図４における＋Ｚ軸方向側）に配置されている。取付け台４１は、供試体Ｗが保持される部分である。振動台側壁部４２は、取付け台４１から振動方向における他端側（図４における－Ｚ軸方向側）に向けて延びるように形成されている。振動台側壁部４２の内側には、内側磁極２１が挿入される内側磁極挿入空間４４が構成されている（図６ａ参照）。

複数の連結リブ６２は、振動台側壁部４２の内側に形成されている。複数の連結リブ６２は、振動台側壁部４２の内側において中央支持部４６を支持している（図２、図３）。また、複数の連結リブ６２は、空気バネ収容部６８を構成している。振動台４０の素材としては、非磁性体であって高強度の金属（例えばアルミニウム合金）や合成樹脂（例えばＣＦＲＰ）を好適に用いることができる。振動台４０の構成については、後に詳細に説明する。

図２および図３に戻って、空気バネ７０は、空気バネ収容部６８に配置されており、内側磁極２１の端部２１１に対して振動台４０を支持している。ここで、ドライブコイル３５、振動台４０、供試体（図示せず）を合わせた可動部の重量をＷＴとすると、このＷＴが空気バネ７０に対する静荷重となり、空気バネ７０内の空気が圧縮されるとともに、圧縮を受けた空気バネ７０の反作用で静荷重ＷＴが支持される。可動部がＺ軸方向に振動していないときの中立位置で、ドライブコイル３５の高さ方向の中心が、磁気ギャップＧの中心位置になるように空気バネ７０のばね定数や空気圧が設定される。

上部支持機構８０は、振動台４０がＺ軸方向に振動する際に横ブレしないように、振動台４０の上部において、取付け台４１付近を外側から支持する機構である。図１および図２に示すように、上部支持装置８０は、Ｚ軸方向に沿って往復動する振動台４０と、振動台４０の周囲に配置されるヨーク１０（第４ヨーク部１４）の端部との間に配置されている。本実施形態では、上部支持機構８０は９０度間隔で４基配置されている。

下部支持機構９０は、振動台４０がＺ軸方向に振動する際に横ブレしないように、振動台４０の下部において、振動台４０をＺ軸方向に案内する機構である。本実施形態では、下部支持機構９０として、流体軸受機構を用いている。下部支持機構９０は、中央支持部４６、ガイド軸９１、ガイド軸受９２、流体供給部９４を有している。

中央支持部４６は、振動台側壁部４２の内側における中央部において、Ｚ軸方向に延びるように配置されている。ガイド軸９１は、中央支持部４６に対してボルトで取り付けられており、Ｚ軸方向に延びるように配置されている。ガイド軸受９２は、第２ヨーク１２の中央部に設けられたガイド軸穴９５に取り付けられている。ガイド軸９１は、ガイド軸受９２に対してＺ軸方向に移動可能に差し込まれている。ガイド軸９１とガイド軸受９２は、嵌合された状態においてガイド軸９１とガイド軸受９２の間に潤滑用流体が供給される間隙が形成されるように構成されている。流体供給部９４は、ガイド軸９１とガイド軸受９２の間に潤滑用流体を供給する。流体軸受機構により、振動台４０を精度よくＺ軸方向に案内することができるため、振動台４０の横ブレを低減させることができる。なお、ガイド軸穴９５の下部は閉鎖されており、流体軸受機構から排出される潤滑用流体がガイド軸穴９５に貯溜される。貯溜された潤滑用流体は、図示しない回収装置によって適宜回収される。

本実施形態では、下部支持機構９０の上方に空気バネ７０が配置され、下部支持機構９０よりも下方に空気バネ７０や空気室を設ける必要がないため、流体軸受機構を設けるスペースを確保できるとともに、流体軸受機構から排出される流体を回収するスペースも確保することができる。これにより、振動台４０を精度よく案内できる流体軸受機構を用いることができる。

なお、図示は省略するが、ヨーク１０の上部はカバーで囲われ、固定部分であるカバーとＺ軸方向に振動する振動台４０との間は、可撓性のダストラバーで結合されている。また、励磁コイル３１，３２を冷却するための冷却装置も設けられている。

動電型振動発生機１００は、駆動制御部（図示せず）から供給される直流電流および交流電流によって駆動することにより、ドライブコイル３５および振動台４０を一体的にＺ軸方向に沿って振動させることができる。

具体的には、駆動制御部（図示せず）からアンプを介して励磁コイル３１，３２に直流電流を供給することにより、励磁コイル３１，３２を取り巻くヨーク１０内に磁気回路（静磁場）が生成される。また、駆動制御部からアンプを介してドライブコイル３５に所定周波数の交流電流を供給することにより、磁気ギャップＧに生成される静磁場とドライブコイル３５に供給される交流電流との相互作用（ローレンツ力）により、ドライブコイル３５が磁束の方向と直交する方向にスライドする。ドライブコイル３５に流れる電流の向きに応じて、ドライブコイル３５および振動台４０は、ヨーク１０に対して上方（＋Ｚ軸方向）へのスライドと、ヨーク１０に対して下方（－Ｚ軸方向）へのスライドとを繰り返し行う。つまり、ドライブコイル３５および振動台４０は、ドライブコイル３５に供給される交流電流の周波数に応じて、ヨーク１０に対してＺ軸方向に沿って振動する。

振動台４０に供試体を保持した状態で振動台４０を振動させることにより、振動試験を行うことができる。駆動制御部によって動電型振動発生機１００に印加する電流および電圧を制御することにより、動電型振動発生機１００の駆動を制御して、所望の周波数、振幅、加速度、振動パターンなど、振動試験に必要な振動を供試体に加えることができる。

［振動台］
次に、振動台４０の構成について詳細に説明する。図４は、振動台４０をＹ軸方向から見た側面図である。図５は、振動台４０をＺ軸方向から見た平面図である。

図４および図５に示すように、振動台４０は、略円筒状の外観形状を有している。振動台４０は、取付け台４１、振動台側壁部４２、および複数の連結リブ６２を有している。振動台側壁部４２の内側には、内側磁極挿入空間４４が構成されているとともに、複数の連結リブ６２が設けられている（図６ａ参照）。

複数の連結リブ６２は、振動台側壁部４２の内側における中央部から外側に向けて放射方向に配置されている（図６ａ参照）。図４に示すように、複数の連結リブ６２は、外側の一部が開放端となっており、振動台４０の側面に達している。また、隣接する連結リブ６２の間には、側面開口部４５が複数形成されている。図４では、側面開口部４５を介して空気バネ収容部６８が見えている。なお、側面開口部４５は、振動台４０がヨーク１０に取り付けられて、内側磁極挿入空間４４に内側磁極２１（第２ヨーク１２および分割磁極体１５）が挿入された状態において、振動台側壁部４２と内側磁極２１との干渉を回避するために設けられている。

図５に示すように、振動台４０の上部には、取付け台４１が配置されている。取付け台４１は、取付け台主体５１、開口部５２、および閉鎖部５３（図２参照）を有している。開口部５２は円形であり、振動台側壁部４２の内側の内側磁極挿入空間４４および空気バネ収容部６８と連通している。閉鎖部５３（図２参照）は、開口部５２を閉鎖するとともに、空気バネ７０の上部が取り付けられる部材である。図５では、閉鎖部５３が外されて開口部５２が見えているとともに、開口部５２を介して、内側磁極挿入空間４４に配置されている複数の連結リブ６２が見えている。開口部５２は、振動台４０をヨーク１０に組み付ける際や、メンテナンスを行う際に作業用の開口部として用いられる。振動台４０をヨーク１０に組み付けた状態においては、閉鎖部５３をボルトで固定して開口部５２を閉鎖し、振動台４０の強度を向上させている。閉鎖部５３の上方には、供試体取付プレート５４が取り付けられる（図２参照）。

図６は、（ａ）図４のＣ‐Ｃ線において切断した断面図（ｂ）振動台４０の内側磁極挿入空間４４に内側磁極２１が挿入された状態を示す断面図である。図６ａに示すように、複数の連結リブ６２は、振動台側壁部４２の内側における中央部から外側に向けて放射方向に配置されている。中央支持部４６は、複数の連結リブ６２によって支持されており、複数の連結リブ６２を介して振動台側壁部４２と接続されている。隣接する連結リブ６２の間には、側面開口部４５が形成されている。

ここで、図２を参照して説明したように、内側磁極２１は、第２ヨーク１２および複数の分割磁極体１５によって構成されている。分割磁極体１５の平面視における断面形状は、図６ｂに示すように、中心側が狭く外側が広い略扇状を有している。つまり、分割磁極体１５は、連結リブ６２と干渉しない形状を有している。また、複数の分割磁極体１５は、振動台４０の内側磁極挿入空間４４に挿入された状態で、複数の連結リブ６２と干渉しないように間隔をあけて配置されており、隣接する分割磁極体１５との間にそれぞれ連結リブ挿通用溝部１７を構成している。複数の分割磁極体１５によって構成された複数の連結リブ挿通用溝部１７は、複数の連結リブ６２を挿通可能である。つまり、連結リブ挿通用溝部１７が形成されていることにより、内側磁極挿入空間４４への内側磁極２１の挿入が可能になっているとともに、内側磁極２１に対する振動台４０の振動も可能になっている。

なお、図３に示すように、連結リブ挿通用溝部１７の高さ方向の位置、すなわち、第２ヨーク１２と分割磁極体１５の取り付け位置は、振動台４０を上下方向に振動させた場合に、複数の連結リブ６２と第２ヨーク１２が干渉しない位置に設定されている。第２ヨーク１２（ハッチングの領域）とその上方の分割磁極体１５（ハッチングなしの領域）との境界線１５１が連結リブ挿通用溝部１７の最下部の位置（第２ヨーク１２と分割磁極体１５の取り付け位置）である。また、連結リブ挿通用溝部１７の高さ方向の位置は、磁気ギャップＧよりも上方（取付け台４１側）になるように設定されている。このため、内側磁極２１に連結リブ挿通用溝部１７による空間が形成されても、磁気ギャップＧと連結リブ挿通用溝部１７が離れているため、磁路が狭くなる影響を抑制することができる。

図７は、図５のＤ‐Ｄ線において切断した断面図である。図８は、図５のＥ‐Ｅ線において切断した断面図である。図７は、連結リブ６２上の位置で切断した状態が示されており、連結リブ６２の断面形状が示されている。図８は、連結リブ６２を回避した位置で切断した状態が示されており、連結リブ６２の断面形状は示されておらず、中央部の中央支持部４６の断面形状が示されている。

図７および図８に示すように、複数の連結リブ６２は、空気バネ収容部６８を構成している。空気バネ収容部６８は、各連結リブ６２に形成された連結リブ端部６３によって取り囲まれるように構成されている。連結リブ端部６３は、各連結リブ６２において、振動台側壁部４２の中央部側（連結リブ６２のうち、振動台側壁部４２の中央部に近い部分）であって、かつ取付け台４１側（連結リブ６２の上部）の領域に形成されている。連結リブ端部６３は、上下方向に延びる上下方向端部６４と水平方向に延びる水平方向端部６５を滑らかに連続させた形状を有している。連結リブ端部６３により、各連結リブ６２の中央部側には、切欠状の凹部６６が形成されている。そして、放射状に配置される複数の連結リブ６２の中央部側に、それぞれ切欠状の凹部６６が形成されていることにより、上部が開放された凹状の空気バネ収容部６８が構成されている。中央支持部４６は、上端部が空気バネ収容部６８の一部を構成するように配置されている。なお、本実施形態の凹部６６は一例であり、連結リブ６２に形成する連結リブ端部６３の形状（凹部６６の形状）や、空気バネ収容部６８の形状は限定されない。

ここで、図３に示すように、振動台４０の内側磁極挿入空間４４に内側磁極２１が挿入された状態において、内側磁極２１（分割磁極体１５）の端部２１１の一部が、空気バネ収容部６８内に露出している。これは、複数の連結リブ６２に形成された切欠状の凹部６６によって空気バネ収容部６８を形成しており、切欠状の凹部６６から内側磁極２１（分割磁極体１５）の端部２１１の一部が露出するためである。空気バネ７０は、空気バネ収容部６８内に露出している内側磁極２１（分割磁極体１５）の端部２１１と、取付け台４１との間に配置される。空気バネ７０の下部は、内側磁極２１（分割磁極体１５）の端部２１１に固定され、空気バネ７０の上部は、取付け台４１の閉鎖部５３に固定される。これにより、空気バネ７０を介して、内側磁極２１（分割磁極体１５）の端部２１１に対して振動台４０を支持することができる。

このように本実施形態では、複数の連結リブ６２は、取付け台４１の下方に、空気バネ収容部６８を構成しており、空気バネ７０は、空気バネ収容部６８内に露出している内側磁極２１（分割磁極体１５）の端部２１１と取付け台４１との間に配置され、内側磁極２１（分割磁極体１５）の端部に対して振動台４０を支持している。
このため、複数の連結リブ６２によって振動台４０の強度を確保できる範囲で切欠状の凹部６６を大きくして空気バネ収容部６８を大きくすることができる。空気バネ７０の容積を大きくすることにより、別途空気室を設けることなく空気バネ７０の固有振動数を下げることができるとともに、空気バネ７０の固有振動数の変動による振動特性への影響を抑制することができる。
また、空気バネ７０は、複数の連結リブ６２が配置されている領域内に構成された空気バネ収容部６８に収容されているため、空気バネ７０を大型化しても内側磁極２１の端部と取付け台４１との距離が広がりにくい。このため、動電型振動発生機１００の大型化を抑制することができる。

次に、振動台４０の取付け台４１の構成について詳細に説明する。図８に示すように、取付け台４１は、取付け台主体５１、開口部５２、および閉鎖部５３（図２参照）を有している。取付け台主体５１は、放射方向に配置されている複数の連結リブ６２の上部を連結するように配置されている。取付け台主体５１は、閉鎖部取付け部５５および取付け台補強部５６が一体的に形成されている。

閉鎖部取付け部５５は、振動台側壁部４２よりも中央部側に配置されており、開口部５２を取り囲むように形成されている。閉鎖部取付け部５５は、複数の連結リブ６２を周方向に連結するように形成されている。閉鎖部取付け部５５は、フランジ状に設けられており、上部に閉鎖部５３がボルトによって取り付けられる。閉鎖部取付け部５５は、複数の連結リブ６２を周方向に連結するように形成されているため、取付け台主体５１および振動台４０の強度を向上させることができる。

取付け台補強部５６は、閉鎖部取付け部５５と振動台側壁部４２とを接続するように配置されており、複数の連結リブ６２を周方向に連結している。取付け台補強部５６は、振動方向第１補強部５７、振動方向第２補強部５８、および第３補強部５９を有している。

振動方向第１補強部５７は、閉鎖部取付け部５５に接続されている。振動方向第１補強部５７は、上下方向に延びているとともに、複数の連結リブ６２を周方向に連結する。振動方向第１補強部５７は、ＸＹ軸方向に延びている平面状の閉鎖部取付け部５５に対してＺ軸方向に延びているため、取付け台補強部５６の強度を向上させることができる。

振動方向第２補強部５８は、振動方向第１補強部５７の周囲を取り囲むように配置され、上下方向に延びている。振動方向第２補強部５８は、複数の連結リブ６２を周方向に連結している。振動方向第２補強部５８は、振動方向第１補強部５７とともにＺ軸方向に延びているため、取付け台補強部５６の強度を向上させることができる。

第３補強部５９は、振動方向第１補強部５７および振動方向第２補強部５８を連結するように配置されている。第３補強部５９は、複数の連結リブ６２を周方向に連結している。第３補強部５９は、Ｚ軸方向に延びている振動方向第１補強部５７および振動方向第２補強部５８を連結しているため、取付け台補強部５６の強度を向上させることができる。

［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。

本実施形態では、内側磁極２１は、第２ヨーク１２に複数の分割磁極体１５を固定することにより構成したが、これに限定されない。例えば、分割磁極体を用いずに、第２ヨークに機械加工によってスリットを形成し、このスリットにより連結リブ挿通用溝部を構成してもよい。

本実施形態では、振動台を案内する下部支持機構９０（ガイド機構）として流体軸受機構を用いた場合について説明したが、ガイド機構は流体軸受機構に限定されない。ガイド機構として、例えば機械ベアリング等を使用してもよい。

１００ 動電型振動発生機
１７ 連結リブ挿通用溝部
２１１ 内側磁極の端部
２１ 内側磁極
２２ 外側磁極
３１，３２ 励磁コイル
３５ ドライブコイル
４０ 振動台
４０ 振動台
４１ 取付け台
４２ 振動台側壁部
４４ 内側磁極挿入空間
４７ ドライブコイル取付部
６２ 連結リブ
６８ 空気バネ収容部
７０ 空気バネ
Ｇ 磁気ギャップ

Claims (9)

1. 静磁場を生成する励磁コイルと、
   前記励磁コイルの静磁場により、磁気回路および磁気ギャップを形成する、内側磁極および外側磁極と、
   前記磁気ギャップ内に配置される振動発生用のドライブコイルと、
   前記ドライブコイルが取り付けられる振動台と、
   前記振動台を支持する空気バネと、
   を備え、
   前記振動台は、
   振動方向における一端側に配置される取付け台と、
   前記取付け台から振動方向における他端側に向けて延びており、前記内側磁極が挿入される内側磁極挿入空間を構成しているとともに、前記ドライブコイルが取り付けられるドライブコイル取付部が他端側に形成される振動台側壁部と、
   前記振動台側壁部の内側における中央部から放射方向に配置される複数の連結リブと、
   を有し、
   前記内側磁極は、
   前記複数の連結リブを挿通可能であって、前記内側磁極挿入空間への前記内側磁極の挿入を許容するとともに、前記内側磁極に対する前記振動台の振動を許容する、複数の連結リブ挿通用溝部が設けられており、
   前記複数の連結リブは、
   前記取付け台における振動方向の他端側に、前記空気バネを収容可能であるとともに、前記内側磁極挿入空間に挿入された前記内側磁極の端部の一部を露出させる空気バネ収容部を構成しており、
   前記空気バネは、
   前記空気バネ収容部内に露出している前記内側磁極の端部と、前記取付け台との間に配置され、前記内側磁極の端部に対して前記振動台を支持している、
   動電型振動発生機。
2. 前記複数の連結リブは、
   前記振動台側壁部の中央部側の領域に、切欠状の凹部を形成する連結リブ端部を有し、前記連結リブ端部により、前記空気バネ収容部を構成する、
   請求項１に記載の動電型振動発生機。
3. 前記振動台の前記内側磁極挿入空間に前記内側磁極が挿入された状態において、
   前記連結リブ挿通用溝部は、前記内側磁極のうち、前記磁気ギャップよりも前記取付け台側の領域に設けられている、
   請求項１または請求項２に記載の動電型振動発生機。
4. 前記内側磁極は、
   内側磁極基部、および複数の分割磁極体を有し、
   前記複数の分割磁極体は、隣接する前記分割磁極体との間に間隙を確保するように前記内側磁極基部に配置されており、
   前記複数の分割磁極体の間の間隙により、前記複数の連結リブ挿通用溝部が構成されている、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の動電型振動発生機。
5. 前記振動台は、
   前記振動台側壁部の内側における中央部において、振動方向に延びるように配置される中央支持部をさらに有し、
   前記複数の連結リブは、
   前記中央支持部と前記振動台側壁部とを接続しており、
   前記中央支持部は、一端側が前記空気バネ収容部を構成するように配置されており、他端側にはガイド軸が連結されており、
   前記内側磁極の内部に配置されるガイド機構により、前記ガイド軸が振動方向に案内される、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の動電型振動発生機。
6. 前記ガイド機構は、流体軸受機構であり、流体によりガイド軸を支持しながら振動方向に案内する、
   請求項５に記載の動電型振動発生機。
7. 前記取付け台は、
   前記複数の連結リブを連結するとともに、前記振動台側壁部に連続するように形成されている、取付け台主体と、
   前記取付け台主体の中央部において、前記空気バネ収容部と連通する位置に設けられた開口部と、
   前記開口部を閉鎖するように取り付けられるとともに、前記空気バネ収容部内に配置された前記空気バネの端部が取り付けられる閉鎖部と、を有する、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の動電型振動発生機。
8. 前記取付け台主体は、
   前記振動台側壁部よりも中央部側において前記開口部を取り囲むように配置され、前記閉鎖部が取り付けられるとともに、前記複数の連結リブを連結する、閉鎖部取付け部と、
   前記閉鎖部取付け部と前記振動台側壁部とを接続するように配置されるとともに、前記複数の連結リブを連結する、取付け台補強部と、を有する、
   請求項７に記載の動電型振動発生機。
9. 前記取付け台補強部は、
   前記閉鎖部取付け部に接続され、振動方向に延びているとともに、前記複数の連結リブを連結する振動方向第１補強部と、
   前記振動方向第１補強部の周囲を取り囲むように配置され、振動方向に延びている、振動方向第２補強部と、
   前記振動方向第１補強部および前記振動方向第２補強部を連結するように配置され、前記複数の連結リブを連結する第３補強部と、を有する、
   請求項８に記載の動電型振動発生機。

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