JPH04262222A - 微振動試験方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、外乱振動の影響のほとんどない状態で種々の
振動に対する試験を行う事が出来る画期的な精密微振動
試験装置に関する。

（従来の技術とその問題点） 床面には強い振動、弱い振動、高周波から低周波の各種
周波数の振動、水平振動、垂直振動など種々雑多な振動
が伝わっており、試験機台上に設置された機器にも床面
から前記雑多な振動が伝わるものである。又、周囲空気
からの疎密波による外乱も存在するし、機器そのものか
らも振動が発生する。

従来の振動試験装置は、加振用の試験機台上に被試験用
の精密装置を固定し、然る後、試験機台に試験振動を入
力して精密装置を加振し、振動試験を行っていた。

処が、前述のように外乱振動や被試験機器の作動時の振
動が常に試験機台に入力しているために試験振動が外乱
振動や作動振動（以下、単に外乱振動等という。）に対
して非常に大きい場合には外乱振動の試験結果に対する
影響は小さいものになるのであるが、試験振動が小さい
場合には前記外乱振動等に影響されて試験結果が非常に
不正確になると言う欠点があり、更に、外乱振動乃至外
乱振動以下の微小振動の試験は不可能であった。

（本発明の目的） 本発明はかかる従来例の欠点に鑑みてなされたもので、
その目的とする処は、試験機台に外乱振動等を制御する
制御力を入力してこれをある程度相殺し、且つ、試験振
動を入力する事によりほぼ純粋に試験振動のみの振動試
験を行う事の出来る微振動試験方法とその装置を提供す
るにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するために、請求項（１）にお
いて； ■試験機台（２）に入力した外乱振動（Ｇ）あるいは外
乱源の作動信号を検出し、 ■前記外乱振動（Ｇ）又は作動信号に基づく制御力を試
験機台（２）にフィードバック及び／又はフィードフォ
アードによって作用させ、前記外乱振動（Ｇ）をほぼ相
殺し、 ■同時に試験振動（Ｔ）を試験機台（２）に入力する。

と言う技術的手段を採用しており、 請求項（２）では、前記微振動試験方法を実施するため
の原理的な１次元的装置としては、■試験機台（２）に
接続され、試験機台（２）に入力した外乱振動（Ｇ）を
ほぼ相殺すると共に試験振動（Ｔ）を加振するアクチュ
エータ（Ａ）と、 ■試験機台（２）の外乱源の作動信号あるいは試験機台
（２）に入力した外乱振動（Ｇ）を検出し、前記外乱振
動（Ｇ）又は作動信号に基づく制御力を発揮させるため
に制御信号を前記アクチュエータ（Ａ）にフィードバッ
ク及び／又はフィードフォワードする制振用回路（Ｂ）
と、 ■アクチュエータ（Ａ）に試験振動（Ｔ）を入力する試
験振動入力装置（Ｃ）とで構成されているものである。

更に、実用的な３次元６自由度装置としては、■垂直方
向に伸縮して試験機台（２）の垂直方向の外乱振動（Ｇ
）をほぼ相殺すると共に垂直方向の試験振動（Ｔ）を加
振する垂直方向アクチュエータ（Ａ２）と、 ■試験機台（２）に接続され、水平方向に伸縮して試験
機台（２）の水平方向の外乱振動（Ｇ）をほぼ相殺する
と共に水平方向の試験振動（Ｔ）を加振する水平方向ア
クチュエータ（Ａ１）と、 ■試験機台（２）の外乱源の作動信号あるいは試験機台
（２）に入力した垂直方向の外乱振動（Ｇ）を検出し、
前記振動又は作動信号に基づく制御力を発生させるため
の制御信号を前記垂直方向アクチュエータ（Ａ２）にフ
ィードバック及び／又はフィードフォアードする垂直方
向制振用回路（Ｂ２）と、■試験機台（２）の外乱源の
作動信号あるいは試験機台（２）に入力した水平方向の
外乱振動を検出し、前記振動又は作動信号に基づく制御
力を発生させるための制御信号を前記水平方向アクチュ
エータ（Ａ１）にフィードバック及び／又は水平方向制
振用回路（Ｂ１）と、 ■垂直方向アクチュエータ（Ａ２）と水平方向アクチュ
エータ（Ａ１）それぞれに試験振動（Ｔ）を入力する試
験振動入力装置（Ｃ）とで構成されているものである。

（作用） 上述の構成においては、試験機台（２）に試験を受ける
精密機器を設置固定した後、微振動試験を開始するので
あるが、まず、入力した外乱振動（Ｇ）を振動加速度と
して制振用回路（Ｂ）の加速度センサ（１０）（１１）
で検出し、例えば該外乱振動加速度を微分、比例、又は
／及び積分してこれに係数を乗じ、当該乗算値をアクチ
ュエータ（Ａ）にフィードバックし、前記外乱振動（Ｇ
）等に対して、これを制御する制御力（Ｆ）を試験機台
（２）にほとんど遅れなしで入力して前記外乱振動（Ｇ
）をほぼ相殺し、外乱（Ｇ）の影響を極力小さくし、同
時に必要な試験振動（Ｔ）を試験機台（２）に入力して
、試験振動（Ｔ）のみによる振動試験を行う。又、外乱
振動（Ｇ）等を予めパターン化しておき、外乱振動（Ｇ
）等の入力に合わせてパターン化された制御力を入力す
るいわゆるフィードフォワード制御を行う。これにより
、外乱（Ｇ）の影響をほとんど受ける事がない精密な振
動試験並びに外乱（Ｇ）と同程度乃至外乱（Ｇ）以下の
微小振動試験が可能となる。

（実施例） 以下、本発明を図示実施例に従つて詳述する。

本発明にかかる微振動試験装置は、負荷担持用の試験機
台（２）と、試験機台（２）に入力した外乱振動（Ｇ）
等をほぼ相殺すると共に試験振動（Ｔ）を加振するアク
チュエータ（Ａ）と、試験機台（２）の外乱振動（Ｇ）
を検出すると共に前記外乱振動（Ｇ）等をほぼ相殺する
ための制御力（Ｆ）を前記アクチュエータ（Ａ）に入力
する制振用回路（Ｂ）と、アクチュエータ（Ａ）に試験
振動（Ｔ）を入力する試験振動入力装置（Ｃ）とで構成
されており、以下その概要を説明する。

試験機台（２）は、第４、５図に示すような定盤状のも
ので、上面に電子顕微鏡、半導体製造装置など超精密機
器などを載置固定されるようになっている。

アクチュエータ（Ａ）は１次元の場合は１つで良いが、
３次元制御の場合は３〜４基の垂直方向アクチュエータ
（Ａ２）と３〜４基の水平方向アクチュエータ（Ａ１）
とで構成される事になる。（勿論、場合によっては２次
元の場合も可能である。）本実施例では３次元６自由度
の場合を例にとって説明する。又、アクチュエータ（Ａ
）としては空気ばねを用いた方式、ピエゾ素子を用いた
方式、リニヤモータを用いた方式など様々なものがある
が、本実施例では空気ばね制御の場合を主として説明し
、その他は概説に止どめるが勿論、空気ばね制御方式に
限定されることもなければピエゾ素子方式、リニヤモー
タ方式に限定されることもない。又、特性に応じてこれ
らを適宜組み合わせてもよい。

又、制御方法も検出した振動加速度を微分、比例、積分
する、いわゆるＰＩＤ制御を中心に説明するが、その他
各種制御方法もあり、実施例の場合に限定されない。

制振用回路（Ｂ）も３次元６自由度の場合、前記アクチ
ュエータ（Ａ１）（Ａ２）をそれぞれ制御する垂直方向
制振用回路（Ｂ２）と水平方向制振用回路（Ｂ１）が設
置されている。

試験振動入力装置（Ｃ）は、試験しようとしている信号
を前記アクチュエータ（Ａ）に入力する装置で、通常は
、ＣＰＵ中に内蔵されている。試験波形は外部装置から
取り込んで発生させたり、ＣＰＵ内部で生成する。試験
機台（２）の振動特性を逆フィルタとして用いる事で広
い周波数帯で波形の再現が可能である。又は、第１０図
乃至第１１図のように位相の平たんな領域を加振制御領
域として用いればより精度の高い試験波形の生成が可能
である。

又、垂直方向アクチュエータ（Ａ２）を介して試験機台
（２）が垂直方向支持体（７）に支持されているが、こ
の垂直方向支持体（７）は、水平方向に対してほぼ自由
に移動するが垂直方向にはほとんど圧縮されない。

以下、各構成ブロックに付いて詳述する。

（以下余白） まず、本発明に係る空気ばね式のアクチュエータ（Ａ）
に付いて説明する。空気ばね式のアクチュエータ（Ａ）
は、垂直空気ばね（３ｃ）、支持体（７）並びに一対の
水平空気ばね（３ａ）（３ｂ）［（３）（３’）］，垂
直方向加速度センサ（１０）、並びに水平方向加速度セ
ンサ（１１）とで構成されている。垂直空気ばね（３ｃ
）並びに水平空気ばね（３ａ）（３ｂ）［（３）（３’
）］は、いずれもゴム製ばね部（５）と、バネ定数との
関係から必要ならばこれと連通するエアタンク（４）と
で構成されている。ゴム製ばね部（５）の周囲全周はリ
ング状の固定座（２４）でエアタンク（４）を取り付け
ている立設板（２５）乃至仕切り板（２６）に気密状に
ボルト締めされており、中央の可動部分に断面台形の円
形座金（２７）が嵌め込んである。水平空気ばね（３ａ
）（３ｂ）［（３）（３’）］のエアタンク（４）は、
中央の仕切り板（２６’）を介して左右に独立して配設
されている。本実施例において水平空気ばね（３ａ）（
３ｂ）には制御側と基準側とがあり、基準側水平空気ば
ね（３ａ）には、精密なレギュレータ（１９）を介して
一定圧の空圧源（１６）に接続してある。一方、制御側
空気ばね（３ｂ）は、制御弁（１４）を介して前記空圧
源（１６）が接続してあり、この制御弁（１４）は後述
する制振用フィードバック回路（Ｂ１）（Ｂ２）で制御
される。

第２図から分かるように、水平空気ばね（３ａ）（３ｂ
）は、ケーシング（３０）に囲繞されており、両円形座
金（２７）はケーシング（３０）の内面に固着されてい
る。

ケーシング（３０）と試験機台（２）とは本実施例では
細い線材（８）『又は、図示していないが、後述する支
持体（７）と同様の構造の積層体』で接続されている。

接続方法は、第２図の実録で示すようにケーシング（３
０）の外側面からアーム（２９）を突出させ、試験機台
（２）の側壁（２ａ）間に張設せる線材（８）にアーム
（２９）を固着するようにしても良いし、仮想線で示す
ようにケーシング（３０）の中央から突設せる線材（８
）を試験機台（２）の側壁（２ａ）に固着してもよい。

垂直空気ばね（３ｃ）は、立設板（２５）上に載置され
た支持体（７）上に載設されている。支持体（７）は、
例えばゴム板（３１）と金属板（３２）とを何層にも積
層した積層体で、水平方向に対してほぼ自由に移動する
が垂直方向にはほとんど圧縮されない性質を持っている
。本実施例では２段に支持体（７）が用いられている。

このように組み立てられた空気ばねアクチュエータ（Ａ
）は、本実施例では第１図のようにベース（２８）の４
隅に装着されて使用される。装着方向は第１図の矢印で
示すように、隣接する水平空気ばね（３ａ）（３ｂ）の
伸縮方向が互いに直交するように配置する。（図示して
いないが、空気ばねアクチュエータ（Ａ）をベース（２
８）の３隅に装着して使用してもよい。

ピエゾ素子方式では入力電圧に比例してピエゾ素子が伸
縮する現象を利用したものであり、リニヤモータ方式は
、フレミングの左手の法則を利用したもので、同様に入
力電圧に比例してキャリヤ（図示せず）が移動する事を
利用した方式である。

尚、制御方式はこれに限られず、上記機能を達成出来る
ものであればよい。

次ぎに、制御用回路（Ｂ）に付いて説明する。試験機台
（２）と共に、前後・左右・回転移動する空気ばねアク
チュエータ（Ａ）のアーム（２９）部分に水平方向加速
度センサ（１１）が取付られている。

まず、微振動試験装置の微小水平振動の制振に付いて述
べる。床面や周囲空気などから水平振動が伝わつて来り
、機器が作動したりして振動を発生すると試験機台（２
）が揺れるが、この水平方向の振動加速度（■）を検出
する水平方向加速度センサ（１１）が空気ばねアクチュ
エータ（Ａ）毎（本実施例では４箇所）に配設されてお
り、この水平方向加速度センサ（１１）の出力を積分す
る水平方向振動積分アンプ（２０ａ）、前記出力を微分
する水平方向振動微分アンプ（２１ａ）並びに前記出力
を増幅する水平方向振動比例アンプ（２２ａ）のいずれ
か１つ乃至２つ以上が装備されている。

ここで、これらアンプの組み合わせを説明すれば、以下
の通りであるが、実用的な組み合わせとしては、アクチ
ュエータ（Ａ）の種類によりその組み合わせが相違する
。

以下、アンプの組み合わせを示す。

■水平方向振動積分アンプ（２０ａ）のみ、■水平方向
振動微分アンプ（２１ａ）のみ、■水平方向振動比例ア
ンプ（２２ａ）のみ、■水平方向振動積分アンプ（２０
ａ）と水平方向振動微分アンプ（２１ａ）の組み合わせ
、 ■水平方向振動積分アンプ（２０ａ）と水平方向振動比
例アンプ（２２ａ）の組み合わせ、 ■水平方向振動微分アンプ（２１ａ）と水平方向振動比
例アンプ（２２ａ）の組み合わせ、 ■水平方向振動積分アンプ（２０ａ）と水平方向振動微
分アンプ（２１ａ）並びに水平方向振動比例アンプ（２
２ａ）の組み合わせがある。

これらアンプからの出力は、後述の試験振動（Ｔ）の電
気信号と共に水平方向駆動回路（１７）に入力し、制御
弁（１４）に入力されて弁開度を調節し、制御側空気ば
ね（３ｂ）のエアタンク（４）の圧力を調整する。

ここで、各アンプの機能説明を行うと、水平方向振動積
分アンプ（２０ａ）は、水平方向の加速度（■）をＫ３
倍して積分し、速度成分に変換して出力（Ｋ３．１／Ｓ
）するもので、試験機台（２）の位置に関係なくその位
置で試験機台（２）の絶対変位を制御する、換言すれば
微小振動を吸収して微振動試験装置の振動を無くする働
きをなすもので、ばね特性では『ばねを固くする』作用
と同等の働きをなし、特に低域制御に有効である。

水平方向振動比例アンプ（２２ａ）は、水平方向の加速
度（■）をＫ４倍に増幅するもので、制御側空気ばね（
３ｂ）の減衰効率（共振領域での減衰効率）を増大させ
る働きをなすものである。

水平方向振動微分アンプ（２１ａ）は、水平加速度（■
）をＫ５倍し、微分して出力（Ｋ５．Ｓ）したもので、
試験機台（２）の質量を増大した場合に相当する働きを
なし、特に高域での制振効果に寄与する。

上記アンプを組み合わせて使用する事により、アンプの
特性に従って微小振動が制御される事になる。

尚、制御弁（１４）で弁開度を制御して流量制御を行い
、制御側空気ばね（３ｂ）の圧力を制御する事は前述の
ように流量を積分した事に相当する。

以上のようなＰＩＤ制御により、低周波から高周波まで
いかなる周波数の外乱振動（Ｇ）が床面や周囲空気から
試験機台（２）に伝わつてきたとしても、水平方向にあ
っては水平方向加速度センサ（１１）により水平加速度
（■）を検出し、これとＣＰＵの試験振動入力装置（Ｃ
）からの試験振動（Ｔ）を減算器（３４ａ）に入力して
水平加速度（■）の反転信号と試験振動（Ｔ）成分を加
算し、この加算値を記述のアンプ類（２０ａ）（２１ａ
）（２２ａ）にて処理し、その処理値と前記振動振動（
Ｔ）と制御すべきものの特性に応じた比例又はその微・
積分値あるいは位相補償又はこれらの加算などの演算を
行い、この演算値｛Ｔ×Ｋ（Ｓ）｝を加算器（３５ａ）
に入力して加算し、この加算値を制御弁（１４）に入力
して外乱振動をほぼ相殺して純粋に試験振動（Ｔ）だけ
をアクチュエータ（３ｂ）に入力するものである。《第
４図（ｂ）》又、第４図（ａ）に示すように、水平加速
度（■）を減算器（３４ａ）に入力すると共にＣＰＵの
試験振動入力装置（Ｃ）からの試験振動（Ｔ）を減算器
（３４ａ）に入力して水平加速度（■）の反転信号に試
験振動（Ｔ）成分を加算て積分し、この積分値と記述の
アンプ類（２１ａ）（２２ａ）にて処理した比例値、微
分値とを加算して水平方向駆動回路（１７）に入力し、
これが制御弁（１４）に入力されて弁開度を調節し、制
御側空気ばね（３ｂ）のエアタンク（４）の圧力を調整
する。

この関係は、垂直方向でも同様であるから説明は省略す
る。

又、応答性を良くして高周波領域でも能動制振が可能な
ように基準側制御側空気ばね（３ａ）の代わりにコイル
バネを使用しても良いし、空気ばねを基準側と制御側と
に区別せず、第５図に示すように一対の空気ばね（３）
（３’）それぞれに位相の１８０゜反転した制御信号を
入力し、両空気ばね（３）（３’）を互いに同一方向に
制御して制振力を倍増させるようにしてもよい。尚、（
３３）は一方の加算器（３５ａ）の出力を反転して制御
弁（１４）に入力するための位相反転器である。

尚、ここで、ケーシング（３０）と試験機台（２）の側
壁（２ａ）とを線材（８）で接続しているために線材（
８）に平行な方向の振動は線材（８）を通じてキャンセ
ルされる事になるが、線材（８）に対して平行ではない
振動は線材（８）が撓むために床面から水平空気ばね（
３ａ）（３ｂ）［（３）（３’）］に伝わった水平、垂
直方向の振動は線材（８）の部分で遮断され、試験機台
（２）には伝わらない。従って、制御方向の水平振動は
ほぼ完全にキャンセルすると同時に制御方向以外の振動
は線材（８）部分で遮断する事になり、空気ばねアクチ
ュエータ（Ａ）が振動伝達の媒介となる事がない。

次に、微小垂直振動の制振に付いて述べる。試験機台（
２）の垂直方向の振動加速度（■）を検出する垂直成分
加速度センサ（１０）が、空気ばねアクチュエータ（Ａ
）の試験機台（２）と共に振動する部位に配設されてお
り、この垂直成分加速度センサ（１０）の出力（■）を
積分してＫ８倍する垂直方向振動積分アンプ（２０ｂ）
、前記出力（■）を微分してＫ１０倍する垂直方向振動
微分アンプ（２１ｂ）並びに前記出力をＫ９倍に増幅す
る垂直方向振動比例アンプ（２２ｃ）のいずれか１つ乃
至２つ以上が装備されている。

ここで、これらアンプの組み合わせは水平振動制御の場
合と同様であるので省略する。

これらアンプからの出力は、試験振動入力装置（Ｃ）か
らの試験振動（Ｔ）の電気信号と共に垂直方向駆動回路
（１８）に入力し、制御弁（１４）に入力されて弁開度
を調節し、空気ばね（３ａ）（３ｂ）［（３）（３’）
］のエアタンク（４）の圧力を調整する。

ここで、各アンプの機能説明も水平振動制御の場合と同
様であるから省略する。尚、垂直方向の減算器は（３４
ｂ）であり、加算器は（３５ｂ）であり、又、各図中ア
ンプ類も同一機能のものには同一番号を付与し、垂直方
向のものには付加記号（ｂ）を付し、水平方向のもの（
ａ）と区別している。

又、上記フィードバック制御方式に対して、フィードフ
ォアード制御方式を採用する事も出来る。

即ち、外乱振動（Ｇ）等を予めパターン化してＣＰＵや
外部記憶装置などに記憶させておき、試験機台（２）の
入力直前の外乱振動（Ｇ）の加速度（■），（■）を検
出し、これに対応するパターンの制御力を選定又は作製
乃至演算してアクチュエータ（Ａ）にフィードフォアー
ドしたり、又は、被試験機の作動開始信号を検出して作
動信号に対応するパターンの制御力を選定又は作製乃至
演算し、これをアクチュエータ（Ａ）にフィードフォア
ードしてもよい。

尚、前記フィードバック制御方式とフィードフォアード
制御方式とを組み合わせる事も勿論可能である。

又、第６図は本発明の第３実施例で水平方向の空気ばね
（３ａ）（３ｂ）［（３）（３’）］と垂直方向空気ば
ね（３ｃ）とが第３図の場合に対して逆に設置された場
合の断面図であり、水平方向の空気ばね（３ａ）（３ｂ
）［（３）（３’）］の仕切り板（２６）が垂直方向空
気ばね（３ｃ）を跨ぐように配置されている。

第７図は第４実施例で水平方向の空気ばね（３ａ）（３
ｂ）［（３）（３’）］と垂直方向空気ばね（３ｃ）と
共通ベース（３４）上に併置した場合である。

次に、第５実施例としてアクチュエータ（Ａ）としてピ
エゾ素子（４０）を使用した場合に付いて説明する、ピ
エゾ素子（４０）は、入力電圧に比例して伸縮する性質
を持つ非圧縮性のブロック状のものである。ピエゾ素子
（４０）の設置も空気ばねアクチュエータ（Ａ）と同様
であるが、前述のように非圧縮性のブロック状のもので
あるために垂直方向支持体（７）が不要となる。又、前
述のようなアンプの組み合わせはピエゾ素子（４０）の
特性のために空気ばね式のアクチュエータ（Ａ）と同等
の制御を行うためには積分機能を追加してやる必要があ
り、この場合でも垂直方向積分アンプが主となるもので
、その他の垂直方向比例アンプ、垂直方向２重積分アン
プが適宜組み合される。ピエゾ素子（４０）は試験機台
（２）の両側に対向するように配置して、それぞれに逆
方向の制御電圧を入力しても良いが、ピエゾ素子（４０
）そのものの剛性は非常に高いものであるから一方向に
１個だけ配置してもよい。

又、リニヤモータ（４１）もピエゾ素子（４０）と同様
のものであり、アンプ構成もピエゾ素子（４０）と同一
である。

尚、第８図（ｂ）のように、ピエゾ素子（４０）と線材
（８）（又は積層材）とを組み合わせ、試験機台（２）
を支持弾性体（４５）にて支持するようにしてもよく、
この場合は１つの試験機台（２）にて３軸６自由度の制
御が可能となる。

以上のように検出した加速度に試験振動を減算し、これ
をアンプ群で処理した後、前記試験振動を加算してやる
事により、外乱振動（Ｇ）等をほぼ相殺して外乱振動（
Ｇ）等の影響を出来るだけ軽減した状態でアクチュエー
タ（Ａ）の制御が可能となり、外乱（Ｇ）等のほとんど
ない状態で振動試験を３次元６自由度的に行う事が出来
るものである。

第１０図乃至第１１図は位相の平たんな領域を制振制御
領域とした場合の制御例を示す。

又、第１２図は、本発明方法をデジタル制御のみ（図中
実線部分）、乃至アナログ制御を併用（実線部分と破線
部分）して実施するためのブロック回路図である。

デジタル制御に付いて説明すれば、加速度センサ（１０
）（１１）から取り出したＸＹＺ３軸方向の振動加速度
をプリアンプにて増幅し、これをＡ／Ｄ変換器にてデジ
タル化してＣＰＵに入力し、内部で演算処理して制振波
形とし、これに外部装置から取り込んだ（又は、ＣＰＵ
内で演算処理した）デジタル試験波形を重ね合わせて出
力し、これをＤ／Ａ変換器にて変換してアクチュエータ
（Ａ）の駆動アンプに入力し、アクチュエータ（Ａ）を
制御するものである。

又、破線で示すように制振制御は、記述のアナログ回路
で行い、試験振動の入力だけをＣＰＵで行い、Ｄ／Ａ変
換された試験振動と加算してアクチュエータ駆動アンプ
に入力するようになつている。

尚、アナログ試験波形を入力する事も出来るものであり
、アナログ試験波形をアナログ制御アンプに入力する場
合は、既述のアナログ制御の場合が適用される。

又、アナログ試験波形をＡ／Ｄ変換器に入力してＣＰＵ
にて処理する事も出来る。

（効果） 本発明の微振動試験方法は、試験機台に入力した外乱振
動あるいは外乱源の作動信号を検出し、前記外乱振動ま
たは作動振動に基づく制御力を試験機台にフィードバッ
ク及び／又はフィードフォアードによって作用させ、前
記外乱振動をほぼ相殺すると共に試験振動を試験機台に
入力するので、外乱振動等の影響がほとんどなくなり、
試験振動によるほぼ純粋な振動試験が可能となり、試験
精度を著しく高める事ができる他、従来方法では不可能
であつた外乱と同レベル乃至外乱以下のレベルの微振動
試験も可能となる。

又、請求項（２）の微振動試験装置は、試験機台に接続
され、試験機台に入力した外乱振動をほぼ相殺すると共
に試験振動を加振するアクチュエータと、試験機台の外
乱源の作動信号あるいは試験機台に入力した外乱振動を
検出し、前記振動又は作動信号に基づく制御力を発生さ
せるための制御信号を前記アクチュエータにフィードバ
ック及び／又はフィードフォアードする制振用回路と、
アクチュエータに試験振動を入力する試験振動入力装置
とで構成されているので、前記微振動試験を原理的な１
次元的に行う事ができるものである。

更に、請求項（３）の微振動試験装置は、垂直方向に伸
縮して試験機台の垂直方向の外乱振動をほぼ相殺すると
共に垂直方向の試験振動を加振する垂直方向アクチュエ
ータと、試験機台に接続され、水平方向に伸縮して試験
機台の水平方向の外乱振動をほぼ相殺すると共に水平方
向の試験振動を加振する水平方向アクチュエータと、試
験機台の外乱源の作動信号あるいは試験機台に入力した
垂直方向の外乱振動を検出し、前記振動又は作動信号に
基づく制御力を発生させるための制御信号を前記垂直方
向アクチュエータにフィードバック及び／又はフィード
フォアードする垂直方向制振用回路と、試験機台の外乱
源の作動信号あるいは試験機台に入力した水平方向の外
乱振動を検出し、前記振動又は作動信号に基づく制御力
を発生させるための制御信号を前記水平方向アクチュエ
ータにフィードバック及び／又は水平方向制振用回路と
、垂直方向アクチュエータと水平方向アクチュエータそ
れぞれに試験振動を入力する試験振動入力装置とで構成
されているので、３次元的な微振動振動を実施する事が
出来たものである。（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図…本発明に係る微振動試験装置の配置図第２図…
本発明の平断面図 第３図…本発明の縦断面図 第４図（ａ）…本発明の第１実施例のブロック回路図 第４図（ｂ）…本発明の第１実施例の他のブロック回路
図 第５図…本発明の第２実施例のブロック回路図第６図…
本発明の第３実施例の断面図 第７図…本発明の第４実施例の断面図 第８図（ａ）…本発明のアクチュエータとしてピエゾ素
子を使用した場合の概略正面図 第８図（ａ）…本発明のアクチュエータとしてピエゾ素
子を使用した場合の他の概略正面 図 第９図…本発明のアクチュエータとしてリニヤモータを
使用した場合の正面図 第１０図…本発明の加振制御領域を示すグラフ第１１図
…本発明の加速度制御領域を示すグラフ第１２図…本発
明方法をデジタル制御又はアナログ制御と併用する場合
のブロック回路図 （Ａ）…アクチュエータ （Ａ１）…水平方向アクチュエータ （Ａ２）…垂直方向アクチュエータ （Ｂ）…制振用フィードバック回路 （Ｂ１）…水平方向フィードバック回路（Ｂ２）…垂直
方向フィードバック回路（Ｃ）…試験振動入力装置 （Ｇ）…外乱振動（Ｓ）…制振振動又は制御力（Ｔ）…
試験振動 （２）…試験機台 （３ａ）…水平方向の基準側空気ばね （３ｂ）…水平方向の制御側空気ばね （３ｃ）…垂直空気ばね （３）（３’）…一対の空気ばね（４）…エアタンク（
５）…ゴム製ばね部（７）…垂直方向支持体（８）…線
材又は積層材 （１０）…垂直方向加速度センサ （１１）…水平方向加速度センサ（１４）…制御弁（１
６）…空圧源（１７）…水平方向駆動回路（１８）…垂
直方向駆動回路（１９）…レギュレータ（２０ａ）…水
平方向振動積分アンプ （２１ａ）…水平方向振動微分アンプ （２２ａ）…水平方向振動比例アンプ （２０ｂ）…垂直方向積分アンプ （２１ｂ）…垂直方向微分アンプ （２２ｂ）…垂直方向比例アンプ （２４）…固定座（２５）…立設板 （２６）…仕切り板（２７）…円形座金（２８）…ベー
ス（２９）…アーム （３０）…ケーシング（３１）…ゴム板（３２）…金属
板（３３）…位相反転器（３４ａ）…水平方向減算器（
３４ｂ）…垂直方向減算器（３５ａ）…水平方向加算器
（３５ｂ）…垂直方向加算器（４０）…ピエゾ素子（４
１）…リニヤモータ（４５）…支持弾性体 出願人　藤田　隆史

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試験機台に入力した外乱振動あるいは外乱
   源 の作動信号を検出し、前記外乱振動または作動振動に基
   づく制御力を試験機台にフィードバック及び／又はフィ
   ードフォアードによって作用させ、前記外乱振動をほぼ
   相殺すると共に試験振動を試験機台に入力する事を特徴
   とする微振動試験方法。
2. 【請求項２】試験機台に接続され、試験機台に入力した
   外 乱振動をほぼ相殺すると共に試験振動を加振するアクチ
   ュエータと、試験機台の外乱源の作動信号あるいは試験
   機台に入力した外乱振動を検出し、前記振動又は作動信
   号に基づく制御力を発生させるための制御信号を前記ア
   クチュエータにフィードバック及び／又はフィードフォ
   アードする制振用回路と、アクチュエータに試験振動を
   入力する試験振動入力装置とで構成された事を特徴とす
   る微振動試験装置。
3. 【請求項３】垂直方向に伸縮して試験機台の垂直方向の
   外 乱振動をほぼ相殺すると共に垂直方向の試験振動を加振
   する垂直方向アクチュエータと、試験機台に接続され、
   水平方向に伸縮して試験機台の水平方向の外乱振動をほ
   ぼ相殺すると共に水平方向の試験振動を加振する水平方
   向アクチュエータと、試験機台の外乱源の作動信号ある
   いは試験機台に入力した垂直方向の外乱振動を検出し、
   前記振動又は作動信号に基づく制御力を発生させるため
   の制御信号を前記垂直方向アクチュエータにフィードバ
   ック及び／又はフィードフォアードする垂直方向制振用
   回路と、試験機台の外乱源の作動信号あるいは試験機台
   に入力した水平方向の外乱振動を検出し、前記振動又は
   作動信号に基づく制御力を発生させるための制御信号を
   前記水平方向アクチュエータにフィードバック及び／又
   は水平方向制振用回路と、垂直方向アクチュエータと水
   平方向アクチュエータそれぞれに試験振動を入力する試
   験振動入力装置とで構成された事を特徴とする微振動試
   験装置。