JPH05108B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２軸方向に同時に振動台を加振可能と
した振動発生機に関する。

一般に、輸送中及び使用状態で強い振動を受け
る物品、構造物、部品等は、垂直と水平等の２軸
方向の振動環境における耐久性、機能変化等を試
験する必要がある。

従来、例えば実公昭52−41186号公報に記載の
動電型加振機のように、励磁コイルを支軸廻りに
振動させて、２軸方向への切換えを可能としたも
のは公知である。しかし、このようなものでは択
一的にいずれかの一加振軸方向にのみ加振出来る
にすぎず、同時に２加振軸方向に加振させること
が不可能である。

また、従来の振動発生機では、円筒状コイルを
用いてその軸心方向に振動体を加振させていた。
従つて振動台に異なる方向から２台の振動発生機
を連結して２加振軸方向に振動させる場合、一方
の振動発生機の振動体は他方の振動機の加振によ
つて、コイルに衝突するという問題がある。その
対策として、振動体と振動台との間を特殊なカツ
プリングで接続する必要があつた。このようにカ
ツプリングを介して振動発生機と振動台とを連結
するため、高い振動数での加振は不可能であつ
た。

本発明は従来のこのような問題を解決し、一軸
方向加振でも２軸方向同時加振でも容易迅速に切
換えて振動させ得ると共に、極めて高い振動数で
の２軸同時加振も実現出来、かつ耐久性に優れた
構造も簡易な２軸振動発生機の提供を目的とす
る。

以下、図示の実施例に基き本発明を詳説する。

第１乃至第６図に於て、１は方形盤型の振動台
であつて、供試体が図示省略の取付具にて固着さ
れて振動耐久試験等の振動試験を行なう。２，３
は平板状駆動コイルであり、振動台１の隣り合う
２辺端面から、夫々２個ずつ突設され、しかも、
振動台１の上面１ａと平行な同一平面上に４個の
該平板状駆動コイル２，２，３，３が配置され、
駆動コイル２と駆動コイル３とは直交方向に配置
される。

具体的には第３図と第４図のように、平板状に
かつリング状に両コイル２，３は巻回されてい
る。

４は励磁用磁石であり、永久磁石又は電磁石と
し、一個の駆動コイル２に対し上下から所定間隙
５，５をもつて（第２図のように）２個配設し、
第３図に示す如く、駆動コイル２を直交方向に通
過する磁束Ａを生じさせる。

６は同様に永久磁石又は電磁石からなる励磁用
磁石で、一個の駆動コイル３に対し（第２図のよ
うに）上下から所定間隙５，５をもつて２個配設
し、第４図に示す如く、駆動コイル３を直交方向
に通過する磁束Ｂを生じさせる。

しかして、第３図の如く、駆動コイル２に電流
I₁が流れることにより、矢印Ｘ方向の力を発生
し、他方、第４図に示す如く、駆動コイル３に電
流I₂が流れることにより、矢印Ｙ方向の力を発生
する。

ところで、従来公知の自動振動制御器から電力
増幅器を経て所定周波数・波形の信号電流I₁，I₂
が駆動コイル２，３に送られ、所定間隙５……が
形成されているため、両平板状駆動コイル２，３
と平行な２加振軸Ｘ，Ｙ方向に、振動台１が同時
加振されるようになつている。

また、第１図と第５図のように、一加振軸Ｘ方
向に２個の平板状駆動コイル２，２を付設し、他
の一加振軸Ｙ方向にも２個の駆動コイル３，３を
付設し、かつ、振動台１の取付辺の中央Ｐに対し
て対称位置に突設する。そして第６図のように一
加振軸、例えばＹ方向につき、１台の増幅器７を
対応させて駆動コイル３，３を並列に接続する。
Ｘ方向については別の１台の増幅器と駆動コイル
２，２とを並列に接続する。

このようにすれば第５図に示す如く、供試体を
含む振動台１の重心Ｇが、振動台の中心点Ｃから
ずれていた場合、重心Ｇ廻りに回転モーメントＭ
が発生することとなり、駆動コイル３と３のＹ方
向の速度に差が生じ、速度の大なる（図の左側
の）駆動コイル３には、速度の小なる（図の右側
の）駆動コイル３よりも大きい逆起電力が発生
し、速度の大なる前者のインピーダンスが増大し
電流が減少して、（図の左右の）両駆動コイル３，
３の速度がほぼ相等しく保持される。（なお、他
方のコイル２，２についても同様である。）勿論、
コイル２……、コイル３……を夫々３枚以上とし
て夫々を並列に電気接続すれば、Ｘ，Ｙ方向に平
行に振動するように、各コイルのインピーダンス
が増減してモーメントＭが打ち消される。また、
第５図において左右両辺にコイル２……を突設
し、上下両辺にコイル３……を突設するも自由で
ある。

次に、第７図と第８図と第９図に於て、１は上
述の実施例と同様の振動台、８は平板状誘導板で
あり、（第１図のコイル２，３……と同様に）同
一平面上にあつて相互に直交方向に、振動台１の
隣り合う２辺から突設される。

９，９は、平板状誘導板８を間に所定間隙５，
５をもつて平行に配設される平板状かつリング状
の駆動コイルであり、矢印Ｉのように該駆動コイ
ル９，９に電流を流す。即ち、図の上下一対のリ
ング状駆動コイル９，９には平行状誘導板８と平
行に回転する電流Ｉを流して、該電流Ｉによつて
平板状誘導板８に誘導電流ｉを（第８図のよう
に）発生させる。

そして、２２は励磁用の永久磁石又は電磁石か
らなる磁石であり、磁束Ａを生じ、平板状誘導板
８を直交方向に通過し、上記誘導電流ｉとこの磁
束Ａにより、第８図・第９図では矢印Ｘ方向の力
を受ける。

また、（図示省略したが）隣り合う辺から突設
された平板状誘導板８も同様にして、駆動コイル
９，９による（第４図のような）磁束Ｂと、誘導
電流ｉによつて、Ｙ方向の力を受ける。

このようにして、直交するＸ，Ｙの２軸方向に
加振可能である。そして、本実施例の場合にあつ
ても、第５図に示した前実施例同様、振動台１の
各辺中央部Ｐに対して対称位置に、複数枚の平板
状誘導板８……を設け、かつ、第６図と同様に各
辺の駆動コイル９，９……をパラレル（並列）に
接続することにより、重心Ｇ廻りの回転モーメン
トＭを打ち消して、振動台１の回転運動を抑制で
きる。

次に、第１１図と第１２図と第１３図に於て、
振動台１から相互に第１・第２軸心ｌ，ｍが直交
する方向に突出状として、第１・第２角筒状駆動
コイル１０，１１を突設し、該第１・第２角筒状
駆動コイル１０，１１の夫々における対向する２
面１７，１８を、上記第１・第２軸心ｌ，ｍの何
れにも平行な一平面と平行状に配置すると共に、
該第１・第２角筒状駆動コイル１０，１１の夫々
における対向する左右側面１９，２０を該一平面
と直交状に配置する。１２は励磁コイルであつて
Ｅ型鉄心１３に巻回され、該鉄心１３の中央突部
１４が第１・第２角筒状駆動コイル１０，１１内
に突入し、かつ、図の上下の突部１５，１６は、
該第１・第２角筒状駆動コイル１０，１１の上面
１７・下面１８に夫々近接状に対応し、磁束Ｆは
第１・第２角筒状駆動コイル１０，１１の夫々に
おける対向する２面１７，１８を直交方向に通過
してＸ，Ｙ方向の力を発生させる。このように励
磁用磁石２１はコイル１２と鉄心１３等からなつ
ている。

しかして、第１３図に於て、Ｘ方向の力を発生
する第１角筒状駆動コイル１０の横断面を例示す
るが、同図で明らかなように、第１角筒状駆動コ
イル１０の左右側面１９，２０と平行な中央突部
１４側面と、該左右側面１９，２０内面との間隔
Ｈを、振動台１のＹ方向つまり第２軸心ｍ方向の
最大振動変位の半分よりも大に設定して、干渉を
避ける。同様に、（図示省略するが）第２角筒状
駆動コイル１１の左右側面内面と、中央突部１４
側面との間隔Ｈは、振動台１のＸ方向つまり第１
軸心ｌ方向の最大振動変位の半分よりも大に設定
して、干渉を避ける。

なお、励磁用磁石２１としては、永久磁石と鉄
心をもつて構成するも好ましい（図示省略）。

さらに、第１１図のように同一加振軸方向に２
個以上の第１・第２角筒状駆動コイル１０，１
０，１１，１１を設けることにより、第５図と第
６図にて既に説明した、振動台１の回転モーメン
トＭを減少乃至解消して、回転運転を制御可能で
ある。なお、第１・第２角筒状駆動コイル１０，
１１の夫々に、従来公知の自動振動制御器から電
力増幅器を経て所定の周波数・波形の信号電流が
送られる。

本発明は図示の実施例以外に、設計変更自由で
あり、例えば、振動台１に鉛直状に立て、鉛直方
向と水平方向の２軸方向に同時加振することも可
能であり、また、振動台１を水平に対して任意の
傾斜状とすることも自由である。なお振動台１は
従来公知の２軸方向移動可能な軸受装置にて保持
されているのは勿論である。また、コイル２，
３、誘導板８、第１・第２角筒状駆動コイル１
０，１１を一加振軸について各１個とするも自由
である。

従来、振動台に特殊カツプリングを介して、一
加振方向に２台以上の振動発生機を連結すると共
に、１台の振動発生機毎に１個の増幅器を対応さ
せ、各振動発生機のコイルの変位を検出し、サー
ボフイードバツクによつて、振動台の平行運動を
達成していたが、しかし、この方式ではコイル、
振動台、供試体からなる共振用波数が、供試体の
種類によつて変化するため、適正なフイードバツ
クをかけることが困難であり、かつ装置の構造も
複雑であつた。

これに対し、上述の実施例のように、一加振軸
に対応する平板状駆動コイル２，２若しくはコイ
ル３，３を複数とし、かつパラレル（並列）に結
線し、又は、一加振軸に対応する平板状誘導板
８，８を複数とし、かつ駆動コイル９，９……を
パラレル（並列）に結線し、又は、一加振軸に対
応する第１・第２角筒状駆動コイル１０，１０，
１１，１１を複数とし、かつパラレル（並列）に
結線して構成すれば、第５図に於て既に説明した
ように、回転モーメントＭが自動的に打消され
て、簡単に振動台１の回転運動が抑制可能とな
る。

本発明は以上詳述した構成にて所期目的を有効
達成した。

特に、第１の発明によれば、同一平面上にあつ
て相互に直交方向に、平板状駆動コイル２，３を
振動台１から突設すると共に、該平板状駆動コイ
ル２，３を夫々直交方向に通過する磁束Ａ，Ｂを
生ずる励磁用磁石４，６を配設したから、一軸Ｘ
又はＹ方向の加振、及び２軸Ｘ，Ｙ同時加振が可
能であり、平板状駆動コイル２，３が励磁用磁石
４，６に干渉（当ること）せず、従来の複雑なカ
ツプリングを介さずして精度の高い波形で供試体
を加振出来、高周波域の加振も円滑にかつ高精度
で実現される。

第２の発明によれば、同一平面上にあつて相互
に直交方向に、平板状誘導板８，８を振動台１か
ら突設すると共に、該平板状誘導板８を間に所定
間隙５，５をもつて平行に配設されて該平板状誘
導板８と平行に回転する電流Ｉを流す駆動コイル
９，９を備え、該電流Ｉによつて上記平板状誘導
板８に誘導電流ｉを発生させると共に、該誘導電
流ｉを直交方向から通過する磁束Ａ，Ｂを生ずる
励磁用の磁石２２，２２を配設して構成したか
ら、一軸の加振、２軸同時加振が可能であり、い
ずれの加振時でも、平板状誘導板８が駆動コイル
９，９と所定間隙５，５を保つて、干渉（当るこ
と）することが全くない。そして従来の複雑なカ
ツプリングを介さずに直接に駆動されるため、精
度の高い波形に供試体を加振出来、特に高周波域
の加振も円滑にかつ高精度に実現される。さら
に、平板状誘導板８はアルミニウム等で一体加工
出来るため、従来の駆動コイル及びそのリード線
を振動させる方式に比べて、強度と耐久性と軽量
化の点で優れているといえる。また第２図と第１
０図のように振動台１にリング状駆動コイル２を
巻回して突設したものでは、コイル２が中立点よ
り変位した場合、磁極から外れた部位Ｋにも（コ
イルを巻いて）電流を流さねばならず、又は、こ
の部位Ｋにコイル線が無くて効率が悪くなるとい
う欠点があるが、第２の発明のように平板状誘導
板８ならばそのような欠点が見事に解消されて効
率が良い。

さらに、第３の発明によれば、振動台１から相
互に第１・第２軸心ｌ，ｍが直交する方向に突出
状として、第１・第２角筒状駆動コイル１０，１
１を突設し、該第１・第２角筒状駆動コイル１
０，１１の夫々における対向する２面１７，１８
を、上記第１・第２軸心ｌ，ｍの何れにも平行な
一平面と平行状に配置すると共に、該第１・第２
角筒状駆動コイル１０，１１の夫々における対向
する左右側面１９，２０を該一平面と直交状に配
置し、上記２面１７，１８を直交方向に通過する
磁束Ｆを生ずる励磁用磁石２１を配設すると共
に、該励磁用磁石２１の中央突部１４を上記第
１・第２角筒状駆動コイル１０，１１内に突入さ
せ、上記左右側面１９，２０と平行な該中央突部
１４側面と、該左右側面１９，２０内面との間隔
Ｈを、上記第１角筒状駆動コイル１０では、第２
軸心ｍ方向の最大振動変位の半分よりも大に設定
し、かつ、上記第２角筒状駆動コイル１１では、
第１軸心ｌ方向の最大振動変位の半分よりも大に
設定した構成であるから、一軸加振、及び２軸同
時加振が可能であり、いずれの加振時でも、第
１・第２角筒状駆動コイル１０，１１が励磁用磁
石２１に干渉（当たること）することがない。そ
して、従来の複雑なカツプリング等を使用せずに
直接に駆動されるため、精度の高い波形に供試体
を加振制御できる。特に高周波域の加振も円滑に
かつ高精度に現実できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２
図は要部拡大斜視図、第３図と第４図は作用説明
のための要部斜視図、第５図は同平面図、第６図
は回路図、第７図は他の実施例を示す要部斜視
図、第８図は同簡略構成図、第９図は同正面図、
第１０図は第２図の要部正面図、第１１図は別の
実施例を示す斜視図、第１２図は同拡大断面正面
図、第１３図は第１２図の（Ｌ−Ｌ）断面図であ
る。 １……振動台、２，３……駆動コイル、４，６
……励磁用磁石、５……間隙、８……誘導板、
９，１０，１１……駆動コイル、１７，１８……
上下面、２１，２２……磁石、Ａ……磁束、Ｂ…
…磁束、Ｉ……電流、ｉ……誘導電流、Ｆ……磁
束、ｌ……軸心、ｍ……軸心。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一平面上にあつて相互に直交方向に、平板
   状駆動コイル２，３を振動台１から突設すると共
   に、該平板状駆動コイル２，３を夫々直交方向に
   通過する磁束Ａ，Ｂを生ずる励磁用磁石４，６を
   配設したことを特徴とする２軸振動発生機。 ２ 同一平面上にあつて相互に直交方向に、平板
   状誘導板８，８を振動台１から突設すると共に、
   該平板状誘導体８を間に所定間〓５，５をもつて
   平行に配設されて該平板状誘導板８と平行に回転
   する電流Ｉを流す駆動コイル９，９を備え、該電
   流Ｉによつて上記平板状誘導板８に誘導電流ｉを
   発生させると共に、該誘導電流ｉを直交方向から
   通過する磁束Ａ，Ｂを生ずる励磁用の磁石２２，
   ２２を配設して構成したことを特徴とする２軸振
   動発生機。 ３ 振動台１から相互に第１・第２軸心ｌ，ｍが
   直交する方向に突出状として、第１・第２角筒状
   駆動コイル１０，１１を突設し、該第１・第２角
   筒状駆動コイル１０，１１の夫々における対向す
   る２面１７，１８を、上記第１・第２軸心ｌ，ｍ
   の何れにも平行な一平面と平行状に配置すると共
   に、該第１・第２角筒状駆動コイル１０，１１の
   夫々における対向する左右側面１９，２０を該一
   平面と直交状に配置し、上記２面１７，１８を直
   交方向に通過する磁束Ｆを生ずる励磁用磁石２１
   を配設すると共に、該励磁用磁石２１の中央突部
   １４を上記第１・第２角筒状駆動コイル１０，１
   １内に突入させ、上記左右側面１９，２０と平行
   な該中央突部１４側面と、該左右側面１９，２０
   内面との間隔Ｈを、上記第１角筒状駆動コイル１
   ０では、第２軸心ｍ方向の最大振動変位の半分よ
   りも大に設定し、かつ、上記第２角筒状駆動コイ
   ル１１では、第１軸心ｌ方向の最大振動変位の半
   分よりも大に設定したことを特徴とする２軸振動
   発生機。