JPH05109B2

JPH05109B2 -

Info

Publication number: JPH05109B2
Application number: JP59012750A
Authority: JP
Inventors: Zenji Sakai
Original assignee: IMV KK
Current assignee: IMV KK
Priority date: 1984-01-26
Filing date: 1984-01-26
Publication date: 1993-01-05
Also published as: JPS60156584A

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
揺動させて、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に加振出来
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
の振動発生機のコイルは他方の振動機の加振によ
つて、磁極面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、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳
説する。

第１図乃至第６図に於て、１は方形盤状の振動
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，
２は平板状第１駆動コイルであり、振動台１と直
交する同一平面上において該振動台１の下面から
突設される。３，３は平板状第２駆動コイルであ
り、上記第１駆動コイル２，２と同一平面上でか
つ該第１駆動コイル２，２の両側に位置して振動
台１の下面両端部から突設される。即ち第１・第
２駆動コイル２，２，３，３は振動台１の下面中
央に直列状に配置される。該第１・第２駆動コイ
ル２，３は具体的には第３図と第４図のように、
平板状にかつリング状に巻回されている。

４は第１励磁用磁石であり、電磁石又は永久磁
石とし、１個の第１駆動コイル２に対し左右から
第２図の如くＮ極とＳ極の位置関係が縦方向とな
るように２個配設し、第３図に示す如く、第１駆
動コイル２内を横方向に流れる電流I₁に斜線で示
す範囲で直交する磁束Ａを生じさせる。なお第１
励磁用磁石４の磁極部には、アルミニウム又は銅
からなる誘導板５が夫々固着され、該誘導板５に
より第１駆動コイル２のインダクタンスを減少さ
せている。そして夫々の誘導板５…と第１駆動コ
イル２の間には第２図に示す如く所定間隙６が設
けられている。

７は同じく電磁石又は永久磁石からなる第２励
磁用磁石であり、１個の第２駆動コイル３に対し
左右から第２図の如くＮ極からＳ極の位置関係が
横方向となるように２個配設し、第４図に示す如
く、第２駆動コイル３内を縦方向に流れる電流I₂
に斜線で示す範囲で直交する磁束Ｂを生じさせ
る。なお第２励磁用磁石７の磁極部にも、第１励
磁用磁石４同様、第２駆動コイル３のインダクタ
ンスを減少させるべく誘導板５が固着され、該誘
導板５…と第２駆動コイル３の間には所定間隙６
が設けられている。

ここで、上記横方向を振動台１に対して平行方
向と定義すると共に、上記縦方向を振動台１に対
して直角方向と定義する。

しかして、第３図の如く、第１駆動コイル２に
電流I₁が流れることにより、矢印Ｚ方向の力を発
生し、他方、第４図に示す如く、第２駆動コイル
３に電流I₂が流れることにより、矢印Ｘ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
が第１・第２駆動コイル２，３に送られ、所定間
隙６…が形成されているため、該第１・第２駆動
コイル２，３と平行な２加振軸Ｘ、Ｚ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図に示すように、一加振軸
Ｚ方向に２個の第１駆動コイル２，２を付設する
と共に、他の一加軸Ｘ方向にも２個の第２駆動コ
イル３，３を付設し、かつ、振動台１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Ｚ方向につき、１台の増幅器
８を対応させて第１駆動コイル２，２を並列に接
続する。またＸ方向については別の１台の増幅器
と第２駆動コイル３，３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１の中央Ｐから
ずれた場合に第１駆動コイル２と２のＺ方向の速
度に差が生じて重心Ｇ廻りに回転モーメントＭが
発生しても、速度の大なる（図の左側の）第１駆
動コイル２には、速度の小なる（図の右側の）第
１駆動コイル２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）両第１駆動コイル２，
２の速度がほぼ相等しく保持される。このように
して振動台１のＹ軸（第１図参照）廻りの回転が
制御される。さらに上記とは別の制御方法とし
て、図示省略したが各駆動コイル２，２，３，３
に対応した加速度検出器を駆動コイル２，２，
３，３自体に、又は振動台１の適宜位置に設け
て、該コイル２と２、又は３と３の加速度差を検
出し、それに応じて各コイル２，２，３，３に流
れる電流I₁、I₂を制御することにより、回転モー
メントＭを打ち消すことができる。

また、他の及びＺ軸廻りの回転は、第７図に示
す如く振動台１のＸ方向の両端部と固定部９，９
との間にＵ字形の板バネ１０，１０を介装するこ
とにより、あるいは、第８図の如く振動台１を支
持する静圧軸受１１等により防止される。

第９図に示す実施例は、第１図の如く一列に配
設の第１及び第２駆動コイル２，２，３，３を平
行に２列に配設したものである。このようにする
と、Ｙ軸廻りの回転を第１駆動コイル２ａと２ｂ
及び２ｃと２ｄの夫々の組合わせで、また、Ｘ軸
廻りの回転を第１駆動コイル２ａと２ｃ及び２ｂ
と２ｄの夫々の組合わせで、さらにＺ軸廻りの回
転を第２駆動コイル３ａと３ｃ及び３ｂと３ｄの
夫々の組合わせで制御して、各軸廻りに発生する
回転モーメントＭを打ち消すことができる。その
制御は前実施例の第６図と同様に第１及び第２駆
動コイル２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄを上記の組合わ
せでパラレル（並列）に接続することにより、あ
るいは夫々の駆動コイル２ａ〜２ｄ，３ａ〜３ｄ
に対応した加速度検出器（図示省略）を適宜位置
に設けて夫々の上記組合わせにおける加速度差を
検出し、それに応じて各コイル２ａ〜２ｄ、３ａ
〜３ｄに流れる電流I₁，I₂を制御することにより
可能である。また、本実施例の場合でも、Ｘ及び
Ｚ軸廻りの回転防止に第７図の如くＵ字形の板バ
ネ１０や、あるいは第８図の如く静圧軸受１１を
併用してもよいことは勿論である。なお、第１０
図に示す如く第２駆動コイル３ａ〜３ｄを振動台
１に対して側方に上方突出状に配設しれば、供試
体を含む振動台１の重心に近い高さに力を作用さ
せることができ、第５図の場合に比して回転モー
メントＭを減少できて有利である。図中１２は振
動台１から下方へ突設された静圧軸受の可動部で
ある。

次に、第１１図乃至第１４図に於て、１は上述
の実施例と同様の振動台、１３は平板状第１誘導
板部であり、（第１図の第１駆動コイル２，２と
同様に）振動台１と直交する同一平面上において
該振動台１の下面から突設された角形平板状の誘
導板１４にて形成される。また１５は平板状第２
誘導板部であり、（第１図の第２駆動コイル３，
３と同様に）上記誘導板１４，１４の両側に位置
して振動台１の下面両端部から突設された角形平
板状の誘導板１６にて形成される。

１７，１７は、第１誘導板部１３を間に所定間
隙１８，１８をもつて平行に配設される平板状か
つリング状の第１駆動コイルであり、矢印のよう
に該第１駆動コイル１７，１７に電流I₁を流す。
即ち、図の左右一対のリング状第１駆動コイル１
７，１７には第１誘導板部１３と平行に回転する
電流I₁を流して、該電流I₁によつて第１誘導板１
３に誘導電流i₁を（第１２図のように）発生さ
せる。

そして、１９は電磁石又は永久磁石からなる第
１励磁用磁石であり、第１誘導板部１３を横方向
に流れる誘導電流i₁に直交する磁束Ａを生じ、第
１誘導板部１３即ち振動台１は上記誘導電流i₁と
この磁束Ａにより、第１２図Ｉ・第１４図では矢
印Ｚ方向の力を受ける。

２０，２０は、第１誘導板部１３と同様に第２
誘導板部１５を間にして配設される第２駆動コイ
ルであり、該第２駆動コイル２０，２０には矢印
のように第２誘導板部１５と平行に回転する電流
I₂を流して、該電流I₂によつて第２誘導板部１５
に誘導電流i₂を（第１２図のように）発生させ
る。

２１は第２励磁用磁石であり、第２誘導板部１
５を縦方向に流れる誘導電流i₂に直交する磁束Ｂ
を生じ、第２誘導板部１５即ち振動台１は上記誘
導電流i₂とこの磁束Ｂにより、第１２図では矢
印Ｘ方向の力を受ける。

なお、本実施例においても前実施例同様、上記
誘導電流i₁、i₂の流れる方向において横方向を振
動台１と平行方向と定義すると共に、縦方向を振
動台１と直角方向と定義する。

このようにして、直交するＺ、Ｘ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
中央Ｐに対して対称位置に、複数の第１・第２誘
導板部１３…１５…を設け、さらには第９図の如
く２列に配設し、かつ、第６図と同様に対応する
第１・第２駆動コイル１７，１７…、２０，２０
…をパラレル（並列）に接続することにより、あ
るいは上述した加速度検出器を設けることによ
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。なお、上
記誘導板１４，１６は第１３図に示す如く一体状
とした連続形状とするも、あるいは適当な分割形
状とするも自由である。

次に、第１６図と第１７図に於て、振動台１か
ら下方及び側方突出状に角筒状駆動コイル２２，
２２，２３，２３を突設する。２４は励磁コイル
であつてＥ型鉄心２５に巻回され、該鉄心２５の
中央突部２６が角筒状駆動コイル２２又は２３内
に突入し、かつ図の左右の突部２７，２８は、該
コイル２２又は２３の左右側面２９，３０に夫々
近接状に対応し、磁束Ｆはコイル２２，２３の対
向する２面２９，３０を、直交方向に通過して、
Ｚ、Ｘ方向の力を発生させる。このように励磁用
磁石３１は、コイル２４と鉄心２５等からなつて
いる。なお、該励磁用磁石３１としては、図示省
略したが永久磁石と鉄心をもつて構成するも好ま
しい。

しかして、第１７図に示す如く、Ｘ方向の力を
発生する駆動コイル２３に於て、角筒状の該コイ
ル２３の上下面３２，３３内面と、中央突部２６
上下面との間隔Ｈを十分に大きくとつて、Ｚ方向
の振動変位よりも大に設定して、干渉を避ける。
また、Ｚ方向の力を発生する駆動コイル２２に於
ても、図示省略したが上述と同様にして干渉を避
ける。

さらに、第１６図のように同一加振軸方向に２
個以上の駆動コイル２２，２２又は２３，２３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、回転運動を抑制可能である。なお、駆動
コイル２２，２３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を水平に対して任意の傾斜
状とするも自由である。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
ることは勿論である。また第１・第２駆動コイル
２，３、第１・第２誘導板部１３，１５、駆動コ
イル２２，２３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
加振軸方向に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、供試体からなる供振用波数が、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
に対応する平板状第１駆動コイル２，２若しくは
第２駆動コイル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
板状第１誘導板部１３，１３若しくは第２誘導板
部１５，１５を複数とし、かつ第１・第２駆動コ
イル１７，１７…、２０，２０…をパラレル（並
列）に結線し、又は、一加振軸に対応する駆動コ
イル２２，２２若しくはコイル２３，２３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が自動的に打ち消されて、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、振動台１と直交す
る平面上において平板状第１駆動コイル２と平板
状第２駆動コイル３を該振動台１に設け、かつ、
該第１駆動コイル２内を横方向に流れる電流I₂に
直交する磁束Ａを生ずる第１励磁用磁石４、及び
第２駆動コイル３内を縦方向に流れる電流I₂に直
交する磁束Ｂを生ずる第２励磁用磁石７を配設し
たから、１軸Ｘ又はＺ方向の加振、及び２軸Ｘ、
Ｚ同時加振が可能であり、平板状第１、第２駆動
コイル２，３が第１・第２励磁用磁石４，７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、振動台１と直交する平面
上において平板状第１誘導板部１３と平板状第２
誘導板部１５を該振動台１に設け、かつ、該第
１・第２誘導板部１３，１５を間に所定間隙１
８，１８をもつて平行に配設されて該第１・第２
誘導板部１３，１５と平行に回転する電流I₁、I₂
を流す第１及び第２駆動コイル１７，２０を備
え、該電流I₁、I₂によつて上記第１・第２誘導板
部１３，１５に誘導電流i₁、i₂を発生させると共
に、該第１誘導板部１３を横方向に流れる該誘導
電流i₁に直交する磁束Ａを生ずる第１励磁用磁石
１９、及び、第２誘導板部１５を縦方向に流れる
誘電電流i₂に直交する磁束Ｂを生ずる第２励磁用
磁石２１を配設して構成したから、１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、平板状第１・第２誘導板部１３，１５が第
１・第２駆動コイル１７，２０と所定間隙１８，
１８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、平板状第１・第２
誘電板部１３，１５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、強度と耐久性の軽量
化の点で優れているといえる。また第２図と第１
５図のように振動台１にリング状駆動コイル２，
３を巻回して突設したものでは、コイル２，３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
状第１・第２誘導板部１３，１５ならばそのよう
な欠点が見事に解消されて効率が良い。

【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
図は第１図におけるＲ部の拡大詳細斜視図、第３
図と第４図は作用説明のための要部簡略斜視図、
第５図は同正面図、第６図は回路図、第７図は第
８図は回転防止機構の一例を示す斜視図と正面
図、第９図は駆動コイルの他の配置例を示す斜視
図、第１０図は同今一つの配置例を示す斜視図、
第１１図は他の実施例を示す要部斜視図、第１２
図は同簡略構成図、第１３図は誘導板の他の形状
を例示した斜視図、第１４図は第１２図の簡略正
面図、第１５図は第２図の要部正面図、第１６図
は別の実施例を示す斜視図、第１７図は同拡大断
面正面図である。１……振動台、２……第１駆動コイル、３……
第２駆動コイル、４……第１励磁用磁石、７……
第２励磁用磁石、１３……第１誘導板部、１５…
…第２誘導板部、１７……第１駆動コイル、１８
……間隙、１９……第１励磁用磁石、２０……第
２駆動コイル、２１……第２励磁用磁石、I₁，I₂
……電流、Ａ，Ｂ……磁束、i₁，i₂……誘導電流。

Claims

【特許請求の範囲】１振動台１と直交する平面上において平板状第
１駆動コイル２と平板状第２駆動コイル３を該振
動台１に設け、かつ、該第１駆動コイル２内を横
方向に流れる電流I₁に直交する磁束Ａを生ずる第
１励磁用磁石４、及び、第２駆動コイル３内を縦
方向に流れる電流I₂に直交する磁束Ｂを生ずる第
２励磁用磁石７を配設したことを特徴とする２軸
振動発生機。２振動台１と直交する平面上において平板状第
１誘導板部１３と平板状第２誘導板部１５を該振
動台１に設け、かつ、該第１・第２誘導板部１
３，１５を間に所定間隙１８，１８をもつて平行
に配設されて該第１・第２誘導板部１３，１５と
平行に回転する電流I₁、I₂を流す第１及び第２駆
動コイル１７，２０を備え、該電流I₁，I₂によつ
て上記第１・第２誘導板部１３，１５に誘導電流
i₁、i₂を発生させると共に、該第１誘導板部１３
を横方向に流れる該誘導電流i₁に直交する磁束Ａ
を生ずる第１励磁用磁石１９、及び第２誘導板部
１５を縦方向に流れる誘導電流i₂に直交する磁束
Ｂを生ずる第２励磁用磁石２１を配設して構成し
たことを特徴とする２軸振動発生機。