JPH10137684A

JPH10137684A - 振動発生機構

Info

Publication number: JPH10137684A
Application number: JP8294921A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Fujita; 悦則藤田; Hiroki Yoda; 浩樹誉田
Original assignee: Delta Kogyo Co Ltd; Delta Tooling Co Ltd
Current assignee: Delta Kogyo Co Ltd; Delta Tooling Co Ltd
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1998-05-26
Anticipated expiration: 2016-11-07
Also published as: JP3696703B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の永久磁石を組み込むことにより、コン
パクトで騒音の少ない安価な加振機が実現可能な振動発
生機構を提供すること。【解決手段】反発磁極が対向する少なくとも二つの永
久磁石１２，１４，４６，４８を互いに離間して配置す
るとともに、永久磁石のいずれか一方１２，４６にリン
ク機構１６，５０を連結した。また、駆動源１８，５２
の駆動力をリンク機構１６，５０を介して一方の永久磁
石１２，４６に加えるようにしたので、一方の永久磁石
１２，４６を他方の永久磁石１４，４８に対し周期的に
往復移動させることができ、この往復運動により永久磁
石１２，１４，４６，４８の対向面積を変化させて上記
他方の永久磁石１４，４８を振動させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水平方向あるいは
垂直方向の振動発生機構に関し、更に詳しくは、複数の
永久磁石の反発力を利用して水平方向あるいは垂直方向
のいずれか一方向に振動エネルギを発生させる振動発生
機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ある構造体の振動特性を調べるた
めに、人為的に振動を発生させる加振機が使用されてい
る。また、加振機としては、動電型のものと不釣り合い
質量やカム式のものとが一般に知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クラン
ク等のリンク機構を使用した加振機では、駆動モータに
直接負荷が加わることから比較的大きな駆動モータが必
要となり、動電型の場合、低周波の対応ができないとい
う問題があった。また、装置自体が大規模なため、設置
場所の確保及び工事が必要となるばかりか、発熱量が大
きいことから強制空冷が必要となり、ファン等の排気音
により異音評価ができないという問題があった。さら
に、上記加振機はいずれも構成が複雑で、重たく、か
つ、高価であることから、軽量で安価なものが望まれて
いた。

【０００４】本発明は、従来技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、複数の永久磁石を組
み込むことにより、コンパクトで騒音の少ない安価な加
振機が実現可能な振動発生機構を提供することを目的と
している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、互いに離
間し反発磁極が対向する少なくとも二つの永久磁石と、
該永久磁石のいずれか一方に連結されたリンク機構と、
該リンク機構を介して上記一方の永久磁石を駆動する駆
動源とを備え、該駆動源により上記一方の永久磁石を他
方の永久磁石に対し周期的に往復移動させて上記永久磁
石の対向面積を変化させることにより上記他方の永久磁
石を振動させるようにしたことを特徴とする振動発生機
構である。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、上記少な
くとも二つの永久磁石を垂直方向に離間せしめる一方、
該永久磁石の両側の各々に一対の永久磁石を反発磁極が
対向した状態で垂直方向に離間せしめ、該一対の永久磁
石の反発力を利用して垂直方向に加わる負荷を支持する
ようにしたことを特徴とする。

【０００７】さらに、請求項３に記載の発明は、請求項
２に記載の発明において、上記リンク機構の一部に負荷
調整手段を取り付け、該負荷調整手段により上記一方の
永久磁石に加わる水平方向の荷重をキャンセルするよう
にしたことを特徴とする。

【０００８】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、上記少なくとも二つの永久磁石
を第１水平方向に離間せしめる一方、該永久磁石の片側
に一対の永久磁石を上記第１水平方向に反発磁極が対向
した状態で離間せしめ、上記少なくとも二つの永久磁石
の一方と上記一対の永久磁石の一方をそれぞれ対応する
他方の永久磁石に対し上記第１水平方向に振動させるよ
うにしたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の発明において、もう一対の永久磁石を上記第１
水平方向に垂直な第２水平方向に反発磁極を対向した状
態で離間せしめるとともに、上記もう一対の永久磁石の
いずれか一方を上記リンク機構に連結することにより互
いに対向する永久磁石間の上記第２水平方向の反発力を
バランスさせるようにしたことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。互いに離間し同磁極
を対向させた少なくとも二つの永久磁石を有する磁性バ
ネ構造体の場合、離間した永久磁石同士は非接触のた
め、構造体自体の摩擦損失等を無視すると、その静特性
は入力時（行き）と同一ライン上を非線形で出力され
（帰り）、さらに、非接触対偶特有の自由度、浮上制御
系の不安定度を利用することにより、小さな入力で静磁
界（磁石の配置）を変化させることで負の減衰を生じや
すい。

【００１１】本発明はこの事実に着目してなされたもの
であり、二つの永久磁石間の幾何学的寸法を運動行程内
機構あるいは外力により入力側（行き）と出力側（帰
り）で変化させ、その運動系内で反発力に変換させるこ
とにより、二つの永久磁石の平衡位置からの入力側の反
発力より出力側の反発力を大きくしている。

【００１２】以下、その基本原理について説明する。図
１は、入力側と出力側における二つの永久磁石２，４の
平衡位置を示した模式図で、図２は、いずれか一方の永
久磁石に加えられた荷重と、二つの永久磁石の平衡位置
からの変位量との関係を示した磁性バネ構造体の基本特
性を示している。

【００１３】図１に示されるように、永久磁石２に対す
る永久磁石４の入力側の平衡位置とバネ定数をそれぞれ
ｘ₀，ｋ₁とし、出力側の平衡位置とバネ定数をそれぞれ
ｘ₁，ｋ₂とすると、ｘ₀〜ｘ₁の間で面積変換が行われ、
各平衡位置では次の関係が成立する。 −ｋ₁／ｘ₀＋ｍｇ＝０ −ｋ₂／ｘ₁＋ｍｇ＝０ｋ₂＞ｋ_１

【００１４】従って、その静特性は、図２に示されるよ
うに負の減衰特性を示し、位置ｘ_１と位置ｘ₀における
ポテンシャルの差が発振のポテンシャルエネルギと考え
ることができる。

【００１５】また、図１のモデルを製作し、荷重と変位
量との関係を、荷重を加える時間を変えて実測したとこ
ろ、図３に示されるようなグラフが得られた。これは、
二つの永久磁石２，４が最近接位置に近づくと、大きな
反発力が作用すること、また、平衡位置からの変位量が
微小に変化すると摩擦損失が磁性バネのダンパー効果に
より発生し、そのことにより減衰項が現れたものと解釈
される。

【００１６】図３において、（ａ）は一定荷重を加えた
場合のグラフで、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順で荷重を
加えた時間が短くなっている。すなわち、荷重の加え方
により静特性が異なり、荷重を加える時間が長いほど力
積が大きい。

【００１７】また、希土類磁石は、磁化の強さが磁界に
依存しない。つまり、内部磁気モーメントが磁界による
影響を受けにくいので、減磁曲線上で磁化の強さはほと
んど変化せず、ほぼその飽和磁化の強さの値を保ってい
る。従って、希土類磁石では、端面上に磁荷が均一に分
布していると仮定したチャージモデルを用いて、入出力
が考えられる。

【００１８】図４はその考え方を示しており、磁石を最
小単位の磁石の集合と定義し、各単位磁石間の力の関係
を三つに分類して計算したものである。（ａ）吸引（ｒ，ｍとも同一なので、２タイプを１つで
定義する）ｆ⁽¹⁾＝（ｍ²／ｒ²）ｄｘ₁ｄｙ₁ｄｘ₂ｄｙ₂ ｆ_x ⁽¹⁾＝ｆ⁽¹⁾ｃｏｓθ ｆ_z ⁽¹⁾＝ｆ⁽¹⁾ｓｉｎθ （ｂ）反発ｆ_x ⁽²⁾＝ｆ⁽²⁾ｃｏｓθ ｆ_z ⁽²⁾＝ｆ⁽²⁾ｓｉｎθ （ｃ）反発ｆ_x ⁽³⁾＝ｆ⁽³⁾ｃｏｓθ ｆ_z ⁽³⁾＝ｆ⁽³⁾ｓｉｎθ 従って、 −ｆ_x＝２ｆ_x ⁽¹⁾−ｆ_x ⁽²⁾−ｆ_x ⁽³⁾ −ｆ_z＝２ｆ_z ⁽¹⁾−ｆ_z ⁽²⁾−ｆ_z ⁽³⁾ ここで、クーロンの法則は次のように表されるので、上記−ｆ_x，−ｆ_zを磁石の寸法の範囲で積分して力を求
めることができる。

【００１９】これを図５に示されるように、対向する磁
石を各磁気ギャップ毎に完全にラップした状態（ｘ軸移
動量＝０ｍｍ）から完全にずれた状態（ｘ軸移動量＝５
０ｍｍ）まで移動させて計算したのが図６のグラフであ
る。ただし、「内部磁気モーメントは一定」と定義して
あるが、磁気ギャップが小さいときは磁石の周辺で乱れ
が生じるので、補正している。

【００２０】上記計算結果は実測値とも略一致してお
り、図２のポイントａからｂに移動させる力がｘ方向荷
重で、出力はｚ方向荷重で表されており、不安定系故の
入力＜出力の関係が静的に明確になっている。

【００２１】また、図７は、図５に示される磁石の離間
距離を３ｍｍに保持し、完全にずれた状態から完全にラ
ップした状態まで移動させ、さらにこの状態から完全に
ずれた状態まで移動した時の関係を表したグラフであ
る。このグラフは、ｘ方向荷重の絶対値は同じで出力方
向が逆になって出てくる特性で、完全ラップ状態に近づ
く場合は抵抗つまり減衰となり、完全ラップ状態から完
全にずれた状態に移行する場合は加速されることを示し
ている。

【００２２】また、図８に示されるように、対向する磁
石の回転角度を変化させると、図９に示されるようなグ
ラフが得られた。当然のことながら、対向面積が減少す
ると最大荷重が減少し、所定の入力を加えることによる
面積変換を介して出力を変化させることが可能なことを
示している。

【００２３】図１０は、永久磁石としてネオジム系磁石
を採用した場合の磁石間距離と荷重との関係を示すグラ
フであり、反発力は質量増加とともに増加する。ここ
で、反発力Ｆは、Ｆ∝Ｂｒ²×（幾何学的寸法）Ｂｒ：磁化の強さで表され、幾何学的寸法とは、対向する磁石の離間距
離、対向面積、磁束密度、磁界の強さ等により決定され
る寸法を意味する。磁石材料が同一の場合、磁化の強さ
（Ｂｒ）は一定であるので、幾何学的寸法を変化させる
ことにより磁石の反発力を変えることができる。

【００２４】図１１は、永久磁石２，４の一方を他方に
対しスライドさせて対向面積を変化させることにより幾
何学的寸法を変化させるようにしたスライド型原理モデ
ルを示している。

【００２５】図１１に示されるように、永久磁石２は基
台６に摺動自在に取り付けられており、直動スライダ８
は基台６に固定されるとともに、上方に垂直に立設せし
められている。直動スライダ８にはＬ型アングル１０が
上下動自在に取り付けられており、Ｌ型アングル１０の
下面には、永久磁石４が永久磁石２に対し同一（反発）
磁極を対向させた状態で固定されている。

【００２６】上記構成のスライド型原理モデルにおい
て、永久磁石２，４として５０ｍｍＬ×２５ｍｍＷ×１
０ｍｍＨのもの（商品名：NEOMAX-39SH）を使用すると
ともに、合計質量３.１３５ｋｇの負荷を使用して、永
久磁石２をスライドさせたところ、図１２に示されるよ
うな結果が得られた。

【００２７】図１２は、入出力の実験値を仕事（Ｊ）で
示したもので、約０．５Ｊの入力仕事に対し約４Ｊの出
力仕事が得られており、対向する二つの永久磁石２，４
で構成される磁性バネが有する負の減衰特性を利用する
ことにより、あるいは、静磁エネルギを変化させること
により小さな入力仕事で大きな出力仕事を引き出すこと
が可能となる。

【００２８】図１３は、上記スライド型原理モデルの応
用例を示す第１の振動発生機構を示している。図１３に
示される振動発生機構は、摺動自在の第１永久磁石１２
と、第１永久磁石１２から所定距離離間し上下動自在の
第２永久磁石１４と、第１永久磁石１２に連結されたリ
ンク機構１６と、リンク機構１６を介して第１永久磁石
１２をスライドさせるＶＣＭ（ボイスコイルモータ）等
の駆動源１８とを備えており、第１永久磁石１２と第２
永久磁石１４は、同一（反発）磁極が対向した状態で配
置されている。リンク機構は、第１永久磁石１２に連結
されたロッド２０と、ロッド２０の略中間部に回動自在
に連結された一端を有する第１レバー２２と、第１レバ
ー２２の他端に回動自在に連結された第２レバー２４
と、第１レバー２２の略中間部に回動自在に連結された
一端を有する第３レバー２６とを備えており、第２レバ
ー２４の他端は、例えばベースプレート等の基台２８に
回動自在に取り付けられるとともに、第３レバー２６の
他端は、駆動源１８の往復軸１８ａに連結されている。
また、ロッド２０の第１永久磁石１２との連結端部の反
対側の端部は、ロッド保持部３０に遊挿されるととも
に、ロッド２０に固着されたストッパ３２とロッド保持
部３０との間のロッド２０には負荷調整手段としてのス
プリング３４が巻装されている。

【００２９】上記構成において、第２永久磁石１４に負
荷Ｗを加えた状態で、駆動源１８からリンク機構１６を
介して第１永久磁石１２を水平方向に往復移動させる
と、第１永久磁石１２に対し同一磁極が対向する第２永
久磁石１４は垂直方向に移動する。すなわち、図１３の
振動発生機構は、対向する一対の永久磁石１２，１４の
対向面積を周期的に変化させることより励振を発生し、
垂直方向の周期的な振動を発生させる。

【００３０】なお、第２永久磁石１４に加えられる負荷
Ｗに応じて、第１及び第２永久磁石１２，１４の片側に
一対の永久磁石３６，３８と、その反対側にもう一対の
永久磁石４０，４２とを同一磁極を対向させて配置する
こともできる。この構成において、第２永久磁石１４
と、その両側に配置される永久磁石３８，４２とを例え
ば頂板４４に固着させる一方、頂板４４を基台２８に対
し複数の垂直軸等を介して上下方向に摺動自在に取り付
けることにより、負荷Ｗに周期的振動を発生させること
が可能である。

【００３１】上記構成をさらに詳述すると、固定磁石３
６，３８，４０，４２で荷重を支持するとともに、平衡
点と加振磁石（第１永久磁石１２）のボリュームで振幅
を仮設定し、加振磁石１２のスライド移動により垂直方
向の振動を発生させる。また、加振磁石１２のストロー
ク量については、荷重曲線、振幅及び負荷質量で設定す
る。その中心が基準位置となり駆動源１８の中立位置と
し、中立位置に設定するためにアシストメカ（負荷調整
用スプリング３４等）で荷重の谷を設定する。ここで荷
重の谷とは、第２永久磁石１４を介して加振磁石１２に
加わる水平方向荷重が駆動源のアシストメカでキャンセ
ルされ、釣り合った状態になっている位置をいう。

【００３２】また、加振磁石１２の水平方向のストロー
ク量で垂直方向の上死点と下死点が決定され、上下各死
点における加振磁石１２の第２永久磁石１４に対するラ
ップ量とギャップ量で各点の水平方向及び垂直方向の荷
重が決定される。さらに、駆動源１８のアシストメカの
バネ定数については、上下各死点における水平方向荷重
で決定される。

【００３３】図１４は、スライド型原理モデルの応用例
を示す第２の振動発生機構を示している。図１４に示さ
れる振動発生機構は、Ｙ軸方向に摺動自在の第１永久磁
石４６と、第１永久磁石４６から所定距離離間し第１永
久磁石４６とＸ軸方向に相対移動自在の第２永久磁石４
８と、第１永久磁石４６に連結されたリンク機構５０
と、リンク機構５０を介して第１永久磁石４６をスライ
ドさせるＶＣＭ（ボイスコイルモータ）等の駆動源５２
とを備えており、第１永久磁石４６と第２永久磁石４８
は、同一（反発）磁極が対向した状態で配置されてい
る。リンク機構は、第１永久磁石４６に連結された一端
を有する第１ロッド５４と、第１ロッド５４の他端に回
動自在に連結された一端を有する第１レバー５６と、第
１レバー５６の他端に回動自在に連結された一端を有す
る第２レバー５８と、第１レバー５６の略中間部に回動
自在に連結された一端を有する第２ロッド６０とを備え
ている。また、第２ロッド６０の他端は、Ｙ軸方向に摺
動自在の第３永久磁石６２に連結される一方、第２レバ
ー５８の他端は、駆動源５２の往復軸５２ａに連結され
ている。さらに、第１レバー５６は、第２レバー５８の
連結部と第２ロッド６０の連結部との間において、基台
６４に回動自在に取り付けられている。

【００３４】また、第３永久磁石６２からＹ軸方向に離
間し、第３永久磁石６２と同一磁極が対向する第４永久
磁石と、第３永久磁石６２に対し第１永久磁石４６の反
対側に互いに対向しＸ軸方向に相対移動自在の第５及び
第６永久磁石６８，７０とが配設されている。

【００３５】上記構成において、第２永久磁石４８と第
６永久磁石７０とを、基台６４に対し平行に延在し基台
６４から所定距離離間した頂板（図示せず）に固定する
とともに、駆動源５２によりリンク機構５０を介して第
１永久磁石４６をＹ軸方向に往復移動させると、基台６
４と頂板のいずれか一方が他方に対しＸ軸方向に往復移
動する。すなわち、図１４の振動発生機構は、対向する
一対の永久磁石４６，４８の対向面積を周期的に変化さ
せることより励振を発生し、水平方向の周期的な振動を
発生させる。

【００３６】なお、図１４において、７２及び７４は、
可動磁石すなわち第１永久磁石４６及び第３永久磁石６
２が摺動自在に取り付けられるスライダをそれぞれ示し
ている。

【００３７】上記構成をさらに詳述すると、水平方向
（図１４ではＸ軸方向）に加振させる可動磁石（第１永
久磁石４６）のボリュームは振動振幅により決定され、
そのストローク量と、可動磁石４６と対向する第２永久
磁石４８とのラップ量とギャップ量の関係から負荷質量
条件と振動加速度を満足させる荷重特性が決定される。
中立位置での荷重要件からその反力を打ち消し釣り合っ
た状態にするために、バランス磁石（第３永久磁石６
２）の荷重値が決定される。また、Ｘ軸及びＹ軸両方向
の各最大振幅点での可動磁石のスライド方向の反力と駆
動源５２からの入力とバランス磁石の入力を釣り合わせ
る荷重値で、荷重−たわみ曲線が決定され、これに基づ
いてバランス磁石のレバー比を考慮に入れた可動範囲と
ボリュームが決定される。

【００３８】次に、上記構成の振動発生機構の制御につ
いて説明する。ＶＣＭ等の駆動源１８，５２の駆動波と
してｓｉｎ波あるいはランダム波等が使用され、ＶＣＭ
等を所定の位置や加速度に制御（フィードバック）する
ためには、図１５の機械モデルで示されるように、ＶＣ
Ｍの動きを感知するポテンショメータ等のセンサが必要
となる。

【００３９】すなわち、駆動波としてｓｉｎ波を使用し
た場合、加振台（図１３における頂板４４あるいは図１
４における頂板または基台６４）の動きを感知し振幅制
御を行う場合、ロータリエンコーダやポテンショメータ
等の位置センサが必要となり、加振台の加速度を感知し
加速度制御を行う場合、加速度センサが必要となる。ま
た、駆動波としてランダム波を使用した場合、加振台の
動きを感知するロータリエンコーダ等の位置センサが必
要となる。

【００４０】図１６は、駆動源１８，５２としてＶＣＭ
を使用し、ＶＣＭを図１７に示されるｓｉｎ波で駆動す
る場合のクローズドループ制御のブロック図を示してい
る。図１６において、ｓｉｎ波テーブル７６から所定の
タイミング（例えば１ｍｓｅｃ毎）でＤ／Ａ（デジタル
ーアナログ変換器）７８にデータを出力し、その電圧値
をＰＷＭ（パルス幅変調）制御アンプ等のＶＣＭ用アン
プ８０に入力し、ＶＣＭ１８，５２を駆動する。ＶＣＭ
１８，５２にはポテンショメータ８２が接続されてお
り、ポテンショメータ８２の値と出力を比較器８４で比
較するとともに、その差分をＤ／Ａ７８に出力してＶＣ
Ｍ１８，５２を目的の位置まで駆動する。また、ｓｉｎ
波テーブル７６を例えばパソコン等に接続し、パソコン
からｓｔａｒｔコマンドを送信することによりｓｉｎ波
テーブル７６から所定のｓｉｎ波を出力し、ｓｔｏｐコ
マンドあるいはｃｌｅａｒコマンドが送信されるまで出
力し続けるようにすることもできる。

【００４１】また、駆動波として図１８に示されるよう
なランダム波を使用することも可能で、パソコンから送
信されるｓｔａｒｔコマンドに基づいて所定のタイミン
グでアンプ８０より振幅値を出力し、ＶＣＭ１８，５２
が目的の位置に設定されるようクローズドループ制御を
行うとともに、次のデータがアンプ８０から送信される
までその出力を保持することができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。本
発明のうちで、請求項１に記載の発明によれば、駆動源
からの駆動力で対向する少なくとも二つの永久磁石の一
方を他方に対し周期的に往復移動させて永久磁石の対向
面積を変化させることにより他方の永久磁石を振動させ
るようにしたので、他方の永久磁石に加わる負荷を永久
磁石の反発力を利用して振動させることができ、騒音が
少なくコンパクトで安価な振動発生機構の製作が容易で
ある。

【００４３】また、請求項２に記載の発明によれば、上
記少なくとも二つの永久磁石を垂直方向に離間せしめる
一方、その両側の各々に一対の永久磁石を反発磁極が対
向した状態で垂直方向に離間せしめ、該一対の永久磁石
の反発力を利用して垂直方向に加わる負荷を支持するよ
うにしたので、大きな負荷に対しても対応でき、所望の
振動を発生させることが可能である。

【００４４】さらに、請求項３に記載の発明によれば、
リンク機構の一部に負荷調整手段を取り付け、該負荷調
整手段により上記一方の永久磁石に加わる水平方向の荷
重をキャンセルするようにしたので、駆動源の駆動力を
大きくする必要がなく、振動発生機構をコンパクトにす
ることができる。

【００４５】また、請求項４に記載の発明によれば、上
記少なくとも二つの永久磁石を第１水平方向に離間せし
める一方、その片側に一対の永久磁石を上記第１水平方
向に反発磁極が対向した状態で離間せしめ、対向する永
久磁石の一方を対応する他方の永久磁石に対し第１水平
方向に振動させるようにしたので、騒音が少なくコンパ
クトで安価な振動発生機構で水平方向の振動を発生させ
ることができる。

【００４６】また、請求項５に記載の発明によれば、も
う一対の永久磁石を第１水平方向に垂直な第２水平方向
に反発磁極を対向した状態で離間せしめるとともに、そ
のいずれか一方をリンク機構に連結することにより互い
に対向する永久磁石間の第２水平方向の反発力をバラン
スさせるようにしたので、駆動源の駆動力を大きくする
必要がなく、振動発生機構をコンパクトにすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる磁性バネにおいて、二つの永
久磁石の入力側と出力側の平衡位置を示した模式図であ
る。

【図２】図１の磁性バネにおいて、加えられた荷重と
永久磁石の平衡位置からの変位量との関係を示す基本特
性のグラフである。

【図３】実測された荷重と変位量との関係を示すグラ
フである。

【図４】永久磁石の端面上に磁荷が均一に分布してい
ると仮定したチャージモデルにおける入出力の考え方を
示す模式図であり、（ａ）は吸引を、（ｂ）は反発を、
（ｃ）は（ｂ）とは異なる部位の反発をそれぞれ示して
いる。

【図５】同磁極を対向させた永久磁石において、一方
を他方に対し移動させた（対向面積を変えた）場合の模
式図である。

【図６】図５に基づいて計算した場合のＸ軸移動量に
対するＸ軸及びＺ軸方向の荷重を示すグラフである。

【図７】図５の永久磁石の離間距離を一定に保持し、
一方を他方に対し完全にずれた状態から完全にラップし
た状態まで移動し、さらにこの状態から完全にずれた状
態まで移動させた時の変位量と荷重との関係を示すグラ
フである。

【図８】同磁極を対向させた永久磁石において、一方
を他方に対し回転させた（対向面積を変えた）場合の模
式図である。

【図９】図８に基づいて永久磁石を回転させた場合の
対向面積に対する最大荷重を示すグラフである。

【図１０】永久磁石としてネオジム系磁石を採用した
場合の磁石間距離と荷重との関係を示すグラフである。

【図１１】永久磁石の対向面積を変化させることによ
り幾何学的寸法を変化させるようにしたスライド型原理
モデルの斜視図である。

【図１２】図１１のスライド型原理モデルにより得ら
れた入出力の関係を示すグラフである。

【図１３】図１１のスライド型原理モデルの応用例を
示す第１の振動発生機構の概略斜視図である。

【図１４】図１１のスライド型原理モデルの応用例を
示す第２の振動発生機構の概略斜視図である。

【図１５】本発明にかかる振動発生機構の機械モデル
を示す概略図である。

【図１６】振動発生機構の駆動源としてＶＣＭを使用
するとともに、ＶＣＭをｓｉｎ波で駆動する場合のクロ
ーズドループ制御のブロック図である。

【図１７】駆動波として使用されるｓｉｎ波を示すグ
ラフである。

【図１８】駆動波として使用されるランダム波を示す
グラフである。

【符号の説明】

2,4,12,14,36,38,40,42,46,48,62,66,68,70 永久磁石６基台８直動スライダ１０Ｌ型アングル１６，５０リンク機構１８，５２ＶＣＭ３４負荷調整用スプリング７６ｓｉｎテーブル７８デジタルーアナログ変換器８０ＶＣＭ用アンプ８２ポテンショメータ８４比較器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに離間し反発磁極が対向する少なく
とも二つの永久磁石と、該永久磁石のいずれか一方に連
結されたリンク機構と、該リンク機構を介して上記一方
の永久磁石を駆動する駆動源とを備え、該駆動源により
上記一方の永久磁石を他方の永久磁石に対し周期的に往
復移動させて上記永久磁石の対向面積を変化させること
により上記他方の永久磁石を振動させるようにしたこと
を特徴とする振動発生機構。
【請求項２】上記少なくとも二つの永久磁石を垂直方
向に離間せしめる一方、該永久磁石の両側の各々に一対
の永久磁石を反発磁極が対向した状態で垂直方向に離間
せしめ、該一対の永久磁石の反発力を利用して垂直方向
に加わる負荷を支持するようにした請求項１に記載の振
動発生機構。
【請求項３】上記リンク機構の一部に負荷調整手段を
取り付け、該負荷調整手段により上記一方の永久磁石に
加わる水平方向の荷重をキャンセルするようにした請求
項２に記載の振動発生機構。
【請求項４】上記少なくとも二つの永久磁石を第１水
平方向に離間せしめる一方、該永久磁石の片側に一対の
永久磁石を上記第１水平方向に反発磁極が対向した状態
で離間せしめ、上記少なくとも二つの永久磁石の一方と
上記一対の永久磁石の一方をそれぞれ対応する他方の永
久磁石に対し上記第１水平方向に振動させるようにした
請求項１に記載の振動発生機構。
【請求項５】もう一対の永久磁石を上記第１水平方向
に垂直な第２水平方向に反発磁極を対向した状態で離間
せしめるとともに、上記もう一対の永久磁石のいずれか
一方を上記リンク機構に連結することにより互いに対向
する永久磁石間の上記第２水平方向の反発力をバランス
させるようにした請求項４に記載の振動発生機構。