JPH11253881A

JPH11253881A - 加振機構

Info

Publication number: JPH11253881A
Application number: JP5787398A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Sakamoto; 豊坂本
Original assignee: DELTA TOURING KK
Current assignee: DELTA TOURING KK
Priority date: 1998-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 1999-09-21
Anticipated expiration: 2018-03-10
Also published as: JP4002339B2

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
パクトで騒音が少なく、かつ、安価で信頼性の高い加振
機構を提供すること。【解決手段】底板１２に少なくとも一つの回転軸１
４，１６を介して頂板１８を揺動自在に取り付けるとと
もに、同一磁極が対向する一対の永久磁石２６，３０
と、同一磁極が対向する別の一対の永久磁石２８，３２
とを設けた。また、互いに対向する永久磁石２６，３０
及び２８，３２の対向面積を変化させて反発力を変化さ
せることにより頂板を回転軸１４，１６回りに揺動させ
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一（反発）磁極
が対向する複数対の永久磁石の反発力を利用して１軸あ
るいは２軸回りの振動エネルギを発生させる加振機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ある構造体の軸回りの振動特性を
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
要になるとともに、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。

【０００４】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。

【０００５】さらに、上記加振機はいずれも構成が複雑
で重く、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。

【０００６】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、コンパクトで騒音が少なく、かつ、
安価で信頼性の高い加振機構を提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【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、底板と、
該底板から所定距離離間し少なくとも第１回転軸回りに
揺動自在に取り付けられた頂板と、同一磁極が対向する
一対の永久磁石と、同一磁極が対向する別の一対の永久
磁石とを備え、上記一対の永久磁石及び上記別の一対の
永久磁石の対向面積を変化させて反発力を変化させるこ
とにより上記頂板を上記第１回転軸回りに揺動させるよ
うにした加振機構である。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、上記一対
の永久磁石の反発力を増大させると同時に上記別の一対
の永久磁石の反発力を減少させる一方、上記一対の永久
磁石の反発力を減少させると同時に上記別の一対の永久
磁石の反発力を増大させるようにしたことを特徴とす
る。

【０００９】さらに、請求項３に記載の発明は、上記一
対の永久磁石の反発力を増大させると同時に上記別の一
対の永久磁石の反発力を増大させる一方、上記一対の永
久磁石の反発力を減少させると同時に上記別の一対の永
久磁石の反発力を減少させるようにしたことを特徴とす
る。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、上記第１
回転軸と異なる方向に延在する第２回転軸を介して上記
頂板を上記底板に揺動自在に取り付け、上記頂板を上記
第１及び第２回転軸のいずれか一方の回りに選択的に揺
動させるようにしたことを特徴とする。

【００１１】また、請求項５に記載の発明は、上記一対
の永久磁石の反発力を増大させると同時に上記別の一対
の永久磁石の反発力を減少させる一方、上記一対の永久
磁石の反発力を減少させると同時に上記別の一対の永久
磁石の反発力を増大させることにより上記頂板を上記第
１回転軸回りに揺動させるとともに、上記一対の永久磁
石の反発力を増大させると同時に上記別の一対の永久磁
石の反発力を増大させる一方、上記一対の永久磁石の反
発力を減少させると同時に上記別の一対の永久磁石の反
発力を減少させることにより上記頂板を上記第２回転軸
回りに揺動させるようにしたことを特徴とする。

【００１２】

【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気バ
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。

【００１３】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。

【００１４】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気バネ構造体の基本特
性を示している。

【００１５】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

【００１６】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。

【００１７】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気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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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（住友特殊金属社製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。

【００２９】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
で構成される磁気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。

【００３０】図１３乃至図１６は、上記スライド型原理
モデルの応用例を示す本発明にかかる加振機構Ｍを示し
ている。図１３乃至図１６に示される加振機構Ｍは、底
板１２と、底板１２に第１及び第２回転軸１４，１６を
介して揺動自在に取り付けられた頂板１８とを備えてい
る。第１回転軸１４は、Ｘ軸方向に延在し底板１２に固
定されたサポート部材２０に回動自在に取り付けられる
一方、第２回転軸１６は、Ｘ軸と垂直なＹ軸方向に延在
し頂板１８に固定されたＵ字状ブラケット２２に回動自
在に取り付けられている。

【００３１】また、底板１２上には、駆動源である二つ
の動電型アクチュエータ２４ａ，２４ｂが隣接して取り
付けられるとともに、各アクチュエータ２４ａ，２４ｂ
の一部を構成するホルダ（後述）には第１あるいは第２
永久磁石２６，２８が固定されている。さらに、第１あ
るいは第２永久磁石２６，２８から上方に所定距離離間
し同一（反発）磁極が対向する第３あるいは第４永久磁
石３０，３２が頂板１８に固定されている。

【００３２】図１７乃至図１９は、底板１２に取り付け
られた二つの動電型アクチュエータ２４ａ，２４ｂの一
つ２４ａを示しており、第１永久磁石２６が固定される
ホルダ３４と、ホルダ３４の両側に設けられた磁気回路
３６，３６と、ホルダ３４の下面に取り付けられたリニ
アベアリング３８と、底板１２に固定されリニアベアリ
ング３８がＹ軸方向に摺動自在に取り付けられるリニア
ガイド４０とを備えている。

【００３３】磁気回路３６，３６は、ホルダ３４の両端
に巻回されたコイル４２，４２と、ホルダ３４の各側に
おいてコイル４２と上下方向（ホルダ３４の摺動面に対
し垂直な方向）に所定距離離間した複数の永久磁石４
４,…,４４とからなる。

【００３４】コイル４２，４２は、ホルダ３４の両端に
おいて上下２段に巻回されているが、図２０に示される
ように、一本の銅線を直列に接続したものである。すな
わち、図１７及び図１８において、端子Ａ及びＢを接続
し、さらに左上コイルから左下コイルを形成した後、端
子Ｃ及びＤに順次接続し、次に右下コイルから右上コイ
ルを形成し、最後に端子Ｅ及びＦの順で接続したもので
ある。

【００３５】一方、永久磁石４４,…,４４は、図２１に
示されるように、ホルダ３４の各端部に巻回されたコイ
ル４２（図１７における左上コイルと左下コイル、ある
いは、右上コイルと右下コイル）と対向しており、逆磁
極を下側に向けた状態でケーシング４６の上部壁下面に
固着された二つの永久磁石４４，４４と、この永久状態
４４，４４と逆磁極が対向しケーシング４６の底壁上面
に固着された二つの永久磁石４４，４４とからなる。

【００３６】上記構成の磁気回路に対し、図２１に示さ
れるように励磁電流を流すと、フレミングの左手の法則
に基づいてコイル４２には力Ｆが加わり、ホルダ３４が
リニアガイド４０に沿って力Ｆの方向に移動する。従っ
て、コイル４２，４２にパルス励磁電流を流すと、コイ
ル４２，４２はホルダ３４と一体的に往復運動を行う。
すなわち、この動電型アクチュエータ２４ａは、電気エ
ネルギを機械的エネルギに変換する。

【００３７】なお、上記第実施形態においては、コイル
４２，４２をホルダ３４の両端に巻回した構成とした
が、必ずしも両端に巻回する必要はなく、図２２に示さ
れるように、ホルダ３４の一端にコイルを巻回した構成
も可能である。図２２に示される動電型アクチュエータ
２４ａ１においては、ホルダ３４の一端に１本の銅線を
直列に接続することによりコイル４２が形成されてい
る。

【００３８】また、上記第実施形態においては、ケーシ
ング４６の上部壁下面と底壁上面にそれぞれ二つの永久
磁石４４，４４を固着する構成としたが、上部壁下面と
底壁上面の各々にそれぞれ一つの永久磁石４４を設け、
逆磁極を互いに対向させる構成とすることもできる。

【００３９】さらに、図２３に示される動電型アクチュ
エータ２４ａ２のように、ホルダ３４両端に位置する各
ケーシング４６の底壁上面にのみ１個の永久磁石４４を
取り付けた構成とすることもできる。

【００４０】ここで、図１７乃至図１９の実施形態にお
いて、永久磁石４４,…,４４としてネオジム系磁石（住
友特殊金属社製ＮＥＯＭＡＸ−４２）（１１ｍｍＨ×３
５ｍｍＷ×４２ｍｍＬ）を片側で４個使用するととも
に、コイル４２，４２としてφ０.７２−ＥＩＷの銅線
を１６０ターン巻回した偏平型空芯コイルを、片側２個
の計４個を樹脂製ボビンに接着固定した後直列に接続し
た。この時の直流抵抗は４.５１Ωであった。また、磁
気回路の重量は１８５０ｇ×２個＝３７００ｇで、コイ
ル全体の重量は８９０ｇであった。

【００４１】上記仕様の動電型アクチュエータの１Ａ当
たりの推力分布を測定したところ、図２４に示される結
果が得られた。図２４の結果によれば、ストローク３０
ｍｍの中央では、２.６４ｋｇｆ／Ａ（２６Ｎ／Ａ）の
推力が得られている。

【００４２】なお、動電型アクチュエータ２４ｂは、隣
接して配置された動電型アクチュエータ２４ａと同様、
そのホルダがリニアガイド４０に沿ってＹ軸方向に摺動
自在に取り付けられており、構成は同一なのでその説明
は省略する。

【００４３】次に、図１３乃至図１６に示される加振機
構Ｍの作用を説明する。図１３乃至図１６の構成におい
て、頂板１８にある負荷が加えられると、その荷重は互
いに同一磁極が対向する第１及び第３永久磁石２６，３
０と、第２及び第４永久磁石２８，３２の反発力により
支持される。

【００４４】この状態で、（表１）に示されるように、
駆動源である動電型アクチュエータ２４ａ，２４ｂによ
り第１及び第２永久磁石２６，２８をリニアガイド４０
に沿ってＹ軸方向に移動させると、互いに対向する第１
及び第３永久磁石２６，３０の対向面積が減少すること
により反発力が減少する一方、互いに対向する第２及び
第４永久磁石２８，３２の対向面積が増加することによ
り反発力が増大し、頂板１８は矢印Ｒ方向に揺動する。
逆に、第１及び第２永久磁石２６，２８をリニアガイド
４０に沿って−Ｙ軸方向（Ｙ軸の反対方向）に移動させ
ると、第１及び第３永久磁石２６，３０の対向面積が増
加することにより反発力が増大する一方、第２及び第４
永久磁石２８，３２の対向面積が減少することにより反
発力が減少し、頂板１８は−Ｒ方向（矢印Ｒの反対方
向）に揺動する。

【表１】

【００４５】したがって、動電型アクチュエータ２４
ａ，２４ｂにより第１及び第２永久磁石２６，２８をリ
ニアガイド４０に沿って同一方向に周期的に往復移動さ
せると、頂板１８は頂板１８に加えられた負荷とともに
第１回転軸１４の回りを周期的に揺動する。

【００４６】一方、（表２）に示されるように、動電型
アクチュエータ２４ａにより第１永久磁石２６をリニア
ガイド４０に沿って−Ｙ軸方向に移動させると、第１及
び第３永久磁石２６，３０の対向面積が増加することに
より反発力が増加する。同時に、動電型アクチュエータ
２４ｂにより第２永久磁石２８をリニアガイド４０に沿
ってＹ軸方向に移動させると、第２及び第４永久磁石２
８，３２の対向面積が増加することにより反発力が増加
する。その結果、頂板１８は矢印Ｓ方向に揺動する。逆
に、動電型アクチュエータ２４ａにより第１永久磁石２
６をリニアガイド４０に沿ってＹ軸方向に移動させる
と、第１及び第３永久磁石２６，３０の対向面積が減少
することにより反発力が減少する。同時に、動電型アク
チュエータ２４ｂにより第２永久磁石２８をリニアガイ
ド４０に沿って−Ｙ軸方向に移動させると、第２及び第
４永久磁石２８，３２の対向面積が減少することにより
反発力が減少する。その結果、頂板１８は−Ｓ方向（矢
印Ｓの反対方向）に揺動する。

【表２】

【００４７】したがって、動電型アクチュエータ２４
ａ，２４ｂにより第１及び第２永久磁石２６，２８をリ
ニアガイド４０に沿って反対方向に周期的に往復移動さ
せると、頂板１８は頂板１８に加えられた負荷とともに
第２回転軸１６の回りを周期的に揺動する。

【００４８】すなわち、本発明にかかる加振機構Ｍは、
同一磁極が対向する第１及び第３永久磁石２６，３０の
対向面積と、同一磁極が対向する第２及び第４永久磁石
２８，３２の対向面積を周期的に変化させることにより
励振を発生し、異なる２軸のうち任意の１軸回りに周期
的な振動を発生させることができる。

【００４９】次に、上記構成の加振機構Ｍの制御につい
て説明する。駆動源２４ａ，２４ｂの駆動波としてｓｉ
ｎ波あるいはランダム波等が使用され、駆動源を所定の
位置や加速度に制御（フィードバック）するためには、
図２５の機械モデルで示されるように、頂板１８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。

【００５０】すなわち、駆動波としてｓｉｎ波を使用す
るとともに、頂板１８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、頂板１８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、頂板１８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。

【００５１】図２６は、駆動源２４ａ，２４ｂを図２７
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２６において、ｓｉ
ｎ波テーブル７６から所定のタイミング（例えば１ｍｓ
ｅｃ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８０に入力し、駆動源２４ａ，２４ｂを駆動
する。駆動源２４ａ，２４ｂ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
に出力して駆動源２４ａ，２４ｂ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。

【００５２】また、駆動波として図２８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、駆動源２４ａ，２
４ｂ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。

【００５３】なお、上記実施形態において、第１及び第
２永久磁石２６，２８を一つのリニアガイド４０に沿っ
てＹ軸方向に摺動させる構成としたが、Ｘ軸方向に延び
る別々のリニアガイドに沿って摺動させる構成とするこ
ともできる。

【００５４】また、上記実施形態において、回転軸を二
つ設けたが、回転軸を一つだけ設ける構成とすることも
できる。

【００５５】

【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
発明によれば、同一磁極が対向する一対の永久磁石と、
同一磁極が対向する別の一対の永久磁石の対向面積を変
化させて反発力を変化させることにより頂板を第１回転
軸回りに揺動させるようにしたので、加振機構を構成す
る部材の数が少なく、コンパクトで安価な加振機構を提
供することができる。

【００５６】また、同一磁極が対向する永久磁石同士は
非接触なので、騒音が少なく、信頼性の高い加振機構を
提供することができる。

【００５７】さらに、第１回転軸と異なる方向に延在す
る第２回転軸を介して頂板を底板に揺動自在に取り付
け、頂板を第１あるいは第２回転軸回りに選択的に揺動
させるようにしたので、構成が簡素で自由度の高い加振
機構を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】磁気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の磁気バネにおいて、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
示す本発明にかかる加振機構の斜視図である。

【図１４】図１３の加振機構の側面図である。

【図１５】図１３の加振機構の背面図である。

【図１６】図１３の加振機構の平面図である。

【図１７】図１３の加振機構の駆動源である動電型ア
クチュエータの斜視図である。

【図１８】図１７の動電型アクチュエータの一部を切
り欠いた平面図である。

【図１９】図１７の動電型アクチュエータの部分断面
側面図である。

【図２０】図１７の動電型アクチュエータに設けられ
たコイルの結線図である。

【図２１】図１７の動電型アクチュエータに設けられ
た磁気回路の概略側面図である。

【図２２】動電型アクチュエータの変形例を示す斜視
図である。

【図２３】動電型アクチュエータの別の変形例を示す
部分断面側面図である。

【図２４】図１７の動電型アクチュエータに１Ａの電
流を流した場合の推力分布を示すグラフである。

【図２５】本発明にかかる加振機構の機械モデルを示
す概略図である。

【図２６】動電型アクチュエータを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２７】駆動波として使用されるｓｉｎ波を示すグ
ラフである。

【図２８】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】

2,4,26,28,30,32,44 永久磁石６基台８直動スライダ１０Ｌ型アングル１２底板１４第１回転軸１６第２回転軸１８頂板２４ａ，２４ｂ動電型アクチュエータ３４ホルダ３６磁気回路７６ｓｉｎ波テーブル７８デジタルーアナログ変換器８０アンプ８２ポテンショメータ８４比較器Ｍ加振機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底板と、該底板から所定距離離間し少な
くとも第１回転軸回りに揺動自在に取り付けられた頂板
と、同一磁極が対向する一対の永久磁石と、同一磁極が
対向する別の一対の永久磁石とを備え、上記一対の永久
磁石及び上記別の一対の永久磁石の対向面積を変化させ
て反発力を変化させることにより上記頂板を上記第１回
転軸回りに揺動させるようにした加振機構。
【請求項２】上記一対の永久磁石の反発力を増大させ
ると同時に上記別の一対の永久磁石の反発力を減少させ
る一方、上記一対の永久磁石の反発力を減少させると同
時に上記別の一対の永久磁石の反発力を増大させるよう
にした請求項１に記載の加振機構。
【請求項３】上記一対の永久磁石の反発力を増大させ
ると同時に上記別の一対の永久磁石の反発力を増大させ
る一方、上記一対の永久磁石の反発力を減少させると同
時に上記別の一対の永久磁石の反発力を減少させるよう
にした請求項１に記載の加振機構。
【請求項４】上記第１回転軸と異なる方向に延在する
第２回転軸を介して上記頂板を上記底板に揺動自在に取
り付け、上記頂板を上記第１及び第２回転軸のいずれか
一方の回りに選択的に揺動させるようにした請求項１に
記載の加振機構。
【請求項５】上記一対の永久磁石の反発力を増大させ
ると同時に上記別の一対の永久磁石の反発力を減少させ
る一方、上記一対の永久磁石の反発力を減少させると同
時に上記別の一対の永久磁石の反発力を増大させること
により上記頂板を上記第１回転軸回りに揺動させるとと
もに、上記一対の永久磁石の反発力を増大させると同時
に上記別の一対の永久磁石の反発力を増大させる一方、
上記一対の永久磁石の反発力を減少させると同時に上記
別の一対の永久磁石の反発力を減少させることにより上
記頂板を上記第２回転軸回りに揺動させるようにした請
求項４に記載の加振機構。