JPS60156584A - ２軸振動発生機 - 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】 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５２−４１１８Ｇ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
振軸方向にのめ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、円筒状二１イルを用いて
その軸心方向に振動体を加振させていた。

従っ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って、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ンプリングで接続する必要があった
。このようにカッ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ば不可能であっ
た。

本発明は従来のこのような問題を解決し、−軸方向加振
でも２軸力自問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軸間時加振も実現
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、ｌは方形盤状の振動台であっ
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ｌ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７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駆動コーイル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■１に斜線で示す範囲で直交する磁束Ａを生じさ
ゼる。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　（１ｍの第２駆動コイル３に対し左右から
第２図の如くＮ極と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（、第２駆動コイル３内
を縦方向に流れる電流■２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　ＪＡ＆磁用磁石磁石４同様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ｌ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ｌ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■１
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１２が流れ
ることにより、矢印Ｘ方向の力を発生ずる。

ところで、従来公知の自動振動制御器がら電力増幅器を
経て所定周波数・波形の信号電流ＩＬ＋ＩＺ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
うになっている。

また、第１図と第５図に示すように、−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
加振軸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ｌの中央Ｐに対して対称位置に突設する
。そして第６図のように一加振袖、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ｌの重心Ｇが、振動台ｌの中央Ｉ）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
Ｇｉｌりに回転モーメンｌ−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）両年１駆動コイル２
゜２の速度がほぼ相等しく保持される。このよ痕こして
振動台ｌ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２，２．３，３Ｇこ対応した加速度検出器
を駆動コ・ｆ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１１１１２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Ｘ及びＺ！ＩＩ＋廻りの回転は、第７図に示
ず如く振動台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ｌを一支持する静圧軸受ｌ
１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Ｚｉｄ
ｌ廻りの回転を第２駆動コイル３ａと３ｃ及び３ｂと３
ｄの夫々の組合わせでＭｉｌ＋御して、各軸廻りに発生
ずる回転モーメンＩ・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」１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ね・
ｌにおける加速度差を検出し、それに応じて各コイル２
ａ〜２ｄ、　３ａ〜３ｄに流れる電流ＩＬＩＩＺ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Ｘ軸廻りの回転防止に第７図の如（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ｌに対して側方に
上方突出状に配設すれば、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ｌ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、■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ｌ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誘導坂部１３を間に所定間隙１８゜
１８をもっ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１
７．１７に電流１１を流す。即ち、図の左右一対のリン
グ状第１駆動コイル１７．１７には第１誘導板部１３と
平行に回転する電流Ｉｔを流して、該電流Ｉｔによって
第１誘導板部１３に誘導電流ｉ工を（第１２図１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ｌは上記誘導電流１１とこの磁束Ａにより、第１
２図■・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１１を流して、該電流ｔｚに
よって第２誘導板部１５に誘導電流ｉｚ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１５を縦方
向に流れる誘導電流１２に直交する磁束Ｂを生じ、第２
誘導板部１５即ち振動台ｌは上記誘導電流ｉよとこの磁
束Ｂにより、第１２図ＩＩ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．．ｆｚの流れる方向におい゛ζ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っても、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ＬＪ
ることにより、重心Ｇ１ｌ１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ｌから下方及
び側方突出状に角筒状駆動コイル２２．２２．２３゜２
３を突設する。２４は励磁コイルであって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等からなっている。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
をもって構成するも好ましい。

しかして、第１７図に示す如く、Ｘ方向の力を発生ずる
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
分に太き（とって、Ｘ方向の振動変位よりも大に設定し
て、干渉を避ける。また、Ｘ方向の力を発生ずる駆動コ
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−加振軸方向に２個以上の
駆動コイル２２．２２又は２３．２３を設けるごとによ
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゛ζ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ｌ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ｌ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ば勿論である。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、振動台に特殊カンブリングを介して、−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、サーボフィードパ、りによって
、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、
供試体の種類によって変化するため、適正なフィードバ
ックをかけることが困難であり、かつ装置の構造も複雑
であった。

これに対し、上述の実施例のように、−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、−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駆動コイノ聞７，１７・・・、２０．２０・・・
をパラレル（並列）に結線し、又は、−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ｌ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すＪ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１．に直交する磁束へを生ずる第
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、ｌ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、平板状箱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、従来の複雑なカン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Ｉ′
咎にかつ高精度で実現される。

第２の発明によれば、振動台ｌ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に設り、かつ、該第１・第２誘導板部１３．
１５を間に所定間隙１８．１８をもって平行に配設され
て該第１・第２誘導板部１３＋　１５と平行に回転する
電流１１．ｌ、、を流ず第１及び第２駆動コイル１７．
２０を備え、該電流１１．Ｉ２によって上記第１・第２
誘専板部１３．１５に誘導電流ｊｌ＋１２を発生させる
と共に、該第１誘導坂部１３を横方向に流れる該誘導電
流ｊＬに直交する磁束へを生ずる第１　ＦＩＩＪ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１２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軸回時加振が
可能であり、いずれの力旧辰時でも、平板状箱１・第２
誘導板部２３．１５が第１・第２駆動コイル１７．２０
と所定間隙１８．１８を保って、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ンプリングを介
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？ｉにかつ高精度
に実現される。さらに、平板状箱１・第２誘導板部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
、強度と銅久性と軽量化の点て倒れているといえる。ま
た第２図と第１５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
か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か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箱１・第２誘導板部
１３．　’１５ならばそのような欠点が兄事に解消され
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図と第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図は間合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励磁用俳石、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、■８・・・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、１１、１２・・・電流
、Ａ、Ｂ・・・磁束、ｉ□＋　ｉｚ・・・誘導電流。 特許出願人　株式会社 国際機械振動研究所 第５図 第７１’：＜１ 第４図 第６図 第８図 第１３１４ 第１４図 １ｊ　１４ 第１５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、振動台Ｉ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＆
   −１、かつ、該第１駆動コイル２内を横方向に流れる電
   流１１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ｌと直交する平面上において平板状第１誘導
   仮部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１８．１８をもっ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１．、Ｉ２を流
   ず第１及び第２駆動コイル１７、２０を備え、該電流１
   １，１□によって上記第１・第２誘導板部１３．１５に
   誘導電流ｉ１．ｔ２を発生させると共に、該第１誘導仮
   部１３を横方向に流れる該誘導電流１１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ｊ４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。