(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加振物に所定方向の圧縮静荷重を加えながら前記被加振物を前記所定方向に加振する加振装置であって、
ベースに固定された固定部と、
前記固定部に対して前記所定方向に往復移動可能な可動部と、
前記可動部に動荷重を加えて前記所定方向に駆動する駆動手段と、
前記固定部に取り付けられ、前記可動部との間で前記被加振物を挟み込む反力板と、
前記可動部を介して前記被加振物に所定の前記圧縮静荷重を加える空気ばねと、
前記被加振物に前記所定の圧縮静荷重が加わるように前記空気ばねのエア圧を制御するエア圧制御手段と、
を備えた加振装置。
【請求項２】
前記エア圧制御手段が、
前記加振物に加わる荷重を計測する荷重計測手段と、
前記荷重計測手段の計測結果に基づいて前記空気ばねのエア圧をフィードバック制御する制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする請求項１に記載の加振装置。
【請求項３】
前記エア圧制御手段が、前記空気ばねに圧力が制御されたエアを供給するエア供給手段を備え、
前記制御手段が、前記荷重計測手段の計測結果に基づいて、前記エア供給手段が供給するエア圧をフィードバック制御する、
ことを特徴とする請求項２に記載の加振装置。
【請求項４】
前記エア圧制御手段が前記空気ばねに接続されたエアタンクを備え、
前記圧力が制御されたエアが前記エアタンクを介して前記空気ばねに供給される、
ことを特徴とする請求項３に記載の加振装置。
【請求項５】
前記エア供給手段が、
前記エアを供給するエア源と、
前記制御手段の制御に基づいて前記エア源が供給するエアの圧力を調整するレギュレータ手段と、を備え、
前記レギュレータ手段が、
入力ポートが前記エア源側に接続されている電空レギュレータと、
入力ポートが前記エア源側に接続され且つ出力ポートが前記エアタンクに接続されている精密レギュレータと、を備え、
前記電空レギュレータの出力ポートのエア圧によって前記精密レギュレータの出力ポートのエア圧が制御される、
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の加振装置。
【請求項６】
前記レギュレータ手段が前段レギュレータを更に備え、
前記前段レギュレータは、前記電空レギュレータ及び前記精密レギュレータの入力ポートと前記エア源との間に接続され、該電空レギュレータ及び該精密レギュレータの入力ポートに入力されるエアの圧力を略一定に保つ、
ことを特徴とする請求項５に記載の加振装置。
【請求項７】
前記所定方向が鉛直方向であり、
前記空気ばねが、前記可動部の下方に配置され、前記可動部及び前記加振物の重量を支持する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の加振装置。
【請求項８】
前記可動部の移動方向を前記所定方向のみに規制するためのリニアガイドを更に備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の加振装置。
【請求項９】
前記リニアガイドが、前記可動部と固定部の一方に固定されたレールと、前記可動部と固定部の他方に固定されると共に前記レールと係合して該レールに沿って移動可能なランナーブロックと、を備える、
ことを特徴とする請求項８に記載の加振装置。
【請求項１０】
前記リニアガイドが、前記レール及びランナーブロックを複数組有し、
前記レールとランナーブロックの組は、前記可動部の中心を中心とする円周上に、略等間隔に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の加振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加振物に静荷重を加えながら加振する加振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のもののような、テーブル及びその上に固定された被検体を所定方向（例えば上下方向）に加振する動電型振動試験装置が広く利用されている。動電型振動試験装置は、テーブルが固定される可動部に取り付けられた可動コイルを直流磁界中に配置したものである。可動コイルに電流を流すと、可動コイルにはコイル軸方向に働くローレンツ力が加わる。このローレンツ力によって、可動部を可動コイルの軸方向に移動させることができる（ボイスコイルモータ）。ローレンツ力の大きさは可動コイルに加える電流の大きさに比例するため、可動コイルに変動電流を供給することによって、ローレンツ力の大きさを周期的に変動させ、テーブルを交流電流の周波数で振動させることができる。動電型振動試験装置は、上記のように、可動コイルに供給する変動電流の周期によってテーブルの振動周波数が決まるものであり、可動コイルに高周波の電流を加えることによって、特に数百〜数千ヘルツ以上の高周波数での振動試験を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２１９１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成の動電型振動試験装置においては、可動部、テーブル及び被検体を浮上させるための静荷重（すなわち、可動部及び被検体の重量とつりあう静荷重）に、可動部を振動するための変動荷重を合成した荷重に対応するローレンツ力を生成する必要がある。このようなローレンツ力を生成するためには、静荷重に対応した直流成分と、変動荷重に対応した交流成分とを合成した電流を可動コイルに加える必要がある。
【０００５】
前述のように、動電型振動試験装置は、高周波での振動試験に適している。高周波での振動試験を必要とされる被検体としては、エンジンマウントやエンジン用の防振ゴムなどがある。このような被検体は、エンジンの荷重が加わった状態で使用されるため、一定の静荷重を加えた状態で振動試験を行うことが望ましい。動電型振動試験装置にて被検体に静荷重を加えるには、例えば、テーブル上の被検体を上から押さえつけて静荷重を加える構成などが考えられる。
【０００６】
このように、被検体に大きな静荷重を加えながら振動試験を行う場合、可動部、テーブル及び被検体の重量に加えて上記静荷重をもローレンツ力で支える必要がある。このため、大きな静荷重を被検体に加えながら振動試験を行う場合は、可動コイルに流す電流の直流成分を大きくする必要がある。このような構成を実現するためには、複雑且つ大型の電源回路を必要とし、また、可動コイルもまた大電流に耐えられるように大型化する必要がある。すなわち、動電型振動試験装置において被検体に静荷重を加えながら加振を行おうとすると、被検体の寸法や振動の振幅に比べて振動試験装置の寸法・重量や消費電力が極めて大きくなる。このため、動電型振動試験装置によって被検体に静荷重を加えながら振動試験を行うことは非現実的であり、事実上不可能であった。
【０００７】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、被加振物に静荷重を加えながら加振可能なコンパクトな加振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態による加振装置は、ベースに固定された固定部と、固定部に対して所定方向に往復移動可能な可動部と、可動部に動荷重を加えて所定方向に駆動する駆動手段と、固定部に取り付けられ、可動部との間で被加振物を挟み込む反力板と、可動部を介して被加振物に所定の圧縮静荷重を加える空気ばねと、被加振物に所定の圧縮静荷重が加わるように空気ばねのエア圧を制御するエア圧制御手段と、を備える。
【０００９】
このように、本発明の一実施形態においては、空気ばねにて可動部に所定方向の荷重を加えることによって、可動部と反力板との間で被加振物に圧縮静荷重を加えることができる。従って、本発明の一実施形態によれば、駆動手段を大型化することなく、被加振物に静荷重を加えながら加振可能な加振装置が実現する。また、空気ばね内のエア圧を制御することにより、被加振物に加える静荷重の大きさを調整することができる。
【００１０】
また、上記の加振装置において、エア圧制御手段が、加振物に加わる荷重を計測する荷重計測手段と、荷重計測手段の計測結果に基づいて空気ばねのエア圧をフィードバック制御する制御手段と、を備えた構成としてもよい。
【００１１】
この構成によれば、所望の大きさの静荷重を正確に被加振物に加えることができる。
【００１２】
また、上記の加振装置において、エア圧制御手段が、空気ばねに圧力が制御されたエアを供給するエア供給手段を備え、制御手段が、荷重計測手段の計測結果に基づいて、エア供給手段が供給するエア圧をフィードバック制御する構成としてもよい。
【００１３】
また、上記の加振装置において、エア圧制御手段が空気ばねに接続されたエアタンクを備え、圧力が制御されたエアがエアタンクを介して空気ばねに供給される構成としてもよい。
【００１４】
この構成によれば、大容量のエアタンクを空気ばねに接続しているため、空気ばねの容積が多少変化したとしても、その変化量は空気ばねとエアタンクを合わせた容積に対しては微小なものである。従って、駆動部で可動部を振動させたとしても、空気ばねの内圧はほとんど変化せず、一定の静荷重を被加振物に加え続けることが可能である。
【００１５】
また、上記の加振装置において、エア圧制御手段が、エアを供給するエア源と、制御手段の制御に基づいてエア源が供給するエアの圧力を調整するレギュレータ手段と、を備え、レギュレータ手段が、入力ポートがエア源側に接続されている電空レギュレータと、入力ポートがエア源側に接続され且つ出力ポートがエアタンクに接続されている精密レギュレータとを備え、電空レギュレータの出力ポートのエア圧によって精密レギュレータの出力ポートのエア圧が制御されるように構成されていてもよい。
【００１６】
電空レギュレータは、出力ポートのエア圧をコンピュータ等の電子機器から容易に制御可能であり、一方、精密レギュレータは、入力ポートから出力ポートに大流量のエアが流れる場合であってもパイロットポートに入力されるエア圧に基づいて出力ポートのエア圧を精密に制御可能である。従って、本発明の一実施形態のようにこのエア圧を大流量であってもエア圧力を精密に制御できる精密レギュレータの出力ポートの圧力とすることによって、エアタンク及び空気ばね内のエア圧を精密に制御することができる。
【００１７】
また、上記の加振装置において、電空レギュレータ及び精密レギュレータの入力ポートとエア源との間に、電空レギュレータ及び精密レギュレータの入力ポートに入力されるエアの圧力を略一定に保つための前段レギュレータを備えた構成としてもよい。
【００１８】
また、上記の加振装置において、所定方向が鉛直方向であり、空気ばねが、可動部の下方に配置され、可動部及び加振物の重量を支持する構成としてもよい。
【００１９】
また、上記の加振装置において、可動部の移動方向を所定方向のみに規制するためのリニアガイドを更に備える構成としてもよい。
【００２０】
また、上記の加振装置において、リニアガイドが、可動部と固定部の一方に固定されたレールと、他方に固定されると共にレールと係合しレールに沿って移動可能なランナーブロックとを備える構成としてもよい。
【００２１】
また、上記の加振装置において、リニアガイドが、レール及びランナーブロックを複数組有し、レールとランナーブロックの組は、可動部の中心を中心とする円周上に、略等間隔に配置されている構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一実施形態に係る加振装置は、被加振物に圧縮静荷重を加える空気ばねを備えるため、駆動手段を大型化せずに被加振物に圧縮静荷重を加えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態による動電型振動試験装置の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態による動電型振動試験装置の上面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態による動電型振動試験装置の内圧制御機構の空圧回路を示したものである。
【図５】本発明の実施の形態による動電型振動試験装置において、ランナーブロック及びレールをレールの長軸方向に垂直な一面で切断した断面図である。
【図６】図５のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の動電型振動試験装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１及び図２は、夫々本実施形態による動電型振動試験装置の正面図及び上面図を示したものである。また、図３は、図２のＩ−Ｉ断面図である。
【００２５】
図１に示されるように、本実施形態による動電型振動試験装置１は、ベースＢに固定されている固定部１０と、固定部に対して鉛直方向に駆動される可動部２０とを有する。可動部２０の上端には、テーブル３１が固定されるようになっている。テーブル３１の上には、ワーク保持部材３２が固定されており、このワーク保持部材３２に、ワーク（被検体）Ｗが固定されるようになっている。すなわち、ワーク保持部材３２にワークＷを取り付け、次に可動部２０を固定部１０に対して往復運動させることによって、ワークＷを振動させることができるようになっている。なお、ワーク保持部材３２は、テーブル３１に対して着脱自在に固定されるようになっており、ワークＷの寸法や種類に応じて、適宜適切なワーク保持部材３２を選択可能となっている。
【００２６】
固定部１０は、ベースＢに強固に固定されているフレーム１１と、軸１４を介してこのフレーム１１に軸支されている筒状体１２とを有する。図３に示されるように、可動部２０の下部は、この筒状体１２の内部に収納されている。
【００２７】
筒状体１２の上部には、ワークＷを上から押さえつけるための反力フレーム１３が固定されている。反力フレーム１３は、図１及び図２に示されるように、筒状体１２にボルトで固定される底板１３ｃと、底板１３ｃの上に溶接され鉛直方向に伸びる一対の側板１３ａと、この一対の側板１３ａの上端同士を連絡するように側板１３ａに溶接されている反力板１３ｂとを有する。図１に示されるように、反力板１３ａの底面には、スペーサ３４が固定されており、このスペーサ３４とワーク保持部材３２とによってワークＷが挟まれるようになっている。また、スペーサ３４の下部にはロードセル３３が取り付けられており、これによって、ワークＷに加わる鉛直方向の圧縮荷重を計測することができるようになっている。スペーサ３４は、反力板１３ｂに対して着脱自在に固定されるようになっており、ワークＷの寸法や種類に応じて、適宜適切なスペーサ３４を選択可能となっている。
【００２８】
次に、可動部２０を鉛直方向に駆動するための機構について、以下説明する。図３に示されるように、可動部２０は、テーパ円筒形状の可動フレーム２２と可動フレーム２２の上端に固定されている天板２１とを有する。天板２１の上には、複数のバー２６を介してテーブル３１が固定される。
【００２９】
可動フレーム２２の下端には、可動コイル保持部材２７を介して可動コイル５１が取り付けられている。可動コイル５１は、可動フレーム２２と略同軸に配置されている。
【００３０】
また、固定部１０の筒状体１２の内部には、筒状体１２と同軸に形成された円筒形状の内側磁極１５が設けられている。内側磁極１５の外径は、可動コイル５１の内径よりも小さくなっており、可動コイル５１は内側磁極１５の外周面と筒状体１２の内周面との間に配置される。
【００３１】
筒状体１２の内周面には、凹部１２ａが設けられており、この凹部１２ａの内部には、固定コイル５２が取り付けられている。ここで、筒状体１２及び内側磁極１５は共に磁性材料から形成されており、固定コイル５２に直流電流を流すと、可動コイル５１の半径方向に磁界が発生するようになっている。
【００３２】
この状態で可動コイル５１に電流を流すと、可動コイル５１の軸方向、すなわち鉛直方向にローレンツ力が発生し、可動部２０を鉛直方向に駆動することができる。本実施形態による振動試験装置１においては、可動コイル５１に交流成分を含む電流を供給し、可動フレーム２０を鉛直方向に往復運動させ、テーブル３１上のワークＷを鉛直方向に沿って振動させる。
【００３３】
本実施形態においては、空気ばね６１によって、可動部２０及びワークＷを下から支えている。空気ばね６１は、内側磁極１５の中に収納されている。また、空気ばね６１の上端から鉛直上方に伸びる連結バー２３を介して、空気ばね６１と可動フレーム２２とが連結されている。図３に示されるように、連結バー２３は可動フレーム２２の中を通って可動フレーム２２の上端に達しており、半径方向に伸びる複数本のはり２４を介して、可動フレーム２２の内周面と連結バー２３とが連結している。
【００３４】
なお、符号２５は、連結バー２３が倒れないよう支持する軸受である。
【００３５】
本実施形態においては、空気ばね６１は、可動部２０を下から支えて可動部を所定の高さに維持するために使用される。更に、空気ばね６１と反力板１３ｃとの間でワークＷが挟み込まれており、空気ばね６１の内圧を上昇させることによって、ワークＷに鉛直方向の圧縮荷重を加えることができる。この目的のために、本実施形態においては、空気ばね６１の内圧、すなわち、空気ばね６１がワークに加える荷重を制御することができるようになっている。
【００３６】
空気ばね６１の内圧を制御するための機構について、以下説明する。図４は、本実施形態における内圧制御機構６０の空圧回路を示したものである。図４に示されるように、空気ばね６１はコンプレッサ等のエア源Ｓからエアを供給されるようになっており、エア源Ｓと空気ばね６１との間には、フィルタレギュレータ６２、精密レギュレータ６５及びエアタンク６６が設けられている。
【００３７】
フィルタレギュレータ６２は、エア源Ｓから供給されるエアから埃や水分等を除去するとともに、その出力ポートから排出されるエアの圧力を調整する。
【００３８】
フィルタレギュレータ６２の出力ポートには、空圧スイッチ６３、電空レギュレータ６４及び精密レギュレータ６５が接続されている。電空レギュレータ６４は、コントローラ２（後述）からの制御に応じて出力圧を調整可能なレギュレータである。電空レギュレータ６４の出力ポートは、精密レギュレータ６５のパイロットポートに接続されている。すなわち、電空レギュレータ６４の出力ポートは精密レギュレータ６５のパイロットポートによってふさがれた状態となっており、この間の管路のエアは流れずに静圧のみを精密レギュレータ６５のパイロットポートに加える。
【００３９】
精密レギュレータ６５は、パイロットポートに入力されたエアによって内部のバルブを制御することによって、その出力ポートの圧力がパイロットポートの圧力に一致するよう、精密に調整するものである。また、精密レギュレータ６５のバルブを比較的小さい圧力で駆動できるようにするために、パイロットポートには、フィルタレギュレータ６２の出口圧が背圧として加えられている。精密レギュレータ６５の出力ポートは、エアタンク６６に接続されている。
【００４０】
精密レギュレータ６５は、入力ポートから出力ポートにエアが流れる場合であっても、出力ポートの静圧をパイロットポートの圧力に精密に制御することが可能である。従って、入力ポートから出力ポートにエアが流れない電空レギュレータ６４の出力ポートを精密レギュレータ６５のパイロットポートに接続することによって、エアタンク６６及び空気ばね６１の内圧を所望の圧力に精密に制御することができる。そして、空気ばね６１に与える内圧を制御することよって、ワークＷに所望の圧縮静荷重を与えることができる。そして、この状態で、固定コイル５２（図３）に直流電流を流し、且つ可動コイル５１に交流電流を流すことによって、静荷重を掛けながらワークＷを加振することができる。
【００４１】
ここで、ワークＷを振動させると可動部２０と連結している空気ばね６１の容積も変動する。しかしながら、空気ばね６１には、空気ばね６１に対して十分に容積の大きいエアタンク６６が接続されているため、空気ばね６１の容積が多少変動したとしても、空気ばね６１の内圧はほとんど変化せず、略一定の静荷重をワークＷに対して加え続けることができる。
【００４２】
また、空圧スイッチ６３は、フィルタレギュレータ６２の出口圧が所定の設定圧以下であるかどうかを検出するためのスイッチである。フィルタレギュレータ６２の出口圧が設定圧以下である場合は、空圧スイッチ６３はオンとなり、コントローラ２（後述）に信号を送る。空圧スイッチ６３がオンとなるような状況においては、エア源Ｓの出口圧が低下している、或いは配管にエア漏れが発生するなどの原因によってフィルタレギュレータ６２の出口圧が低下し、空気ばね６１の内圧を十分に高く保つことができなくなる可能性がある。そのため、ワークＷを加振している間に空圧スイッチ６３がオンになったことコントローラ２が検出した場合は、コントローラ２はワークＷの振動を強制的に停止する。
【００４３】
次いで、本実施形態の動電型振動試験装置１の制御について説明する。図７は、本実施形態の動電型振動試験装置１のブロック図である。図８に示されるように、動電型振動試験装置１は、コントローラ２と、電源３と、アンプ４とを有する。電源３は、固定コイル５２に直流電流を供給し、可動コイル５１の周囲に直流磁界を発生させる。また、アンプ４は、電源３から電力の供給を受けて交流電流を生成し、これを可動コイル５１に供給する。コントローラ２はアンプ４を制御して、所望の振幅及び周波数をもった交流電流をアンプ４から出力させることが可能である。
【００４４】
また、前述のようにワークＷの荷重はロードセル３３によって計測されており、コントローラ２は、ロードセル３３の計測結果に基づいて電空レギュレータ６４の出力ポート側の圧力をフィードバック制御する。このフィードバック制御によって、所望の静荷重をワークＷに加えることができる。また、コントローラ２は、テーブル３１に設けられた加速度センサ３５（図３）の検出結果に基づいて、テーブルの変位、速度、加速度振幅をフィードバック制御することが可能である。なお、加速度センサ３５の代わりに、変位や速度を計測する他のセンサを用いても良い。
【００４５】
また、前述のように、ワークＷが空気ばね６１と反力板１３ｃとの間に挟み込まれることによってワークＷに静荷重を加えるようになっているため、反力板１３ｃには、ワークＷを介して空気ばね６１から大荷重を受けても変位又は変形しないことが求められる。そのため、反力フレーム１３の強度及び剛性は十分に高くする必要がある。このため、図１に示されるように、反力フレーム１３の側板１３ａと反力板１３ｃとによって形成されるコーナ、及び底板１３ｃと側板１３ａによって形成されるコーナには、夫々補強用のリブ１３ｄ及び１３ｅが溶接されている。
【００４６】
本実施形態においては、上記の如く空気ばね６１によって可動部２０に比較的大きな荷重が加えられるため、テーブル３１が倒れず、且つスムーズに鉛直方向に移動できるよう、テーブル３１はリニアガイド機構４０によってガイドされている。リニアガイド機構４０について以下説明する。
【００４７】
図１〜３に示されるように、リニアガイド機構４０は、固定部１０の筒状体１２の上面に固定されるフレーム部４１を有する。フレーム部４１は、筒状体１２にボルトで固定される底板４１ｂと、側板４１ａとをＬ字状に組み合わせて溶接した部材である。また、フレーム部４１の剛性及び強度を向上させるため、底板４１ｂと側板４１ａによって形成されるコーナにはリブ４１ｃが形成される。
【００４８】
また、リニアガイド機構は、側板４１ａに固定された鉛直方向に伸びるレール４４と、ランナーブロック取付部材４２を介してテーブル３１に固定されたランナーブロック４６とを更に有する。ランナーブロック４６とレール４４とは係合しており、ランナーブロック４６と一体となったテーブル３１は、レール４４に沿ってスムーズに移動可能となる。
【００４９】
なお、本実施形態においては、図２に示されるように、フレーム部４１、レール４４及びランナーブロック４６の組が、鉛直方向を中心とする円周上に、約９０度毎に計４組設けられており、この４組によって４方からテーブル３１がガイドされるようになっている。
【００５０】
次に、本実施形態によるリニアガイド４０のレール４４及びランナーブロック４６（図２）の構成について、図面を用いて詳細に説明する。図５は、レール４４及びランナーブロック４６を、レール４４の長軸方向に垂直な一面（すなわち水平面）で切断した断面図であり、図６は図５のＩＩ−ＩＩ断面図である。図５及び図６に示されるように、ランナーブロック４６にはレール４４を囲むように凹部が形成されており、この凹部にはレール４４の軸方向に延びる４本の溝４６ａ、４６ａ’が形成されている。この溝４６ａ、４６ａ’には、多数のステンレス鋼製のボール４６ｂが収納されている。レール４４には、ランナーブロック４６の溝４６ａ、４６ａ’と対向する位置にそれぞれ溝４４ａ、４４ａ’が設けられており、ボール４６ｂが溝４６ａと溝４４ａ、又は溝４６ａ’と溝４４ａ’との間に挟まれるようになっている。溝４６ａ、４６ａ’、４４ａ、４４ａ’の断面形状は円弧状であり、その曲率半径はボール４６ｂの半径と略等しい。このため、ボール４６ｂは、あそびのほとんど無い状態で溝４６ａ、４６ａ’、４４ａ、４４ａ’に密着する。
【００５１】
ランナーブロック４６の内部には、溝４６ａの夫々と略平行な４本のボール退避路４６ｃ、４６ｃ’が設けられている。図６に示されるように、溝４６ａと退避路４６ｃとは、夫々の両端でＵ字路４６ｄを介して接続されており、溝４６ａ、溝４４ａ、退避路４６ｃ及びＵ字路４６ｄによって、ボール４６ｂを循環させるための循環路が形成される。溝４６ａ’、溝４４ａ’及び退避路４６ｃ’によっても、同様の循環路が形成されている。
【００５２】
このため、ランナーブロック４６がレール４４に対して移動すると、多数のボール４６ｂが溝４６ａ、４６ａ’、４４ａ、４４ａ’を転がりながら循環路を循環する。このため、レール軸方向以外の方向に大荷重が加わっていたとしても、多数のボールでランナーブロックを支持可能であると共にボール４６ｂが転がることによりレール軸方向の抵抗が小さく保たれるので、ランナーブロック４６をレール４４に対してスムーズに移動させることができる。なお、退避路４６ｃ及びＵ字路４６ｄの内径は、ボール４６ｂの径よりやや大きくなっている。このため、退避路４６ｃ及びＵ字路４６ｄとボール４６ｂとの間に発生する摩擦力はごくわずかであり、それによってボール４６ｂの循環が妨げられることはない。
【００５３】
図示されているように、溝４６ａと４４ａに挟まれた二列のボール４６ｂの列は、接触角が略±４５°となる正面組合せ型のアンギュラ玉軸受を形成する。この場合の接触角とは、溝４６ａ及び４４ａがボール４６ｂと接触する接触点同士を結んだ線が、リニアガイドのラジアル方向（ランナーブロックからレールに向かう方向であり、図５における下方向）に対してなす角度である。このように形成されたアンギュラ玉軸受は、逆ラジアル方向（レールからランナーブロックに向かう方向であり、図５における上方向）及び横方向（ラジアル方向及びランナーブロックの進退方向の双方に直交する方向であり、図５における左右方向）の荷重を支持することができる。
【００５４】
同様に、溝４６ａ’と４４ａ’に挟まれた二列のボール４６ｂの列は、接触角（溝４６ａ’及び４４ａ’がボール４６ｂと接触する接触点同士を結んだ線が、リニアガイドの逆ラジアル方向に対してなす角度）が略±４５°となる正面組合せ型のアンギュラ玉軸受を形成する。このアンギュラ玉軸受は、ラジアル方向及び横方向の荷重を支持することができる。
【００５５】
また、溝４６ａと４４ａの一方（図中左側）と、溝４６ａ’と４４ａ’の一方（図中左側）にそれぞれ挟まれた二列のボール４６ｂの列もまた、正面組み合わせ型のアンギュラ玉軸受を形成する。同様に溝４６ａと４４ａの他方（図中右側）と、溝４６ａ’と４４ａ’の他方（図中右側）にそれぞれ挟まれた二列のボール４６ｂの列もまた、正面組合せ型のアンギュラ玉軸受を形成する。
【００５６】
このように、本実施形態においては、ラジアル方向、逆ラジアル方向、横方向のそれぞれに働く荷重に対して、多数のボール４６ｂを有する正面組合せ型のアンギュラ玉軸受が支持することになり、レール軸方向以外の方向に加わる大荷重を十分支持できるようになっている。
【００５７】
以上が本発明の一実施形態の詳細な説明である。以下、上述した本発明の一実施形態を概括する。
【００５８】
本発明の一実施形態による動電型振動試験装置は、試験装置の可動部を固定部に対して下方から支持する空気ばねと、固定部に取り付けられて試験装置のテーブルとの間で被検体を挟み込むようになっている反力板とを有する。好ましくは、空気ばね内のエア圧を制御するエア圧制御手段をさらに有する。また、被検体に加わる荷重を計測する荷重計測手段を動電型振動試験装置が更に有し、エア圧制御手段は荷重計測手段の計測結果に基づいて空気ばね内のエア圧を制御する。
【００５９】
このように、本発明の一実施形態においては、空気ばねにて可動部に上向きの荷重を加えることによって、テーブルと反力板との間で被検体に圧縮静荷重を加えることができる。従って、本発明の一実施形態によれば、電源回路や可動コイルを大型化することなく、被検体に静荷重を加えながら振動試験を実施可能な動電型振動試験装置が実現される。また、空気ばね内のエア圧を制御することにより、被検体に加える静荷重の大きさを調整することができる。また、荷重計測手段の計測結果に基づいて空気ばね内のエア圧が調整されるため、所望の大きさの静荷重を正確に被検体に加えることができる。
【００６０】
さらに、本発明の一実施形態による動電型振動試験装置においては、エア圧制御手段が空気ばねと接続されていると共にその容積よりも十分に大きいエアタンクと、エアタンクにエアを供給するエア源と、エア源とエアタンクとの間に設けられたレギュレータ手段と、をさらに有する。
レギュレータ手段は、入力ポートがエア源側に接続されている電空レギュレータと、入力ポートがエア源側に接続され且つ出力ポートがエアタンクに接続されている精密レギュレータとを有し、電空レギュレータの出力ポートのエア圧によって、精密レギュレータの出力ポートのエア圧が制御されるようになっている。
【００６１】
このように、本発明の一実施形態においては、大容量のエアタンクを空気ばねに接続しているため、空気ばねの容積が多少変化したとしても、その変化量は空気ばねとエアタンクを合わせた容積に対しては微小なものである。従って、ボイスコイルモータで可動部を振動させたとしても、空気ばねの内圧はほとんど変化せず、一定の静荷重を被検体に加え続けることが可能である。また、電空レギュレータは、出力ポートのエア圧をコンピュータ等の電子機器から容易に制御可能であり、一方、精密レギュレータは、入力ポートから出力ポートに大流量のエアが流れる場合であってもパイロットポートに入力されるエア圧に基づいて出力ポートのエア圧を精密に制御可能である。従って、本発明の一実施形態のようにこのエア圧を大流量であってもエア圧力を精密に制御できる精密レギュレータの出力ポートの圧力とすることによって、エアタンク及び空気ばね内のエア圧を精密に制御することができる。
【００６２】
また、電空レギュレータ及び精密レギュレータの入力ポートとエア源との間に、電空レギュレータ及び精密レギュレータの入力ポートに入力されるエアの圧力を略一定に保つための前段レギュレータが設けられている構成とすることがより好ましい。
【００６３】
また、リニアガイドが、可動部と固定部の一方に固定されたレールと、他方に固定されると共にレールと係合しレールに沿って移動可能なランナーブロックとを有し、ランナーブロックが、レールを囲む凹部と、凹部においてランナーブロックの移動方向に沿って形成された溝と、ランナーブロックの内部に形成され記溝と閉回路を形成するように溝の移動方向両端と繋がっている退避路と、閉回路を循環するとともに溝に位置するときはレールと当接するようになっている複数のボールとを有する構成とすることが好ましい。このような構成とすると、ランナーブロックをガタツキ無く且つスムーズにレールに沿って移動させることが可能となる。すなわち、テーブルをスムーズに振動させることができる。
【００６４】
また、ランナーブロックには閉回路が４つ形成されており、４つの閉回路のうち２つの閉回路の溝の夫々に配置されたボールがランナーブロックのラジアル方向に対して略±４５度の接触角を有し、他の２つの閉回路の溝の夫々に配置されたボールは該ランナーブロックの逆ラジアル方向に対して略±４５度の接触角を有する構成とすることが好ましい。このような構成とすると、ランナーブロックはラジアル方向、逆ラジアル方向及び横方向の夫々に対して大荷重に耐えることができ、角ねじからローラを介して上記の方向の大荷重がローラブロックに加わったとしても、ランナーブロックが破損に至ることはなく、また、レールに沿ってスムーズに移動可能である。また、好ましくは、リニアガイドが、レール及びランナーブロックを複数組有し、レールとランナーブロックの組は、テーブルの中心を中心とする円周上に、略等間隔に配置されている。
【符号の説明】
【００６５】
１    動電型振動試験装置
１０    固定部
１３    反力フレーム
２０    可動部
５１    可動コイル
５２    固定コイル
６０    内圧制御機構
６１    空気ばね
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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