(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板に載置される供試体を加振する加振装置であって、
流体の圧力でシリンダスリーブ内に配置されるピストンを摺動させることで、前記振動板を支持する加振軸を往復移動させて、前記供試体を加振する流体圧式加振部と、
励磁コイルにより磁界を形成し、前記磁界内に配置されるとともに、前記振動板に連結される駆動コイルに交流電流を供給することで、前記駆動コイルを往復移動させて、前記供試体を加振する動電式加振部と、
を具備し、
前記流体圧式加振部および前記動電式加振部の最大加振力は、
前記加振装置の最大加振力に対する所定の比率により決定され、
前記加振装置は、
前記流体圧式加振部単体で前記供試体を加振したときの、前記流体圧式加振部のエネルギー効率に応じて、前記流体圧式加振部および前記動電式加振部のうち、少なくともいずれか一方で前記供試体を加振し、
前記供試体を加振するときの加振力が、前記流体圧式加振部の最大加振力よりも大きいとき、前記流体圧式加振部および前記動電式加振部の加振動作を同期させ、
前記流体圧式加振部にて最大加振力で前記供試体を加振するとともに、前記動電式加振部にて残りの加振力を補う、
加振装置。
【請求項２】
前記加振装置は、
流体圧式加振部で前記供試体を加振するときに、前記加振軸にかかる横荷重およびモーメントを支持する軸受によって、前記動電式加振部で前記供試体を加振するときに、前記加振軸にかかる横荷重およびモーメントも支持する、
請求項１に記載の加振装置。
【請求項３】
前記流体圧式加振部には、
前記シリンダスリーブの前記ピストンを挟んだ前記加振方向一側に、前記流体を供給する第一供給経路と、
前記シリンダスリーブの前記ピストンを挟んだ前記加振方向他側に、前記流体を供給する第二供給経路と、
前記第一供給経路および前記第二供給経路を相互に連通するバイパス経路と、
が形成され、
前記バイパス経路は、
前記流体圧式加振部で前記供試体を加振するときに閉塞されるとともに、前記動電式加振部単体で前記供試体を加振するときに開放される、
請求項１または請求項２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、振動板に載置される供試体を加振する加振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、供試体（例えば、自動車等）を加振して、供試体の状態変化等を検査する際には、例えば、油圧式の加振装置を用いている。
油圧式の加振装置では、油圧源とシリンダとの間を流れる油の流動方向を油圧サーボ弁によって制御し、シリンダ内のピストンを圧力差によって摺動させる。そして、その摺動よって振動板に載置される供試体を加振する。
【０００３】
このような油圧式の加振装置は、高加振力および高速加振を両立させて供試体を加振可能である。
しかし、油圧式の加振装置は、常に最大の圧力で供給される油の流量を調整することで、加振力を調整する。このため、油圧式の加振装置の最大加振力よりも小さな加振力で供試体を加振する場合でも、常に最大のエネルギーを消費してしまう。
従って、油圧式の加振装置では、必要な加振力が小さい場合に、エネルギー効率が悪化してしまう。つまり、加振力に応じて効率的にエネルギーを消費できない。
【０００４】
このような問題を解消するために、特許文献１に開示されるような動電式の加振装置（振動発生機）を用いることが考えられる。
特許文献１に開示される動電式の加振装置は、外側磁極および内側磁極を励磁して可動コイルの周囲に磁界を形成し、磁界内に配置される可動コイルに交流電流を供給して、可動コイルに支持される可動部を加振する。
これによれば、励磁電流値や駆動電流値を調整することで加振力を調整できる。このため、加振力に応じて効率的にエネルギーを消費できる。
【０００５】
しかし、特許文献１に開示されるような動電式の加振装置は、加振力を大きくする際に、磁束密度（励磁電流値）を上げる必要がある。この場合、加振速度が低下してしまう。
つまり、特許文献１に開示されるような動電式の加振装置は、加振力と加振速度とがトレードオフの関係にある。このため、油圧式の加振装置のように高加振力および高速加振を両立させて供試体を加振できない。
【０００６】
また、加振力に応じて効率的にエネルギーを消費するために、特許文献２に開示されるような電気サーボモータ式の加振装置（加振試験装置）を用いることが考えられる。
特許文献２に開示されるような電気モータ式の加振装置は、ボールネジおよびボールネジに螺合するボールネジナットで構成される回転変換部によって、電気サーボモータの回転運動を直線運動に変換することで、供試体を加振する。
これによれば、電気サーボモータの出力を調整することで、加振力に応じて効率的にエネルギーを消費できる。
【０００７】
しかし、特許文献２に開示されるような電気サーボモータ式の加振装置は、回転運動を直線運動に変換する構成であるため、その等価慣性が大きい。
従って、特許文献２に開示されるような電気サーボモータ式の加振装置では、油圧式の加振装置のように高速加振することが困難である。
【０００８】
以上のように、従来の加振装置では、油圧式の加振装置のように高加振力および高速加振を両立させて供試体を加振できるとともに、動電式および電気サーボモータ式の加振装置のように加振力に応じてエネルギーを消費できる加振装置を構成できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１４８００６号公報
【特許文献２】特開２００９−１２２０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、高加振力および高速加振を両立させて供試体を加振できるとともに、加振力に応じて効率的にエネルギーを消費できる加振装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１においては、振動板に載置される供試体を加振する加振装置であって、流体の圧力でシリンダスリーブ内に配置されるピストンを摺動させることで、前記振動板を支持する加振軸を往復移動させて、前記供試体を加振する流体圧式加振部と、励磁コイルにより磁界を形成し、前記磁界内に配置されるとともに、前記振動板に連結される駆動コイルに交流電流を供給することで、前記駆動コイルを往復移動させて、前記供試体を加振する動電式加振部と、を具備し、前記流体圧式加振部および前記動電式加振部の最大加振力は、前記加振装置の最大加振力に対する所定の比率により決定され、前記加振装置は、前記流体圧式加振部単体で前記供試体を加振したときの、前記流体圧式加振部のエネルギー効率に応じて、前記流体圧式加振部および前記動電式加振部のうち、少なくともいずれか一方で前記供試体を加振し、前記供試体を加振するときの加振力が、前記流体圧式加振部の最大加振力よりも大きいとき、前記流体圧式加振部および前記動電式加振部の加振動作を同期させ、前記流体圧式加振部にて最大加振力で前記供試体を加振するとともに、前記動電式加振部にて残りの加振力を補う、ものである。
【００１２】
請求項２においては、前記加振装置は、流体圧式加振部で前記供試体を加振するときに、前記加振軸にかかる横荷重およびモーメントを支持する軸受によって、前記動電式加振部で前記供試体を加振するときに、前記加振軸にかかる横荷重およびモーメントも支持する、ものである。
【００１３】
請求項３においては、前記流体圧式加振部には、前記シリンダスリーブの前記ピストンを挟んだ前記加振方向一側に、前記流体を供給する第一供給経路と、前記シリンダスリーブの前記ピストンを挟んだ前記加振方向他側に、前記流体を供給する第二供給経路と、前記第一供給経路および前記第二供給経路を相互に連通するバイパス経路と、が形成され、前記バイパス経路は、前記流体圧式加振部で前記供試体を加振するときに閉塞されるとともに、前記動電式加振部単体で前記供試体を加振するときに開放される、ものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、油圧式加振部と動電式加振部との動作を同期させることで、動電式加振部の最大加振力を、加振装置の最大加振力よりも小さく設定できるため、高加振力および高速加振を両立させて供試体を加振できる。また、供試体を加振するときの加振力に対する油圧式加振部のエネルギー効率に応じて動電式加振部の加振動作を制御するため、加振力に応じて効率的にエネルギーを消費できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】加振装置の全体的な構成を示す断面図。
【図２】振動板を下方向に移動させる状態を示す油圧式加振部の断面図。
【図３】振動板を上方向に移動させる状態を示す油圧式加振部の断面図。
【図４】バイパス経路を開放した状態を示す油圧式加振部の断面図。
【図５】油圧式加振部および動電式加振部で供試体を加振する状態を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本実施形態の加振装置１０について説明する。
【００１７】
なお、以下では、説明の便宜上図１における紙面の上下方向を基準として「加振装置１０の上下方向」を規定する。
【００１８】
図１に示すように、加振装置１０は、供試体Ｗの振動試験等に用いられ、供試体Ｗを加振するためのものである。加振装置１０は、振動板２０、油圧式加振部３０、および動電式加振部５０等を具備する。
【００１９】
本実施形態の加振装置１０は、上下方向に供試体Ｗを加振するものとするが、これに限定されるものでなく、例えば、水平方向（図１における紙面左右方向）に供試体Ｗを加振する構成であっても構わない。
【００２０】
振動板２０は、上部が略円板状に形成される。振動板２０の下部は、振動板２０の上部より振動板２０の中心に向けて縮径しながら下方向に延出する。振動板２０の下端部は、加振軸３３の上端部に連結される。振動板２０の上面には、供試体Ｗが載置される。
【００２１】
本実施形態の供試体Ｗは、重量の異なる自動車（例えば、小型車や大型車等）であるものとするが、これに限定されるものでない。
本実施形態のように供試体Ｗが自動車である場合、自動車の各車輪が複数の加振装置１０の振動板２０に載置される。
【００２２】
油圧式加振部３０は、油圧によって供試体Ｗを加振するためのものである。油圧式加振部３０は、動電式加振部５０の内側に位置する。油圧式加振部３０は、シリンダスリーブ３１、ピストン３２、加振軸３３、二つの軸受３４・３４、タンデム機構３５、二つの油圧サーボ弁３８・３８、および二つのバイパス弁４０・４０を備える。
【００２３】
図２に示すように、シリンダスリーブ３１は、中空の略筒状の部材であり、振動板２０の下方に位置する。シリンダスリーブ３１は、その内側にピストン３２を収容する。シリンダスリーブ３１の上部および下部の外周面は、それぞれ二箇所ずつ外部に開口し、各開口部分と中空部分とが連通している。
【００２４】
ピストン３２は、シリンダスリーブ３１内を上下方向に摺動可能な形状を有する。ピストン３２の上側には、加振軸３３の下端部が連結される。ピストン３２の下側には、タンデム機構３５の連結軸３６が連結される。
なお、ピストン３２、加振軸３３、および連結軸３６は、一体的に構成される構造であっても構わない。
【００２５】
加振軸３３は、その軸方向が上下方向に対して平行に配置される。加振軸３３は、その上端部が振動板２０に連結され、振動板２０を支持する（図１参照）。加振軸３３の外径は、シリンダスリーブ３１の内径よりも小さい。つまり、加振軸３３の外周面とシリンダスリーブ３１の内周面との間には所定の隙間が形成される。
【００２６】
シリンダスリーブ３１の内側においては、シリンダスリーブ３１と加振軸３３との隙間がピストン３２により上下方向に分割され、各分割された隙間が油室として形成される。
本実施形態では、シリンダスリーブ３１のピストン３２を挟んだ上側（加振方向一側）の油室が第一油室３１ａ、下側（加振方向他側）の油室が第二油室３１ｂとして形成される。
【００２７】
各軸受３４・３４は、それぞれシリンダスリーブ３１の上側および下側に配置され、供試体Ｗを加振するときに加振軸３３および連結軸３６にかかる横荷重およびモーメントを支持する。本実施形態の各軸受３４・３４は、それぞれ既存の油圧式の静圧軸受によって構成される。
【００２８】
タンデム機構３５は、振動板２０に供試体Ｗを載置したときに、供試体Ｗの自重で振動板２０が下方向へ移動しないように、振動板２０および加振軸３３を保持するものである。タンデム機構３５は、下面が開口する連結軸３６と、アキュムレータとを配管３７等を介して連結し、アキュムレータより流体（例えば、油等）を供給することで、振動板２０を保持する。
連結軸３６の外径寸法には、加振軸３３の外径寸法と略同一の寸法が設定される。
【００２９】
なお、タンデム機構３５は、必ずしも油圧式加振部３０に備える必要はない。
【００３０】
各油圧サーボ弁３８・３８は、それぞれ各油室３１ａ・３１ｂに流体を供給するためのものである。
【００３１】
なお、本実施形態で各油室３１ａ・３１ｂに供給する流体は油であるものとするが、これに限定されるものでなく、例えば、水等であっても構わない。
また、油圧式加振部３０は、油圧サーボ弁３８を一つだけ備える構成であっても構わない。
【００３２】
各油圧サーボ弁３８・３８は、それぞれシリンダスリーブ３１の外周面に取り付けられるとともに、ホースおよび配管等を介して油圧源と連通する。
各油圧サーボ弁３８・３８には、それぞれその内側に各油室３１ａ・３１ｂと連通する内部通路が形成される。また、内部通路の油圧源側（各油室３１ａ・３１ｂと離間する側）の端部には、第一供給ポート３８ａ、第二供給ポート３８ｂ、および戻りポート３８ｃが形成される。
【００３３】
第一供給ポート３８ａは、戻りポート３８ｃの上方に形成され、油圧源から第一油室３１ａに高圧の流体を供給するためのポートである。
第二供給ポート３８ｂは、戻りポート３８ｃの下方に形成され、油圧源から第二油室３１ｂに高圧の流体を供給するためのポートである。
戻りポート３８ｃは、各油室３１ａ・３１ｂから油圧源に流体を戻すためのポートである。
【００３４】
各油圧サーボ弁３８・３８は、それぞれスプール３９を上下方向に移動させて、各ポート３８ａ〜３８ｃの開放および閉塞を行う。
スプール３９は、油圧サーボ弁３８・３８の内部に上下摺動自在に設けられ、各ポート３８ａ〜３８ｃの近傍に配置され、各ポート３８ａ〜３８ｃを同時に閉塞可能な形状を有する。
【００３５】
各油圧サーボ弁３８・３８は、それぞれスプール３９を上方向に移動させることで、第一供給ポート３８ａを開放し、第一油室３１ａに高圧の流体を供給する（図２の第一供給ポート３８ａに示す矢印参照）。このとき、第二供給ポート３８ｂを閉塞するとともに、戻りポート３８ｃと第二油室３１ｂとを連通する。
【００３６】
この場合、第一油室３１ａの圧力が、第二油室３１ｂの圧力よりも大きくなり、第二油室３１ｂ内の流体が戻りポート３８ｃを通って油圧源に戻される（図２の戻りポート３８ｃに示す矢印参照）。従って、ピストン３２は下方向に移動する。
これに伴って、加振軸３３および振動板２０が下方向に移動する（図２の加振軸３３に示す矢印参照）。
【００３７】
図３に示すように、各油圧サーボ弁３８・３８は、それぞれスプール３９を下方向に移動させることで、第二供給ポート３８ｂを開放し、第二油室３１ｂに高圧の流体を供給する（図３の第二供給ポート３８ｂに示す矢印参照）。このとき、第一供給ポート３８ａを閉塞するとともに、戻りポート３８ｃと第一油室３１ａとを連通する。
【００３８】
この場合、第二油室３１ｂの圧力が、第一油室３１ａの圧力よりも大きくなり、第一油室３１ａ内の流体が戻りポート３８ｃを通って油圧源に戻される（図３の戻りポート３８ｃに示す矢印参照）。従って、ピストン３２は上方向に移動する。
これに伴って、加振軸３３および振動板２０が上方向に移動する（図３の加振軸３３に示す矢印参照）。
【００３９】
このように、油圧式加振部３０は、スプール３９を上下方向へ往復移動させることによる各油室３１ａ・３１ｂの圧力差で、ピストン３２を上下方向に摺動させることで、加振軸３３を上下方向に往復移動させて、供試体Ｗを加振する流体圧式加振部として機能する。
【００４０】
本実施形態では、第一油室３１ａに流体を供給する経路を「第一供給経路Ｃ１」と表記する。また、第二油室３１ｂに流体を供給する経路を「第二供給経路Ｃ２」と表記する。
【００４１】
各バイパス弁４０・４０は、それぞれ各供給経路Ｃ１・Ｃ２を連通する、あるいは各供給経路Ｃ１・Ｃ２の連通状態を解除するためのものである。各バイパス弁４０・４０は、それぞれ各供給経路Ｃ１・Ｃ２における各油圧サーボ弁３８・３８とシリンダスリーブ３１との間に位置する。
【００４２】
各供給経路Ｃ１・Ｃ２は、それぞれその流動方向中途部にて、各バイパス弁４０・４０に向けて分岐する。当該分岐する側の端部は、各バイパス弁４０・４０と連通する。
【００４３】
各バイパス弁４０・４０には、それぞれその内側にロックブロック４１が配置される。
ロックブロック４１は、バネによって上方向に付勢され、上方向に移動可能に構成されるとともに、その上側に高圧の流体（例えば、油等）が供給されることで、下方向に移動可能に構成される。
【００４４】
本実施形態では、各供給経路Ｃ１・Ｃ２が分岐する部分からバイパス弁４０までの経路を「バイパス経路Ｃ３」と表記する。
つまり、各バイパス経路Ｃ３・Ｃ３は、それぞれ各供給経路Ｃ１・Ｃ２を相互に連通する経路である。
【００４５】
各バイパス弁４０・４０は、それぞれロックブロック４１の上側に高圧の流体を供給することで、バネによる付勢力に抗して、ロックブロック４１を下方向に移動させる（図３の各バイパス弁４０・４０に示す矢印参照）。
これにより、各供給経路Ｃ１・Ｃ２の連通状態を解除する。つまり、各バイパス経路Ｃ３・Ｃ３を閉塞する。
【００４６】
図４に示すように、各バイパス弁４０・４０は、それぞれロックブロック４１の上側への流体の供給を解除することで、バネによる付勢力をロックブロック４１に作用させ、ロックブロック４１を上方向へ移動させる。
これにより、各バイパス弁４０・４０は、それぞれ各供給経路Ｃ１・Ｃ２を連通する。つまり、各バイパス経路Ｃ３・Ｃ３を開放する。
【００４７】
図２および図３に示すように、各バイパス弁４０・４０は、それぞれ油圧式加振部３０によって振動板２０を加振するとき、各バイパス経路Ｃ３・Ｃ３を閉塞する。
【００４８】
図１に示すように、動電式加振部５０は、磁界５０ａと駆動コイル５３との作用により、供試体Ｗを加振するものである。動電式加振部５０は、取付部材を介して油圧式加振部３０の上側に連結される。動電式加振部５０は、本体５１、二つの励磁コイル５２・５２、駆動コイル５３を備える。
【００４９】
本体５１は、油圧式加振部３０をその内側に収容可能な略円筒状の部材である。本体５１の上側は、本体５１の径方向内側に向けて突出する収容部５１ａとして形成される。
【００５０】
収容部５１ａには、本体５１の筒軸方向に沿った断面形状が略矩形状となるとともに、収容部５１ａの形状に沿って略円環状に連続して形成される中空部が形成される。収容部５１ａの上側には、隙間部５１ｂが形成される。
隙間部５１ｂは、本体５１を上方から見たときに略円環状に形成される本体５１の開口部であり、収容部５１ａの中空部と連通する。
収容部５１ａは、磁性体（例えば、鉄等）によって構成される。
【００５１】
励磁コイル５２は、上下方向に沿って収容部５１ａに環状に配置されるとともに、所定の電源より励磁電流（直流電流）が供給される。収容部５１ａの環状部分の内側には、駆動コイル５３が上下移動できる隙間が形成される。
動電式加振部５０は、励磁コイル５２に励磁電流を供給することで収容部５１ａを励磁して、励磁コイル５２により隙間部５１ｂに直交する磁界５０ａを形成する。
【００５２】
駆動コイル５３は、その上端部がコイルホルダ５３ａを介して振動板２０の外側端部に連結される。駆動コイル５３の下端部は、隙間部５１ｂを通って収容部５１ａおよび励磁コイル５２の間に形成される隙間に配置される。
すなわち、駆動コイル５３は、隙間部５１ｂに直交する磁界５０ａ内に配置される。駆動コイル５３は、所定の電力増幅器より駆動電流（交流電流）が供給される。
【００５３】
このように構成される動電式加振部５０は、磁界５０ａを形成した状態で、駆動コイル５３に駆動電流（交流電流）を供給することで、駆動コイル５３を往復移動させて、供試体Ｗを加振する。
【００５４】
このとき、駆動コイル５３は、コイルホルダ５３ａを介して振動板２０に接続されるので、加振軸３３および連結軸３６を介して、各軸受３４・３４によってガイドされ、上下方向に移動する。すなわち、動電式加振部５０は、油圧式加振部３０とガイドを共用する。
【００５５】
すなわち、加振装置１０は、油圧式の加振装置と、動電式の加振装置とを組み合わせて、各加振部３０・５０がそれぞれ一つの振動板２０を振動させる一つの加振装置として構成した、ハイブリッド式の加振装置である。
【００５６】
各加振部３０・５０の最大加振力は、加振装置１０の最大加振力に対する所定の比率により決定される。
すなわち、各加振部３０・５０は、それぞれ加振装置１０の最大加振力を１００％として、一定の比率（例えば、互いに５０％ずつ、油圧式加振部３０が６０％および動電式加振部５０が４０％等）の加振力まで加振可能である。
【００５７】
つまり、各加振部３０・５０の最大加振力は、それぞれ加振装置１０の最大加振力よりも小さい。従って、各加振部３０・５０の形状は、それぞれ加振装置１０の最大加振力と同一の最大加振力を出力可能な油圧式の加振装置および動電式の加振装置の形状よりも小さくなる。
【００５８】
また、油圧式加振部３０は、動電式加振部５０の本体５１の内側に位置する。すなわち、加振装置１０は、動電式加振部５０の内側に、油圧式加振部３０を潜り込ませた形状である。
つまり、加振装置１０は、油圧式加振部３０および動電式加振部５０が共通の軸受３４・３４を使用することにより、並列に配置される構成である。
【００５９】
従って、加振装置１０は、同一の最大加振力の油圧式の加振装置および動電式の加振装置よりも、その形状をよりコンパクトにできる。
【００６０】
次に、加振力を調整するときのエネルギー消費量に関する各加振部３０・５０の特性について説明する。
【００６１】
図２および図３に示すように、油圧式加振部３０は、常に最大の圧力で油圧源から各油室３１ａ・３１ｂに高圧の流体が供給される。
このため、油圧式加振部３０は、各油圧サーボ弁３８・３８のスプール３９の移動量（つまり、各ポート３８ａ〜３８ｃの開き具合）を調整することで、各油室３１ａ・３１ｂへ供給される流体の流量を調整し、その加振力を調整する。
【００６２】
このような構成においては、加振力を調整した場合でも、油圧源の圧力が変わらないため、供試体Ｗを加振する際に消費するエネルギーは減少しない。
すなわち、油圧式加振部３０は、加振力の大きさに関わらず、エネルギー消費量が変動しない特性を持っている。つまり、油圧式加振部３０は、加振力の調整量（油圧式加振部３０の最大加振力に対する下げ幅）が大きいほど、そのエネルギー効率が悪くなる。
【００６３】
動電式加振部５０の加振力は、隙間部５１ｂの磁束密度と駆動コイル５３の長さと駆動電流値との積によって決定する。磁束密度は、励磁コイル５２に供給する励磁電流値に応じて変化する。
すなわち、動電式加振部５０は、励磁電流値や駆動電流値を調整することで、その加振力を調整する。
【００６４】
つまり、動電式加振部５０は、加振力の調整量（加振力の下げ幅）に応じて、そのエネルギーの消費量が減少する特性を持っている。
【００６５】
本実施形態の加振装置１０は、動電式加振部５０で供試体Ｗを加振するときの加振力に応じて、励磁電流値を段階的に切り替える。そして、切り替えた励磁電流値、および動電式加振部５０で供試体Ｗを加振するときの加振力とに基づいて設定した駆動電流値に対応する駆動電流を供給する。
【００６６】
すなわち、動電式加振部５０は、励磁電流値を一定にして、常に最大加振力を発揮できる状態を維持するのではなく、必要加振力に対して最適な加振力を発揮できる状態に切り替える構成である。
これにより、常時消費するエネルギーおよび各コイル５２・５３の冷却に要するエネルギーを小さくできるため、そのエネルギー効率をより向上できる。
【００６７】
ここで、各加振部３０・５０の最大加振速度は、加振装置１０の最大加振速度と同一の速度である。
【００６８】
動電式加振部５０は、その加振力を上げるために、励磁電流値を上げた場合、その加振速度が低下する。すなわち、動電式加振部５０は、最大加振力で供試体Ｗを加振するときに、その加振速度が最も低下することとなる。
【００６９】
動電式加振部５０は、その最大加振力を加振装置１０の最大加振力よりも小さくすることでその最大加振速度の低下量を抑制し、油圧式加振部３０の最大加振速度と同一の最大加振速度を確保している。
【００７０】
次に、加振装置１０の具体的な動作について説明する。
【００７１】
以下では、各加振部３０・５０は、それぞれ加振装置１０の最大加振力の５０％の加振力まで加振可能であるものとする。つまり、各加振部３０・５０の最大加振力は、互いに同一の大きさである。
また、供試体Ｗを加振するときの加振力を「必要加振力」と表記する。
【００７２】
加振装置１０は、油圧式加振部３０単体で供試体Ｗを加振したときに、油圧式加振部３０のエネルギー効率が悪化する場合、動電式加振部５０単体で供試体Ｗを加振する。
【００７３】
このような場合としては、例えば、必要加振力が油圧式加振部３０の最大加振力を大きく下回る場合（例えば、油圧式加振部３０の最大加振力の２０％程度の大きさである場合）等がある。
【００７４】
動電式加振部５０単体で供試体Ｗを加振するとき、図４に示すように、加振装置１０は、各バイパス弁４０・４０のロックブロック４１への流体の供給を解除して、各バイパス経路Ｃ３・Ｃ３を開放する。
また、各油圧サーボ弁３８・３８の各ポート３８ａ〜３８ｃを閉塞し、各油室３１ａ・３１ｂへの流体の供給を停止する。
【００７５】
これにより、各油室３１ａ・３１ｂの圧力差がなくなり、ピストン３２がフリーな状態（差圧による抵抗が動電式加振部５０の加振動作に作用しない状態）となる。動電式加振部５０は、この状態で供試体Ｗを加振する。
【００７６】
このように、加振装置１０は、油圧式加振部３０の加振力を調整してエネルギー効率が悪化する場合、動電式加振部５０が供試体Ｗの加振動作を担当する。
これによれば、加振力の調整量に応じてエネルギー消費量が低下する動電式加振部５０の特性を活かすことができ、油圧式加振部３０の最大加振力よりも必要加振力が小さい場合でも、効率的にエネルギーを消費できる。
【００７７】
本実施形態では、各加振部３０・５０の最大加振力が同じ大きさであるため、動電式加振部５０単体で供試体Ｗを加振するとき、必要加振力が動電式加振部５０の最大加振力を大きく下回る場合がある。
この場合、加振装置１０は、励磁電流値を、必要加振力に応じた所定の段階に切り替える（最大加振力で加振するときの励磁電流値よりも低くする）とともに、切り替えた励磁電流値と必要加振力とに基づいて、駆動電流値を設定する。
【００７８】
これによれば、加振装置１０は、動電式加振部５０単体で供試体Ｗを加振するときに（つまり、油圧式加振部３０の最大加振力よりも必要加振力が小さいときに）、より効率的にエネルギーを消費できる。
【００７９】
加振装置１０は、油圧式加振部３０単体で供試体Ｗを加振したときに、油圧式加振部３０のエネルギー効率が悪化しない場合、油圧式加振部３０単体、あるいは各加振部３０・５０両方で供試体Ｗを加振する。
【００８０】
このような場合としては、例えば、必要加振力が油圧式加振部３０の最大加振力と同一（本実施形態では加振装置１０の最大加振力の５０％）の大きさである場合や、必要加振力が油圧式加振部３０の最大加振力よりもやや小さい（あるいはやや大きい）場合等がある。
【００８１】
加振装置１０は、必要加振力が油圧式加振部３０の最大加振力以下である場合、油圧式加振部３０単体で供試体Ｗを加振する。
このとき、加振装置１０は、図２および図３に示すように、各バイパス弁４０・４０のロックブロック４１への流体の供給を行い、各バイパス経路Ｃ３・Ｃ３を閉塞する。
これにより、加振装置１０は、各油室３１ａ・３１ｂに圧力差を発生可能な状態にし、油圧式加振部３０単体で供試体Ｗを加振する。
【００８２】
仮に、必要加振力が油圧式加振部３０の最大加振力を僅かに下回る場合、油圧式加振部３０は、必要加振力に応じて、その加振力を僅かに調整する。
すなわち、油圧式加振部３０は、スプール３９により流体の流量を僅かに減らして、その加振力を調整する。
【００８３】
また、加振装置１０は、必要加振力が油圧式加振部３０の最大加振力よりも大きい場合（例えば、必要加振力が油圧式加振部３０の最大加振力の１２０％程度である場合）、図５に示すように、各加振部３０・５０両方で供試体Ｗを加振する。
【００８４】
このとき、加振装置１０は、各バイパス弁４０・４０のロックブロック４１への流体の供給を行い、各バイパス経路Ｃ３・Ｃ３を閉塞する（図３参照）。
【００８５】
このように、各バイパス経路Ｃ３・Ｃ３は、それぞれ油圧式加振部３０で供試体Ｗを加振するときに閉塞されるとともに、動電式加振部５０単体で供試体Ｗを加振するときに開放される。
【００８６】
これによれば、加振装置１０の加振状態（各加振部３０・５０単体あるいは各加振部３０・５０両方で加振する場合）に応じて、各供給経路Ｃ１・Ｃ２の連通状態を切り替えることができる。
つまり、各油室３１ａ・３１ｂの圧力差が、動電式加振部５０の加振動作に干渉することなく、動電式加振部５０で供試体Ｗを加振可能となる。
【００８７】
各加振部３０・５０両方で供試体Ｗを加振するとき、加振装置１０は、各加振部３０・５０の加振動作を同期させて供試体Ｗを加振する。つまり、各加振部３０・５０の供試体Ｗに対する加振方向および加振方向の切替タイミングを合わせて、供試体Ｗを加振する。
これにより、加振装置１０は、油圧式加振部３０の加振力と動電式加振部５０の加振力とを合算した加振力で、供試体Ｗを加振できる。
【００８８】
各加振部３０・５０両方で供試体Ｗを加振する場合、油圧式加振部３０は、最大加振力で供試体Ｗを加振する。
すなわち、加振装置１０は、必要加振力が油圧式加振部３０の最大加振力よりも大きい場合、油圧式加振部３０の加振力を調整することなく、供試体Ｗを加振する。
【００８９】
具体的には、必要加振力が油圧式加振部３０の加振力の１２０％の大きさである場合、油圧式加振部３０にて１００％の加振力、動電式加振部５０にて残りの２０％の加振力で、供試体Ｗを加振する（図５に示す矢印Ｆ１・Ｆ２参照）。
このとき、加振装置１０は、励磁電流値を残り２０％に対応する励磁電流値に切り替えるとともに、切り替えた励磁電流値および残り２０％の加振力に対応する加振力に基づいて設定した駆動電流値に対応する駆動電流を供給し、動電式加振部５０で供試体Ｗを加振する。
【００９０】
これによれば、加振装置１０は、油圧式加振部３０だけでは足りない加振力を動電式加振部５０で補うことで、油圧式加振部３０の最大加振力よりも必要加振力が大きい場合でも、効率的にエネルギーを消費できる。
つまり、加振装置１０は、必要加振力に対する油圧式加振部３０のエネルギー効率に応じて動電式加振部５０の加振動作を制御するため、加振力に応じて効率的にエネルギーを消費できる。
【００９１】
このように、加振装置１０は、油圧式加振部３０単体で供試体Ｗを加振したときの、油圧式加振部３０のエネルギー効率に応じて、各加振部３０・５０のうち、少なくともいずれか一方で、供試体Ｗを加振する。
また、加振装置１０は、供試体Ｗを加振するときの加振力が、油圧式加振部３０の最大加振力よりも大きいとき、油圧式加振部３０および動電式加振部５０の加振動作を同期させる。
そして、加振装置１０は、油圧式加振部３０にて最大加振力で供試体Ｗを加振するとともに、動電式加振部５０にて残りの加振力を補う（図５に示す矢印Ｆ参照）。
【００９２】
各加振部３０・５０の動作を同期させることで、動電式加振部５０の最大加振力を、加振装置１０の最大加振力よりも小さく設定できる。これにより、動電式加振部５０は、油圧式加振部３０の最大加振速度と同一の加振速度を確保している。
【００９３】
このため、動電式加振部５０を最大加振力に設定した場合、すなわち、加振装置１０の最大加振力で供試体Ｗを加振する場合でも、高速加振可能である。
従って、加振装置１０は、高加振力および高速加振を両立させて供試体Ｗを加振できる。
【００９４】
各加振部３０・５０単体あるいは各加振部３０・５０両方で供試体Ｗを加振するとき、各軸受３４・３４は、それぞれ加振軸３３および連結軸３６にかかる横荷重およびモーメントを支持する。
【００９５】
つまり、加振装置１０は、各軸受３４・３４を各加振部３０・５０で共有している。従って、油圧式加振部３０の加振時に加振軸３３を支持する軸受と、動電式加振部５０の加振時に加振軸３３を支持する軸受とを別々で設ける必要がなくなる。
【００９６】
このように、加振装置１０は、それぞれ油圧式加振部３０で供試体Ｗを加振するときに、加振軸３３にかかる負荷を支持する各軸受３４・３４によって、動電式加振部５０で供試体Ｗを加振するときに、加振軸３３にかかる負荷も支持する。
【００９７】
これによれば、加振装置１０の部品点数を減らすことができるため、加振装置１０の形状をコンパクトにできるとともに、加振装置１０を軽量化できる。
【００９８】
本実施形態では、各加振部３０・５０の最大加振力は、加振装置１０の最大加振力の５０％の大きさとしたが、これに限定されるものでない。
【００９９】
加振装置１０は、加振力以外の加振条件（例えば、加振速度や変位量）に応じて、各加振部３０・５０による加振状態を切り替えても構わない。この場合、各加振部３０・５０の加振性能を考慮して、どちらの加振部３０・５０で加振するかを決定する。
【０１００】
具体的には、油圧式加振部３０では、動電式加振部５０よりも大きな変位量で供試体Ｗを加振できる。このため、大きな変位量で供試体Ｗを加振する場合、油圧式加振部３０単体で加振する。
また、動電式加振部５０では、油圧式加振部３０よりも高い周波数で供試体Ｗを加振できる。このため、高い周波数で供試体Ｗを加振する場合、動電式加振部５０単体で加振する。
これによれば、加振装置１０は、各加振部３０・５０の加振性能を活かした加振条件で、供試体Ｗを加振できる。つまり、より広い加振条件で供試体Ｗを加振できる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０    加振装置
２０    振動板
３０    油圧式加振部（流体圧式加振部）
３１    シリンダスリーブ
３２    ピストン
３３    加振軸
５０    動電式加振部
５０ａ  磁界
５２    励磁コイル
５３    駆動コイル
Ｗ      供試体
【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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