(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１加振機（２）と、この第１加振機（２）によって加振される第１振動台（３）とで第１加振機構（４）を構成し、上記第１振動台（３）に取り付けられた第２加振機（６）と、この第２加振機（６）によって加振される第２振動台（７）とで第２加振機構（８）を構成することにより、第１加振機（２）と第２加振機（６）との両者によって第２振動台（７）を特定方向に加振する振動試験装置であって、上記第１加振機（２）はベース（２０）に支持され、上記第１振動台（３）は第１摺動機構（５）を介してベース（２０）に支持されており、さらに、上記第２振動台（７）は上記第１振動台（３）を介すことなく、第２摺動機構（９）を介してベース（２０）に支持されていることを特徴とする振動試験装置。
【請求項２】
第１加振機（２）と、この第１加振機（２）によって加振される第１振動台（３）とで第１加振機構（４）を構成し、上記第１振動台（３）に取り付けられた第２加振機（６）と、この第２加振機（６）によって加振される第２振動台（７）とで第２加振機構（８）を構成することにより、第１加振機（２）と第２加振機（６）との両者によって第２振動台（７）を特定方向に加振する振動試験装置であって、上記第１加振機（２）はベース（２０）に支持され、上記第１振動台（３）は第１摺動機構（５）を介してベース（２０）に支持されており、さらに、上記第２振動台（７）は上記第１振動台（３）を介すことなく、上記特定方向とは直交する他の方向に加振される第３振動台（１２）と、第２摺動機構（９）とを介してベース（２０）に支持されていることを特徴とする振動試験装置。
【請求項３】
上記第２加振機（６）と第２振動台（７）とは、上記特定方向のみの変位を伝達する連結手段（１０）によって連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動試験装置。
【請求項４】
上記第２加振機（６）は、動電型加振機であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動試験装置。
【請求項５】
上記第２加振機（６）は、上記第１加振機（２）よりも高周波且つ小変位の出力を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の振動試験装置。
【請求項６】
上記特定方向とは水平方向であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の振動試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動試験に用いる振動試験装置に関するものであって、特に複数の加振機を組み合わせることで、大加速度や大変位を生じさせる振動試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、図５に示すように、第１加振機１００によって加振される第１振動台１０１上に、第２加振機１０２及び第２振動台１０３を設置するとともに、第１、第２加振機１００、１０２を同期させることで、第２振動台１０３に載置された供試体に対して、加振機の単独使用では得られない加速度や変位を作用させる振動試験装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６１−１２２５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、第１振動台１０１に、第２加振機１０２や第２振動台１０３、供試体の重量が加わる構成であるため、それに合わせて、第１振動台１０１や、第１振動台１０１を摺動可能に支持する摺動機構１０４を堅牢なものとする必要があり、装置の大型化や製造コストの増大を招くことになっていた。
【０００５】
また、第１振動台１０１の大型化に伴って、第１加振機１００の能力（加振力）も増大させねばならず、第１加振機１００の大型化や導入コストの増大、さらには稼働コストの増大にも繋がることになっていた。
【０００６】
そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、大加速度や大変位を実現しながらも、小型で且つ安価な振動試験装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の振動試験装置は、第１加振機２と、この第１加振機２によって加振される第１振動台３とで第１加振機構４を構成し、上記第１振動台３に取り付けられた第２加振機６と、この第２加振機６によって加振される第２振動台７とで第２加振機構８を構成することにより、第１加振機２と第２加振機６との両者によって第２振動台７を特定方向に加振する振動試験装置であって、上記第１加振機２はベース２０に支持され、上記第１振動台３は第１摺動機構５を介してベース２０に支持されており、さらに、上記第２振動台７は上記第１振動台３を介すことなく、第２摺動機構９を介してベース２０に支持されていることを特徴としている。
【０００８】
また、この発明の異なる実施形態の振動試験装置は、第１加振機２と、この第１加振機２によって加振される第１振動台３とで第１加振機構４を構成し、上記第１振動台３に取り付けられた第２加振機６と、この第２加振機６によって加振される第２振動台７とで第２加振機構８を構成することにより、第１加振機２と第２加振機６との両者によって第２振動台７を特定方向に加振する振動試験装置であって、上記第１加振機２はベース２０に支持され、上記第１振動台３は第１摺動機構５を介してベース２０に支持されており、さらに、上記第２振動台７は上記第１振動台３を介すことなく、上記特定方向とは直交する他の方向に加振される第３振動台１２と、第２摺動機構９とを介してベース２０に支持されていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、上記第２加振機６と第２振動台７とが、上記特定方向のみの変位を伝達する連結手段１０によって連結されていることを特徴としている。
【００１０】
さらにまた、上記第２加振機６が動電型加振機であることを特徴としている。
【００１１】
また、上記第２加振機６は、上記第１加振機２よりも高周波且つ小変位の出力を行うことを特徴としている。
【００１２】
さらに、上記特定方向とは水平方向であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の振動試験装置においては、第２振動台が第１振動台を介することなくベースに支持されている、すなわち、第１振動台が、第２振動台と供試体の重量を負担しないため、従来の振動試験装置のように、第１振動台や第１摺動機構を堅牢なものとする必要はない。そのため、第１振動台や第１摺動機構の小型化や軽量化、製造コストの削減を図ることができる。また、第１振動台の軽量化を行うことで、その分、第１加振機の能力を小さくすることができ、第１加振機の小型化や導入コストの削減、さらに稼働コストの低減を図ることができる。
【００１４】
この発明の異なる実施形態の振動試験装置においても、第２振動台が第１振動台を介することなくベースに支持されているため、第１振動台や第１摺動機構を堅牢なものとする必要がない。そのため、第１振動台や第１摺動機構の小型化や軽量化、製造コストの削減を図ることができる。また、第１振動台の軽量化を行うことで、その分、第１加振機の能力を小さくすることができ、第１加振機の小型化や導入コストの削減、さらに稼働コストの低減を図ることができる。また、この振動試験装置では、第３振動台が、第１、第２加振機や第１振動台とは独立した状態で第２振動台を支持しているため、多軸加振を実現しながらも、装置の小型化や製造コストの低減を図ることができる。
【００１５】
また、第２加振機と第２振動台とが、上記特定方向のみの変位を伝達する連結手段によって連結されているため、第２加振機側への第２振動台や供試体の重量の伝達を阻止することができる。
【００１６】
さらに、第２加振機が動電型加振機（電磁式加振機）であることによっても、第２加振機と第２振動台とが非接触の状態となるため、第２加振機側への第２振動台や供試体の重量の伝達を阻止することができる。
【００１７】
また、減衰し易い高周波や小変位を、供試体に近い側となる第２加振機で出力することで、高精度な振動試験を行うことができる。
【００１８】
さらに、第１、第２加振機の加振方向を水平方向とすることで、第１、第２加振機に要求される加振力が、摺動機構によって生じる抵抗に反する程度で済むため、鉛直方向への加振に比べて、加振機を小型なものとすることができ、結果、装置の更なる小型化や製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施形態に係る振動試験装置の概略を示す正面図である。
【図２】加振機の内部構造を示す端面図である。
【図３】第２加振機と第２振動台との連結部分の概略を示す平面図である。
【図４】この発明の異なる実施形態に係る振動試験装置の概略を示す正面図である。
【図５】従来の振動試験装置の概略を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る振動試験装置１の概略を示した正面図である。振動試験装置１は、第１加振機２と、この第１加振機２によって加振される第１振動台３とで構成される第１加振機構４と、第１振動台３に取り付けられた第２加振機６と、この第２加振機６によって加振される第２振動台７とで構成される第２加振機構８とを備えている。
【００２１】
第１加振機２は、例えば、図２に示すように、外筒３０の内周側に設けられた電磁コイル３１と、外筒３０内に隙間３２を介して設けられた内筒３３の永久磁石３４とを共働させることにより、外筒３０と内筒３３とが非接触の状態で、内筒３３を外筒３０軸心方向に向かって振動させる動電型加振機（電磁式加振機）であって、図１に示すように、加振方向が水平方向に向くようにしてベース２０に支持されている。また、内筒３３側には、第１振動台３が連結されている。
【００２２】
第１振動台３は、図１に示すように、第１摺動機構５を介してベース２０に支持されている。第１摺動機構５は、例えば、ガイドレール上を、ボールベアリングを内蔵するガイドローラが転動するリニアガイドであって、上記ガイドレールを、第１加振機２の加振方向と平行となるようにベース２０上に設置することで、第１振動台３が、第１加振機２の加振方向のみに摺動するように構成されている。そして、上記第１振動台３上には、第２加振機６が取り付けられている。
【００２３】
第２加振機６は、例えば、上記第１加振機２と同様の構成とされた動電型加振機である。そして、図１に示すように、加振方向が第１加振機２の加振方向と同一方向に向くようにして第１振動台３に取り付けられている。また、内筒３３側には、第２振動台７が連結されている。なお、第２加振機６としては、第１加振機２よりも、高周波で小変位の出力のものを選択することが好ましい。このように構成することで、部材間に生じた隙間等で容易に減衰する高周波や小変位を確実に供試体２１に伝達することができ、高精度な振動試験を行うことが可能となる。また、一般に、高周波で小変位を出力する加振機は、低周波で大変位を出力する加振機に比べて小型で軽量であることから、高周波で小変位を出力する加振機を上側に位置させるほうが、それを支える振動台や、それらを加振する加振機の負担が小さくなり、装置の小型化や製造コストの低減を図ることができる。
【００２４】
第２振動台７は、図１に示すように、第２摺動機構９を介してベース２０に支持されている。第２摺動機構９は、例えば、上記第１摺動機構５と同様の構成とされたリニアガイドであって、上記ガイドレールを、第２加振機６の加振方向と平行となるようにベース２０上に設置することで、第２振動台７が、第２加振機６の加振方向のみに摺動するように構成されている。なお、上述したように、第１加振機２と第２加振機６とは、加振方向が同一であるため、第２振動台７には、第１加振機２での振動と、第２加振機６での振動とを合成した振動が作用することとなり、第２振動台７に載置される供試体２１には、第１加振機２や第２加振機６を単独使用した場合では得ることのできなかった加速度や変位を与えることができるようになっている。
【００２５】
上記構成の振動試験装置１においては、第２振動台７が、第１振動台３を介すことなくベース２０に支持されている、すなわち、第１振動台３が、第２振動台７や供試体２１の重量を負担しない構成とされているため、単に加振機構を複数積み上げることで構成していた従来の振動試験装置のように、第１振動台３や第１摺動機構５を堅牢なものとする必要はない。そのため、第１振動台３や第１摺動機構５の小型化や軽量化、製造コストの削減を図ることができる。また、第１振動台３の軽量化を行うことで、その分、第１加振機２に要求される能力が小さくなり、第１加振機２の小型化や導入コストの削減、さらに稼働コストの低減を図ることができる。なお、単に第２振動台７をベース２０に支持するだけでは、第２振動台７と第２加振機６との連結部から、第２加振機６側に、第２振動台７や供試体２１の重量が伝達してしまう虞があるが、第２加振機６が動電型加振機とされ、第２加振機６の外筒３０と内筒３３とが非接触の状態とされていることから、第２加振機６の外筒３０と、第２振動台７とは縁切りされた状態であり、第２加振機６側への第２振動台７や供試体２１の重量の伝達が生じることはない。
【００２６】
なお、第２加振機６側への第２振動台７や供試体２１の重量の伝達をより確実に阻止するために、第２加振機６の内筒３３と、第２振動台７との間に、水平方向の変位を伝達し、鉛直方向の変位を伝達しない連結手段１０を介在させても良い。この種の連結手段１０としては、例えば、図３に示すように、連続して形成された凹凸によって略櫛歯状とされた一対の連結片４１、４１を、互いに対向させるとともに、一方側の連結片４１の凹部４２に、他方側の連結片４１の凸部４３を差し入れるとともに、一方側の連結片４１の凸部４３を、他方側の連結片４１の凹部４２に差し入れることで構成される継手がある。この継手においては、櫛歯の並設方向が連結状態とされ、櫛歯の並設方向と直交する方向が非連結状態とされるため、櫛歯の並設方向と、第２加振機６の加振方向とを合わせるようにして、第２加振機６の内筒３３と、第２振動台７との間に介在させることで、第２加振機６側への第２振動台７や供試体２１の重量の伝達をより確実に阻止することが可能となる。
【００２７】
次に、この発明の振動試験装置の異なる実施の形態について、図４を参照しつつ詳細に説明する。図４は、第２実施形態に係る振動試験装置５０の概略を示した正面図である。図４に示すように、第２実施形態の振動試験装置５０は、第２振動台７の下側に、第３加振機１１と第３振動台１２とで構成される第３加振機構１３が設けられている点で、上記第１実施例とは相違している。
【００２８】
第３加振機１１は、第１、第２加振機２、６と同様の構成とされた動電型加振機であって、加振方向が鉛直方向に向くようにしてベース２０に支持されている。そして、内筒３３側には、第３振動台１２が連結されている。
【００２９】
第３振動台１２は、図４に示すように、第２摺動機構９を介して第２振動台７を支持している。従って、第２振動台７に載置された供試体２１には、第１、第２加振機２、６からの水平方向の振動に加えて、第３加振機１１からの鉛直方向の振動が与えられることになる。なお、第３加振機１１からの鉛直方向の振動は、第２振動台７を上下方向に振動させることになるため、第２振動台７と、第２加振機６との間に、上下方向の振動の伝達を行わない連結手段１０を介在させておく。連結手段１０の具体的構成については、図３に示したものと同一であるが、これに限らず、例えば、第１、第２摺動機構５、９で用いたリニアガイドを用いても良く、さらに公知の種々の連結手段を用いても良い。
【００３０】
上記構成の振動試験装置５０においては、第１実施形態の振動試験機１と同様に、第２振動台７が第１振動台３を介することなくベース２０に支持されているため、第１振動台３や第１摺動機構５の小型化や軽量化、製造コストの削減を図ることができるとともに、第１加振機２の小型化や導入コストの削減、さらに稼働コストの低減を図ることも可能である。また、この振動試験装置５０では、第３振動台１２が、第１、第２加振機２、６や第１振動台３とは独立した状態で第２振動台７を支持している、換言すれば、第３振動台１２が、第１、第２加振機２、６や第１振動台３の重量を負担しない構成とされているため、第３振動台１２や第３加振機１１の大型化を避けることができ、多軸加振を実現しながらも、装置の小型化や製造コストの低減を図ることができる。
【００３１】
以上に、この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施例では、加振機として動電型加振機が用いられていたが、これに限らず、公知の種々の加振機としても良い。第２加振機６においては、動電型加振機とすることで、第２加振機６の外筒３０と、第２振動台７とを非接触とすることができるといった作用が得られるが、第２振動台７との間に、特定方向の変位を伝達しない連結手段１０を介在させれば、同様の作用が得られるため、動電型加振機に限る必要はない。また、第１、第２加振機２、６の加振方向が水平方向とされていたが、これに限らず、鉛直方向等、任意の方向としても良い。また、上記実施例では、摺動機構５、９として、可動方向が限定されたリニアガイドが用いられていたが、これに限らず、可動方向が限定されていないボールベアリング等の公知の種々の摺動機構を用いても良い。例えば、第２振動台７を支持する第２摺動機構９を、可動方向の制限されていないボールベアリング等に置き換えるとともに、第２振動台７を加振する新たな加振機を設ければ、より多軸な振動試験装置とすることも可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１、５０・・振動試験装置、２・・第１加振機、３・・第１振動台、４・・第１加振機構、５・・第１摺動機構、６・・第２加振機、７・・第２振動台、８・・第２加振機構、９・・第２摺動機構、１０・・連結手段、１２・・第３振動台、２０・・ベース
【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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