(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場内で振動を発生するための駆動コイル付き可動部をそなえた振動発生機と、上記駆動コイルへ給電すべく４個のスイッチング素子をそなえて単一の直流電源へ接続されたフルブリッジ型電力増幅器とを具備し、上記直流電源から上記電力増幅器を介して上記駆動コイルへ到るすべての電気回路がアースから絶縁された状態に保たれるとともに、上記駆動コイルの一端がアースに接続されたことを特徴とする、動電型振動発生機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、振動試験等に用いられる動電型振動発生機に関し、特にフルブリッジ型電力増幅器をそなえた動電型振動発生機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の動電型振動発生機としては図５に示すようなハーフブリッジ型電力増幅器をそなえたものがあり、２個の直流電源１ａ，１ｂと一対のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２とが設けられて、図示しない発振器により各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２を交互に開閉させることにより、振動発生機における駆動コイル２に正逆の電流の流れを生じさせるようになっている。そして、駆動コイル２が固定磁場内に配置されることにより、同駆動コイル２をそなえた振動子が板バネに支持されながら振動するようになっている。なお図５における記号Ｃはコンデンサ、記号Ｌはインダクタンスを表す。
【０００３】
上述の装置において、発振器のアナログ信号がＰＷＭ（パルス幅モジュレーション）信号に変換されて各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２に入力され、これに伴い各スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２が交互に開閉させられるようになっている。
このため、直流電源の両電源１ａ，１ｂによりスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２の出力Ｖ0はＶと−Ｖとの矩形波となり、同矩形波はインダクタンスＬ，コンデンサＣのＬ−Ｃフィルターによって高周波成分を取り除かれ、同矩形波のバルス幅の変化分のみが出力として取り出されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上述のような従来のハーフブリッジ型電力増幅器をそなえた動電型振動発生機では、２つの直流電源１ａ，１ｂが必要とされるため、振動発生機全体としての構造の大型化やコストの増大を招くという問題点がある。
【０００５】
そこで、単一の直流電源で駆動コイルに給電を行なうため、図６に示すようにフルブリッジ型電力増幅器を用いることが考えられるが、この場合は単一の直流電源１が用いられるため、図５に示すような２つの直流電源１ａ，１ｂに接続されるハーフブリッジ型電力増幅器のときのアース３，４を採用することができず、駆動コイル２の絶縁被覆が破れた際にはコイル枠に電圧がかかり、同コイル枠とともに振動する供試体としての部品などに被害を及ぼすという不具合がある。
【０００６】
本発明は上述の問題点の解消をはかろうとするもので、電力増幅器としてフルブリッジ型のものを採用しながら、駆動コイルの絶縁被覆に破損を生じるような場合でも災害を招かないようにした動電型振動発生機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため、本発明の動電型振動発生機は、磁場内で振動を発生するための駆動コイル付き可動部をそなえた振動発生機と、上記駆動コイルへ給電すべく４個のスイッチング素子をそなえて単一の直流電源へ接続されたフルブリッジ型電力増幅器とを具備し、上記直流電源から上記電力増幅器を介して上記駆動コイルへ到るすべての電気回路がアースから絶縁された状態に保たれるとともに、上記駆動コイルの一端がアースに接続されたことを特徴としている。
【０００８】
【作用】
上述の本発明の動電型振動発生機では、単一の直流電源からフルブリッジ型電力増幅器を介して振動発生部の駆動コイルへ到るすべての電気回路が、アースから絶縁された状態に保たれながら、上記駆動コイルの一端がアースに接続されているので、上記フルブリッジ型電力増幅器における各一対のスイッチング素子の交互のＯＮ，ＯＦＦ作用で駆動コイルへの正逆の直流の給電に伴う磁場内可動部の振動発生を確保することができる。
【０００９】
また上記駆動コイルの絶縁被覆に破損を生じた場合でも、同駆動コイルのコイル枠を通じ漏洩電流が振動試験の供試体に被害を及ぼすようなことはない。
【００１０】
【実施例】
以下、図面により本発明の一実施例について説明すると、図１はその概略構成を示す電気回路図、図２はその振動発生部の詳細構造を示す縦断面図、図３はその駆動コイルの水冷式冷却系を示す説明図、図４はその駆動コイルの空冷式冷却系を示す説明図である。
【００１１】
図１に示すように、この動電型振動発生機は、単一の直流電源１を有するフルブリッジ型の電力増幅器10と同電力増幅器10から給電されて振動を生じる振動発生部11とをそなえて構成されている。そして、振動発生部11は、図２に示すように、励磁コイル５により鉄製ボディー６のギャップ６ａに生じる磁場内に、駆動コイル７が、コイル枠７ａに支持されるようにして同コイル枠７ａとともに上下振動を起こすように支持バネ７ｂを介して配設されている。なお、コイル枠７ａには、供試体８が載置されて振動試験を受けるようになっている。
【００１２】
図１に示すように振動発生部11の駆動コイル７にその作動のための給電を行なう電力増幅器10は、４個のスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をそなえて単一の直流電源１に接続されたフルブリッジ型に構成されており、従来と同様にコンデンサＣやインダクタンスＬからなるＬ−Ｃフィルターをそなえている。
直流電源１からフルブリッジ型電力増幅器10を経由して駆動コイル７へ到るすべての電気回路は、絶縁系９ａ，９ｂによりアースから絶縁された状態に保たれている。そして駆動コイル７の一端がアース12に接続されている。
【００１３】
駆動コイル７の一端のアースへの接続手段としては、図３に示すように、駆動コイル７が水冷式になっている場合は、その冷却水の銅製配管19を埋設された鉄製ボディー６がアース12に接続されるようになる。
【００１４】
なお、図３に示す駆動コイル７の水冷式冷却系は、冷却水を送り込まれるホース14，銅製パイプ15，フレキシブルホース16，駆動コイル内配管17，排水用ホース18，ボディー６内の銅製配管19および排水パイプ20からなり、また、駆動コイル７への給電系は、外部からの給電用ケーブル21，銅製パイプ15，フレキシブルホース16内の図示しないケーブルを経て駆動コイル７に接続され、さらに同駆動コイル７からリード線22，銅製配管19および他の給電用ケーブル23に接続されるようにして構成されている。ここで、給水用の銅製パイプ15はボディー６に対し絶縁材15ａで絶縁されるようになっている。また、リード線22の一部として、支持バネ７ｂを利用するようにしてもよい。
【００１５】
本実施例の動電型振動発生機は上述のように構成されているので、その作動時には、スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２が交互にＯＮ，ＯＦＦ作用を行ない、また他のスイッチング素子Ｓ３，Ｓ４も交互にＯＮ，ＯＦＦ作用を行なって、各スイッチング素子の出力としての矩形波はインダクタンスＬ，コンデンサＣのＬ−Ｃフィルターによって高周波成分を取り除かれ、同矩形波のパルス幅の変化分のみが出力として取り出されるので、駆動コイル７には正逆の直流が交互に流れるようになり、これに伴い図２に示す固定磁場内で駆動コイル枠７ａの上下振動が行なわれるようになる。
【００１６】
また、本実施例の動電型振動発生機では、単一の直流電源１からフルブリッジ型電力増幅器10を介して振動発生部11の駆動コイル７へ到るすべての電気回路が、アースから絶縁された状態に保たれながら、駆動コイル７の一端がアースに接続されているので、駆動コイル７の絶縁被覆に破損を生じた場合でも、同駆動コイル７のコイル枠７ａを通じ漏洩電流が振動試験の供試体８に被害を及ぼすようなことはない。なお、駆動コイル７に水冷用の冷却配管として銅製配管19が装備されているが、銅製配管19が鉄製ボディー６に直接接触するように埋設されることにより、駆動コイル７の一端のアースが行なわれていることになる。
【００１７】
上述のように本実施例の動電型振動発生機では、単一の直流電源１からフルブリッジ型電力増幅器10を介して振動発生部11の駆動コイル７へ到るすべての電気回路がアースから絶縁された状態に保たれている状態で駆動コイル７は一端をアースに接続されるという一点アース手段が採用されているために、電気回路自体の動作に全く支障をきたすことなく、単一電源接続方式のフルブリッジ型電力増幅器10による給電で、水冷式駆動コイル７の作動に伴う振動発生を実現できるようになる。
【００１８】
また、駆動コイル７の冷却を空冷式で行なう場合では、図４に示すように、ボディー６の下部に設けられる空気出口６ｂより図示しないポンプによって空気の吸引を行なわせることで、ボディー６のギャップ６ａが空気入口として機能し、破線図示のような空気の流れが生じる。この空気の流れにより、ボディー６のギャップ６ａ内に介装される駆動コイル７の空冷が行なわれる。
【００１９】
そして、このように駆動コイル７を空冷する場合は、駆動コイル７の給電用ケーブルの一方をアース12ａと接続することで、駆動コイル７の一端のアースが行なわれることになる。そして、前述のような供試体８に電圧がかかるという事故を防ぎながら、フルブリッジ型電力増幅器10による駆動コイル７への給電が空冷式冷却系を用いる場合においても実現できるようになる。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の動電型振動発生機によれば、以下のような効果が得られる。
(1) 単一の直流電源に接続されたフルブリッジ型電力増幅器の採用による動電型振動発生機の実現が可能になる。
(2) 上記(1)項により、従来の２個の直流電源に接続されたハーフブリッジ型電力増幅器による動電型振動発生機の場合と比べて、単一直流電源の採用による構造の簡素化およびコンパクト化が可能になるほか、大幅なコスト低減がもたらされるようになる。
(3) 単一の直流電源からフルブリッジ型電力増幅器を介して振動発生部の駆動コイルへ到るすべての電気回路が、アースから絶縁された状態に保たれながら、上記駆動コイルの一端がアースに接続されているので、上記駆動コイルの絶縁被覆に破損を生じた場合でも、同駆動コイルのコイル枠を通じ漏洩電流が振動試験の供試体に被害を及ぼすようなことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての動電型振動発生機の概略構成を示す電気回路図である。
【図２】図１の装置の振動発生部の詳細構造を示す縦断面図である。
【図３】図１の装置の駆動コイルの水冷式冷却系を示す説明図である。
【図４】図１の装置の駆動コイルの空冷式冷却系を示す説明図である。
【図５】従来の動電型振動発生機でハーフブリッジ型電力増幅器を用いた場合の概略構成を示す電気回路図である。
【図６】従来の動電型振動発生機にフルブリッジ型電力増幅器を設ける場合の電気回路図である。
【符号の説明】
１  直流電源
２  駆動コイル
３，４  アース
５  励磁コイル
６  鉄製ボディー
６ａ  ギャップ
６ｂ  空気出口
７  駆動コイル
７ａ  コイル枠
７ｂ  支持バネ
８  供試体
９ａ，９ｂ  絶縁系
10  電力増幅器
11  振動発生部
12，12ａ  アース
13  銅製配管
14  ホース
15  銅製パイプ
15ａ  絶縁材
16  フレキシブルホース
17  駆動コイル内配管
18  ホース
19  銅製配管
20  排水パイプ
21  給電用ケーブル
22  リード線
23  給電用ケーブル
【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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