(57)【要約】【課題】  従来における磁歪素子を使用した振動装置を試験装置に応用した場合に、３軸方向の１軸方向にしか振動を与えることしかできないため、振動試験装置としての利用には向かないといった問題があった。【解決手段】  資料台１の底面にＺ軸磁歪アクチュエータ５の振動子を、資料台の直交する側面にＸ軸磁歪アクチュエータ３とＹ軸磁歪アクチュエータの振動子４を、それぞれのアクチュエータの振動方向とは異なる振動の影響を受けることのないスライドガイド８を介して接続し、資料台に対して他のアクチュエータよりの振動の影響を受けることなく加振するようにした３軸振動試験装置である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
資料台の底面にＺ軸磁歪アクチュエータの振動子を、資料台の直交する側面にＸ軸磁歪アクチュエータとＹ軸磁歪アクチュエータの振動子を、それぞれのアクチュエータの振動方向とは異なる振動の影響を受けることのないスライドガイドを介して接続し、資料台に対して他のアクチュエータよりの振動の影響を受けることなく加振するようにしたことを特徴とする３軸振動試験装置。
【請求項２】
前記スライドガイドは、振動子に固定された固定部材に対して１軸方向の振動をボールを介してスライドする第１の移動部材で吸収し、前記１軸方向と直交する振動を前記第１の移動部材に対してボールを介してスライドする第２の移動部材で吸収し、該第２の移動部材を資料台に固定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の３軸振動試験装置。
【請求項３】
前記３軸磁歪アクチュエータは、冷却水によって直接冷却され、あるいは、３軸磁歪アクチュエータが収容されている収容ボックス内を冷却することで冷却するようにしたことを特徴とする請求項１記載の３軸振動試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁歪素子を駆動源とし、かつ、被試験物を３軸方向に振動させて、該被試験物の耐久性等を試験するための３軸振動試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における磁歪素子を用いた振動装置としては、例えば、特開２００５−１７６１２１に開示されている発明がある。この発明は、磁歪部材を有し一端が固定端とされた磁歪ロッドと、該磁歪ロッドの外周を囲むように配置され、前記磁歪ロッドの軸方向に瓦解を印加するための駆動コイルと、前記磁歪ロッドの自由端側に配置され、該磁歪ロッドの軸方向の変位を該軸方向と異なる方向の変位に変換するめの変位方向変換機構を有する磁歪変位方向変換装置を用いた磁歪振動装置が開示されている。
【０００３】
この磁歪振動装置にあっては、スピーカのコーンを振動させるものであって、本発明の振動試験装置のように資料台に載置した被試験物に対して３軸方向に振動を与えて耐久性等の試験を行うものではなく、コーンを１軸方向に振動させるものである。
【特許文献１】特開２００５−１７６１２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記した従来の発明における振動装置を試験装置に応用したとしても、３軸方向の１軸方向にしか振動を与えることしかできないため、振動試験装置としての利用には向かないといった問題があった。
【０００５】
本発明は前記した問題点を解決せんとするもので、その目的とするところは、被試験物を載置する資料台を３軸方向に振動を与える試験を行うことにより、例えば、携帯電話のような持ち歩く製品の実際の使用状況の試験を行って耐久性等の試験を行うことができる３軸振動試験装置を提供せんとするにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の３軸振動試験装置は前記した目的を達成せんとするもので、請求項１の手段は、資料台の底面にＺ軸磁歪アクチュエータの振動子を、資料台の直交する側面にＸ軸磁歪アクチュエータとＹ軸磁歪アクチュエータの振動子を、それぞれのアクチュエータの振動方向とは異なる振動の影響を受けることのないスライドガイドを介して接続し、資料台に対して他のアクチュエータよりの振動の影響を受けることなく加振するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の手段は、前記した請求項１において、前記スライドガイドは、振動子に固定された固定部材に対して１軸方向の振動をボールを介してスライドする第１の移動部材で吸収し、前記１軸方向と直交する振動を前記第１の移動部材に対してボールを介してスライドする第２の移動部材で吸収し、該第２の移動部材を資料台に固定するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の手段は、請求項１において、前記３軸磁歪アクチュエータは、冷却水によって直接冷却され、あるいは、３軸磁歪アクチュエータが収容されている収容ボックス内を冷却することで冷却するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、資料台に対してＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に振動を加える磁歪アクチュエータをそれぞれのアクチュエータの振動方向とは異なる振動の影響を受けることのないスライドガイドを介して接続することで、それぞれの磁歪アクチュエータは他の磁歪アクチュエータによる振動の影響を受けることがないので、資料台に載置された被試験物に対して３軸方向の振動を正確に与えることができる。
【００１０】
また、スライドガイドを振動子に固定された固定部材に対して１軸方向の振動をボールを介してスライドする第１の移動部材で吸収し、前記１軸方向と直交する振動を前記第１の移動部材に対してボールを介してスライドする第２の移動部材で吸収するようにしたので、各磁歪アクチュエータと資料台との接続部分の摩擦抵抗が小さく、従って、各磁歪アクチュエータは他の磁歪アクチュエータによる影響を受けることがなく精度の高い振動試験を行うことができる。
【００１１】
さらに、各磁歪アクチュエータを直接冷却し、あるいは、磁歪アクチュエータが収納されている収納ボックス内を冷却することで、各磁歪アクチュエータの発熱による振動の変化を防止して、常に、一定の特性の振動を発生させることが可能である等の効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、資料台に対してＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に振動を加える磁歪アクチュエータをそれぞれのアクチュエータの振動方向とは異なる振動の影響を受けることのないスライドガイドを介して接続した。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の３軸振動試験装置の一実施例を図面と共に説明する。
図１において、１は収納ボックスにして、熱交換器１１と、該熱交換器の両面にそれぞれ２個のペルチェ素子および各ペルチェ素子を冷却するための空冷ファンとからなる冷却手段１２とが内蔵されている。そして、前記熱交換器１１の水出口に一端が接続された図示しない３本の入水チューブの他端は、後述する３軸磁歪アクチュエータ３〜５の外周を覆う冷却筒３′〜５′の入力口に接続され、かつ、該冷却筒３′〜５′の出力口に一端が接続された図示しない出水チューブの他端は、図示しない循環ポンプを介して前記熱交換器１１に接続されている。
【００１４】
このように構成することで、循環ポンプを駆動して冷却された熱交換器１１内の冷却水は、各磁歪アクチュエータ３〜５の冷却筒３′〜５′に供給され、各磁歪アクチュエータ３〜５を冷却した水はポンプを介して熱交換器１１に冷却され、再び、各磁歪アクチュエータ３〜５の冷却筒３′〜５′に供給されて常に磁歪アクチュエータ３〜５を冷却する。これにより、磁歪アクチュエータ３〜５は入力信号に対して忠実に振動することとなる。
【００１５】
なお、前記した実施例では、ペルチェ素子によって熱交換器１１を冷却し、該熱交換器１１より各磁歪アクチュエータ３〜５の冷却筒３′〜５′に冷却水を循環させて直接各磁歪アクチュエータ３〜５を冷却する場合について説明したが、収納ボックス１の内部の空気をペルチェ素子を利用した冷却手段等によって、あるいは、ファンによって外気を取り入れる等の手段によって冷却するようにしてもよい。
【００１６】
また、収納ボックス１内には、資料台２が収納ボックス１の上面に形成された窓から露出した状態で配置され、また、該資料台２を３軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ方向）から振動を加えるための磁歪素子であるＸ軸磁歪アクチュエータ３、Ｙ軸磁歪アクチュエータ４およびＺ軸磁歪アクチュエータ５が収納されている。そして、前記資料台２と３軸磁歪アクチュエータ３〜５とによって実質的な振動試験装置Ａが構成されている。なお、６は収納ボックス１の上面を覆うカバーにして、３軸磁歪アクチュエータ３〜５の駆動時に発生する騒音が外部に漏れるのを防止している。
【００１７】
次に、振動試験装置Ａの詳細を図２〜図５と共に説明する。なお、各図において、冷却筒３′〜５′は図面を簡素化するため図示していない。
前記した収納ボックス１における天面板１３の裏面に固定されているアクチュエータ取付部材７における直交する２つの側面壁７１にはＸ軸磁歪アクチュエータ３とＹ軸磁歪アクチュエータ４が取付具３１，４１を介して取付けられ、また、底面板７２にはＺ軸磁歪アクチュエータ５が取付具５１を介して取付けられている。なお、３軸磁歪アクチュエータ３〜５は取付具３１〜５１に対して各振動子３２〜５２が取付部材７の内側より突出するように取付けられている。
【００１８】
そして、アクチュエータ取付部材７に３軸方向に取付けられた３軸磁歪アクチュエータ３〜５の振動子３２〜５２は角柱状に形成された資料台２の直交する側壁面にＸ軸磁歪アクチュエータ３の振動子３２とＹ軸磁歪アクチュエータ４の振動子４２が、また、下面にＺ軸磁歪アクチュエータ５の振動子５２が後に詳述する２軸ボール式スライドガイド（以下、単にスライドガイドという）８を介して接続されている。
【００１９】
なお、資料台２の上面には携帯電話等の被試験物を固定するためのネジ孔２１が多数形成されている。また、３軸磁歪アクチュエータ３〜５の符号３３，５３は各アクチュエータ３〜５に駆動信号を印加するリード線（図示せず）との接続端子部である。ただし、Ｙ軸磁歪アクチュエータ４の接続端子部は図面の角度から示されていない。
【００２０】
次に、スライドガイド８の詳細について図５と共に説明する。なお、図５はＸ軸磁歪アクチュエータ３と資料台２とを接続する場合について説明するが、Ｙ軸磁歪アクチュエータ４およびＺ軸磁歪アクチュエータ５と資料台２とを接続するスライドガイド７も同じ構造なので説明は省略する。
【００２１】
スライドガイド８は、振動子３２にネジ止めされたＺ軸固定部材８１と、該Ｚ軸固定部材８１に対して多数のボール８２を介してＺ軸方向にスライド可能に支持されたＺ軸移動部材８３と、該Ｚ軸移動部材８３に対して固定部材８４を介して取付けられたＹ軸固定部材８５と、該Ｙ軸固定部材８５に対して多数のボール８６を介してＹ軸方向にスライド可能に支持され、かつ、資料台２の側面にネジ止めされたＹ軸移動部材８７とから構成されている。
【００２２】
なお、ボール８２はＺ軸固定部材８１とＺ軸移動部材８３に形成された溝８１ａ，８３ａ内に抜け出ないように収納され、また、ボール８６も同様にＹ軸固定部材８５とＹ軸移動部材８７形成された溝８６ａ，８７ａ内に抜け出ないように収納されている。
【００２３】
このように構成したスライドガイド８は、Ｚ軸磁歪アクチュエータ５が駆動されて資料台２が上下方向に振動した場合には、Ｚ軸固定部材８１に対してボール８２を介してＺ軸移動部材８３が上下動可能であることから、Ｘ軸磁歪アクチュエータ３に対してＺ軸方向の振動に対して影響をうけることがない。また、Ｙ軸方向の振動に対しても同様にＹ軸移動部材８７が移動することでＸ軸磁歪アクチュエータ３が影響を受けることがない。
【００２４】
一方、Ｘ軸磁歪アクチュエータ３の振動子３２が振動すると、Ｚ軸固定部材８１、Ｚ軸移動部材８３、固定部材８４、Ｙ軸固定部材８５およびＹ軸移動部材８７を介して資料台２の側面に振動を付与するので、Ｚ軸方向およびＹ軸方向の振動に関係なくＸ軸方向に資料台２を振動させることができる。
【００２５】
以下、同様にＹ軸磁歪アクチュエータ４に対してもＸ軸磁歪アクチュエータ３およびＺ軸磁歪アクチュエータ５よりの振動の影響を受けず、また、Ｚ軸磁歪アクチュエータ５に対してもＹ軸磁歪アクチュエータ４およびＸ軸磁歪アクチュエータ３よりの振動の影響を受けず、従って、資料台２に対するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の振動は、他の磁歪アクチュエータよりの影響を受けることなく正確にそれぞれの振動を付与することが可能となる。
【００２６】
そして、資料台２にはＹ軸磁歪アクチュエータ４およびＺ軸磁歪アクチュエータ５からの振動のみが付与され、従って、資料台２はＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に付与される加速度に応じた振動を行うので、資料台２に載置固定されている被試験物、例えば、携帯電話に対して持ち歩いていると同じ状況の振動が与えられ、この振動による耐久性（機械的な損傷や電気的な状況）を試験することができる。
【００２７】
前記した実施例においてＺ軸磁歪アクチュエータ５には他のＸ軸磁歪アクチュエータ３やＹ軸磁歪アクチュエータ４に対して資料台２および被試験物の荷重が加わるが、Ｘ，Ｙ軸磁歪アクチュエータ３，４よりも前記荷重分の大きな振動力（加速度）を加えることで荷重分の影響をキャンセルすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の３軸振動試験装置の概略を示す斜視図である。
【図２】資料台に対する３軸磁歪アクチュエータを取付けた状態の斜視図である。
【図３】同上の９０度回転した位置から見た斜視図である。
【図４】図３の横断面図である。
【図５】スライドガイドを説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１          収納ボックス
２          資料台
３          Ｘ軸磁歪アクチュエータ
４          Ｙ軸磁歪アクチュエータ
５          Ｚ軸磁歪アクチュエータ
６          カバー
７          取付部材
８          スライドガイド
８１，８５  固定部材
８３，８７  移動部材
８２，８６  ボール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008102036.tif 000006
【図５】
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