JP2005091075A - Vibration test equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】 空きスペースを利用してすべての機能を一体化して省スペース化を図
る。また、運転が直ちに開始できるようにした振動試験装置を提供すること。
【解決手段】 支持フレーム10の上面側に設置されている水平振動発生部21、22の下方において、ベース2上の空きスペースに、電源部51、パワーモジュール52を配置している。また、操作パネル部と制御回路からなる本体部を分離し、該本体部をベース2上の空きスペースに配置している。振動試験装置1として必要な電源部51、パワーモジュール52等の各部材を空きスペースを利用して一体的に配置している。これにより、システムの運転準備として、電源ケーブルやエアーホースを接続するだけで、直ぐに運転を行なうことができる。
【選択図】 図13PROBLEM TO BE SOLVED: To save space by integrating all functions using an empty space. Also, provide a vibration testing device that can start operation immediately.
A power supply unit 51 and a power module 52 are arranged in an empty space on a base 2 below horizontal vibration generating units 21 and 22 installed on an upper surface side of a support frame 10. Further, the operation panel unit and the main body unit including the control circuit are separated, and the main body unit is disposed in an empty space on the base 2. The members such as the power supply unit 51 and the power module 52 necessary as the vibration test apparatus 1 are integrally arranged using an empty space. Thereby, as a preparation for the operation of the system, the operation can be performed immediately by simply connecting the power cable and the air hose.
[Selection] FIG.
Description
この発明は、各種の構造物等の振動試験に用いる多軸型の振動試験装置に関するものである。 The present invention relates to a multi-axis vibration test apparatus used for vibration tests of various structures and the like.
図17はこの種の従来の多軸振動試験装置を示し、この振動試験装置81は、略中央上面に振動台82を備える静圧油圧軸受け式の振動発生機83と、この振動発生機83内における各種の油圧制御を行なう場合の油圧源84と、上記振動発生機83を冷却するための冷却ブロワー85と、上記振動発生機83、油圧源84及び冷却ブロワー85に電源を供給する電力増幅器86とで構成されている。また、従来の振動試験装置81は、振動発生機83、油圧源84、冷却ブロワー85及び電力増幅器86を個別に配置して構成しているために、電力増幅器86からは電源ケーブル87でもって振動発生機83、冷却ブロワー85、油圧源84に接続している。また、油圧源84と振動発生機83とは油圧ホース88で接続し、冷却ブロワー85と振動発生機83とはダクトホース89にて接続している。 FIG. 17 shows a conventional multi-axis vibration test apparatus of this type. The vibration test apparatus 81 includes a hydrostatic bearing type vibration generator 83 having a vibration table 82 on a substantially central upper surface, and an inside of the vibration generator 83. In the case of performing various types of hydraulic control, a cooling blower 85 for cooling the vibration generator 83, and a power amplifier 86 for supplying power to the vibration generator 83, the hydraulic source 84 and the cooling blower 85. It consists of and. Further, since the conventional vibration test apparatus 81 is configured by individually arranging the vibration generator 83, the hydraulic source 84, the cooling blower 85, and the power amplifier 86, the power amplifier 86 vibrates with the power cable 87. The generator 83, the cooling blower 85, and the hydraulic pressure source 84 are connected. The hydraulic source 84 and the vibration generator 83 are connected by a hydraulic hose 88, and the cooling blower 85 and the vibration generator 83 are connected by a duct hose 89.
上記振動発生機83は、周知のように水平面上におけるX方向に振動を発生させる水平振動発生部と、X方向と直交する方向のY方向に振動を発生させる水平振動発生部と、Z方向の垂直方向に振動を発生させる垂直振動発生部が設けられている。そしてX方向、Y方向及びZ方向の3軸において振動台82に載せた被試験物に3軸の振動の付与を可能として振動試験を行なうようになっている。 As is well known, the vibration generator 83 includes a horizontal vibration generating unit that generates vibration in the X direction on a horizontal plane, a horizontal vibration generating unit that generates vibration in the Y direction perpendicular to the X direction, and a Z direction A vertical vibration generator for generating vibration in the vertical direction is provided. A vibration test is performed in such a manner that three-axis vibration can be applied to the test object placed on the vibration table 82 in the three axes of the X, Y, and Z directions.
上記従来例では、ラックに下から電源部92、振動発生機83に電力を送るパワーモジュール93、各種の振動条件等の設定を行なうと共に制御信号を作成する制御器94が据え付けられて電力増幅器86を構成している。また、制御器94の前面には操作パネル部95が一体に設けてある。そして、この電力増幅器86、冷却ブロワー85、振動発生機83、油圧源84等が個々に独立したユニットとして構成されている。そのため、振動試験装置81としてシステムの運転準備を行なう場合には、各ユニットの電源ケーブル87や油圧ホース88、さらにはダクトホース89の接続であり、運転の準備が煩雑であるという問題があった。 In the above conventional example, the power amplifier 92 is installed on the rack from below, the power module 93 that sends power to the power generator 92, the vibration generator 83, and the controller 94 that sets various vibration conditions and creates control signals. Is configured. An operation panel unit 95 is integrally provided on the front surface of the controller 94. The power amplifier 86, the cooling blower 85, the vibration generator 83, the hydraulic power source 84, and the like are configured as independent units. Therefore, when the system is prepared for operation as the vibration test apparatus 81, the power cable 87, the hydraulic hose 88, and further the duct hose 89 of each unit are connected, and there is a problem that preparation for operation is complicated. .
また、各ユニットにおいて、電力増幅器86の電源部92は上述したように振動発生機83とは別に独立してラックに配置されており、しかも、1つの電源部92としてその大きさに応じてラック内で容積を占めている。また、パワーモジュール93は振動発生機83とは独立してラックに横置きに配置されている。さらに、制御器94も振動発生機83とは独立してラックに配置されている。そのため、上述したようにシステムの運転準備に時間がかり、また、各電力増幅器86や振動発生機83、油圧源84、冷却ブロワー85等の各ユニットはそれぞれ独立しているので、設置面積が広くなり、省スペース化とは到底言えない状況であった。 In each unit, the power supply unit 92 of the power amplifier 86 is arranged in the rack independently of the vibration generator 83 as described above, and the rack is provided as one power supply unit 92 according to its size. Occupies a volume within. Further, the power module 93 is disposed horizontally on the rack independently of the vibration generator 83. Further, the controller 94 is also arranged in the rack independently of the vibration generator 83. Therefore, as described above, it takes time to prepare for the operation of the system, and each unit such as the power amplifier 86, the vibration generator 83, the hydraulic source 84, and the cooling blower 85 is independent, so the installation area becomes large. It was a situation that could not be said to be space saving.
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、空きスペースを利用して多くの機能を一体化して省スペース化を図ることが可能な振動試験装置を提供することにある。また、運転を直ちに開始したり、操作性を向上することが可能な振動試験装置を提供することもこの発明の目的である。 The present invention has been made to solve the above-described conventional drawbacks, and an object of the present invention is to provide a vibration test apparatus that can save space by integrating many functions by using an empty space. There is to do. It is another object of the present invention to provide a vibration test apparatus that can immediately start operation or improve operability.
そこで、請求項1の振動試験装置は、基台となるベースに間隔を置いて支持された支持フレームと、この支持フレームの上面側に配置されると共に、振動台を加振する振動発生機とを備え、電源供給用の電源部と、上記振動発生機に駆動電力を供給するパワーモジュールと、上記振動発生機制御用の制御器との少なくともいずれか一つを上記支持フレームの下方に配置し、ケーシングにて上記各構成部材を覆っていることを特徴としている。 Therefore, a vibration test apparatus according to claim 1 is a support frame supported at a distance from a base serving as a base, and a vibration generator disposed on the upper surface side of the support frame and vibrating the vibration table. Including at least one of a power supply unit for power supply, a power module for supplying driving power to the vibration generator, and a controller for controlling the vibration generator, below the support frame, Each of the above-mentioned constituent members is covered with a casing.
請求項2の振動試験装置は、上記ケーシングの前面に操作用の操作部を設けていることを特徴としている。 The vibration test apparatus according to claim 2 is characterized in that an operation portion for operation is provided on the front surface of the casing.
請求項3の振動試験装置は、基台となるベースに間隔を置いて支持された支持フレームと、この支持フレームの上面側に配置されると共に、振動台を加振する振動発生機とを備え、上記支持フレームの下方に、電源供給用の電源部と、上記振動発生機に電力を送るパワーモジュールと、上記振動発生機制御用の制御器とをそれぞれ配置し、ケーシングにて上記各構成部材を覆っていることを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a vibration test apparatus comprising: a support frame supported on a base serving as a base at a distance; and a vibration generator disposed on an upper surface side of the support frame and configured to vibrate the vibration table. A power supply unit for supplying power, a power module that sends power to the vibration generator, and a controller for controlling the vibration generator are disposed below the support frame, and the components are mounted on the casing. It is characterized by covering.
請求項4の振動試験装置は、上記ケーシングの前面に操作用の操作部を設けていることを特徴としている。 A vibration test apparatus according to a fourth aspect is characterized in that an operation portion for operation is provided on the front surface of the casing.
請求項5の振動試験装置は、上記電源部は、複数の電源ユニットで分割構成し、各電源ユニットをベース上の空きスペースにそれぞれ配置していることを特徴としている。 The vibration test apparatus according to claim 5 is characterized in that the power supply unit is divided into a plurality of power supply units, and each power supply unit is arranged in an empty space on the base.
請求項6の振動試験装置は、上記パワーモジュールは直方体状であって縦置きでベース上の空きスペースに配置していることを特徴としている。 The vibration test apparatus according to a sixth aspect is characterized in that the power module has a rectangular parallelepiped shape and is disposed vertically in an empty space on the base.
請求項7の振動試験装置は、上記制御器は、操作部と制御回路からなる本体部とで分離して構成されており、該本体部をベース上の空きスペースに配置していることを特徴としている。 The vibration test apparatus according to claim 7 is characterized in that the controller is configured by separating an operation unit and a main body unit including a control circuit, and the main body unit is disposed in an empty space on the base. It is said.
請求項8の振動試験装置は、基台となるベースに支持され振動台を加振する振動発生機を備え、各構成部材をケーシングにて覆設すると共に、ケーシング前面に操作用の作部を設けていることを特徴としている。 The vibration test apparatus according to claim 8 includes a vibration generator that is supported by a base serving as a base and vibrates the vibration table, covers each component member with a casing, and has an operation part on the front surface of the casing. It is characterized by providing.
請求項1の振動試験装置によれば、電源部、パワーモジュール、制御器のうち少なくともいずれか一つを支持フレームの下方に配置しているので、支持フレームや振動発生機の下方の空きスペースを利用して省スペース化を実現することができる。 According to the vibration test apparatus of the first aspect, since at least one of the power supply unit, the power module, and the controller is disposed below the support frame, an empty space below the support frame and the vibration generator is provided. It can be used to save space.
請求項2の振動試験装置によれば、ケーシングの前面に操作部を設けているので、振動発生機とは別個に操作部を設けていた従来とは異なり、各種の振動条件の設定などの操作性を向上させることができる。 According to the vibration test apparatus of the second aspect, since the operation portion is provided on the front surface of the casing, unlike the conventional case where the operation portion is provided separately from the vibration generator, operations such as setting of various vibration conditions are performed. Can be improved.
請求項3の振動試験装置によれば、支持フレームの下方に電源部、パワーモジュール、及び制御器をそれぞれ配置しているので、支持フレームや振動発生機の下方の空きスペースを利用して省スペース化を実現することができる。また、振動試験装置として必要な各部材を空きスペースを利用して一体的にケーシング内に配置しているので、所謂オールインワン型の振動発生機となり、システムの運転準備として交流電源と接続する電源ケーブルを1本と、冷却ブロワーと接続するエアーホースを1本準備するだけで、直ぐに、運転を行なうことができる。 According to the vibration test apparatus of the third aspect, since the power supply unit, the power module, and the controller are respectively arranged below the support frame, space is saved by using the empty space below the support frame and the vibration generator. Can be realized. In addition, each member necessary as a vibration test device is integrally arranged in the casing using an empty space, so that it becomes a so-called all-in-one type vibration generator, and a power cable connected to an AC power supply as a system operation preparation Operation can be performed immediately by preparing only one air hose connected to the cooling blower and one air hose.
請求項4の振動試験装置によれば、ケーシングの前面に操作部を設けているので、振動発生機とは別個に操作部を設けていた従来とは異なり、各種の振動条件の設定などの操作性を向上させることができる。 According to the vibration test apparatus of the fourth aspect, since the operation unit is provided on the front surface of the casing, unlike the conventional case where the operation unit is provided separately from the vibration generator, operations such as setting of various vibration conditions are performed. Can be improved.
請求項5の振動試験装置によれば、複数の電源ユニットで分割構成し、各電源ユニットをベース上の空きスペースにそれぞれ配置しているので、1つの電源ユニットの設置面積が小さくなり、空きスペースを有効に利用して省スペース化を実現している。 According to the vibration test apparatus of the fifth aspect, the power supply unit is divided into a plurality of power supply units, and each power supply unit is arranged in an empty space on the base. The space is saved by effectively using.
請求項6の振動試験装置によれば、パワーモジュールは直方体状であって縦置きでベース上の空きスペースに配置していることで、横置きの場合と比べて設置面積を小さくでき、空きスペースを有効に利用して省スペース化を実現している。 According to the vibration test apparatus of the sixth aspect, the power module has a rectangular parallelepiped shape, and is installed in an empty space on the base in a vertical position, so that the installation area can be reduced as compared with the case of horizontal installation, and the empty space The space is saved by effectively using.
請求項7の振動試験装置によれば、操作パネル部と制御回路からなる本体部とで制御器を分離して構成されており、該分離した本体部をベース上の空きスペースに配置していることで、ベース上の空きスペースを利用して省スペース化を実現している。 According to the vibration test apparatus of the seventh aspect, the controller is separated from the operation panel portion and the main body portion including the control circuit, and the separated main body portion is arranged in an empty space on the base. As a result, space is saved by using the free space on the base.
請求項8の振動試験装置によれば、各構成部材を覆設しているケーシングの前面に操作部を設けているので、振動発生機とは別個に操作部を設けていた従来とは異なり、各種の振動条件の設定などの操作性を向上させることができる。 According to the vibration test apparatus of the eighth aspect, since the operation unit is provided on the front surface of the casing covering each component member, unlike the conventional case where the operation unit is provided separately from the vibration generator, The operability such as setting various vibration conditions can be improved.
次にこの発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は静圧油圧軸受け式の振動試験装置1の外観の斜視図を示し、図2は内部機構を省略した断面図を示している。この振動試験装置1は、動電型振動試験装置であって、外殻を構成するベース2とケーシング3内に各構成部材を一体的に納装配置したものであり、上面には被試験物を載せて振動試験を行なう振動台4のテーブル4aが位置し、正面の上部には各振動条件を設定して試験を行なうための操作用の操作パネル部5が設けてある。 Next, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an external appearance of a hydrostatic bearing type vibration test apparatus 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view in which an internal mechanism is omitted. This vibration test apparatus 1 is an electrodynamic vibration test apparatus in which components are integrally mounted and disposed in a base 2 and a casing 3 constituting an outer shell. The table 4a of the vibration table 4 for performing a vibration test is placed, and an operation panel section 5 for operation for setting each vibration condition and performing the test is provided in the upper part of the front.
図2及び図3に示すようにベース2の上面には支柱6が4カ所立設されており、この支柱6の上面に防振機構部7を介して支持フレーム10が配設されている。支持フレーム10の4カ所に折曲形成した支持片11が防振機構部7に載った形で配設されていて、支持フレーム10はベース2に対して浮いた状態で配設されている。また、支持フレーム10の前後左右にはX方向、Y方向に加振を行なう振動発生機を配置する凹状の配置部12、13が設けられていて、支持フレーム10の左右の配置部12にはX方向の加振を行なう一対の水平振動発生機21a、21bからなる水平振動発生部21が図4、図5及び図8に示すようにそれぞれ配置される。また、支持フレーム10の前後の配置部13にはY方向の加振を行なう一対の水平振動発生機22a、22bからなる水平振動発生部22がそれぞれ配置されるようになっている。さらに、支持フレーム10の中央に形成されている空洞内にはZ方向に加振を行なう2台の垂直振動発生機23a、23bからなる垂直振動発生部23が配置される。なお、配置部12、13の下面には、略三角板状のブラケット14が設けてあり、X方向、Y方向の水平振動発生部21、22の重量を支持している。 As shown in FIGS. 2 and 3, four support columns 6 are erected on the upper surface of the base 2, and a support frame 10 is disposed on the upper surface of the support column 6 via a vibration isolation mechanism 7. Support pieces 11 bent at four positions of the support frame 10 are arranged on the vibration isolation mechanism 7, and the support frame 10 is arranged in a floating state with respect to the base 2. In addition, concave arrangement portions 12 and 13 for arranging vibration generators that vibrate in the X direction and the Y direction are provided on the front, rear, left, and right sides of the support frame 10. Horizontal vibration generators 21 including a pair of horizontal vibration generators 21a and 21b that perform vibration in the X direction are arranged as shown in FIGS. 4, 5, and 8, respectively. Further, the horizontal vibration generators 22 including a pair of horizontal vibration generators 22a and 22b that perform vibration in the Y direction are arranged in the arrangement parts 13 before and after the support frame 10, respectively. Further, a vertical vibration generator 23 composed of two vertical vibration generators 23 a and 23 b that vibrate in the Z direction is disposed in a cavity formed in the center of the support frame 10. A substantially triangular plate-like bracket 14 is provided on the lower surface of the placement portions 12 and 13 to support the weight of the horizontal vibration generating portions 21 and 22 in the X and Y directions.
ここで、上記水平振動発生部21、22はそれぞれ一対の水平振動発生機21a、21b、22a、22bで構成されていて、前後左右に2台がそれぞれ配置されており、そのため、同じ加振力をZ方向に発生させるために垂直振動発生部23も2台の垂直振動発生機23a、23bでもって上下方向に直列に配置している。また、左右2台の水平振動発生機21a、21b、前後2台の水平振動発生機22a、22b及び上下2台の垂直振動発生機23a、23bはそれぞれ同一の構造に設計されている。すなわち、同一の振動発生部を用いてユニット化を図っている。 Here, the horizontal vibration generators 21 and 22 are each composed of a pair of horizontal vibration generators 21a, 21b, 22a and 22b, and two units are arranged on the front, rear, left and right, respectively. Is also arranged in series in the vertical direction with two vertical vibration generators 23a and 23b. The two horizontal vibration generators 21a and 21b on the left and right sides, the two horizontal vibration generators 22a and 22b on the front and rear sides, and the two vertical vibration generators 23a and 23b on the upper and lower sides are designed to have the same structure. That is, unitization is achieved using the same vibration generating unit.
垂直振動発生部23の上面であって前後左右のX方向の水平振動発生部21及びY方向の水平振動発生部22の間に振動台4が配置されている。水平振動発生部21により振動台4はX方向に加振され、他方の水平振動発生部22により振動台4がY方向に加振され、さらに垂直振動発生部23によりZ方向に振動台4が加振される。もちろん、振動台4はX方向のみ、Y方向のみ、Z方向のみや、2次元、3次元の任意のいずれかで加振されるものである。 The vibration table 4 is disposed on the upper surface of the vertical vibration generating unit 23 between the horizontal vibration generating unit 21 in the X direction and the horizontal vibration generating unit 22 in the Y direction. The vibration table 4 is vibrated in the X direction by the horizontal vibration generator 21, the vibration table 4 is vibrated in the Y direction by the other horizontal vibration generator 22, and the vibration table 4 is moved in the Z direction by the vertical vibration generator 23. Excited. Of course, the vibration table 4 is vibrated only in the X direction, only in the Y direction, only in the Z direction, or any two-dimensional or three-dimensional.
次に、図5及び図8に示すX方向の水平振動発生部21の一方の水平振動発生機21aについて説明するが、他方の水平振動発生機21aや、Y方向の水平振動発生部22の一対の水平振動発生機22a、22bとは同一の構成なので、Y方向の水平振動発生部22の説明は省略する。図5及び水平振動発生機21aの要部拡大断面図を示す図6に示すように、水平振動発生機21aの外殻を構成している外筒体26の内側には略円周状の溝27を介して内筒部28が設けられており、外筒体26の先端側の内周面には永久磁石25が配設されている。また、この溝27内には振動台4を加振する断面を略コ字型とした可動体40の周側部41が往復動自在に遊嵌されていて、この可動体40の周側部41の外周面に駆動コイル29が巻回されている。内筒体28の中心部には軸受部30が設けてあり、この軸受部30の外筒31は内筒体28の内周面に固定され、軸受部30の軸であるシャフト32はボールを介して軸方向に摺動自在となっている。シャフト32の先端は上記可動体40の内面の中央部分と連結固定されており、可動体40の周側部41は溝27内に摺動自在に挿入されている。 Next, one horizontal vibration generator 21a of the horizontal vibration generator 21 in the X direction shown in FIGS. 5 and 8 will be described. The other horizontal vibration generator 21a and a pair of horizontal vibration generators 22 in the Y direction are described. Since the horizontal vibration generators 22a and 22b have the same configuration, description of the horizontal vibration generator 22 in the Y direction is omitted. As shown in FIG. 5 and FIG. 6 showing an enlarged cross-sectional view of the main part of the horizontal vibration generator 21a, a substantially circumferential groove is formed inside the outer cylindrical body 26 constituting the outer shell of the horizontal vibration generator 21a. 27, an inner cylinder portion 28 is provided, and a permanent magnet 25 is disposed on the inner peripheral surface on the distal end side of the outer cylinder body 26. In addition, a circumferential side portion 41 of a movable body 40 having a substantially U-shaped cross section for vibrating the vibration table 4 is loosely fitted in the groove 27 so as to freely reciprocate. A drive coil 29 is wound around the outer peripheral surface of 41. A bearing portion 30 is provided at the center portion of the inner cylinder body 28. An outer cylinder 31 of the bearing portion 30 is fixed to an inner peripheral surface of the inner cylinder body 28, and a shaft 32 which is a shaft of the bearing section 30 has a ball. It is slidable in the axial direction. The tip of the shaft 32 is connected and fixed to the central portion of the inner surface of the movable body 40, and the peripheral side portion 41 of the movable body 40 is slidably inserted into the groove 27.
水平振動発生機21aの駆動コイル29には、任意の周波数の制御信号としての交流電流が流されて、磁気回路を発生させてこの磁束による磁力にて可動体40を所定の周波数で往復動させるようになっている。左右の水平振動発生機21a、21bの磁束の方向を異ならせることで、可動体40がそれぞれ同一方向に駆動され、これにより、振動台4が所定の周波数にて往復動される。また、振動台4の側部にはそれぞれ軸受43が設けられていて、この軸受43に後述する油圧源53からオイルを流通させ、軸受43の側面とX方向の水平振動発生機21a、21b(Y方向の水平振動発生機22a、22b)の可動体40の先端面とがオイルによる油膜にて摺動するオイル摺動面となっている。これにより、振動台4と水平振動発生部21、22の可動体40とがそれぞれ滑らかに摺動自在に接触していると共に、垂直振動発生部23による上下方向の摺動に対しても可能なように接触している。 An alternating current as a control signal having an arbitrary frequency is supplied to the drive coil 29 of the horizontal vibration generator 21a to generate a magnetic circuit and reciprocate the movable body 40 at a predetermined frequency by the magnetic force generated by the magnetic flux. It is like that. By changing the directions of the magnetic fluxes of the left and right horizontal vibration generators 21a and 21b, the movable bodies 40 are driven in the same direction, whereby the vibration table 4 is reciprocated at a predetermined frequency. Further, bearings 43 are provided on the sides of the vibration table 4, respectively, and oil is circulated from the hydraulic source 53 to be described later to the bearings 43 so that the side surfaces of the bearing 43 and the horizontal vibration generators 21 a and 21 b in the X direction ( The Y-direction horizontal vibration generators 22a and 22b) have an oil sliding surface that slides with an oil film of oil on the front end surface of the movable body 40. As a result, the vibration table 4 and the movable body 40 of the horizontal vibration generators 21 and 22 are in smooth and slidable contact with each other, and can also be slid in the vertical direction by the vertical vibration generator 23. Are in contact.
次に、垂直振動発生部23を構成している上下2台の垂直振動発生機23a、23bの構成も上述した水平振動発生機21aと同じであるので、詳細な説明は省略して概略的に説明する。図5に示すように、上側の垂直振動発生機23aは可動体40を上にして配置され、下側の垂直振動発生機23bは可動体40を下にして配置されている。そして、この下側の垂直振動発生機23bの可動体40は支持フレーム10の底部44に設けてある空気バネ45の上に載っている状態となっている。また、上下の垂直振動発生機23a、23bの軸受部30、30のシャフト32aは長く形成されていて、上下の軸受部30を連結した構成となっており、この1本のシャフト32aが上下2台の垂直振動発生機23a、23bからなる垂直振動発生部23としての軸となっている。そして、シャフト32aの上端は上側の垂直振動発生機23aの可動体40が連結固定され、シャフト32aの下端は下側の垂直振動発生機23bの可動体40が連結固定されている。 Next, the configuration of the two vertical vibration generators 23a and 23b constituting the vertical vibration generator 23 is also the same as that of the horizontal vibration generator 21a described above. explain. As shown in FIG. 5, the upper vertical vibration generator 23a is disposed with the movable body 40 facing up, and the lower vertical vibration generator 23b is disposed with the movable body 40 facing down. The movable body 40 of the lower vertical vibration generator 23b is placed on an air spring 45 provided on the bottom 44 of the support frame 10. Further, the shafts 32a of the bearing portions 30 and 30 of the upper and lower vertical vibration generators 23a and 23b are formed to be long, and the upper and lower bearing portions 30 are connected to each other. This is a shaft as the vertical vibration generator 23 composed of the vertical vibration generators 23a and 23b. The upper end of the shaft 32a is connected and fixed to the movable body 40 of the upper vertical vibration generator 23a, and the lower end of the shaft 32a is connected and fixed to the movable body 40 of the lower vertical vibration generator 23b.
垂直振動発生部23は支持フレーム10の段部46の上に支持部47を介して固定されており、上下の垂直振動発生機23a、23bの間には図7に示すように、仕切板48が介装してある。この仕切板48は、外筒体26と内筒部28に対応した部分は磁性体部48aで構成され、溝27に対応した部分は非磁性体部48bで構成され、さらにこの非磁性体部48bには上下の溝27に連通する穴49が穿孔されている。なお、この仕切板48の非磁性体部48bにて駆動コイル29が互いに干渉するのを防止し、また、軸受43で使用された油膜形成用のオイルを溝27及び穴49を介して流すことで、駆動コイル29を冷却するようになっている。また、上下の溝27の上部と下部はそれぞれ開口しており、つまり、溝27の上下は外部と貫通している。 The vertical vibration generator 23 is fixed on the step 46 of the support frame 10 via a support 47, and a partition plate 48 is provided between the upper and lower vertical vibration generators 23a and 23b as shown in FIG. Is intervening. In the partition plate 48, a portion corresponding to the outer cylindrical body 26 and the inner cylindrical portion 28 is configured by a magnetic body portion 48 a, a portion corresponding to the groove 27 is configured by a nonmagnetic body portion 48 b, and the nonmagnetic body portion. A hole 49 communicating with the upper and lower grooves 27 is formed in 48b. It is to be noted that the drive coils 29 are prevented from interfering with each other by the non-magnetic body portion 48 b of the partition plate 48, and the oil film forming oil used in the bearing 43 is allowed to flow through the groove 27 and the hole 49. Thus, the drive coil 29 is cooled. The upper and lower portions of the upper and lower grooves 27 are opened, that is, the upper and lower portions of the groove 27 penetrate the outside.
また、上下の垂直振動発生機23a、23bを互いに逆向きに配置しているので、上下の垂直振動発生機23a、23bの駆動コイル29にて生じる磁気回路による磁束の方向が互いに逆向きになり、上下の垂直振動発生機23a、23bによる2つの独立した磁気回路は直列に組み合わせた形となる。そのため、所定の周波数で2つの垂直振動発生機23a、23bが駆動されると上下の可動体40は同一の方向に駆動されて往復動する。したがって、上下の垂直振動発生機23a、23bによる2つの独立した磁気回路を直列に組み合わせた形となり、1台の垂直振動発生機23a(23b)と比べて2台の垂直振動発生機23a、23bにより2倍の加振力を発生させることができる。よって、2台の垂直振動発生機23a、23bは、前後左右にそれぞれ設けている水平振動発生部21、22と同じ加振力を発生させて、振動台4を加振させることができる。 Further, since the upper and lower vertical vibration generators 23a and 23b are arranged in opposite directions, the directions of magnetic fluxes generated by the magnetic circuits in the drive coils 29 of the upper and lower vertical vibration generators 23a and 23b are opposite to each other. The two independent magnetic circuits by the upper and lower vertical vibration generators 23a and 23b are combined in series. Therefore, when the two vertical vibration generators 23a and 23b are driven at a predetermined frequency, the upper and lower movable bodies 40 are driven in the same direction to reciprocate. Accordingly, two independent magnetic circuits by the upper and lower vertical vibration generators 23a and 23b are combined in series, and the two vertical vibration generators 23a and 23b are compared with the single vertical vibration generator 23a (23b). Thus, it is possible to generate a double excitation force. Accordingly, the two vertical vibration generators 23a and 23b can generate the same excitation force as the horizontal vibration generators 21 and 22 provided at the front, rear, left and right, respectively, and can vibrate the vibration table 4.
また、上下2台の垂直振動発生機23a、23bは、水平振動発生部21、22の各水平振動発生機21a、21b、22a、22bの構成とシャフト32aの部分以外を除いて同一の構成としているので、個体の振動発生機として同一の設計ができ、そのため、振動発生機のユニット化が図られ、コストの低減やメンテナンスを容易にすることができる。 The vertical vibration generators 23a and 23b in the upper and lower units are the same except for the configuration of the horizontal vibration generators 21a, 21b, 22a, and 22b of the horizontal vibration generators 21 and 22 except for the portion of the shaft 32a. Therefore, the same design can be made as the individual vibration generator, so that the vibration generator can be unitized, and cost reduction and maintenance can be facilitated.
上述のように、前後左右の水平振動発生部21、22は支持フレーム10の上面に配置され、垂直振動発生部23は支持フレーム10の内部に配置されているものである。そして、支持フレーム10の周囲の空間の空きスペースを利用して振動試験装置1を構成している各部材(ユニット)を以下に示すように配置している。 As described above, the front, rear, left and right horizontal vibration generators 21 and 22 are disposed on the upper surface of the support frame 10, and the vertical vibration generator 23 is disposed inside the support frame 10. And each member (unit) which comprises the vibration test apparatus 1 using the empty space of the space around the support frame 10 is arrange | positioned as shown below.
図8〜図14は振動試験装置1のケーシング3を省いた内部構造を示すであり、図8は振動試験装置1の平面図を、図9は正面図を、図10は背面図を、図11は右側面図を、図12は左側面図をそれぞれ示している。また、図13は正面からの振動試験装置1の斜視図を、図14は背面からの斜視図をそれぞれ示している。 8 to 14 show the internal structure of the vibration test apparatus 1 with the casing 3 omitted. FIG. 8 is a plan view of the vibration test apparatus 1, FIG. 9 is a front view, FIG. 10 is a rear view, and FIG. 11 shows a right side view, and FIG. 12 shows a left side view. 13 shows a perspective view of the vibration test apparatus 1 from the front, and FIG. 14 shows a perspective view from the back.
図8〜図14において、振動試験装置1全体に電源を供給するための電源部51は、1つのユニットで構成するのではなく、複数の電源ユニット51a〜51dで構成している。そして、電源ユニット51a、51bはベース2の前部側に配置され、電源ユニット51cは上記電源ユニット51aの後方に配置され、電源ユニット51dは電源ユニット51bの後方に配置されている。このように、複数の電源ユニット51a〜51dで構成してベース2の空きスペースに分割して配置していることで、1つの電源ユニット51a〜51dの設置面積が小さくなり、空きスペースを有効に利用して省スペース化を実現している。 8 to 14, the power supply unit 51 for supplying power to the entire vibration test apparatus 1 is not composed of one unit, but is composed of a plurality of power supply units 51 a to 51 d. The power supply units 51a and 51b are arranged on the front side of the base 2, the power supply unit 51c is arranged behind the power supply unit 51a, and the power supply unit 51d is arranged behind the power supply unit 51b. As described above, the plurality of power supply units 51a to 51d are configured and divided into the empty space of the base 2, so that the installation area of one power supply unit 51a to 51d is reduced and the empty space is effectively used. Space saving is realized by using.
ベース2の後部右側には、上記電源部51からの電源の供給を受けて各水平振動発生部21、22、垂直振動発生部23に電力(制御用の交流信号)を送る複数のパワーモジュール52を配置している。直方体状のパワーモジュール52は、水平振動発生部21の下方の空きスペースに入る高さに形成し、横置きではなく縦置きで配置している。パワーモジュール52を横置きで配置すると設置面積が非常に広くなるが、この発明のようにパワーモジュール52を縦置きで配置しているので、設置面積を非常に狭くできて、省スペース化を実現している。 On the rear right side of the base 2, a plurality of power modules 52 that receive power from the power source 51 and send electric power (control AC signals) to the horizontal vibration generators 21 and 22 and the vertical vibration generator 23. Is arranged. The rectangular parallelepiped power module 52 is formed at a height that enters an empty space below the horizontal vibration generating unit 21, and is arranged not vertically but vertically. If the power module 52 is placed horizontally, the installation area becomes very large. However, since the power module 52 is arranged vertically as in the present invention, the installation area can be very narrow and space saving can be realized. doing.
また、ベース2の左側には、上記操作パネル部5とで制御器を構成している制御回路からなる本体部55を配置している。操作パネル部5とこの本体部55とを一体として制御器をベース2のいずれかに配置すると、空きスペースを有効に使用できなくなるので、この発明では、操作パネル部5と本体部55とを分離して操作パネル部5は振動試験装置1のケーシング3の前面に配置し、本体部55はベース2の左側の空きスペースに配置して省スペース化を実現している。 Further, on the left side of the base 2, a main body portion 55 is disposed which is composed of a control circuit that constitutes a controller with the operation panel portion 5. If the operation panel unit 5 and the main body unit 55 are integrated with each other and the controller is disposed on any of the bases 2, the empty space cannot be used effectively. Therefore, in the present invention, the operation panel unit 5 and the main body unit 55 are separated. The operation panel unit 5 is arranged on the front surface of the casing 3 of the vibration test apparatus 1, and the main body unit 55 is arranged in an empty space on the left side of the base 2 to realize space saving.
また、ベース2の後部左側には油圧制御を行なう場合の油の供給源である油圧源53が配置され、さらに、ベース2の後部中央には装置全体を冷却するための冷却ブロワー54が配置されている。 In addition, a hydraulic pressure source 53 that is an oil supply source for hydraulic control is disposed on the left side of the rear portion of the base 2, and a cooling blower 54 for cooling the entire apparatus is disposed in the center of the rear portion of the base 2. ing.
このように、水平振動発生部21、22の下方の空きスペースに、電源部51、パワーモジュール52、本体部55を配置していることで省スペース化を実現している。また、振動試験装置1として必要な各部材をケーシング3内にすべて空きスペースを利用して一体的に配置した、所謂オールインワン型としている。そして、振動試験装置1としての機能を一体化しているので、システムの運転準備として交流電源と接続する電源ケーブルを1本と、冷却ブロワー54と接続するエアーホースを1本準備(接続)するだけで、すぐに運転を行なうことができる。また、ケーシング3の前面の上部に操作パネル部5を設けているので、従来振動発生機と別個に離れて設けていたのとは異なり、各種の振動試験の設定など操作性を向上させることができる。 Thus, space saving is realized by arranging the power supply unit 51, the power module 52, and the main body unit 55 in the empty space below the horizontal vibration generating units 21 and 22. Moreover, it is a so-called all-in-one type in which all members necessary for the vibration test apparatus 1 are integrally arranged in the casing 3 by utilizing an empty space. And since the function as the vibration test apparatus 1 is integrated, only one power cable to be connected to the AC power source and one air hose to be connected to the cooling blower 54 are prepared (connected) as a system operation preparation. And you can drive immediately. In addition, since the operation panel unit 5 is provided in the upper part of the front surface of the casing 3, the operability such as setting of various vibration tests can be improved, unlike the case where the operation panel unit 5 is provided separately from the conventional vibration generator. it can.
図15は水平振動発生部21、22及び垂直振動発生部23の各駆動コイル29の冷却を行なう場合の図を示し、水平振動発生部21、22の外側面に冷却用のファン58を設けている。このファン58は空気通路59と連通した箇所に設けていて、且つ空気通路59と水平振動発生部21、22の駆動コイル29を配置している溝27とが連通しており、ファン58を回転駆動することで、空気通路59及び溝27を介して駆動コイル29を冷却するようにしている。 FIG. 15 shows a view of cooling the drive coils 29 of the horizontal vibration generating units 21 and 22 and the vertical vibration generating unit 23, and a cooling fan 58 is provided on the outer surface of the horizontal vibration generating units 21 and 22. Yes. The fan 58 is provided in a place communicating with the air passage 59, and the air passage 59 and the groove 27 in which the drive coils 29 of the horizontal vibration generating portions 21 and 22 are disposed communicate with each other to rotate the fan 58. By driving, the drive coil 29 is cooled via the air passage 59 and the groove 27.
一方、垂直振動発生部23においては、従来では、上記水平振動発生部21、22と同様に別個にファンを冷却用として設けていたが、この発明では、別個にはファンを設けずに、振動台4の軸受43の摺動面に用いているオイルを利用して垂直振動発生部23の駆動コイル29の冷却を行なうようにしている。すなわち、図15に示すように、振動台4の軸受43に流しているオイルは軸受43の表面や内部を伝ってゆっくりと流れ落ちるようになっており、油膜形成用に用いたオイルや余剰のオイルは図中の矢印に示すように、軸受43から振動台4の下部の表面を伝い、さらに可動体40あるいは直接に垂直振動発生部23の溝27内に流れ落ちていく。上下の垂直振動発生部23の溝27は連通しているので、溝27内にオイルが流れ落ちていき、さらには溝27の上下に配置されている駆動
コイル29にオイルが接触して冷却しながら流れ落ちる。垂直振動発生部23の溝27の下端から流れ落ちたオイルは支持フレーム10の底部44の穴60を介して油圧源53へと回収される。この油圧源53で回収されたオイルは、循環されて再び振動台4の軸受43に供給される。なお、振動台4の軸受43の下方にはオイルが周囲に拡散しないように、垂直振動発生部23側にオイルをガイドするためのガイド部材61が設けてある。
On the other hand, in the vertical vibration generating unit 23, a fan is conventionally provided for cooling as in the case of the horizontal vibration generating units 21 and 22. However, in the present invention, the vibration is not provided separately. The oil used for the sliding surface of the bearing 43 of the base 4 is used to cool the drive coil 29 of the vertical vibration generating unit 23. That is, as shown in FIG. 15, the oil flowing to the bearing 43 of the vibration table 4 slowly flows down along the surface and the inside of the bearing 43, and the oil used for forming the oil film or the excess oil As shown by the arrows in the figure, the bearings 43 are transmitted from the bearings 43 to the lower surface of the vibration table 4 and further flow down into the movable body 40 or directly into the grooves 27 of the vertical vibration generating portion 23. Since the grooves 27 of the upper and lower vertical vibration generating portions 23 communicate with each other, the oil flows down into the grooves 27, and further, the oil contacts and cools the drive coils 29 arranged above and below the grooves 27. run down. The oil that has flowed down from the lower end of the groove 27 of the vertical vibration generator 23 is recovered to the hydraulic power source 53 through the hole 60 in the bottom 44 of the support frame 10. The oil collected by the hydraulic power source 53 is circulated and supplied to the bearing 43 of the vibration table 4 again. A guide member 61 for guiding the oil to the vertical vibration generating unit 23 side is provided below the bearing 43 of the vibration table 4 so that the oil does not diffuse around.
このように垂直振動発生部23の駆動コイル29にて発熱する箇所に軸受43の油膜形成用に使用した後のオイルや余剰のオイルを伝達させて冷却しているので、従来のようにファンを不要としてコストを安価にできる。もちろん、駆動コイル29の発熱をオイル冷却で可能なように駆動コイル29の発熱量を設計している。 In this way, the oil after being used for forming the oil film of the bearing 43 and the surplus oil are transmitted to the place where heat is generated by the drive coil 29 of the vertical vibration generating unit 23, and cooling is performed. Cost can be reduced as unnecessary. Of course, the heat generation amount of the drive coil 29 is designed so that the heat generation of the drive coil 29 is possible by oil cooling.
また、水平振動発生部21、22、垂直振動発生部23の駆動コイル29の発熱以外の水平振動発生部21、22及び垂直振動発生部23の外周部分や、電源部51、パワーモジュール52、油圧源53、制御用の本体部55等は1台の冷却ブロワー54で冷却を行なっている。つまり、各構成部材をケーシング3にて覆っているので、1台の冷却ブロワー54のみで冷却を可能としている。 Further, the horizontal vibration generating units 21 and 22 and the vertical vibration generating unit 23 other than heat generation other than the heat generation of the horizontal vibration generating units 21 and 22 and the vertical vibration generating unit 23, the power supply unit 51, the power module 52, and the hydraulic pressure are generated. The source 53, the control main body 55, and the like are cooled by a single cooling blower 54. That is, since each component is covered with the casing 3, the cooling can be performed by only one cooling blower 54.
図16は水平振動発生部21、22の水平加振軸63(軸受部30のシャフト32)と、防振機構部7との配置位置関係を示す図である。バネ体などの緩衝材からなる防振機構部7は、上述したように支柱6の上面に配置されており、さらに防振機構部7の上に水平振動発生機21a、21b(22a、22b)を配置する支持フレーム10の支持片11が配置されている。そして、一対の水平振動発生機21a、21b(22a、22b)の水平加振軸63よりも防振機構部7を上方に配置しているものである。 FIG. 16 is a diagram showing a positional relationship between the horizontal vibration shaft 63 (the shaft 32 of the bearing portion 30) of the horizontal vibration generating portions 21 and 22 and the vibration isolation mechanism portion 7. The anti-vibration mechanism unit 7 made of a cushioning material such as a spring body is disposed on the upper surface of the support column 6 as described above, and the horizontal vibration generators 21a and 21b (22a and 22b) are further provided on the anti-vibration mechanism unit 7. A support piece 11 of the support frame 10 is disposed. The vibration isolation mechanism 7 is disposed above the horizontal excitation shaft 63 of the pair of horizontal vibration generators 21a and 21b (22a and 22b).
水平振動発生機21a、21bを駆動して振動台4を加振した場合、水平振動発生機21a、21bの水平加振軸63より防振機構部7を上方に配置しているので、振動を吸収する防振機構部7の影響による水平振動発生機21a、21bの振動振幅を小さく抑えることができ、そのため、振動試験装置1全体の横振動を小さくでき(図9の矢印イ参照)、同時に回転振動を小さくできる(矢印ロ参照)。したがって、振動台4による振動試験をより正確に行なうことができるものである。 When the vibration table 4 is vibrated by driving the horizontal vibration generators 21a and 21b, the vibration isolation mechanism unit 7 is disposed above the horizontal vibration shaft 63 of the horizontal vibration generators 21a and 21b, so that vibration is generated. The vibration amplitude of the horizontal vibration generators 21a and 21b due to the influence of the vibration isolating mechanism portion 7 to be absorbed can be suppressed to be small, so that the lateral vibration of the vibration test apparatus 1 as a whole can be reduced (see arrow a in FIG. 9). Rotational vibration can be reduced (see arrow b). Therefore, the vibration test using the vibration table 4 can be performed more accurately.
また、X方向とY方向で水平振動発生部21、22を同時に駆動して振動台4を加振しても防振機構部7の影響による水平振動発生部21、22の振動振幅を小さく抑えることができる。そのため、装置全体の横振動を小さくできると共に、回転振動の振幅を小さく抑えることができ、そのため、より正確に振動試験を行なうことができる。 Further, even if the horizontal vibration generating units 21 and 22 are simultaneously driven in the X direction and the Y direction to vibrate the vibration table 4, the vibration amplitude of the horizontal vibration generating units 21 and 22 due to the influence of the vibration isolating mechanism unit 7 is kept small. be able to. As a result, the lateral vibration of the entire apparatus can be reduced, and the amplitude of the rotational vibration can be kept small, so that the vibration test can be performed more accurately.
さらに、Z方向の垂直振動発生部23単体、あるいはX方向とY方向の水平振動発生部21、22と垂直振動発生部23との3次元での振動を発生させても、防振機構部7の影響による垂直振動発生部23、あるいは垂直振動発生部23と水平振動発生部21、22の振動振幅を小さく抑えることができる。そのため、装置全体の横振動を小さくできると共に、回転振動の振幅を小さく抑えることができ、そのため、より正確に振動試験を行なうことができる。 Further, even if the three-dimensional vibrations of the vertical vibration generating unit 23 in the Z direction alone or the horizontal vibration generating units 21 and 22 in the X and Y directions and the vertical vibration generating unit 23 are generated, the anti-vibration mechanism unit 7 The vibration amplitude of the vertical vibration generating unit 23 or the vertical vibration generating unit 23 and the horizontal vibration generating units 21 and 22 due to the influence of the above can be suppressed small. As a result, the lateral vibration of the entire apparatus can be reduced, and the amplitude of the rotational vibration can be kept small, so that the vibration test can be performed more accurately.
1 振動試験装置
2 ベース
3 ケーシング
4 振動台
5 操作パネル部
10 支持フレーム
21 水平振動発生部
22 水平振動発生部
51 電源部
52 パワーモジュール
55 本体部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration test apparatus 2 Base 3 Casing 4 Shaking table 5 Operation panel part 10 Support frame 21 Horizontal vibration generating part 22 Horizontal vibration generating part 51 Power supply part 52 Power module 55 Main body part
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110098713A (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-06 | 日本电产三协株式会社 | Actuator |
| CN111521551A (en) * | 2020-04-14 | 2020-08-11 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所((工业和信息化部电子第五研究所)(中国赛宝实验室)) | Environmental test system and protective structure |
| CN114812988A (en) * | 2021-12-31 | 2022-07-29 | 联创汽车电子有限公司 | Modular Vibration Fixtures and Shakers |
| CN118449259A (en) * | 2024-07-05 | 2024-08-06 | 北京博科测试系统股份有限公司 | Hydraulic and electric vibration table controller with standby battery |
| CN119714751A (en) * | 2023-09-28 | 2025-03-28 | 中国航天员科研训练中心 | Overweight vibration composite dynamics simulation device |
-
2003
- 2003-09-16 JP JP2003322871A patent/JP2005091075A/en active Pending
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| CN110098713B (en) * | 2018-01-31 | 2021-05-28 | 日本电产三协株式会社 | actuator |
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