JP2018124120A - Vibration testing device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve an accuracy of a vibration test by reducing a cross-talk acceleration vertically generated in a vibrating table when a horizontal vibration is applied.SOLUTION: A vibration testing device 1 includes: a second vibration table 32 held with a specimen 30; a horizontal vibrator 5 connected to one end side in a horizontal direction of the second vibration table 32 and causing the second vibration table 32 to vibrate along the horizontal direction. The vibration testing device further includes a cancellation vibrator 6 connected to the second vibration table 32 on the other end side in the horizontal direction of the second vibration table 32 and capable of generating the vibration along the horizontal direction. A vibration axis L1 of the horizontal vibrator 5 and a vibration axis L2 of the cancellation vibrator 6 are arranged in parallel to each other, and the horizontal vibration 5 and the cancellation vibrator 6 are configured to generate the vibration in the same direction at the same time.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、振動試験装置に関する。   The present invention relates to a vibration test apparatus.

従来、振動台上に保持された供試体に対する振動試験を行う振動試験装置が知られている。この種の振動試験装置の供試体としては、自動車用の部品や、タイヤ等があり、振動試験装置によって、自動車用の部品等の性能試験や、安全性に関する試験が行われる。   Conventionally, a vibration test apparatus that performs a vibration test on a specimen held on a vibration table is known. As specimens of this type of vibration test apparatus, there are automobile parts, tires, and the like, and performance tests of automobile parts and the like, and safety tests are performed by the vibration test apparatus.

振動試験装置として、例えば特許文献１に示されるような振動試験装置が知られている。この振動試験装置には、動電型の加振機（振動発生機）が備えられており、この加振機は、静磁場を生成するための励磁コイルと、励磁コイルにより生成された静磁場による磁気回路及び磁気ギャップを形成するための強磁性体からなるヨークと、磁気ギャップ内に配置された振動発生用のドライブコイルと、ドライブコイルと一体に形成された振動台とを備えた構成になっている。そして、励磁コイルに直流電流を供給し、ドライブコイルに所定周波数の交流電流を供給することにより、振動台を所定の周波数で振動させ、供試体に対する振動試験を行うようにしている。   As a vibration test apparatus, for example, a vibration test apparatus as shown in Patent Document 1 is known. This vibration test apparatus is equipped with an electrodynamic exciter (vibration generator), which includes an excitation coil for generating a static magnetic field and a static magnetic field generated by the excitation coil. A magnetic circuit and a yoke made of a ferromagnetic material for forming a magnetic gap, a drive coil for generating vibration arranged in the magnetic gap, and a vibration table formed integrally with the drive coil It has become. Then, by supplying a direct current to the exciting coil and supplying an alternating current having a predetermined frequency to the drive coil, the vibration table is vibrated at a predetermined frequency to perform a vibration test on the specimen.

特開２００３−３３７０７９号公報JP 2003-337079 A

ところで、上述したような振動試験装置では、動電型の加振機によって振動台を所定の周波数で水平方向に沿って加振（水平加振）する際、次のような問題点がある。すなわち、振動台の組み付け時のガタや、振動台を支持する軸受け（例えば流体軸受け）と振動台との間の隙間等に起因して、振動台及び供試体の重心を中心とする回転力が振動台に発生し、加振方向ではない垂直方向の共振（クロストーク共振）が発生する可能性があり、振動試験の精度が悪化することが懸念される。つまり、垂直方向の加振（垂直加振）を行っていないにもかかわらず、振動台に垂直方向の加速度（クロストーク加速度）が発生し、振動台が共振する可能性がある。例えば、側面視で、振動台が長尺の形状（例えば長方形等）である場合、振動台及び供試体の重心が、加振機の加振軸から大きくオフセットする可能性があり、上述のような問題点が特に懸念される。   By the way, the vibration test apparatus as described above has the following problems when the vibration table is vibrated in the horizontal direction at a predetermined frequency (horizontal vibration) with an electrodynamic exciter. In other words, due to backlash when assembling the vibration table, and a clearance between the vibration table and a bearing that supports the vibration table (for example, a fluid bearing), the rotational force centered on the center of gravity of the vibration table and the specimen is There is a possibility that resonance in the vertical direction (crosstalk resonance), which is not the excitation direction, may occur in the shaking table, and the accuracy of the vibration test is likely to deteriorate. That is, there is a possibility that although the vertical vibration (vertical vibration) is not performed, vertical vibration (crosstalk acceleration) occurs in the vibration table, and the vibration table resonates. For example, when the shaking table has a long shape (for example, a rectangle) in a side view, the center of gravity of the shaking table and the specimen may be largely offset from the excitation axis of the shaker, as described above. There are special concerns.

本発明は上述したような実情を考慮してなされたもので、水平加振時に、振動台に発生する垂直方向のクロストーク加速度を低減して振動試験の精度を向上させることが可能な振動試験装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and a vibration test capable of improving the accuracy of the vibration test by reducing the vertical crosstalk acceleration generated in the vibration table during horizontal excitation. An object is to provide an apparatus.

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、供試体が保持される振動台と、前記振動台の水平方向の一端側に連結され、且つ前記振動台を水平方向に沿って振動させる第１水平加振機とを備えた振動試験装置であって、前記振動台の水平方向の他端側に連結され、且つ水平方向に沿った振動を発生可能な第２水平加振機を備え、前記第１水平加振機の加振軸と、前記第２水平加振機の加振軸とが、互いに平行になっており、前記第１水平加振機及び前記第２水平加振機が、同時に同じ方向への振動を発生するように構成されていることを特徴とする。   In the present invention, means for solving the above-described problems are configured as follows. That is, the present invention includes a vibrating table on which a specimen is held, and a first horizontal vibrator connected to one end side in the horizontal direction of the vibrating table and vibrating the vibrating table in the horizontal direction. A vibration test apparatus comprising a second horizontal vibrator connected to the other end of the shaking table in the horizontal direction and capable of generating a vibration along the horizontal direction. The vibration shaft and the vibration shaft of the second horizontal vibration device are parallel to each other, and the first horizontal vibration device and the second horizontal vibration device simultaneously vibrate in the same direction. It is comprised so that it may generate | occur | produce.

上記構成によれば、振動台を挟んで第１水平加振機とは反対側の位置に第２水平加振機が設けられているので、水平加振時の振動台の垂直方向の共振を抑制することができる。具体的には、第１水平加振機が水平方向の一方側に振動すると、振動台には、振動台及び供試体の記重心を中心とする回転力が発生しようとする。この際、第２水平加振機が同じ方向（水平方向の一方側）に振動することによって、上記回転力が低減される（打ち消される）。また、第１水平加振機が水平方向の他方側に振動すると、振動台には、上記重心を中心とする上記とは逆方向の回転力が発生しようとする。この際、第２水平加振機が同じ方向（水平方向の他方側）に振動することによって、上記回転力が低減される（打ち消される）。このように、第１水平加振機の振動に伴って発生しようとする振動台の回転力が、第２水平加振機の振動によって低減されるので、水平加振時に、振動台に発生する垂直方向のクロストーク加速度を低減することができ、振動試験装置による振動試験の精度を向上させることができる。   According to the above configuration, since the second horizontal shaker is provided on the opposite side of the first horizontal shaker across the shake table, the vertical resonance of the shake table during horizontal excitation is achieved. Can be suppressed. Specifically, when the first horizontal vibrator vibrates to one side in the horizontal direction, the vibrating table tends to generate a rotational force centered on the center of gravity of the vibrating table and the specimen. At this time, the second horizontal vibrator vibrates in the same direction (one side in the horizontal direction), so that the rotational force is reduced (cancelled). Further, when the first horizontal vibrator vibrates to the other side in the horizontal direction, the vibrating table tends to generate a rotational force in the opposite direction with the center of gravity as the center. At this time, the second horizontal vibrator vibrates in the same direction (the other side in the horizontal direction), whereby the rotational force is reduced (cancelled). In this way, the rotational force of the shaking table that is to be generated along with the vibration of the first horizontal vibrator is reduced by the vibration of the second horizontal vibrator, so that it is generated in the shaking table during horizontal shaking. The crosstalk acceleration in the vertical direction can be reduced, and the accuracy of the vibration test by the vibration test apparatus can be improved.

本発明の振動試験装置の具体構成として、次の構成が挙げられる。上記構成の振動試験装置において、前記第１水平加振機が、前記第２水平加振機側へ向けて前記振動台を振動させる際、同時に前記第２水平加振機が、前記振動台から退避するように前記第１水平加振機側とは反対方向へ向けて振動し、前記第１水平加振機が、前記第２水平加振機側とは反対方向へ向けて前記振動台を振動させる際、同時に前記第２水平加振機が、前記振動台に追従して移動するように前記第１水平加振機側へ向けて振動することが好ましい。   The following structure is mentioned as a specific structure of the vibration testing apparatus of this invention. In the vibration test apparatus having the above-described configuration, when the first horizontal shaker vibrates the shake table toward the second horizontal shaker, the second horizontal shaker simultaneously moves from the shake table. The first horizontal shaker vibrates in the direction opposite to the first horizontal shaker so as to retract, and the first horizontal shaker moves the shake table in the direction opposite to the second horizontal shaker side. When vibrating, it is preferable that the second horizontal vibrator simultaneously vibrates toward the first horizontal vibrator so as to move following the shaking table.

本発明の振動試験装置に備えられる第１、第２水平加振機として、動電型の水平加振機を用いることが好ましい。詳細には、前記第１、第２水平加振機は、それぞれ、静磁場を生成するための励磁コイルと、前記励磁コイルにより生成された静磁場による磁気回路及び磁気ギャップを形成するためのヨークと、前記磁気ギャップ内に配置された振動発生用のドライブコイルとを備え、前記励磁コイルに供給された直流電流と、前記ドライブコイルに供給された所定周波数の交流電流とによって振動を発生するように構成されていることが好ましい。この場合、前記振動台には、前記第１水平加振機による当該振動台の水平方向の加速度を検出する第１加速度センサと、前記第２水平加振機による当該振動台の水平方向の加速度を検出する第２加速度センサとが設けられ、前記第２加速度センサによって検出される加速度波形が、前記第１加速度センサによって検出される加速度波形に一致するように、前記第２水平加振機の前記ドライブコイルに入力される交流電流が調整されることが好ましい。上述のように、第１、第２水平加振機を、動電型の水平加振機として構成することによって、第１、第２水平加振機の駆動を容易に制御することができる。   As the first and second horizontal vibrators provided in the vibration test apparatus of the present invention, it is preferable to use an electrodynamic horizontal vibrator. Specifically, each of the first and second horizontal vibrators includes an exciting coil for generating a static magnetic field, a magnetic circuit by a static magnetic field generated by the exciting coil, and a yoke for forming a magnetic gap. And a vibration generating drive coil disposed in the magnetic gap, and generating a vibration by a direct current supplied to the exciting coil and an alternating current having a predetermined frequency supplied to the drive coil. It is preferable that it is comprised. In this case, the shaking table includes a first acceleration sensor for detecting a horizontal acceleration of the shaking table by the first horizontal vibrator, and a horizontal acceleration of the shaking table by the second horizontal vibrator. And a second acceleration sensor for detecting the acceleration of the second horizontal vibrator so that an acceleration waveform detected by the second acceleration sensor matches an acceleration waveform detected by the first acceleration sensor. It is preferable that an alternating current input to the drive coil is adjusted. As described above, by configuring the first and second horizontal vibrators as electrodynamic horizontal vibrators, the driving of the first and second horizontal vibrators can be easily controlled.

本発明の振動試験装置において、前記第２水平加振機は、側面視で、前記振動台及び前記供試体の重心を挟んで、前記第１水平加振機とは反対側の位置に設けられており、前記第１水平加振機の加振軸が、前記重心よりも低い位置に配置され、前記第２水平加振機の加振軸が、前記重心よりも高い位置に配置されていてもよい。この構成によれば、振動試験装置への第２水平加振機の取り付けを容易に行うことができる。   In the vibration test apparatus of the present invention, the second horizontal shaker is provided at a position opposite to the first horizontal shaker across the center of gravity of the vibration table and the specimen in a side view. The excitation shaft of the first horizontal shaker is disposed at a position lower than the center of gravity, and the excitation shaft of the second horizontal shaker is disposed at a position higher than the center of gravity. Also good. According to this configuration, it is possible to easily attach the second horizontal vibrator to the vibration test apparatus.

本発明の振動試験装置において、前記第１水平加振機の加振軸と前記重心との距離と、前記第２水平加振機の加振軸と前記重心との距離とが、略同じになっていることが好ましい。この構成によれば、水平加振時に、振動台に発生する垂直方向のクロストーク加速度を効率よく低減して振動試験の精度を向上させることができる。   In the vibration testing apparatus of the present invention, the distance between the excitation axis of the first horizontal shaker and the center of gravity is substantially the same as the distance between the excitation axis of the second horizontal shaker and the center of gravity. It is preferable that According to this configuration, it is possible to efficiently reduce the crosstalk acceleration in the vertical direction generated on the shaking table during horizontal excitation and improve the accuracy of the vibration test.

本発明の振動試験装置において、前記振動台を鉛直方向に沿って振動させる垂直加振機をさらに備えていてもよい。あるいは、前記振動台を、水平方向であって前記第１水平加振機の振動方向とは垂直な方向に沿って振動させる第３水平加振機をさらに備えていてもよい。つまり、本発明を、垂直方向の加振及び水平方向の加振を同時に行うことが可能な２軸加振機あるいは３軸加振機を備えた振動試験装置に適用することが可能である。このように、垂直加振機を設けることによって、例えば、自動車用の部品に対する振動試験を、実車走行により近い状態で行うことが可能になり、振動試験の精度を向上させることが可能になる。   The vibration test apparatus of the present invention may further include a vertical vibrator that vibrates the vibration table along a vertical direction. Alternatively, the vibration table may further include a third horizontal vibrator that vibrates along a horizontal direction that is perpendicular to the vibration direction of the first horizontal vibrator. That is, the present invention can be applied to a vibration test apparatus including a two-axis vibrator or a three-axis vibrator that can simultaneously perform vertical vibration and horizontal vibration. As described above, by providing the vertical vibration exciter, for example, it is possible to perform a vibration test on parts for automobiles in a state closer to the actual vehicle running, and to improve the accuracy of the vibration test.

本発明によれば、第１水平加振機の振動に伴って発生しようとする振動台の回転力が、第２水平加振機の振動によって低減されるので、水平加振時に、振動台に発生する垂直方向のクロストーク加速度を低減することができ、振動試験装置による振動試験の精度を向上させることができる。   According to the present invention, the rotational force of the shaking table that is to be generated along with the vibration of the first horizontal vibrator is reduced by the vibration of the second horizontal vibrator. The generated vertical crosstalk acceleration can be reduced, and the accuracy of the vibration test by the vibration test apparatus can be improved.

図１は、本発明の実施形態に係る振動試験装置の概略構成を示す側面図である。FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of a vibration test apparatus according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１のＡ１−Ａ１線断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG. 図３は、図１のＡ２−Ａ２線断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of FIG. 図４は、図１のＡ３−Ａ３線断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line A3-A3 of FIG. 図５は、図１のＡ４−Ａ４線断面図である。5 is a cross-sectional view taken along line A4-A4 of FIG. 図６は、本発明の実施例における加速度センサの出力波形の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an output waveform of the acceleration sensor according to the embodiment of the present invention. 図７は、本発明の実施例において、第２振動台の振動状態を測定した測定結果を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing measurement results obtained by measuring the vibration state of the second shaking table in the example of the present invention. 図８は、比較例における加速度センサの出力波形の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an output waveform of the acceleration sensor in the comparative example. 図９は、比較例において、第２振動台の振動状態を測定した測定結果を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing measurement results obtained by measuring the vibration state of the second shaking table in the comparative example. 図１０は、本発明の実施例における加速度センサの出力波形の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an output waveform of the acceleration sensor according to the embodiment of the present invention. 図１１は、本発明の実施例において、第２振動台の振動状態を測定した測定結果を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing measurement results obtained by measuring the vibration state of the second shaking table in the example of the present invention. 図１２は、比較例における加速度センサの出力波形の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an output waveform of the acceleration sensor in the comparative example. 図１３は、比較例において、第２振動台の振動状態を測定した測定結果を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing measurement results obtained by measuring the vibration state of the second shaking table in the comparative example.

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る振動試験装置１の概略構成を示す側面図（一部断面図）である。図２は、図１のＡ１−Ａ１線断面図であって、垂直加振機４の概略構成を示す。図３は、図１のＡ２−Ａ２線断面図であって、水平加振機５の概略構成を示す。図３は、図１のＡ２−Ａ２線断面図であって、水平加振機５の概略構成を示す。図４は、図１のＡ３−Ａ３線断面図であって、キャンセル用加振機６の概略構成を示す。図５は、図１のＡ４−Ａ４線断面図であって、第２振動台３２、伝達部材３３、シャフト５５等を示す。なお、本実施形態では、図１〜図５に示すように、Ｚ軸方向を垂直方向（鉛直方向）とし、Ｙ軸方向を水平方向（左右方向）とし、ＹＺ平面に垂直な方向をＸ軸方向とする。   FIG. 1 is a side view (partially sectional view) showing a schematic configuration of a vibration test apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1 of FIG. 1 and shows a schematic configuration of the vertical vibration exciter 4. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of FIG. 1 and shows a schematic configuration of the horizontal vibrator 5. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A2-A2 of FIG. 1 and shows a schematic configuration of the horizontal vibrator 5. 4 is a cross-sectional view taken along line A3-A3 of FIG. 1 and shows a schematic configuration of the canceling vibrator 6. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A4-A4 of FIG. 1 and shows the second vibration table 32, the transmission member 33, the shaft 55, and the like. In this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 5, the Z-axis direction is the vertical direction (vertical direction), the Y-axis direction is the horizontal direction (left-right direction), and the direction perpendicular to the YZ plane is the X-axis. The direction.

図１〜図５に示すように、振動試験装置１は、基台２、振動台３、垂直加振機４、水平加振機５、キャンセル用加振機６、図示しない制御装置等を備えている。振動試験装置１は、振動台３上に保持された供試体３０に対し、垂直方向（Ｚ軸方向）の加振、及び水平方向（Ｙ軸方向）の加振を同時に行うことが可能な２軸加振機を備えた構成になっている。本実施形態では、垂直加振機４によって供試体３０に対する垂直方向の加振（垂直加振）が行われ、水平加振機５によって供試体３０に対する水平方向の加振（水平加振）が行われるようになっている。   As shown in FIGS. 1 to 5, the vibration test apparatus 1 includes a base 2, a vibration table 3, a vertical shaker 4, a horizontal shaker 5, a cancellation shaker 6, a control device (not shown), and the like. ing. The vibration test apparatus 1 can simultaneously perform vertical (Z-axis direction) vibration and horizontal (Y-axis direction) vibration on the specimen 30 held on the vibration table 3 2. It has a configuration with a shaft vibrator. In the present embodiment, vertical vibration to the specimen 30 (vertical vibration) is performed by the vertical vibrator 4, and horizontal vibration (horizontal vibration) to the specimen 30 is performed by the horizontal vibrator 5. To be done.

基台２上には、振動台３、垂直加振機４、水平加振機５、キャンセル用加振機６等が支持されている。基台２は、下部フレーム２１と、下部フレーム２１の上側に一体に設けられた上部フレーム２２及び支持フレーム２３と、上部フレーム２２の上側に一体に設けられた支持フレーム２４とを備えている。振動台３及び垂直加振機４は、下部フレーム２１に支持されている。水平加振機５は、上部フレーム２２及び支持フレーム２３に支持されている。キャンセル用加振機６は、支持フレーム２４に支持されている。   On the base 2, a vibration table 3, a vertical vibrator 4, a horizontal vibrator 5, a canceling vibrator 6, and the like are supported. The base 2 includes a lower frame 21, an upper frame 22 and a support frame 23 provided integrally on the upper side of the lower frame 21, and a support frame 24 provided integrally on the upper side of the upper frame 22. The vibration table 3 and the vertical vibration exciter 4 are supported by the lower frame 21. The horizontal vibrator 5 is supported by the upper frame 22 and the support frame 23. The canceling vibrator 6 is supported by the support frame 24.

振動台３は、垂直加振機４に連結された板状の第１振動台３１と、第１振動台３１上に設けられた略四角柱状の第２振動台３２とによって構成されている。第２振動台３２上には、図示しない治具によって供試体３０が固定（保持）されている。垂直加振機４によって、第１振動台３１及び第２振動台３２が一体に垂直方向に沿って振動する。また、水平加振機５によって、第２振動台３２が第１振動台３１に対し、水平方向に沿って振動する。これにより、第２振動台３２に取り付けられた供試体３０に対する垂直加振及び水平加振が同時に行われる。   The vibration table 3 includes a plate-shaped first vibration table 31 connected to the vertical vibration exciter 4 and a substantially quadrangular prism-shaped second vibration table 32 provided on the first vibration table 31. A specimen 30 is fixed (held) on the second vibration table 32 by a jig (not shown). The first vibration table 31 and the second vibration table 32 integrally vibrate along the vertical direction by the vertical vibrator 4. Further, the second vibration table 32 vibrates along the horizontal direction with respect to the first vibration table 31 by the horizontal vibrator 5. Thereby, the vertical vibration and the horizontal vibration with respect to the specimen 30 attached to the second shaking table 32 are simultaneously performed.

具体的には、図１に示すように、第１振動台３１の下面には、垂直加振機４から上方に突出されたシャフト４５が一体に連結されており、垂直加振機４によって発生された垂直方向の振動が第１振動台３１に伝達されるようになっている。第１振動台３１の上面には、流体軸受け３１ａを介して、第２振動台３２が水平方向にスライド自在に支持されている。第１振動台３１の上面と、第２振動台３２の下面との間には、所定の隙間が設けられており、この隙間に図示しない油路及び油孔を介して、流体軸受け３１ａ用のオイルが供給されるようになっている。   Specifically, as shown in FIG. 1, a shaft 45 protruding upward from the vertical shaker 4 is integrally connected to the lower surface of the first shaking table 31 and is generated by the vertical shaker 4. The generated vertical vibration is transmitted to the first vibration table 31. A second vibration table 32 is supported on the upper surface of the first vibration table 31 via a fluid bearing 31a so as to be slidable in the horizontal direction. A predetermined gap is provided between the upper surface of the first vibration table 31 and the lower surface of the second vibration table 32, and an oil passage and an oil hole (not shown) are provided in the gap for the fluid bearing 31a. Oil is supplied.

また、第２振動台３２の側面の外周には、角筒状の伝達部材３３が流体軸受け３２ａを介して設けられており、伝達部材３３に対し、第２振動台３２が垂直方向にスライド自在に設けられている。伝達部材３３は、第２振動台３２の下部に配置されている。第２振動台３２の側面と、伝達部材３３の内壁面との間には、環状の隙間Ｃ１（図５参照）が形成されており、この環状の隙間Ｃ１に図示しない油路及び油孔を介して、流体軸受け３２ａ用のオイルが供給されるようになっている。伝達部材３３の外面には、水平加振機５から側方（水平方向）に突出されたシャフト５５が一体に連結されており、水平加振機５によって発生された水平方向の振動が伝達部材３３を介して第２振動台３２に伝達されるようになっている。第２振動台３２の上部の側方であって、第２振動台３２を挟んで水平加振機５とは反対側の位置に、キャンセル用加振機６が配置されている。キャンセル用加振機６は、軸受部材３２ｂによって、第２振動台３２に対し垂直方向にスライド自在に設けられている。   In addition, a rectangular tube-shaped transmission member 33 is provided on the outer periphery of the side surface of the second vibration table 32 via a fluid bearing 32 a, and the second vibration table 32 is slidable in the vertical direction with respect to the transmission member 33. Is provided. The transmission member 33 is disposed below the second vibration table 32. An annular gap C1 (see FIG. 5) is formed between the side surface of the second vibration table 32 and the inner wall surface of the transmission member 33. An oil passage and an oil hole (not shown) are formed in the annular gap C1. Through this, oil for the fluid bearing 32a is supplied. A shaft 55 projecting laterally (horizontal direction) from the horizontal shaker 5 is integrally connected to the outer surface of the transmission member 33, and horizontal vibration generated by the horizontal shaker 5 is transmitted to the transmission member 33. It is transmitted to the second shaking table 32 via 33. The canceling shaker 6 is disposed on the side of the upper part of the second shaking table 32 at a position opposite to the horizontal shaking machine 5 across the second shaking table 32. The canceling vibrator 6 is slidable in the vertical direction with respect to the second vibration table 32 by a bearing member 32b.

第２振動台３２には、当該第２振動台３２の加速度を検知する加速度センサ３４，３５，３６が取り付けられている。加速度センサ３４，３５，３６は、図示しない制御装置に接続されている。加速度センサ３４は、主に、水平加振機５による第２振動台３２の水平方向の加速度を検出する。加速度センサ３５は、主に、キャンセル用加振機６による第２振動台３２の水平方向の加速度を検出する。特に、加速度センサ３４，３５の検出出力によって、第１振動台３１及び第２振動台３２の加速度の波形、位相のずれがないかが検出されるようになっている。加速度センサ３６は、主に、垂直加振機４による第２振動台３２の垂直方向の加速度を検出する。加速度センサ３４は、第２振動台３２の側面であって、第２振動台３２及び供試体３０の重心Ｇ１と同じ高さ位置に設けられている。加速度センサ３５は、第２振動台３２の上端部の側面に設けられている。加速度センサ３６は、第２振動台３２の上面に設けられている。   Acceleration sensors 34, 35, and 36 that detect the acceleration of the second vibration table 32 are attached to the second vibration table 32. The acceleration sensors 34, 35, and 36 are connected to a control device (not shown). The acceleration sensor 34 mainly detects the acceleration in the horizontal direction of the second shaking table 32 by the horizontal vibrator 5. The acceleration sensor 35 mainly detects the horizontal acceleration of the second shaking table 32 by the canceling shaker 6. In particular, the detection output of the acceleration sensors 34 and 35 detects whether there is a shift in the acceleration waveforms and phase of the first vibration table 31 and the second vibration table 32. The acceleration sensor 36 mainly detects the acceleration in the vertical direction of the second shaking table 32 by the vertical vibrator 4. The acceleration sensor 34 is provided on the side surface of the second vibration table 32 and at the same height as the center G1 of the second vibration table 32 and the specimen 30. The acceleration sensor 35 is provided on the side surface of the upper end portion of the second vibration table 32. The acceleration sensor 36 is provided on the upper surface of the second vibration table 32.

垂直加振機４は、例えば図２に示すような動電型の振動発生機として構成されている。上述したように、垂直加振機４は、垂直方向に延びるシャフト４５を介して第１振動台３１と一体に連結されている。   The vertical vibrator 4 is configured as an electrodynamic type vibration generator as shown in FIG. As described above, the vertical vibration exciter 4 is integrally connected to the first vibration table 31 via the shaft 45 extending in the vertical direction.

図２に示すように、垂直加振機４は、静磁場を形成するための励磁コイル４１と、励磁コイル４１により形成された静磁場による磁気回路及び磁気ギャップを形成するためのヨーク４２と、磁気ギャップ内に配置された振動発生用のドライブコイル４３とを備えている。   As shown in FIG. 2, the vertical vibrator 4 includes an exciting coil 41 for forming a static magnetic field, a magnetic circuit by a static magnetic field formed by the exciting coil 41, and a yoke 42 for forming a magnetic gap, And a drive coil 43 for generating vibration arranged in the magnetic gap.

ヨーク４２は、第１ヨーク部４２ａと、第２ヨーク部４２ｂと、第３ヨーク部４２ｃと、第４ヨーク部４２ｄを一体的に組み合わせた構成になっている。第１ヨーク部４２ａ、第２ヨーク部４２ｂ、第３ヨーク部４２ｃ、及び第４ヨーク部４２ｄは、強磁性体によって形成されている。第３ヨーク部４２ｃ、及び第４ヨーク部４２ｄは、基台２の下部フレーム２１と一体的に設けられている。そして、第１ヨーク部４２ａの外周面と、第４ヨーク部４２ｄの内周面との間に磁気ギャップが形成されている。なお、ヨーク４２を構成する第１ヨーク部４２ａ、第２ヨーク部４２ｂ、第３ヨーク部４２ｃ、及び第４ヨーク部４２ｄの材質としては、高透磁率で高強度の磁性材料、例えばＳＳ４００等の低炭素鋼を好適に用いることが可能である。   The yoke 42 has a configuration in which a first yoke portion 42a, a second yoke portion 42b, a third yoke portion 42c, and a fourth yoke portion 42d are integrally combined. The first yoke portion 42a, the second yoke portion 42b, the third yoke portion 42c, and the fourth yoke portion 42d are formed of a ferromagnetic material. The third yoke portion 42 c and the fourth yoke portion 42 d are provided integrally with the lower frame 21 of the base 2. A magnetic gap is formed between the outer peripheral surface of the first yoke portion 42a and the inner peripheral surface of the fourth yoke portion 42d. The material of the first yoke part 42a, the second yoke part 42b, the third yoke part 42c, and the fourth yoke part 42d constituting the yoke 42 is a magnetic material having high permeability and high strength, such as SS400. Low carbon steel can be suitably used.

励磁コイル４１は、円筒状に巻回されており、第２ヨーク部４２ｂの内周面に取り付けられている。励磁コイル４１は、第３ヨーク部４２ｃと第４ヨーク部４２ｄとによって位置決めされている。   The exciting coil 41 is wound in a cylindrical shape and attached to the inner peripheral surface of the second yoke portion 42b. The exciting coil 41 is positioned by the third yoke portion 42c and the fourth yoke portion 42d.

ドライブコイル４３は、非磁性体からなる筒体４４の一端側（図２では、−Ｚ方向側）の外周面に巻回されている。ドライブコイル４３は、励磁コイル４１と、ヨーク４２（第１ヨーク部４２ａ、第２ヨーク部４２ｂ、第３ヨーク部４２ｃ、及び第４ヨーク部４２ｄ）との対向間の磁気ギャップ内に、励磁コイル４１及びヨーク４２に対し非接触の状態で挿入されている。なお、筒体４４の材質としては、非磁性体の高強度の金属（例えばアルミニウム合金）や、合成樹脂（例えばカーボンファイバ）等を好適に用いることが可能である。   The drive coil 43 is wound around the outer peripheral surface on one end side (the −Z direction side in FIG. 2) of the cylindrical body 44 made of a nonmagnetic material. The drive coil 43 has an exciting coil in a magnetic gap between the facing of the exciting coil 41 and the yoke 42 (the first yoke portion 42a, the second yoke portion 42b, the third yoke portion 42c, and the fourth yoke portion 42d). 41 and the yoke 42 are inserted in a non-contact state. As the material of the cylindrical body 44, a non-magnetic high-strength metal (for example, aluminum alloy), a synthetic resin (for example, carbon fiber), or the like can be suitably used.

ドライブコイル４３及び筒体４４は、垂直方向（図２では、Ｚ軸方向）に沿ってスライド可能に設けられている。具体的には、図示しない制御装置によって電力増幅器を介して励磁コイル４１に直流電流を供給することにより、励磁コイル４１を取り巻くヨーク４２内に磁気回路（静磁場）が生成される。ヨーク４２には上述したような磁気ギャップが形成されており、磁気ギャップ内に配置されたドライブコイル４３に所定周波数の交流電流を制御装置により供給することによって、磁気ギャップに生成される静磁場とドライブコイル４３に供給される交流電流との間に働く力により、ドライブコイル４３が磁束の方向と直交する方向にスライドする。この場合、ドライブコイル４３及び筒体４４が、ドライブコイル４３に供給される交流電流の信号に応じた周波数で垂直方向に沿って振動する。   The drive coil 43 and the cylindrical body 44 are provided so as to be slidable along the vertical direction (Z-axis direction in FIG. 2). Specifically, by supplying a direct current to the exciting coil 41 through a power amplifier by a control device (not shown), a magnetic circuit (static magnetic field) is generated in the yoke 42 surrounding the exciting coil 41. The magnetic gap as described above is formed in the yoke 42. By supplying an alternating current of a predetermined frequency to the drive coil 43 disposed in the magnetic gap by the control device, a static magnetic field generated in the magnetic gap The drive coil 43 slides in a direction orthogonal to the direction of the magnetic flux by the force acting between the alternating current supplied to the drive coil 43. In this case, the drive coil 43 and the cylindrical body 44 vibrate along the vertical direction at a frequency corresponding to the alternating current signal supplied to the drive coil 43.

筒体４４の内部には、ドライブコイル４３及び筒体４４の垂直方向のスライドを案内する案内棒４６及び複数のガイドローラ４７が設けられている。ガイドローラ４７は、第１ヨーク部４２ａの内壁面に支持されている。また、筒体４４の内部には、第１振動台３１、第２振動台３２等の荷重を支えるマウント部材４８が設けられている。マウント部材４８は、例えば空気ばね等によって形成されている。一方、筒体４４の外周面には、ドライブコイル４３及び筒体４４の垂直方向のスライドを案内する複数のガイドローラ４９が設けられている。ガイドローラ４９は、基台２の下部フレーム２１に支持されている。   A guide rod 46 and a plurality of guide rollers 47 for guiding the vertical slide of the drive coil 43 and the cylinder body 44 are provided inside the cylinder body 44. The guide roller 47 is supported on the inner wall surface of the first yoke portion 42a. In addition, a mount member 48 that supports loads such as the first vibration table 31 and the second vibration table 32 is provided inside the cylindrical body 44. The mount member 48 is formed by, for example, an air spring. On the other hand, a plurality of guide rollers 49 for guiding the drive coil 43 and the vertical slide of the cylindrical body 44 are provided on the outer peripheral surface of the cylindrical body 44. The guide roller 49 is supported by the lower frame 21 of the base 2.

筒体４４の他端側（図２では、＋Ｚ方向側）には、上述したシャフト４５が一体に連結されている。シャフト４５は、上述したドライブコイル４３及び筒体４４の振動に伴って、垂直方向に沿って振動する。シャフト４５の一端側が筒体４４の上面に連結され、シャフト４５の他端側が第１振動台３１に連結されている。シャフト４５は、基台２の上部フレーム２２に設けられた軸受け２２ａによって、基台２に対して垂直方向にスライド自在に支持されている。   The shaft 45 described above is integrally connected to the other end side (in FIG. 2, + Z direction side) of the cylindrical body 44. The shaft 45 vibrates along the vertical direction with the vibration of the drive coil 43 and the cylindrical body 44 described above. One end side of the shaft 45 is connected to the upper surface of the cylindrical body 44, and the other end side of the shaft 45 is connected to the first vibration table 31. The shaft 45 is supported by a bearing 22 a provided on the upper frame 22 of the base 2 so as to be slidable in the vertical direction with respect to the base 2.

振動試験装置１では、図示しない制御装置により垂直加振機４を駆動することよって、ドライブコイル４３、筒体４４、及びシャフト４５が一体的に垂直方向に沿って振動し、これに伴って第１振動台３１が垂直方向に沿って振動する。この際、第１振動台３１上に設けられた第２振動台３２も、第１振動台３１とともに垂直方向に沿って振動する。これにより、第２振動台３２上にセットされた供試体３０に対する垂直加振が行われるようになっている。   In the vibration test apparatus 1, the drive coil 43, the cylindrical body 44, and the shaft 45 vibrate integrally along the vertical direction by driving the vertical vibration exciter 4 by a control device (not shown). One shaking table 31 vibrates along the vertical direction. At this time, the second vibration table 32 provided on the first vibration table 31 also vibrates along the vertical direction together with the first vibration table 31. As a result, vertical excitation is performed on the specimen 30 set on the second vibration table 32.

水平加振機５は、例えば図３に示すような動電型の振動発生機として構成されている。上述したように、水平加振機５は、水平方向に延びるシャフト５５を介して第２振動台３２の外周に設けられた伝達部材３３と一体に連結されている。   The horizontal vibrator 5 is configured as an electrodynamic vibration generator as shown in FIG. 3, for example. As described above, the horizontal vibration exciter 5 is integrally connected to the transmission member 33 provided on the outer periphery of the second vibration table 32 via the shaft 55 extending in the horizontal direction.

図３に示すように、水平加振機５は、静磁場を形成するための２つの励磁コイル５１ａ，５１ｂと、励磁コイル５１ａ，５１ｂにより形成された静磁場による磁気回路及び磁気ギャップを形成するためのヨーク５２と、磁気ギャップ内に配置された振動発生用のドライブコイル５３とを備えている。   As shown in FIG. 3, the horizontal vibrator 5 forms two excitation coils 51a and 51b for forming a static magnetic field, and a magnetic circuit and a magnetic gap by a static magnetic field formed by the excitation coils 51a and 51b. And a drive coil 53 for generating vibration arranged in the magnetic gap.

ヨーク５２は、第１ヨーク部５２ａと、第２ヨーク部５２ｂと、第３ヨーク部５２ｃとを一体的に組み合わせた構成になっている。第１ヨーク部５２ａ、第２ヨーク部５２ｂ、及び第３ヨーク部５２ｃは、強磁性体によって形成されている。そして、第１ヨーク部５２ａの外周面と、第２ヨーク部５２ｂの内周面との間に磁気ギャップが形成されている。なお、ヨーク５２を構成する第１ヨーク部５２ａ、第２ヨーク部５２ｂ、及び第３ヨーク部５２ｃの材質としては、高透磁率で高強度の磁性材料、例えばＳＳ４００等の低炭素鋼を好適に用いることが可能である。   The yoke 52 has a configuration in which a first yoke portion 52a, a second yoke portion 52b, and a third yoke portion 52c are integrally combined. The first yoke portion 52a, the second yoke portion 52b, and the third yoke portion 52c are formed of a ferromagnetic material. A magnetic gap is formed between the outer peripheral surface of the first yoke portion 52a and the inner peripheral surface of the second yoke portion 52b. As the material of the first yoke portion 52a, the second yoke portion 52b, and the third yoke portion 52c constituting the yoke 52, a magnetic material having high permeability and high strength, for example, a low carbon steel such as SS400 is preferably used. It is possible to use.

励磁コイル５１ａ，５１ｂは、円筒状に巻回されており、第２ヨーク部５２ｂの内周面にその中心軸線方向に離隔した状態で並んで取り付けられている。励磁コイル５１ａ，５１ｂは、第３ヨーク部５２ｃと、第１ヨーク部５２ａの外鍔５２ｄとによって位置決めされている。   The exciting coils 51a and 51b are wound in a cylindrical shape, and are mounted side by side on the inner peripheral surface of the second yoke portion 52b so as to be separated in the direction of the central axis. The exciting coils 51a and 51b are positioned by the third yoke portion 52c and the outer flange 52d of the first yoke portion 52a.

ドライブコイル５３は、非磁性体からなる筒体５４の一端側（図３では、−Ｙ方向側）の外周面に巻回されている。ドライブコイル５３は、励磁コイル５１ａ，５１ｂと、ヨーク５２（第１ヨーク部５２ａ、第２ヨーク部５２ｂ、及び第３ヨーク部５２ｃ）との対向間の磁気ギャップ内に、励磁コイル５１ａ，５１ｂ及びヨーク５２に対し非接触の状態で挿入されている。なお、筒体５４の材質としては、非磁性体の高強度の金属（例えばアルミニウム合金）や、合成樹脂（例えばカーボンファイバ）等を好適に用いることが可能である。   The drive coil 53 is wound around the outer peripheral surface on one end side (the −Y direction side in FIG. 3) of the cylindrical body 54 made of a nonmagnetic material. The drive coil 53 includes excitation coils 51a, 51b, and excitation coils 51a, 51b, and a magnetic gap between the excitation coils 51a, 51b and the yoke 52 (first yoke portion 52a, second yoke portion 52b, and third yoke portion 52c). The yoke 52 is inserted in a non-contact state. As the material of the cylindrical body 54, a non-magnetic high-strength metal (for example, aluminum alloy), a synthetic resin (for example, carbon fiber), or the like can be suitably used.

ドライブコイル５３及び筒体５４は、水平方向（図３では、Ｙ軸方向）に沿ってスライド可能に設けられている。具体的には、図示しない制御装置によって電力増幅器を介して励磁コイル５１ａ，５１ｂに直流電流を供給することにより、励磁コイル５１ａ，５１ｂを取り巻くヨーク５２内に磁気回路（静磁場）が生成される。ヨーク５２には上述したような磁気ギャップが形成されており、磁気ギャップ内に配置されたドライブコイル５３に所定周波数の交流電流を制御装置により供給することによって、磁気ギャップに生成される静磁場とドライブコイル５３に供給される交流電流との間に働く力により、ドライブコイル５３が磁束の方向と直交する方向にスライドする。この場合、ドライブコイル５３及び筒体５４は、ヨーク５２から外方へ向けて突出（前進）する方向（図３では、＋Ｙ方向）のスライドと、ヨーク５２へ向けて内方（図３では、−Ｙ方向）へ退避（後退）する方向のスライドとを繰り返し行う。つまり、ドライブコイル５３及び筒体５４が、ドライブコイル５３に供給される交流電流の信号に応じた周波数で水平方向に沿って振動する。   The drive coil 53 and the cylindrical body 54 are provided so as to be slidable along the horizontal direction (Y-axis direction in FIG. 3). Specifically, a magnetic circuit (static magnetic field) is generated in the yoke 52 surrounding the exciting coils 51a and 51b by supplying a direct current to the exciting coils 51a and 51b via a power amplifier by a control device (not shown). . The yoke 52 is formed with the magnetic gap as described above. By supplying an alternating current of a predetermined frequency to the drive coil 53 disposed in the magnetic gap by the control device, the magnetic field generated in the magnetic gap The drive coil 53 slides in a direction orthogonal to the direction of the magnetic flux by the force acting between the alternating current supplied to the drive coil 53. In this case, the drive coil 53 and the cylinder 54 are slid in a direction (in the + Y direction in FIG. 3) that protrudes (advances) outward from the yoke 52, and inward (in FIG. -Slide in the direction of retreating (retreating) in the (Y direction). That is, the drive coil 53 and the cylindrical body 54 vibrate along the horizontal direction at a frequency corresponding to the alternating current signal supplied to the drive coil 53.

筒体５４の内部には、ドライブコイル５３及び筒体５４の水平方向のスライドを案内する案内棒５６及び複数のガイドローラ５７が設けられている。ガイドローラ５７は、第１ヨーク部５２ａの内壁面に支持されている。   A guide rod 56 and a plurality of guide rollers 57 for guiding the drive coil 53 and the slide of the cylinder body 54 in the horizontal direction are provided inside the cylinder body 54. The guide roller 57 is supported on the inner wall surface of the first yoke portion 52a.

筒体５４の他端側（図３では、＋Ｙ方向側）には、上述したシャフト５５が一体に連結されている。シャフト５５は、上述したドライブコイル５３及び筒体５４の振動に伴って、水平方向に沿って振動する。本実施形態では、シャフト５５は、第１シャフト５５ａ及び第２シャフト５５ｂの２つに分割されている。第１シャフト５５ａと第２シャフト５５ｂとの間には、上述した伝達部材３３が一体に設けられている。第１シャフト５５ａの一端側が筒体５４に連結され、第１シャフト５５ａの他端側が伝達部材３３に連結されている。第２シャフト５５ｂの一端側が伝達部材３３に連結されている。第１シャフト５５ａ及び第２シャフト５５ｂは、基台２の上部フレーム２２に設けられた軸受け２２ｂ，２２ｃによって、基台２に対して水平方向にスライド自在に支持されている。   The shaft 55 described above is integrally connected to the other end side of the cylindrical body 54 (+ Y direction side in FIG. 3). The shaft 55 vibrates along the horizontal direction with the vibration of the drive coil 53 and the cylindrical body 54 described above. In the present embodiment, the shaft 55 is divided into two, a first shaft 55a and a second shaft 55b. The transmission member 33 described above is integrally provided between the first shaft 55a and the second shaft 55b. One end side of the first shaft 55 a is connected to the cylindrical body 54, and the other end side of the first shaft 55 a is connected to the transmission member 33. One end side of the second shaft 55 b is connected to the transmission member 33. The first shaft 55a and the second shaft 55b are supported by the bearings 22b and 22c provided on the upper frame 22 of the base 2 so as to be slidable in the horizontal direction with respect to the base 2.

振動試験装置１では、図示しない制御装置により水平加振機５を駆動することによって、ドライブコイル５３、筒体５４、第１シャフト５５ａ及び第２シャフト５５ｂ、伝達部材３３が一体的に水平方向に沿って振動し、これに伴って、伝達部材３３によって囲われた第２振動台３２が水平方向に沿って振動する。上述したように、第２振動台３２は、第１振動台３１に対しスライド自在に設けられているため、第２振動台３２が第１振動台３１に対し水平方向に沿って振動する。詳細には、ドライブコイル５３及び筒体５４が、キャンセル用加振機６に向けて近づく（前進する）方向（図３では、＋Ｙ方向）にスライドすることによって、第２振動台３２も同じ方向にスライドする。逆に、ドライブコイル５３及び筒体５４がキャンセル用加振機６から遠ざかる（後退する）方向（図３では、−Ｙ方向）にスライドすることによって、第２振動台３２も同じ方向にスライドする。このような第２振動台３２のスライドが繰り返し行われることによって、第２振動台３２上にセットされた供試体３０に対する水平加振が行われるようになっている。   In the vibration test apparatus 1, the drive coil 53, the cylindrical body 54, the first shaft 55 a and the second shaft 55 b, and the transmission member 33 are integrally formed in the horizontal direction by driving the horizontal vibrator 5 by a control device (not shown). Along with this, the second vibration table 32 surrounded by the transmission member 33 vibrates along the horizontal direction. As described above, since the second vibration table 32 is provided slidably with respect to the first vibration table 31, the second vibration table 32 vibrates along the horizontal direction with respect to the first vibration table 31. Specifically, when the drive coil 53 and the cylindrical body 54 slide in the direction approaching (advancing) toward the canceling shaker 6 (the + Y direction in FIG. 3), the second vibration table 32 is also in the same direction. Slide to. On the contrary, when the drive coil 53 and the cylindrical body 54 slide in the direction away (retreat) from the canceling shaker 6 (in the -Y direction in FIG. 3), the second vibration table 32 also slides in the same direction. . By repeating the slide of the second shaking table 32 as described above, horizontal excitation is performed on the specimen 30 set on the second shaking table 32.

本実施形態では、上述した垂直加振機４及び水平加振機５に加え、キャンセル用加振機（第２水平加振機）６が、振動試験装置１に備えられている。キャンセル用加振機６は、図４に示すように、上述した水平加振機５（図３参照）と略同様の動電型の振動発生機として構成されている。キャンセル用加振機６は、水平加振機５よりも若干小さいサイズに構成されている。   In the present embodiment, in addition to the vertical vibrator 4 and the horizontal vibrator 5 described above, a vibration exciter (second horizontal vibrator) 6 is provided in the vibration test apparatus 1. As shown in FIG. 4, the canceling shaker 6 is configured as an electrodynamic type vibration generator substantially similar to the horizontal shaker 5 (see FIG. 3) described above. The canceling shaker 6 is configured to be slightly smaller than the horizontal shaker 5.

図４に示すように、キャンセル用加振機６は、静磁場を形成するための２つの励磁コイル６１ａ，６１ｂと、励磁コイル６１ａ，６１ｂにより形成された静磁場による磁気回路及び磁気ギャップを形成するためのヨーク６２と、磁気ギャップ内に配置された振動発生用のドライブコイル６３とを備えている。   As shown in FIG. 4, the canceling vibrator 6 forms two excitation coils 61a and 61b for forming a static magnetic field, and a magnetic circuit and a magnetic gap by a static magnetic field formed by the excitation coils 61a and 61b. And a drive coil 63 for generating vibration disposed in the magnetic gap.

ヨーク６２は、第１ヨーク部６２ａと、第２ヨーク部６２ｂと、第３ヨーク部６２ｃとを一体的に組み合わせた構成になっている。第１ヨーク部６２ａ、第２ヨーク部６２ｂ、及び第３ヨーク部６２ｃは、強磁性体によって形成されている。そして、第１ヨーク部６２ａの外周面と、第２ヨーク部６２ｂの内周面との間に磁気ギャップが形成されている。なお、ヨーク６２を構成する第１ヨーク部６２ａ、第２ヨーク部６２ｂ、及び第３ヨーク部６２ｃの材質としては、高透磁率で高強度の磁性材料、例えばＳＳ４００等の低炭素鋼を好適に用いることが可能である。   The yoke 62 has a configuration in which a first yoke portion 62a, a second yoke portion 62b, and a third yoke portion 62c are integrally combined. The first yoke portion 62a, the second yoke portion 62b, and the third yoke portion 62c are formed of a ferromagnetic material. A magnetic gap is formed between the outer peripheral surface of the first yoke portion 62a and the inner peripheral surface of the second yoke portion 62b. As the material of the first yoke part 62a, the second yoke part 62b, and the third yoke part 62c constituting the yoke 62, a magnetic material having high magnetic permeability and high strength, for example, a low carbon steel such as SS400 is preferably used. It is possible to use.

励磁コイル６１ａ，６１ｂは、円筒状に巻回されており、第２ヨーク部６２ｂの内周面にその中心軸線方向に離隔した状態で並んで取り付けられている。励磁コイル６１ａ，６１ｂは、第３ヨーク部６２ｃと、第１ヨーク部６２ａの外鍔６２ｄとによって位置決めされている。   The exciting coils 61a and 61b are wound in a cylindrical shape, and are mounted side by side on the inner peripheral surface of the second yoke portion 62b so as to be separated in the direction of the central axis. The exciting coils 61a and 61b are positioned by the third yoke portion 62c and the outer flange 62d of the first yoke portion 62a.

ドライブコイル６３は、非磁性体からなる筒体６４の一端側（図４では、＋Ｙ方向側）の外周面に巻回されている。ドライブコイル６３は、励磁コイル６１ａ，６１ｂと、ヨーク６２（第１ヨーク部６２ａ、第２ヨーク部６２ｂ、及び第３ヨーク部６２ｃ）との対向間の磁気ギャップ内に、励磁コイル６１ａ，６１ｂ及びヨーク６２に対し非接触の状態で挿入されている。なお、筒体６４の材質としては、非磁性体の高強度の金属（例えばアルミニウム合金）や、合成樹脂（例えばカーボンファイバ）等を好適に用いることが可能である。   The drive coil 63 is wound around the outer peripheral surface of one end side (+ Y direction side in FIG. 4) of the cylindrical body 64 made of a nonmagnetic material. The drive coil 63 has excitation coils 61a, 61b, and excitation coils 61a, 61b, and a magnetic gap between the excitation coils 61a, 61b and the yoke 62 (first yoke portion 62a, second yoke portion 62b, and third yoke portion 62c). The yoke 62 is inserted in a non-contact state. In addition, as a material of the cylindrical body 64, a non-magnetic high-strength metal (for example, aluminum alloy), a synthetic resin (for example, a carbon fiber), or the like can be preferably used.

ドライブコイル６３及び筒体６４は、水平方向（図４では、Ｙ軸方向）に沿ってスライド可能に設けられている。具体的には、図示しない制御装置によって電力増幅器を介して励磁コイル６１ａ，６１ｂに直流電流を供給することにより、励磁コイル６１ａ，６１ｂを取り巻くヨーク６２内に磁気回路（静磁場）が生成される。ヨーク６２には上述したような磁気ギャップが形成されており、磁気ギャップ内に配置されたドライブコイル６３に所定周波数の交流電流を制御装置により供給することによって、磁気ギャップに生成される静磁場とドライブコイル６３に供給される交流電流との間に働く力により、ドライブコイル６３が磁束の方向と直交する方向にスライドする。この場合、ドライブコイル６３及び筒体６４は、ヨーク６２から外方へ向けて突出（前進）する方向（図４では、−Ｙ方向）のスライドと、ヨーク６２へ向けて内方（図４では、＋Ｙ方向）へ退避（後退）する方向のスライドとを繰り返し行う。つまり、ドライブコイル６３及び筒体６４が、ドライブコイル６３に供給される交流電流の信号に応じた周波数で水平方向に沿って振動する。   The drive coil 63 and the cylindrical body 64 are provided so as to be slidable along the horizontal direction (Y-axis direction in FIG. 4). Specifically, by supplying a direct current to the exciting coils 61a and 61b via a power amplifier by a control device (not shown), a magnetic circuit (static magnetic field) is generated in the yoke 62 surrounding the exciting coils 61a and 61b. . The magnetic gap as described above is formed in the yoke 62. By supplying an alternating current of a predetermined frequency to the drive coil 63 disposed in the magnetic gap by the control device, a static magnetic field generated in the magnetic gap is generated. The drive coil 63 slides in a direction perpendicular to the direction of the magnetic flux by the force acting between the alternating current supplied to the drive coil 63. In this case, the drive coil 63 and the cylindrical body 64 are slid in a direction (-Y direction in FIG. 4) projecting (advancing) outward from the yoke 62 and inward (in FIG. 4). , + Y direction) is repeatedly performed in the direction of retracting (retracting). That is, the drive coil 63 and the cylindrical body 64 vibrate along the horizontal direction at a frequency according to the alternating current signal supplied to the drive coil 63.

筒体６４の内部には、ドライブコイル６３及び筒体６４の水平方向のスライドを案内する案内棒６６及び複数のガイドローラ６７が設けられている。ガイドローラ６７は、第１ヨーク部６２ａの内壁面に支持されている。   A guide rod 66 and a plurality of guide rollers 67 for guiding the horizontal slide of the drive coil 63 and the cylinder body 64 are provided inside the cylinder body 64. The guide roller 67 is supported on the inner wall surface of the first yoke portion 62a.

振動試験装置１では、図示しない制御装置によりキャンセル用加振機６を駆動することによって、ドライブコイル６３及び筒体６４が一体的に水平方向に沿って振動する。詳細には、ドライブコイル６３及び筒体６４が水平加振機５に向けて近づく（前進する）方向（図４では、−Ｙ方向）のスライドと、ドライブコイル６３及び筒体６４が水平加振機５から遠ざかる（後退する）方向（図４では、＋Ｙ方向）のスライドとが繰り返し行われる。   In the vibration test apparatus 1, the cancel coil 6 is driven by a control device (not shown), so that the drive coil 63 and the cylinder 64 integrally vibrate along the horizontal direction. Specifically, the drive coil 63 and the cylindrical body 64 slide in the direction approaching (advancing) toward the horizontal vibrator 5 (the −Y direction in FIG. 4), and the drive coil 63 and the cylindrical body 64 are horizontally excited. The sliding in the direction away from (retracting from) the machine 5 (in the + Y direction in FIG. 4) is repeatedly performed.

筒体６４の他端側（図４では、−Ｙ方向側）には、シャフト６５が一体に連結されている。シャフト６５の他端側には、上述した軸受部材３２ｂが一体に設けられており、キャンセル用加振機６の駆動時、軸受部材３２ｂも水平方向に沿って振動する。軸受部材３２ｂは、第２振動台３２とシャフト６５との間に設けられている。軸受部材３２ｂは、例えばリニアガイドローラ等によって構成されている。軸受部材３２ｂによって、第２振動台３２がシャフト６５及び筒体６４に対し垂直方向にスライド自在になっており、第２振動台３２の垂直方向の振動がキャンセル用加振機６によって規制されないようになっている。   A shaft 65 is integrally connected to the other end side (-Y direction side in FIG. 4) of the cylindrical body 64. The bearing member 32b described above is integrally provided on the other end side of the shaft 65, and the bearing member 32b also vibrates along the horizontal direction when the canceling vibrator 6 is driven. The bearing member 32 b is provided between the second vibration table 32 and the shaft 65. The bearing member 32b is configured by, for example, a linear guide roller. The second vibrating table 32 is slidable in the vertical direction with respect to the shaft 65 and the cylindrical body 64 by the bearing member 32 b, so that the vertical vibration of the second vibrating table 32 is not restricted by the canceling shaker 6. It has become.

図１に示すように、水平加振機５の加振軸Ｌ１と、キャンセル用加振機６の加振軸Ｌ２とが、互いに平行になっている。また、キャンセル用加振機６は、側面視で、第２振動台３２及び供試体３０の重心Ｇ１を挟んで、水平加振機５とは反対側の位置に設けられている。この場合、水平方向（図１のＹ軸方向）及び垂直方向（図１のＺ軸方向）において、キャンセル用加振機６は、上記重心Ｇ１を挟んで、水平加振機５とは反対側の位置に設けられている。具体的には、キャンセル用加振機６が上記重心Ｇ１の水平方向の一方側（図１では、＋Ｙ方向側）に設けられ、水平加振機５が上記重心Ｇ１の水平方向の他方側（図１では、−Ｙ方向側）に設けられている。また、キャンセル用加振機６の加振軸Ｌ２が上記重心Ｇ１よりも高い位置に設けられ、水平加振機５の加振軸Ｌ１が上記重心Ｇ１よりも低い位置に設けられている。   As shown in FIG. 1, the excitation shaft L1 of the horizontal shaker 5 and the excitation shaft L2 of the canceling shaker 6 are parallel to each other. The canceling shaker 6 is provided at a position opposite to the horizontal shaker 5 across the second vibration table 32 and the center of gravity G1 of the specimen 30 in a side view. In this case, in the horizontal direction (Y-axis direction in FIG. 1) and the vertical direction (Z-axis direction in FIG. 1), the canceling shaker 6 is opposite to the horizontal shaker 5 across the center of gravity G1. It is provided in the position. Specifically, the canceling shaker 6 is provided on one side in the horizontal direction of the center of gravity G1 (in the + Y direction side in FIG. 1), and the horizontal shaker 5 is provided on the other side in the horizontal direction of the center of gravity G1 ( In FIG. 1, it is provided on the −Y direction side. Further, the excitation shaft L2 of the canceling shaker 6 is provided at a position higher than the center of gravity G1, and the excitation shaft L1 of the horizontal shaker 5 is provided at a position lower than the center of gravity G1.

本実施形態では、水平加振機５及びキャンセル用加振機６が、同時に同じ方向への振動を発生するように構成されている。振動試験装置１では、水平加振機５に＋Ｙ方向側の振動（加速度）が発生すると、同時に、キャンセル用加振機６にも＋Ｙ方向側の振動（加速度）が発生するように調整される。また、水平加振機５に−Ｙ方向側の振動（加速度）が発生すると、同時に、キャンセル用加振機６にも−Ｙ方向側の振動（加速度）が発生するように調整される。したがって、水平加振機５の振動の周波数と、キャンセル用加振機６の振動の周波数とは同じになるように調整される。   In the present embodiment, the horizontal vibrator 5 and the canceling vibrator 6 are configured to simultaneously generate vibrations in the same direction. The vibration test apparatus 1 is adjusted so that, when the vibration (acceleration) on the + Y direction side is generated in the horizontal shaker 5, the vibration (acceleration) on the + Y direction side is also generated in the canceling shaker 6. . Further, when the vibration (acceleration) on the −Y direction side is generated in the horizontal shaker 5, adjustment is made so that the vibration (acceleration) on the −Y direction side is also generated in the canceling shaker 6. Therefore, the frequency of the vibration of the horizontal shaker 5 and the frequency of the vibration of the canceling shaker 6 are adjusted to be the same.

具体的に、水平加振機５では、例えば図６（ｂ）に示すような波形（正弦波）の加速度が発生するように、交流電流の信号がドライブコイル５３に入力される。キャンセル用加振機６では、例えば図６（ｃ）に示すような波形（正弦波）の加速度が発生するように、交流電流の信号がドライブコイル６３に入力される。キャンセル用加振機６のドライブコイル６３に入力される交流電流の信号は、水平加振機５のドライブコイル５３に入力される交流電流の信号と、同じ極性（同じ位相）で、同じ周波数になるように調整される。   Specifically, in the horizontal shaker 5, an alternating current signal is input to the drive coil 53 so as to generate an acceleration having a waveform (sine wave) as shown in FIG. In the canceling vibrator 6, for example, an alternating current signal is input to the drive coil 63 so as to generate an acceleration having a waveform (sine wave) as shown in FIG. The alternating current signal input to the drive coil 63 of the canceling shaker 6 has the same polarity (same phase) and the same frequency as the alternating current signal input to the drive coil 53 of the horizontal shaker 5. It is adjusted to become.

より詳細には、まず、水平加振機５が駆動され、加速度センサ３４によって第２振動台３２の水平方向の加速度が検出される。続いて、加速度センサ３４の検出出力に基づいて、水平加振機５の駆動制御が行われる。この際、加速度センサ３４によって、例えば図６（ｂ）に示す加速度波形が検出されるように、水平加振機５のドライブコイル５３に入力される交流電流の信号が調整される。つまり、目標加速度（例えば図６（ｂ）に示す波形）に一致させるように、水平加振機５のドライブコイル５３に入力される信号が調整される。   More specifically, first, the horizontal vibrator 5 is driven, and the acceleration in the horizontal direction of the second vibration table 32 is detected by the acceleration sensor 34. Subsequently, drive control of the horizontal vibrator 5 is performed based on the detection output of the acceleration sensor 34. At this time, the alternating current signal input to the drive coil 53 of the horizontal vibrator 5 is adjusted by the acceleration sensor 34 so that, for example, the acceleration waveform shown in FIG. 6B is detected. That is, the signal input to the drive coil 53 of the horizontal vibrator 5 is adjusted so as to match the target acceleration (for example, the waveform shown in FIG. 6B).

次に、キャンセル用加振機６が駆動され、加速度センサ３５によって第２振動台３２の水平方向の加速度が検出される。そして、加速度センサ３５の検出出力に基づいて、キャンセル用加振機６の駆動制御が行われる。この際、キャンセル用加振機６が、水平加振機５と同時に同じ方向への加速度が発生するように、キャンセル用加振機６のドライブコイル６３に入力される信号が調整される。具体的には、加速度センサ３５によって、例えば図６（ｃ）に示す加速度波形が検出されるように、キャンセル用加振機６のドライブコイル６３に入力される交流電流の信号が調整される。つまり、目標加速度（例えば図６（ｃ）に示す波形）に一致させるように、キャンセル用加振機６のドライブコイル６３に入力される信号が調整される。   Next, the canceling vibrator 6 is driven, and the acceleration in the horizontal direction of the second shaking table 32 is detected by the acceleration sensor 35. Based on the detection output of the acceleration sensor 35, drive control of the canceling shaker 6 is performed. At this time, the signal input to the drive coil 63 of the canceling shaker 6 is adjusted so that the canceling shaker 6 generates acceleration in the same direction as the horizontal shaker 5. Specifically, the alternating current signal input to the drive coil 63 of the canceling shaker 6 is adjusted by the acceleration sensor 35 so that, for example, the acceleration waveform shown in FIG. That is, the signal input to the drive coil 63 of the canceling shaker 6 is adjusted so as to match the target acceleration (for example, the waveform shown in FIG. 6C).

なお、ここでは、垂直加振機４を駆動せず、垂直加振機４のドライブコイル４３に入力される信号の値が「０」になっている。このため、図６（ａ）に示すように、加速度センサ３６によって検出される第２振動台３２の垂直方向の加速度が、略「０」になっている。つまり、加速度センサ３６によって検出される第２振動台３２の垂直方向の加速度は、厳密に「０」ではなく、後述するように、クロストーク共振による加速度（クロストーク加速度）が僅かに発生している。   Here, the value of the signal input to the drive coil 43 of the vertical vibrator 4 is “0” without driving the vertical vibrator 4. For this reason, as shown in FIG. 6A, the acceleration in the vertical direction of the second vibration table 32 detected by the acceleration sensor 36 is substantially “0”. That is, the acceleration in the vertical direction of the second vibration table 32 detected by the acceleration sensor 36 is not strictly “0”, and, as will be described later, slight acceleration due to crosstalk resonance (crosstalk acceleration) occurs. Yes.

このように、加速度センサ３４，３５の検出出力に基づいて、水平加振機５及びキャンセル用加振機６が駆動され、水平加振機５及びキャンセル用加振機６が、同時に同じ方向への加速度が発生するように調整している。具体的には、水平加振機５が、キャンセル用加振機６側（図１では、＋Ｙ方向）へ向けて第２振動台３２を振動させる際、同時に、キャンセル用加振機６が、第２振動台３２から退避するように水平加振機５側とは反対方向（図１では、＋Ｙ方向）へ向けて振動する。つまり、水平加振機５では、ドライブコイル５３及び筒体５４が、キャンセル用加振機６に向けて近づく（前進する）方向にスライドし、これと同時に、キャンセル用加振機６では、ドライブコイル６３及び筒体６４が、水平加振機５から遠ざかる（後退する）方向にスライドする。   Thus, based on the detection outputs of the acceleration sensors 34 and 35, the horizontal shaker 5 and the canceling shaker 6 are driven, and the horizontal shaker 5 and the canceling shaker 6 are simultaneously moved in the same direction. It is adjusted so that the acceleration of. Specifically, when the horizontal shaker 5 vibrates the second shaking table 32 toward the canceling shaker 6 side (in the + Y direction in FIG. 1), at the same time, the canceling shaker 6 It vibrates in the direction opposite to the horizontal shaker 5 side (in the + Y direction in FIG. 1) so as to retract from the second shaking table 32. That is, in the horizontal shaker 5, the drive coil 53 and the cylindrical body 54 slide in the direction approaching (advancing) toward the canceling shaker 6, and at the same time, in the canceling shaker 6, the drive The coil 63 and the cylindrical body 64 slide in a direction away from (retreating from) the horizontal vibrator 5.

また、水平加振機５が、キャンセル用加振機６側とは反対方向（図１では、−Ｙ方向）へ向けて第２振動台３２を振動させる際、同時に、キャンセル用加振機６が、第２振動台３２に追従して移動するように水平加振機５側（図１では、＋Ｙ方向側）へ向けて振動する。つまり、水平加振機５では、ドライブコイル５３及び筒体５４が、キャンセル用加振機６から遠ざかる（後退する）方向にスライドし、これと同時に、キャンセル用加振機６では、ドライブコイル６３及び筒体６４が、水平加振機５に近づく（前進する）方向にスライドする。   Further, when the horizontal shaker 5 vibrates the second shaking table 32 in the direction opposite to the canceling shaker 6 side (the −Y direction in FIG. 1), at the same time, the canceling shaker 6 However, it vibrates toward the horizontal vibrator 5 side (in FIG. 1, the + Y direction side) so as to move following the second shaking table 32. That is, in the horizontal shaker 5, the drive coil 53 and the cylindrical body 54 slide in a direction away (retreating) from the canceling shaker 6, and at the same time, in the canceling shaker 6, the drive coil 63. And the cylindrical body 64 slides in a direction approaching (advancing) the horizontal vibrator 5.

本実施形態によれば、水平加振時の振動台３（第２振動台３２）の垂直方向（Ｚ軸方向）の共振を低減して振動試験の精度を向上させることが可能になる。以下、この点について説明する。   According to the present embodiment, it is possible to improve the accuracy of the vibration test by reducing the resonance in the vertical direction (Z-axis direction) of the vibration table 3 (second vibration table 32) during horizontal excitation. Hereinafter, this point will be described.

振動試験装置１では、第２振動台３２及び供試体３０の重心Ｇ１が、水平加振機５の加振軸Ｌ１から距離（オフセット量）Ｄ１だけオフセットしている。このため、第２振動台３２の組み付け時のガタ等に起因して、上記重心Ｇ１を中心とする回転力が第２振動台３２に発生する可能性があり、振動試験の精度が悪化することが懸念される。具体的には、水平加振機５の駆動時、第２振動台３２が、上記重心Ｇ１を中心として、時計方向（図１では、Ｂ１方向）の回転力及び反時計方向（図１では、Ｂ２方向）の回転力が交互に発生し、第２振動台３２に垂直方向の共振（クロストーク共振）が発生する可能性がある。つまり、垂直加振を行っていないにもかかわらず、第２振動台３２に垂直方向の加速度（クロストーク加速度）が発生し、第２振動台３２が共振する可能性がある。   In the vibration test apparatus 1, the center of gravity G1 of the second shaking table 32 and the specimen 30 is offset from the excitation axis L1 of the horizontal shaker 5 by a distance (offset amount) D1. For this reason, due to looseness at the time of assembling the second shaking table 32, a rotational force around the center of gravity G1 may be generated in the second shaking table 32, and the accuracy of the vibration test is deteriorated. Is concerned. Specifically, when the horizontal shaker 5 is driven, the second shaking table 32 is rotated clockwise and counterclockwise (in FIG. 1, in the direction B1 in FIG. 1) around the center of gravity G1. There is a possibility that a rotational force in the (B2 direction) is alternately generated, and a vertical resonance (crosstalk resonance) is generated in the second vibration table 32. That is, although the vertical vibration is not performed, vertical acceleration (crosstalk acceleration) occurs in the second vibration table 32, and the second vibration table 32 may resonate.

しかし、本実施形態では、側面視で、上記重心Ｇ１を挟んで水平加振機５とは反対側の位置（対角位置）にキャンセル用加振機６が設けられているので、第２振動台３２の垂直方向の共振を抑制することができる。具体的には、水平加振機５が＋Ｙ方向に振動すると、第２振動台３２には、重心Ｇ１を中心にＢ１方向の回転力が発生しようとする。この際、キャンセル用加振機６が＋Ｙ方向に振動することによって、Ｂ１方向の回転力が低減される（打ち消される）。また、水平加振機５が−Ｙ方向に振動すると、第２振動台３２には、重心Ｇ１を中心にＢ２方向の回転力が発生しようとする。この際、キャンセル用加振機６が−Ｙ方向に振動することによって、Ｂ２方向の回転力が低減される（打ち消される）。   However, in the present embodiment, the canceling shaker 6 is provided at a position (diagonal position) opposite to the horizontal shaker 5 across the center of gravity G1 in a side view. The vertical resonance of the table 32 can be suppressed. Specifically, when the horizontal vibrator 5 vibrates in the + Y direction, the second vibrating table 32 tends to generate a rotational force in the B1 direction around the center of gravity G1. At this time, the canceling vibrator 6 vibrates in the + Y direction, whereby the rotational force in the B1 direction is reduced (cancelled). When the horizontal vibrator 5 vibrates in the −Y direction, the second vibrating table 32 tends to generate a rotational force in the B2 direction around the center of gravity G1. At this time, the canceling vibrator 6 vibrates in the −Y direction, whereby the rotational force in the B2 direction is reduced (cancelled).

このように、水平加振機５の振動に伴って発生しようとする第２振動台３２の回転力が、キャンセル用加振機６の振動によって低減される（打ち消される）ので、水平加振時に、第２振動台３２に発生する垂直方向のクロストーク加速度を低減することができ、振動試験装置１による振動試験の精度を向上させることができる。   As described above, the rotational force of the second vibrating table 32 that is to be generated in accordance with the vibration of the horizontal shaker 5 is reduced (cancelled) by the vibration of the canceling shaker 6. The vertical crosstalk acceleration generated in the second shaking table 32 can be reduced, and the accuracy of the vibration test by the vibration test apparatus 1 can be improved.

また、本実施形態では、水平加振機５の加振軸Ｌ１と上記重心Ｇ１との距離Ｄ１と、キャンセル用加振機６の加振軸Ｌ２と上記重心Ｇ１との距離Ｄ２とが、略同じになっている。このため、水平加振時に、第２振動台３２に発生する垂直方向のクロストーク加速度を効率よく低減して振動試験の精度を向上させることができる。   In the present embodiment, the distance D1 between the vibration axis L1 of the horizontal vibrator 5 and the center of gravity G1, and the distance D2 between the vibration axis L2 of the canceling vibrator 6 and the center of gravity G1 are approximately It is the same. For this reason, it is possible to efficiently reduce the vertical crosstalk acceleration generated in the second shaking table 32 during horizontal excitation and improve the accuracy of the vibration test.

ここで、振動試験装置１にキャンセル用加振機６を設けた場合（実施例）と、設けていない場合（比較例）とにおいて、第２振動台３２の振動状態を測定した測定結果を、図６〜図１３を参照して説明する。ここでは、垂直加振機４を駆動しない場合、つまり、水平加振のみを行った場合の測定結果を示している。上述したように、垂直加振機４を駆動しない場合であっても、第２振動台３２に垂直方向の加速度（クロストーク加速度）が発生するため、第２振動台３２に発生する垂直方向の加速度を、第２振動台３２の振動状態として示している。   Here, in the case where the vibration exciter 6 is provided in the vibration test apparatus 1 (Example) and in the case where it is not provided (Comparative Example), the measurement results obtained by measuring the vibration state of the second vibration table 32 are as follows: This will be described with reference to FIGS. Here, a measurement result when the vertical vibrator 4 is not driven, that is, when only horizontal vibration is performed is shown. As described above, even when the vertical vibration exciter 4 is not driven, vertical acceleration (crosstalk acceleration) is generated in the second vibration table 32, so that the vertical vibration generated in the second vibration table 32 is not generated. The acceleration is shown as the vibration state of the second shaking table 32.

詳細には、図７、図９、図１１、図１３では、加速度センサ３４によって検出される第２振動台３２の水平方向の加速度（Ｙ軸方向の加速度）Ｇｙに対する、加速度センサ３６によって検出される第２振動台３２の垂直方向の加速度（Ｚ軸方向の加速度）Ｇｚを、第２振動台３２の振動状態として評価している。図７、図９、図１１、図１３の縦軸（クロストーク値）は、［２０＊ｌｏｇ（Ｇｚ／Ｇｙ）］により算出される値である。   Specifically, in FIGS. 7, 9, 11, and 13, the acceleration sensor 36 detects the horizontal acceleration (acceleration in the Y-axis direction) Gy of the second shaking table 32 detected by the acceleration sensor 34. The vertical acceleration (acceleration in the Z-axis direction) Gz of the second vibration table 32 is evaluated as the vibration state of the second vibration table 32. The vertical axis (crosstalk value) in FIGS. 7, 9, 11 and 13 is a value calculated by [20 * log (Gz / Gy)].

図６、図１０は、振動試験装置１にキャンセル用加振機６を設けた本実施例の場合の加速度センサ３４〜３６の出力波形の一例を示している。図７、図１１は、本実施例の場合の第２振動台３２の振動状態を測定した測定結果を示している。   6 and 10 show examples of output waveforms of the acceleration sensors 34 to 36 in the case of the present embodiment in which the vibration test apparatus 1 is provided with the canceling vibrator 6. 7 and 11 show measurement results obtained by measuring the vibration state of the second shaking table 32 in the case of the present embodiment.

一方、図８、図１２は、振動試験装置１にキャンセル用加振機を設けていない比較例の場合の加速度センサ３４，３６の出力波形の一例を示している。図８、図１３は、比較例の場合の第２振動台３２の振動状態を測定した測定結果を示している。   On the other hand, FIGS. 8 and 12 show examples of output waveforms of the acceleration sensors 34 and 36 in the case of a comparative example in which the vibration testing apparatus 1 is not provided with a canceling shaker. 8 and 13 show measurement results obtained by measuring the vibration state of the second shaking table 32 in the comparative example.

図６（ａ）、図８（ａ）、図１０（ａ）、図１２（ａ）は、それぞれ、加速度センサ３６によって検出される第２振動台３２の垂直方向の加速度の一例を示している。なお、横軸を時間［ｓｅｃ］とし、縦軸を加速度［Ｇ］としている。ここでは、垂直加振機４を駆動しないため、加速度センサ３６によって検出される垂直方向の加速度が、略「０」になっている。   FIGS. 6A, 8A, 10A, and 12A each show an example of the vertical acceleration of the second shaking table 32 detected by the acceleration sensor 36. FIG. . The horizontal axis is time [sec], and the vertical axis is acceleration [G]. Here, since the vertical vibrator 4 is not driven, the acceleration in the vertical direction detected by the acceleration sensor 36 is substantially “0”.

図６（ｂ）、図８（ｂ）、図１０（ｂ）、図１２（ｂ）は、それぞれ、加速度センサ３４によって検出される第２振動台３２の水平方向の加速度の一例を示している。なお、横軸を時間［ｓｅｃ］とし、縦軸を加速度［Ｇ］としている。図６（ｂ）、図８（ｂ）の波形は、正弦波になっており、振幅が０．４Ｇであり、周波数が１３．３Ｈｚの加速度波形となっている。図１０（ｂ）、図１２（ｂ）の波形はいわゆるランダム波になっており、振幅の平均値が０．５Ｇであり、周波数が５Ｈｚ〜４００Ｈｚの範囲の加速度波形となっている。このランダム波は、例えば自動車の走行時に発生する振動を想定した加速度波形になっている。上述したように、図６（ｂ）、図８（ｂ）、図１０（ｂ）、図１２（ｂ）に示す波形が加速度センサ３４によって検出されるように、水平加振機５のドライブコイル５３に入力される信号が調整される。   FIGS. 6B, 8 </ b> B, 10 </ b> B, and 12 </ b> B each show an example of the horizontal acceleration of the second shaking table 32 detected by the acceleration sensor 34. . The horizontal axis is time [sec], and the vertical axis is acceleration [G]. The waveforms in FIGS. 6B and 8B are sine waves, the amplitude is 0.4 G, and the acceleration waveform has a frequency of 13.3 Hz. The waveforms in FIGS. 10B and 12B are so-called random waves, and the average value of the amplitude is 0.5 G, and the acceleration waveform has a frequency in the range of 5 Hz to 400 Hz. The random wave is an acceleration waveform that assumes vibrations that occur when the automobile is running, for example. As described above, the drive coil of the horizontal vibration exciter 5 so that the waveforms shown in FIGS. 6B, 8B, 10B, and 12B are detected by the acceleration sensor 34. The signal input to 53 is adjusted.

図６（ｃ）、図１０（ｃ）は、それぞれ、加速度センサ３５によって検出される第２振動台３２の水平方向の加速度の一例を示している。なお、横軸を時間［ｓｅｃ］とし、縦軸を加速度［Ｇ］としている。図６（ｃ）の波形は、正弦波になっており、図６（ｂ）の波形と同一の波形となっている。図１０（ｃ）の波形はいわゆるランダム波になっており、図１０（ｂ）の波形と同一の波形となっている。上述したように、本実施形態では、上述したように、図６（ｃ）、図１０（ｃ）に示す波形が加速度センサ３５によって検出されるように、キャンセル用加振機６のドライブコイル６３に入力される信号が調整される。   FIG. 6C and FIG. 10C show examples of the horizontal acceleration of the second shaking table 32 detected by the acceleration sensor 35, respectively. The horizontal axis is time [sec], and the vertical axis is acceleration [G]. The waveform shown in FIG. 6C is a sine wave, which is the same waveform as that shown in FIG. The waveform in FIG. 10C is a so-called random wave, which is the same as the waveform in FIG. As described above, in this embodiment, as described above, the drive coil 63 of the canceling shaker 6 is detected so that the waveforms shown in FIGS. 6C and 10C are detected by the acceleration sensor 35. The signal input to is adjusted.

図７の測定結果と、図９の測定結果とを比較すると、振動試験装置１にキャンセル用加振機を設けていない比較例の場合には、図９に示すように、第２振動台３２に発生する垂直方向の加速度が、周波数が６５Ｈｚ以上になると、−２０ｄＢ（言い換えれば、水平方向の加速度の１／１０）を超過し、また、周波数が２００Ｈｚ以上になると、０ｄＢを超過する（言い換えれば、水平方向の加速度よりも大きくなる）周波数が存在することが分かる。これに対し、振動試験装置１にキャンセル用加振機６を設けた本実施例の場合には、図７に示すように、第２振動台３２に発生する垂直方向の加速度が、周波数が１０Ｈｚ〜４００Ｈｚの全ての範囲で、−２０ｄＢ（言い換えれば、水平方向の加速度の１／１０）以下に低減されることが分かる。したがって、水平加振時に、第２振動台３２に発生する垂直方向のクロストーク加速度を抑制するには、振動試験装置１にキャンセル用加振機６を設けることが有効であることが分かる。   When the measurement result of FIG. 7 and the measurement result of FIG. 9 are compared, in the case of the comparative example in which the vibration test apparatus 1 is not provided with the canceling shaker, as shown in FIG. When the frequency in the vertical direction is 65 Hz or more, it exceeds −20 dB (in other words, 1/10 of the horizontal acceleration), and when the frequency is 200 Hz or more, it exceeds 0 dB (in other words, It can be seen that there is a frequency that is greater than the acceleration in the horizontal direction. On the other hand, in the case of the present embodiment in which the canceling vibrator 6 is provided in the vibration test apparatus 1, the vertical acceleration generated in the second shaking table 32 has a frequency of 10 Hz as shown in FIG. It can be seen that it is reduced to −20 dB (in other words, 1/10 of the horizontal acceleration) or less in the entire range of ˜400 Hz. Therefore, it can be seen that it is effective to provide the vibration testing apparatus 1 with the canceling shaker 6 in order to suppress the vertical crosstalk acceleration generated in the second shaking table 32 during horizontal vibration.

図１１の測定結果と、図１３の測定結果とを比較すると、振動試験装置１にキャンセル用加振機を設けていない比較例の場合には、図１３に示すように、第２振動台３２に発生する垂直方向の加速度が、周波数が７０Ｈｚ以上になると、−２０ｄＢを超過し、また、周波数が２００Ｈｚ以上になると、０ｄＢを超過する周波数が存在することが分かる。これに対し、振動試験装置１にキャンセル用加振機６を設けた本実施例の場合には、図１１に示すように、第２振動台３２に発生する垂直方向の加速度が、周波数が１０Ｈｚ〜４００Ｈｚの略全ての範囲で、−２０ｄＢ以下に低減されることが分かる。したがって、水平加振時に、第２振動台３２に発生する垂直方向のクロストーク加速度を抑制するには、振動試験装置１にキャンセル用加振機６を設けることが有効であることが分かる。   Comparing the measurement result of FIG. 11 with the measurement result of FIG. 13, in the case of a comparative example in which the vibration test apparatus 1 is not provided with a canceling vibrator, as shown in FIG. It can be seen that there is a frequency exceeding 0 dB when the acceleration in the vertical direction generated at is over 70 Hz when the frequency is over 70 Hz, and over 0 dB when the frequency is over 200 Hz. On the other hand, in the case of the present embodiment in which the vibration test apparatus 1 is provided with the canceling vibrator 6, as shown in FIG. 11, the vertical acceleration generated in the second shaking table 32 has a frequency of 10 Hz. It can be seen that it is reduced to −20 dB or less in almost the entire range of ˜400 Hz. Therefore, it can be seen that it is effective to provide the vibration testing apparatus 1 with the canceling shaker 6 in order to suppress the vertical crosstalk acceleration generated in the second shaking table 32 during horizontal vibration.

今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   Embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become the basis of limited interpretation. The technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the scope of claims. Further, the technical scope of the present invention includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

上述した振動台３の構成は一例であって、他の構成の振動台を用いてもよい。また、上述した垂直加振機４、水平加振機５、及びキャンセル用加振機６の構成は一例であって、他の構成の加振機を用いてもよい。なお、垂直加振機４、水平加振機５、及びキャンセル用加振機６の好ましい構成としては、静磁場を形成するための励磁コイルと、励磁コイルにより形成された静磁場による磁気回路及び磁気ギャップを形成するためのヨークと、磁気ギャップ内に配置された振動発生用のドライブコイルとを備えた動電型の構成が挙げられる。例えば、垂直加振機４や、水平加振機５、キャンセル用加振機６の励磁コイルの数を変更してもよい。また、垂直加振機４や、水平加振機５、キャンセル用加振機６において、励磁コイルの代わりに、永久磁石を用いてもよい。垂直加振機４や、水平加振機５、キャンセル用加振機６のヨークの組み合わせを他の組み合わせに変更してもよい。また、垂直加振機４や、水平加振機５、キャンセル用加振機６を、サーボモータを利用した加振機として構成してもよい。   The configuration of the shaking table 3 described above is an example, and a shaking table having another configuration may be used. Further, the configurations of the vertical vibrator 4, the horizontal vibrator 5, and the canceling vibrator 6 described above are merely examples, and vibrators having other configurations may be used. In addition, as a preferable configuration of the vertical vibrator 4, the horizontal vibrator 5, and the canceling vibrator 6, an exciting coil for forming a static magnetic field, a magnetic circuit using a static magnetic field formed by the exciting coil, and An electrodynamic type configuration including a yoke for forming a magnetic gap and a drive coil for generating vibration arranged in the magnetic gap can be mentioned. For example, the number of exciting coils of the vertical vibrator 4, the horizontal vibrator 5, and the canceling vibrator 6 may be changed. Further, in the vertical vibrator 4, the horizontal vibrator 5, and the canceling vibrator 6, a permanent magnet may be used instead of the exciting coil. You may change the combination of the yoke of the vertical shaker 4, the horizontal shaker 5, and the cancellation shaker 6 into another combination. Moreover, you may comprise the vertical shaker 4, the horizontal shaker 5, and the cancellation shaker 6 as a shaker using a servomotor.

上記実施形態において、キャンセル用加振機６のドライブコイル６３に入力される交流電流の信号が、水平加振機５のドライブコイル５３に入力される交流電流の信号とは、逆の極性（逆の位相）で、同じ周波数の信号であってもよい。この場合、例えばキャンセル用加振機６の励磁コイル６１ａ，６１ｂに入力される直流電流の信号を、水平加振機５の励磁コイル５１ａ，５１ｂに入力される直流電流の信号と同じ極性（同じ位相）にすればよい。   In the above embodiment, the polarity of the alternating current signal input to the drive coil 63 of the canceling shaker 6 is opposite to that of the alternating current signal input to the drive coil 53 of the horizontal shaker 5 (reverse) Of the same frequency). In this case, for example, the DC current signal input to the exciting coils 61a and 61b of the canceling shaker 6 is the same polarity (same as the DC current signal input to the exciting coils 51a and 51b of the horizontal vibrator 5). Phase).

図６、図１０に示した加速度波形は一例であって、加速度センサ３５によって検出される加速度波形が、加速度センサ３４によって検出される加速度波形に一致するように、キャンセル用加振機６のドライブコイル６３に入力される交流電流が調整されるものであれば、その他の加速度波形であってもよい。   The acceleration waveform shown in FIGS. 6 and 10 is an example, and the canceling exciter 6 is driven so that the acceleration waveform detected by the acceleration sensor 35 matches the acceleration waveform detected by the acceleration sensor 34. Any other acceleration waveform may be used as long as the alternating current input to the coil 63 is adjusted.

上記実施形態では、垂直加振機４を備えた振動試験装置について説明したが、垂直加振機を備えていない振動試験装置にも、本発明を適用可能である。この場合、振動試験装置は、水平加振機５及びキャンセル用加振機６が備えられた構成になっており、供試体３０に対する水平加振のみが行われる。なお、上記実施形態のように、垂直加振機４を設けることによって、例えば、自動車用の部品に対する振動試験を、実車走行により近い状態で行うことが可能になり、振動試験の精度を向上させることが可能になる。   In the above embodiment, the vibration test apparatus provided with the vertical vibrator 4 has been described. However, the present invention can also be applied to a vibration test apparatus that does not include the vertical vibrator. In this case, the vibration test apparatus has a configuration in which the horizontal vibrator 5 and the canceling vibrator 6 are provided, and only the horizontal vibration with respect to the specimen 30 is performed. In addition, by providing the vertical vibration exciter 4 as in the above embodiment, for example, it becomes possible to perform a vibration test on parts for automobiles in a state closer to actual vehicle running, and improve the accuracy of the vibration test. It becomes possible.

上記実施形態の振動試験装置に、水平加振機５の振動方向（Ｙ軸方向）とは垂直な方向（Ｘ軸方向）に沿って振動させる第３水平加振機をさらに備える構成としてもよい。この場合、垂直加振機４によって供試体３０に対する垂直加振が行われ、水平加振機５によって供試体３０に対するＹ軸方向の水平加振が行われ、第３水平加振機によって供試体３０に対するＸ軸方向の水平加振が行われる。なお、この場合にも、垂直加振機を省略して、供試体３０に対する水平加振（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）のみを行うようにしてもよい。   The vibration test apparatus of the above embodiment may further include a third horizontal vibrator that vibrates along a direction (X-axis direction) perpendicular to the vibration direction (Y-axis direction) of the horizontal vibrator 5. . In this case, vertical vibration is performed on the specimen 30 by the vertical vibrator 4, horizontal vibration in the Y-axis direction is performed on the specimen 30 by the horizontal vibrator 5, and the specimen is performed by the third horizontal vibrator. 30 is subjected to horizontal excitation in the X-axis direction. In this case as well, the vertical vibrator may be omitted and only the horizontal vibration (X-axis direction and Y-axis direction) performed on the specimen 30 may be performed.

本発明は、水平加振機を備えた振動試験装置に利用可能である。   The present invention can be used for a vibration test apparatus equipped with a horizontal vibrator.

１ 振動試験装置
２ 基台
３ 振動台
４ 垂直加振機
５ 水平加振機（第１水平加振機）
６ キャンセル用加振機（第２水平加振機）
３０ 供試体
３１ 第１振動台
３２ 第２振動台
３４ 加速度センサ（第１加速度センサ）
３５ 加速度センサ（第２加速度センサ）
４１，５１ａ，５１ｂ，６１ａ，６１ｂ 励磁コイル
４２，５２，６２ ヨーク
４３，５３，６３ ドライブコイル
Ｇ１ 重心
Ｌ１、Ｌ２ 加振軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration test apparatus 2 Base 3 Shaking table 4 Vertical shaker 5 Horizontal shaker (1st horizontal shaker)
6 Canceling shaker (second horizontal shaker)
30 Specimen 31 First Shaking Table 32 Second Shaking Table 34 Acceleration Sensor (First Acceleration Sensor)
35 Acceleration sensor (second acceleration sensor)
41, 51a, 51b, 61a, 61b Excitation coil 42, 52, 62 Yoke 43, 53, 63 Drive coil G1 Center of gravity L1, L2 Excitation shaft

Claims (8)

供試体が保持される振動台と、
前記振動台の水平方向の一端側に連結され、且つ前記振動台を水平方向に沿って振動させる第１水平加振機とを備えた振動試験装置であって、
前記振動台の水平方向の他端側に連結され、且つ水平方向に沿った振動を発生可能な第２水平加振機を備え、
前記第１水平加振機の振動軸と、前記第２水平加振機の振動軸とが、互いに平行になっており、
前記第１水平加振機及び前記第２水平加振機が、同時に同じ方向への振動を発生するように構成されていることを特徴とする振動試験装置。 A shaking table on which the specimen is held;
A vibration test apparatus including a first horizontal vibrator connected to one end of the shaking table in the horizontal direction and vibrating the shaking table along the horizontal direction;
A second horizontal vibration exciter connected to the other end in the horizontal direction of the shaking table and capable of generating vibration along the horizontal direction;
The vibration axis of the first horizontal shaker and the vibration axis of the second horizontal shaker are parallel to each other,
The vibration test apparatus, wherein the first horizontal vibrator and the second horizontal vibrator are configured to simultaneously generate vibrations in the same direction. 請求項１に記載の振動試験装置において、
前記第１水平加振機が、前記第２水平加振機側へ向けて前記振動台を振動させる際、同時に前記第２水平加振機が、前記振動台から退避するように前記第１水平加振機側とは反対方向へ向けて振動し、
前記第１水平加振機が、前記第２水平加振機側とは反対方向へ向けて前記振動台を振動させる際、同時に前記第２水平加振機が、前記振動台に追従して移動するように前記第１水平加振機側へ向けて振動することを特徴とする振動試験装置。 The vibration test apparatus according to claim 1,
When the first horizontal shaker vibrates the shaking table toward the second horizontal shaker side, the first horizontal shaker is simultaneously retracted from the shaking table so that the first horizontal shaker retreats from the shaking table. Vibrates in the opposite direction to the shaker side,
When the first horizontal shaker vibrates the shaking table in a direction opposite to the second horizontal shaker side, the second horizontal shaker simultaneously moves following the shaking table. A vibration test apparatus that vibrates toward the first horizontal vibrator side. 請求項１または２に記載の振動試験装置において、
前記第１、第２水平加振機は、それぞれ、静磁場を生成するための励磁コイルと、前記励磁コイルにより生成された静磁場による磁気回路及び磁気ギャップを形成するためのヨークと、前記磁気ギャップ内に配置された振動発生用のドライブコイルとを備え、前記励磁コイルに供給された直流電流と、前記ドライブコイルに供給された所定周波数の交流電流とによって振動を発生するように構成されていることを特徴とする振動試験装置。 The vibration test apparatus according to claim 1 or 2,
Each of the first and second horizontal vibrators includes an exciting coil for generating a static magnetic field, a magnetic circuit by a static magnetic field generated by the exciting coil and a yoke for forming a magnetic gap, and the magnetic A drive coil for generating vibration arranged in the gap, and configured to generate vibration by a direct current supplied to the exciting coil and an alternating current of a predetermined frequency supplied to the drive coil. A vibration test apparatus characterized by comprising: 請求項３に記載の振動試験装置において、
前記振動台には、前記第１水平加振機による当該振動台の水平方向の加速度を検出する第１加速度センサと、前記第２水平加振機による当該振動台の水平方向の加速度を検出する第２加速度センサとが設けられ、
前記第２加速度センサによって検出される加速度波形が、前記第１加速度センサによって検出される加速度波形に一致するように、前記第２水平加振機の前記ドライブコイルに入力される交流電流が調整されることを特徴とする振動試験装置。 The vibration test apparatus according to claim 3,
The shaking table detects a horizontal acceleration of the shaking table by the first horizontal vibrator and a first acceleration sensor that detects a horizontal acceleration of the shaking table by the first horizontal shaking machine. A second acceleration sensor,
The alternating current input to the drive coil of the second horizontal shaker is adjusted so that the acceleration waveform detected by the second acceleration sensor matches the acceleration waveform detected by the first acceleration sensor. A vibration test apparatus. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の振動試験装置において、
前記第２水平加振機は、側面視で、前記振動台及び前記供試体の重心を挟んで、前記第１水平加振機とは反対側の位置に設けられており、
前記第１水平加振機の加振軸が、前記重心よりも低い位置に配置され、前記第２水平加振機の加振軸が、前記重心よりも高い位置に配置されていることを特徴とする振動試験装置。 In the vibration testing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The second horizontal shaker is provided at a position opposite to the first horizontal shaker in a side view across the center of gravity of the shaking table and the specimen.
The excitation shaft of the first horizontal shaker is disposed at a position lower than the center of gravity, and the excitation shaft of the second horizontal shaker is disposed at a position higher than the center of gravity. Vibration test equipment. 請求項５に記載の振動試験装置において、
前記第１水平加振機の加振軸と前記重心との距離と、前記第２水平加振機の加振軸と前記重心との距離とが、略同じになっていることを特徴とする振動試験装置。 The vibration test apparatus according to claim 5,
The distance between the excitation axis of the first horizontal shaker and the center of gravity is substantially the same as the distance between the excitation axis of the second horizontal shaker and the center of gravity. Vibration test equipment. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の振動試験装置において、
前記振動台を鉛直方向に沿って振動させる垂直加振機をさらに備えていることを特徴とする振動試験装置。 In the vibration test apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A vibration test apparatus further comprising a vertical vibration exciter that vibrates the vibration table along a vertical direction. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の振動試験装置において、
前記振動台を、水平方向であって前記第１水平加振機の振動方向とは垂直な方向に沿って振動させる第３水平加振機をさらに備えていることを特徴とする振動試験装置。 In the vibration testing apparatus according to any one of claims 1 to 7,
A vibration test apparatus, further comprising a third horizontal vibrator that vibrates the shaking table along a horizontal direction perpendicular to a vibration direction of the first horizontal vibrator.

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