JP4215049B2 - Rotational vibration testing machine - Google Patents
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Description
本発明は、例えば磁気ディスク装置の回転振動に対する評価に適用される回転振動試験機に関するものである。 The present invention relates to a rotational vibration testing machine applied to, for example, evaluation of rotational vibration of a magnetic disk device.
近年、磁気ディスク装置は、トラック密度(TPI:Tracks per inch)の増大やシークの高速化が進み、これに伴い、磁気ヘッドの位置決め精度を向上させることが重要となってきている。一方、磁気ディスク装置の回転駆動源としてロータリー型アクチュエータが用いられており、回転外乱に対して、即ち回転方向の振動に対して弱い構造となっている。そして、この回転外乱が位置決め精度に悪影響を及ぼしつつある。 In recent years, in magnetic disk devices, track density (TPI: Tracks per inch) has increased and seek speed has increased, and accordingly, it has become important to improve the positioning accuracy of the magnetic head. On the other hand, a rotary actuator is used as a rotational drive source of the magnetic disk device, and has a structure that is weak against rotational disturbance, that is, vibration in the rotational direction. This rotational disturbance is adversely affecting the positioning accuracy.
このような状況の中、磁気ディスク装置の開発においては、回転振動に対する評価を行い、十分な対策を採ることが必須となっており、測定周波数帯域の広い、かつ、小型の回転振動試験機が望まれている。 Under such circumstances, in the development of magnetic disk devices, it is essential to evaluate rotational vibration and take sufficient measures, and a small rotational vibration testing machine with a wide measurement frequency band is required. It is desired.
従来、例えば米国特許第5644087号に記載されているように、直進型振動発生器によって発生された単一方向の振動を、リンク機構を用いて回転方向の振動に変換して回転テーブルに伝達し、回転テーブルを回転軸周りに振動(揺動)させる回転振動試験機が提案されている。 Conventionally, as described in, for example, US Pat. No. 5,644,087, unidirectional vibration generated by a linear vibration generator is converted into rotational vibration using a link mechanism and transmitted to a rotary table. A rotational vibration testing machine that vibrates (oscillates) a rotary table around a rotation axis has been proposed.
従来の回転振動試験機は以上のように、リンク機構を用いて直進型振動発生器で発生された直線往復振動を回転往復振動に変換しているので、リンク機構の共振により測定周波数帯域が制限されてしまうという問題点があった。 As described above, the conventional rotational vibration tester uses the link mechanism to convert the linear reciprocating vibration generated by the linear vibration generator into the rotational reciprocating vibration, so the measurement frequency band is limited by the resonance of the link mechanism. There was a problem of being done.
また、直進型振動発生器とリンク機構とを組み合わせているので、装置が大型となってしまい、運搬性が低下してしまうという問題点もあった。 In addition, since the linear vibration generator and the link mechanism are combined, there is a problem that the apparatus becomes large and the transportability is lowered.
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、加振源で発生されたトルクを直接回転テーブルに伝達するようにし、測定周波数帯域の広い、かつ、小型の回転振動試験機を実現し、より精度の高い試験に適用可能にすることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and transmits a torque generated by a vibration source directly to a rotary table, and a small rotational vibration tester having a wide measurement frequency band. The goal is to achieve this and make it applicable to tests with higher accuracy.
本発明に係る回転振動試験機は、ベースと、該ベースに回転自在に支持された回転テーブルと、該回転テーブルを回転方向に振動させる加振手段とを備えた回転振動試験機において、前記加振手段は、磁界を発生させる磁界発生部と、該磁界発生部で発生された磁界を横切るように配置され、通電時に前記回転テーブルの回転方向に力を発生するコイルと、該コイルに電流の向きを交互に替えて通電する電源装置とから構成され、前記回転テーブルは、載置盤と、該載置盤の中心に軸心を一致させて設けられてなるとともに前記ベースに回転自在に支持されるシャフトと、載置盤の下面に設けられたフランジとから構成され、前記磁界発生部が前記ベースに取り付けられ、前記コイルが前記フランジに取り付けられていることを特徴とするものである。 The rotational vibration testing machine according to the present invention is a rotational vibration testing machine comprising a base, a rotary table rotatably supported by the base, and a vibration means for vibrating the rotary table in the rotation direction. The oscillating means is disposed so as to cross the magnetic field generated by the magnetic field generating unit that generates a magnetic field, and generates a force in the rotation direction of the rotary table when energized. The rotating table is provided with a mounting board and a shaft centered at the center of the mounting board and rotatably supported by the base. And a flange provided on the lower surface of the mounting board, wherein the magnetic field generator is attached to the base, and the coil is attached to the flange. It is.
このような構成によれば、従来のリンク機構が不要となり、リンク機構の特性による周波数帯域の制限を回避することができ、もって、測定周波数帯域が広く、且つ、小型の回転振動試験機を得ることができる。 According to such a configuration, the conventional link mechanism becomes unnecessary, and it is possible to avoid the restriction of the frequency band due to the characteristics of the link mechanism, and thus, a small rotational vibration tester with a wide measurement frequency band can be obtained. be able to.
また、本発明に係る回転振動試験機において、前記回転テーブルは、円盤状の載置盤と、該載置盤の中心に軸心を一致させて前記該載置盤の下面に立設され、前記ベースに回転自在に支持されるシャフトとから構成され、前記コイルが前記載置盤に取り付けられているものである。 Further, in the rotational vibration testing machine according to the present invention, the rotary table is erected on a lower surface of the mounting board with a disk-shaped mounting board and an axial center aligned with the center of the mounting board, The shaft is rotatably supported by the base, and the coil is attached to the table.
このような構成によれば、コイルが回転テーブル側に取り付けられているので、磁界発生部を取り付ける場合に比べて、回転テーブルの軽量化が図れ、またコイルに発生する力を効率よく回転テーブルに回転力として伝えることができる。 According to such a configuration, since the coil is attached to the turntable side, the weight of the turntable can be reduced compared to the case where the magnetic field generator is attached, and the force generated in the coil can be efficiently applied to the turntable. It can be transmitted as rotational force.
また、本発明に係る回転振動試験機において、前記コイルがコイル枠に装着され、該コイル枠が前記載置盤に取り付けられているものである。 In the rotational vibration testing machine according to the present invention, the coil is attached to a coil frame, and the coil frame is attached to the table.
このような構成によれば、コイルの組立性を向上させることができる。 According to such a configuration, the assembling property of the coil can be improved.
なお、本発明に係る回転振動試験機においては、前記コイル枠が複数の前記コイルを装着できるように構成することができ、このような構成によれば、コイルをコイル枠に装着することで、コイル相互の位置関係が確保され、組立性を向上させることができる。 In the rotational vibration testing machine according to the present invention, the coil frame can be configured so that a plurality of the coils can be mounted, and according to such a configuration, by mounting the coil on the coil frame, The positional relationship between the coils is ensured, and assemblability can be improved.
また、本発明に係る回転振動試験機は、前記コイル枠を位置決めするための係合部が前記載置盤に設けられているものである。 In the rotational vibration testing machine according to the present invention, an engaging portion for positioning the coil frame is provided on the mounting board.
このような構成によれば、コイルと回転テーブルとの相互の位置関係が確保され、組立性を向上させることができる。 According to such a configuration, the mutual positional relationship between the coil and the rotary table is ensured, and the assemblability can be improved.
また、本発明に係る回転振動試験機は、前記磁界発生部および前記コイルが対となって前記回転中心を中心として等角ピッチに複数配設されているものである。 Further, in the rotational vibration testing machine according to the present invention, a plurality of the magnetic field generation units and the coils are arranged at an equiangular pitch with the rotation center as a center.
このような構成によれば、コイルに通電することによって発生する力がバランスよく回転テーブルに伝達され、安定した回転方向への振動が得られる。 According to such a configuration, the force generated by energizing the coil is transmitted to the rotary table in a well-balanced manner, and stable vibration in the rotational direction is obtained.
なお、以上の構成において、前記コイルへの通電が解除されたときに、前記コイルと前記磁界発生部との位置関係を所定の位置関係に復帰させる位置復帰手段を備えるようにすれば、コイルの位置ずれに起因するコイルや磁気発生部の破損事故の発生を未然に防止することができる。 In the above configuration, when the coil is de-energized, it is provided with position return means for returning the positional relationship between the coil and the magnetic field generator to a predetermined positional relationship. It is possible to prevent the occurrence of damage to the coil and the magnetism generation unit due to the displacement.
また、前記コイルに流れる電流をフィードバックすることにより、前記コイルに流れる電流が一定となるように制御することができ、コイルに流れる電流が一定となることにより、一定の力を発生させることができて、一定加速度の振動を発生でき、精度の高い試験に適用することができる。 Further, by feeding back the current flowing through the coil, it is possible to control the current flowing through the coil to be constant, and by generating a constant current through the coil, a constant force can be generated. Therefore, it can generate a constant acceleration vibration and can be applied to a highly accurate test.
さらに、前記回転テーブルの加速度を検出する加速度センサを取り付け、前記加速度センサの検出信号をフィードバックするようにすれば、前記回転テーブルの加速度が一定となるように前記コイルに流れる電流を制御することができ、例えば、試験機に共振が発生しても、一定加速度の振動を発生できる結果、より精度の高い試験に適用することができる。 Furthermore, if an acceleration sensor for detecting the acceleration of the rotary table is attached and the detection signal of the acceleration sensor is fed back, the current flowing in the coil can be controlled so that the acceleration of the rotary table is constant. For example, even if resonance occurs in the tester, vibration with a constant acceleration can be generated, so that it can be applied to a test with higher accuracy.
そして、上述した本発明に係る回転振動試験機において、前記回転テーブルに突設されたアームと、ストッパとを備え、前記加振手段により前記回転テーブルを過度に回転させて前記アームを前記ストッパに衝突させるように構成すれば、衝撃試験機能を付加した回転振動試験機が得られる。 The rotary vibration testing machine according to the present invention described above includes an arm projecting from the rotary table and a stopper, and the arm is used as the stopper by excessively rotating the rotary table by the vibration means. If it is made to collide, the rotational vibration testing machine which added the impact test function is obtained.
本発明によれば、リンク機構の特性による周波数帯域の制限を回避し、測定周波数帯域が広く、かつ、小型の回転振動試験機が得られ、かつ、フィードバック制御により一定加速度の振動を発生でき、精度の高い試験に適用することができるという効果を奏する。また、位置復帰手段により、コイルの位置ずれに起因するコイルや磁気発生部の破損事故の発生を未然に防止することができる効果を奏する。さらに、アームをストッパに衝突させる構成により、衝撃試験機能を付加した回転振動試験機が得られる効果を奏する。 According to the present invention, the limitation of the frequency band due to the characteristics of the link mechanism is avoided, the measurement frequency band is wide and a small rotational vibration tester can be obtained, and the vibration of constant acceleration can be generated by feedback control, There is an effect that it can be applied to a highly accurate test. In addition, the position return means has an effect of preventing the occurrence of a damage accident of the coil and the magnetism generation unit due to the displacement of the coil. Furthermore, the structure which makes an arm collide with a stopper has an effect of obtaining a rotational vibration testing machine to which an impact test function is added.
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る回転振動試験機を示す一部破断上面図、図2は本発明の実施の形態1に係る回転振動試験機を示す一部破断側面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a partially broken top view showing a rotational vibration testing machine according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a partially broken side view showing the rotational vibration testing machine according to Embodiment 1 of the present invention.
図1および 図2において、回転振動試験機は、被試験体を載置する回転テーブル1がベース2上に回転自在に取り付けられ、加振手段としての4つのボイスコイルモータ(VCM)10が回転テーブル1の回転中心X周りに等角ピッチで同一円周上に配設されて構成されている。さらに、回転振動試験機は、VCM10を駆動するための電源装置11を備えている。
1 and 2, in the rotary vibration testing machine, a rotary table 1 on which a test object is placed is rotatably mounted on a
回転テーブル1は、円盤状に成形された載置盤1aと、軸心を載置盤1aの中心に一致させて載置盤1aの下面に締着固定されたシャフト1bと、載置盤1aの下面にシャフト1bと同軸に設けられた円筒状のフランジ1cとから構成されている。このシャフト1bの軸心が回転テーブル1の回転中心Xとなる。 The rotary table 1 includes a mounting plate 1a formed in a disk shape, a shaft 1b whose axis is aligned with the center of the mounting plate 1a and fastened to the lower surface of the mounting plate 1a, and a mounting plate 1a. And a cylindrical flange 1c provided coaxially with the shaft 1b. The axis of the shaft 1b is the rotation center X of the turntable 1.
ベース2は架台3上に締着固定され、軸受ハウジング4がベース2に締着固定されている。そして、2つの軸受5がコイルバネ6により適切な予圧をかけられて軸受ハウジング4内に収納され、回転テーブル1が、シャフト1bを2つの軸受5に支持されて、ベース2に回転自在に装着されている。
The
VCM10は、磁気回路12と、アルミニウム製のコイル枠14に接着固定されたコイル13とから構成されている。そして、それぞれコイル13を装着した4つのコイル枠14が回転中心Xを中心として等角ピッチでフランジ1cに締着固定されている。
The VCM 10 includes a
一方、磁気回路12は、略台形形状に成形された上ヨーク15および下ヨーク16と、これらの2枚のヨーク15、16をその両端で連結する2本のサイドヨーク17、及びスタッド18と、上ヨーク15の下面および下ヨーク16の上面にそれぞれ接着固定された磁界発生部としての2つの永久磁石20A、20Bとから構成されている。そして、下ヨーク16がベース2上に配置され、上ヨーク15がサイドヨーク17を挟んで下ヨーク16と相対するように配置され、上ヨーク15と下ヨーク16とが一体にベース2に締着固定されている。
On the other hand, the
これにより、上ヨーク15と下ヨーク16とがサイドヨーク17により磁気的に結合される。また、上ヨーク15の下面に固定された永久磁石20Aと下ヨーク16の上面に固定された永久磁石20Bとの間には、所定の間隔(磁気ギャップ)が確保されており、コイル13が2つの永久磁石20A、20Bの間隙に挿入されている。なお、スタッド18には、コイル枠14との当接を緩衝するためのゴムリング19が装着されている。
Thereby, the
下ヨーク16に固定された永久磁石20Bは、図3に示されるように、回転中心Xを中心とする同心円状の内周面21と外周面22、および2つの放射状の面23に囲まれた湾曲した平板であり、回転中心Xを通り永久磁石20Bを周方向に二等分する線Lを境にS極とN極とに別れている。
As shown in FIG. 3, the
一方、上ヨーク15に固定された永久磁石20Aは、永久磁石20Bと同じ形状に成形されている。そして、永久磁石20Aは、永久磁石20BのS極に相対する領域がN極に、永久磁石20BのN極に相対する領域がS極となるように別れている。
On the other hand, the
ここで、VCM10の動作について図4を参照しつつ説明する。図4は、VCMの動作を説明するため図であり、磁気回路12において上ヨーク15を取り除いた状態を示している。
Here, the operation of the
コイル13はその中心が回転中心Xを通る線Lに一致するような位置関係に回転テーブル1に取り付けられている。このコイル13の有効部分13a、13bが永久磁石20BのN極の領域およびS極の領域にそれぞれ位置している。そして、永久磁石20BのN極の領域では、図4中紙面に垂直で、裏面から表面に向かう磁界が発生し、S極の領域では、図4中紙面に垂直で、表面から裏面に向かう磁界が発生している。そこで、コイル13に電流を流すと、有効部分13a、13bには逆向きの電流が流れることになり、有効部分13a、13bには同じ向きの推力が発生する。
The
図4の(a)では、電流がコイル13に反時計回りに流されており、コイル13には推力faが発生し、コイル13、即ち回転テーブル1が回転中心Xを中心として時計回りに回転される。
In FIG. 4A, a current is passed counterclockwise through the
また、図4の(b)では、電流がコイル13に時計回りに流されており、コイル13にはfaと反対方向の推力fbが発生し、回転テーブル1が回転中心Xを中心として反時計回りに回転される。
In FIG. 4B, a current is passed clockwise through the
このように、電源装置11によりコイル13に通電する電流の向きを交互に替えることにより、回転テーブル1は回転中心X周りに所定の角度範囲で揺動、即ち回転方向に振動(以下、回転振動という)されることになる。
In this way, by alternately changing the direction of the current supplied to the
なお、この実施の形態1では、回転テーブル1は±2゜の範囲で揺動するように構成されている。また、4つのコイル13は、電流を流したときに同一の方向に力が作用するように、互いに直列に接続されるように結線されている。 In the first embodiment, the rotary table 1 is configured to swing within a range of ± 2 °. The four coils 13 are connected so as to be connected in series so that a force acts in the same direction when a current is passed.
つぎに、このように構成された回転振動試験機の動作について説明する。 Next, the operation of the rotational vibration testing machine configured as described above will be described.
まず、被試験体である磁気ディスク装置が回転テーブル1の載置盤1a上に固定される。ついで、電源装置11により所定の周波数の交流をコイル13に給電することにより、回転テーブル1が回転中心X周りに±2゜の範囲で回転振動する。これにより、回転振動が磁気ディスク装置に加えられ、磁気ディスク装置の回転外乱に対する試験評価が行われる。
First, a magnetic disk device, which is a device under test, is fixed on the mounting board 1 a of the rotary table 1. Next, the alternating current of a predetermined frequency is supplied to the
ここで、このように構成された回転振動試験機の性能について説明する。 Here, the performance of the rotational vibration testing machine configured as described above will be described.
磁気回路12の磁束密度をBg(T)、コイル13の有効長さをL(m)とすると、コイル13に1(A)の電流を流したときに、VCM10で発生する力Fは、
F=BL(N/A)
となる。
When the magnetic flux density of the
F = BL (N / A)
It becomes.
回転中心Xからコイル13までの距離をr(m)、VCM10の個数をnとし、n個のVCMを直列に接続すると、VCMによって発生されるトルクは、
T=nFr=nBLr(Nm/A)
となる。
When the distance from the rotation center X to the
T = nFr = nBLr (Nm / A)
It becomes.
一方、回転テーブル1の慣性モーメントをJ(kgm2)とすると、この回転振動試験機の無負荷時の性能は、
d2θ/dt2=T/J=nBLr/J(rad/s2/A)
となる。
On the other hand, when the moment of inertia of the rotary table 1 is J (kgm 2 ), the performance of the rotary vibration tester at no load is
d 2 θ / dt 2 = T / J = nBLr / J (rad / s 2 / A)
It becomes.
本実施の形態では、図5に示されるように、無負荷時に、1KHz以下の周波数帯域で、d2θ/dt2=670(rad/s2/A)、すなわちdB表示で約57dBを達成している。 In the present embodiment, as shown in FIG. 5, d 2 θ / dt 2 = 670 (rad / s 2 / A), that is, about 57 dB in dB display is achieved in a frequency band of 1 KHz or less at no load. is doing.
なお、図5は実施の形態に係る回転振動試験機の周波数特性を示しており、約1KHzまでは、1Aの電流について加速度が略一定の57dB(rad/s2)となっており、また、位相も加速度の場合と同様、約1KHzまでは殆ど0(deg)であることが認められ、広帯域特性が示されている。 FIG. 5 shows the frequency characteristics of the rotational vibration testing machine according to the embodiment. The acceleration is approximately constant 57 dB (rad / s 2 ) for a current of 1 A up to about 1 KHz, and As in the case of acceleration, the phase is recognized to be almost 0 (deg) up to about 1 KHz, indicating a broadband characteristic.
このように、この実施の形態1によれば、加振手段としてVCM10を用い、VCM10で発生する推力で直接回転テーブル1を回転振動させているので、直進往復力をリンク機構を介して回転力に変換して回転テーブルを回転振動させている従来装置に比べて、回転テーブル1を効率よく回転振動させることができる。また、リンク機構が不要となり、小型化が達成できるとともに、測定周波数の広帯域化を実現することができる。さらに、VCM10自体が小型であるので、必要に応じてVCM10の個数を増減でき、加振力の調節も容易に行うことができる。
As described above, according to the first embodiment, the
また、磁気回路12に比べて軽量なコイル13が載置盤1aに取り付けられているので、コイル13に電流を流して発生される推力により効率よく回転テーブル1を回転運動させることができる。
In addition, since the
また、コイル13が装着されたコイル枠14を載置盤1aのフランジ1cに取り付けられているので、回転テーブル1へのコイル13の取り付けが容易となる。
Moreover, since the
更に、VCM10が回転中心X周りに等角ピッチに配設されているので、コイル13に電流を流して発生される推力が回転テーブル1にバランスよく作用し、回転テーブル1を安定して回転振動させることができる。
Further, since the
なお、前記実施の形態1では、4台のVCM10を用いるものとしているが、VCM10の台数は特に限定されるものではなく、要求される加振力を発生できる台数であればよい。
In the first embodiment, four
また、VCM10を必ずしも等角ピッチに配置する必要はないが、推力をバランスよく回転テーブル1に作用させるためには、等角ピッチに配置することが望ましい。
Further, the
また、前記実施の形態1では、磁気回路12をベース2に取り付け、コイル13を回転テーブル1に取り付けるものとしているが、磁気回路12を回転テーブル1に取り付け、コイル13をベース2に取り付けるようにしても、同様の効果が得られる。
In the first embodiment, the
また、前記実施の形態1では、4つのコイル13を直列に結線するものとしているが、コイル13の抵抗やインダクタンスを考慮して4つのコイル13を並列に結線しても、あるいは直列と並列とを組み合わせて結線してもよく、これにより電源装置11の仕様に応じた回路を実現できる。
In the first embodiment, the four
実施の形態2.
前記実施の形態1では、コイル13を水平姿勢(有効部分13a、13bの配列が水平)とするVCMを用いるものとしているが、この実施の形態2では、コイル13を鉛直姿勢(有効部分13a、13bの配列が鉛直)とするVCMを用いるものとしている。
In the first embodiment, a VCM is used in which the
図6は本発明の実施の形態2に係る回転振動試験機を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a rotational vibration testing machine according to
図6において、加振手段としてのVCM10Aは、磁気回路12Aと、コイル枠14に接着固定されたコイル13とから構成されている。そして、それぞれコイル13を装着した4つのコイル枠14が回転中心Xを中心として等角ピッチでフランジ1cに締着固定されている。
In FIG. 6, the
磁気回路12Aは、略台形形状に成形された上ヨーク15、下ヨーク16および中間ヨーク22と、これらの3枚のヨーク15、16、22をその端部で連結するサイドヨーク(図示せず)と、上ヨーク15の下面および下ヨーク16の上面にそれぞれ接着固定された2つの永久磁石21A、21Bとから構成されている。永久磁石21Aは、実施の形態1における永久磁石20Aと同じ湾曲した平板に成形され、下面がN極に着磁されている。同様に、永久磁石21Bは、永久磁石21Aと同じ形状に成形され、上面がN極に着磁されている。そして、永久磁石21A、21Bと中間ヨーク22との間には、所定の間隔(磁気ギャップ)が確保されており、コイル13がその有効部分13a、13bを各間隙に挿入して配設されている。
The
ここで、VCM10Aの動作について説明する。 Here, the operation of the VCM 10A will be described.
永久磁石21Aと中間ヨーク22との間には、永久磁石21Aから中間ヨーク22に向かう磁界が発生し、永久磁石21Bと中間ヨーク22との間には、永久磁石21Bから中間ヨーク22に向かう磁界が発生している。
A magnetic field from the
そして、コイル13に電流を流すと、有効部分13a、13bには逆向きの電流が流れることになり、有効部分13a、13bには同じ向きの推力が発生する。そこで、電源装置11によりコイル13に通電する電流の向きを交互に替えることにより、回転テーブル1は回転中心X周りに所定の角度範囲で揺動、即ち回転振動されることになる。
When a current is passed through the
このように、このVCM10Aも、VCM10と同様に動作するので、この実施の形態2においても、前記実施の形態1と同様の効果を奏する。
実施の形態3.
前記実施の形態1では、コイル13を載置盤1aに設けられたフランジ1cに取り付けるものとしているが、この実施の形態3では、コイル13をシャフト1bに取り付けるものとしている。
Thus, since this VCM 10A also operates in the same manner as the
In the first embodiment, the
図7は本発明の実施の形態3に係る回転振動試験機を模式的に示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a rotational vibration testing machine according to
図7において、回転テーブル1は、シャフト1bを2つの軸受5により支持されてベース2Aに回転自在に取り付けられている。そして、磁気回路12がシャフト1bの軸心周りに等角ピッチでベース2A内に固定されている。さらに、コイル13を装着したコイル枠14が等角ピッチでシャフト1bに締着固定されている。これにより、コイル13が磁気回路12の永久磁石20A、20B間に挿入されている。
In FIG. 7, the rotary table 1 has a shaft 1b supported by two
この実施の形態3では、コイル13に電流を流すことによりコイル13に発生する推力が、コイル枠14を介してシャフト1bに伝達され、回転テーブル1が回転される。そこで、電源装置11によりコイル13に通電する電流の向きを交互に替えることにより、回転テーブル1は回転中心X周りに所定の角度範囲で揺動、即ち回転振動されることになる。
In this
従って、この実施の形態3においても、前記実施の形態1と同様の効果を奏する。
実施の形態4.
この実施の形態4では、図8に示されるように、フランジ1cの外周下端部に位置決め用の係合部としての溝24が設けられ、コイル枠14が溝24に嵌合されてフランジ1cに締着固定されている。
Therefore, the third embodiment also has the same effect as the first embodiment.
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, a
なお、他の構成は前記実施の形態1と同様に構成されている。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
この実施の形態4では、フランジ1cに溝24が設けられているので、コイル枠14を溝24に嵌合することでコイル枠14の位置決めが行われる。そこで、磁気回路12とコイル13との位置関係を高精度に、かつ、容易に確保でき、組立性を向上させることができる。
実施の形態5.
前記実施の形態4では、フランジ1cの外周下端部に位置決め用の係合部としての溝24を設けるものとしているが、この実施の形態5では、図9に示されるように、フランジ1cの外周下端部に位置決め用の係合部としての段差25を設けるものとし、同様の効果を奏する。
実施の形態6.
この実施の形態6では、図10に示されるように、フランジ1cの外周端部に嵌合される環状の嵌合部26aと、嵌合部26aから等角ピッチで径方向外方に延設された4つのコイル取付部26bとからなるコイル枠26を用いている。
In
In the fourth embodiment, the
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 10, an annular
なお、他の構成は前記実施の形態1と同様に構成されている。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
この実施の形態6では、各コイル取付部26bにコイル13を接着固定した後、嵌合部26aをフランジ1cに嵌め込み、コイル枠26をフランジ1cに締着固定して、コイル13を回転テーブル1に取り付けている。
In the sixth embodiment, after the
そこで、4つのコイル13を一度に回転テーブル1に取り付けることができるようになり、組立性を向上させることができる。
Therefore, the four
また、4つのコイル取付部26bが嵌合部26aに一体成形されているので、剛性が高まり、優れた耐久性が得られる。さらに、コイル取付部26b(コイル13)相互の位置関係が高精度に確保できるので、磁気回路12とコイル13との位置関係を容易に調整でき、その分組立性を向上させることができる。
Further, since the four
なお、前記実施の形態6では、4つのコイル取付部26bを一体に成形するものとしているが、一体成形されるコイル取付部は4つに限定されるものではなく、例えば2つのコイル取付部を一体成形するようにしてもよい。
実施の形態7.
前記実施の形態6では、4つのコイル取付部26bを嵌合部26aに一体に成形するものとしているが、この実施の形態7では、図11に示されるように、回転テーブル1のフランジ1cの外周端部に等角ピッチで4つのコイル取付部27を径方向外方に延設するものとしている。
In the sixth embodiment, the four
Embodiment 7 FIG.
In the sixth embodiment, the four
この実施の形態7では、各コイル取付部27にコイル13を接着固定することで、コイル13を回転テーブル1に取り付けている。
In the seventh embodiment, the
そこで、コイル枠を取り付ける工程が省略されるので、組立性を向上させることができる。 Therefore, since the step of attaching the coil frame is omitted, the assemblability can be improved.
また、コイル取付部27がフランジ1cに一体成形されているので、剛性が高まり、優れた耐久性が得られる。さらに、コイル取付部27(コイル13)相互の位置関係が高精度に確保できるので、磁気回路12とコイル13との位置関係を容易に調整でき、その分組立性を向上させることができる。
実施の形態8.
この実施の形態8では、図12に示されるように、冷却ファン28が各VCM10の外周側に配設されているものである。
Further, since the
In the eighth embodiment, as shown in FIG. 12, the cooling
なお、他の構成は前記実施の形態1と同様に構成されている。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
VCM10の作動時、大量の電流がコイル13に流され、コイル13が発熱する。そして、回転振動試験機の性能がコイル13での発熱に制限されてしまうという不具合が生じていた。
When the
この実施の形態8によれば、VCM10の作動時に、冷却ファン28を作動させることにより、冷却風がコイル13に送風されてコイル13の温度上昇が抑えられ、性能限界をより大きくすることができるようになる。
実施の形態9.
図13は本発明の実施の形態9に係る回転振動試験機を模式的に示す上面図である。
According to the eighth embodiment, by operating the cooling
Embodiment 9 FIG.
FIG. 13 is a top view schematically showing a rotational vibration testing machine according to Embodiment 9 of the present invention.
図13において、アーム29が回転テーブル1のフランジ1cから径方向外方に延設され、一対の支柱30がアーム29を挟んで相対するようにベース2に立設され、さらにコイルバネ31、32がアーム29と一対の支柱30とのそれぞれの間に配設されている。そして、アーム29、一対の支柱30およびコイルバネ31、32から位置復帰手段が構成されている。そして、コイル13の中心が回転中心Xを通り永久磁石20A、20Bを周方向に二等分する線L(磁気回路12の中央)に一致するように、コイルバネ31、32のバランス位置を設定している。
In FIG. 13, an
なお、他の構成は前記実施の形態1と同様に構成されている。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
前記実施の形態1では、載置盤1aに載せられた被試験体のコードに加わる張力等に起因する外力や、コイル13に流す電流の直流成分に起因する入力のオフセットにより、VCM10を停止させた場合に、コイル13の中心が磁気回路12の中央からずれる恐れがあった。そして、コイル13の中心が磁気回路12の中央からずれた状態でVCM10を作動させて回転テーブル1を回転振動させると、コイル枠14がゴムリング19に衝突し、コイル13や磁気回路12を破損させてしまう危険性があった。
In the first embodiment, the
この実施の形態9によれば、コイル13への通電を解除したときに、アーム29がコイルバネ31、32のバランス位置に戻され、コイル13の中心が磁気回路12の中央に常に回帰される。そこで、コイル13の中心が磁気回路12の中央からずれた状態でVCM10を作動させることに起因するコイル13や磁気回路12の破損事故を未然に防止することができる。
According to the ninth embodiment, when energization to the
ここで、回転テーブル1が回転振動することでアーム29が共振すると、試験機の性能に影響を及ぼす恐れがあるので、アーム29の剛性を高くすることが望ましく、例えばステンレス製のアームを用いることができる。
実施の形態10.
図14は本発明の実施の形態10に係る回転振動試験機を模式的に示す上面図である。
Here, if the
FIG. 14 is a top view schematically showing a rotational vibration testing machine according to
図14において、アーム29が回転テーブル1のフランジ1cから径方向外方に延設され、磁石33がアーム29の先端に固着され、さらに一対の磁石34が磁石33に対して斥力を発生するように磁石33を挟んで相対してベース2に固着されている。そして、アーム29、磁石33および一対の磁石34から位置復帰手段が構成され、コイル13の中心が磁気回路12の中央に一致するときに、一対の磁石34から磁石33に作用する斥力のバランスがとれるように磁石33、34の位置関係を設定している。
In FIG. 14, the
なお、他の構成は前記実施の形態1と同様に構成されている。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
この実施の形態10によれば、コイル13への通電を解除したときに、アーム29が磁石33、34のバランス位置に戻され、コイル13の中心が磁気回路12の中央に常に回帰される。そこで、コイル13の中心が磁気回路12の中央からずれた状態でVCM10を作動させることに起因するコイル13や磁気回路12を破損事故を未然に防止することができる。
実施の形態11.
図15は本発明の実施の形態11に係る回転振動試験機を模式的に示す上面図である。
According to the tenth embodiment, when energization of the
Embodiment 11 FIG.
FIG. 15 is a top view schematically showing a rotational vibration testing machine according to Embodiment 11 of the present invention.
図15において、磁石33が回転テーブル1のフランジ1cから径方向外方に延設されたアーム29の先端に固着され、磁石35、36で構成されるブロックが磁石33を取り囲むようにベース2に固着されている。そして、アーム29、磁石33および磁石35、36で構成されるブロックから位置復帰手段が構成されている。
In FIG. 15, the
なお、他の構成は前記実施の形態1と同様に構成されている。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
この実施の形態11では、磁石35、36で構成されたブロックの中央が安定点となり、磁石33がこの位置でバランスする。そこで、磁石33がブロックの中央にあるときに、コイル13の中心が磁気回路12の中央に一致するようにブロックを設置している。
In the eleventh embodiment, the center of the block constituted by the
この実施の形態11によれば、コイル13への通電を解除したときに、磁石33が磁石35、36で構成されるブロックの中央位置に戻され、コイル13の中心が磁気回路12の中央に常に回帰される。そこで、コイル13の中心が磁気回路12の中央からずれた状態でVCM10を作動させることに起因するコイル13や磁気回路12を破損事故を未然に防止することができる。
実施の形態12.
図16は本発明の実施の形態12に係る回転振動試験機を模式的に示す上面図である。
According to the eleventh embodiment, when the power supply to the
FIG. 16 is a top view schematically showing a rotational vibration testing machine according to
図16において、アーム36が回転テーブル1のフランジ1cから径方向外方に延設され、ストッパ37がベース2に立設されている。
In FIG. 16, an
なお、他の構成は前記実施の形態1と同様に構成されている。 Other configurations are the same as those in the first embodiment.
この実施の形態12では、電源装置11によりコイル13に直流を給電し、回転テーブル1を一方向に過度に回転させることにより、アーム36がストッパ37に衝突し、載置盤1a上に載置された被試験体に所定の衝撃力を作用させることができる。
In the twelfth embodiment, a direct current is supplied to the
従って、この実施の形態12によれば、衝撃試験の機能を付加した回転振動試験機が得られる。 Therefore, according to the twelfth embodiment, a rotational vibration testing machine to which an impact test function is added can be obtained.
なお、前記実施の形態12では、アーム36およびストッパ37を配設するものとしているが、磁気回路12のゴムリング19を利用し、コイル枠14をゴムリング19に衝突させるようにしても、同様の効果が得られる。
実施の形態13.
図17は本発明の実施の形態13に係る回転振動試験機における電流制御を説明するブロック図である。
In the twelfth embodiment, the
FIG. 17 is a block diagram for explaining current control in the rotational vibration testing machine according to
この実施の形態13では、回転振動試験機のコイル13に流される電流の大きさを、コイル13と直列に接続されたセンス抵抗40の両端の電圧として検出し、センス抵抗40の両端の電圧をフィードバックしている。これにより、パワーアンプ41が指令値とフィードバックされた電圧値との差をゼロとなるように作動し、コイル13に通電される電流が一定に制御される。
In the thirteenth embodiment, the magnitude of the current flowing through the
従って、VCMはコイル13に流れる電流に比例した推力を発生すものであるから、コイル13に通電される電流が一定に制御されることにより、一定加速度の振動を発生させることができるようになる。そこで、広い測定周波数帯域にわたって一定の加速度が得られるので、精度の高い回転振動試験に適用できる。
実施の形態14.
図18は本発明の実施の形態14に係る回転振動試験機における電流制御を説明するブロック図である。
Accordingly, since the VCM generates a thrust proportional to the current flowing through the
FIG. 18 is a block diagram for explaining current control in the rotational vibration testing machine according to
この実施の形態14では、回転テーブル1に圧電型加速度計等の加速度センサ42を取り付け、回転テーブル1の加速度を加速度センサ42で電圧値として検出し、加速度センサ42で検出された電圧値をフィードバックしている。これにより、パワーアンプ41が指令値とフィードバックされた電圧値との差をゼロとなるように作動し、コイル13に通電される電流が制御される。
In the fourteenth embodiment, an
一般に、試験機に共振が存在すると、共振周波数付近では一定加速度とならないが、この実施の形態14によれば、回転テーブル1の加速度が一定となるように、つまり指令値となるように、コイル13に通電される電流が制御されるので、試験機に共振が存在しても、一定加速度の振動を発生させることができ、より精度の高い回転振動試験に適用できる。
実施の形態15.
図19は本発明の実施の形態15に係る回転振動試験機における電流制御を説明するブロック図である。
In general, when there is resonance in the test machine, the acceleration is not constant near the resonance frequency, but according to the fourteenth embodiment, the coil is controlled so that the acceleration of the rotary table 1 is constant, that is, the command value. Since the current supplied to 13 is controlled, even if there is resonance in the testing machine, vibration with a constant acceleration can be generated, which can be applied to a more accurate rotational vibration test.
FIG. 19 is a block diagram illustrating current control in the rotational vibration testing machine according to
この実施の形態15では、実施の形態14について、振幅を一定とさせるよう構成したものであり、指令値と加速度センサ42の出力をそれぞれ高速フーリエ変換器43,45によりフーリエ変換して加算器46に加えると共に、パワーアンプ41の入力側に逆高速フーリエ変換器44を設けて、その出力をパワーアンプへの入力としている。この実施の形態によれば、回転振動の加速度振幅を一定とする制御を行うことができ、精度の高い回転振動試験に適用できる。
In this fifteenth embodiment, the amplitude is made constant with respect to the fourteenth embodiment. The command value and the output of the
なお、前記各実施の形態では、磁気発生手段として永久磁石を用いるものとしているが、磁気発生手段は永久磁石に限定されるものではなく、磁界を発生させるものであればよく、例えば電磁石でもよい。 In each of the above embodiments, a permanent magnet is used as the magnetism generating means. However, the magnetism generating means is not limited to a permanent magnet, and any magnetism generating means may be used, for example, an electromagnet may be used. .
本発明によれば、測定周波数帯域が広く、より精度の高い試験に適用することができる小型の回転振動試験機を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the small rotational vibration testing machine which can be applied to a test with a wide measurement frequency band and higher accuracy.
1 回転テーブル
1a 載置盤
1b シャフト
2 ベース
11 電源装置(加振手段)
13 コイル(加振手段)
14、26 コイル枠
20A、20B、21A、21B 永久磁石(加振手段、磁界発生部)
24 溝(係合部)
25 段差(係合部)
27 コイル取付部
36 アーム
37 ストッパ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary table 1a Mounting
13 Coil (Excitation means)
14, 26
24 groove (engagement part)
25 Step (engagement part)
27
Claims (6)
前記加振手段は、磁界を発生させる磁界発生部と、該磁界発生部で発生された磁界を横切るように配置され、通電時に前記回転テーブルの回転方向に力を発生するコイルと、該コイルに電流の向きを交互に替えて通電する電源装置とから構成され、
前記回転テーブルは、載置盤と、該載置盤の中心に軸心を一致させて設けられてなるとともに前記ベースに回転自在に支持されるシャフトと、載置盤の下面に設けられたフランジとから構成され、
前記磁界発生部が前記ベースに取り付けられ、
前記コイルが前記フランジに取り付けられてなり、
前記コイルに流す電流のフィードバック制御を行うフィードバック制御部を有する
ことを特徴とする回転振動試験機。 In a rotary vibration testing machine comprising a base, a rotary table rotatably supported by the base, and a vibration means for vibrating the rotary table in the rotation direction,
The vibration means is configured to generate a magnetic field, a coil that is arranged so as to cross the magnetic field generated by the magnetic field generation unit, and generates a force in the rotation direction of the rotary table when energized. It consists of a power supply unit that energizes with alternating current direction,
The rotary table is provided with a mounting board, a shaft that is provided with its center aligned with the center of the mounting board, and is rotatably supported by the base, and a flange provided on the lower surface of the mounting board And consists of
The magnetic field generator is attached to the base;
The coil is attached to the flange;
A rotary vibration testing machine comprising a feedback control unit for performing feedback control of a current flowing through the coil.
前記磁界発生部が前記ベースに取り付けられ、
前記コイルが前記フランジに取り付けられてなり、
前記回転テーブルに突設されたアームと、ストッパとを備え、前記加振手段により前記回転テーブルを過度に回転させて前記アームを前記ストッパに衝突させる
ことを特徴とする回転振動試験機。
In the rotational vibration testing machine according to any one of claims 1 to 5,
The magnetic field generator is attached to the base;
The coil is attached to the flange;
A rotary vibration testing machine comprising: an arm protruding from the rotary table; and a stopper, wherein the rotary table is excessively rotated by the vibration means to cause the arm to collide with the stopper.
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