JP7634902B2 - Vibration device - Google Patents
Vibration device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7634902B2 JP7634902B2 JP2023128915A JP2023128915A JP7634902B2 JP 7634902 B2 JP7634902 B2 JP 7634902B2 JP 2023128915 A JP2023128915 A JP 2023128915A JP 2023128915 A JP2023128915 A JP 2023128915A JP 7634902 B2 JP7634902 B2 JP 7634902B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- vibration
- vibration table
- carriage
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
本発明は、振動試験等に使用される加振装置に関する。 The present invention relates to a vibration device used for vibration testing, etc.
供試体が固定される振動テーブルを直交３軸方向（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向）に同時に加振する３軸同時加振装置が知られている。振動テーブルを直交３軸方向に加振するためには、例えば、振動テーブルと、これをＺ軸方向に加振するＺ軸アクチュエータとを、２軸スライダ（ＸＹスライダ）を介して、Ｘ軸及びＹ軸方向にスライド可能に連結する必要がある。 A three-axis simultaneous vibration device is known that simultaneously vibrates a vibration table, to which a test specimen is fixed, in three orthogonal axial directions (X-axis, Y-axis, and Z-axis). In order to vibrate the vibration table in three orthogonal axial directions, for example, it is necessary to connect the vibration table and a Z-axis actuator that vibrates it in the Z-axis direction via a two-axis slider (XY slider) so that they can slide in the X-axis and Y-axis directions.
特許文献１には、２軸スライダに転がり案内式のリニアガイドウェイ（以下、単に「リニアガイド」という。）を使用すること等により、数１００Ｈｚに及ぶ周波数領域での３軸加振を可能にした加振装置が記載されている。
また、特許文献２には、転動体にローラーを使用してリニアガイドの剛性を高めること等により、１ｋＨｚを超える周波数領域での３軸加振を可能にした加振装置が記載されている。
従来の加振装置においては、振動テーブル上の振動にばらつきがあるという問題があった。Conventional vibration devices have a problem in that the vibration on the vibration table varies.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、振動テーブル上の振動のばらつきを低減することである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the variation in vibration on a vibration table.
本発明の一実施形態に係る加振装置は、振動テーブルと、振動テーブルを加振するアクチュエータと、振動テーブルに取り付けられ、被加振部の不釣合いを補償するカウンターバランス部と、を備え、カウンターバランス部が、錘部と、振動テーブルと錘部との間に介在して、錘部を振動テーブルと非接触に保持するスペーサーと、を備えたものである。A vibration device according to one embodiment of the present invention comprises a vibration table, an actuator for vibrating the vibration table, and a counterbalance section attached to the vibration table for compensating for imbalance in the vibrated section, the counterbalance section comprising a weight section and a spacer interposed between the vibration table and the weight section for holding the weight section out of contact with the vibration table.
上記の加振装置において、スペーサーが座金であり、座金の穴に錘部と振動テーブルとを締め付けるボルトが通された構成としてもよい。In the above vibration device, the spacer may be a washer, and a bolt for fastening the weight portion and the vibration table may be inserted through a hole in the washer.
上記の加振装置において、振動テーブルに、錘部を取り付けるボルトが捩じ込まれるタップ穴が形成され、スペーサーが、タップ穴の縁部において、振動テーブルと一体にボス状に形成された構成としてもよい。In the above vibration device, a tapped hole into which a bolt for attaching the weight portion is screwed may be formed in the vibration table, and the spacer may be formed in a boss shape integral with the vibration table at the edge of the tapped hole.
上記の加振装置において、錘部に、錘部を振動テーブルに取り付けるボルトが通される貫通穴が形成され、スペーサーが、貫通穴の縁部において、錘部と一体にボス状に形成された構成としてもよい。In the above vibration device, the weight portion may be formed with a through hole through which a bolt for attaching the weight portion to the vibration table is passed, and the spacer may be formed in a boss shape integral with the weight portion at the edge of the through hole.
上記の加振装置において、振動テーブルと錘部との間の隙間に充填剤が充填された構成としてもよい。In the above vibration device, a gap between the vibration table and the weight portion may be filled with a filler.
上記の加振装置において、アクチュエータが、振動テーブルを第１の方向に加振する第１アクチュエータと、振動テーブルを第１の方向と直交する第２の方向に加振する第２アクチュエータと、を備えた構成としてもよい。In the above vibration device, the actuator may include a first actuator that vibrates the vibration table in a first direction, and a second actuator that vibrates the vibration table in a second direction perpendicular to the first direction.
本発明の実施形態によれば、振動テーブル上の振動のばらつきの低減が可能になる。According to an embodiment of the present invention, the variation in vibration on the vibration table can be reduced.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一の又は対応する構成要素については、同一の又は対応する符号を付して、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, identical or corresponding components are denoted by the same or corresponding reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る動電型３軸加振装置１（以下、「加振装置１」と略記する。）の機構部１０の正面図である。以下の説明において、図１における左右方向をＸ軸方向（左方向をＸ軸正方向）、上下方向をＺ軸方向（上方向をＺ軸正方向）、紙面に垂直な方向をＹ軸方向（紙面裏側から表側に向かう方向をＹ軸正方向）とする。なお、本実施形態において、Ｚ軸方向は鉛直方向であり、Ｘ軸及びＹ軸方向は水平方向である。また、図２及び図３は、それぞれ加振装置１の機構部１０の左側面図及び平面図である。
First Embodiment
Fig. 1 is a front view of a
図１に示すように、加振装置１の機構部１０は、その内部に供試体（不図示）が収容された状態で固定される略箱形の振動テーブル４００と、振動テーブル４００をＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向にそれぞれ加振する３つの加振ユニット（Ｘ軸加振ユニット１００、Ｙ軸加振ユニット２００及びＺ軸加振ユニット３００）と、各加振ユニット１００、２００及び３００が取り付けられた装置ベース５００を備えている。
As shown in FIG. 1, the
各加振ユニット１００、２００及び３００は、それぞれ動電型アクチュエータ（ボイスコイルモータ）を備えた直動加振ユニットである。
Each of the
Ｘ軸加振ユニット１００は、スライド連結機構である２軸スライダ（ＹＺスライダ１６０）を介して振動テーブル４００に連結されている。ＹＺスライダ１６０は、Ｘ軸加振ユニット１００の加振方向（Ｘ軸方向）と直交する２方向（Ｙ軸及びＺ軸方向）においてＸ軸加振ユニット１００と振動テーブル４００との相対移動（スライド）を許容しつつ、Ｘ軸加振ユニット１００の振動を正確に振動テーブル４００へ伝達可能に構成されている。同様に、Ｙ軸加振ユニット２００及びＺ軸加振ユニット３００は、それぞれ２軸スライダであるＺＸスライダ２６０及びＸＹスライダ３６０を介して、振動テーブル４００に連結されている。この構成により、加振装置１は、各加振ユニット１００、２００及び３００を用いて、振動テーブル４００及び振動テーブル４００に固定された供試体を直交３軸方向に同時且つ独立に加振することができるようになっている。
The
図４は、加振装置１の駆動制御システム１ａの概略構成を示すブロック図である。駆動制御システム１ａは、装置全体の動作を制御する制御部２０と、振動テーブル４００の振動を計測する計測部３０と、加振装置１の各部に電力を供給する電源部４０と、外部との入出力を行うインタフェース部５０を備えている。
Figure 4 is a block diagram showing the schematic configuration of the
インタフェース部５０は、例えば、ユーザとの間で入出力を行うためのユーザインタフェース、ＬＡＮ（Local Area Network）等の各種ネットワークと接続するためのネットワークインタフェース、外部機器と接続するためのＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＧＰＩＢ（General Purpose Interface Bus）等の各種通信インタフェースの一つ以上を備えている。また、ユーザインタフェースは、例えば、各種操作スイッチ、表示器、ＬＣＤ（liquid crystal display）等の各種ディスプレイ装置、マウスやタッチパッド等の各種ポインティングデバイス、タッチスクリーン、ビデオカメラ、プリンタ、スキャナ、ブザー、スピーカ、マイクロフォン、メモリーカードリーダライタ等の各種入出力装置の一つ以上を含む。
The
計測部３０は、振動テーブル４００に取り付けられた３軸振動センサ（３軸振動ピックアップ）３２を備えており、３軸振動センサ３２からの信号（例えば、加速度信号や速度信号）を増幅及びデジタル変換して制御部２０へ送信する。なお、３軸振動センサ３２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の振動を独立に検出する。また、計測部３０は、３軸振動センサ３２の信号に基づいて、振動テーブル４００の振動状態を表す各種パラメータ（例えば、速度、加速度、加加速度、加速度レベル（振動レベル）、振幅、パワースペクトル密度の一つ以上を含む）を計算して、制御部２０へ送信する。制御部２０は、インタフェース部５０を介して入力された加振波形や計測部３０から入力されたデータに基づいて、各加振ユニット１００、２００及び３００の駆動コイル（後述）に入力する交流電流の大きさや周波数を制御することにより、所望の振幅及び周波数で振動テーブル４００を加振することができる。
The measuring
次に、各加振ユニット１００、２００及び３００の構造を説明する。後述するように、Ｘ軸加振ユニット１００及びＹ軸加振ユニット２００は、水平駆動用動電型アクチュエータ（以下、単に「水平アクチュエータ」という。）１００Ａ及び２００Ａをそれぞれ備えている。また、Ｚ軸加振ユニット３００は、鉛直駆動用動電型アクチュエータ（以下、単に「鉛直アクチュエータ」という。）３００Ａを備えている。
Next, the structure of each
図５、図６及び図７は、それぞれＺ軸加振ユニット３００（及び振動テーブル４００）の正面図、左側面図及び平面図である。 Figures 5, 6, and 7 are a front view, a left side view, and a plan view, respectively, of the Z-axis vibration unit 300 (and the vibration table 400).
鉛直アクチュエータ３００Ａは、供試体や振動テーブルの重量（静荷重）を支持するための空気ばね３３０（図８）を備えている。一方、水平アクチュエータ１００Ａ及び２００Ａは、振動テーブルを中立位置（原点、基準位置）に戻す復元力を与える中立ばね機構１３０（図１１）及び２３０（不図示）をそれぞれ備えている。水平アクチュエータ１００Ａ及び２００Ａは、空気ばね３３０の替わりに中立ばね機構１３０、２３０が設けられている点及び後述する支持ユニット３５０と支持ユニット１５０、２５０の具体的構造が相違する点を除いては、鉛直アクチュエータ３００Ａと同一構成である為、各アクチュエータを代表して鉛直アクチュエータ３００Ａについて詳細な構成を説明する。
The
図８に示すように、鉛直アクチュエータ３００Ａは、筒状体３１２を有する固定部３１０と、その下部が固定部３１０の筒内に収容された可動部３２０を備えている。可動部３２０は、固定部３１０に対して鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能である。
As shown in FIG. 8, the
図９は、可動部３２０の概略構成を示す外観図である。可動部３２０は、略円柱状のメインフレーム３２２と、メインフレーム３２２の下端部に同軸に取り付けられた駆動コイル３２１と、メインフレームの下面中央から下方に延びるロッド３２６（図８）を備えている。また、メインフレーム３２２の上端部には、メインフレーム３２２と略同径の拡張フレーム３２４が同軸に取り付けられている。
Figure 9 is an external view showing the schematic configuration of the
メインフレーム３２２は、駆動方向（Ｚ軸方向）と垂直に配置された略円板状の天板３２２ａと、天板３２２ａの下面中央から垂直（駆動方向）に延びる円筒状の主柱３２２ｃと、主柱３２２ｃの外周に放射状に取り付けられた８枚の略矩形平板状のリブ３２２ｂを備えている。主柱３２２ｃ及び８枚のリブ３２２ｂにより、メインフレーム３２２の略円筒状の胴部が形成される。８枚のリブ３２２ｂは、主柱３２２ｃの周囲に、周方向に等間隔に配列されている。このように配置された８枚のリブ３２２ｂによって天板３２２ａと主柱３２２ｃとを連結することにより、メインフレーム３２２に十分な剛性が与えられている。天板３２２ａ、リブ３２２ｂ及び主柱３２２ｃは、溶接等により互いに一体に結合している。
The
リブ３２２ｂの下端部の外周側は、下方に突出して、コイル取付部３２２ｄを形成している。８枚のリブ３２２ｂのコイル取付部３２２ｄが駆動コイル３２１の上端部に差し込まれ、駆動コイル３２１がメインフレーム３２２に取り付けられる。
The outer periphery of the lower end of the
図８に示されるように、主柱３２２ｃには、下方からロッド３２６が嵌入している。ロッド３２６の下部は、主柱３２２ｃから下方に突出している。また、天板３２２ｂには、拡張フレーム３２４が取り付けられている。
As shown in FIG. 8, a
図１０は、拡張フレーム３２４の外観図である。図１０に示されるように、拡張フレーム３２４は、メインフレーム３２２と略同径の胴部３２４ａと、胴部３２４ａの上端に水平に取り付けられた天板３２４ｂを備えている。天板３２４ｂは、胴部３２４ａの外径以上の幅（Ｘ軸方向寸法）及び奥行（Ｙ軸方向寸法）を有する略矩形平板状の部材である。
Figure 10 is an external view of the
拡張フレーム３２４の天板３２４ｂの上面には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に格子状に延びる６条の溝（一対の垂直な段差３２４ｂ１）が形成されている。各溝の片側の段差３２４ｂ１に沿って、後述するＸＹスライダ３６０の半数（本実施形態においては９本）のレール３６４ａが配置される。すなわち、段差３２４ｂ１はレール３６４ａを天板３２４ｂ上の正確な位置に取り付けるための位置決め構造である。段差３２４ｂ１を設けることにより、レール３６４ａを、単に段差３２４ｂ１に沿わせて取り付けるだけで、９本のレール３６４ａを高い平行度／垂直度で天板３２４ｂ上に配置することが可能になる。なお、各溝の底面にはレール３６４ａをボルトで固定するための複数のねじ穴３２４ｂ２が形成されている。
On the upper surface of the
胴部３２４ａのＸ軸方向及びＹ軸方向における両側面には、後述する可動部支持機構３４０のＺ軸レール３４４ａを位置決め固定するための段差３２４ａ１と複数のねじ穴３２４ａ２がそれぞれ形成されている。また、胴部３２４ａの下面には、凹部３２４ａ３が形成されている。この凹部３２４ａ３にメインフレーム３２２の天板３２２ａが嵌め込まれた状態で、拡張フレーム３２４がメインフレーム３２２にボルトで固定される。
On both sides of the
固定部３１０の筒状体３１２の内部には、筒状体３１２と同軸に配置された略円筒形状の内側磁極３１６が固定されている。筒状体３１２と内側磁極３１６は、共に磁性体から形成されている。内側磁極３１６の外径は駆動コイル３２１の内径よりも小さく、駆動コイル３２１は内側磁極３１６の外周面と筒状体３１２の内周面とで挟まれた隙間に配置されている。また、内側磁極３１６の筒内には、ロッド３２６をＺ軸方向のみに移動可能に支持する軸受３１８が固定されている。
An approximately cylindrical inner
筒状体３１２の内周面３１２ａには複数の凹部３１２ｂが形成されており、各凹部３１２ｂには励磁コイル３１４が収容されている。励磁コイル３１４に直流電流（励磁電流）を流すと、筒状体３１２の内周面３１２ａと内側磁極３１６の外周面とが接近して対向する箇所において、筒状体３１２の半径方向に矢印Ａで示すような磁界が発生する。この状態で駆動コイル３２１に駆動電流を流すと、駆動コイル３２１の軸方向、すなわちＺ軸方向にローレンツ力が発生し、可動部３２０がＺ軸方向に駆動される。
The inner
また、内側磁極３１６の筒内には、空気ばね３３０が収納されている。空気ばね３３０の下端は筒状体３１２に固定されている。また、空気ばね３３０の上面には、ロッド３２６に形成されたフランジ部が載せられている。すなわち、空気ばね３３０は、ロッド３２６を介してメインフレーム３２２を下方から支持する。より詳しく説明すると、空気ばね３３０によって、可動部３２０と、可動部３２０に支持されるＸＹスライダ３６０、振動テーブル４００、後述するＸ軸カウンターバランス部６１０、Ｙ軸カウンターバランス部６２０及びＺ軸カウンターバランス部６３０並びに供試体の重量（静荷重）が支持される。従って、Ｚ軸加振ユニット３００に空気ばね３３０を設けることにより、Ｚ軸加振ユニット３００の駆動力（ローレンツ力）によって可動部３２０や振動テーブル４００等の重量（静荷重）を支持する必要が無くなり、可動部３２０等を振動させるための動荷重のみを与えればよくなるため、Ｚ軸加振ユニット３００に供給すべき駆動電流（すなわち消費電力）が低減する。また、必要な駆動力の低減により、駆動コイル３２１の小型化が可能になるため、可動部３２０の軽量化により、Ｚ軸加振ユニット３００をより高い周波数で駆動することが可能になる。更に、可動部３２０や振動テーブル４００等の重量を支持する為の大きな直流成分を駆動コイル３２１に供給する必要が無くなる為、電源部４０も小型で簡単な構成のものを採用することが可能になる。
An
また、Ｚ軸加振ユニット３００の可動部３２０を駆動すると、固定部３１０も駆動軸（Ｚ軸）方向に大きな反力（加振力）を受ける。可動部３２０と固定部３１０の間に空気ばね３３０を設けることにより、可動部３２０から固定部３１０への伝達される加振力が緩和される。そのため、例えば、可動部３２０の振動が、固定部３１０、装置ベース５００及び加振ユニット１００、２００を介して振動テーブル４００へノイズ成分として伝達されることが防止される。
In addition, when the
ここで、水平アクチュエータ１００Ａの構成について説明する。上述したように、水平アクチュエータ１００Ａは、空気ばね３３０（図８）の替わりに中立ばね機構１３０（図１１）を備えている点及び支持ユニット１５０の具体的構造において鉛直アクチュエータ３００Ａと相違し、その他の基本的な構成において両者は共通する。なお、中立ばね機構１３０も、空気ばね３３０と同様に、水平アクチュエータ１００Ａの固定部１１０と可動部１２０とを弾性的に連結する緩衝装置である。また、水平アクチュエータ２００Ａも、以下に説明する水平アクチュエータ１００Ａと同一構成のものである。
The configuration of the
図１１は、中立ばね機構１３０付近を拡大した、水平アクチュエータ１００Ａの縦断面図である。破線枠内は、Ｘ軸正方向に向かって見た中立ばね機構１３０の背面図である。
Figure 11 is a vertical cross-sectional view of the
中立ばね機構１３０は、Ｕ形ステー１３１、ロッド１３２、ナット１３３及び一対の圧縮コイルばね１３４、１３５（弾性要素）を備えている。Ｕ形ステー１３１は、そのＵ字の両端に形成されたフランジ部１３１ａにおいて、固定部１１０の底部（図１１における右端部）に固定されている。また、Ｕ形ステー１３１の底部１３１ｂ（図１１における左端部）の中央には、Ｘ軸方向に延びるロッド１３２が通される貫通穴１３１ｂ１が設けられている。
The
ロッド１３２は、その一端（図１１における左端）にフランジ部１３２ｂが設けられており、フランジ部１３２ｂを介して、可動部１２０のロッド１２６の先端（図１１における右端）に接続されている。また、ロッド１３２の他端部（図１１における右端部）には、ナット１３３が嵌められるおねじ部１３２ａが形成されている。
The
一対のコイルばね１３４、１３５は、ロッド１３２に被せられている。一方のコイルばね１３４は、ナット１３３のフランジ部１３３ａとＵ形ステー１３１の底部１３１ｂ（弾性要素支持プレート）とで挟み込まれて保持されている。他方のコイルばね１３５は、Ｕ形ステー１３１の底部１３１ｂとロッド１３２のフランジ部１３２ｂとで挟み込まれて保持されている。ナット１３３の締め付けにより、一対のコイルばね１３４、１３５には予荷重が与えられている。一対のコイルばね１３４、１３５の復元力が釣り合う位置が、水平アクチュエータ１００Ａの可動部１２０の可動方向（Ｘ軸方向）における中立位置（あるいは、原点若しくは基準位置）となる。可動部１２０が中立位置から離れると、中立ばね機構１３０（直接的には、一対のコイルばね１３４、１３５）により、可動部１２０を中立位置へ戻す方向の復元力が可動部１２０に作用する。これにより、可動部１２０は、常に中立位置を基準としたＸ軸方向への往復駆動を行うことが可能になり、作動中に可動部１２０の位置が揺らぐという問題が解消される。
A pair of
次に、鉛直アクチュエータ３００Ａの説明に戻り、可動部３２０の上部を軸線方向にスライド可能に側方から支持する可動部支持機構３４０の構成を説明する。
Next, returning to the explanation of the
図６及び図８に示すように、鉛直アクチュエータ３００Ａの可動部３２０は、その外周に等間隔に配置された４つの可動部支持機構３４０により、駆動方向（Ｚ軸方向）のみに移動可能に側方から支持されている。
As shown in Figures 6 and 8, the
本実施形態の可動部支持機構３４０は、アングルプレート３４２及びＺ軸リニアガイド３４４を備えている。また、Ｚ軸リニアガイド３４４は、Ｚ軸レール３４４ａ及びＺ軸キャリッジ３４４ｂを備えている。なお、本実施形態では、Ｚ軸リニアガイド３４４には、後述するＡ型リニアガイド３６４／Ａ（図１４－１９）と同一構成のものが使用される。なお、リニアガイドは、直線運動を案内する機構であり、Ｚ軸リニアガイド３４４はＺ軸方向の直線運動を案内する。
The movable
可動部３２０の拡張フレーム３２４の胴部３２４ａの側面には、４組の可動部支持機構３４０のＺ軸方向に延びるＺ軸レール３４４ａが、周方向において等間隔に取り付けられている。なお、本実施形態では、図３及び図７に示すように、２対の可動部支持機構３４０が、それぞれＸ軸方向及びＹ軸方向と４５°を成す水平方向において対向するように配置されているが、説明の便宜上、その他の図面では、２対の可動部支持機構３４０がそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向において対向するように図示している。また、可動部支持機構３４０の数量や配置は本実施形態の構成に限定されないが、例えば、可動部３２０の周囲に略等間隔に配置された３組以上の可動部支持機構３４０によって可動部３２０を支持する構成が望ましい。
On the side of the
固定部３１０（筒状体３１２）の上面には、筒状体３１２の内周面に沿って等間隔（９０°間隔）に４つのアングルプレート３４２が固定されている。アングルプレート３４２は、リブで補強された断面がＵ字状（若しくはＬ字状）の固定部材である。各アングルプレート３４２の直立部３４２ｕには、Ｚ軸レール３４４ａと係合するＺ軸キャリッジ３４４ｂが固定されている。
Four
Ｚ軸キャリッジ３４４ｂは、転動体である多数のボールＲＥ（後述）を内蔵し、Ｚ軸レール３４４ａと共に転がり案内であるＺ軸リニアガイド３４４を構成する。すなわち、可動部３２０は、その上部の拡張フレーム３２４において、アングルプレート３４２及びＺ軸リニアガイド３４４からなる４組の支持構造（可動部支持機構３４０）によってＺ軸方向のみにスライド可能に側方から支持され、Ｘ軸及びＹ軸方向には移動できないようになっている。そのため、可動部３２０がＸ軸及びＹ軸方向に振動することによるクロストークの発生が防止される。また、Ｚ軸リニアガイド３４４（転がり案内）の使用により、可動部３２０はＺ軸方向へスムーズに移動可能になっている。更に、可動部３２０は、上述のように、その下部においても軸受３１８によってＺ軸方向のみに移動可能に支持されている為、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸周りの回転も規制され、不要な振動（Ｚ軸方向への制御された並進運動以外の振動）が発生し難くなっている。
The Z-
また、リニアガイドの通常の使用態様においては、レールが固定側に取り付けられ、キャリッジが可動側に取り付けられる。しかしながら、本実施形態では、通常の使用態様とは逆に、可動部３２０にＺ軸レール３４４ａが取り付けられて、アングルプレート３４２にＺ軸キャリッジ３４４ｂが取り付けられている。このような特異な取付構造を採用することにより、不要な振動が抑制されている。これは、Ｚ軸キャリッジ３４４ｂよりもＺ軸レール３４４ａの方が、軽量であり、駆動方向（Ｚ軸方向）の寸法が長く（従って単位長さ当たりの質量が小さく）、尚且つ駆動方向の質量分布が均一である為、可動部３２０にＺ軸レール３４４ａを固定した方が、Ｚ軸加振ユニット３００を駆動したときの質量分布の変動が少なく、従って、質量分布の変動に伴って生じる振動を低く抑えることができるからである。また、Ｚ軸キャリッジ３４４ｂよりもＺ軸レール３４４ａの方が、重心が低い（すなわち設置面から重心までの距離が短い）為、可動側にＺ軸レール３４４ａを固定した方が、慣性モーメントが小さくなる。従って、この構成により、固定部３１０の共振周波数を加振周波数帯（例えば、０～２０００Ｈｚ以上）よりも十分に高くすることが可能になり、共振による加振精度の低下が抑制される。
In addition, in the normal use of the linear guide, the rail is attached to the fixed side and the carriage is attached to the movable side. However, in this embodiment, the Z-
次に、Ｚ軸加振ユニット３００と振動テーブル４００とを連結するＸＹスライダ３６０の構成について説明する。
Next, we will explain the configuration of the
図１２は、ＸＹスライダ３６０の構成を説明する平面図である。図５、図６及び図１２に示すように、本実施形態のＸＹスライダ３６０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に等間隔に配列した９つのクロスガイド３６４（３６４Ｌ１～Ｌ３、３６４Ｍ１～Ｍ３、３６４Ｒ１～Ｒ３）から構成されている。これらの９つのクロスガイド３６４は、それぞれＺ軸加振ユニット３００（具体的には、鉛直アクチュエータ３００Ａの可動部３２０）と振動テーブル４００とをＸ軸方向及びＹ軸方向に低抵抗でスライド可能に連結する。
Figure 12 is a plan view illustrating the configuration of the
図１３は、クロスガイド３６４の側面図である。クロスガイド３６４は、Ａ型リニアガイド３６４／ＡとＢ型リニアガイド３６４／Ｂとを、可動方向が互いに直交するように、キャリッジ上面同士を重ね合わせて固定したものである。後述するように、Ａ型リニアガイド３６４／Ａ及びＢ型リニアガイド３６４／Ｂのキャリッジは、走行方向に少し長く形成されているため、長さ（Ｌ）方向における質量分布と幅（Ｗ）方向における質量分布が異なり、これが加振装置１の加振性能に方向性を与える一因となり得る。本実施形態では、Ａ型リニアガイド３６４／ＡとＢ型リニアガイド３６４／Ｂのキャリッジ同士を、一方の長さ方向を他方の幅方向に向けて、直接固定することでクロスキャリッジ（クロスガイド３６４のキャリッジ）が形成されている。これにより、Ａ型リニアガイド３６４／ＡとＢ型リニアガイド３６４／Ｂの質量分布の方向性が相当程度相殺され、質量分布の方向性の少ないクロスキャリッジが得られる。このようなクロスキャリッジを使用することにより、加振装置１の加振性能の方向性が軽減されている。Ａ型リニアガイド３６４／Ａ及びＢ型リニアガイド３６４／Ｂの詳細については、後述する。
Figure 13 is a side view of the
図１２では、各クロスガイド３６４を構成する一対のリニアガイド（Ｘ軸方向にスライド可能なＸ軸リニアガイド３６４Ｘ及びＹ軸方向にスライド可能なＹ軸リニアガイド３６４Ｙ）のうち、振動テーブル４００側に配置されたものを実線で示し、Ｚ軸加振ユニット３００側に配置されたものを破線で示している。実線で示した振動テーブル４００側のリニアガイドに着目すると、Ｘ軸リニアガイド３６４Ｘが振動テーブル４００に取り付けられた第１の向きのクロスガイド３６４Ｐ（クロスガイド３６４Ｍ１、３６４Ｌ２、３６４Ｒ２、３６４Ｍ３）と、Ｙ軸リニアガイド３６４Ｙが振動テーブル４００に取り付けられた第２の向きのクロスガイド３６４（クロスガイド３６４Ｌ１、３６４Ｒ１、３６４Ｍ２、３６４Ｌ３、３６４Ｒ３）が混在していることが分かる。そして、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各方向において、隣り合うクロスガイド３６４の向きが互い違いになっている。すなわち、第１の向きのクロスガイド３６４Ｐと第２の向きのクロスガイド３６４とが、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各方向において、交互に並べられている。このように、向きを交互に替えてクロスガイド３６４を配列することにより、クロスガイド３６４の質量分布の方向性が平均化され、より方向性の少ない加振性能が実現している。
In FIG. 12, of the pair of linear guides (X-axis
次に、クロスガイド３６４を構成するＡ型リニアガイド３６４／Ａ及びＢ型リニアガイド３６４／Ｂの詳細を説明する。
Next, we will explain the details of the A-type
図１４、図１５及び図１６は、それぞれＡ型リニアガイド３６４／Ａ（Ｂ型リニアガイド３６４／Ｂ）の平面図、側面図及び正面図である。Ａ型リニアガイド３６４／Ａ（Ｂ型リニアガイド３６４／Ｂ）は、レール３６４ａとＡ型キャリッジ３６４ｂ／Ａ（Ｂ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂ）とを備えている。
Figures 14, 15, and 16 are a plan view, a side view, and a front view, respectively, of the A-type
Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａ（Ｂ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂ）には、キャリッジ上面の四隅に、ボルト固定用の４つのねじ穴（キリ穴）である取付穴ＨＡ（取付穴ＨＢ）が設けられている。Ａ型キャリッジ３６４ｂ／ＡとＢ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂとは、取付穴ＨＡ、ＨＢの種類を除いて互いに同一の構造を有している。
The
４つの取付穴ＨＡ、ＨＢは、それらの中心線がキャリッジ上面における正方形Ｓｑ（図１４に鎖線で示す）の各頂点を通るように形成されている。すなわち、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａの取付穴ＨＡが形成される間隔（正方形Ｓｑの辺の長さ）は、Ｂ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂの取付穴ＨＢが形成される間隔と一致しており、取付穴ＨＡ、ＨＢの配置は、それぞれ４回回転対称性を有している。
The four mounting holes HA, HB are formed so that their centerlines pass through each vertex of a square Sq (shown by a dotted line in FIG. 14) on the top surface of the carriage. In other words, the intervals (the length of the sides of the square Sq) at which the mounting holes HA of the
そのため、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／ＡとＢ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂとを、互いに走行方向を９０度ずらして重ね合わせても、４つの取付穴ＨＡと４つの取付穴ＨＢとがそれぞれ連絡し、４本のボルトによってＡ型キャリッジ３６４ｂ／ＡとＢ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂとを連結することができるように構成されている。
Therefore, even if the
また、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａの取付穴ＨＡをねじ穴とし、Ｂ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂの取付穴ＨＢをキリ穴としているため、連結板を介さずにＡ型キャリッジ３６４ｂ／ＡとＢ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂとを直接連結することができる。これにより、クロスガイド３６４の小型化及び軽量化が可能になっている。このように、連結板を省いてクロスガイド３６４を小型・軽量化することにより、クロスガイド３６４の剛性が高く（すなわち固有振動数が高く）なり、加振装置１の加振性能が向上する。具体的には、より高い周波数まで振動ノイズの少ない加振が可能になる。また、軽量化により、クロスガイド３６４の加振に（すなわち機構部１０の駆動に）必要な電力も低減する。
In addition, since the mounting hole HA of the
Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａ（Ｂ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂ）のキャリッジ上面における四隅には、それぞれＬ字状の切欠部Ｃ１が形成されている。更に、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａ（Ｂ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂ）の幅方向（図１４における上下方向）両側の下部には、走行方向に伸びる一対のＬ字状の切欠部Ｃ２が形成されている。すなわち、取付穴ＨＡ（取付穴ＨＢ）が形成される幅方向両側から張り出したフランジ部Ｆを除いて、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａ（Ｂ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂ）の幅方向両端部が削ぎ落とされている。これにより、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａ（Ｂ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂ）の軽量化が実現されている。
An L-shaped cutout C1 is formed at each of the four corners of the top surface of the carriage of the
このように、クロスガイド３６４は、クロスガイド専用のＡ型リニアガイド３６４／Ａ、Ｂ型リニアガイド３６４／Ｂ及びこれらを連結する４本のボルトのみから構成されるため、小型、軽量かつ高剛性なものとなっている。これにより、クロスガイド３６４は共振周波数が高く、振動ノイズの少ないＸＹスライダ（スライド連結機構）の実現を可能にしている。
As such, the
また、上述したように、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／ＡとＢ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂとは、取付穴ＨＡ、ＨＢを除いて互いに同一の構造を有している。そのため、Ａ型リニアガイド３６４／ＡとＢ型リニアガイド３６４／Ｂとを互いに走行方向を９０度ずらして連結することにより、長さ（Ｌ）方向及び幅（Ｗ）方向における各リニアガイドの質量分布の方向性が相殺され、質量分布の方向性が小さいクロスガイド３６４が実現している。
As described above, the
また、各キャリッジ３６４ｂ／Ａ、３６４ｂ／Ｂは、それぞれ上下方向（図１４において紙面に垂直な方向）の軸周りに略２回回転対称性を有しているが、４回回転対称性は有していない。そのため、各キャリッジ３６４ｂ／Ａ、３６４ｂ／Ｂは、走行方向（図１４における左右方向）と横方向（図１４における上下方向）とで、外力に対する応答特性が異なる。
In addition, each
それぞれ実質的に２回回転対称性を有し、質量分布が互いに略等しいＡ型キャリッジ３６４ｂ／ＡとＢ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂとを上下方向の軸（回転対称軸）の周りに９０度回転させて連結させたクロスガイド３６４のキャリッジ（クロスキャリッジ）は、略４回回転対称を獲得し、２つの走行方向（Ｘ軸方向とＹ軸方向）の間で外力に対する応答特性がより均質なものとなっている。
The carriage (cross carriage) of the
クロスガイド３６４を介して、Ｚ軸加振ユニット３００の可動部３２０と振動テーブル４００とを連結することにより、振動テーブル４００は、Ｚ軸加振ユニット３００の可動部３２０に対してＸ軸方向及びＹ軸方向にスライド可能に連結される。
By connecting the
次に、クロスガイド３６４を構成する各リニアガイドの内部構造について、Ａ型リニアガイド３６４／Ａを例に挙げて説明する。
Next, the internal structure of each linear guide that makes up the
図１７は、Ａ型リニアガイド３６４／Ａの横断面図である。また、図１８は、図１７のＩ－Ｉ断面図である。本実施形態のＡ型リニアガイド３６４／Ａは、転動体であるボールＲＥの外径を通常の半分程度にまで小さくして、転動体の負荷経路の数を通常の２倍の８条とすることにより、レールとキャリッジとの間に介在するボールＲＥの数（有効ボール数）を通常の２倍以上に増やしたものである。これにより、通常の２倍以上の数のボールＲＥに荷重が分配されるため、ボールＲＥ１個当たりの負荷が半減して、リニアガイドの剛性が著しく向上する。また、有効ボール数を増やしたことにより、より均質な転がり案内が可能になり、その結果、キャリッジの運動精度が向上（具体的には、走行時に生じるキャリッジの姿勢変動や振動が低減）している。
Figure 17 is a cross-sectional view of the A-type
Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａは、メインブロック３６４ｂ１／Ａと、メインブロック３６４ｂ１／Ａの走行方向両端に取り付けられた一対のエンドブロック３６４ｂ２と、走行方向においてメインブロック３６４ｂ１／Ａを貫通する４つの円柱状の貫通穴ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４にそれぞれ挿し込まれた４つのロッド部材Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を備えている。本実施形態のロッド部材Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、同一構成の部材である。
The
本実施形態では、メインブロック３６４ｂ１／Ａは金属部材（例えばステンレス鋼）であり、エンドブロック３６４ｂ２及びロッド部材Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は樹脂部材である。なお、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａを構成する各部材の材質は、本実施形態のものに限定されず、金属、樹脂、セラミックス又は各種複合材料（例えば繊維強化プラスチック）等から適宜選択される。
In this embodiment, the main block 364b1/A is a metal member (e.g., stainless steel), and the end block 364b2 and the rod members R1, R2, R3, and R4 are resin members. Note that the material of each member constituting the
図１７に示すように、レール３６４ａの両側面（右側面ＳＲ、左側面ＳＬ）には、それぞれ長さ方向に伸びる溝Ｇａが２条ずつ近接して形成されている。また、レール３６４ａの上面の左右の部分（右上面ＴＲ、左上面ＴＬ）にも、それぞれ長さ方向に伸びる溝Ｇａが２条ずつ近接して形成されている。
As shown in FIG. 17, two grooves Ga extending in the length direction are formed close to each other on both sides of the
一方、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａのメインブロック３６４ｂ１／Ａには、８条（２条×４組）の溝Ｇｂが、各溝Ｇａと対向する位置にそれぞれ形成されている。対向する溝Ｇａと溝Ｇｂの各対により、負荷経路Ｐａ（Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３、Ｐａ４）及び負荷経路Ｐｂ（Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３、Ｐｂ４）がそれぞれ形成される。ここで、負荷経路とは、転動体の経路のうち、転動体に荷重が加わる部分をいう。
On the other hand, the main block 364b1/A of the
負荷経路Ｐａ１及びＰｂ１（負荷経路対Ｐ１）は、レール３６４ａの右側面ＳＲとメインブロック３６４ｂ１／Ａとの間に互いに近接して形成されている。負荷経路Ｐａ２及びＰｂ２（負荷経路対Ｐ２）は、レール３６４ａの右上面ＴＲとメインブロック３６４ｂ１／Ａとの間に互いに近接して形成されている。負荷経路Ｐａ３及びＰｂ３（負荷経路対Ｐ３）は、レール３６４ａの左上面ＴＬとメインブロック３６４ｂ１／Ａとの間に互いに近接して形成されている。負荷経路Ｐａ４及びＰｂ４（負荷経路対Ｐ４）は、レール３６４ａの左側面ＳＬとメインブロック３６４ｂ１／Ａとの間に互いに近接して形成されている。このように互いに平行に近接して形成された転動体の経路の対を以下「経路対」という。
Load paths Pa1 and Pb1 (load path pair P1) are formed close to each other between the right side SR of the
また、レール３６４ａの右側面ＳＲ、右上面ＴＲ、左上面ＴＬ、左側面ＳＬとメインブロック３６４ｂ１／Ａとの間には、それぞれ隙間Ｇｓ１、Ｇｓ２、Ｇｓ３、Ｇｓ４が形成されている。負荷経路対Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、それぞれ隙間Ｐｃ１、Ｐｃ２、Ｐｃ３、Ｐｃ４内に形成されている。
Gaps Gs1, Gs2, Gs3, and Gs4 are formed between the right side SR, right upper side TR, left upper side TL, and left side SL of the
４つの貫通穴ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４は、４対の負荷経路対Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４のそれぞれと対向する位置に平行に形成されている。 The four through holes h1, h2, h3, and h4 are formed in parallel at positions opposite each of the four load path pairs P1, P2, P3, and P4.
ロッド部材Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４には、横断面が略矩形状の貫通穴Ｑｃ（Ｑｃ１、Ｑｃ２、Ｑｃ３、Ｑｃ４）が、それぞれ長さ方向に貫通している。各貫通穴Ｑｃの内周面（具体的には、狭い間隔で対向する２つの面）には、貫通穴Ｑｃの延長方向に延びる対向する２対の溝Ｇｃ、Ｇｅ（貫通穴Ｑｃ２のみに符号を付す。）からなる無負荷経路Ｑａ（Ｑａ１、Ｑａ２、Ｑａ３、Ｑａ４）及びＱｂ（Ｑｂ１、Ｑｂ２、Ｑｂ３、Ｑｂ４）がそれぞれ形成されている。 Through holes Qc (Qc1, Qc2, Qc3, Qc4) with a substantially rectangular cross section penetrate the rod members R1, R2, R3, R4 in the longitudinal direction. On the inner peripheral surface of each through hole Qc (specifically, on two opposing surfaces with a narrow gap), there are formed unloaded paths Qa (Qa1, Qa2, Qa3, Qa4) and Qb (Qb1, Qb2, Qb3, Qb4) consisting of two pairs of opposing grooves Gc and Ge (only through hole Qc2 is labeled) that extend in the extension direction of the through hole Qc.
図１８に示すように、ロッド部材Ｒ３の両端には、メインブロック３６４ｂ１／Ａの貫通穴ｈ３から突き出たＵ字状の突出部Ｒｐ３が設けられている。各突出部Ｒｐ３の外周面には、上述した一対の一対の平行な溝Ｇｃｕが形成されている。他のロッド部材Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４にも、それぞれ一対のＵ字状の溝Ｇｃが形成された突出部Ｒｐ１、Ｒｐ２、Ｒｐ４（不図示）が設けられている。 As shown in FIG. 18, both ends of the rod member R3 are provided with U-shaped protrusions Rp3 that protrude from the through hole h3 of the main block 364b1/A. The outer peripheral surface of each protrusion Rp3 is formed with the pair of parallel grooves Gcu described above. The other rod members R1, R2, and R4 are also provided with protrusions Rp1, Rp2, and Rp4 (not shown) each having a pair of U-shaped grooves Gc formed therein.
エンドブロック３６４ｂ２には、各突出部Ｒｐ（Ｒｐ１、Ｒｐ２、Ｒｐ３、Ｒｐ４）を収容する４つの凹部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４（凹部Ｄ３のみを図示する。）が形成されている。凹部Ｄ３には、突出部Ｒｐ３に形成された一対の溝Ｇｃｕとそれぞれ対向する一対の溝Ｇｅが形成されている。対向する二対の溝Ｇｃ、Ｇｅにより、二つのＵ字状の折り返し経路Ｕａ３、Ｕｂ３（経路Ｕａ３のみを図示する。）が構成される。同様に、他の３つの凹部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４にも一対の溝Ｇｅが形成されており、対応する突出部Ｒｐ１、Ｒｐ２、Ｒｐ４に形成された一対の溝Ｇｃとの間に、それぞれ一対の折り返し経路Ｕａ１とＵｂ１、Ｕａ２とＵｂ２、Ｕａ４とＵｂ４が構成されている。 The end block 364b2 is formed with four recesses D1, D2, D3, D4 (only recess D3 is shown) that accommodate each protrusion Rp (Rp1, Rp2, Rp3, Rp4). Recess D3 is formed with a pair of grooves Ge that face the pair of grooves Gcu formed in protrusion Rp3. The two pairs of facing grooves Gc, Ge form two U-shaped return paths Ua3, Ub3 (only path Ua3 is shown). Similarly, pairs of grooves Ge are formed in the other three recesses D1, D2, D4, and a pair of return paths Ua1 and Ub1, Ua2 and Ub2, and Ua4 and Ub4 are formed between the pair of grooves Gc formed in the corresponding protrusion Rp1, Rp2, Rp4, respectively.
また、突出部Ｒｐ１、Ｒｐ２、Ｒｐ３、Ｒｐ４と凹部Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４との間には、それぞれ隙間Ｇｕ１、Ｇｕ２、Ｇｕ３、Ｇｕ４（不図示）が形成されている。折り返し経路Ｕａ１とＵｂ１、Ｕａ２とＵｂ２、Ｕａ３とＵｂ３、Ｕａ４とＵｂ４は、それぞれ隙間Ｇｕ１、Ｇｕ２、Ｇｕ３、Ｇｕ４に形成されている。 Gaps Gu1, Gu2, Gu3, and Gu4 (not shown) are formed between the protrusions Rp1, Rp2, Rp3, and Rp4 and the recesses D1, D2, D3, and D4, respectively. The return paths Ua1 and Ub1, Ua2 and Ub2, Ua3 and Ub3, and Ua4 and Ub4 are formed in the gaps Gu1, Gu2, Gu3, and Gu4, respectively.
折り返し経路Ｕａ、Ｕｂは、一端が負荷経路Ｐａ、Ｐｂに、他端が無負荷経路Ｑａ、Ｑｂにそれぞれ接続されている。すなわち、８条の負荷経路Ｐａ１、Ｐｂ１、Ｐａ２、Ｐｂ２、Ｐａ３、Ｐｂ３、Ｐａ４、Ｐｂ４と、８条の無負荷経路Ｑａ１、Ｑｂ１、Ｑａ２、Ｑｂ２、Ｑａ３、Ｑｂ３、Ｑａ４、Ｑｂ４とが、８対の折り返し経路Ｕａ１、Ｕｂ１、Ｕａ２、Ｕｂ２、Ｕａ３、Ｕｂ３、Ｕａ４、Ｕｂ４により環状に連結されて、８条の循環経路が形成されている。 The turn-back paths Ua and Ub are connected at one end to the load paths Pa and Pb, and at the other end to the unload paths Qa and Qb, respectively. In other words, the eight load paths Pa1, Pb1, Pa2, Pb2, Pa3, Pb3, Pa4, and Pb4 and the eight unload paths Qa1, Qb1, Qa2, Qb2, Qa3, Qb3, Qa4, and Qb4 are connected in a ring shape by eight pairs of turn-back paths Ua1, Ub1, Ua2, Ub2, Ua3, Ub3, Ua4, and Ub4, forming eight circulation paths.
また、隙間Ｇｓ（Ｇｓ１、Ｇｓ２、Ｇｓ３、Ｇｓ４）と、貫通穴Ｑｃ（Ｑｃ１、Ｑｃ２、Ｑｃ３、Ｑｃ４）とが、一対のＵ字状の隙間Ｇｕ（Ｇｕ１、Ｇｕ２、Ｇｕ３、Ｇｕ４）により環状に連結されて、４つの環状隙間ＣＧが形成されている。この４つの環状隙間ＣＧに、上記の４対（８条）の循環経路ＣＰがそれぞれ形成されている。 The gaps Gs (Gs1, Gs2, Gs3, Gs4) and the through holes Qc (Qc1, Qc2, Qc3, Qc4) are connected in a ring shape by a pair of U-shaped gaps Gu (Gu1, Gu2, Gu3, Gu4), forming four ring-shaped gaps CG. The above-mentioned four pairs (eight holes) of circulation paths CP are formed in each of these four ring-shaped gaps CG.
８条の循環経路ＣＰには、それぞれ多数のステンレス鋼製のボールＲＥ（転動体）が一列に整列して収容されている。また、４つの環状隙間ＣＧには、それぞれ１つの無端ベルト状のリテーナＲＴが通されている。 Each of the eight circulation paths CP contains a number of stainless steel balls RE (rolling elements) aligned in a row. In addition, an endless belt-like retainer RT passes through each of the four annular gaps CG.
図１９は、リテーナＲＴの一部を示す斜視図である。リテーナＲＴは、可撓性を有する樹脂部材であり、多数の貫通穴ＲＴｈが長さ方向に一定間隔で２列に形成されている。貫通穴ＲＴｈの２つの列の間隔は、各環状隙間ＣＧに設けられた２条の循環経路ＣＰ（経路対）と同じ間隔となっている。リテーナＲＴの２列の貫通穴ＲＴｈには、同じ環状隙間ＣＧ内の経路対に配置された多数のボールＲＥが、それぞれ回転可能に嵌め込まれる。そして、リテーナＲＴは、多数のボールＲＥと共に、環状隙間ＣＧ内を循環する。リテーナＲＴは、ボールＲＥ同士の接触を防ぎ、ボールＲＥ同士の摩擦に基づく振動ノイズやボールＲＥの摩耗を低減させる。 Figure 19 is a perspective view showing a part of the retainer RT. The retainer RT is a flexible resin member in which a large number of through holes RTh are formed in two rows at regular intervals in the longitudinal direction. The interval between the two rows of through holes RTh is the same as the interval between the two circulation paths CP (path pairs) provided in each annular gap CG. A large number of balls RE arranged in path pairs in the same annular gap CG are rotatably fitted into the two rows of through holes RTh of the retainer RT. The retainer RT circulates within the annular gap CG together with the large number of balls RE. The retainer RT prevents contact between the balls RE, and reduces vibration noise and wear of the balls RE due to friction between the balls RE.
図１４に示すように、本実施形態のＡ型キャリッジ３６４ｂ／Ａ（及びＢ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂ）は、長さＬを１２５ｍｍ以下（約１２０ｍｍ）として、アスペクト比（長さＬと幅Ｗとの比Ｌ／Ｗ）が１．３５以下（約１．３２）に抑えられている。
As shown in FIG. 14, the
キャリッジを長くすると、走行精度（ウェービング特性等）や剛性が向上するが、重量が増加して加振（加速）性能が低下するというデメリットがある。加振装置に使用する８条列型のキャリッジの長さＬは、７０－１６０ｍｍの範囲内（より好ましくは９０－１４０ｍｍの範囲内、更に好ましくは１１０－１３０ｍｍの範囲内）とすることが望ましい。 Lengthening the carriage improves running accuracy (waving characteristics, etc.) and rigidity, but has the disadvantage of increasing weight and reducing vibration (acceleration) performance. It is desirable to set the length L of the 8-row carriage used in the vibration device within the range of 70-160 mm (more preferably within the range of 90-140 mm, and even more preferably within the range of 110-130 mm).
また、各軸方向の加振性能を均一にするため、アスペクト比Ｌ／Ｗは１に近い方が良い。本実施形態のような８条列型のキャリッジのアスペクト比Ｌ／Ｗは、０．６５－１．５の範囲内（より好ましくは０．７－１．４の範囲内、更に好ましくは０．７５－１．３５の範囲内）とすることが望ましい。 In order to make the vibration performance uniform in each axial direction, it is better for the aspect ratio L/W to be close to 1. It is desirable for the aspect ratio L/W of an 8-row carriage such as that of this embodiment to be within the range of 0.65-1.5 (more preferably within the range of 0.7-1.4, and even more preferably within the range of 0.75-1.35).
このように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に少ない抵抗でスライド可能なＸＹスライダ３６０を介してＺ軸加振ユニット３００と振動テーブル４００とを連結することにより、Ｘ軸加振ユニット１００及びＹ軸加振ユニット２００により振動テーブル４００をＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ振動させても、振動テーブル４００のＸ軸方向及びＹ軸方向の振動成分はＺ軸加振ユニット３００へ伝達されることがない。
In this way, by connecting the Z-
また、Ｚ軸加振ユニット３００の駆動によって、振動テーブル４００にＸ軸及びＹ軸方向の力はほとんど加わらない。そのため、クロストークの少ない加振が可能になる。
In addition, almost no force in the X-axis or Y-axis directions is applied to the vibration table 400 by driving the Z-
また、上述したように、本実施形態のＡ型リニアガイド３６４／Ａは、ボールＲＥの外径を通常の半分程度にまで小さくすることで、循環経路ＣＰの条数を通常の２倍の８条としている。また、各負荷経路に配列されるボールＲＥの数も、通常の２倍近くにまで増やされている。その結果、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａは、従来の２倍以上（４倍近く）の数のボールＲＥによって、より分散して支持されている。その結果、剛性の向上と走行精度の向上（低ウェービング化）が実現している。
As described above, the A-type
Ａ型リニアガイド３６４／Ａのような８条列型のリニアガイドは、これまでは工作機械等における位置精度の向上を目的とした使用に限られていたため、従来の８条列型リニアガイドは、キャリッジ長Ｌが１８０ｍｍ以上と大きく、また、アスペクト比も２．３以上と重量バランスの低いものとなっていた。その結果、従来の８条列型リニアガイドは、加振装置等の高速駆動を行う機構には適さないものとなっていた。本実施形態のＡ型リニアガイド３６４／Ａ（Ｂ型リニアガイド３６４／Ｂ）は、キャリッジの長さＬとアスペクト比を小さくすることにより、８条列型リニアガイドを加振装置にも適用可能なものとなっている。また、Ａ型リニアガイド３６４／Ａを使用することにより、従来は困難であった２ｋＨｚを超える周波数での加振が可能になった。
Until now, 8-row linear guides such as the A-type
次に、Ｘ軸加振ユニット１００と振動テーブル４００とを連結するＹＺスライダ１６０の構成を説明する。
Next, we will explain the configuration of the
図２０は、Ｘ軸加振ユニット１００及び振動テーブル４００の側面図である。
図２１は、Ｘ軸加振ユニット１００の正面図である。
図２２は、ＹＺスライダ１６０の正面図である。
図２３は、振動テーブル４００付近の平面図である。
FIG. 20 is a side view of the
FIG. 21 is a front view of the
FIG. 22 is a front view of the
FIG. 23 is a plan view of the vicinity of the vibration table 400.
図２０に示すように、ＹＺスライダ１６０は、Ｘ軸加振ユニット１００の可動部１２０（拡張フレーム１２４）の先端面に固定された連結アーム１６２と、連結アーム１６２と振動テーブル４００とをＹ軸方向及びＺ軸方向にスライド可能に連結するクロスガイド部１６４とを備えている。
As shown in FIG. 20, the
図２２に示すように、クロスガイド部１６４は、２本のＹ軸レール１６４ａ／Ｙ（１６４ａ／Ｙ１、１６４ａ／Ｙ４）と、６本のＺ軸レール１６４ａ／Ｚ（１６４ａ／Ｚ１、１６４ａ／Ｚ２、１６４ａ／Ｚ３、１６４ａ／Ｚ４、１６４ａ／Ｚ５、１６４ａ／Ｚ６）と、Ｙ軸レール１６４ａ／ＹとＺ軸レール１６４ａ／ＺとをＹ軸及びＺ軸方向にスライド可能に連結する６個のクロスキャリッジ１６４ｂ（１６４ｂ／１、１６４ｂ／２、１６４ｂ／３、１６４ｂ／４、１６４ｂ／５、１６４ｂ／６）を備えている。６個のクロスキャリッジ１６４ｂは、格子状（Ｙ軸方向：３列、Ｚ軸方向：２列）に配置されている。
As shown in FIG. 22, the
上段の３本のＺ軸レール１６４ａ／Ｚ１、１６４ａ／Ｚ２、１６４ａ／Ｚ３と下段の１本のＹ軸レール１６４ａ／Ｙ４は、連結アーム１６２の先端面に固定されている。また、残りの下段の３本のＺ軸レール１６４ａ／Ｚ４、／Ｚ５、／Ｚ６と上段の１本のＹ軸レール１６４ａ／Ｙ１は、振動テーブル４００の側面に固定されている。
The three Z-
クロスキャリッジ１６４ｂ／１は、Ｙ軸レール１６４ａ／Ｙ１と係合するＹ軸キャリッジ１６４ｂ／Ｙ１と、Ｚ軸レール１６４ａ／Ｚ１と係合するＺ軸キャリッジ１６４ｂ／Ｚ１とを背中合わせに重ねて（すなわち、キャリッジ上面同士を重ね合わせて）固定したものである。Ｙ軸キャリッジ１６４ｂ／Ｙ１及びＺ軸キャリッジ１６４ｂ／Ｚ１の一方は上述のＡ型キャリッジ３６４ｂ／Ａと同一構成のものであり、他方は上述のＢ型キャリッジ３６４ｂ／Ｂと同一構成のものである。クロスガイド３６４のクロスキャリッジと同様に、Ｙ軸キャリッジ１６４ｂ／Ｙ１とＺ軸キャリッジ１６４ｂ／Ｚ１とは、取付板を介さずに、４本のボルトのみで直接固定されている。
The
上段の３個のクロスキャリッジ１６４ｂ／１、１６４ｂ／２、１６４ｂ／３は、いずれも上段の１本のＹ軸レール１６４ａ／Ｙ１と係合し、また、上段の３個のＺ軸レール１６４ａ／Ｚ１、１６４ａ／Ｚ２、１６４ａ／Ｚ３とそれぞれ係合している。
The three
同様に、下段の３個のクロスキャリッジ１６４ｂ／４、１６４ｂ／５、１６４ｂ／６は、いずれも下段の１本のＹ軸レール１６４ａ／Ｙ４と係合し、また、下段の３個のＺ軸レール１６４ａ／Ｚ４、１６４ａ／Ｚ５、１６４ａ／Ｚ６とそれぞれ係合している。
Similarly, the three
以上に説明したＹＺスライダ１６０の構成により、振動テーブル４００は、Ｘ軸加振ユニット１００の可動部１２０に対してＹ軸方向及びＺ軸方向にスライド可能に連結されている。
By the configuration of the
このようにＹ軸方向及びＺ軸方向に小さな抵抗でスライド可能なＹＺスライダ１６０を介してＸ軸加振ユニット１００と振動テーブル４００とを連結することにより、Ｙ軸加振ユニット２００及びＺ軸加振ユニット３００により振動テーブル４００をＹ軸方向及びＺ軸方向にそれぞれ振動させても、振動テーブル４００のＹ軸方向及びＺ軸方向の振動成分はＸ軸加振ユニット１００へ伝達されることがない。
By connecting the
また、Ｘ軸加振ユニット１００の駆動によって、振動テーブル４００にＹ軸及びＺ軸方向の力はほとんど加わらない。そのため、クロストークの少ない加振が可能になる。
In addition, almost no force in the Y-axis or Z-axis directions is applied to the vibration table 400 by driving the
また、Ｙ軸加振ユニット２００と振動テーブル４００とを連結するＺＸスライダ２６０も、ＹＺスライダ１６０と同一の構成を有しており、振動テーブル４００は、Ｙ軸加振ユニット２００の可動部２２０に対してＺ軸方向及びＸ軸方向にスライド可能に連結されている。従って、やはりＺ軸加振ユニット３００及びＸ軸加振ユニット１００により振動テーブル４００をＺ軸方向及びＸ軸方向にそれぞれ振動させても、振動テーブル４００のＺ軸方向及びＸ軸方向の振動成分はＹ軸加振ユニット２００へ伝達されることがない。
The
また、Ｙ軸加振ユニット２００の駆動によって、振動テーブル４００にＺ軸及びＸ軸方向の力はほとんど加わらない。そのため、クロストークの少ない加振が可能になる。
In addition, almost no force in the Z-axis or X-axis directions is applied to the vibration table 400 by driving the Y-
以上のように、各加振ユニット１００、２００及び３００は、互いに干渉することなく、振動テーブル４００を各駆動方向に正確に加振することができる。また、各加振ユニット１００、２００及び３００は、可動部が可動部支持機構により駆動方向のみに移動可能に支持されている為、非駆動方向へは振動し難くなっている。その為、制御されていない非駆動方向の振動が各加振ユニット１００、２００及び３００から振動テーブル４００に加わることもない。従って、振動テーブル４００の各軸方向の振動は、対応する各加振ユニット１００、２００及び３００の駆動によって正確に制御される。
As described above, each of the
振動テーブル４００は、不要な回転運動（回転振動）の発生を抑えるために、重心が外形寸法の中心位置に略一致するように構成されている。しかしながら、振動テーブル４００の各軸方向における片側に２軸スライダ（ＹＺスライダ１６０、ＺＸスライダ２６０、ＸＹスライダ３６０）が取り付けられると、２軸スライダの一部が振動テーブル４００に固定される（より正確には、振動テーブル４００に拘束されて、振動テーブル４００と共に運動する）ため、被加振部（振動テーブル４００及び２軸スライダの一部）の重心が振動テーブル４００の中心からずれる。この被加振部の重心の偏りが、振動テーブル４００の回転振動を誘起し、その結果として、振動テーブル４００上の位置による振動状態（例えば加速度）のばらつきを生じさせていた。
The vibration table 400 is configured so that the center of gravity is approximately aligned with the center of the external dimensions in order to suppress the generation of unnecessary rotational motion (rotational vibration). However, when a biaxial slider (
そこで、本実施形態では、２軸スライダの反対側において、２軸スライダによって生じる不釣合いを補償するカウンターバランス部を振動テーブル４００に設けて、被加振部（振動テーブル４００、カウンターバランス部及び２軸スライダの一部）の重心が振動テーブル４００の中心位置と略一致するように構成されている。 Therefore, in this embodiment, a counterbalance section that compensates for the imbalance caused by the biaxial slider is provided on the vibration table 400 on the opposite side of the biaxial slider, and the center of gravity of the vibrated part (vibration table 400, counterbalance section, and part of the biaxial slider) is configured to approximately coincide with the center position of the vibration table 400.
図１－３及び図５－７に示すように、振動テーブル４００のＹＺスライダ１６０が取り付けられた側面とは反対側の側面（すなわち、Ｘ軸正方向側の側面）には、Ｘ軸カウンターバランス部６１０（第１カウンターバランス部）が設けられている。
As shown in Figures 1-3 and 5-7, an X-axis counterbalance part 610 (first counterbalance part) is provided on the side of the vibration table 400 opposite to the side on which the
また、振動テーブル４００のＺＸスライダ２６０が取り付けられた側面とは反対側の側面（すなわち、Ｙ軸正方向側の側面）には、Ｙ軸カウンターバランス部６２０（第２カウンターバランス部）が設けられている。なお、本実施形態のＹ軸カウンターバランス部６２０は、Ｘ軸カウンターバランス部６１０と同一構成のものである。
The vibration table 400 has a Y-axis counterbalance unit 620 (second counterbalance unit) on the side opposite to the side on which the
更に、振動テーブル４００のＸＹスライダ３６０が取り付けられた下面と反対側の上面（すなわち、Ｚ軸正方向側の側面）には、Ｚ軸カウンターバランス部６３０（第３カウンターバランス部）が設けられている。
Furthermore, a Z-axis counterbalance section 630 (third counterbalance section) is provided on the upper surface of the vibration table 400 opposite to the lower surface to which the
図２５は、Ｘ軸カウンターバランス部６１０（及びＹ軸カウンターバランス部６２０）の断面図である。なお、Ｘ軸カウンターバランス部６１０は、緩衝層６１１（緩衝部）と、錘板６１２（錘部）を備えている。緩衝層６１１は、錘板６１２と振動テーブル４００の側面との間に挟み込まれて、締め付けられる。
Figure 25 is a cross-sectional view of the X-axis counterbalance part 610 (and the Y-axis counterbalance part 620). The
錘板６１２は、振動テーブル４００に２軸スライダを取り付けることによって生じる被加振部の不釣合いを補償するための質量を与える部材である。本実施形態の錘板６１２の厚さは２０ｍｍである。
The
緩衝層６１１は、錘板６１２と振動テーブル４００との間での加振周波数よりも高い周波数成分の振動ノイズの伝達を遮断する。また、緩衝層６１１は、振動テーブル４００と錘板６１２との間でのびびり振動（chattering）の発生を防止する。
The
錘板６１２及び緩衝層６１１は、複数のボルト６１３によって振動テーブル４００の側面に取り付けられる。振動テーブル４００の側面には、ねじ穴４００ｈが形成され、錘板６１２には貫通穴６１２ｃが形成されている。ボルト６１３を貫通穴６１２ｃに通して、ねじ穴４００ｈに捩じ込むことで、錘板６１２及び緩衝層６１１が振動テーブル４００の側面に締め付けられる。なお、緩衝層６１１にも、貫通穴６１２ｃ及びねじ穴４００ｈと連絡する貫通穴が形成されている。
The
図３３（ａ）に示すように、Ｘ軸カウンターバランス部６１０には、複数の貫通穴６１２ｃが格子点状に直交２方向（Ｙ軸方向及びＺ軸方向）に等間隔Ｐで形成されている。本実施形態では、貫通穴６１２ｃの間隔Ｐが５０ｍｍとなっている。貫通穴６１２ｃの間隔Ｐを短くする（好ましくは１００ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以下にする）ことにより、びびり振動の発生が効果的に抑制される。
As shown in FIG. 33(a), the
次に、Ｚ軸カウンターバランス部６３０の構成を説明する。図２６は、Ｚ軸カウンターバランス部６３０の断面図である。また、図２７は、Ｚ軸カウンターバランス部６３０のボルト固定位置を示す拡大平面図である。なお、図２６は、図２７におけるＪ－Ｊ断面図である。
Next, the configuration of the Z-
Ｚ軸カウンターバランス部６３０は、第１緩衝層６３１（第１緩衝部）、第１錘板６３２（第１錘部）、第２緩衝層６３４（第２緩衝部）、第２錘板６３５（第２錘部）、第３緩衝層６３７（第３緩衝部）及び第３錘板６３８（第３錘部）を備えている。第１緩衝層６３１、第１錘板６３２、第２緩衝層６３４、第２錘板６３５、第３緩衝層６３７及び第３錘板６３８は、この順序で振動テーブル４００の上面に積み重ねられている。
The Z-
第１錘板６３２、第２錘板６３５及び第３錘板６３８は、振動テーブル４００に２軸スライダを取り付けることによって生じる被加振部の不釣合いを補償するための質量を与える部材であり、本実施形態ではアルミニウム合金の板材である。本実施形態では、第１錘板６３２、第２錘板６３５及び第３錘板６３８の厚さは、それぞれ３０ｍｍ、２０ｍｍ及び１０ｍｍである。なお、本実施形態の振動テーブル４００の幅（Ｘ軸方向）及び奥行（Ｙ軸方向）はそれぞれ５００ｍｍであり、Ｚ軸カウンターバランス部６３０の幅及び奥行はそれぞれ約４００ｍｍである。
The
第１緩衝層６３１、第２緩衝層６３４及び第３緩衝層６３７は、それぞれ第１錘板６３２と振動テーブル４００との間又は隣接する錘板６３２、６３５、６３８の間での加振周波数よりも高い周波数成分の振動ノイズの伝達を低減させる。また、第１緩衝層６３１、第２緩衝層６３４及び第３緩衝層６３７は、振動テーブル４００と第１錘板６３２との間又は隣接する錘板６３２、６３５、６３８の間でのびびり振動の発生を防止する。
The
第１錘板６３２には、複数の貫通穴６３２ｃ及び複数のねじ穴６３２ｔがそれぞれ格子点状に直交２方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に等間隔（本実施形態では、Ｘ軸カウンターバランス部６１０の貫通穴６１２ｃと同じ間隔Ｐ）で形成されている。なお、図２７に示すように、貫通穴６３２ｃとねじ穴６３２ｔの位置は、各配列方向においてＰ／２ずれている。すなわち、平面視において、４つの貫通穴６３２ｃの中間位置にねじ穴６３２ｔが形成されている。ボルト６３３を貫通穴６３２ｃに通して、振動テーブル４００の上面に形成されたねじ穴４００ｈに捩じ込むことで、錘板６３２及び第１緩衝層６３１が振動テーブル４００の上面に締め付けられる。
The
第２錘板６３５にも、複数の貫通穴６３５ｃ及び複数のねじ穴６３５ｔがそれぞれ格子点状に直交２方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に等間隔Ｐで形成されている。貫通穴６３５ｃとねじ穴６３５ｔの位置は、各配列方向においてＰ／２ずれている。ボルト６３６を貫通穴６３５ｃに通して、第１錘板６３２の上面に形成されたねじ穴６３２ｔに捩じ込むことで、第２錘板６３５及び第２緩衝層６３４が第１錘板６３２の上面に締め付けられる。
The
第３錘板６３８には、貫通穴６３８ｃのみが形成されている。ボルト６３９を貫通穴６３８ｃに通して、第２錘板６３５の上面に形成されたねじ穴６３５ｔに捩じ込むことで、第３錘板６３８及び第３緩衝層６３７が第２錘板６３５の上面に締め付けられる。
Only a through
Ｚ軸カウンターバランス部６３０は、このように、錘板と緩衝層を３層重ねた構成とすることにより、その上に重量物である供試体を載せても、振動ノイズを効果的に抑制することが可能になっている。
The Z-
また、３層の錘板と緩衝層を一本のボルトで振動テーブル４００に直接固定（共締め）するのではなく、隣り合う錘板同士（第１錘板６３２と第２錘板６３５、第２錘板６３５と第３錘板６３８）を順次個別にボルトで固定する構成を採用することにより、振動テーブル４００から第３錘板６３８への振動ノイズの伝達が効果的に抑制される。
In addition, instead of directly fixing (co-fastening) the three layers of weight plates and the buffer layer to the vibration table 400 with a single bolt, adjacent weight plates (the
各錘板６１２、６３２、６３５、６３８の形状は、矩形平板状に限らず、様々な形状に形成することができる。例えば、２軸スライダの形状（質量分布）に対応する形状とすることで、不釣合いを高い精度で補償することが可能になる。
The shape of each
また、各錘板６３２、６３５、６３８の厚さは、供試体の重量や加振条件等に応じて変更してもよい。例えば、錘板６３２、６３５及び６３８を全て同じ厚さとしてもよい。また、上層の錘板ほど厚くしてもよいし、中間の錘板６３５を最も厚くしてもよい。
The thickness of each
また、各錘板６１２、６３２、６３５、６３８の材質としては、アルミニウム合金や鋼鉄等の一般的な構造材料の他に、振動吸収性を有する鉛、銅、発泡金属、樹脂（プラスチック、ゴムを含む）、繊維強化樹脂等を使用してもよい。
The materials used for the
各緩衝層６１１、６３１、６３４、６３７の厚さは、錘板の質量、緩衝層の材質・特性、加振装置１のサイズ、試験条件等に応じて０．５ｍｍから２ｍｍの範囲内で決定される。緩衝層を厚くし過ぎると、錘板が共振し易くなり、低い周波数領域における加振性能が低下してしまう。また、緩衝層を薄くし過ぎると、振動ノイズを抑制する効果が十分得られない。
The thickness of each of the buffer layers 611, 631, 634, 637 is determined within a range of 0.5 mm to 2 mm depending on the mass of the weight plate, the material and characteristics of the buffer layer, the size of the
緩衝層６１１、６３１、６３４、６３７には、各種合成樹脂（例えば、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ＰＥＥＫ（polyether ether ketone）、ポリカーボネート、ポリ四フッ化エチレン等のプラスチック）、各種エラストマー（天然ゴムや各種合成ゴム等の加硫ゴム、ウレタンゴムやシリコーンゴム等の熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマー）、シリコーンゲル（低架橋密度シリコーン樹脂）、各種ポリマーアロイ、繊維強化プラスチック、発泡樹脂、鉛等の柔らかい金属、発泡金属等の各種材料のシートやフエルト（不織布）等を使用することができる。 The buffer layers 611, 631, 634, and 637 can be made of various synthetic resins (e.g., plastics such as polyolefin, polyvinyl chloride, polyamide, PEEK (polyether ether ketone), polycarbonate, and polytetrafluoroethylene), various elastomers (vulcanized rubber such as natural rubber and various synthetic rubbers, thermosetting elastomers such as urethane rubber and silicone rubber, and thermoplastic elastomers), silicone gel (low cross-linking density silicone resin), various polymer alloys, fiber-reinforced plastics, resin foam, soft metals such as lead, and foamed metals, as well as sheets and felts (nonwoven fabrics) made of various materials.
また、振動テーブル４００と錘板６１２、６３２との間（又は隣接する錘板６３２、６３５、６３８の間）に隙間を設けて、この隙間に接着剤やコーキング材を充填して硬化させることで緩衝層を形成してもよい。
Alternatively, a buffer layer may be formed by providing a gap between the vibration table 400 and the
また、本実施形態のＺ軸カウンターバランス部６３０は、緩衝層と錘板を３層交互に積層したものであるが、２層又は４層以上積層させた構成としてもよい。また、層毎に緩衝層や錘板の材質や厚さを変更してもよい。
In addition, the Z-
次に、本実施形態の加振装置１の加振均一性について説明する。図２８－３０は、振動テーブル４００上（より正確には、Ｚ軸カウンターバランス部６３０）の４箇所で測定した相対加速度のスペクトル特性を示すグラフである。また、図３１は、Ｚ軸カウンターバランス部６３０上の監視点（加速度の測定点）を示した図である。
Next, we will explain the vibration uniformity of the
加振装置１は、Ｚ軸カウンターバランス部６３０の上面中央である基準点ＭＰ０が指示値と同じ加速度で振動する（すなわち、基準点ＭＰ０における加速度の測定値に基づく一点制御を行う）ように設計されている。なお、基準点ＭＰ０を含む５つの監視点のうちの２箇所以上における加速度等の振動状態を表わすパラメータの測定結果（例えば、複数の監視点における測定値の平均値）に基づいて振動を制御する多点制御を行う構成としてもよい。加振装置１の加振均一性は、基準点ＭＰ０との加速度の差異が最も大きくなると考えられるＺ軸カウンターバランス部６３０の四隅の領域（監視点ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３、ＭＰ４）における相対加速度レベルＬａを測定することによって評価した。ここで、相対加速度レベルＬａとは、基準点ＭＰ０における加速度に対する各監視点ＭＰ１～ＭＰ４における相対的な加速度レベルであり、次の数式１により定義される。
The
Ｌａ： 各監視点における相対加速度レベル
ａ ： 各監視点（ＭＰ１～ＭＰ４）における加速度
ａ０
： 基準点ＭＰ０における加速度
La: Relative acceleration level at each monitoring point
a: Acceleration at each monitoring point (MP1 to MP4)
a0
: Acceleration at reference point MP0
また、監視点ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３、ＭＰ４は、図３１に示すように、Ｚ軸カウンターバランス部６３０の上面を格子状に４×４分割した１６領域のうちの４隅の４領域の中央に設定した。
In addition, as shown in FIG. 31, monitoring points MP1, MP2, MP3, and MP4 were set at the centers of the four corner areas of the 16 areas obtained by dividing the top surface of the Z-
また、加振均一性の評価は、サイン波形で加振した場合と、ランダム波形で加振した場合について、それぞれ全ての加振方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）について行った。 In addition, the vibration uniformity was evaluated for all vibration directions (X-axis, Y-axis, and Z-axis) for both the sine wave vibration and the random wave vibration.
図２８、図２９及び図３０は、それぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の測定結果を示すグラフである。各図の上段（ａ）はサイン波形で加振した場合の測定結果であり、下段（ｂ）はランダム波形で加振した場合の測定結果である。なお、サイン波形については周波数２００－２０００Ｈｚの範囲で測定し、ランダム波形については５―２０００Ｈｚの範囲で測定した。 Figures 28, 29, and 30 are graphs showing the measurement results in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, respectively. The upper part (a) of each figure shows the measurement results when vibrating with a sine waveform, and the lower part (b) shows the measurement results when vibrating with a random waveform. Note that the sine waveform was measured in the frequency range of 200-2000 Hz, and the random waveform was measured in the frequency range of 5-2000 Hz.
図２８－３０に示すように、いずれの条件においても、１ｋＨｚ以下の周波数領域では相対加速度レベルが±３ｄＢ未満に抑えられていた。また、２ｋＨｚ以下の周波数領域では、一部の測定条件を除いて相対加速度レベルが±６ｄＢ未満に抑えられており、全ての測定条件において相対加速度レベルが±１０ｄＢ未満に抑えられていた。カウンターバランス部を装着しない状態では、２ｋＨｚ以下の周波数領域においては、いずれの測定条件でも相対加速度レベルが±１０ｄＢを超えており、カウンターバランス部の装着による加振均一性の顕著な向上が確認された。 As shown in Figures 28-30, in all conditions, the relative acceleration level was kept below ±3 dB in the frequency range below 1 kHz. In addition, in the frequency range below 2 kHz, the relative acceleration level was kept below ±6 dB except for some measurement conditions, and the relative acceleration level was kept below ±10 dB in all measurement conditions. When the counterbalance unit was not attached, the relative acceleration level exceeded ±10 dB in all measurement conditions in the frequency range below 2 kHz, confirming that the attachment of the counterbalance unit significantly improved vibration uniformity.
図３２は、Ｘ軸カウンターバランス部６１０の第１変形例６１０Ａの断面図である。この変形例６１０Ａでは、緩衝層６１１の替わりにスペーサー６１１ａ（例えば、平座金）が使用される。スペーサー６１１ａが介在する固定点を除き、錘板６１２と振動テーブル４００との間には隙間が設けられ、錘板６１２は振動テーブル４００と非接触に保持される。そのため、振動テーブル４００と錘板６１２との間で振動が伝達し難くなっている。また、振動テーブル４００と錘板６１２との間でのびびり振動の発生も防止される。
Figure 32 is a cross-sectional view of a first modified example 610A of the
スペーサー６１１ａには、ステンレス鋼等の各種鋼鉄や、アルミニウム合金、黄銅等の銅合金、チタン合金等の各種非鉄金属の他、上述した緩衝層６１１に使用可能な材料を使用することができる。
The
また、スペーサー６１１ａは、振動テーブル４００又は錘板６１２と一体にボス状の突起部として形成してもよい。また、振動テーブル４００と錘板６１２との間の隙間に充填剤（例えば、シリコーン樹脂）を充填してもよい。
The
また、Ｚ軸カウンターバランス部６３０の緩衝層６３１、６３４、６３７の一つ以上をスペーサー６１１ａに変更してもよい。
In addition, one or more of the buffer layers 631, 634, and 637 of the Z-
図３３は、Ｘ軸カウンターバランス部の外観図である。（ａ）は第１実施形態のＸ軸カウンターバランス部６１０を示し、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ第２変形例６１０Ｂ及び第３変形例６１０Ｃを示す。第１実施形態のＸ軸カウンターバランス部６１０は、１枚の錘板６１２（及び１枚の緩衝層６１１）から１体に形成されている。これに対して、（ｂ）の第２変形例６１０Ｂでは、錘板６１２及び緩衝層６１１が長さ方向（図中左右方向）に４分割されている。また、（ｃ）の第３変形例６１０Ｃでは、錘板６１２及び緩衝層６１１が更に幅方向（図中上下方向）にも２分割され、合計８分割されている。Ｘ軸カウンターバランス部６１０を小さな要素に分割することにより、共振周波数が高くなり、試験周波数領域における振動ノイズの発生が低減される。なお、第１変形例６１０Ａの構成を、第２変形例６１０Ｂや第３変形例６１０Ｃに適用してもよい。
Figure 33 is an external view of the X-axis counterbalance part. (a) shows the
また、本実施形態では、Ｘ軸カウンターバランス部６１０、Ｙ軸カウンターバランス部６２０及びＺ軸カウンターバランス部６３０が全て振動テーブル４００の外面に取り付けられているが、これらの一つ以上を振動テーブル４００の内側に取り付けても良い。
In addition, in this embodiment, the
また、本実施形態では、振動テーブル４００自体は不釣合いを有していないが、２軸スライダを装着した状態で釣合いが取れる（振動テーブルの重心が外形中心に一致する）ように、振動テーブル４００に予め初期不釣合いを与えてもよい。初期不釣合いは、例えば、箱状の振動テーブルの肉厚や振動テーブル内部の補強リブの配置を不均一にすることにより付与することができる。 In addition, in this embodiment, the vibration table 400 itself does not have an imbalance, but an initial imbalance may be given to the vibration table 400 in advance so that it is balanced when the two-axis slider is attached (the center of gravity of the vibration table coincides with the center of the outer shape). The initial imbalance can be given, for example, by making the thickness of the box-shaped vibration table or the arrangement of the reinforcing ribs inside the vibration table uneven.
次に、各加振ユニットの固定部を装置ベース５００に取り付ける構造について説明する。
Next, we will explain the structure for attaching the fixing parts of each vibration unit to the
図１－３及び図５－７に示すように、Ｚ軸加振ユニット３００の固定部３１０は、Ｚ軸加振ユニット３００のＹ軸方向両側に配置された一対の支持ユニット３５０（固定部支持機構、フローティング機構又は弾性支持機構ともいう。）を介して、装置ベース５００の上面に取り付けられている。
As shown in Figures 1-3 and 5-7, the
図５及び図７に示すように、各支持ユニット３５０は、可動ブロック３５８、一対のアングルプレート（固定ブロック）３５２及び一対のリニアガイド３５４を備えている。可動ブロック３５８は、Ｚ軸加振ユニット３００の固定部３１０の側面に固定された支持部材である。一対のアングルプレート３５２は、可動ブロック３５８のＸ軸方向両端面とそれぞれ対向して配置されており、装置ベース５００の上面に固定されている。可動ブロック３５８のＸ軸方向両端と各アングルプレート３５２とは、リニアガイド３５４によって、それぞれＺ軸方向にスライド可能に連結されている。
As shown in Figures 5 and 7, each
リニアガイド３５４は、レール３５４ａと、レール３５４ａと係合するキャリッジ３５４ｂを備えている。可動ブロック３５８のＸ軸方向両端面には、レール３５４ａが取り付けられている。また、各アングルプレート３５２には、対向するレール３５４ａと係合するキャリッジ３５４ｂが取り付けられている。また、可動ブロック３５８と装置ベース５００との間には、一対の空気ばね３５６がＸ軸方向に並べて配置されており、可動ブロック３５８は一対の空気ばね３５６を介して装置ベース５００に支持されている。
The
このように、Ｚ軸加振ユニット３００は、その固定部３１０がリニアガイド３５４及び空気ばね３５６を備えた支持ユニット３５０により装置ベース５００に対して駆動方向（Ｚ軸方向）に弾性的に支持されているため、Ｚ軸加振ユニット３００の駆動時に固定部３１０に加わるＺ軸方向の強い反力（加振力）は、装置ベース５００には直接伝達されず、空気ばね３５６によって特に高周波成分が大きく減衰される。そのため、Ｚ軸加振ユニット３００から装置ベース５００及び他の加振ユニット１００、２００を介して振動テーブル４００に伝達される振動ノイズが大きく低減される。
In this way, the Z-
図２０－２１に示すように、水平アクチュエータ１００Ａの固定部１１０は、Ｘ軸加振ユニット１００のＹ軸方向両側に配置された一対の支持ユニット１５０を介して、装置ベース５００の上面に取り付けられている。各支持ユニット１５０は、装置ベース５００の上面に固定された逆Ｔ字状の固定ブロック１５２と、Ｘ軸加振ユニット１００の固定部１１０の側面に取り付けられた略直方体状の可動ブロック１５８と、固定ブロック１５２と可動ブロック１５８とをＸ軸方向にスライド可能に連結するリニアガイド１５４と、可動ブロック１５８と固定ブロック１５２とを弾性的に連結するばね機構１５６を備えている。
As shown in Figures 20-21, the
リニアガイド１５４は、固定ブロック１５２の上面に取り付けられたＸ軸方向に延びるレール１５４ａと、可動ブロック１５８の下面に取り付けられた、レール１５４ａと係合する一対のキャリッジ１５４ｂを備えている。また、固定ブロック１５２のＸ軸負方向側の側面には、上方に延びるＬ字状のアーム１５５が固定されている。可動ブロック１５８とアーム１５５とは、ばね機構１５６によって連結されている。
The
図２４は、支持ユニット１５０のばね機構１５６付近を拡大した側面図である。ばね機構１５６は、ボルト１５６ａ、固定板１５６ｂ、リング１５６ｃ、ナット１５６ｄ、防振ばね１５６ｅ、緩衝板１５６ｆ、ワッシャ１５６ｇ及びナット１５６ｈを備えている。アーム１５５の上部にはＸ軸方向に延びる貫通穴１５５ｈが設けられていて、この貫通穴１５５ｈにボルト１５６ａが通されている。ボルト１５６ａの先端は、固定板１５６ｂを介して可動ブロック１５８に固定されている。また、ボルト１５６ａの先端部は、円筒状のリング１５６ｃを貫通している。
Figure 24 is an enlarged side view of the
リング１５６ｃは、ボルト１５６ａに捩じ込まれたナット１５６ｄと固定板１５６ｂとの間で挟み込まれて固定されている。また、ボルト１５６ａの先端側は、円筒状の防振ばね１５６ｅの中空部に挿し込まれている。防振ばね１５６ｅは、固定板１５６ｂとアーム１５５との間で挟み込まれて保持されている。また、防振ばね１５６ｅの中空部の一端側にはリング１５６ｃが嵌め込まれている。
The
なお、防振ばね１５６ｅは、鋼製の圧縮コイルばねをアクリル樹脂等の粘弾性体（ダンパー）に埋め込んだ円筒状の部材である。防振ばね１５６ｅの替わりにコイルばね単体を使用してもよい。また、コイルばねと直列又は並列に別体のダンバー（例えば防振ゴムやオイルダンパー）を設けてもよい。
The
ボルト１５６ａの頭部側には、２つのナット１５６ｈが取り付けられている。また、ボルト１５６ａは、緩衝板１５６ｆ及びワッシャ１５６ｇにそれぞれ設けられた貫通穴に通されている。緩衝板１５６ｆは、２つのナット１５６ｈで支持されたワッシャ１５６ｇとアーム１５５との間で挟み込まれて保持されている。緩衝板１５６ｆは、例えば防振ゴムやポリウレタン等の樹脂（すなわち、ゴム弾性体及び／又は粘弾性体）から形成されている。
Two nuts 156h are attached to the head side of the
ボルト１５６ａの締め付けにより、防振ばね１５６ｅ及び緩衝板１５６ｆには予荷重（Ｘ軸方向の圧縮荷重）が与えられている。そして、可動ブロック１５８に固定された水平アクチュエータ１００Ａは、防振ばね１５６ｅと緩衝板１５６ｆの復元力が釣り合う中立位置に保持される。すなわち、ばね機構１５６も、中立ばね機構として機能する。
By tightening the
Ｘ軸加振ユニット１００が振動テーブル４００をＸ軸方向に加振すると、その反力が支持ユニット１５０の可動ブロック１５８に伝わり、更にばね機構１５６（防振ばね１５６ｅ、緩衝板１５６ｆ）及びアーム１５５を介して固定ブロック１５２に伝わる。防振ばね１５６ｅ及び緩衝板１５６ｆは、その低い共振周波数よりも大きな周波数の振動を減衰するため、支持ユニット１５０によってＸ軸加振ユニット１００から装置ベース５００への振動ノイズの伝達が抑制される。
When the
なお、支持ユニット１５０に加わるＸ軸正方向の反力はＸ軸負方向の反力よりも小さい。そのため、本実施形態ではＸ軸正方向の反力を受ける弾性要素として、小型で安価な緩衝板１５６ｆが使用されている。Ｘ軸正方向の反力が大きくなる場合には、緩衝板１５６ｆに替えて防振ばねやコイルばねを使用してもよい。また、いずれの方向の反力も低い場合には、防振ばね１５６ｅに替えて緩衝板を使用してもよい。
The reaction force acting on the
上記の構成により、Ｘ軸加振ユニット１００の固定部１１０は、リニアガイド１５４及びばね機構１５６を備えた支持ユニット１５０により、装置ベース５００に対して駆動方向（Ｘ軸方向）に柔らかく弾性的に支持されるため、Ｘ軸加振ユニット１００の駆動時に固定部１１０に加わるＸ軸方向の強い反力（加振力）は、装置ベース５００に直接伝達されず、ばね機構１５６によって特に高周波成分が減衰されてから装置ベース５００に伝達される。そのため、Ｘ軸加振ユニット１００から振動テーブル４００に伝達される振動ノイズが軽減する。
With the above configuration, the
Ｙ軸加振ユニット２００も、水平アクチュエータ１００Ａと同一構成の水平アクチュエータ２００Ａを備えている。水平アクチュエータ２００Ａの固定部２１０も、一対の支持ユニット２５０（図２）によりＹ軸方向において装置ベース５００に弾性的に支持されている。支持ユニット２５０は、Ｘ軸加振ユニット１００の支持ユニット１５０と同一構成のものであるため、重複する細部の説明は省略する。
The Y-
以上のように、各加振ユニット１００、２００、３００を、弾性要素（空気ばね又はばね機構）を備えた支持ユニット１５０、２５０、３５０により弾性的に支持する構成を採用することにより、装置ベース５００を介した加振ユニット間の特に高周波数成分の振動（ノイズ）の伝達が抑制されるため、より高精度の加振が可能になっている。
As described above, by adopting a configuration in which each
なお、Ｚ軸加振ユニット３００を支持する支持ユニット３５０には、供試体及び振動テーブル４００を加振するための動荷重に加えて、Ｚ軸加振ユニット３００、振動テーブル４００及び供試体の重量（静荷重）が加わる。そのため、比較的に小型で大荷重の支持が可能な空気ばね３５６が採用されている。一方、Ｘ軸加振ユニット１００を支持する支持ユニット１５０及びＹ軸加振ユニット２００を支持する支持ユニット２５０には、大きな静荷重が加わらないため、比較的に小型で構成が単純なコイルばねが使用されている。
The
本実施形態では、加振性能を大きく左右する２軸スライダ（ＹＺスライダ１６０、ＺＸスライダ２６０、ＸＹスライダ３６０）に低ウェービングの８条列リニアガイドを使用することで、振動テーブル４００の回転振動が抑制され、その結果、振動テーブル４００上の振動状態（加速度）の均一性が著しく向上した。従来は基準点（振動テーブル上面中央）のみでしか加振性能の仕様を規定することができなかったが、この均一性の向上により、振動テーブル上の広い領域で加振性能の仕様の規定が可能になった。
In this embodiment, the rotational vibration of the vibration table 400 is suppressed by using low-waving eight-row linear guides for the two-axis sliders (
更に、カウンターバランス部を設ける（あるいは、予め所定の不釣合いを振動テーブルに付与する）ことで、被加振部（振動テーブル及び２軸スライダの一部を含む）の重心を振動テーブルの中心に合わせることにより、振動テーブル上の振動（加速度）のばらつきを、１ｋＨｚまでの周波数領域で３ｄＢ以下、２ｋＨｚまでの周波数領域で略６ｄＢ以下まで低減することが可能になった。 Furthermore, by providing a counterbalance section (or by providing a predetermined imbalance to the vibration table in advance), the center of gravity of the vibrated section (including the vibration table and part of the two-axis slider) can be aligned with the center of the vibration table, making it possible to reduce the variation in vibration (acceleration) on the vibration table to 3 dB or less in the frequency range up to 1 kHz, and to approximately 6 dB or less in the frequency range up to 2 kHz.
＜ＸＹスライダの変形例＞
図３４は、ＸＹスライダの変形例３６０Ａの構成を説明する平面図である。本変形例は、上述した第１実施形態（図１２）のＸＹスライダ３６０から、中央に配置された第２の向きのクロスガイド３６４Ｍ２を取り除いたものである。本変形例のＸＹスライダ３６０Ａにおいては、Ｘ軸リニアガイド３６４Ｘが振動テーブル４００に取り付けられた第１の向きのクロスガイド３６４Ｐ（クロスガイド３６４Ｍ１、３６４Ｌ２、３６４Ｒ２、３６４Ｍ３）と、Ｙ軸リニアガイド３６４Ｙが振動テーブル４００に取り付けられた第２の向きのクロスガイド３６４Ｓ（クロスガイド３６４Ｌ１、３６４Ｒ１、３６４Ｌ３、３６４Ｒ３）とが同数になっている。
<Modifications of XY Slider>
34 is a plan view for explaining the configuration of the modified XY slider 360A. In this modified example, the cross guide 364M2 in the second direction arranged in the center is removed from the
ここで、クロスガイド３６４の加振方向による挙動の違いについて説明する。図３５（ａ）は第１の向きのクロスガイド３６４Ｐの正面図であり、（ｂ）はその左側面図である。
Here, we will explain the difference in behavior depending on the vibration direction of the
図３５（ａ）に示すように、振動テーブル４００がＸ軸方向に加振される場合、振動テーブル４００にＸ軸リニアガイド３６４Ｘ（Ｘ軸レール３６４ａ／Ｘ）が取り付けられた第１の向きのクロスガイド３６４Ｐにおいては、振動テーブル４００に固定されたＸ軸レール３６４ａ／Ｘのみ（実線）が振動テーブル４００と共にＸ軸方向に加振され、クロスキャリッジ３６４ｃ及びＹ軸レール３６４ａ／Ｙ（破線）はＸ軸方向に加振されない。
As shown in FIG. 35(a), when the vibration table 400 is vibrated in the X-axis direction, in the
他方、図３５（ｂ）に示すように、振動テーブル４００がＹ軸方向に加振される場合、第１の向きのクロスガイド３６４Ｐにおいては、Ｘ軸レール３６４ａ／Ｘ及びクロスキャリッジ３６４ｃ（実線）が振動テーブル４００と共にＹ軸方向に加振され、Ｙ軸レール３６４ａ／Ｙのみ（破線）がＹ軸方向に加振されない。
On the other hand, as shown in FIG. 35(b), when the vibration table 400 is vibrated in the Y-axis direction, in the
また、振動テーブル４００にＹ軸リニアガイド３６４Ｙ（Ｙ軸レール３６４ａ／Ｙ）が取り付けられた第２の向きのクロスガイド３６４Ｓにおいては、上述した第１の向きのクロスガイド３６４Ｐとは逆に、振動テーブル４００がＸ軸方向に加振される場合、Ｙ軸レール３６４ａ／Ｙ及びクロスキャリッジ３６４ｃ（実線）が振動テーブル４００と共にＸ軸方向に加振され、Ｘ軸レール３６４ａ／Ｘのみ（破線）がＸ軸方向には加振されない。また、振動テーブル４００がＹ軸方向に加振される場合には、Ｙ軸レール３６４ａ／Ｙのみ（実線）が振動テーブル４００と共にＹ軸方向に加振され、クロスキャリッジ３６４ｃ及びＸ軸レール３６４ａ／Ｘ（破線）はＹ軸方向に加振されない。
In addition, in the
表１は、上述したクロスガイド３６４の取付方向及び振動テーブル４００の加振方向とクロスガイド３６４の被加振部（振動テーブル４００と共に加振されるクロスガイド３６４の構成要素）との関係を整理したものである。
Table 1 summarizes the relationship between the mounting direction of the
このように、クロスガイド３６４は、加振方向と取り付ける向きによって、振動テーブル４００と共に加振される部分が異なる。例えば、振動テーブル４００がＸ軸方向に加振される場合、上述したように、第１の向きのクロスガイド３６４Ｐにおいては、Ｘ軸レール３６４ａ／ＸのみがＸ軸方向に加振されるが、第２の向きのクロスガイド３６４Ｓにおいては、Ｙ軸レール３６４ａ／Ｙ及びクロスキャリッジ３６４ｃがＸ軸方向に加振される。そして、加振方向とクロスガイド３６４の被加振部の要素の数（すなわち被加振部の質量）との関係は、第１の向きのクロスガイド３６４Ｐと第２の向きのクロスガイド３６４Ｓとで真逆になる。
In this way, the parts of the
表１に示すように、一方の取付方向のクロスガイド３６４（例えば第１の向きのクロスガイド３６４Ｐ）のみでＸＹスライダを構成すると、振動テーブル４００をＸ軸方向に加振したときとＹ軸方向に加振したときとで、クロスガイド３６４の被加振部の質量が変化する。これにより、加振装置１の加振性能に方向性が生じることになる。しかし、第１の向きのクロスガイド３６４Ｐと第２の向きのクロスガイド３６４Ｓを同数（複数対）設けることにより、Ｘ軸及びＹ軸方向のいずれの方向に加振した場合でも、クロスガイド３６４の被加振部の質量の合計が一定となるため、加振性能の方向性が軽減される。
As shown in Table 1, if an XY slider is constructed using only cross guides 364 in one mounting direction (for example, cross
従って、４対の第１の向きのクロスガイド３６４Ｐと第２の向きのクロスガイド３６４Ｓから構成された本変形例のＸＹスライダ３６０Ａは、第２の向きのクロスガイド３６４Ｓが第１の向きのクロスガイド３６４Ｐよりも一つ多い第１実施形態のＸＹスライダ３６０よりも方向性が少なく、均一な加振を可能にする。
Therefore, the XY slider 360A of this modified example, which is composed of four pairs of first-orientation cross guides 364P and second-orientation cross guides 364S, is less directional than the
また、ＸＹスライダ３６０Ａに含まれるクロスガイド３６４の総数が第１実施形態のＸＹスライダ３６０よりも少ないため、被加振部が軽量化し、より高い周波数の加振が可能になる。
In addition, the total number of cross guides 364 included in the XY slider 360A is smaller than that of the
また、二つの取付方向のクロスガイド３６４Ｐ、３６４Ｓを各方向に交互に（均一に）配置することにより、各クロスガイド３６４Ｐ、３６４Ｓの挙動の方向性や質量分布の偏りが効果的に打ち消されるため、振動テーブル４００の各部をより均一に加振することが可能になる。
In addition, by arranging the cross guides 364P, 364S with two mounting directions alternately (uniformly) in each direction, the directionality of the behavior of each
次に、振動テーブル４００について説明する。 Next, we will explain the vibration table 400.
図１－３に示されるように、振動テーブル４００のＸ軸負方向側の側面（図１における右側面）の略全面が、スライド連結機構１６０（具体的には、スライド連結機構１６０が備える複数のリニアガイドウェイ）及びＸ軸加振ユニット１００の可動部１２０によって、略均等に支持されている。これにより、振動テーブル４００のＸ軸負方向側の側面全体がＸ軸加振ユニット１００によって略均等な加振力を受けることができるように構成されている。
As shown in FIG. 1-3, substantially the entire surface of the side surface on the negative X-axis direction of the vibration table 400 (the right side surface in FIG. 1) is substantially evenly supported by the slide connection mechanism 160 (specifically, the multiple linear guideways provided in the slide connection mechanism 160) and the
同様に、振動テーブル４００のＹ軸負方向側の側面（図２における左側面）の略全面が、スライド連結機構２６０及びＹ軸加振ユニット２００の可動部２２０によって、略均等に支持されている。これにより、振動テーブル４００のＹ軸負方向側の側面全体がＹ軸加振ユニット２００によって略均等な加振力を受けることができるように構成されている。
Similarly, substantially the entire surface of the side surface of the vibration table 400 on the negative Y-axis side (the left side surface in FIG. 2) is supported substantially evenly by the
また、図５及び図６に示されるように、振動テーブル４００の下面の略全面が、スライド連結機構３６０（具体的には、スライド連結機構３６０が備える複数のリニアガイドウェイ）及びＺ軸加振ユニット３００の可動部３２０によって、略均等に支持されている。これにより、振動テーブル４００の下面全体がＺ軸加振ユニット３００によって略均等な加振力を受けることができるように構成されている。
Also, as shown in Figures 5 and 6, the entire lower surface of the vibration table 400 is supported approximately evenly by the slide connection mechanism 360 (specifically, the multiple linear guideways provided in the slide connection mechanism 360) and the
そのため、全被加振部（被加振物及び被加振物と共に加振される振動テーブル４００等の加振装置１の一部）の重心が振動テーブル４００の内部にある場合は、全被加振部に大きな力のモーメントを与えずに加振することができる。これにより、全被加振部に加わる力のモーメントに起因する不要な振動成分（振動ノイズ）の発生が低減され、より高精度の加振が可能になる。
Therefore, when the center of gravity of the entire vibrated part (the vibrated object and a part of the
図３６、図３７及び図３８は、それぞれ被加振物Ｔ１が取り付けられた状態の本発明の実施形態に係る振動テーブル４００の平面図、正面図及び左側面図である。本実施形態の振動テーブル４００は、その内部に被加振物を収容した状態で被加振物の加振を行えるように構成されている。 Figures 36, 37, and 38 are a plan view, a front view, and a left side view, respectively, of a vibration table 400 according to an embodiment of the present invention with a vibration target T1 attached. The vibration table 400 of this embodiment is configured so that it can vibrate the vibration target while the vibration target is housed inside.
図３７及び図３８に示されるように、振動テーブル４００は、上面に開口を有する箱部４００ａと、箱部４００ａの開口を塞ぐ蓋部４００ｂとを備える。なお、図３６は、蓋部４００ｂが取り外された状態を示す。蓋部４００ｂは、箱部４００ａ（より具体的には、後述の枠部４２０）の上面に設けられた雌螺子４２１と嵌合するボルト（不図示）によって、箱部４００ａに着脱可能に取り付けられている。振動テーブル４００は、その重心が外形の略中央に位置するように構成されている。
As shown in Figures 37 and 38, the vibration table 400 comprises a box portion 400a having an opening on the top surface, and a
箱部４００ａは、底板４５０と、底板４５０の周縁から上方に垂直に突出した枠部（壁部）４２０を有する。図３６に示されるように、底板４５０は、正方形の四隅が隅切りされた形状に形成されている。
The box section 400a has a
枠部４２０の内側には、枠部４２０の各壁面（隅切り部を除く）と平行な複数の中板４３０及び４４０が格子状に設けられている。中板４３０はＹ軸方向（図３６における左右方向）に延び、中板４４０はＸ軸方向（図３６における上下方向）に延びる。中板４３０及び４４０は、その一端（又は両端）において、底板４５０及び枠部４２０に接合されている。
A number of
振動テーブル４００の中央部には、中板（壁部）４３０及び４４０が形成されていない中空部である収容空間Ｓが設けられている。被加振物は、この収容空間Ｓに収容される。 The center of the vibration table 400 is provided with a storage space S, which is a hollow space without the middle plates (walls) 430 and 440. The object to be vibrated is stored in this storage space S.
収容空間Ｓを仕切る中板４３０ａ及び４４０ａの延長方向（水平方向）中央部には、他の部分よりも厚い厚板部４３１及び４４１がそれぞれ設けられている。厚板部４３１及び４４１には、被加振物を固定するためのボルトＢが通される貫通穴４３２及び４４２がそれぞれ形成されている。図３６－３８では、被加振物Ｔ１を振動テーブル４００に取り付けるための取付部品４６０が、貫通穴４３２に通されたボルトＢによって、左右両側の中板４４０ａに固定されている。
The
また、被加振物Ｔ１は、収容空間Ｓの略中央に配置されている。これにより、被加振物Ｔ１の重心が振動テーブル４００の中央付近に位置することになる。 The object to be excited T1 is also placed approximately in the center of the accommodation space S. This positions the center of gravity of the object to be excited T1 near the center of the vibration table 400.
本実施形態の振動テーブル４００は、回転軸を有する被加振物（例えば、エンジン、モータ、ディファレンシャルギア等の動力伝達装置）を、回転軸を回転させた状態で加振を行うことが可能に構成されている。本実施形態の被加振物Ｔ１（及び後述する被加振物Ｔ２）は、ハイブリッド車用の発電機である。 The vibration table 400 of this embodiment is configured to be able to vibrate an object having a rotating shaft (e.g., a power transmission device such as an engine, a motor, or a differential gear) while the rotating shaft is rotating. The object T1 of this embodiment (and object T2 described later) is a generator for a hybrid vehicle.
図３７及び図３８に示されるように、枠部４２０の左側面には、動力を伝達する駆動ベルトＤＢを通すための開口４２２が形成されている。また、左側の中板４４０にも、開口４２２と対向する位置に、駆動ベルトＤＢを通すための開口４４３が形成されている。本実施形態では、駆動ベルトＤＢは外部の駆動装置の駆動プーリ（不図示）と被加振物Ｔ１に取り付けられた従動プーリＦＰとに掛け渡されていて、加振中に外部から振動テーブル４００内の被加振物Ｔ１に駆動力を与えて、被加振物Ｔ１を回転させながら被加振物Ｔ１を加振することができるようになっている。
As shown in Figures 37 and 38, an
なお、駆動ベルトＤＢの替わりに（或いは駆動ベルトＤＢに加えて）、油圧や空圧を被加振物Ｔ１に供給するためパイプ、電力を供給するための電力ケーブル、外部の情報処理装置と被加振物（又は被加振物に取り付けられたセンサや計測装置）とを通信可能に接続する通信ケーブル等、被加振物Ｔ１と外部装置とを接続する他の種類の長物を開口４２２及び４４３に通すこともできる。また、開口４２２及び４４３の他に、これらのパイプやケーブルを通すための開口を振動テーブル４００に設けてもよい。
In addition, instead of (or in addition to) the drive belt DB, other types of long objects connecting the object to be excited T1 and an external device can be passed through the
また、例えば被加振物がエンジンである場合には、駆動ベルトＤＢによって被加振物と外部の計測装置とを連結し、被加振物を加振しながら被加振物が発生する動力を計測することもできる。 For example, if the object to be excited is an engine, the object to be excited can be connected to an external measuring device by a drive belt DB, and the power generated by the object to be excited can be measured while the object is being excited.
また、振動テーブル４００の底板４５０には、被加振物を固定するための複数の雌螺子４５１が設けられている。
The
図３９は、底部に固定用の貫通穴を有する被加振物Ｔ２が取り付けられた状態の振動テーブル４００の左側面図である。被加振物Ｔ２の固定用の貫通穴に通されたボルトＢが雌螺子４５１に捩じ込まれることで、被加振物Ｔ２が振動テーブル４００の底板４５０に固定されている。
Figure 39 is a left side view of the vibration table 400 with the vibration target T2 attached to the bottom, which has a through hole for fixing. The vibration target T2 is fixed to the
被加振物Ｔ２も、収容空間Ｓの略中央に取り付けられている。これにより、被加振物Ｔ２の重心が振動テーブル４００の中央付近に位置することになる。なお、図３９では、被加振物Ｔ２が振動テーブル４００の底板４５０に直接固定されているが、被加振物Ｔ２の重心が低い場合には、スペーサー等を介して被加振物Ｔ２を底板４５０に固定して、被加振物Ｔ２の重心が振動テーブル４００の中央に位置するようにしてもよい。また、被加振物の重心が高い場合には、例えば被加振物を蓋部４００ｂに固定して、上下を逆にして被加振物Ｔ２を振動テーブル４００に取り付けてもよい。
The object to be excited T2 is also attached approximately in the center of the storage space S. This positions the center of gravity of the object to be excited T2 near the center of the vibration table 400. In FIG. 39, the object to be excited T2 is fixed directly to the
以上に説明したように、本実施形態では、被加振物を振動テーブル４００の内部に収容した状態で被加振物及び振動テーブル４００が加振される。被加振物を振動テーブル４００の内部に収容することにより、全被加振部の重心が必ず振動テーブル４００内に配置されるようになるため、全被加振部の力のモーメントの発生を確実に低減することが可能になる。 As described above, in this embodiment, the vibrated object and the vibration table 400 are vibrated while the vibrated object is housed inside the vibration table 400. By housing the vibrated object inside the vibration table 400, the center of gravity of all vibrated parts is always located inside the vibration table 400, making it possible to reliably reduce the generation of force moments of all vibrated parts.
なお、上記の実施形態の振動テーブル４００は、蓋付き箱形に構成されているが、被加振物を取り付けたときに全被加振部の重心が振動テーブル４００内（より正確には、Ｚ軸加振ユニット３００の可動部３２０［スライド連結機構３６０］をＺ軸方向に延長した空間と、Ｘ軸加振ユニット１００の可動部１２２［スライド連結機構１６０］をＸ軸方向に延長した空間とが交わる領域内）に配置されるように構成されていればよい。言い換えれば、Ｚ軸と垂直なＸＹ平面上への全被加振部の重心の投影がＸＹ平面上へのＺ軸加振ユニット３００の可動部３２０（スライド連結機構３６０）の投影に含まれ、また、Ｘ軸と垂直なＹＺ平面上への全被加振部の重心の投影がＹＺ平面上へのＸ軸加振ユニット１００の可動部１２２（スライド連結機構１６０）の投影に含まれるように構成されていればよい。例えば、枠部４２０のスライド連結機構１６０が取り付けられる面と、Ｚ軸加振ユニット３００が取り付けられる底板４５０のみを有する構成としてもよい。
In addition, the vibration table 400 in the above embodiment is configured in a box shape with a lid, but when the vibrated object is attached, it is sufficient that the center of gravity of all the vibrated parts is located within the vibration table 400 (more precisely, within the area where the space where the movable part 320 [slide linkage mechanism 360] of the Z-
また、本実施形態では、収容空間Ｓ（収容空間Ｓを仕切る中板４３０ａ及び４４０ａ）を振動テーブル４００の中央に設けることにより、被加振物の重心を振動テーブル４００の中央により確実に近づけることが可能になっている。
In addition, in this embodiment, by providing the storage space S (
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、２軸スライダ（スライド連結機構）の構成のみが第１実施形態と相違する。以下の第２実施形態の説明では、主に第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment differs from the first embodiment only in the configuration of the two-axis slider (slide coupling mechanism). In the following description of the second embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described, and the description of the configuration common to the first embodiment will be omitted.
図４０は、本発明の第２実施形態に係る加振装置２０００の振動テーブル２４００付近を拡大した斜視図（一部透視図）である。なお、図４０において、振動テーブル２４００は輪郭線のみを二点鎖線で示す。また、各カウンターバランス部の図示を省略する。
Figure 40 is an enlarged perspective view (partially see-through) of the vicinity of the vibration table 2400 of the
本実施形態の各２軸スライダ（ＹＺスライダ２１６０、ＺＸスライダ２２６０、ＸＹスライダ２３６０）は、第１実施形態のＸＹスライダ３６０と同様に、格子状（３行３列）に等間隔で配置された９個のクロスガイド２１６４、２２６４、２３６４から構成される。クロスガイド２１６４、２２６４、２３６４は、第１実施形態のＸＹスライダ３６０のクロスガイド３６４と同一構成のものである。
Each of the two-axis sliders (YZ slider 2160, ZX slider 2260, XY slider 2360) of this embodiment is composed of nine cross guides 2164, 2264, 2364 arranged at equal intervals in a lattice pattern (three rows and three columns), similar to the
本実施形態のＸＹスライダ２３６０は、第１実施形態のＸＹスライダ３６０（図１２）と同じ構成のものである。すなわち、Ｘ軸方向又はＹ軸方向において隣り合う任意の２つのクロスガイド２３６４が、互いに上下（Ｚ軸方向）逆向きに配置されている。すなわち、Ｘ軸方向又はＹ軸方向において隣り合う任意の２つのクロスガイド２３６４の一方のＸ軸レール２３６４ａ／Ｘが可動部２３２０の先端面（天板２３２４ｂ）に固定され、他方のＸ軸レール２３６４ａ／Ｘが振動テーブル２４００の下面に固定されている。この配置により、個々のクロスガイド２３６４が有する質量分布や運動特性の方向性が平均化され、方向性（或いは、方向性の斑）の少ない加振性能が得られる。
The XY slider 2360 of this embodiment has the same configuration as the
また、振動テーブル２４００の下面の略全面が、均等に密に配置された９つのクロスガイド２３６４を介して一様に加振されるため、振動テーブル２４００内での振動状態の斑が少ない、均一な加振が可能になる。
Also, since almost the entire underside of the vibration table 2400 is uniformly vibrated via nine
本実施形態では、ＹＺスライダ２１６０のクロスガイド２１６４及びＺＸスライダ２２６０のクロスガイド２２６４にも、第１実施形態と同じクロスガイド３６４（第１の向きのクロスガイド３６４Ｐ、第２の向きのクロスガイド３６４Ｓ）の配置構成が採用されている。
In this embodiment, the
具体的には、ＹＺスライダ２１６０については、Ｙ軸方向又はＺ軸方向において隣り合う任意の２つのクロスガイド２１６４の一方のＹ軸レール２１６４ａ／Ｙは可動部２１２０の先端面（天板２１２４ｂ）に固定され、他方のＹ軸レール２１６４ａ／Ｙは振動テーブル２４００の側面に固定されている。
Specifically, for the YZ slider 2160, one of the Y-
また、ＺＸスライダ２２６０については、Ｚ軸方向又はＸ軸方向において隣り合う任意の２つのクロスガイド２２６４の一方のＸ軸レール２２６４ａ／Ｘは可動部２２２０の先端面（天板２２２４ｂ）に固定され、他方のＸ軸レール２２６４ａ／Ｘは振動テーブル２４００の側面に固定されている。
Furthermore, for the ZX slider 2260, one of the
このように、直交３方向において、上述したＸＹスライダ２３６０と同じ構成により、振動テーブル２４００の各面が均一に加振される。そのため、振動テーブル２４００の全体に亘って、振動状態の斑が少ない、均一な加振が可能になる。また、直交３方向において、同じ構成の２軸スライダ（ＹＺスライダ２１６０、ＺＸスライダ２２６０、ＸＹスライダ２３６０）を介して振動テーブル２４００を加振するため、より方向性の少ない加振が可能になる。 In this way, each surface of the vibration table 2400 is vibrated uniformly in three orthogonal directions by using the same configuration as the XY slider 2360 described above. Therefore, uniform vibration with less uneven vibration state is possible across the entire vibration table 2400. In addition, since the vibration table 2400 is vibrated in three orthogonal directions via two-axis sliders (YZ slider 2160, ZX slider 2260, XY slider 2360) with the same configuration, vibration with less directional characteristics is possible.
なお、振動テーブル２４００の高さが短い場合は、第２実施形態の３行３列に配列された９個のクロスガイド２１６４、２２６４のうち、最上段又は最下段の３個を除いた、２行３列に配列された６個のクロスガイド２１６４、２２６４によりＹＺスライダ２１６０及びＺＸスライダ２２６０を構成してもよい。この場合、変形例３６０Ａ（図３４）と同様に、同数の第１の向きのクロスガイドと第２の向きのクロスガイドが直交２方向において交互に配置された構成となるため、加振性能の方向性が軽減されると共に、振動テーブル２４００の各部をより均一に加振することが可能になる。
＜第３実施形態＞
図４１は、本発明の第３実施形態に係る加振装置３０００の振動テーブル３４００付近を拡大した斜視図（一部透視図）である。なお、図４１において、振動テーブル３４００は輪郭線のみを二点鎖線で示す。また、各カウンターバランス部の図示を省略する。
In addition, when the height of the vibration table 2400 is short, the YZ slider 2160 and the ZX slider 2260 may be configured by six
Third Embodiment
Fig. 41 is an enlarged perspective view (partially see-through view) of the vicinity of a vibration table 3400 of a
本実施形態は、上述したＸＹスライダの変形例３６０Ａ（図３４）におけるクロスガイド３６４（第１の向きのクロスガイド３６４Ｐ、第２の向きのクロスガイド３６４Ｓ）の配置構成を、各２軸スライダ（ＹＺスライダ３１６０、ＺＸスライダ３２６０、ＸＹスライダ３３６０）に適用したものである。
In this embodiment, the arrangement of the cross guides 364 (cross
本実施形態のＹＺスライダ３１６０及びＺＸスライダ３２６０は、第１実施形態のＹＺスライダ１６０及びＺＸスライダ２６０よりも多くのクロスガイド３１６４及び３２６４により振動テーブル４００と各水平アクチュエータ３１００Ａ及び３２００Ａとを連結するため、振動テーブル４００をより均一に加振することができる。また、本実施形態のＹＺスライダ３１６０及びＺＸスライダ３２６０は、変形例３６０Ａ（図３４）と同様に、同数の第１の向きのクロスガイドと第２の向きのクロスガイドを交互に配置した構成を有しているため、加振性能の方向性が軽減されると共に、振動テーブル３４００の各部をより均一に加振することが可能になる。
The YZ slider 3160 and the ZX slider 3260 of this embodiment connect the vibration table 400 and each
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、２軸スライダ（スライド連結機構）の構成のみにおいて、上述した第１実施形態と相違する。以下の第４実施形態の説明では、主に第１実施形態との相違点について説明し、第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment differs from the first embodiment described above only in the configuration of the two-axis slider (slide coupling mechanism). In the following description of the fourth embodiment, differences from the first embodiment will be mainly described, and a description of the configuration common to the first embodiment will be omitted.
図４２、図４３及び図４４は、それぞれ本発明の第４実施形態に係る加振装置４０００の振動テーブル４４００付近を拡大した正面図、側面図及び平面図である。
Figures 42, 43, and 44 are respectively a front view, a side view, and a plan view of an enlarged view of the vicinity of the vibration table 4400 of the
本実施形態は、２軸スライダ（ＹＺスライダ４１６０、ＺＸスライダ４２６０、ＸＹスライダ４３６０）のクロスガイド部４１６４、４２６４、４３６４において、リニアガイドの連結に連結プレート４１６４ｃ、４２６４ｃ、４３６４ｃを使用してクロスキャリッジ部の剛性を高めている点で、第１実施形態の構成と相違する。
This embodiment differs from the configuration of the first embodiment in that the
図４３－２５に示すように、本実施形態のＹＺスライダ４１６０は、３つのＹ軸リニアガイド４１６４／Ｙ（Ｙ軸レール４１６４ａ／Ｙ及びＹ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｙ）と、５つのＺ軸リニアガイド４１６４／Ｚ（Ｚ軸レール４１６４ａ／Ｚ及びＺ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｚ）と、全てのＹ軸リニアガイド４１６４／ＹとＺ軸リニアガイド４１６４／Ｚを連結する連結プレート４１６４ｃを備えている。Ｙ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｙ及びＺ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｚは、第１実施形態のＡ型キャリッジ３６４ｂ／Ａと同じく８条列型のキャリッジであるが、Ａ型キャリッジ３６４ｂ／Ａとは異なり低アスペクト比化（短尺化）や、切欠部Ｃ１、Ｃ２の形成による軽量化は施されていない。なお、Ｙ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｙ及びＺ軸キャリッジ４１６４ｂ／ＺとしてＡ型キャリッジ３６４ｂ／Ａを使用してもよい。また、他の実施形態におけるＡ型キャリッジ３６４ｂ／Ａに替えてＹ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｙ（Ｚ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｚ）と同じキャリッジを使用してもよい。
As shown in FIG. 43-25, the
図４４に示すように、Ｙ軸リニアガイド４１６４／Ｙは、１本のＹ軸レール４１６４ａ／Ｙと２個のＹ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｙから構成される。
As shown in FIG. 44, the Y-axis
図４３に示すように、３つのＹ軸リニアガイド４１６４／ＹのＹ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｙは、Ｚ軸方向に略隙間無く並べられ、連結アーム４１６２の先端面に固定されている。また、Ｙ軸レール４１６４ａ／Ｙは連結プレート４１６４ｃの一面に固定されている。なお、３つのＹ軸リニアガイド４１６４／ＹをＺ軸方向に間隔を空けて配置してもよい。この場合、ＹＺスライダ４１６０に十分な剛性を与えるために、Ｙ軸リニアガイド４１６４／Ｙの間隔は、Ｙ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｙの幅（Ｚ軸方向のサイズ）よりも狭くすることが望ましい。
As shown in FIG. 43, the Y-
質量の大きいＹ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｙを、２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）方向に加振される連結プレート４１６４ｃではなく、Ｘ軸方向のみに加振される連結アーム４１６２に取り付けることにより、加振性能が高められている。
The vibration performance is improved by attaching the large mass Y-
また、Ｙ軸レール４１６４ａ／Ｙは、Ｙ軸方向において質量分布が均一であるため、Ｙ軸方向に加振したときに重量分布の変動によって生じる振動の発生が少ない。そのため、Ｙ軸方向に加振される連結プレート４１６４ｃにＹ軸レール４１６４ａ／Ｙを取り付けることにより、振動ノイズの発生が軽減する。
In addition, since the Y-
一方、Ｚ軸リニアガイド４１６４／Ｚは、１本のＺ軸レール４１６４ａ／Ｚと１個のＺ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｚから構成される。
On the other hand, the Z-axis
図４４に示すように、５つのＺ軸リニアガイド４１６４／ＺのＺ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｚは、Ｙ軸方向に略隙間無く並べられ、連結プレート４１６４ｃの他面に固定されている。また、Ｚ軸レール４１６４ａ／Ｚは振動テーブル４４００の側面に固定されている。なお、３つのＺ軸リニアガイド４１６４／ＺをＹ軸方向に間隔を空けて配置してもよい。この場合、ＹＺスライダ４１６０に十分な剛性を与えるために、Ｚ軸リニアガイド４１６４／Ｚの間隔は、Ｚ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｚの幅（Ｙ軸方向のサイズ）よりも狭くすることが望ましい。
As shown in FIG. 44, the Z-
本実施形態では、３つのＹ軸リニアガイド４１６４／ＹがＺ軸方向に隙間なく並べられている。同様に、３つのＺ軸リニアガイド４１６４／ＺもＹ軸方向に隙間なく並べられている。また、全てのＹ軸レール４１６４ａ／ＹとＺ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｚが、十分に剛性の高い連結プレート４１６４ｃに直接固定されている。この構成により、ＹＺスライダ４１６０（特に、連結プレート４１６４ｃ、Ｙ軸レール４１６４ａ／Ｙ及びＺ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｚが一体に固定された連結部）の剛性が高められ、共振周波数が高くなっている。
In this embodiment, the three Y-axis
質量の大きいＺ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｚを、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に加振される振動テーブル４４００ではなく、２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）方向のみに加振される連結プレート４１６４ｃに取り付けることにより、加振性能が高められている。
The Z-
また、Ｚ軸方向に加振される振動テーブル４４００にＺ軸レール４１６４ａ／Ｚを取り付けることにより、振動ノイズの発生が軽減する。
In addition, by attaching Z-
またに、連結プレート４１６４ｃの一面には、略全面に亘って複数のＹ軸レール４１６４ａ／Ｙが敷き詰められている。そして、連結プレート４１６４ｃの一面を均等に覆う複数のＹ軸レール４１６４ａ／Ｙを介して、連結プレート４１６４ｃがＸ軸方向に加振される。そのため、連結プレート４１６４ｃ全体がＸ軸方向に一様に加振される。また、各Ｙ軸リニアガイド４１６４／Ｙから伝達された加振力が剛性の高い連結プレート４１６４ｃによって平均化され、より均一な加振力としてＺ軸リニアガイド４１６４／Ｚを介して振動テーブル４４００に伝達される。
In addition, multiple Y-
同様に、振動テーブル４４００の、Ｘ軸加振ユニットの可動部１２０と対向する側面には、略全面に亘って複数のＺ軸レール４１６４ａ／Ｚが敷き詰められている。そして、この側面を均等に覆う複数のＺ軸レール４１６４ａ／Ｚを介して、振動テーブル４４００がＸ軸方向に加振される。そのため、振動テーブル４４００全体がＸ軸方向に均等に加振され、振動テーブル４４００内での加速度や加加速度の斑が少ない均一な加振が可能になる。
Similarly, multiple Z-
ＺＸスライダ４２６０は、上述したＹＺスライダ４１６０と同一構成であるため、詳しい説明は省略する。
The
図４２－２４に示すように、本実施形態のＸＹスライダ４３６０は、３つのＸ軸リニアガイド４３６４／Ｘ（Ｘ軸レール４３６４ａ／Ｘ及びＸ軸キャリッジ４３６４ｂ／Ｘ）と、３つのＹ軸リニアガイド４３６４／Ｙ（Ｙ軸レール４３６４ａ／Ｙ及びＹ軸キャリッジ４３６４ｂ／Ｙ）と、全てのＸ軸リニアガイド４３６４／ＸとＹ軸リニアガイド４３６４／Ｙを連結する連結プレート４３６４ｃを備えている。Ｘ軸キャリッジ４３６４ｂ／Ｘ及びＹ軸キャリッジ４３６４ｂ／Ｙは、Ｙ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｙ及びＺ軸キャリッジ４１６４ｂ／Ｚと同一構成のものである。
As shown in FIG. 42-24, the
図４３に示すように、Ｘ軸リニアガイド４３６４／Ｘは、１本のＸ軸レール４３６４ａ／Ｘと２個のＸ軸キャリッジ４３６４ｂ／Ｘから構成される。
As shown in FIG. 43, the X-axis
また、図４２に示すように、３つのＸ軸リニアガイド４３６４／ＸのＸ軸レール４３６４ａ／Ｘは、Ｙ軸方向に等間隔で並べられ、Ｚ軸加振ユニット３００の可動部３２０の先端面に固定されている。Ｘ軸キャリッジ４３６４ｂ／Ｘは連結プレート４３６４ｃの下面に固定されている。
As shown in FIG. 42, the
Ｙ軸リニアガイド４３６４／Ｙも、１本のＹ軸レール４３６４ａ／Ｙと２個のＹ軸キャリッジ４３６４ｂ／Ｙから構成される。
The Y-axis
また、図４３に示すように、３つのＹ軸リニアガイド４３６４／ＹのＹ軸レール４３６４ａ／Ｙは、Ｘ軸方向に等間隔で並べられ、連結プレート４３６４ｃの上面に固定されている。Ｙ軸キャリッジ４３６４ａ／Ｚは振動テーブル４４００の下面に固定されている。
As shown in FIG. 43, the Y-
本実施形態では、３つのＸ軸リニアガイド４３６４／Ｘは、Ｘ軸キャリッジ４３６４ｂ／Ｘの幅（Ｙ軸方向のサイズ）よりも狭い間隔で配置されている。同様に、３つのＹ軸リニアガイド４３６４／Ｙも、Ｙ軸キャリッジ４３６４ｂ／Ｙの幅（Ｘ軸方向のサイズ）よりも狭い間隔で配置されている。また、全てのＸ軸キャリッジ４３６４ｂ／ＸとＹ軸レール４３６４ａ／Ｙが、十分に剛性の高い連結プレート４３６４ｃに直接固定されている。この構成により、ＸＹスライダ４３６０（特に、連結プレート４３６４ｃ、Ｘ軸キャリッジ４３６４ｂ／Ｘ及びＹ軸レール４３６４ａ／Ｙが一体に固定された連結部）の剛性が高められ、共振周波数が高くなっている。
In this embodiment, the three X-axis
なお、本実施形態では、ＸＹスライダ４３６０のＸ軸リニアガイド４３６４／Ｘ及びＹ軸リニアガイド４３６４／Ｙが間隔を空けて並べられているが、ＹＺスライダ４１６０のＹ軸リニアガイド４１６４／ＹやＺ軸リニアガイド４１６４／Ｚと同様に、Ｘ軸リニアガイド４３６４／Ｘ及びＹ軸リニアガイド４３６４／Ｙを略隙間無く並べる構成としてもよい。
In this embodiment, the X-axis
また、本実施形態の連結プレート４３６４ｃ、４２６４ｃ、４３６４ｃは、ステンレス鋼から形成されているが、より高い周波数の加振性能が必要な場合は、ジュラルミン等のアルミニウム合金やマグネシウム合金、炭素繊維複合材料等の軽量な構造材料を使用して２軸スライダのイナーシャを低減させてもよい。
In addition, the connecting
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。 図４５は、本発明の第５実施形態に係る加振装置５０００の外観図である。第５実施形態は、２軸スライダ（スライド連結機構）、可動部支持機構及び固定部支持機構において使用されるリニアガイドの構成並びに２軸スライダの構成が第１実施形態と相違する。以下の第５実施形態の説明では、主に第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。
Fifth Embodiment
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. Fig. 45 is an external view of a
先ず、Ｙ軸加振ユニット５２００と振動テーブル５４００とを連結するＺＸスライダ５２６０の構成について説明する。
First, we will explain the configuration of the
図４６は、ＺＸスライダ５２６０が取り付けられたＹ軸加振ユニット５２００の先端部を示した図である。ＺＸスライダ５２６０は、２つのＺ軸レール５２６４ａ／Ｚ、４つのＺ軸キャリッジ５２６４ｂ／Ｚ、４つのＸ軸キャリッジ５２６４ｂ／Ｘ、２つのＸ軸レール５２６４ａ／Ｘ及び連結アーム５２６２を備えている。連結アーム５２６２は、延長フレーム５２２４の天板５２２４ｂに固定された支持部材である。
Figure 46 shows the tip of the Y-
Ｚ軸方向に延びる２つのＺ軸レール５２６４ａ／Ｚは、Ｘ軸方向に所定の間隔を空けて配置され、連結アーム５２６２に固定されている。各Ｚ軸レール５２６４ａ／Ｚには、これとスライド可能に係合する２つのＺ軸キャリッジ５２６４ｂ／Ｚが装着されている。
Two Z-
また、Ｘ軸方向に延びる２つのＸ軸レール５２６４ａ／Ｘは、Ｚ軸方向に所定の間隔を空けて配置され、振動テーブル５４００（図４５）のＹ軸加振ユニット５２００と対向する側面に取り付けられている。各Ｘ軸レール５２６４ａ／Ｘには、これとスライド可能に係合する２つのＸ軸キャリッジ５２６４ｂ／Ｘが装着されている。
The two
各Ｚ軸キャリッジ５２６４ｂ／Ｚは、Ｘ軸キャリッジ５２６４ｂ／Ｘの一つとキャリッジ上面同士を重ね合わせた状態でボルトによって一体に固定され、クロスキャリッジ５２６４を形成している。
Each Z-
一対のＺ軸レール５２６４ａ／Ｚと一対のＸ軸レール５２６４ａ／Ｘは、井桁状に配置され、互いに交差する位置においてクロスキャリッジ５２６４によって連結されている。その結果、Ｙ軸加振ユニット５２００の可動部５２２０と振動テーブル５４００とが、Ｘ軸及びＺ軸方向の両方向にスライド可能に連結されている。
The pair of Z-
上述したように、本実施形態のＺＸスライダ５２６０は、それぞれ幅方向（Ｚ軸レール５２６４ａ／ＺにおいてはＸ軸方向、Ｘ軸レール５２６４ａ／ＸにおいてはＺ軸方向）に間隔を空けて配置された各一対のＺ軸レール５２６４ａ／Ｚ及びＸ軸レール５２６４ａ／Ｘを備えている。この構成により、各レールの延長軸周りの力のモーメントに対するＺＸスライダ５２６０の剛性が向上し、より高い周波数での加振が可能になる。
As described above, the
各レール対の配置間隔は、可能な限り広い方が有利である。本実施形態では、Ｘ軸レール５２６４ａ／Ｘの間隔は、振動テーブル５４００の高さによって制限されている。そのため、一方のＸ軸レール５２６４ａ／Ｘは振動テーブル５４００の側面の上端部に取り付けられ、他方のＸ軸レール５２６４ａ／Ｘは振動テーブル５４００の側面の上端部に取り付けられている。また、Ｚ軸レール５２６４ａ／Ｚの配置間隔は、Ｙ軸加振ユニット５２００の可動部５２２０（天板５２２４ｂ）の直径によって制限されている。そのため、図４６に示されるように、一対のＺ軸レール５２６４ａ／Ｚの間隔は、各Ｚ軸レール５２６４ａ／Ｚが可動部５２２０の外周面をＹ軸方向に延長した円柱面から外に出ない範囲で最大の間隔となっている。
It is advantageous for the spacing between each pair of rails to be as wide as possible. In this embodiment, the spacing between the
次に、Ｚ軸レール５２６４ａ／ＺとＺ軸キャリッジ５２６４ｂ／Ｚから構成されるＺ軸リニアガイド５２６４／Ｚの内部構造について説明する。なお、加振装置５０００で使用される他のリニアガイドも、Ｚ軸リニアガイド５２６４／Ｚと同一の構造を有している。
Next, the internal structure of the Z-axis
図４８は、ＺＸスライダ５２６０のＺ軸レール５２６４ａ／Ｚ及びＺ軸キャリッジ５２６４ｂ／Ｚを、Ｚ軸レール５２６４ａ／Ｚの長軸と垂直な一面（すなわちＸＹ平面）で切断した縦断面図である。また、図４９は、図４８のＩ－Ｉ矢視図である。本実施形態のＺ軸リニアガイド５２６４／Ｚは、転動体としてローラーを使用したものである。転動体としてローラーを使用することにより、高い位置精度と剛性が得られる。なお、転動体としてボールを使用したリニアガイドを使用することもできる。
Figure 48 is a longitudinal cross-sectional view of the Z-
図４８におけるＺ軸レール５２６４ａ／ＺのＹ軸方向両側面には、それぞれＺ軸方向に伸びる、断面が台形状の溝ＧＲが形成されている。また、図４８及び図４９に示すように、Ｚ軸キャリッジ５２６４ｂ／ＺにはＺ軸レール５２６４ａ／Ｚを囲むように、Ｚ軸方向に伸びる溝ＧＲが形成されている。溝ＧＲの各側壁には、Ｚ軸レール５２６４ａ／Ｚの溝ＧＲに沿って延びる突出部ＰＲが形成されている。突出部ＰＲには、Ｚ軸レール５２６４ａ／Ｚの台形状の溝ＧＲの各斜面と平行な、一対の斜面が形成されている。一対の溝ＧＲの合計４つの斜面と、対向する突出部ＰＲの斜面との間には、それぞれ隙間が形成されている。この４つの隙間には、それぞれ多数のステンレス鋼製のローラーＲＥ´（ＲＥ´ｈ、ＲＥ´ｉ、ＲＥ´ｊ、ＲＥ´ｋ）と、ローラーを回転自在に保持して連結する樹脂製のリテーナＲＴ´が収納されている。ローラーＲＥ´は、それぞれ溝ＧＲの斜面と突出部ＰＲの斜面とで挟み込まれて保持されている。
In FIG. 48, a groove GR with a trapezoidal cross section is formed on both side surfaces in the Y-axis direction of the Z-
また、Ｚ軸キャリッジ５２６４ｂ／Ｚの内部には、上記４つの隙間とそれぞれ平行に４つの無負荷経路［ローラー退避路］Ｑ´（Ｑ´ａ、Ｑ´ｂ、Ｑ´ｃ、Ｑ´ｄ）が形成されている。図４９に示すように、無負荷経路Ｑ´ａ、Ｑ´ｂ、Ｑ´ｃ、Ｑ´ｄは、その両端において、対応する隙間と連絡する。これにより、ローラーＲＥ´（ＲＥ´ｈ、ＲＥ´ｉ、ＲＥ´ｊ、ＲＥ´ｋ）及びリテーナＲＴ´を循環させるための循環路が形成される。
Furthermore, inside the Z-
Ｚ軸キャリッジ５２６４ｂ／ＺがＺ軸レール５２６４ａ／Ｚに対してＺ軸方向に移動すると、多数のローラーＲＥ´ｈ、ＲＥ´ｉ、ＲＥ´ｊ、ＲＥ´ｋがリテーナＲＴ´と共に各循環経路ＣＰ´ａ、ＣＰ´ｂ、ＣＰ´ｃ、ＣＰ´ｄ内をそれぞれ循環する。このため、Ｚ軸方向とは異なる方向に大荷重が加わっていたとしても、多数のローラーでキャリッジを支持可能であると共にローラーＲＥ´（ＲＥ´ｈ、ＲＥ´ｉ、ＲＥ´ｊ、ＲＥ´ｋ）が転がることによりＺ軸方向の抵抗が小さく保たれるので、Ｚ軸キャリッジ５２６４ｂ／ＺをＺ軸レール５２６４ａ／Ｚに対してスムーズに移動させることができる。
When the Z-
図４９に示すように、複数のローラー（例えばローラーＲＥ´ｋ）を連結するリテーナＲＴ´は、ローラーＲＥ´ｋ間に配置される複数のスペーサー部ＲＴｓ´と、複数のスペーサー部ＲＴｓ´を連結する一対のバンドＲＴｂ´を有している。各スペーサー部ＲＴｓ´の両端が一対のバンドＲＴｂ´にそれぞれ固定され、梯子状のリテーナＲＴ´が形成される。隣接する一対のスペーサー部ＲＴｓ´と一対のバンドＲＴｂ´とで囲まれた空間に各ローラーＲＥ´ｋが保持される。 As shown in FIG. 49, the retainer RT' that connects multiple rollers (e.g., roller RE'k) has multiple spacer portions RTs' that are arranged between the rollers RE'k, and a pair of bands RTb' that connect the multiple spacer portions RTs'. Both ends of each spacer portion RTs' are fixed to a pair of bands RTb', respectively, to form a ladder-shaped retainer RT'. Each roller RE'k is held in the space surrounded by an adjacent pair of spacer portions RTs' and a pair of bands RTb'.
また、ローラーＲＥ´ｋ間に硬度の低いリテーナＲＴ´のスペーサー部ＲＴｓ´を介在させることで、ローラーＲＥ´ｋ同士が非常に狭い接触面積で直接接触することによって生じる油膜切れや摩耗が防止され、摩擦抵抗が少なくなり、寿命も大幅に延びる。 In addition, by placing a spacer portion RTs' of a retainer RT' with low hardness between the rollers RE'k, oil film breakdown and wear caused by direct contact between the rollers RE'k over a very narrow contact area are prevented, frictional resistance is reduced, and the life span is significantly extended.
このようにＸ軸方向及びＺ軸方向に非常に小さな摩擦抵抗でスライド可能なＺＸスライダ５２６０を介してＹ軸加振ユニット５２００と振動テーブル５４００とを連結することにより、Ｘ軸加振ユニット５１００及びＺ軸加振ユニット５３００により振動テーブル５４００をＸ軸方向及びＺ軸方向に振動させても、振動テーブル５４００のＸ軸方向及びＺ軸方向の振動成分はＹ軸加振ユニット５２００へ伝達されることがない。また、Ｙ軸加振ユニット５２００の駆動によって、振動テーブル５４００がＺ軸方向及びＸ軸方向の力をほとんど受けることが無いため、クロストークの少ない加振が可能になる。
By connecting the Y-
また、Ｘ軸加振ユニット５１００と振動テーブル５４００とを連結するＹＺスライダ５１６０も、ＺＸスライダ５２６０と同一の構成を有しており、振動テーブル５４００は、Ｘ軸加振ユニット５１００の可動部に対してＹ軸方向及びＺ軸方向にスライド可能に連結されている。従って、やはりＹ軸加振ユニット５２００及びＺ軸加振ユニット５３００により振動テーブル５４００をＹ軸方向及びＺ軸方向に振動させても、振動テーブル５４００のＹ軸方向及びＺ軸方向の振動成分はＸ軸加振ユニット５１００へ伝達されることがない。また、Ｘ軸加振ユニット５１００の駆動によって、振動テーブル５４００がＹ軸方向及びＺ軸方向の力をほとんど受けることが無いため、クロストークの少ない加振が可能になる。
The
次に、Ｚ軸加振ユニット５３００と振動テーブル５４００とを連結するＸＹスライダ５３６０の構成について説明する。
Next, we will explain the configuration of the
図４７は、ＸＹスライダ５３６０近傍の側面図である。図５０は、Ｚ軸加振ユニット５３００の可動部５３２０の天板５３２４ｂｂに取り付けられるＸＹスライダ５３６０のレールの配置を説明する図である。
Figure 47 is a side view of the vicinity of the
ＸＹスライダ５３６０は、４つのクロスガイド３６４を備えている。このクロスガイド３６４（３６４Ｐ、３６４Ｓ）は、１つのＸ軸リニアガイド５３６４／Ｘ（５３６４／ＸＬ、５３６４／ＸＨ）と１つのＹ軸リニアガイド５３６４／Ｙ（５３６４／ＹＨ、５３６４／ＹＬ）を備えている。Ｘ軸リニアガイド５３６４／Ｘは、１つのＸ軸レール５３６４ａ／Ｘ（５３６４ａ／ＸＬ、５３６４ａ／ＸＨ）と１つのＸ軸キャリッジ５３６４ｂ／Ｘ（５３６４ｂ／ＸＬ、５３６４ｂ／ＸＨ）から構成され、Ｙ軸リニアガイド５３６４／Ｙは、１つのＹ軸レール５３６４ａ／Ｙ（５３６４ａ／ＹＨ、５３６４ａ／ＹＬ）と１つのＹ軸キャリッジ５３６４ｂ／Ｙ（５３６４ｂ／ＹＨ、５３６４ｂ／ＹＬ）から構成される。
The
Ｘ軸キャリッジ５３６４ｂ／ＸとＹ軸キャリッジ５３６４ｂ／Ｙは、キャリッジ上面同士を重ね合わせた状態でボルトによって一体に固定され、クロスキャリッジを形成している。このクロスキャリッジは、上述したＺＸスライダ５２６０のクロスキャリッジ５２６４と同一構成のものである。
The
クロスガイド３６４には、Ｘ軸リニアガイド５３６４／Ｘが振動テーブル５４００に取り付けられた第１の向きのクロスガイド３６４Ｐと、Ｙ軸リニアガイド５３６４／Ｙが振動テーブル５４００に取り付けられた第２の向きのクロスガイド３６４Ｓとが含まれる。クロスガイド３６４ＰのＸ軸レール５３６４ａ／ＸＬは天板５３２４ｂの上面に取り付けられ、Ｙ軸レール５３６４ａ／ＹＨは振動テーブル５４００の下面に取り付けられている。また、クロスガイド３６４ＳのＹ軸レール５３６４ａ／ＹＬは天板５３２４ｂの上面に取り付けられ、Ｘ軸レール５３６４ａ／ＸＨは振動テーブル５４００の下面に取り付けられている。すなわち、各クロスガイド３６４は、Ｚ軸加振ユニット５３００の可動部５３２０と振動テーブル５４００とを、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にスライド可能に連結している。
The
なお、天板５３２４ｂに取り付けられたＸ軸リニアガイド５３６４／Ｘ及びＹ軸リニアガイド５３６４／Ｙを、それぞれ低位Ｘ軸リニアガイド５３６４／ＸＬ（低位Ｘ軸レール５３６４ａ／ＸＬ、低位Ｘ軸キャリッジ５３６４ｂ／ＸＬ）及び低位Ｙ軸リニアガイド５３６４／ＹＬ（低位Ｙ軸レール５３６４ａ／ＹＬ、低位Ｙ軸キャリッジ５３６４ｂ／ＹＬ）と称する。また、振動テーブル５４００に取り付けられたＸ軸リニアガイド５３６４／Ｘ及びＹ軸リニアガイド５３６４／Ｙを、それぞれ高位Ｘ軸リニアガイド５３６４／ＸＨ（高位Ｘ軸レール５３６４ａ／ＸＨ、高位Ｘ軸キャリッジ５３６４ｂ／ＸＨ）及び高位Ｙ軸リニアガイド５３６４／ＹＨ（高位Ｙ軸レール５３６４ａ／ＹＨ、高位Ｙ軸キャリッジ５３６４ｂ／ＹＨ）と称する。
The X-axis
図５０に示されるように、４つのクロスガイド３６４は、略正方形状の天板５３２４ｂの上面の四隅に取り付けられている。また、クロスガイド３６４Ｐと３６４Ｓは、Ｚ軸加振ユニット５３００の中心軸Ａｘの周りに交互に配置されている。すなわち、クロスガイド３６４Ｐ及び３６４Ｓの配置は、中心軸Ａｘの周りに４回対称の回転対称性を有している。このクロスガイド５３６４の配置により、ＸＹスライダ５３６０の中心軸Ａｘ回りの質量分布が平準化されている。その結果、ＸＹスライダ５３６０のＸ軸方向とＹ軸方向の振動に対する応答特性がより均質なものとなっている。
As shown in FIG. 50, the four cross guides 364 are attached to the four corners of the upper surface of the approximately square top plate 5324b. The cross guides 364P and 364S are arranged alternately around the central axis Ax of the Z-
また、Ｘ軸キャリッジ５３６４ｂ／ＸとＹ軸キャリッジ５３６４ｂ／Ｙとは、取付穴の種類（Ｘ軸キャリッジ５３６４ｂ／Ｘには４つの貫通穴が形成され、Ｙ軸キャリッジ５３６４ｂ／Ｙには４つの螺子穴が形成されている。）を除いて、互いに同一の構造を有している。また、Ｘ軸レール５３６４ａ／ＸとＹ軸レール５３６４ａ／Ｙも同一のものである。各リニアガイド（Ｘ軸リニアガイド５３６４／Ｘ、Ｙ軸リニアガイド５３６４／Ｙ）は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで質量分布が異なる。しかしながら、これら２つを連結してクロスガイド５３６４とすることにより、Ｘ軸方向とＹ軸方向の質量分布が平準化される。この構成によっても、ＸＹスライダ５３６０のＸ軸方向とＹ軸方向の振動に対する応答特性がより均質なものとなっている。
The
また、各加振ユニット（Ｘ軸加振ユニット５１００、Ｙ軸加振ユニット５２００、Ｚ軸加振ユニット５３００）は、それぞれ一対の支持ユニット５１５０、２１０、３１０（固定部支持機構）を介して装置ベース５５００に取り付けられている。支持ユニット５１５０、２１０、３１０は、各加振ユニット５１００、５２００、５３００を弾性的に支持する弾性要素（コイルばね又は空気ばね）を備えた緩衝装置であり、各加振ユニットの加振方向における振動（特に高い周波数成分）の装置ベース５５００への伝達を抑制する。支持ユニット５１５０、５２５０、５３５０を介して各加振ユニット５１００、５２００、５３００を装置ベース５５００に取り付けることにより、加振ユニット５１００、５２００、５３００間の振動の伝達が抑制され、クロストークの少ない、より高精度の３軸加振が可能になる。
In addition, each vibration unit (
＜第６実施形態＞
次に本発明の第６実施形態について説明する。第６実施形態は、各動電型アクチュエータ（Ｘ軸方向及びＹ軸方向の各水平アクチュエータ、鉛直アクチュエータ６３００Ａ）の可動部のフレーム構造において第１実施形態と相違する。以下の第６実施形態の説明では、主に第１実施形態との相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する構成については説明を省略する。
Sixth Embodiment
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. The sixth embodiment differs from the first embodiment in the frame structure of the movable parts of each electrodynamic actuator (each horizontal actuator in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the
図５１は、本発明の第６実施形態に係る動電型３軸加振装置６０００（Ｚ軸加振ユニット６３００、振動テーブル４００、Ｘ軸カウンターバランス部６１０、Ｙ軸カウンターバランス部６２０及びＺ軸カウンターバランス部６３０のみを示す。）の正面図である。第６実施形態の鉛直アクチュエータ６３００Ａの可動部６３２０は、フレーム６３２２を備えている。
Figure 51 is a front view of an electrodynamic three-
図５２及び図５３は、それぞれフレーム６３２２の外観を示した斜視図である。図５２はフレーム６３２２を正面側（振動テーブル４００側）から見た図であり、図５３は背面側から見た図である。フレーム６３２２は、全体として、駆動方向（Ｚ軸方向）に延びる中心軸を有する略円柱状に形成されている。
Figures 52 and 53 are perspective views showing the appearance of the
本実施形態のフレーム６３２２は、アルミニウム合金の鋳造及び切削加工により形成されたものであるが、フレーム６３２２の材質及び加工方法はこれに限定されない。フレーム６３２２は、例えばステンレス鋼、チタン合金又はマグネシウム合金等のその他の金属材料、若しくは、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）や炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）等の樹脂材料から形成してもよい。また、フレーム６３２２は、溶接、溶着、接着、射出成形、３次元造形（３Ｄプリンター）等により一体に形成してもよい。
In this embodiment, the
フレーム６３２２は、駆動方向に延びる略円筒状の主柱６３２２ａと、主柱６３２２ａの外周面から放射状に延びる８枚の板状のリブ６３２２ｂ（６３２２ｂ１、６３２２ｂ２）と、正面側において８枚のリブ６３２２ｂの先端部を連結する円環状の正面周縁部６３２２ｃと、背面側において８枚のリブ６３２２ｂの先端部を連結する略円環状の背面周縁部６３２２ｄと、正面側において８枚のリブ６３２２ｂの半径方向（放射方向）における中間部分を連結する円筒状の中間連結部６３２２ｅを備えている。なお、主柱６３２２ａには、下方からロッド３２６（図８参照）が嵌入する。
The
正面周縁部６３２２ｃ、背面周縁部６３２２ｄ及び中間連結部６３２２ｅにより８枚のリブ６３２２ｂを環状に連結する構成を採用することにより、フレーム６３２２の高い剛性と軽量化の両立が可能になっている。また、中間連結部６３２２ｅを設けることにより、ベースプレート６３６２をより均一に（面的に）支持することが可能になっている。
By adopting a configuration in which the eight
フレーム６３２２（具体的には、リブ６３２２ｂ、正面周縁部６３２２ｃ及び中間連結部６３２２ｅ）の正面には、ベースプレート６３６２を取り付けるための複数のタップ穴６３２２ｆｔが形成されている。また、フレーム６３２２（具体的には、背面周縁部６３２２ｄ）の背面には、駆動コイル３２１を取り付けるための複数のねじ穴６３２２ｒｔが形成されている。
A plurality of tapped holes 6322ft are formed on the front surface of the frame 6322 (specifically, the
８枚のリブ６３２２ｂのうちの４枚のリブ６３２２ｂ１の端面（外周面）には可動部支持機構３４０のＺ軸レール３４４ａを取り付けるためのねじ穴６３２２ｂｔの列が形成されている。また、残りの４枚のリブ６３２２ｂ２の端面にはコイル取付部３２２ｄと嵌合する嵌合溝６３２２ｂｇが形成されている。リブ６３２２ｂ１とリブ６３２２ｂ２とは、周方向に交互に配置されている。
Of the eight
正面周縁部６３２２ｃの外周の正面側には、可動部支持機構３４０のＺ軸キャリッジ３４４ｂと干渉しないように、リブ６３２２ｂの近傍に凹部６３２２ｃａが形成されている。凹部６３２２ｃａの底面には、穴６３２２ｂｔの列に沿って、Ｚ軸レール３４４ａを水平方向に位置決めするための段差６３２２ｃｂが形成されている。リブ６３２２ｂ１の端面も、Ｚ軸レール３４４ａが取り付けられる正面側の部分が、凹部６３２２ｃａの底面と同じ深さまで主柱６３２２ａ側にオフセットして、レール取付面６３２２ｂｒが形成されている。また、リブ６３２２ｂ１の端面には、レール取付面６３２２ｂｒの境界において、Ｚ軸レール３４４ａを鉛直方向に位置決めするための段差６３２２ｂｓが形成されている。
A recess 6322ca is formed near the
上述した第１実施形態の可動部３２０は、メインフレーム３２２に延長フレーム３２４をボルトで連結した、２分割形（two-piece）のフレームを備えている。２分割形のフレーム構造を採用することにより、メインフレーム３２２のみを有する標準仕様の動電型アクチュエータに可動部支持機構３４０を追加装備することが可能となっている。
The
しかしながら、２分割形のフレーム構造は、２つの部分（メインフレーム３２２、延長フレーム３２４）を連結する構造が必要になり、また、フレーム全体の構造を最適化することができない（すなわち、既存のメインフレーム３２２を前提とした設計にせざるを得ない）ため、フレームの重量を大きくし、重量バランスを崩していた。その結果、２分割形のフレーム構造が、動電型アクチュエータの加振性能を制限する一因となっていた。また、２分割形のフレームは、２つの部分を連結する工程を必要とし、組み立てに多くの工数を要した。
However, the two-piece frame structure requires a structure for connecting the two parts (
本実施形態においては、第１実施形態のメインフレーム３２２及び拡張フレーム３２４に換えて、一体形（one-piece）のフレーム６３２２が使用される。この構成により、フレームの複数部分を連結するための構造を設ける必要が無くなり、また、設計の自由度を高めることができるため、より軽量で、より剛性が高く、より重量バランスが良好で、より少ない工数で組み立て可能なフレーム６３２２が実現する。
In this embodiment, a one-
なお、第１実施形態では、拡張フレーム３２４にＸＹスライダ３６０を取り付けるための天板３２２ｂ（本実施形態のベースプレート６３６２に相当する。）が一体に形成されているが、本実施形態では、フレーム６３２２とベースプレート６３６２が別部材となっている。これにより、ＸＹスライダ３６０の設計に応じてフレーム６３２２の設計を変える必要が無くなり、フレーム６３２２の設計及び製造の管理が容易になる。また、第１実施形態と同様に、フレーム６３２２とベースプレート６３６２とを一体化してもよい。
In the first embodiment, the
なお、本実施形態のフレーム６３２２は、第１～第５実施形態に適用することもできる。
The
以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、特許請求の範囲の記載により表現された技術的思想の範囲内において様々な変形が可能である。例えば本明細書中に例示的に明示された実施形態等の構成及び／又は本明細書中の記載から当業者に自明な実施形態等の構成を適宜組み合わせた構成も本願の実施形態に含まれる。 The above is a description of exemplary embodiments of the present invention. The embodiments of the present invention are not limited to those described above, and various modifications are possible within the scope of the technical ideas expressed by the description of the claims. For example, the embodiments of the present application also include configurations that appropriately combine configurations of the embodiments etc. that are explicitly shown as examples in this specification and/or configurations of the embodiments etc. that are obvious to a person skilled in the art from the description in this specification.
上記の各実施形態は、本発明を動電型の加振装置に適用した例であるが、本発明はこの構成に限定されず、他の方式の加振ユニット（例えば、回転電動機や油圧回転モータと送りねじ機構等の回転－直動変換機構とを組み合わせた直動加振ユニット、リニアモータ等）を使用した加振装置にも本発明を適用することができる。例えば、特許文献１に記載のサーボモータとボールねじ機構を使用した加振ユニットに本発明を適用することができる。
The above embodiments are examples of the present invention being applied to an electrodynamic vibration device, but the present invention is not limited to this configuration, and the present invention can also be applied to vibration devices using other types of vibration units (for example, linear motors, linear motion vibration units that combine a rotary electric motor or hydraulic rotary motor with a rotary-linear motion conversion mechanism such as a feed screw mechanism, etc.). For example, the present invention can be applied to a vibration unit that uses a servo motor and a ball screw mechanism as described in
また、上記の各実施形態は、動電型３軸同時加振装置に本発明を適用した例であるが、当然ながら本発明は１軸又は２軸の加振装置にも適用することができる。 In addition, the above embodiments are examples of applying the present invention to an electrodynamic three-axis simultaneous vibration device, but the present invention can naturally also be applied to one-axis or two-axis vibration devices.
また、第１実施形態では、支持ユニット３５０（固定部支持機構）の振動を減衰する緩衝手段として空気ばねが使用されているが、防振効果のある他の種類のばね（例えば鋼製のコイルばね）や弾性体（防振ゴム等）を使用する構成とすることもできる。 In addition, in the first embodiment, an air spring is used as a cushioning means for damping vibrations of the support unit 350 (fixed part support mechanism), but it is also possible to use other types of springs (e.g., steel coil springs) or elastic bodies (such as vibration-isolating rubber) that have a vibration-isolating effect.
スライド連結機構の各軸のリニアガイドの数（１本、２本、３本、４本、５本以上）や配置は、振動テーブルの大きさ、供試体の大きさや質量分布、試験条件（周波数、振幅）等に応じて、適宜選択される。また、第１実施形態のＸＹスライダ３６０や、第３実施形態のＹＺスライダ２１６０、ＺＸスライダ２２６０、ＸＹスライダ２３６０が備えるクロスガイドの数も、９つに限らず、振動テーブルの大きさや供試体の荷重、試験条件等に応じて、３つ以上の任意の数量とすることができる。
The number (1, 2, 3, 4, 5 or more) and arrangement of linear guides for each axis of the slide connection mechanism are appropriately selected depending on the size of the vibration table, the size and mass distribution of the test specimen, the test conditions (frequency, amplitude), etc. Furthermore, the number of cross guides provided on the
上記の各実施形態（但し、第５実施形態を除く。）では、リニアガイドの転動体としてボールＲＥ（玉）が使用されているが、ローラ（ころ）を転動体として使用してもよい。 In each of the above embodiments (except for the fifth embodiment), balls RE are used as the rolling elements of the linear guide, but rollers may also be used as the rolling elements.
上記の各実施形態（但し、第５実施形態を除く。）では、リニアガイドに８条の負荷経路が形成されているが、５条、６条、７条又は９条以上の多数の負荷経路を設けてもよい。また、上記の各実施形態（但し、第５実施形態を除く。）のリニアガイドには、近接して形成された経路対が複数対設けられているが、必ずしも経路対を基本単位として負荷経路を設ける必要はない。複数の負荷経路を均等な間隔で設けてもよいし、あるいは全く不均等な間隔で設けてもよい。なお、従来の４条の負荷経路を有する４条列型のリニアガイドを使用することも可能である。 In each of the above embodiments (excluding the fifth embodiment), the linear guide has eight load paths, but five, six, seven, or nine or more load paths may be provided. In addition, the linear guide in each of the above embodiments (excluding the fifth embodiment) has multiple pairs of paths formed close to each other, but it is not necessary to provide load paths with a path pair as the basic unit. Multiple load paths may be provided at equal intervals, or may be provided at completely unequal intervals. It is also possible to use a four-row linear guide with a conventional four-row load path.
上記の各実施形態では、鉛直方向をＺ軸方向と称しているが、鉛直方向をＹ軸方向又はＸ軸方向と称しても良い。また、各加振方向を水平方向又は垂直方向とすることが望ましいが、３軸の加振方向の２軸以上を非垂直且つ非水平な方向となるように加振装置を配置してもよい。 In each of the above embodiments, the vertical direction is referred to as the Z-axis direction, but the vertical direction may also be referred to as the Y-axis direction or the X-axis direction. In addition, it is preferable that each vibration direction is horizontal or vertical, but the vibration device may be arranged so that two or more of the three vibration axes are non-vertical and non-horizontal.
上記の各実施形態では、クロスガイドが直交２方向に等間隔に正方格子状に配置されているが、六方格子状に配置（正三角形配列）してもよい。例えば、ＸＹスライダにおいて、ＸＹ平面上の正三角形の周期構造（単位格子）の重心に第１の向きのクロスガイドを配置し、該正三角形の各頂点に第２の向きのクロスガイドを配置する構成とすることができる。 In each of the above embodiments, the cross guides are arranged in a square lattice at equal intervals in two perpendicular directions, but they may also be arranged in a hexagonal lattice (equilateral triangle arrangement). For example, in an XY slider, a cross guide in a first orientation can be arranged at the center of gravity of an equilateral triangular periodic structure (unit lattice) on the XY plane, and cross guides in a second orientation can be arranged at each vertex of the equilateral triangle.
上記の第１実施形態では、被加振物を振動テーブル４００内に出し入れするための開口が箱部４００ａの上面に形成されているが、この開口を箱部の側面に設けてもよい。 In the first embodiment described above, an opening for inserting and removing the object to be vibrated into the vibration table 400 is formed on the top surface of the box portion 400a, but this opening may also be provided on the side surface of the box portion.
上記の第１実施形態では、振動テーブル４００に被加振物を取り付けるための雌螺子４２１や貫通穴４３２、４４２が設けられているが、被加振物を取り付けるための他の種類の取付構造（例えば、固定バンド、クランプ、電磁石等）を振動テーブル４００に設けても良い。
In the first embodiment described above, the vibration table 400 is provided with a
上記の第１実施形態は、本発明を動電型の加振装置に適用した例であるが、本発明はこの構成に限定されず、他の種類の加振ユニット（例えば、回転電動機や油圧回転モータと送りねじ機構等の回転－直動変換機構とを組み合わせた直動加振ユニット、リニアモータ、油圧シリンダ等）を使用した加振装置にも本発明を適用することができる。 The above first embodiment is an example of the application of the present invention to an electrodynamic vibration device, but the present invention is not limited to this configuration, and the present invention can also be applied to vibration devices that use other types of vibration units (for example, linear motion vibration units that combine a rotary electric motor or hydraulic rotary motor with a rotary-linear motion conversion mechanism such as a feed screw mechanism, linear motors, hydraulic cylinders, etc.).
また、上記の第１実施形態の加振装置１は、２軸加振装置に本発明を適用した例であるが、本発明は１軸及び３軸加振装置に適用することもできる。
The
上記の各実施形態は、本発明を動電型の加振装置に適用した例であるが、本発明はこの構成に限定されず、他の方式の加振ユニット（例えば、回転電動機や油圧回転モータと送りねじ機構等の回転－直動変換機構とを組み合わせた直動加振ユニット、リニアモータ等）を使用した加振装置にも本発明を適用することができる。例えば、国際公開第２００９／０１１４３３号に記載のサーボモータとボールねじ機構を使用した加振ユニットに本発明を適用することができる。 The above embodiments are examples of the application of the present invention to an electrodynamic vibration device, but the present invention is not limited to this configuration, and the present invention can also be applied to vibration devices using other types of vibration units (for example, linear motors, linear motion vibration units that combine a rotary electric motor or hydraulic rotary motor with a rotary-linear motion conversion mechanism such as a feed screw mechanism, etc.). For example, the present invention can be applied to a vibration unit using a servo motor and a ball screw mechanism as described in International Publication No. 2009/011433.
また、上記の各実施形態は、動電型３軸同時加振装置に本発明を適用した例であるが、当然ながら本発明は１軸又は２軸の加振装置にも適用することができる。 In addition, the above embodiments are examples of applying the present invention to an electrodynamic three-axis simultaneous vibration device, but the present invention can naturally also be applied to one-axis or two-axis vibration devices.
また、第１実施形態では、支持ユニット３５０（固定部支持機構）の振動を減衰する緩衝手段として空気ばねが使用されているが、防振効果のある他の種類のばね（例えば鋼製のコイルばね）や弾性体（防振ゴム等）を使用する構成とすることもできる。 In addition, in the first embodiment, an air spring is used as a cushioning means for damping vibrations of the support unit 350 (fixed part support mechanism), but it is also possible to use other types of springs (e.g., steel coil springs) or elastic bodies (such as vibration-isolating rubber) that have a vibration-isolating effect.
スライド連結機構の各軸のリニアガイドの数（１本、２本、３本、４本、５本以上）や配置は、振動テーブルの大きさ、供試体の大きさや質量分布、試験条件（周波数、振幅）等に応じて、適宜選択される。また、第１実施形態のＸＹスライダ３６０や、第３実施形態のＹＺスライダ２１６０、ＺＸスライダ２２６０、ＸＹスライダ２３６０が備えるクロスガイドの数も、９つに限らず、振動テーブルの大きさや供試体の荷重、試験条件等に応じて、３つ以上の任意の数量とすることができる。
The number (1, 2, 3, 4, 5 or more) and arrangement of linear guides for each axis of the slide connection mechanism are appropriately selected depending on the size of the vibration table, the size and mass distribution of the test specimen, the test conditions (frequency, amplitude), etc. Furthermore, the number of cross guides provided on the
上記の実施形態では、リニアガイドの転動体としてボールＲＥ（玉）が使用されているが、ローラ（ころ）を転動体として使用してもよい。 In the above embodiment, balls RE (beads) are used as the rolling elements of the linear guide, but rollers may also be used as the rolling elements.
上記の実施形態では、リニアガイドに８条の負荷経路が形成されているが、５条、６条、７条又は９条以上の多数の負荷経路を設けてもよい。また、上記の実施形態のリニアガイドには、近接して形成された経路対が複数対設けられているが、必ずしも経路対を基本単位として負荷経路を設ける必要はない。複数条の負荷経路を均等な間隔で設けてもよいし、あるいは全く不均等な間隔で設けてもよい。 In the above embodiment, the linear guide has eight load paths, but five, six, seven, nine or more load paths may be provided. Also, the linear guide in the above embodiment has multiple pairs of paths formed close to each other, but it is not necessary to provide load paths with a path pair as the basic unit. Multiple load paths may be provided at equal intervals, or may be provided at completely unequal intervals.
また、上述した各実施形態の構成要素の一部を除いたもの、上述した各実施形態を複数組み合わせたもの、及び、上述した二以上の実施形態の構成要素の一部又は全部を組み合わせたものも、本発明の範囲に含まれる。 Furthermore, the scope of the present invention also includes those in which some of the components of each of the above-mentioned embodiments are omitted, those in which multiple combinations of each of the above-mentioned embodiments are combined, and those in which some or all of the components of two or more of the above-mentioned embodiments are combined.
＜概括＞
以下、上述した本発明の実施形態を概括する。
<Summary>
The above-mentioned embodiment of the present invention will be summarized below.
本発明の一実施形態に係る加振装置は、振動テーブルと、振動テーブルをＸ軸方向に加振するＸ軸加振ユニットと、振動テーブルとＸ軸加振ユニットとをＸ軸方向と垂直なＹ軸方向にスライド可能に連結するＹ軸リニアガイドウェイと、を備え、Ｙ軸リニアガイドウェイが、Ｙ軸方向に延びるＹ軸レールと、Ｙ軸レール上を転動可能な複数の転動体と、複数の転動体を介してＹ軸レール上を走行可能なＹ軸キャリッジと、を備え、Ｙ軸キャリッジとＹ軸レールとの間に、それぞれ複数の転動体が転動する５条以上の複数条の負荷経路が形成されたものである。 The vibration device according to one embodiment of the present invention comprises a vibration table, an X-axis vibration unit that vibrates the vibration table in the X-axis direction, and a Y-axis linear guideway that connects the vibration table and the X-axis vibration unit so that they can slide in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis direction. The Y-axis linear guideway comprises a Y-axis rail extending in the Y-axis direction, a plurality of rolling elements that can roll on the Y-axis rail, and a Y-axis carriage that can run on the Y-axis rail via the plurality of rolling elements. Five or more load paths, each with a plurality of rolling elements rolling on it, are formed between the Y-axis carriage and the Y-axis rail.
この構成によれば、リニアガイドの剛性及び運動精度が向上し、振動ノイズを低減させることが可能になる。 This configuration improves the rigidity and movement precision of the linear guide, making it possible to reduce vibration noise.
上記の加振装置において、負荷経路が８条形成された構成としてもよい。 The above vibration device may be configured with eight load paths.
この構成によれば、リニアガイドの剛性及び運動精度が顕著に向上し、例えば２ｋＨｚ以上の周波数領域での多軸同時加振を可能にする程度にまで振動ノイズを低減させることが可能になる。 This configuration significantly improves the rigidity and movement precision of the linear guide, and makes it possible to reduce vibration noise to a level that allows simultaneous multi-axis excitation in the frequency range of, for example, 2 kHz or higher.
上記の加振装置において、Ｙ軸キャリッジに、複数条の負荷経路のそれぞれに対応する複数条の無負荷経路が形成され、負荷経路と無負荷経路の各対が両端同士で連結して、転動体が循環する循環経路が形成された構成としてもよい。 In the above vibration device, the Y-axis carriage may be formed with multiple unloaded paths corresponding to the multiple loaded paths, and each pair of loaded and unloaded paths may be connected at both ends to form a circulation path through which the rolling elements circulate.
上記の加振装置において、Ｙ軸リニアガイドウェイが、転動体と共に循環経路に沿って循環し、該転動体同士の接触を防ぐ、リテーナを備えた構成としてもよい。 In the above vibration device, the Y-axis linear guideway may be configured with a retainer that circulates along the circulation path together with the rolling elements and prevents the rolling elements from contacting each other.
上記の加振装置において、Ｙ軸キャリッジの長さＬが、７０－１６０ｍｍの範囲内である構成としてもよい。 In the above vibration device, the length L of the Y-axis carriage may be configured to be within the range of 70-160 mm.
上記の加振装置において、Ｙ軸キャリッジの長さＬが、９０－１４０ｍｍの範囲内である構成としてもよい。 In the above vibration device, the length L of the Y-axis carriage may be configured to be within the range of 90-140 mm.
上記の加振装置において、Ｙ軸キャリッジの長さＬが、１１０－１３０ｍｍの範囲内である構成としてもよい。 In the above vibration device, the length L of the Y-axis carriage may be configured to be within the range of 110-130 mm.
上記の加振装置において、Ｙ軸キャリッジの長さＬと幅Ｗとの比であるアスペクト比Ｌ／Ｗが、０．６５－１．５の範囲内である構成としてもよい。 In the above vibration device, the aspect ratio L/W, which is the ratio of the length L to the width W of the Y-axis carriage, may be within the range of 0.65-1.5.
上記の加振装置において、Ｙ軸キャリッジの長さＬと幅Ｗとの比であるアスペクト比Ｌ／Ｗが、０．７－１．４の範囲内である構成としてもよい。 In the above vibration device, the aspect ratio L/W, which is the ratio of the length L to the width W of the Y-axis carriage, may be within the range of 0.7-1.4.
上記の加振装置において、Ｙ軸キャリッジの長さＬと幅Ｗとの比であるアスペクト比Ｌ／Ｗが、０．７５－１．３５の範囲内である構成としてもよい。 In the above vibration device, the aspect ratio L/W, which is the ratio of the length L to the width W of the Y-axis carriage, may be within the range of 0.75-1.35.
上記の加振装置において、転動体がボール又はローラーである構成としてもよい。 In the above vibration device, the rolling elements may be balls or rollers.
上記の加振装置において、Ｙ軸レールにＹ軸方向に延びる複数条の溝Ｇａが形成され、Ｙ軸キャリジにおける複数条の溝Ｇａのそれぞれと対向する位置に、Ｙ軸方向に延びる複数条の溝Ｇｂが形成され、互いに向かい合う溝Ｇａと溝Ｇｂの対により負荷経路が形成された構成としてもよい。 In the above vibration device, multiple grooves Ga extending in the Y-axis direction are formed in the Y-axis rail, and multiple grooves Gb extending in the Y-axis direction are formed in the Y-axis carriage at positions opposite each of the multiple grooves Ga, and a load path is formed by pairs of grooves Ga and Gb facing each other.
上記の加振装置において、Ｙ軸リニアガイドウェイが、互いに近接して形成された一対の負荷経路からなる負荷経路対を４対有し、負荷経路対が、Ｙ軸レールの一方の側面、他方の側面及び上面の両側面寄りにそれぞれ形成された構成としてもよい。 In the above vibration device, the Y-axis linear guideway may have four pairs of load paths each formed close to one another, and the load path pairs may be formed near one side, the other side, and both sides of the top surface of the Y-axis rail.
上記の加振装置において、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直なＺ軸方向が鉛直方向であり、振動テーブルとＸ軸加振ユニットとをＹ軸方向にスライド可能に連結する第１連結機構を備え、第１連結機構が、Ｚ軸方向に間隔を空けて配置された一対のＹ軸リニアガイドウェイを備えた構成としてもよい。 In the above vibration device, the Z-axis direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction is the vertical direction, and a first connecting mechanism is provided that connects the vibration table and the X-axis vibration unit so that they can slide in the Y-axis direction, and the first connecting mechanism may be configured to include a pair of Y-axis linear guideways spaced apart in the Z-axis direction.
上記の加振装置において、被加振物を振動テーブルに取り付けたときに、Ｘ軸方向と垂直な投影平面上への被加振物の重心の投影が、該投影平面上へのＸ軸加振ユニットの可動部の投影に含まれるように構成された構成としてもよい。 The above vibration device may be configured so that when the object to be vibrated is attached to the vibration table, the projection of the center of gravity of the object to be vibrated onto a projection plane perpendicular to the X-axis direction is included in the projection of the movable part of the X-axis vibration unit onto the projection plane.
上記の加振装置において、テーブルと、振動テーブルを第１の方向に加振する第１アクチュエータと、振動テーブルと第１アクチュエータとを、第１の方向と直交する第２の方向にスライド可能に連結する第１スライド連結機構と、第１スライド連結機構を振動テーブルに取り付けることによって生じる被加振部のアンバランスを補償する、振動テーブルに取り付けられたカウンターバランス部と、を備えた構成としてもよい。 The above vibration device may be configured to include a table, a first actuator that vibrates the vibration table in a first direction, a first slide connection mechanism that connects the vibration table and the first actuator so that the vibration table and the first actuator can slide in a second direction perpendicular to the first direction, and a counterbalance unit attached to the vibration table that compensates for the imbalance of the vibrated part caused by attaching the first slide connection mechanism to the vibration table.
また、本発明の別の一実施形態に係る加振装置は、振動テーブルと、振動テーブルを第１の方向に加振する第１アクチュエータと、振動テーブルと第１アクチュエータとを、第１の方向と直交する第２の方向にスライド可能に連結する第１スライド連結機構と、第１スライド連結機構を振動テーブルに取り付けることによって生じる被加振部のアンバランスを補償する、振動テーブルに取り付けられたカウンターバランス部と、を備えたものである。 A vibration device according to another embodiment of the present invention includes a vibration table, a first actuator that vibrates the vibration table in a first direction, a first slide connection mechanism that connects the vibration table and the first actuator so that the vibration table and the first actuator can slide in a second direction perpendicular to the first direction, and a counterbalance unit attached to the vibration table that compensates for the imbalance of the vibrated part caused by attaching the first slide connection mechanism to the vibration table.
従来の加振装置は、振動テーブルの基準点（例えば振動テーブルの上面中央）に対しては十分に高い精度の加振が可能であるが、振動テーブル上の位置によって振動の状態にばらつきがあるため、基準点以外の位置では加振精度が不十分なものとなっていた。この構成によれば、振動テーブル上の振動のばらつきを低減することが可能になり、基準点以外の位置においても十分な加振精度を得ることが可能になる。 Conventional vibration devices are capable of vibrating with a sufficiently high degree of accuracy on a reference point on the vibration table (e.g., the center of the top surface of the vibration table), but because the state of vibration varies depending on the position on the vibration table, the vibration accuracy is insufficient at positions other than the reference point. With this configuration, it is possible to reduce the variation in vibration on the vibration table, and it is possible to obtain sufficient vibration accuracy even at positions other than the reference point.
上記の加振装置において、カウンターバランス部が、錘部と、緩衝部と、を有し、錘部が、緩衝部を介して、振動テーブルに固定された構成としてもよい。 In the above vibration device, the counterbalance unit may have a weight unit and a buffer unit, and the weight unit may be fixed to the vibration table via the buffer unit.
上記の加振装置において、錘部が平板状である構成としてもよい。 In the above vibration device, the weight portion may be configured to be flat.
上記の加振装置において、緩衝部がシート状である構成としてもよい。 In the above vibration device, the buffer part may be configured in a sheet shape.
上記の加振装置において、緩衝部が、エラストマーを含む構成としてもよい。 In the vibration device described above, the buffer section may be configured to include an elastomer.
上記の加振装置において、緩衝部が、錘部を振動テーブルから離して支持するスペーサーを有する構成としてもよい。 In the above vibration device, the buffer section may have a spacer that supports the weight section away from the vibration table.
上記の加振装置において、カウンターバランス部が、錘部を固定する複数のボルトを備え、複数のボルトによる固定間隔が１００ｍｍ以下である構成としてもよい。 In the above vibration device, the counterbalance unit may be configured to include multiple bolts that secure the weight unit, and the bolts may be fixed at intervals of 100 mm or less.
上記の加振装置において、固定間隔が５０ｍｍ以下である構成としてもよい。 The vibration device may be configured so that the fixed interval is 50 mm or less.
上記の加振装置において、緩衝部が、第１錘部と、振動テーブルと第１錘部とで挟まれた第１緩衝部と、第２錘部と、第１錘部と第２錘部とで挟まれた第２緩衝部と、を有する構成としてもよい。 In the above vibration device, the buffer section may be configured to have a first weight section, a first buffer section sandwiched between the vibration table and the first weight section, a second weight section, and a second buffer section sandwiched between the first weight section and the second weight section.
上記の加振装置において、緩衝部が、第３錘部と、第２錘部と第３錘部とで挟まれた第３緩衝部と、を有する構成としてもよい。 In the above vibration device, the buffer section may be configured to have a third weight section and a third buffer section sandwiched between the second weight section and the third weight section.
上記の加振装置において、第１錘部が第１ボルトによって振動テーブルに固定され、第２錘部が第２ボルトによって第１錘部に固定され、第３錘部が第３ボルトによって第２錘部に固定された構成としてもよい。 In the above vibration device, the first weight portion may be fixed to the vibration table by a first bolt, the second weight portion may be fixed to the first weight portion by a second bolt, and the third weight portion may be fixed to the second weight portion by a third bolt.
また、本発明の更に別の一実施形態に係る加振装置は、第Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向が互いに直交する３軸方向であり、振動テーブルと、振動テーブルをＸ軸方向に加振するＸ軸アクチュエータと、振動テーブルをＹ軸方向に加振するＹ軸アクチュエータと、振動テーブルをＺ軸方向に加振するＺ軸アクチュエータと、振動テーブルとＸ軸アクチュエータとを、Ｙ軸及びＺ軸方向にスライド可能に連結するＹＺスライド連結機構と、振動テーブルとＹ軸アクチュエータとを、Ｚ軸及びＸ軸方向にスライド可能に連結するＺＸスライド連結機構と、振動テーブルとＺ軸アクチュエータとを、Ｘ軸及びＹ軸方向にスライド可能に連結するＸＹスライド連結機構と、ＹＺスライド連結機構を振動テーブルに取り付けることによって生じる被加振部のアンバランスを補償する、振動テーブルに取り付けられたＸ軸カウンターバランス部と、ＺＸスライド連結機構を振動テーブルに取り付けることによって生じる被加振部のアンバランスを補償する、振動テーブルに取り付けられたＹ軸カウンターバランス部と、ＸＹスライド連結機構を振動テーブルに取り付けることによって生じる被加振部のアンバランスを補償する、振動テーブルに取り付けられたＺ軸カウンターバランス部と、を備えた構成としてもよい。 In addition, a vibration device according to yet another embodiment of the present invention has three axial directions, in which the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are perpendicular to one another, and includes a vibration table, an X-axis actuator that vibrates the vibration table in the X-axis direction, a Y-axis actuator that vibrates the vibration table in the Y-axis direction, a Z-axis actuator that vibrates the vibration table in the Z-axis direction, a YZ slide connection mechanism that connects the vibration table and the X-axis actuator so as to be slidable in the Y-axis and Z-axis directions, a ZX slide connection mechanism that connects the vibration table and the Y-axis actuator so as to be slidable in the Z-axis and X-axis directions, and a ZX slide connection mechanism that connects the vibration table and the Z-axis actuator so as to be slidable in the X-axis and Y-axis directions. The configuration may include an XY slide connection mechanism that connects the vibrating table slidably in the X-axis direction, an X-axis counterbalance unit attached to the vibration table that compensates for the imbalance of the vibrated part caused by attaching the YZ slide connection mechanism to the vibration table, a Y-axis counterbalance unit attached to the vibration table that compensates for the imbalance of the vibrated part caused by attaching the ZX slide connection mechanism to the vibration table, and a Z-axis counterbalance unit attached to the vibration table that compensates for the imbalance of the vibrated part caused by attaching the XY slide connection mechanism to the vibration table.
この構成によれば、加振によって被加振物に加わる力のモーメントを抑制することにより、より高精度の加振が可能になる。 This configuration enables more precise vibration by suppressing the force moment applied to the object being vibrated.
上記の加振装置において、ＸＹスライド連結機構が、Ｘ軸方向の直線運動を案内するＸ軸リニアガイドウェイと、Ｙ軸方向の直線運動を案内するＹ軸リニアガイドウェイと、を備え、振動テーブルとＺ軸アクチュエータとが、Ｘ軸リニアガイドウェイ及びＹ軸リニアガイドウェイを介して連結された構成としてもよい。 In the above vibration device, the XY slide connection mechanism may include an X-axis linear guideway that guides linear motion in the X-axis direction and a Y-axis linear guideway that guides linear motion in the Y-axis direction, and the vibration table and the Z-axis actuator may be connected via the X-axis linear guideway and the Y-axis linear guideway.
上記の加振装置において、Ｘ軸リニアガイドウェイが、Ｘ軸方向に延びるＸ軸レールと、Ｘ軸レールとＸ軸方向にスライド可能に係合するＸ軸キャリッジと、を備え、Ｙ軸リニアガイドウェイが、Ｙ軸方向に延びるＹ軸レールと、Ｙ軸レールとＹ軸方向にスライド可能に係合するＹ軸キャリッジと、を備えた構成としてもよい。 In the above vibration device, the X-axis linear guideway may include an X-axis rail extending in the X-axis direction and an X-axis carriage that engages with the X-axis rail so as to be slidable in the X-axis direction, and the Y-axis linear guideway may include a Y-axis rail extending in the Y-axis direction and a Y-axis carriage that engages with the Y-axis rail so as to be slidable in the Y-axis direction.
上記の加振装置において、Ｘ軸キャリッジとＸ軸レールとの間に、それぞれ複数の転動体が転動する８条の負荷経路が形成された構成としてもよい。 The above vibration device may be configured such that eight load paths, each with multiple rolling elements rolling thereon, are formed between the X-axis carriage and the X-axis rail.
上記の加振装置において、Ｙ軸キャリッジがＸ軸キャリッジに固定されることにより、Ｘ軸リニアガイドウェイとＹ軸リニアガイドウェイが連結してクロスガイドを形成し、クロスガイドのＸ軸レール及びＹ軸レールの一方が振動テーブルに取り付けられ、他方がＸ軸アクチュエータに取り付けられた構成としてもよい。 In the above vibration device, the Y-axis carriage may be fixed to the X-axis carriage, so that the X-axis linear guideway and the Y-axis linear guideway are connected to form a cross guide, and one of the X-axis rail and the Y-axis rail of the cross guide may be attached to the vibration table, and the other may be attached to the X-axis actuator.
上記の加振装置において、ＸＹスライド連結機構が、複数のクロスガイドを備え、複数のクロスガイドが、Ｘ軸レールが振動テーブルに取り付けられた第１の向きのクロスガイドと、Ｙ軸レールが振動テーブルに取り付けられた第２の向きのクロスガイドと、を含む構成としてもよい。 In the above vibration device, the XY slide connection mechanism may be provided with multiple cross guides, and the multiple cross guides may be configured to include a cross guide in a first orientation in which the X-axis rail is attached to the vibration table, and a cross guide in a second orientation in which the Y-axis rail is attached to the vibration table.
上記の加振装置において、ＸＹスライド連結機構が、複数の第１の向きのクロスガイドと、複数の第２の向きのクロスガイドと、を備え、複数の第１の向きのクロスガイドと複数の第２の向きのクロスガイドが、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向において交互に配置された構成としてもよい。 In the above vibration device, the XY slide connection mechanism may be configured to include a plurality of cross guides in a first orientation and a plurality of cross guides in a second orientation, and the plurality of cross guides in the first orientation and the plurality of cross guides in the second orientation may be arranged alternately in two directions, the X-axis direction and the Y-axis direction.
上記の加振装置において、ＸＹスライド連結機構が、第１の向きのクロスガイドと第２の向きのクロスガイドを同数備えた構成としてもよい。 In the above vibration device, the XY slide connection mechanism may be configured to have the same number of cross guides in the first direction and the same number of cross guides in the second direction.
上記の加振装置において、複数のクロスガイドが、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に格子状に配置された構成としてもよい。 In the above vibration device, multiple cross guides may be arranged in a grid pattern in the X-axis and Y-axis directions.
また、本発明の更に別の一実施形態に係る加振装置は、振動テーブルと、振動テーブルを第１の方向に加振する第１アクチュエータと、振動テーブルと第１アクチュエータとを、第１の方向と直交する第２の方向にスライド可能に連結する第１スライド連結機構と、を備え、振動テーブルには予め所定のアンバランスが付与されていて、第１スライド連結機構の一部及び振動テーブルを含む被加振部の重心が振動テーブルの中心に一致するものである。 In addition, a vibration device according to yet another embodiment of the present invention includes a vibration table, a first actuator that vibrates the vibration table in a first direction, and a first slide connection mechanism that connects the vibration table and the first actuator so that the vibration table can slide in a second direction perpendicular to the first direction, and a predetermined imbalance is given to the vibration table in advance, so that the center of gravity of the vibrated part including a part of the first slide connection mechanism and the vibration table coincides with the center of the vibration table.
この構成によれば、被加振物を振動テーブルに取り付けたときに被加振部（被加振物、振動テーブル、第１スライド連結機構の振動テーブルに固定された部分を含む）の重心が振動テーブルの中心に一致するため、加振によって被加振部に加わる力のモーメントが抑制され、より高精度の加振が可能になる。 With this configuration, when the vibrated object is attached to the vibration table, the center of gravity of the vibrated part (including the vibrated object, the vibration table, and the part of the first slide connection mechanism fixed to the vibration table) coincides with the center of the vibration table, so the moment of force applied to the vibrated part by vibration is suppressed, making it possible to vibrate with higher precision.
また、本発明の更に別の一実施形態に係る加振装置は、振動テーブルと、振動テーブルを水平方向であるＸ軸方向に駆動するＸ軸アクチュエータと、振動テーブルとＸ軸アクチュエータとを、Ｘ軸方向に垂直な水平方向であるＹ軸方向にスライド可能に連結する第１連結機構と、を備え、第１連結機構が、鉛直方向であるＺ軸方向に間隔を空けて配置された、振動テーブルとＸ軸アクチュエータとをＹ軸方向にスライド可能に連結する、一対のリニアガイドウェイを備えたものである。 In addition, a vibration device according to yet another embodiment of the present invention includes a vibration table, an X-axis actuator that drives the vibration table in the horizontal X-axis direction, and a first connection mechanism that connects the vibration table and the X-axis actuator so that they can slide in the Y-axis direction, which is a horizontal direction perpendicular to the X-axis direction, and the first connection mechanism includes a pair of linear guideways that are spaced apart in the vertical Z-axis direction and connect the vibration table and the X-axis actuator so that they can slide in the Y-axis direction.
この構成によれば、振動テーブルとＸ軸アクチュエータとをＹ軸方向にスライド可能に連結する第１連結機構がＺ軸方向に間隔を空けて配置された一対のリニアガイドウェイを備えるため、第１連結機構のＹ軸まわりの剛性が高まり、加振性能が向上する。 With this configuration, the first connecting mechanism that connects the vibration table and the X-axis actuator slidably in the Y-axis direction is equipped with a pair of linear guideways spaced apart in the Z-axis direction, increasing the rigidity of the first connecting mechanism around the Y-axis and improving the vibration performance.
上記の加振装置において、振動テーブルをＹ軸方向に駆動するＹ軸アクチュエータと、振動テーブルとＹ軸アクチュエータとを、Ｘ軸方向にスライド可能に連結する第２連結機構と、を備え、第２連結機構が、Ｚ軸方向に間隔を空けて配置された、振動テーブルとＹ軸アクチュエータとをＸ軸方向にスライド可能に連結する、一対のリニアガイドウェイを備えた構成としてもよい。 The above vibration device may be configured to include a Y-axis actuator that drives the vibration table in the Y-axis direction, and a second connection mechanism that connects the vibration table and the Y-axis actuator so that they can slide in the X-axis direction, and the second connection mechanism may include a pair of linear guideways that are spaced apart in the Z-axis direction and connect the vibration table and the Y-axis actuator so that they can slide in the X-axis direction.
上記の加振装置において、振動テーブルをＺ軸方向に駆動するＺ軸アクチュエータを備え、第１連結機構が、振動テーブルとＸ軸アクチュエータとを、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の両方向にスライド可能に連結し、第２連結機構が、振動テーブルとＹ軸アクチュエータとを、Ｘ軸方向及びＺ軸方向の両方向にスライド可能に連結する構成としてもよい。 The above vibration device may be configured to include a Z-axis actuator that drives the vibration table in the Z-axis direction, a first connecting mechanism that connects the vibration table and the X-axis actuator so that the vibration table can slide in both the Y-axis direction and the Z-axis direction, and a second connecting mechanism that connects the vibration table and the Y-axis actuator so that the vibration table can slide in both the X-axis direction and the Z-axis direction.
上記の加振装置において、リニアガイドウェイが、スライド方向に延びるレールと、レール上を走行するキャリッジと、を備えた構成としてもよい。 In the above vibration device, the linear guideway may be configured to include a rail extending in the sliding direction and a carriage running on the rail.
上記の加振装置において、レールが振動テーブルに取り付けられた構成としてもよい。 In the above vibration device, the rail may be attached to the vibration table.
キャリッジよりもレールの方が長く、また、アクチュエータの可動部の幅よりも振動テーブルの幅の方が大きい。そのため、この構成によれば、第１連結機構のＹ軸方向（並びに第２連結機構のＸ軸方向）のスライド幅をより広げることが可能になる。また、振動テーブルは、高さ（Ｚ軸方向）よりも幅（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）の方が大きいため、連結機構が水平方向（Ｙ軸、Ｘ軸）及び鉛直方向（Ｚ軸）のリニアガイドウェイを備える場合、この構成（水平方向のリニアガイドウェイのレールの方を振動テーブルに取り付けること）により、連結機構のＹ軸方向のスライド幅をより広げることが可能になる。 The rail is longer than the carriage, and the width of the vibration table is greater than the width of the movable part of the actuator. Therefore, with this configuration, it is possible to further increase the sliding width of the first connecting mechanism in the Y-axis direction (and the X-axis direction of the second connecting mechanism). Also, since the vibration table has a greater width (X-axis, Y-axis) than it has height (Z-axis), if the connecting mechanism has linear guideways in the horizontal direction (Y-axis, X-axis) and vertical direction (Z-axis), this configuration (attaching the rail of the horizontal linear guideway to the vibration table) makes it possible to further increase the sliding width of the connecting mechanism in the Y-axis direction.
上記の加振装置において、一対のリニアガイドウェイの一方が振動テーブルの上端部に取り付けられ、一対のリニアガイドウェイの他方が振動テーブルの下端部に取り付けられた構成としてもよい。 In the above vibration device, one of the pair of linear guideways may be attached to the upper end of the vibration table, and the other of the pair of linear guideways may be attached to the lower end of the vibration table.
この構成によれば、第１連結機構のＹ軸まわりの（並びに第２連結機構のＸ軸まわりの剛）力のモーメントに対する剛性がより高まり、加振性能がより向上する。 This configuration increases the rigidity of the first linking mechanism against the moment of force around the Y axis (and the rigidity of the second linking mechanism against the moment of force around the X axis), further improving vibration performance.
本発明の更に別の一実施形態に係る加振装置は、被加振物が取り付けられる振動テーブルと、振動テーブルを所定方向に加振する加振ユニットと、を備え、被加振物を振動テーブルに取り付けたときに、所定方向と垂直な投影平面上への被加振物の重心の投影が、該投影平面上への加振ユニットの可動部の投影に含まれるように構成されたものである。 A vibration device according to yet another embodiment of the present invention includes a vibration table on which an object to be vibrated is attached, and a vibration unit that vibrates the vibration table in a predetermined direction, and is configured such that when the object to be vibrated is attached to the vibration table, the projection of the center of gravity of the object to be vibrated onto a projection plane perpendicular to the predetermined direction is included in the projection of the movable part of the vibration unit onto the projection plane.
この構成によれば、加振によって被加振物に加わる力のモーメントを抑制することにより、より高精度の加振を可能にする。 This configuration enables more precise vibration by suppressing the force moment applied to the object being vibrated.
上記の加振装置において、振動テーブルの重心の投影平面上への投影が、該投影平面上への加振ユニットの可動部の投影に含まれる構成としてもよい。 In the above vibration device, the projection of the center of gravity of the vibration table onto the projection plane may be included in the projection of the movable part of the vibration unit onto the projection plane.
上記の加振装置において、振動テーブルの重心が、該振動テーブルの外形の中心に配置された構成としてもよい。 The vibration device may be configured so that the center of gravity of the vibration table is located at the center of the external shape of the vibration table.
上記の加振装置において、振動テーブルが、被加振物を収容可能な中空部を有する構成としてもよい。 In the above vibration device, the vibration table may be configured to have a hollow portion capable of accommodating the object to be vibrated.
上記の加振装置において、振動テーブルが、略箱形である構成としてもよい。 In the above vibration device, the vibration table may be configured to be approximately box-shaped.
上記の加振装置において、振動テーブルが、被加振物を中空部に出し入れするための第１開口が一面に形成された箱部と、第１開口を塞ぐ蓋部と、を備えた構成としてもよい。 In the above vibration device, the vibration table may be configured to include a box portion having a first opening formed on one side for inserting and removing the object to be vibrated into the hollow portion, and a lid portion for closing the first opening.
上記の加振装置において、中空部が、振動テーブルの中央部に形成された構成としてもよい。 In the above vibration device, the hollow portion may be formed in the center of the vibration table.
上記の加振装置において、振動テーブルが、底板と、底板の縁部から垂直に突出した枠部と、を有する構成としてもよい。 In the above vibration device, the vibration table may have a bottom plate and a frame portion that protrudes vertically from the edge of the bottom plate.
上記の加振装置において、枠部の内部に配置された、底板から垂直に突出した格子状の中板を有する構成としてもよい。 The vibration device may be configured to have a lattice-shaped middle plate disposed inside the frame and protruding vertically from the bottom plate.
上記の加振装置において、中板が、底板及び枠部に接合された構成としてもよい。 In the above vibration device, the middle plate may be joined to the bottom plate and the frame.
上記の加振装置において、振動テーブルが、被加振物と外部装置とを接続する長物が通される第２開口を有する構成としてもよい。 In the above vibration device, the vibration table may be configured to have a second opening through which a long object that connects the object to be vibrated to an external device is passed.
上記の加振装置において、加振ユニットが、振動テーブルを水平方向であるＸ軸方向に加振するＸ軸加振ユニットを含む構成としてもよい。 In the above vibration device, the vibration unit may be configured to include an X-axis vibration unit that vibrates the vibration table in the horizontal direction, that is, the X-axis direction.
上記の加振装置において、加振ユニットが、振動テーブルをＸ軸方向に垂直な水平方向であるＹ軸方向に加振するＹ軸加振ユニットを含む構成としてもよい。 In the above vibration device, the vibration unit may be configured to include a Y-axis vibration unit that vibrates the vibration table in the Y-axis direction, which is the horizontal direction perpendicular to the X-axis direction.
上記の加振装置において、加振ユニットが、振動テーブルを鉛直方向であるＺ軸方向に加振するＺ軸加振ユニットを含む構成としてもよい。 In the above vibration device, the vibration unit may be configured to include a Z-axis vibration unit that vibrates the vibration table in the vertical direction, that is, the Z-axis direction.
上記の加振装置において、振動テーブルが、底板を有し、底板に被加振物を取り付けるための取付構造が設けられた構成としてもよい。 In the above vibration device, the vibration table may have a bottom plate and a mounting structure for mounting the object to be vibrated may be provided on the bottom plate.
上記の加振装置において、振動テーブルが、壁部を有し、壁部に被加振物を取り付けるための取付構造が設けられた構成としてもよい。 In the above vibration device, the vibration table may have a wall portion and a mounting structure for mounting the object to be vibrated on the wall portion.
また、本発明の更に別の一実施形態に係る動電型アクチュエータは、略筒状の固定部と、その少なくとも一部が固定部の中空部内に収容され、固定部の軸線方向に往復駆動される可動部と、可動部を軸線方向に往復移動可能に側方から支持する可動部支持機構と、を備え、可動部が、その先端側の部分が可動部支持機構により支持されたフレームと、フレームの後端に取り付けられたコイルと、を備え、フレームが一体に形成されたものである。 An electrodynamic actuator according to yet another embodiment of the present invention comprises a substantially cylindrical fixed part, at least a portion of which is housed within the hollow part of the fixed part and is driven to reciprocate in the axial direction of the fixed part, and a movable part support mechanism that supports the movable part from the side so that it can reciprocate in the axial direction, and the movable part comprises a frame whose tip end portion is supported by the movable part support mechanism, and a coil attached to the rear end of the frame, and the frame is integrally formed.
この構成によれば、複数のフレームを連結するための構造が不要であるため、可動部の軽量化が可能になり、これにより、より高い周波数で往復駆動することが可能になる。 With this configuration, there is no need for a structure to connect multiple frames, making it possible to reduce the weight of the moving parts, which in turn makes it possible to perform reciprocating motion at a higher frequency.
上記の動電型アクチュエータにおいて、可動部支持機構がリニアガイドウェイを備え、リニアガイドウェイが固定部の軸線方向に延びるレールと、レール上を転動可能な複数の転動体と、転動体を介してレール上を移動可能なキャリッジと、を備え、レールとキャリッジとの間に、それぞれ複数の転動体が転動する８条の負荷経路が形成された構成としてもよい。 In the electrodynamic actuator described above, the movable part support mechanism may have a linear guideway, the linear guideway may have a rail extending in the axial direction of the fixed part, a number of rolling elements capable of rolling on the rail, and a carriage capable of moving on the rail via the rolling elements, and eight load paths may be formed between the rail and the carriage, each of which has a number of rolling elements rolling on it.
この構成によれば、リニアガイドの剛性及び運動精度が向上し、振動ノイズを低減させることが可能になる。 This configuration improves the rigidity and movement precision of the linear guide, making it possible to reduce vibration noise.
また、本発明の更に別の一実施形態に係る動電型アクチュエータは、略筒状の固定部と、その少なくとも一部が固定部の中空部内に収容され、固定部の軸線方向に往復駆動される可動部と、可動部を軸線方向に往復移動可能に側方から支持する可動部支持機構と、を備え、可動部支持機構がリニアガイドウェイを備え、リニアガイドウェイが固定部の軸線方向に延びるレールと、レール上を転動可能な複数の転動体と、複数の転動体を介してレール上を走行可能なキャリッジと、を備え、レールとキャリッジとの間に、それぞれ複数の転動体が転動する８条の負荷経路が形成されたものである。 In addition, an electrodynamic actuator according to yet another embodiment of the present invention comprises a substantially cylindrical fixed part, a movable part at least a part of which is housed within a hollow part of the fixed part and driven to reciprocate in the axial direction of the fixed part, and a movable part support mechanism that supports the movable part from the side so that it can reciprocate in the axial direction, the movable part support mechanism comprising a linear guideway, the linear guideway comprising a rail extending in the axial direction of the fixed part, a plurality of rolling elements capable of rolling on the rail, and a carriage capable of running on the rail via the plurality of rolling elements, and eight load paths are formed between the rail and the carriage, each of which has a plurality of rolling elements rolling thereon.
この構成によれば、リニアガイドの剛性及び運動精度が向上し、振動ノイズを低減させることが可能になる。 This configuration improves the rigidity and movement precision of the linear guide, making it possible to reduce vibration noise.
上記の動電型アクチュエータにおいて、可動部が、その先端側の部分が可動部支持機構により支持されたフレームと、フレームの後端に取り付けられたコイルと、を備え、フレームが一体に形成された構成としてもよい。 In the electrodynamic actuator described above, the movable part may be configured to include a frame whose tip end portion is supported by a movable part support mechanism, and a coil attached to the rear end of the frame, with the frame being formed as an integral unit.
上記の動電型アクチュエータにおいて、レールが可動部に固定され、ランナーブロックが固定部に固定された構成としてもよい。 In the electrodynamic actuator described above, the rail may be fixed to the movable part, and the runner block may be fixed to the fixed part.
上記の動電型アクチュエータにおいて、可動部支持機構が、中空部外に突出した部分において、可動部のフレームを支持する構成としてもよい。 In the electrodynamic actuator described above, the movable part support mechanism may be configured to support the frame of the movable part at a portion that protrudes outside the hollow part.
上記の動電型アクチュエータにおいて、可動部支持機構が、固定部の軸線方向における一端面とリニアガイドウェイとを連結するガイドフレームを備えた構成としてもよい。 In the electrodynamic actuator described above, the movable part support mechanism may be configured to include a guide frame that connects one end face of the fixed part in the axial direction to the linear guideway.
上記の動電型アクチュエータにおいて、複数のリニアガイドウェイを備え、複数のリニアガイドウェイが、可動部の軸線の周囲に、周方向に等間隔に配置された構成としてもよい。 The electrodynamic actuator may be configured to include multiple linear guideways that are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the axis of the movable part.
上記の動電型アクチュエータにおいて、２対の可動部支持機構を備え、可動部は２対の可動部支持機構により直交２方向において両側から挟み込まれた構成としてもよい。 The electrodynamic actuator may be configured to include two pairs of movable part support mechanisms, with the movable part sandwiched between the two pairs of movable part support mechanisms in two perpendicular directions.
また、上記の動電型アクチュエータと、動電型アクチュエータの可動部に連結された振動テーブルと、を備えた加振装置が提供される。 Also provided is a vibration device that includes the electrodynamic actuator and a vibration table connected to the movable part of the electrodynamic actuator.
Claims (7)
前記振動テーブルを加振するアクチュエータと、
前記振動テーブルに取り付けられ、被加振部の不釣合いを補償するカウンターバランス部と、
を備え、
前記カウンターバランス部が、
錘部と、
前記振動テーブルと前記錘部との間に介在するスペーサーと、を備え、
前記スペーサーは、該スペーサーが介在する固定点を除いて前記錘部と前記振動テーブルとの間に隙間を設けて、前記錘部を前記振動テーブルと非接触に保持することにより、前記振動テーブルと前記錘部との間での振動の伝達とびびり振動の発生を抑える、
加振装置。 A vibration table,
An actuator that vibrates the vibration table;
A counterbalance unit is attached to the vibration table and compensates for imbalance of the vibrated unit.
Equipped with
The counterbalance portion is
A weight portion and
a spacer interposed between the vibration table and the weight portion,
the spacer provides a gap between the weight portion and the vibration table except for a fixed point where the spacer is interposed, and holds the weight portion in a non-contact state with the vibration table, thereby suppressing the transmission of vibration between the vibration table and the weight portion and the occurrence of chatter vibration.
Vibration device.
請求項１に記載の加振装置。 The spacer is a washer, and a bolt for fastening the weight portion and the vibration table is passed through a hole in the washer.
The vibration device according to claim 1 .
前記スペーサーが、前記タップ穴の縁部において、前記振動テーブルと一体にボス状に形成された、
請求項１に記載の加振装置。 a tapped hole into which a bolt for attaching the weight portion is screwed is formed in the vibration table;
The spacer is formed in a boss shape integral with the vibration table at the edge of the tapped hole.
The vibration device according to claim 1 .
前記スペーサーが、前記貫通穴の縁部において、前記錘部と一体にボス状に形成された、
請求項１に記載の加振装置。 a through hole through which a bolt for attaching the weight to the vibration table is inserted is formed in the weight;
The spacer is formed in a boss shape integral with the weight portion at the edge of the through hole.
The vibration device according to claim 1 .
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の加振装置。 A filler is filled in the gap between the vibration table and the weight portion.
The vibration device according to any one of claims 1 to 4.
前記振動テーブルを加振するアクチュエータと、
前記振動テーブルに取り付けられ、被加振部の不釣合いを補償するカウンターバランス部と、
を備え、
前記カウンターバランス部が、
錘部と、
前記振動テーブルと前記錘部との間に介在して、前記錘部を前記振動テーブルと非接触に保持するスペーサーと、を備え、
前記振動テーブルと前記錘部との間の隙間に充填剤が充填された、
加振装置。 A vibration table,
An actuator that vibrates the vibration table;
A counterbalance unit is attached to the vibration table and compensates for imbalance of the vibrated unit.
Equipped with
The counterbalance portion is
A weight portion and
a spacer interposed between the vibration table and the weight portion to hold the weight portion in a non-contact state with the vibration table;
A filler is filled in the gap between the vibration table and the weight portion.
Vibration device.
前記振動テーブルを第１の方向に加振する第１アクチュエータと、
前記振動テーブルを第１の方向と直交する第２の方向に加振する第２アクチュエータと、を備えた、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の加振装置。 The actuator,
A first actuator that vibrates the vibration table in a first direction;
A second actuator that vibrates the vibration table in a second direction perpendicular to the first direction.
The vibration device according to any one of claims 1 to 6 .
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016131170 | 2016-06-30 | ||
| JP2016131170 | 2016-06-30 | ||
| JP2017127640A JP7130221B2 (en) | 2016-06-30 | 2017-06-29 | Vibrator |
| JP2022129783A JP7333981B2 (en) | 2016-06-30 | 2022-08-17 | Vibrator |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022129783A Division JP7333981B2 (en) | 2016-06-30 | 2022-08-17 | Vibrator |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023145752A JP2023145752A (en) | 2023-10-11 |
| JP2023145752A5 JP2023145752A5 (en) | 2024-03-26 |
| JP7634902B2 true JP7634902B2 (en) | 2025-02-25 |
Family
ID=60995469
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017127640A Active JP7130221B2 (en) | 2016-06-30 | 2017-06-29 | Vibrator |
| JP2022129783A Active JP7333981B2 (en) | 2016-06-30 | 2022-08-17 | Vibrator |
| JP2023027847A Active JP7250395B1 (en) | 2016-06-30 | 2023-02-25 | Vibrator |
| JP2023128915A Active JP7634902B2 (en) | 2016-06-30 | 2023-08-08 | Vibration device |
Family Applications Before (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017127640A Active JP7130221B2 (en) | 2016-06-30 | 2017-06-29 | Vibrator |
| JP2022129783A Active JP7333981B2 (en) | 2016-06-30 | 2022-08-17 | Vibrator |
| JP2023027847A Active JP7250395B1 (en) | 2016-06-30 | 2023-02-25 | Vibrator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (4) | JP7130221B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111323188A (en) * | 2020-03-27 | 2020-06-23 | 苏州苏试试验集团股份有限公司 | A lightweight moving coil skeleton structure of an electric vibrating table |
| WO2025022794A1 (en) | 2023-07-26 | 2025-01-30 | コニカミノルタ株式会社 | Analysis device and analysis method |
| CN117571242B (en) * | 2024-01-15 | 2024-04-02 | 南京航空航天大学 | High temperature vibration modal test device for variable cross-section carbon fiber resin matrix composites |
| US12241867B1 (en) | 2024-01-15 | 2025-03-04 | Nanjing University Of Aeronautics And Astronautics | High-temperature vibration modal testing device for variable cross-section carbon fiber resin-based composites |
| CN118999983B (en) * | 2024-10-24 | 2025-03-04 | 山西华恩实业有限公司 | A vector vibration table with adjustable angle |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003149077A (en) | 2001-11-15 | 2003-05-21 | Akashi Corp | Exciter |
| JP2004085364A (en) | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Kubota Corp | Work vehicle impact force measuring device |
| JP2006337086A (en) | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Aidetsukusu Kk | Transport packing tester |
| WO2012147607A1 (en) | 2011-04-26 | 2012-11-01 | 国際計測器株式会社 | Electrodynamic actuator and electrodynamic excitation device |
| JP2013140068A (en) | 2012-01-04 | 2013-07-18 | Ihi Corp | Excitation device |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3916677A (en) * | 1973-08-06 | 1975-11-04 | Koehring Co | Portable load supporting platform |
| JPS5382372A (en) * | 1976-12-28 | 1978-07-20 | Sakura Denki Kk | Vibration tester in lateral vibrating type |
| JPS5476745A (en) * | 1977-11-30 | 1979-06-19 | Hiroshi Teramachi | Cross linear bearing unit |
| GB2019526B (en) * | 1978-04-19 | 1982-09-02 | Hughes Aircraft Co | Controlling vibrations of vibration-testing shaker tables |
| JPS58146943U (en) * | 1982-03-29 | 1983-10-03 | 三菱重工業株式会社 | Vibration jig for vibration testing |
| JPH0531541Y2 (en) * | 1988-03-24 | 1993-08-13 | ||
| JPH0473421A (en) * | 1990-07-13 | 1992-03-09 | Koyo Seiko Co Ltd | Direct acting type guide device |
| JPH05296874A (en) * | 1992-04-17 | 1993-11-12 | Toshiba Corp | Hammering test equipment |
| US5372425A (en) | 1992-08-31 | 1994-12-13 | New Brunswick Scientific Co., Inc. | Cushioned restraining device for shaker apparatus |
| JPH06265438A (en) * | 1993-03-12 | 1994-09-22 | Hitachi Ltd | Vibration test equipment |
| JP2000258291A (en) | 1999-03-10 | 2000-09-22 | Hitachi Ltd | Shaking table |
| JP2001010712A (en) | 1999-04-26 | 2001-01-16 | Shinko Electric Co Ltd | Vibrating conveyor |
| JP2008024432A (en) | 2006-07-20 | 2008-02-07 | Toshiba Elevator Co Ltd | Vibration control device |
| JPWO2009011282A1 (en) * | 2007-07-18 | 2010-09-24 | Thk株式会社 | Motion guide device and screw device |
| KR101132191B1 (en) * | 2007-07-19 | 2012-04-06 | 고쿠사이 게이소쿠키 가부시키가이샤 | Vibration test apparatus |
| WO2009130953A1 (en) * | 2008-04-25 | 2009-10-29 | 国際計測器株式会社 | Electrodynamic vibration test equipment |
| JP5311549B2 (en) | 2008-08-08 | 2013-10-09 | 株式会社日立製作所 | Vibration test equipment |
| JP2010175532A (en) * | 2008-12-29 | 2010-08-12 | Kokusai Keisokki Kk | Vibration test apparatus |
| JP5373462B2 (en) * | 2009-04-15 | 2013-12-18 | Ｔｈｋ株式会社 | Exercise guidance device |
| JP2011112487A (en) | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Excitation device |
| CN102410914A (en) * | 2010-09-17 | 2012-04-11 | 英业达股份有限公司 | Jig and vibration equipment |
| KR101968460B1 (en) | 2011-07-08 | 2019-04-11 | 신포니아 테크놀로지 가부시끼가이샤 | Oscillation device, goods conveyance device, and goods classification device |
| JP6351488B2 (en) * | 2014-04-10 | 2018-07-04 | Thk株式会社 | Rolling device |
| DE202015010027U1 (en) * | 2014-07-30 | 2023-10-05 | Kokusai Keisokuki Kabushiki Kaisha | Oscillating device for connecting a shaking table to a Z-axis oscillating unit |
| CN104215466B (en) | 2014-09-22 | 2018-02-06 | 中国铁路总公司 | A kind of test method of train body chassis fatigue strength |
| US9410574B2 (en) * | 2014-10-21 | 2016-08-09 | Hiwin Technologies Corp. | Linear ball bearing guideway |
| CN104999390B (en) * | 2015-07-15 | 2017-03-01 | 株洲南车时代电气股份有限公司 | A kind of Split vibration test fixture |
-
2017
- 2017-06-29 JP JP2017127640A patent/JP7130221B2/en active Active
-
2022
- 2022-08-17 JP JP2022129783A patent/JP7333981B2/en active Active
-
2023
- 2023-02-25 JP JP2023027847A patent/JP7250395B1/en active Active
- 2023-08-08 JP JP2023128915A patent/JP7634902B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003149077A (en) | 2001-11-15 | 2003-05-21 | Akashi Corp | Exciter |
| JP2004085364A (en) | 2002-08-27 | 2004-03-18 | Kubota Corp | Work vehicle impact force measuring device |
| JP2006337086A (en) | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Aidetsukusu Kk | Transport packing tester |
| WO2012147607A1 (en) | 2011-04-26 | 2012-11-01 | 国際計測器株式会社 | Electrodynamic actuator and electrodynamic excitation device |
| JP2013140068A (en) | 2012-01-04 | 2013-07-18 | Ihi Corp | Excitation device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 株式会社振研，多次元振動試験装置 ，2010年，カタログ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7250395B1 (en) | 2023-04-03 |
| JP2023054325A (en) | 2023-04-13 |
| JP2022163199A (en) | 2022-10-25 |
| JP2023145752A (en) | 2023-10-11 |
| JP2018009982A (en) | 2018-01-18 |
| JP7130221B2 (en) | 2022-09-05 |
| JP7333981B2 (en) | 2023-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102723693B1 (en) | Vibration application device, and electrodynamic actuator | |
| JP7634902B2 (en) | Vibration device | |
| KR102357171B1 (en) | Oscillating device | |
| US7765905B2 (en) | Magnetic micropositioner and method of providing the same | |
| JP6820006B2 (en) | Vibration device, vibration table and vibration method | |
| JP7199374B2 (en) | positioning device | |
| JP6771217B2 (en) | Vibration device | |
| JP6855050B2 (en) | Electrodynamic actuator and vibration exciter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230907 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230907 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20231106 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240315 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240827 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241024 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250107 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250204 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7634902 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |