电动致动器和电动激振装置的制造方法_2

文档序号:9934208阅读:来源:国知局
00的下部通过开口 57,被收容于装置基座50内。利用该结构,实现激振装置I的低高度化。另外,为了抑制振动从装置基座50向设置地板F传递,所以在底板54的下表面安装有多个防振座52。
[0045]如图3所示,激振装置I的驱动系统包括:控制部10,其控制装置整体的动作;计测部20,其计测振动台400的振动;电源部30,其对控制部10供给电力;和输入部40,其接收使用者输入或来自外部机器的数据输入。计测部20具备安装于振动台400的三轴振动读取器(triaxial vibrat1n pickup)21,将三轴振动读取器21输出的信号(例如速度信号)放大并转换为数字信号后,向控制部10发送。另外,三轴振动读取器21独立地检测振动台400的X轴、Y轴和Z轴的振动。控制部10根据从输入部40输入的激振波形和来自计测部20的信号,控制对各致动器100、200、300的驱动线圈(后述)输入的交流电流的大小和频率,因此,能够以所期望的振幅和频率对振动台400进行激振。另外,计测部20根据三轴振动读取器21的信号,计算表示振动台400的振动状态的各种参数(速度、加速度、振幅、功率谱密度等),向控制部1发送。
[0046]接着,说明各致动器100、200、300的结构。另外,X轴致动器100和Y轴致动器200,除了不设置有后述的空气弹簧330这点之外,与Z轴致动器300是同样结构,所以代表各致动器对Z轴致动器300的详细结构进行说明。
[0047]图4、图5和图6分别是Z轴致动器的主体301的正视图、俯视图和纵截面图。主体301包括:具有筒状体322的固定部320;和被收容于固定部320的筒内的可动部350。可动部350能够相对于固定部320在Z轴方向上(在图4和图6的上下方向)移动。可动部350包括:大致圆柱状的可动框356;和被配置成与可动框356大致同轴的驱动线圈352。驱动线圈352经由驱动线圈保持部件351被安装于可动框356的下端。可动框356的上部形成为圆柱状,但下部被形成为侧面缓慢地倾斜的圆锥台状,越向下侧去外径越大。另外,如图6所示,可动框356具有在中心轴上延伸的杆356a和与中心轴垂直地配置的顶板356b、中间板356c和底板356d。顶板356b、中间板356c和底板356d通过杆356a连结。杆356a从底板356d进一步向下方延伸。另外,在顶板356b上经由XY滑件360安装有振动台400。
[0048]另外,在固定部320的筒状体322的内部固定有与筒状体322同轴地配置的大致圆筒形状的内侧磁极326 ο内侧磁极326的外径比驱动线圈352的内径小,驱动线圈352被配置在由内侧磁极326的外周面和筒状体322的内周面所夹持的空隙间。筒状体322和内侧磁极326均由磁性体形成。另外,在内侧磁极326的筒内固定有轴承328,轴承328以使杆356a仅能在Z轴方向上移动的方式对杆356a进行支承。
[0049]在筒状体322的内周面322a形成有多个凹部322b,各凹部322b收纳有励磁线圈324。当在励磁线圈324中流过直流电流(励磁电流)时,在筒状体322的内周面322a和内侧磁极326的外周面接近相对的部位,在筒状体322的半径方向上产生如箭头A所示的磁场。在该状态下,当在驱动线圈352中流过驱动电流时,在驱动线圈352的轴方向、即在Z轴方向上产生洛伦兹力,可动部350在Z轴方向上被驱动。
[0050]另外,在内侧磁极326的筒内收纳有空气弹簧330。空气弹簧330的下端被固定在固定部320,在上端固定有杆356a。空气弹簧330经由杆356a从下方支承可动框356。即,可动部350、由可动部350支承的XY滑件360、振动台400和试样的重量(静负载)被空气弹簧330支承。因此,由于在Z轴致动器300设置空气弹簧330,所以不需要利用Z轴致动器300的驱动力(洛伦兹力)支承可动部350、振动台400等部件的重量(静负载),因为仅提供用于使可动部350等部件振动的动负载即可,所以被供给至Z轴致动器300的驱动电流(即消耗电力)会大幅降低。另外,需要的驱动力降低,由此驱动线圈352也能够小型化,所以可动部350的轻量化,由此能够以更高频率驱动Z轴致动器300。另外,由于没有必要对驱动线圈供给用于支承可动部350、振动台400等的重量的较大的直流成分,所以能够在电源部30采用小型且简单结构的电路。
[0051 ]另外,当驱动Z轴致动器300的可动部350时,固定部320也在驱动轴(Z轴)方向上受到较大的反作用力(激振力)。在可动部350和固定部320之间设置空气弹簧330,由此能够缓和从可动部350向固定部320传递的激振力。因此,防止例如可动部350的振动做为干扰成分,经由固定部320、装置基座50和致动器100、200传递至振动台400。
[0052]接着,说明以使可动部350的上部在轴线方向上能自由滑动的方式从侧方对支承可动部350的上部进行支承的可动部支承机构340的构成。本实施方式的可动部支承机构340包括导承框342、Z轴滑块344和Z轴轨道346。在可动部350(可动框356)的圆柱状的上部侧面,在周方向上等间隔地安装有在Z轴方向上延伸的四条Z轴轨道346。另外,在固定部320(筒状体322)的上表面,沿着筒状体322的外周面等间隔(90度间隔)地固定有四个导承框342。导承框342是由肋补强的截面呈L字状的固定部件。在各导承框342的直立部342u安装有与Z轴轨道346卡合的Z轴滑块344 J轴滑块344具有自由旋转的多个滚珠344b(后述),与Z轴轨道346—起构成滚珠轴承式的Z轴直线引导件345。即,可动部350在圆柱状的上部,被由导承框342和Z轴直线引导件345的对构成的四组支承结构从侧方支承,变得不能在X轴和Y轴方向上移动。因此,防止可动部350在X轴和Y轴方向上进行振动所导致的互相干扰的产生。另外,使用Z轴直线引导件345,由此可动部350能够平稳地向Z轴方向移动。并且,可动部350如上所述在下部也被轴承328支承成仅能够在Z轴方向上移动,所以不能向X轴方向和Y轴方向移动,X轴方向和Y轴方向的振动更难以产生。
[0053]另外,在用Z轴直线引导件345连结可动框356和导承框342的情况下,也可以是在固定于固定部320的导承框342安装Z轴轨道346、可动框356安装Z轴滑块344的结构。但是,在本实施方式中,与上述结构相反,在可动框356安装Z轴轨道346,在导承框342安装Z轴滑块344。本实施方式,通过采用此结构,实现抑制不需要的振动。这是因为与Z轴滑块344相比,Z轴轨道346的量较轻,驱动方向(Z轴方向)的尺寸长(因此平均单位长度的质量小),且驱动方向的质量分布均勾,所以在可动侧安装Z轴轨道346,驱动Z轴致动器300时的质量分布变动较少,因此,能够将随着质量分布变动所产生的振动抑制得较低。另外,Z轴轨道346的重心比Z轴滑块344的重心低(即从设置面到重心为止的距离短),所以在可动侧固定Z轴轨道346,惯性力矩变得较小。因此,利用该结构,能够将可动框356的共振频率提高至比激振频带(例如O?100Hz)高,防止由共振导致的激振精度的降低。
[0054]接着,说明连结Z轴致动器300和振动台400的XY滑件360的结构。图7是将振动台400附近放大的平面图。如图6和图7所示,XY滑件360包括两条Y轴轨道362a、四个Y轴滑块362b、四个连结板364、四个X轴滑块366b和两条X轴轨道366a。在Y轴方向上延伸的两条Y轴轨道362a,被安装于可动框356的顶板356b的上表面。在各Y轴轨道362安装有与Y轴轨道362a卡合的两个Y轴滑块362b,两个Y轴滑块362b沿Y轴轨道362a自由滑动。另外,在X轴方向上延伸的两条X轴轨道366a,被安装于振动台400的下表面。另外,在各X轴轨道366a安装有与X轴轨道366a卡合的两个X轴滑块366b,两个X轴滑块366b沿X轴轨道366a自由滑动。另外,X轴滑块366b分别经由连结板364与一个Y轴滑块362b连结。具体来说,与各X轴轨道366a卡合的X轴滑块366b的一方连结有与一个Y轴轨道362a卡合的一个Y轴滑块362b,另一方的X轴滑块366b连结有与另一方Y轴轨道362a卡合的一个Y轴滑块362b。即,各X轴轨道366a经由由连结板364连结的X轴滑块366b和Y轴滑块362b与各Y轴轨道362a连结。利用此结构,振动台400被连接成相对于Z轴致动器300的可动部350在X轴方向和Y轴方向上自由滑动。
[0055]如上所述,经由在X轴方向和Y轴方向上能够以非常小的摩擦阻力滑动的XY滑件360连结Z轴致动器300和振动台400,由此即使利用X轴致动器100和Y轴致动器200使振动台400分别在X轴方向和Y轴方向上振动,振动台400的X轴方向和Y轴方向的振动成分也不会被向Z轴致动器300传递。另外,即使利用Z轴致动器300使振动台400在Z轴方向上振动,振动台400的Z轴方向的振动成分,也不会被传递至X轴致动器100、Y轴致动器200。因此,能够进行互相干扰低的激振。
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1