电动致动器和电动激振装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种电动致动器，包括：大致筒状的固定部；可动部，其至少一部分被收容于固定部的中空部内，在固定部的轴线方向上被往复驱动；和以使可动部能够在固定部的轴线方向上能往复移动的方式从侧方对可动部进行支承的多个可动部支承机构，可动部支承机构包括：轨道，其被安装于可动部的侧面，在固定部的轴线方向上延伸；和滑块，其被安装于固定部，与轨道卡合，并且可动部支承机构大致等间隔地配置于固定部的轴线的周围。
【专利说明】电动致动器和电动激振装直【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电动致动器和使用其的电动激振装置。
【背景技术】
[0002]已知有将所谓音圈马达作为驱动装置使用的电动激振装置。在专利文献I中公开了使驱动轴朝向彼此正交的方向的三台电动致动器200、300、400与振动台100连结而成的三轴激振装置I。在专利文献I的激振装置I中，各电动致动器的驱动轴经由在与驱动轴正交的两个轴方向上能够平稳地滑动的双轴滑件(连接部240、340、440)与振动台100连接。该双轴滑件240 (340、440)是将以可动轴彼此正交的方式配置的一对直线引导件经由中间台245 (345、445)连结而成的。利用该结构，各电动致动器能够不被其它电动致动器的振动台100的驱动所强烈影响(即，以比较少的互相干扰(cross talk))地驱动振动台100。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:国际公开W02009/130953号公报
【发明内容】
[0006]发明想要解决的技术问题
[0007]但是，在专利文献I的激振装置I所使用的电动致动器200中，可动部230仅在从其胴体部232的一端向驱动方向突出的细长杆234的前端附近被支承于固定部222，所以可动部230的胴体部232，在与驱动轴正交的方向(不驱动方向)上不以高刚性被支承，在不驱动方向上容易发生振动。因此，由于向可动部230的不驱动方向的振动，产生驱动轴间的互相干扰，会有激振精度降低的情况。
[0008]本发明的目的在于提供可动部在不驱动方向上不易振动的电动致动器和通过使用该电动致动器而使激振精确度优良的电动激振装置。
[0009]本发明的实施方式的电动致动器，包括:大致筒状的固定部；可动部，其至少一部分被收容于固定部的中空部内，在固定部的轴线方向上被往复驱动；和以使可动部能够在固定部的轴线方向上能往复移动的方式从侧方对可动部进行支承的多个可动部支承机构。可动部支承机构包括:轨道，其被安装于可动部的侧面，在固定部的轴线方向上延伸；和滑块，其被安装于固定部，与轨道卡合，并且，可动部支承机构大致等间隔地配置于以固定部的轴线为中心的周方向上。
[0010]利用该结构，可动部被多个可动部支承机构限制向不驱动方向的移动，所以在不驱动方向上不易振动。
[0011]可动部也可以构成为由两对可动部支承机构在正交的两个方向上从两侧夹持。
[0012]利用这些结构，可动部在正交的两个不驱动方向上分别被从两侧限制移动，所以在不驱动方向上不易振动。
[0013]电动致动器也可以以固定部的轴线朝向水平方向的方式被横置，可动部支承机构中的一个被配置于固定部的轴线之下。
[0014]利用该结构，可动部被可动部支承机构中的一个从下方支承，所以即使可动部的重量大，也能够有效防止可动部的上下方向上的振动。
[0015]也可以构成为可动部包括:杆，其从可动部的一端突出，在固定部的轴线上延伸，固定部包括:轴承，其以使杆在固定部的轴线方向上能自由移动的方式对杆进行支承。
[0016]利用该结构，可动部由可动部支承机构和轴承在驱动方向上的两点限制不驱动方向上的移动，所以在不驱动方向上更不易振动。
[0017]也可以构成为，包括:基座；和支承固定部的固定部支承机构，固定部支承机构包括:可动块，其被安装于电动致动器的固定部；直线引导件，其以在固定部的轴线方向上可自由滑动的方式对可动块和基座进行连结；和缓冲部件，其被配置在基座和可动块之间，防止轴线方向的振动的传递。缓冲部件例如为空气弹簧。另外，也可以构成为，包括:固定块，其被固定于基座，直线引导件和防振部件的至少一方经由固定块被安装于基座。
[0018]当电动致动器被驱动时，固定部由于反作用力而在轴线方向上强烈进行振动。根据该结构，固定部经由固定部支承机构的缓冲部件被固定于基座，所以能够防止固定部的轴线方向的较强的振动传递至基座。若将这样的电动致动器用于多轴激振机，则能够降低激振轴间的互相干扰、不需要的振动干扰，能够进行精度良好的激振试验。
[0019]也可以构成为包括一对可动块，一对可动块被安装于夹着固定部的轴线的两侧面。
[0020]根据该结构，可动块所接受的轴线方向的较强的反作用力，被一对固定部从轴线两侧对称地支承，所以能够抑制可动块的纵摇、横摇的产生。
[0021]本发明的实施方式的电动激振装置，包括:上述电动致动器；和与电动致动器的可动部的前端连结的振动台。
[0022]如上所述，提供一种电动激振装置，其利用使用成为干扰主要原因的向不驱动方向的振动少的电动致动器，能够进行精度高的激振。
[0023]另外，也可以构成为包括两个电动致动器，电动致动器中的一方为在第一方向具有驱动轴的第一致动器，电动致动器中的另一方为在与第一方向正交的第二方向上具有驱动轴的第二致动器，电动激振装置包括:第一滑件，其以在第二方向上可自由滑动的方式对振动台和第一致动器进行连结；和第二滑件，其以在第一方向上可自由滑动的方式对振动台和第二致动器进行连结。
[0024]利用该结构，两个电动致动器能够彼此不干涉地独立地驱动振动台，所以实现能够进行正确激振的双轴电动激振装置。
[0025]另外，也可以构成为包括:第三致动器，其为上述电动致动器，在与第一方向和第二方向正交的第三方向上具有驱动轴；和第三滑件，其以在第一方向和第二方向上可自由滑动的方式对振动台和第三致动器进行连结，第一滑件以在第二方向和第三方向上可自由滑动的方式对振动台和第一致动器进行连结，第二滑件以在第一方向和第三方向上可自由滑动的方式对振动台和第二致动器进行连结。
[0026]利用该结构，三个电动致动器能够彼此不干涉地独立地驱动振动台，所以实现能够进行正确的激振的三轴电动激振装置。
[0027]根据本发明的实施方式的结构，提供可动部在不驱动方向上不易振动的电动致动器、和通过使用该电动致动器而使激振精确度优良的电动激振装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明的第一实施方式的电动激振装置的正视图。
[0029]图2是本发明的第一实施方式的电动激振装置的俯视图。
[0030]图3是本发明的第一实施方式的电动激振装置的驱动系统的方块图。
[0031]图4是本发明的第一实施方式的Z轴致动器的主体的正视图。
[0032]图5是本发明的第一实施方式的Z轴致动器的主体的俯视图。
[0033]图6是本发明的第一实施方式的Z轴致动器的主体的纵截面图。
[0034]图7是将本发明的第一实施方式的Z轴致动器的振动台附近放大的俯视图。
[0035]图8是本发明的第一实施方式的电动激振装置所使用的直线引导件的截面图。
[0036]图9是图8的1-1截面图。
[0037]图10是本发明的第二实施方式的电动激振装置的正视图。
[0038]图11是本发明的第二实施方式的电动激振装置的俯视图。
[0039]图12是本发明的第二实施方式的电动激振装置的侧视图。
【具体实施方式】
[0040]以下，参照图式说明本发明实施方式的电动激振装置。
[0041](第一实施方式)
[0042]首先，参照图1~图9，说明本发明的第一实施方式的电动型三轴激振装置I (以下，简记为“激振装置I”)。图1和图2分别是激振装置I的正视图和俯视图。另外，图3是表示激振装置I的驱动系统的概略结构的方块图。在以下第一实施方式的说明中，令图1的左右方向为X轴方向(令右方向为X轴正方向)，令与纸面表面垂直的方向为Y轴方向(令从纸张面表侧向背侧的方向为Y轴正方向)，令上下方向为Z轴方向(令上方方向为Z轴正方向)。另外，Z轴方向为铅直方向，X轴和Y轴方向为水平方向。
[0043]如图1和图2所示,激振装置I包括:振动台400,其安装试样(未图示);三个致动器(X轴致动器100、Y轴致动器200和Z轴致动器300)，在X轴、Y轴、Z轴方向上分别对振动台400进行激振；和装置基座50，其支承各致动器100、200、300。各致动器100、200、300分别是具备音圈马达的电动型线性致动器，主体101、201和301分别包括覆盖从各主体突出的可动部(后述)的盖103、203和303。振动台400分别经由双轴滑件(YZ滑件160、ΖΧ滑件260和XY滑件360)与各致动器100、200、300连结。激振装置I使用各致动器100、200、300驱动振动台400，由此能够在正交的三个轴方向上对安装于振动台400上的试样进行激振。
[0044]装置基座50是将水平底板54和顶板56利用垂直配置的多个壁板58连结而成的。各致动器100、200和300分别被一对固定块110、210和310固定于装置基座50的顶板56上。另外，在顶板56形成有开口 57，Z轴致动器300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 vibration 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10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所不，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。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。Z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。S卩，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匀，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。另夕卜，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。S卩，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。
[0056]接着，对连结X轴致动器100和振动台400的YZ滑件160的结构进行说明。YZ滑件160包括两条Z轴轨道162a、两个Z轴滑块162b、两个连结板164、两个Y轴滑块166b和一条Y轴轨道166a。在Z轴方向上延伸的两条Z轴轨道162a，经由间隔物161被安装于X轴致动器100的可动框的顶板156b。在各Z轴轨道162a安装有与Z轴轨道162a卡合的Z轴滑块162b，Z轴滑块162b沿Z轴轨道162a自由滑动。另外，在振动台400的与X轴致动器100相对的侧面，安装有在Y轴方向上延伸的Y轴轨道166a。在Y轴轨道166a安装有与Y轴轨道166a卡合的两个Y轴滑块166b，两个Y轴滑块166b沿Y轴轨道166a自由滑动。另外，Y轴滑块166b分别经由连结板164与一个Z轴滑块162b连结。即，Y轴轨道166a经由被连结板164连结的Y轴滑块166b和Z轴滑块162b与各Z轴轨道162a连结。利用该结构，振动台400被连接成相对于X轴致动器100的可动部150能够在Y轴方向和Z轴方向上自由滑动。
[0057]如上所述，经由在Y轴方向和Z轴方向上能够以非常小的摩擦阻力滑动的YZ滑件160连结X轴致动器100和振动台400，由此，即使利用Y轴致动器200和Z轴致动器300使振动台400分别在Y轴方向和Z轴方向上振动，振动台400的Y轴方向和Z轴方向的振动成分也不会被向X轴致动器100传递。另外，即使利用X轴致动器100使振动台400在X轴方向上振动，振动台400的X轴方向的振动成分也不会被传递至Y轴致动器200、Z轴致动器300。因此，能够进行互相干扰低的激振。
[0058]另外，连结Y轴致动器200和振动台400的ZX滑件260，也具有与YZ滑件160相同结构，振动台400被连接成相对于Y轴致动器200的可动部在Z轴方向和X轴方向上自由滑动。因此，同样，即使利用Z轴致动器300和X轴致动器100使振动台400在Z轴方向和X轴方向上振动，振动台400的Z轴方向和X轴方向的振动成分也不会被向Y轴致动器200传递。另外，即使利用Y轴致动器200使振动台400在Y轴方向上振动，振动台400的Y轴方向的振动成分也不会被传递至Z轴致动器300和X轴致动器100。因此，能够进行互相干扰低的激振。
[0059]如上所述，各致动器100、200和300能够彼此不干涉地在各驱动轴方向上正确地对振动台400进行激振。另外，各致动器100、200和300因为可动部被导承框和直线引导件支承成仅能够在驱动方向上移动，所以难以向不驱动方向振动。因此，不被控制的不驱动方向的振动，不会从致动器被施加到振动台400。因此，振动台400的各轴方向的振动，由对应的各致动器100、200和300的驱动正确地控制。[0060]接着，关于在可动支承机构340、YZ滑件160、ZX滑件260和XY滑件360中所使用的直线引导件机构(轨道和滑块)的结构，以可动部支承机构340的Z轴直线引导件机构345 (Z轴滑块344、Z轴轨道346)为例进行说明。另外，其它轨道和滑块也与Z轴滑块344和Z轴轨道346同样构成。
[0061 ] 图8是将可动部支承机构340的Z轴轨道346和Z轴滑块344用与Z轴轨道346的长轴垂直的一面(即XY平面)切断而形成的截面图，图9是图8的1-1截面图。如图8和图9所示，在Z轴滑块344以包围Z轴轨道346的方式形成有凹部，在该凹部形成有两对槽344a、344a’，这些槽344a、344a’在Z轴轨道346的轴方向延伸。这些槽344a、344a’收纳有多个不锈钢制的滚珠344b和树脂制的保持器344r。保持器344r具有被配置在滚珠344b间的多个间隔部344rs和连结多个间隔部344rs的一对带344rb。滚珠344b被保持在由多个间隔部344rs和带344rb所包围的空间。另外，在Z轴轨道346，在与Z轴滑块344的槽344a、344a’相对的位置分别设置有槽346a、346a’，滚珠344b和保持器344r被夹持在槽344a和槽346a或槽344a’和槽346a’之间。槽344a、344a’、346a、346a’的截面形状是圆弧状，其曲率半径大致等于滚珠344b的半径。因此，滚珠344b在几乎没有游隙的状态下与槽 344a、344a’、346a、346a’ 密接。
[0062]在Z轴滑块344的内部，设置有分别与槽344a、344a’大致平行的两对滚珠退避路径344c、344c’。如图9所示，槽344a’和退避路径344c’在各自的两端经由U字路径344d’连接，由槽344a’、槽346a’、退避路径344c’和U字路径344d’形成用于使滚珠344b和保持器344r循环的循环路径。由槽344a、槽346a和退避路径344c，也形成有同样的循环路径。
[0063]因此，当Z轴滑块344相对于Z轴轨道346移动时，多个滚珠344b在槽344a、346a、和344a’、346a’中滚动并且与保持器344r—起在循环路径中循环。因此，即使在轨道轴方向以外的方向上被施加大负载，也能利用多个滚珠支承滑块，并且利用滚珠344b滚动来保持轨道轴方向的阻力变小，所以能够使Z轴滑块344相对于Z轴轨道346平稳地移动。另外，退避路径344c、344c’和U字路径344d、344d’的内径比滚珠344b的直径稍大。因此，退避路径344c、344c’以及U字路径344d、344d’与滚珠344b之间产生的摩擦力非常小，因此不会妨碍滚珠344b的循环。
[0064]另外，由于在滚珠344b间存在硬度低的保持器344r的间隔部344rs，因此，滚珠344b彼此大致以一点直接接触所引发的油膜缺乏、磨耗被防止，摩擦阻力变少，寿命也大幅延长。
[0065]X轴致动器100和Y轴致动器200也包括可动部支承机构(图未显示)。X轴致动器100的可动部,在与驱动方向(X轴)垂直的两个方向(Y轴和Z轴方向)上被导承框从两侧支承。同样，Y轴致动器200的可动部，在与驱动方向(Y轴)垂直的两个方向(Z轴和X轴方向)上被导承框从两侧支承。X轴致动器100和Y轴致动器200的可动部都被配置成长边方向朝向水平。因此，在不包括可动部支承机构的现有的致动器中，可动部变成仅被杆以悬臂方式支承，可动部的前端侧(振动台400侧)由于本身重量而向下方垂下，这成为驱动时的摩擦、不需要的振动产生的原因。在本实施方式中，X轴致动器100和Y轴致动器200的可动部从下方被导承框支承，所以也解决了这样的问题。
[0066](第二实施方式)[0067]接着，参照图10?图12，说明本发明的第二实施方式的电动型双轴激振装置1000(以下简记为“激振装置1000”)。
[0068]在上述第一实施方式的激振装置I中，各致动器的主体101、201、301(具体来说是固定部)，分别经由固定块110、210、310被刚性支承于装置基座50。因此，各致动器的固定部的振动，经由装置基座50及其它致动器100、200、300被传递至振动台400，能够变成振动的干扰成分。在本实施方式的激振装置1000中，如后所述具有以下结构:各致动器的固定部，在产生强振动的驱动方向上经由空气弹簧被支承在装置基座。因此，即使与第一实施方式的激振装置I相比，也能够进行更高精确度的激振。
[0069]图10、图11和图12分别是激振装置1000的正视图、俯视图和侧视图(表示图10中的左侧视图)。在以下的第二实施方式的说明中，令图10中的右方向为X轴正方向，令从纸张表面侧向背面侧的方向为Y轴正方向，令上方方向为Z轴正方向。另外，Z轴方向为铅直方向，X轴和Y轴方向为水平方向。另外，对与第一实施方式相同或类似的结构使用类似的参照符号，对于共通的结构省略详细说明。
[0070]激振装置1000构成为能够在X轴方向和Z轴方向的两个方向上对试样(图未显示)进行激振，包括:振动台1400，其安装试样；对振动台1400分别在X轴和Z轴方向上进行激振的两个致动器(X轴致动器1100和Z轴致动器1300);和装置基座1050，其支承各致动器1100和1300。振动台1400的一侧面经由Z轴滑件1160与X轴致动器1100连结，下表面经由一对X轴滑件1360与Z轴致动器1300连结。另外，激振装置1000也与第一实施方式的激振装置I同样，包括未图示的双轴振动读取器、计测部、控制部、输入部和电源部。另外，各致动器1100、1300的内部结构和装置基座1050的结构，与第一实施方式的激振装置I的结构相同。
[0071]X轴致动器1100，被支承单元1110固定在装置基座1050的顶板1056上。支承单元1110包括:被安装于顶板1056上的一对倒T字状的固定块1112 ;分别被安装于X轴致动器1100的固定部1120的两侧面的一对矩形板状的可动块1118 ;和以在X轴方向上可自由滑动的的方式对固定块1112和可动块1118进行连结的一对直线引导件1114。各直线引导件1114包括:轨道1114a，其被安装于倒T字状的固定块1112的脚部1112b的上表面，在X轴方向上延伸；和一对滑块1114b，其被安装于可动块1118的下表面，与轨道1114a卡合。另外，在固定块1112的脚部1112b的X轴正方向侧面固定有向上方延伸的支部1112a。可动块1118的X轴正方向侧面，经由上下排列的一对空气弹簧1116与固定块1112的支部1112a连结。如上所述，X轴致动器的固定部1120，利用由直线引导件1114和空气弹簧1116所构成的固定部支承机构，相对于固定块1112 (还有装置基座1050)在驱动方向(X轴方向)上被柔软地支承。因此，当X轴致动器1100被驱动时，施加于固定部1120的X轴方向的较强的反作用力(激振力)，不被直接传递至装置基座1050，而被空气弹簧1116特别地大幅衰减高频成分后传递至装置基座1050。因此，被传递至振动台1400的振动干扰会被大幅降低。
[0072]Z轴致动器1300被配置在其Y轴方向两侧的一对支承单元1310固定在装置基座1050的顶板1056上。另外，Z轴致动器1300下部，通过在装置基座1050的顶板1056设置的开口 1057，被收容于装置基座1050内。各支承单元1310包括可动块1318、一对角钢1312和一对直线引导件1314。可动块1318是安装于Z轴致动器的固定部1320的侧面的支承部件。一对角钢1312分别与可动块1318的X轴方向两端面相对地配置，被安装于顶板1056上。可动块1318的X轴方向两端和各角钢1312，被一对直线引导件1314分别连接成在Z轴方向上自由滑动。可动块1318具有角钢块1318a、平板块1318b和一对T字块1318c。L字状的角钢块1318a的一方的安装面，被固定于Z轴致动器的固定部1320的侧面。在角钢块1318a的朝向上方的另一方的安装面，在长度方向大致中央固定有在X轴方向上延伸的大致矩形板状的平板块1318b。在平板块1318b的X轴方向两端部的上表面，安装有T字块1318c的脚部1318d。在T字块1318c的安装面(可动块1318的X轴方向两端面)，安装有在Z轴方向上延伸的直线引导件1314的轨道1314a。另外，在各角钢1312安装有与相对的轨道1314a卡合的滑块1314b。另外，在角钢块1318a的X轴方向两侧配置有被装置基座1050的顶板1056和平板块1318b夹持的一对空气弹簧1316，可动块1318经由一对空气弹簧1316被支承于顶板1056。如上所述，Z轴致动器1300也与X轴致动器1100同样，固定部1320被由直线引导件1314和空气弹簧1316所构成的固定部支承机构，相对于装置基座1050在驱动方向(Z轴方向)上被柔软地支承。因此，当Z轴致动器1300被驱动时，施加于固定部1320的Z轴方向的较强的反作用力(激振力)不被直接传递至装置基座1050，而被空气弹簧1316特别地大幅衰减高频成分,所以被传递至振动台1400的振动干扰会被大幅降低。
[0073]以上是本发明实施方式的说明。本发明的实施方式，并不受限于上述说明，在由专利申请的范围的记载所表现的技术的思想范围内能够任意变更。
[0074]例如，上述第一实施方式的激振装置I和第二实施方式的激振装置1000，是将本发明分别适用于三轴和双轴电动激振装置的各致动器的实施例，但本发明当然可以适用于单轴电动激振装置。
[0075]另外，在上述第一实施方式中，电动致动器300的可动部350，被在筒状体322的轴线周围大致等间隔地配置的四个可动部支承机构340从侧方支承，但本发明的实施方式的结构不限于此。在其它实施方式中，可动部也可以是被在筒状体的轴线周围大致等间隔地配置的两个以上(更优选为三个以上)的任意数量的可动部支承机构从侧方支承的结构。
[0076]另外，在上述第一实施方式中，虽然经由固定于筒状体322的上表面的导承框342固定滑块，但也可以在筒状体322的内周面直接固定滑块。
[0077]另外，在上述第二实施方式中，虽然作为使固定部支承机构的振动衰减的缓冲部件使用空气弹簧1116、1316，但也可以使用具有防振效果的其它种类的弹簧(例如钢制的线圈弹簧)、弹性体(防振橡胶等)、利用电磁力的斥力的阻尼机构等。
[0078]另外，本发明的实施方式的线性致动器也能够用于激振装置以外的装置。例如能够用作进行试样的拉伸/压缩试验的万能试验装置(材料试验装置)、精密定位装置、顶起装置(起重机)的致动器。
[0079]另外，在上述实施方式中，虽然将振动台的速度做为控制变量来控制各致动器的驱动，但也能够采用将振动台的位移或加速度做为控制变量来进行控制的结构。另外，也能够采用不使用振动台的位移或加速度，而将各致动器的可动部、试样的位移、速度或加速度做为控制变量来控制各致动器的驱动的结构。
[0080]附图标记说明
[0081] 1、1000…电动激振装置(激振装置)[0082]10…控制部
[0083]20…计测部
[0084]21…三轴振动读取器
[0085]30…电源部
[0086]40...输入部
[0087]50…装置基座
[0088]100、1100…X轴致动器
[0089]160、1160 …YZ 滑件
[0090]200、1200…Y轴致动器
[0091]260、1260 …ZX 滑件
[0092]300、1300…Z轴致动器
[0093]360、1360 …XY 滑件
[0094]400…振 动台
【权利要求】
1.一种电动致动器，其特征在于，包括: 大致筒状的固定部； 可动部，其至少一部分被收容于所述固定部的中空部内，在所述固定部的轴线方向上被往复驱动；和 以使所述可动部能够在所述固定部的轴线方向上往复移动的方式从侧方对所述可动部进行支承的多个可动部支承机构， 所述可动部支承机构包括: 轨道，其被安装于所述可动部的侧面，在所述固定部的轴线方向上延伸；和 滑块，其被安装于所述固定部，与所述轨道卡合， 并且，所述可动部支承机构大致等间隔地配置于所述固定部的轴线的周围。
2.如权利要求1所述的电动致动器，其特征在于: 包括两对所述可动部支承机构， 所述可动部由所述两对可动部支承机构在正交的两个方向上从两侧夹持。
3.如权利要求1或2所述的电动致动器，其特征在于: 所述电动致动器以所述固定部的轴线朝向水平方向的方式被横置， 所述可动部支承机构中的一个被配置在所述固定部的轴线之下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的电动致动器，其特征在于: 所述可动部包括:杆，其从所述可动部的一端突出，在所述固定部的轴线上延伸， 所述固定部包括:轴承，其以使所述杆在所述固定部的轴线方向上能自由移动的方式对所述杆进行支承。
5.如权利要求1~4中任一项所述的电动致动器，其特征在于，包括: 基座；和 支承所述固定部的固定部支承机构， 所述固定部支承机构包括: 可动块，其被安装于所述电动致动器的固定部； 直线引导件，其以在所述固定部的轴线方向上可自由滑动的方式对所述可动块和所述基座进行连结；和 缓冲部件，其被配置在所述基座和所述可动块之间，防止所述轴线方向的振动的传递。
6.如权利要求5项所述的电动致动器，其特征在于: 所述缓冲部件为空气弹簧。
7.如权利要求5或6所述的电动致动器，其特征在于: 包括固定于所述基座的固定块， 所述直线引导件和所述防振部件的至少一方，经由所述固定块被安装于所述基座。
8.如权利要求5~7中任一项所述的电动致动器，其特征在于: 包括一对所述可动块， 所述一对可动块被安装于夹着所述固定部的轴线的两侧面。
9.一种电动激振装置，其特征在于，包括: 如权利要求1~8中任一项所述的电动致动器；和 与所述电动致动器的可动部的前端连结的振动台。
10.如权利要求9所述的电动激振装置，其特征在于: 包括两个所述电动致动器， 所述电动致动器的一方为在第一方向上具有驱动轴的第一致动器， 所述电动致动器的另一方为在与所述第一方向正交的第二方向上具有驱动轴的第二致动器， 所述电动激振装置包括: 第一滑件，其以在所述第二方向上可自由滑动的方式对所述振动台和所述第一致动器进行连结；和 第二滑件，其以在所述第一方向上可自由滑动的方式对所述振动台和所述第二致动器进行连结。
11.如权利要求10所述的电动激振装置，其特征在于，包括: 第三致动器，其为电动致动器，在与所述第一方向和所述第二方向正交的第三方向上具有驱动轴；和 第三滑件，其以在所述第一方向和所述第二方向上可自由滑动的方式对所述振动台和所述第三致动器进行连结， 所述第一滑件以在所述第二方向和所述第三方向上可自由滑动的方式对所述振动台和所述第一致动器进行连结， 所述第二滑件以在所述第一方向和所述第三方向上可自由滑动的方式对所述振动台和所述第二致动器进行 连结。
【文档编号】F16C29/06GK103609009SQ201280029530
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年4月19日 优先权日:2011年4月26日
【发明者】松本繁 申请人:国际计测器株式会社