トルク加振装置

【課題】平面内の軸回りに対するトルク加振による振動伝達特性を取得することができるトルク加振装置を提供する。
【解決手段】駆動部１を支持する固定部２に駆動部１が駆動することで加振力が発生し、この加振力にともないトルクが発生するトルク加振装置において、回転軸３を中心に対称に回動する駆動部１と、駆動部１を回動可能な状態にて保持する固定部２と、回転軸３を挟んで対称となる駆動部１および固定部２のそれぞれの箇所に配設された第１の発生部４および第２の発生部５と、第１および第２の発生部４、５に所望の周波数を有する電流を供給する電源部６とを有し、第１の発生部４と第２の発生部５とに、回転軸３において互いに相反する方向かつ同一の大きさの電磁力を発生させて駆動部１を駆動させるものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、平面内の軸回りに対するトルク加振による伝達特性を取得することができるトルク加振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のトルク加振装置は、例えば、一対の励磁用磁石の間に、駆動体および交流電流が供給されるコイルを配置し、コイルが発生する磁束と励磁磁石が発生する磁束との相互作用により駆動体を軸回りに駆動させる構成となり、１軸回りのトルクを発生させる。これを用いて、平面内にトルク加振を入力する方法としては、回転体に意図的に動的不釣り合いを生じさせることで平面内にトルクを発生させることができる。しかし、この場合には、必ず複数軸回りのトルクを励起してしまう。さらに、回転体の回転により発生するトルクであるため動的不釣合いの大きさを変化させなければ、加振周波数に対して、発生トルクの大きさを変化させることができない。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２６７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のトルク加振装置は、トルク加振装置の駆動体と供試体を直結させて回転軸の回りにトルクを発生させるためねじり加振入力をすることは可能であるが、供試体のある面内にトルク加振を実施したい場合に平面に加振装置を取り付けてトルク加振を簡単に行うことができないという問題点があった。また、回転体に意図的な動バランス不釣り合いを設けることでトルクを平面内に生じさせる方法の場合には、純粋に一軸回りのトルクのみを発生させることができない。さらに、回転体の回転軸にベアリング等の軸受けが必要になり、転がり軸受けのため、小さいながらも摩擦力が存在する。また、回転にともないベアリングノイズが発生し、入力したい周波数成分以外に複数の周波数成分のトルクが生じてしまうという問題点もあった。また、回転数を固定するとその場合に発生させるトルクの大きさが変更できないという問題点もあった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、平面に対するトルク加振を得ることができるトルク加振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、駆動部を支持する固定部に駆動部が駆動することで加振力が発生し加振力にともなってトルクが発生するトルク加振装置において、
回転軸を中心に対称に回動する駆動部と、駆動部を回動可能な状態にて支持する固定部と、回転軸を挟んで対称となる駆動部および固定部のそれぞれの箇所に配設された第１の発生部および第２の発生部と、第１および第２の発生部に電流を供給する電源部とを有し、
第１の発生部と第２の発生部とに、回転軸において互いに相反する方向かつ同一の大きさの電磁力を発生させて駆動部を駆動させるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明のトルク加振装置は、駆動部を支持する固定部に駆動部が駆動することで加振力が発生し加振力にともなってトルクが発生するトルク加振装置において、
回転軸を中心に対称に回動する駆動部と、駆動部を回動可能な状態にて保持する固定部と、回転軸を挟んで対称となる駆動部および固定部のそれぞれの箇所に配設された第１の発生部および第２の発生部と、第１および第２の発生部に電流を供給する電源部とを有し、
第１の発生部と第２の発生部とに、回転軸において互いに相反する方向かつ同一の大きさの電磁力を発生させて駆動部を駆動させるので、平面内の軸回りに対するトルク加振による伝達特性を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、本願発明の実施の形態について説明する。様々な製品において、内部に搭載された駆動物が原因で振動が生じるために設計要求を満足できないという問題が発生する場合がある。例えば人工衛星では、内部に設置した搭載機器により力およびトルクによる加振により振動が発生し、人工衛星の構体をそれら振動が伝播することで、観測機器などの測定精度に影響をもたらすなどの問題点が挙げられている。この影響を評価する手法として、搭載機器の実機を設置して運転し、その影響を評価する方法や、数値解析により影響を評価する方法などがある。搭載機器の実機がある場合には前者の方法にて確認することが可能であるが、実機が存在しない場合にはこの方法を適応することができない。このため後者の方法にて確認することが必要となる。後者による振動解析評価を行う場合には、一般的に複数の加振入力を解析モデルに入れて解析することができないため、加振を１成分ごとすなわちＸ、Ｙ、Ｚ軸回りのトルクごとに入力し、その影響を評価することになる。この時、解析精度が問題となるため実測値を用いた構造モデルの合わせ込み精度を上げることが必要があり、その精度を評価する観点から各加振条件の実測データ取得を実施する必要がある。よってこのような場合に、この加振を発生することができる本願発明のトルク加振装置が用いられる。
【０００９】
図１はこの発明の実施の形態１におけるトルク加振装置の構成を示す側面図、図２には図１に示したトルク加振装置の上面図、図３は図１に示したトルク加振装置のＡ−Ａ’断面の構成を示した断面図、図４は図１に示したトルク加振装置の第１の発生部の詳細を示した図、図５は図１に示したトルク加振装置における加振力検知センサの配設位置を説明するための図である。図において、上記実施の形態１のトルク加振装置の構成およびトルク加振装置の動作を説明する。トルク加振装置は、駆動部１を支持する固定部２に駆動部１が駆動することで加振力が発生し加振力にともなってトルクが発生するものである。そして、駆動部１は回転軸３を中心に対称に回動し、固定部２は駆動部１を回動可能な状態にて支持する。さらに、回転軸３を挟んで対称となる駆動部１および固定部２のそれぞれの箇所に配設された第１の発生部４および第２の発生部５と、第１および第２の発生部４、５に所望の周波数を有する電流を供給する電源部６とを有し、第１の発生部４と第２の発生部５とに、回転軸３において互いに相反する方向かつ同一の大きさの電磁力を発生させて駆動部１を駆動させるものである。
【００１０】
駆動部１は板状部材にて成り、その中央部の両端を回転軸３となる同軸の回転軸を有する十字ばね２１、２２にて固定部２の支柱部２３に支持されている。また、支柱部２３は板状部材にて成り供試体７（加振対象物）上に配設可能でかつ供試体７に加振を伝達する固定台２４上に固設されている。そして、固定台２４には４箇所にボルト用穴およびボルトにて成るボルト部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄがそれぞれ形成され、供試体７にはこの各ボルト部２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄにおけるボルト止めにて固定されている。尚、固定台２４の供試体７への固定方法はボルト止めに限られることはなく、他の方法においても固定可能であればよいことは言うまでもなく、例えば、固定台２４を供試体７に対して接着剤にて固定する方法も考えられる。
【００１１】
そして、第１の発生部４および第２の発生部５は、その固定部側が、一定方向回りの磁束を形成する第１および第２の励磁用磁石部４１、５１にて構成される。この第１および第２の励磁用磁石部４１、５１は、固定台２４の回転軸３を中心に左右対称の位置上にそれぞれ形成された縦断面Ｕの字状にて成り、磁束を形成しやすい材質にて成る第１および第２の保持部２５、２６の内壁面上の左右に対向し、上下に２組、例えば永久磁石にて成る第１ないし第４の励磁用磁石４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄおよび第５ないし第８の励磁用磁石５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄがそれぞれ固設されて構成される。そしてここでは、第１、第３、第５、第７の励磁用磁石４１ａ、４１ｃ、５１ａ、５１ｃがＮ極、また、第２、第４、第６、第８の励磁用磁石４１ｂ、４１ｄ、５１ｂ、５１ｄがＳ極にてそれぞれ構成されるものとする。よって第１の発生部４側を例に図４を用いて説明すると、第１の励磁用磁石４１ａから第２の励磁用磁石４１ｂの方向への磁束イが生じ、第３の励磁用磁石４１ｃから第４の励磁用磁石４１ｄの方向への磁束ロが生じ、第１の保持部２５内には磁束ハ、ニが生じ、第１の励磁用磁石部４１には一定方向回りの磁束ホが形成されることとなる。尚、第２の励磁用磁石部５１の第５ないし第８の励磁用磁石５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄにおいても、上記第１の励磁用磁石部４１と同様に同一方向の磁束が生じているためのその説明を省略する。
【００１２】
次に、第１および第２の発生部４、５の駆動部側は、第１および第２の励磁用磁石部４１、５１にて形成される磁束ホとそれぞれ交差するように配設された第１および第２のコイル部４２、５２にて構成される。さらにここでは、第１および第２の励磁用磁石部４１、５１にて形成される磁束ホと第１および第２のコイル部４２、５３を流れる電流とがそれぞれ直交するように配設されている。そして、この第１および第２のコイル部４２、５２は、駆動部１の回転軸３を中心に左右対称となる位置の下面側のそれぞれの位置に下部方向に延在して成る第３および第４の保持部１１、１２の内部に第１および第２のコイル４３、５３が内蔵されて成る。そして、この第１および第２のコイル４３、５３には電源部６から電流が供給される。
【００１３】
そして第１の発生部４においては、第１のコイル４３は図４に示すように、上部側４３ａと下部側４３ｂとではそれぞれ逆向きの電流が流れることとなる。ここでは、上部側４３ａには紙面上裏側方向に、下部側４３ｂは紙面上表側方向に電流が流れている例を示している。よってこの場合には、上部側４３ａの紙面上裏側方向に流れる電流と第１および第２の励磁用磁石４１ａ、４１ｂとの間に生じている磁束イとからフレミングの左手の法則により下向きの電磁力、具体的には下向きのローレンツ力が発生する。また、下部側４３ｂには上部側４３ａと逆向きの電流が流れるため、第３および第４の励磁用磁石４１ｃ、４１ｄの間に生じる磁束ロとの間において同様にフレミングの左手の法則により下向きのローレンツ力が発生し、第１のコイル部４２には、全体としてこの瞬間下向きの力が発生する。
【００１４】
他方の第２の発生部５においては、磁束の方向が同一で第２のコイル５３の巻き方向が逆向き、すなわち第１の発生部４の第１のコイル４３と異なる方向に電流が流れるため、第２の発生部５にはこの瞬間、第１の発生部４と逆向きのすなわち上向きのローレンツ力が生じる。よって、第１の発生部４および第２の発生部５に、回転軸３において互いに相反する方向かつ同一の大きさの電磁力を発生させて駆動部１を駆動させることができる。そして、第１および第２のコイル４３、５３に流れる電流の向きは、周期的に変化するので、回転軸３の対称位置、ここでは左右一定距離で発生するローレンツ力の向きは、逆向きであるため回転軸３回りに矢印Ａのモーメント、つまりトルクを生じさせることが可能である。
【００１５】
このとき、ローレンツ力は、回転軸３において相反する方向すなわち左右で逆向きであることから並進方向に発生する力は、打ち消され、回転軸３回りに、ローレンツ力とモーメントアームとの積による純粋なトルク成分のみが発生することになる。なお、このとき発生する力の対は、偶力であり、モーメントの和はどの位置でも同じ値となり、固定台４が固定されている供試体７の面にトルク加振ができる。そして、第１および第２のコイル４３、５３には、交流電流が流れることから発生する電磁力は、周期的に向きが反転する。このことで、一定周期のトルクが発生させることが可能である。第１および第２のコイル４３、５３に生じるローレンツ力も、第１および第２のコイル４３、５３間で力の方向は、１８０度異なる方向を維持したまま、その周波数に従い変化する。
【００１６】
また、第１の保持部２５の内部下面上には図５に示すように加振力検知センサ８を設置している。この加振力検知センサ８により第１の保持部２５と第１のコイル４３を内蔵している第３の保持部１１との距離を計測し、その信号を用いて、トルク加振装置の加振方向を判定する。つまり、加振トルクの大きさと位相関係とを把握することが可能となる。尚、ここで示した検知以外の方法でも、第１のコイル４２を内蔵している第３の保持部１１の運動方向が把握できるものであれば同様に検知することが可能となり同様の効果を奏することが可能となる。また、加振力検知センサ８は以下の実施の形態においても同様に設置することが可能でありその説明は適宜省略する。
【００１７】
また、図１においてはトルク加振装置を水平に配設する例を示したが、例えば図６に示すように、供試体７０が垂直に存在する場合、トルク加振装置を垂直方向に配設することも可能である。この場合、駆動体１の上部に配設されている例えばアンバランス調整マス９ａ、９ｂを、図１の回転軸３の上下、左右について駆動部１をつり合わせる用にそれぞれ調整すれば、トルク加振装置を垂直に立てた場合でも上記に示した水平状態の場合と同様にトルク加振を行うことができ同様の効果を奏することが可能となる。
【００１８】
上記のように構成された実施の形態１のトルク加振装置によれば、回転軸を挟んで対称となる二箇所に第１および第２の発生部を配設することで、一定周期のトルクが発生させることが可能であり、平面にトルクを１軸方向のみを純粋励起することが可能になる。また、固定部と駆動部間で駆動力を発生させるため装置自体がコンパクトになる。また、固定部と駆動部との回転の支持を十字ばねを配設して行っているため、摩擦がなく、例えば回転軸にベアリングを用いた場合に生じるような回転による微小なガタやベアリングの回転伴うベアリングノイズが発生することを抑えることが可能となり、略単一周波数のトルク成分のみを発生させることができる。また、第１および第２の励磁用磁石部にて形成される磁束と第１および第２のコイル部を流れる電流とがそれぞれ直交するように、第１および第２の励磁用磁石部および上記第１および第２のコイル部が配設されているため、効率よくローレンツ力を発生させることができる。
【００１９】
尚、上記実施の形態１では特に示していないが、第１の発生部および第２の発生部の固定部側および駆動部側が接触しない範囲内（形状的な制約範囲内）であれば、可動角度の変更は可能である。また、この接触しない範囲であれば、電流レベルを変更して、発生トルクを調整することが可能となる。
【００２０】
また、図７に示すように、上記に示した実施の形態１とは異なり、第１および第２の発生部４、５の駆動部側と固定部側とを反対に形成する場合も考えられる。すなわち、第１および第２の保持部２４、２５を駆動部１側に配設し、第３および第４の保持部１１、１２を固定部２側にそれぞれ配設し、第１および第２の発生部４、５の駆動部側に、一定方向回りの磁束を形成する第１および第２の励磁用磁石部４１、５１を構成し、第１および第２の発生部４、５の固定部側に、第１および第２の励磁用磁石部４１、５１にて形成される磁束とそれぞれ交差するように配設された第１および第２のコイル部４２、５２を構成しかつ電源部６から電流が供給されるように構成してもよい。このように構成すれば、上記実施の形態１に示した場合と同様に、第１の励磁用磁石部４１と第１のコイル部４２との間、および、第２の励磁用磁石部５１と第２のコイル部５２との間にはローレンツ力がそれぞれ生じ、上記実施の形態１と同様にトルク加振を発生させ、上記実施の形態１と同様の効果を奏することが可能である。尚、このように第１および第２の発生部における駆動部側と固定部側とを反対に形成することができる場合は、以下の実施の形態においても同様に行うことができるものもありその説明は適宜省略する。
【００２１】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。図において、上記実施の形態１と同様部分は同一符号を付して説明を省略する。上記実施の形態１では、左右の第１および第２のコイル４３、５３の巻線方向を逆方向に形成し、交差する一定方向回りの磁束を左右共に同じ回転方向に設ける例を示したが、本実施の形態２においては、図８に示すように第２の発生部２の第５ないし第８の励磁用磁石５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄの配置を変更して、第１および第２の発生部４、５における一定方向回りの磁束ホ、トの回転方向を、左右で逆回りの回転方向となるように形成する。そして、第２のコイル部５２の第２のコイル５３ａを第１のコイル４３の巻線方向と同一方向に変更する。このようにすれば、第１および第２のコイル４３、５３ａに流れる交流電流の向きが左右ともに同じとなり、磁束の回転方向が逆回りとなるため、上記実施の形態１と同様に動作し、同様の効果を奏することが可能である。
【００２２】
実施の形態３．
上記各実施の形態では、駆動部１の質量について特に示していないが、例えば駆動部１の上面にねじ部を設けて、質量を付加することも可能である。尚、この実施の形態３における質量の付加の方法は特に図示しないため、図１に基づいて説明する。このように質量を付加できるようにすると、回転軸３回りの慣性モーメントが増加させることが可能となり、慣性モーメントが小さいときに比べて、同じトルクの大きさを発生させる場合でも、駆動部１の回転角度範囲を小さく保つことができる。すなわち、第１および第２の励磁用磁石部４１、５１と第１および第２のコイル部４２、５２との間のクリアランスを変えることなく、駆動部１に質量を付加することにて発生トルクを大きくすることが可能となる。その理由は次の通りである。一般に、電磁力Ｆと回転軸３からの距離ｌを用い、その発生する周波数ｆ、時間をｔとすると、トルクＴｒは、式（１）にて示すことができる。
【００２３】
【数１】

【００２４】
一方、駆動部１の慣性モーメントＩである場合、式（２）の関係が成り立つ。
【００２５】
【数２】

【００２６】
この式（２）から、回転軸回りの角度変位θは、次式（３）で示される。
【００２７】
【数３】

【００２８】
つまり、同一トルクの場合には、周波数ｆが低いほど角度変位θは大きくなる。そのため、低周波数でも大きなトルクを出したい場合には、駆動部１上に質量を付加することで回転角度に余裕を持たせ、大きなトルクを発生させることが可能となる。
【００２９】
実施の形態４．
図９はこの発明の実施の形態４におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。図において、上記各実施の形態においては第１および第２の発生部４、５を回転軸３に対して左右対称な箇所にそれぞれ形成する例を示したが、この発明の実施の形態４においては、第１および第２の発生部４、５を、回転軸３に対して点対称な位置に配設する。そのために、固定部３の固定台２４上に躯体部２７を形成し、第１の保持部２８を躯体部２７の上部に、第２の保持部２９を固定台２４上に、回転軸３に対して点対称となる位置に、第１および第２の保持部２８、２９はその内壁が同様の曲率を有する面となるようにそれぞれ形成されている。
【００３０】
そして、上記実施の形態１と同様に第１ないし第８の励磁用磁石４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄがそれぞれ固設され第１および第２の励磁用磁石部４１、５１が形成されている。また、駆動部１の一端の上面側および他端の下面側には第１および第２の保持部２８、２９の内壁と同様の曲率を有する用に第３および第４の保持部１３、１４が回転軸３に対して点対称となる位置に形成されている。よって、第１および第２のコイル４３、５３と常に平行となるよう同様の曲率で第１ないし第８の励磁用磁石４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄが固設されることとなる。このように構成すれば、上記実施の形態１と同様にローレンツ力を発生することが可能となり、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００３１】
尚、上記実施の形態４では、第１および第２の発生部４、５において、図９に示すような第１ないし第８の励磁用磁石４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄおよび第１および第２のコイル４２、５２を配置する例を示したが、回転軸に対して点対称な位置で逆向きのローレンツ力が発生するような励磁用磁石およびコイルの配置であれば他の配置であっても上記実施の形態４と同様の効果を奏することが可能であることは言うまでもない。
【００３２】
実施の形態５．
図１０はこの発明の実施の形態５におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。図において、上記各実施の形態と同様の部分は同一符号を付して説明を省略する。上記実施の形態１と同様に第１および第２の発生部４、５を回転軸３に対して左右対称な箇所にそれぞれ形成する他の例を示す。この発明の実施の形態５においては、第１および第２の発生部４、５を、回転軸３に対して左右対称な位置に設置するために、固定部３の固定台２４上に第１および第２の保持部３０、３１を縦断面Ｃの字状でかつ駆動部１の端部をそれぞれ挿入可能に形成し、上記実施の形態１と同様に第１ないし第８の励磁用磁石４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄがそれぞれの内壁の左右に対向し、駆動部１の上下位置に２組ずつ固設され、第１および第２の励磁用磁石部４１、５１が形成されている。
【００３３】
また、駆動部１の一端および他端の両端には第１および第２の保持部３０、３１の内壁に沿うように駆動部１の上部側および下部側に延在するように、かつ、回転軸３に対して左右対称となる位置に第３および第４の保持部１５、１６が形成されている。第３および第４の保持部１５、１６に保持されている第１および第２のコイル４３、５３は、第１および第２の励磁用磁石部４１、５１にて形成される磁束とそれぞれ交差するように配設されている。さらにここでは、第１および第２の励磁用磁石部４１、５１にて形成される磁束と第１および第２のコイル部４２、５３を流れる電流とがそれぞれ直交するように配設されている。このように構成すれば、上記実施の形態１と同様にローレンツ力を発生することが可能なり、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００３４】
尚、上記実施の形態５では、第１および第２の発生部４、５において、図１０のように示すような第１ないし第８の励磁用磁石４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄおよび第１および第２のコイル４２、５２を配置する例を示したが、回転軸に対して左右対称な位置で左右逆向きのローレンツ力が発生するような励磁用磁石およびコイルの配置であれば他の配置であっても上記実施の形態５と同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００３５】
実施の形態６．
上記各実施の形態においては、電磁力としてローレンツ力を生じさせ、この力が回転軸よりオフセットして発生することにより回転軸回りにトルクを発生させる場合について説明したが、以下の実施の形態においては、電磁力として電磁吸引力を用いる場合について説明する。図１１はこの発明の実施の形態６におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。図において、上記各実施の形態と同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。固定台２４上の駆動部１の回転軸３の左右対称の位置に第１および第２の保持部３２、３３がそれぞれ形成されている。そして、第１の保持部３２には駆動部１の一端の上下位置に、第１の発生部４としての、第１および第２の鉄心４４ｂ、４５ｂを備えた第１および第２のコイル４４ａ、４５ａにて成る第１および第２のコイル部４４、４５が保持され形成されている。また、第２の保持部３３には駆動部１の他端の上下位置に、第２の発生部５としての、第３および第４の鉄心５４ｂ、５５ｂを備えた第３および第４のコイル５４ａ、５５ａにて成る第３および第４のコイル部５４、５５が保持され形成されている。そして、第１ないし第４のコイル４４ａ、４５ａ、５４ａ、５５ａには電源部６から電流が供給されている。
【００３６】
次に、上記のように構成された実施の形態６のトルク加振装置の動作について説明する。まず、第１および第３のコイル４４ａ、５４ａに電流を流した場合には、第１の発生部４側には、第１のコイル部４４と駆動部１との間には磁気吸引力が働き、駆動部１は時計回りに回転する。さらに、第２の発生部５側には、第３のコイル部５４と駆動部１の間に電磁吸引力が働き、駆動部１は回転軸３の時計回りにトルクを生じる。このとき発生する磁束の方向は、図１１（ａ）に示す磁束チに示すようになる。一方、第２および第４のコイル４５ａ、５５ａに電流を流した場合には、第１の発生部４側には第２のコイル部４５と駆動部１の間、第２の発生部５側には第４のコイル部５５と駆動部１との間には磁気吸引力が発生し、回転軸３の回りに反時計回りにトルクを生じされることが可能である。この時に発生する磁束の方向は、図１１（ｂ）に示す磁束リに示すようになる。このように第１ないし第４のコイル部４４、４５、５４、５５を組み合わせることで、第１および第２の発生部４、５において、交互に一定周期で電流を流すことで周期的な回転トルクを生じさせることが可能である。よって、上記実施の形態６のように発生する磁気吸引力は、上記実施の形態１と同様に、回転軸の左右で逆向きであり、磁気吸引力が同じ大きさであるため並進方向の力は発生せず、純粋な１軸回りのトルク成分を発生させることが可能となる。
【００３７】
上記のように構成された実施の形態６によれば、上記実施の形態１と同様に回転軸を挟んで対称となる二箇所に第１および第２の発生部を配設することで、一定周期のトルクが発生させることが可能であり、平面にトルクを１軸方向のみを純粋励起することが可能になる。また、固定部と駆動部間で駆動力を発生させるため装置自体がコンパクトになる。また、固定部と駆動部との回転の支持を十字ばねを配設して行っているため、摩擦がなく、例えば回転軸にベアリングを用いた場合に生じるような回転による微小なガタやベアリングの回転伴うベアリングノイズが発生することを抑えることが可能となり、略単一周波数のトルク成分のみを発生させることができる。
【００３８】
実施の形態７．
図１２はこの発明の実施の形態７におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。図において、上記各実施の形態と同様部分は同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態７では、駆動部１の端部に図１２に示すような傾斜面１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを形成し、この傾斜面１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに対して第１ないし第４のコイル部４４、４５、５４、５５が対向するように傾斜させて配設する。このように構成すれば、上記実施の形態６と同様に磁束が発生するとともに、上記実施の形態６と比較して、駆動部１の回転軸３回りの回転角度範囲を傾斜面を形成している分広げることが可能である。よって、上記式（３）からも分かるよう、回転角度を大きく設定することにより大きなトルクを発生させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の実施の形態１におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。
【図２】図１に示したトルク加振装置の上面図である。
【図３】図１に示したトルク加振装置のＡ−Ａ’断面の構成を示した断面図である。
【図４】図１に示したトルク加振装置の第１の発生部の詳細を示した図である。
【図５】図１に示したトルク加振装置における加振力検知センサの配設位置を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態１におけるトルク加振装置の他の構成を示す側面図である。
【図７】この発明の実施の形態１におけるトルク加振装置の他の構成を示す側面図である。
【図８】この発明の実施の形態２におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。
【図９】この発明の実施の形態３におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。
【図１０】この発明の実施の形態４におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。
【図１１】この発明の実施の形態５におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。
【図１２】この発明の実施の形態６におけるトルク加振装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１駆動部、２固定部、３回転軸、４第１の発生部、５第２の発生部、
６電源部、７，７０供試体、８加振力検知センサ、２１，２２十字ばね、
４１第１の励磁用磁石部、４２，４４第１のコイル部、５１第２の励磁用磁石部、
５２，４５第２のコイル部、５４第３のコイル部、５５第４のコイル部。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部を支持する固定部に上記駆動部が駆動することで加振力が発生し上記加振力にともないトルクを発生させるトルク加振装置において、
回転軸を中心に対称に回動する上記駆動部と、上記駆動部を回動可能な状態にて支持する上記固定部と、上記回転軸を挟んで対称となる上記駆動部および上記固定部のそれぞれの箇所に配設された第１の発生部および第２の発生部と、上記第１および第２の発生部に電流を供給する電源部とを有し、
上記第１の発生部および上記第２の発生部に、上記回転軸において互いに相反する方向かつ同一の大きさの電磁力を発生させて上記駆動部を駆動させることを特徴とするトルク加振装置。
【請求項２】
上記固定部に対する上記駆動部の支持は十字ばねにて行うことを特徴とする請求項１に記載のトルク加振装置。
【請求項３】
上記第１および第２の発生部の固定部側または駆動部側が、一定方向回りの磁束を形成する第１および第２の励磁用磁石部にて構成され、上記第１および第２の発生部の駆動部側または固定部側が、上記第１および第２の励磁用磁石部にて形成される磁束とそれぞれ交差するように配設された第１および第２のコイル部にて構成されるとともに上記電源部から所望の周波数の電流が供給され、上記第１の励磁用磁石部と上記第１のコイル部との間、および、上記第２の励磁用磁石部と上記第２のコイル部との間にはローレンツ力がそれぞれ生じることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトルク加振装置。
【請求項４】
上記第１および第２の励磁用磁石部および上記第１および第２のコイル部は、上記第１および第２の励磁用磁石部にて形成される磁束と上記第１および第２のコイル部を流れる電流とがそれぞれ直交するように配設されていることを特徴とする請求項３に記載のトルク加振装置。
【請求項５】
上記第１および第２の発生部の固定部側は、第１および第２のコイル部と、第３および第４のコイル部とにて構成されるとともに上記電源部から所望の周期的な電流が供給され、上記第１および第２のコイル部と上記第１の発生部の駆動部側との間、および、上記第３および第４のコイル部と上記第２の発生部の駆動部側との間にはそれぞれ磁気吸引力が生じることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトルク加振装置。
【請求項６】
上記加振力の大きさおよび上記加振力の方向を検知する加振力検知センサを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトルク加振装置。

【図１】