以下、図面を参照しながら、本発明の実� ��の形態について説明する。図1は、本発明の 実施形態による加振試験装置の上面図である 。本実施形態の加振試験装置1は、加振試験� �対象であるワークをテーブル100の上に固定� �、第1、第2、第3アクチュエータ200、300、400� �用いてテーブル100及びその上のワークを直� �3軸方向に加振するようになっている。なお� ��以下の説明においては、第1アクチュエータ 200がテーブル100を加振する方向(図1における� ��下方向)をX軸方向、第2アクチュエータ300が� ��ーブル100を加振する方向(図1における左右� �向)をY軸方向、第3アクチュエータ400がテー� �ルを加振する方向、すなわち鉛直方向(図1に おいて、紙面に垂直な方向)をZ軸方向と定義� ��る。

 図6は、本発明の実施形態による加振試験 装置の制御システムのブロック図である。第 1、第2、第3アクチュエータ200、300、400には、 夫々振動センサ220、320、420が設けられている 。これらの振動センサの出力に基づいて制御 手段10が第1、第2、第3アクチュエータ200、300� ��400(具体的には、サーボモータ212、312、412)� �フィードバック制御することによって、所� �の振幅及び周波数(これらのパラメータは、� ��常は時間の関数として設定される)でテーブ ル100及びその上に取り付けられたワークを加 振することができる。

 第1、第2、第3アクチュエータ200、300、400� ��、夫々ベースプレート202、302、402上にモー� ��や動力伝達部材等が取り付けられた構成と� ��っている。このベースプレート202、302、402� ��、図示しないボルトによって、装置ベース2 上に固定されている。

 また、装置ベース2上には、ベースプレー ト202、302、402に近接する複数の位置にアジャ スタAが配置されている。アジャスタAは、装� ��ベース2にボルトABで固定されるめねじ部A1� �、このめねじ部A1にねじ込まれているおねじ 部A2とを有している。おねじ部A2は、円筒面� �ネジ山が形成された円柱状の部材であり、� �ねじ部A2をめねじ部A1に形成されたネジ穴に� ��合させて回動させることによって、おねじ� ��A2を対応するベースプレートに対して進退� �せることができる。おねじ部A2の一端(対応� �るベースプレートに対して近位となる側)は� ��略球面状に形成されており、この突出部と� ��応するベースプレートの側面とを当接させ� ��ことによって、ベースプレートの位置の微� ��整を行うことができる。また、おねじ部A2� �他端(対応するベースプレートに対して遠位� ��なる側)には、図示しない六角レンチ用の六 角穴が形成されている。。また、一旦ベース プレート202、302、402を固定した後は、加振試 験によってベースプレートからアジャスタA� �伝達されうる振動等によっておねじ部A2が緩 まないように、ナットA3がおねじ部A2に取り� �けられている。ナットA3は、その一端面がめ ねじ部A1に当接するように取り付けられてお� ��、この状態からナットA3をねじ込んでめね� �部A1を押し込み、おねじ部A2とめねじ部A1に� �力を作用させ、この軸力によっておねじ部A2 とめねじ部A1のねじ山に生じる摩擦力によっ� ��、おねじ部A2からめねじ部A1が緩まないよう になっている。

 次に、第1アクチュエータ200の構成につい て説明する。図2は、本発明の実施形態によ� �第1アクチュエータ200をY軸方向から(図1の右� ��から左側へ向かって)見た側面図である。こ の側面図は、内部構造を示すために一部が切 り欠かれている。また、図3は、第1アクチュ� ��ータ200の上面図の一部切り欠いて内部構造� ��示したものである。なお、以下の説明にお� ��ては、第1アクチュエータ200からテーブル100 に向うX軸に沿った方向を「X軸正の方向」、� ��ーブル100から第1アクチュエータに向うX軸� �沿った方向を「X軸負の方向」と定義する。

 図2に示されるように、ベースプレート202 の上には、互いに溶接された複数のはり222a� �、天板222bからなるフレーム222が溶接によっ� ��固定されている。また、テーブル100(図1)を� ��振するための駆動機構210や駆動機構210によ� ��加振運動をテーブルに伝達させるための連� ��機構230を支持するための支持機構240の底板2 42が、フレーム222の天板222bの上に図示しない ボルトを介して固定されている。

 駆動機構210は、サーボモータ212、カップ� ��ング260、軸受部216、ボールねじ218及びボー� ��ナット219を有している。カップリング260は� ��サーボモータ212の駆動軸212aとボールねじ218 とを連結するものである。また、軸受部216は 、支持機構240の底板242に対して垂直に溶接で 固定された軸受支持プレート244によって支持 されており、ボールねじ218を回転可能に支持 している。ボールナット219は、その軸回りに 移動しないよう軸受支持プレート244によって 支持されつつ、ボールねじ218と係合する。そ のため、サーボモータ212を駆動すると、ボー ルねじが回転して、ボールナット219がその軸 方向(すなわちX軸方向)に進退する。このボー ルナット219の運動が、連結機構230を介してテ ーブル100に伝達されることによって、テーブ ル100はX軸方向に駆動される。そして、短い� �期でサーボモータ212の回転方向を切り換え� �ようサーボモータ212を制御することによっ� �、テーブル100を所望の振幅及び周期でX軸方� ��に加振することができる。

 支持機構240の底板242の上面には、モータ� ��持プレート246が底板242と垂直に溶接されて� ��る。モータ支持プレート246の一面(X軸負の� �向側の面)には、駆動軸212aがモータ支持プレ ート246と垂直になるよう、サーボモータ212が 片持ち支持されている。モータ支持プレート 246には、開口部246aが設けられており、サー� �モータ212の駆動軸212aはこの開口部246aを貫通 し、モータ支持プレート246の他面側でボール ねじ218と連結される。

 なお、サーボモータ212がモータ支持プレ� ��ト246に片持ち支持されているため、モータ� ��持プレート246には、特に底板242との溶接部� ��おいて、大きな曲げ応力が加わる。この曲� ��応力を緩和するために、底板242とモータ支� ��プレート246との間には、リブ248が設けられ� ��いる。

 軸受部216は、正面組合せで組み合わされ� ��一対のアンギュラ球軸受216a、216b(X軸負の方 向側にあるものが216aであり、X軸正の方向側� ��あるものが216bである)を有している。アン� �ュラ球軸受216a、216bは、軸受支持プレート244 の中空部の中に収納されている。アンギュラ 球軸受216bの一面(X軸正の方向側の面)には、� �受押圧プレート216cが設けられており、この� ��受押圧プレート216cをボルト216dを用いて軸� �支持プレート244に固定することによって、� �ンギュラ球軸受216bはX軸負の方向に押し込ま れる。また、ボールねじ218において、軸受部 216に対してX軸負の方向側に隣接する円筒面� �は、ねじ部218aが形成されている。このねじ� ��218には、内周にめねじが形成されたカラー2 17が取り付けられるようになっている。カラ� ��217をボールねじ218に対して回動させてX軸正 の方向に移動させることによって、アンギュ ラ球軸受216aはX軸正の方向に押し込まれる。� ��のように、アンギュラ球軸受216aと216bが、� �いに近づく方向に押し込まれるようになっ� �いるので、両者が互いに密着して好適なプ� �ロードが軸受216a、216bに付与される。

 次に、連結部230の構成について説明する� ��連結部230は、ナットガイド232、一対のY軸レ ール234、一対のZ軸レール235、中間ステージ23 1、一対のX軸レール237、一対のX軸ランナーブ ロック233、及びランナーブロック取付部材238 を有している。

 ナットガイド232は、ボールナット219に固� ��されている。また、一対のY軸レール234は、 共にY軸方向に伸びるレールであり、ナット� �イド232のX軸正の方向側の端部に、上下方向� ��並べて固定されている。また、一対のZ軸レ ール235は、共にZ軸方向に伸びるレールであ� �、テーブル100のX軸負の方向側の端部に、Y軸 方向に並べて固定されている。中間ステージ 231は、このY軸レール234の各々と係合するY軸� ��ンナーブロック231aがX軸負の方向側の面に� �Z軸レール235の各々と係合するZ軸ランナーブ ロック231bがX軸正の方向側の面に設けられて� ��るブロックであり、Y軸レール234及びZ軸レ� �ル235の双方に対してスライド可能に構成さ� �ている。

 すなわち、中間ステージ231は、テーブル1 00に対してZ軸方向にスライド可能であり、且 つ、ナットガイド232に対してY軸方向にスラ� �ド可能である。従って、テーブル100に対し� �ナットガイド231はY軸方向及びZ軸方向にスラ イド可能となっている。このため、他のアク チュエータ300及び/または400によってテーブ� �100がY軸方向及び/またはZ軸方向に加振され� �としても、それによってナットガイド232が� �位することはない。すなわち、テーブル100� �Y軸方向及び/またはZ軸方向の変位に起因す� �曲げ応力が、ボールねじ218や軸受216、カッ� �リング260などに加わることはない。

 一対のX軸レール237は、共にX軸方向に伸� �るレールであり、支持機構240の底板242の上� �、Y軸方向に並べて固定されている。X軸ラン ナーブロック233は、このX軸レール237の各々� �係合し、X軸レール237に沿ってスライド可能� ��なっている。ランナーブロック取付部材238� ��、Y軸方向両側に向って張り出すようにナッ トガイド232の底面に固定された部材であり、 X軸ランナーブロック233はランナーブロック� �付部材238の底部に固定されている。このよ� �に、ナットガイド232は、ランナーブロック� �付部材238及びX軸ランナーブロック233を介し� ��X軸レール237にガイドされており、これによ って、X軸方向のみに移動可能となっている� �

 このように、ナットガイド232の移動方向� ��X軸方向のみに制限されているため、サーボ モータ212を駆動してボールねじ218を回動させ ると、ナットガイド232及びこのナットガイド 232と係合するテーブル100は、X軸方向に進退� �る。

 ランナーブロック取付部材238の、Y軸方向 側の一方の側面(図2においては手前側、図3に おいては右側)238aには、位置検出手段250が配� ��されている。位置検出手段250は、X軸方向に 一定間隔で並べられた3つの近接センサ251、� �ンナーブロック取付部材238の側面238aに設け� ��れた検出用プレート252、及び近接センサ251� ��支持するセンサ支持プレート253を有してい� ��。近接センサ251は、各々の近接センサの前� ��何らかの物体が近接して(例えば1ミリメー� �ル以内に)いるかどうかを検出可能な素子で� ��る。ランナーブロック取付部材238の側面238a と近接センサ251とは充分に離れているため、 近接センサ251は、各々の近接センサ251の前に 検出用プレート252があるかどうかを検知する ことができる。加振試験装置1の制御手段10は 、例えば近接センサ251の検出結果を用いてサ ーボモータ212をフィードバック制御すること ができる(図6)。

 また、支持機構240の底板242の上には、X軸 ランナーブロック233をX軸方向両側から挟む� �うに配置された規制ブロック236が設けられ� �いる。この規制ブロック236は、ナットガイ� �232の移動範囲を制限するためのものである� �すなわち、サーボモータ212を駆動させてナ� �トガイド232をX軸正の方向に向って移動させ� ��けると、最終的には、X軸正の方向側に配置 された規制ブロック236とランナーブロック取 付部材238とが接触し、それ以上ナットガイド 232はX軸正の方向に移動できなくなる。ナッ� �ガイド232をX軸負の方向に向って移動させ続� ��る場合も同様であり、X軸負の方向側に配置 された規制ブロック236とランナーブロック取 付部材238とが接触して、それ以上ナットガイ ド232はX軸負の方向に移動できなくなる。

 以上説明した第1アクチュエータ200と第2� �クチュエータ300とは、設置される方向が異� �る(X軸とY軸が入れ代わる)点を除いては同一� ��構造である。従って、第2アクチュエータ300 については詳細な説明は省略する。

 次に、本発明の実施形態による第3アクチ ュエータ400の構成について説明する。図4は� �テーブル100及び第3アクチュエータ400をX軸方 向から(図1の下方から上方へ向かって)見た側 面図である。この側面図も、内部構造を示す ために一部が切り欠かれている。また、図5� �、本発明の実施形態によるテーブル100及び� �3アクチュエータ400をY軸方向から(図1の左側� ��ら右側へ向かって)見た側面図である。図5� �、内部構造を示すために一部が切り欠かれ� �いる。なお、以下の説明においては、第2ア� ��チュエータ300からテーブル100に向うY軸に沿 った方向をY軸正の方向、テーブル100から第2� ��クチュエータ300に向うY軸に沿った方向をY� �負の方向と定義する。

 図4及び5に示されるように、ベースプレ� �ト402上には、鉛直方向に伸びる複数のはり42 2aと、この複数のはり422aを上から覆うように 配置された天板422bからなるフレーム422が設� �られている。各はり422aは、下端がベースプ� ��ート402の上面に、上端が天板422bの下面に、 それぞれ溶接されている。また、支持機構440 の軸受支持プレート442が、フレーム422の天板 422bの上に図示しないボルトを介して固定さ� �ている。この軸受支持プレート442は、テー� �ル100(図1)を上下方向に加振するための駆動� �構410や、駆動機構410による加振運動をテー� �ルに伝達させるための連結機構430を支持す� �ための部材である。

 駆動機構410は、サーボモータ412、カップ� ��ング460、軸受部416、ボールねじ418、及びボ� ��ルナット419を有している。カップリング460� ��、サーボモータ412の駆動軸412aとボールねじ 418とを連結するものである。また、軸受部416 は、前述の軸受支持プレート442に固定されて おり、ボールねじ418を回転可能に支持するよ うになっている。ボールナット419は、その軸 回りに移動しないよう軸受支持プレート442に よって支持されつつ、ボールねじ418と係合す る。そのため、サーボモータ412を駆動すると 、ボールねじが回転して、ボールナット419が その軸方向(すなわちZ軸方向)に進退する。こ のボールナット419の運動が、連結機構430を介 してテーブル100に伝達されることによって、 テーブル100はZ軸方向に駆動される。そして� �短い周期でサーボモータ412の回転方向を切� �換えるようサーボモータ412を制御すること� �よって、テーブル100を所望の振幅及び周期� �Z軸方向(上下方向)に加振することができる� �

 支持機構440の軸受支持プレート442の下面� ��ら、2枚の連結プレート443を介して、水平方 向(XY平面)に広がるモータ支持プレート446が� �定されている。モータ支持プレート446の下� �には、サーボモータ412が吊り下げられ、固� �されている。モータ支持プレート446には、� �口部446aが設けられており、サーボモータ212� ��駆動軸412aはこの開口部446aを貫通し、モー� �支持プレート446の上面側でボールねじ418と� �結される。

 なお、本実施形態においては、フレーム4 22の高さよりもサーボモータ412の軸方向(上下 方向、Z軸方向)の寸法が大きいため、サーボ� ��ータ412の大部分は、ベースプレート402より� ��低い位置に配置される。このため、装置ベ� ��ス2には、サーボモータ412を収納するための 空洞部2aが設けられている。また、ベースプ� ��ート402には、サーボモータ412を通すための� ��口402aが設けられている。

 軸受部416は、軸受支持プレート442を貫通� ��るように設けられている。なお、軸受部416� ��構造は、第1アクチュエータ200における軸受 部216(図2、図3)と同様であるので、詳細な説� �は省略する。

 次に、連結部430の構成について説明する� ��連結部430は、可動フレーム432、一対のX軸レ ール434、一対のY軸レール435、複数の中間ス� �ージ431、二対のZ軸レール437、及び二対のZ軸 ランナーブロック433を有している。

 可動フレーム432は、ボールナット419に固� ��された枠部432aと、枠部432aの上端に固定さ� �た天板432bと、天板432bのX軸方向両縁から下� �に伸びるよう固定された側壁432cを有してい� ��。一対のY軸レール435は、共にY軸方向に伸� �るレールであり、可動フレーム432の天板432b� ��上面に、X軸方向に並べて固定されている。 また、一対のX軸レール434は、共にX軸方向に� ��びるレールであり、テーブル100の下面に、Y 軸方向に並べて固定されている。中間ステー ジ431は、X軸レール434と係合するX軸ランナー� ��ロック431aが上部に、Y軸レール435の各々と� �合するY軸ランナーブロック431bが下部に設け られているブロックであり、X軸レール434及� �Y軸レール435の双方に対してスライド可能に� ��成されている。なお、中間ステージ431は、X 軸レール434とY軸レール435とが交差する位置� �に一つずつ設けられている。X軸レール434とY 軸レール435は、夫々2つずつ設けられている� �で、X軸レール434とY軸レール435とは4箇所で� �差する。従って、本実施形態においては、4� ��の中間ステージ431が使用される。

 このように、中間ステージ431の各々は、� ��ーブル100に対してX軸方向にスライド可能で あり、且つ、可動フレーム432に対してY軸方� �にスライド可能である。すなわち、テーブ� �100に対して可動フレーム432はX軸方向及びY軸 方向にスライド可能となっている。このため 、他のアクチュエータ200及び/または300によ� �てテーブル100がX軸方向及び/またはY軸方向� �加振されたとしても、それによって可動フ� �ーム432が変位することはない。すなわち、� �ーブル100のX軸方向及び/またはY軸方向の変� �に起因する曲げ応力がボールねじ418や軸受41 6、カップリング460などに加わることはない� �

 また、本実施形態においては、可動フレ� ��ム432には比較的大重量のテーブル100及びワ� ��クを支えるため、X軸レール434及びY軸レー� �435の間隔を、第1アクチュエータ200のY軸レー ル234及びZ軸レール235と比べて広くとってい� �。このため、第1アクチュエータ200と同様に� ��つの中間ステージのみによってテーブル100� ��可動フレーム432とを連結させる構成とする� ��、中間ステージが大型化し、可動フレーム4 32に加わる荷重が増大してしまう。このため� ��本実施形態においては、X軸レール434とY軸� �ール435とが交差する部分ごとに小型の中間� �テージ431を配置する構成として、可動フレ� �ム432に加わる荷重の大きさを必要最低限に� �えている。

 二対のZ軸レール437は、Z軸方向に伸びる� �ールであり、可動フレーム432の側壁432cの夫� ��に、Y軸方向に並べて一対ずつ固定されてい る。Z軸ランナーブロック433は、このZ軸レー� ��437の各々と係合し、Z軸レール437に沿ってス ライド可能となっている。Z軸ランナーブロ� �ク433は、ランナーブロック取付部材438を介� �てフレーム422の天板422bの上面に固定される� ��うになっている。ランナーブロック取付部� ��438は、可動フレーム432の側壁432cと略平行に 配置された側板438aと、この側板438aの下端に� ��定された底板438bとを有しており、全体とし てはL字断面形状となっている。また、本実� �形態においては、特に重心の高く且つ大重� �のワークをテーブル100の上に固定すると、X� ��回り及び/またはY軸回りの大きなモーメン� �が可動フレーム432に加わりやすくなってい� �。そのため、ランナーブロック取付部材438� �、この回転モーメントに耐えられるよう、� �ブによって補強されている。具体的には、� �ンナーブロック取付部材438のY軸方向両端に� ��ける側板438aと底板438bとが成すコーナーに� �一対の第1リブ438cが設けられ、さらに、この 一対の第1リブ438cの間に渡された第2リブ438d� �設けられている。

 このように、Z軸ランナーブロック433がフ レーム422に固定されており、且つZ軸レール43 7に対してスライド可能となっている。従っ� �、可動フレーム432は、上下方向にスライド� �能であるとともに、可動フレーム432の上下� �向以外の移動は規制される。このように、� �動フレーム432の移動方向が上下方向のみに� �限されているため、サーボモータ412を駆動� �てボールねじ418を回動させると、可動フレ� �ム432及びこの可動フレーム432と係合するテ� �ブル100は、上下方向に進退する。

 また、第1アクチュエータ200の位置検出手 段250(図2、3)と同様の位置検出手段(不図示)が 第3アクチュエータ400にも設けられている。� �振試験装置1制御手段10は、この位置検出手� �の検出結果に基づいて、可動フレーム432の� �さが所定の範囲内となるように制御するこ� �ができる(図6)。

 以上説明したように、本実施形態におい� ��は、駆動軸が互いに直交する各アクチュエ� ��タとテーブル100との間に、二対のレールと� ��のレールに対してスライド可能に構成され� ��中間ステージが設けられている。これによ� ��て、各アクチュエータに対して、テーブル1 00はそのアクチュエータの駆動方向に垂直な� ��上の任意の方向にスライド可能となってい� ��。このため、あるアクチュエータによって� ��ーブル100が変位したとしても、この変位に� ��因する荷重やモーメントが他のアクチュエ� ��タに加わることは無く、且つ他のアクチュ� ��ータとテーブル100とが中間ステージを介し� ��係合する状態が維持される。すなわち、テ� ��ブルが任意の位置に変位したとしても、各� ��クチュエータがテーブルを変位させること� ��可能な状態が維持される。このため、本実� ��形態においては、3つのアクチュエータ200、 300、400を同時に駆動させてテーブル100及びそ の上に固定されるワークを3軸方向に加振可� �である。

 次に、カップリング260、360及び460の構造� ��ついて説明する。カップリング260及び360は� ��ップリング460と同一の構造であるため、以� ��の説明においては、カップリング460につい� ��の説明のみを行い、カップリング260及び360� ��ついての説明は省略する。図7は、カップリ ング460及び、このカップリング460を介して互 いに連結されるACサーボモータ412の駆動軸412a とボールねじ418の軸部を示す拡大断面図であ る。

 図7に示されているように、カップリング 460は、ナイロン製の内輪461と、一対のジュラ ルミン製の外輪462と463、及びこれらを締結す る複数(本実施形態では6つ)のボルト464から構 成されるセミリジッドカップリングである。 内輪461の中央には、内部で相互に連絡する丸 穴461a、461bが同軸上に設けられている。丸穴4 61aの内径はACサーボモータ412の駆動軸412aが隙 間なく挿入できる大きさであり、丸穴461bの� �径はボールねじ418の軸部が隙間なく挿入で� �る大きさとなっている。なお、本実施形態� �おいては、ボールねじ418の軸部はACサーボモ ータ412の駆動軸412aよりも小径であるため、� �穴461bの外径は丸穴461aの外径よりも小径とな っている。

 内輪461の軸方向中央部の外周にはフラン� ��部461cが形成されている。フランジ部461cの� �面内側からは、軸方向に伸びるテーパ部が� �れぞれ形成されている。各テーパ部の外側� �461d、461eは、軸方向先端に近づくほど外径が 小さくなる円錐状のテーパ面となっている。 また、内輪461を挟む一対の外輪462、463の内側 には、テーパ形状の内側面462a、463aをもつ貫� ��穴がそれぞれ形成されている。外輪462と463� ��、それぞれ内側面462a、463aのテーパ面が開� �方向を内輪側に向けて配置されている。外� �462、463のテーパ形状の内側面462a、463aは、そ れぞれ内輪461の外側面461d、461eと同じテーパ� ��を有している。そして、外輪462の内側面462a と内輪461の外側面461d、外輪463の内側面463aと� ��輪461の外側面461eとが重なるように、外輪462 、463の貫通穴に内輪461の両端に形成されたテ ーパ部が差し込まれている。

 また、外輪463の貫通穴の周囲には、ボル� ��464の先端部に形成されたおねじと係合する� ��ねじ463bが、貫通穴の軸を中心とする円周上 に等間隔に形成されている。また、外輪462と 内輪461のフランジ部461cには、外輪463のめね� �463bに対応する位置に、ボルト穴(丸穴)462b、4 61fがそれぞれ形成されている。6本のボルト46 4(図7には2本のみ図示)が外輪462のボルト穴462b 及び内輪461のボルト穴461fを通して外輪340の� �ねじ464bと係合している。

 内輪461の丸穴461aに下方からACサーボモー� ��412の駆動軸412aの先端aを、丸穴461bに上方か� ��ボールねじ418の軸部の先端を差し込んだ後� ��ボルト464をボルト穴462b、461fに差し込み、� �らにめねじ464bにねじ込むと、内輪461は両側� ��ら外輪462と外輪463によって強く挟まれ、外� ��462、4623の貫通穴に内輪461の2つのテーパ部� �それぞれ深く嵌入される。このため、くさ� �の原理によって、内輪461の丸穴461a、461bから ACサーボモータ412の駆動軸412a及びボールねじ 418の軸部にそれぞれ強い側圧が加えられる。 従って、丸穴461a、461bと駆動軸412a、ボールね じ418との間にそれぞれ強力な摩擦力が発生し 、駆動軸412aとボールねじ418とが内輪461を介� �て一体に連結される。

 図7に示されているように、外輪452と463と の間は、粘弾性体であるナイロン樹脂で形成 された内輪461のみで支持されている。また、 図7に示されるように、カップリング460にお� �て、ACサーボモータ412の駆動軸412aの先端と� �ボールねじ418の軸部の先端とは、わずかな(� ��えば、約1ミリメートル)の間隔を離して連� �されている。従って、モータから軸を圧縮� �る方向の力が加わった場合には、内輪が弾� �変形して、この駆動軸412aとボールねじ418と� ��間隔が狭まることにより、カップリング460� ��で軸方向の力を吸収して、ボールねじ側に� ��わる軸方向の力を大幅に減衰させることが� ��きる。本実施形態においては、内輪461の振� ��減衰率は、加振試験における計測周波数領� ��内で比較した場合、駆動軸412aの固有振動数 において略最大となっている。これにより、 駆動軸412aの軸方向、又は、軸の半径方向の� �動を効果的に減衰させることができる。な� �、駆動軸412aの固有振動数における内輪461の� ��動減衰率は、必ずしも計測周波数領域にお� ��て略最大である必要はないが、少なくとも� ��測周波数領域における周波数平均よりも大� ��いことが望ましい。

 一方、上述のように、ACサーボモータ412� �駆動軸412aの先端と、ボールねじ418の軸部の� ��端との間隔は1ミリメートル程度と短く、ま た、各軸の先端は全周が内輪と一体化されて いる。このため、捩り方向には十分にリジッ ドに連結されており、バックラッシが無く、 ACサーボモータ412の駆動軸412aの回転駆動を正 確にボールねじ418に伝達することができる。

 本実施形態においては、前述のように、� ��クチュエータ200、300、400とテーブル100の間� ��は、レールとランナーブロックを組み合わ� ��たガイド機構を備えた連結部が設けられて� ��る。また、同様のガイド機構が、アクチュ� ��ータ200、300、400に設けられており、このガ� ��ド機構は各アクチュエータのボールねじ機� ��のナットをガイドするために使用される。� ��れらのガイド機構の構成について、図面を� ��いて詳細に説明する。なお、以下の説明は� ��第3アクチュエータ400のZ軸ランナーブロッ� �433及びZ軸レール437から構成されるガイド機� ��(図5)についてのものであるが、他のガイド� ��構も同一の構成である。

 図8は、ランナーブロック433及びレール437 を、レール437の長軸方向に垂直な一面で切断 した断面図であり、図9は図8のI-I断面図であ� ��。図8及び図9に示されるように、ランナー� �ロック433にはレール437を囲むように凹部が� �成されており、この凹部にはレール435の軸� �向に延びる4本の溝433a、433a’が形成されて� �る。この溝433a、433a’には、多数のステンレ ス鋼製のボール433bが収納されている。レー� �437には、ランナーブロック433の溝433a、433a’ と対向する位置にそれぞれ溝437a、437a’が設� ��られており、ボール433bが溝433aと溝437a、又� ��溝433a’と溝437a’との間に挟まれるように� �っている。溝433a、433a’、437a、437a’の断面� ��状は円弧状であり、その曲率半径はボール4 33bの半径と略等しい。このため、ボール433b� �、あそびのほとんど無い状態で溝433a、433a’ 、437a、437a’に密着する。

 ランナーブロック433の内部には、溝433aの 夫々と略平行なボール退避路433cが4本設けら� ��ている。図8に示されるように、溝433aと退� �路433cとは、夫々の両端でU字路433dを介して� �続されており、溝433a、溝437a、退避路433c、U� ��路433dは、ボール433bを循環させるための循� �路を形成する。退避路433c及び溝433a’及び437 a’についても、同様の循環路が形成されて� �る。

 このため、ランナーブロック433がレール4 37に対して移動すると、多数のボール433bが溝 433a、433a’、437a、437a’を転がりながら循環� �を循環する。このため、レール軸方向以外� �方向に大荷重が加わっていたとしても、多� �のボールでランナーブロックを支持可能で� �ると共にボール433bが転がることによりレー� ��軸方向の抵抗が小さく保たれるので、ラン� ��ーブロック433をレール437に対してスムーズ� ��移動させることができる。なお、退避路433c 及びU字路433dの内径は、ボール433bの径よりや や大きくなっており、退避路433c及びU字路433d とボール433bとの間に発生する摩擦力はごく� �ずかであるため、ボール433bの循環が妨げら� ��ることはない。

 図8に示されているように、溝433aと437aに� ��まれた二列のボール433bの列は、接触角が略 45°となる、正面組合せ型のアンギュラ玉軸� �を形成する。この場合の接触角は、溝433a及� ��437aがボール433bと接触する接触点同士を結� �だ線と、リニアガイドのラジアル方向(ラン� ��ーブロックからレールに向かう方向)とがな す角度である。このように形成されたアンギ ュラ玉軸受は、逆ラジアル方向(レールから� �ンナーブロックに向かう方向)及び横方向(ラ ジアル方向及びランナーブロックの進退方向 の双方に直交する方向。図中左右方向)の荷� �を支持することができる。

 同様に、溝433a’と437a’に挟まれた二列� �ボール433bの列は、接触角(溝433a’及び437a’� ��ボール433bと接触する接触点同士を結んだ線 と、リニアガイドの逆ラジアル方向との角度 )が45°となる、正面組合せ型のアンギュラ玉� ��受を形成する。このアンギュラ玉軸受は、� ��ジアル方向及び横方向の荷重を支持するこ� ��ができる。

 また、溝433aと437aの一方(図中左側)と、溝 433a’と437a’の一方(図中左側)にそれぞれ挟� �れた二列のボール433bの列もまた、正面組み� ��わせ型のアンギュラ玉軸受を形成する。同� ��に溝433aと437aの他方(図中左側)と、溝433a’� �437a’の他方(図中左側)にそれぞれ挟まれた� �列のボール433bの列もまた、正面組合せ型の� ��ンギュラ玉軸受を形成する。

 このように、本実施形態のガイド機構に� ��いては、ラジアル方向、逆ラジアル方向、� ��方向のそれぞれに働く荷重に対して、正面� ��合せ型のアンギュラ玉軸受が支持すること� ��なり、レール軸方向以外の方向に加わる大� ��重を十分支持できるようになっている。

 以上説明したように、本実施形態の加振� ��験装置は、テーブルを、夫々互いに直交す� ��第1及び第2の方向(X軸及びY軸方向)に加振可� ��な第1及び第2のアクチュエータと、テーブ� �を第1のアクチュエータに対して第2の方向に スライド可能とする第1の連結手段と、テー� �ルを第2のアクチュエータに対して第1の方向 にスライド可能とする第2の連結手段と、を� �する。

 上記の加振試験装置においては、各アク� ��ュエータは、テーブルに対してそのアクチ� ��エータの加振方向に直交する方向にスライ� ��可能となっている。そのため、あるアクチ� ��エータでテーブルを加振しても、テーブル� ��他のアクチュエータに対してスライドする� ��で、他のアクチュエータが変位することも� ��他のアクチュエータの加振方向が変化する� ��ともない。従って、本発明においては、各� ��クチュエータはテーブル及びワークを加振� ��きるだけのパワーがあればよい。また、本� ��明によれば、アクチュエータを回動させず� ��テーブルを加振することが可能となるため� ��アクチュエータの駆動軸が短くてもテーブ� ��を大ストロークで加振することができる。� ��えて、あるアクチュエータが他のアクチュ� ��ータの挙動に影響を与えることがないため� ��アクチュエータの制御系を複雑化すること� ��く、所望の振幅、周波数でテーブルを加振� ��ることが可能となる。従って、本発明によ� ��ば、装置を大型化・複雑化することなく、� ��きい振幅でテーブルを加振することが可能� ��なる。

 また、本実施形態の構成においては、前� ��のように、アクチュエータが変位すること� ��回動することもないため、サーボモータで� ��動されるボールねじ機構をアクチュエータ� ��採用することが容易である。ボールねじ機� ��は、油圧アクチュエータにおいて問題とな� ��オイル漏れは無く、また、圧電アクチュエ� ��タよりもはるかに大きなストロークでテー� ��ルを加振することができる。

 サーボモータの回転軸と前記ボールねじ� ��構のボールねじを連結するカップリングが� ��バックラッシが無く曲げ方向にたわみ性を� ��しモータの駆動軸の延長方向の振動の伝達� ��阻害するように構成されているセミリジッ� ��カップリングである構成とすることがさら� ��好ましい。この構成により、高い応答性を� ��って送りねじを駆動させつつ、多少の軸ず� ��があっても極端に大きな内部ひずみを発生� ��ることなくスムーズな駆動を可能にし、尚� ��つモータ駆動軸方向の振動を遮断すること� ��できる。

 セミリジッドカップリングは樹脂やゴム� ��ら作られる粘弾性要素を備えていることが� ��ましい。また、セミリジッドカップリング� ��、サーボモータの駆動軸の振動の減衰率が� ��動軸の固有振動数で最大になるように構成� ��れている。このような構成とすることによ� ��、モータから駆動軸を介して伝わる軸方向� ��たは軸の半径方向の振動を、セミリジッド� ��ップリング内の粘弾性要素によって効果的� ��減衰させることが可能となり、このような� ��動をほとんど出力側に伝達させないように� ��ることができる。

 また、好ましくは、セミリジッドカップ� ��ングは、剛体要素である一対の外輪と、こ� ��一対の外輪の間に配置された、弾性要素ま� ��は粘弾性要素を含む内輪とを有している。� ��輪の中心にはテーパ穴が、内輪の中心には� ��結する軸を通すための円柱状の貫通穴が夫� ��形成されている。また、内輪の外周の軸方� ��の両端には、一対の外輪のテーパ穴の内周� ��夫々係合可能なテーパ面が形成されている� ��内輪の貫通穴に送りねじ及びサーボモータ� ��駆動軸を差し込み、内輪のテーパ面に一対� ��外輪のテーパ穴の内周を当接させ、この一� ��の外輪同士をボルトで互いに固定すること� ��よって内輪を介して軸が連結される。この� ��うな構成とすることにより、軸出力を高い� ��答性を以て伝達しつつ、軸方向の振動を吸� ��するセミリジッドカップリングを極めて簡� ��な構成で実現することができる。

 また、ボールねじ機構のナットがボール� ��じの軸方向のみに移動可能となるようにナ� ��トをガイドするガイド機構が、加振試験装� ��のフレームに固定される第1部と、ナットに 固定される第2部とを有し、第1部と第2部の一 方がレールを有し且つ他方がレールと係合し て該レールに沿って移動可能なランナーブロ ックを有し、ランナーブロックが、レールを 囲む凹部と、凹部において、ランナーブロッ クの移動方向に沿って形成された溝と、ラン ナーブロックの内部に形成され溝と閉回路を 形成するように溝の移動方向両端と繋がって いる退避路と、閉回路を循環するとともに溝 に位置するときはレールと当接するようにな っている複数のボールとを有する構成とする ことが好ましい。更に、ランナーブロックに は上記の閉回路が4つ形成されており、この4� ��の閉回路のうち2つの閉回路の溝の夫々に配 置されたボールはリニアガイドのラジアル方 向に対して略±45度の接触角を有し、他の2つ� ��閉回路の溝の夫々に配置されたボールはガ� ��ド機構の逆ラジアル方向に対して略±45度の 接触角を有する構成とすることが望ましい。

 このような構成のガイド機構は、そのラ� ��アル方向、逆ラジアル方向及び横方向に第� ��重が加わったとしても、ランナーブロック� ��レールに沿ってスムーズに移動させること� ��できる。そして、このようなガイド機構に� ��ってナットがガイドされるので、加振装置� ��テーブル大重量のワークを取り付けて加振� ��る場合であっても、送りねじ機構のナット� ��がたつくことなく、スムーズにレールに沿� ��て動くことができる。

 また、好ましくは、第1及び第2の連結手� �の夫々はテーブルと対応するアクチュエー� �の間に配置された中間ステージを有し、第1� ��連結手段の中間ステージは第1の方向に垂直 な一方向のみにテーブルに対してスライド可 能であるとともに、この一方向と第1の方向� �双方に垂直な方向のみに第1のアクチュエー� ��に対してスライド可能であり、第2の連結手 段の中間ステージは、第2の方向に垂直な一� �向のみにテーブルに対してスライド可能で� �るとともに、この一方向と第2の方向の双方� ��垂直な方向のみに前記第2のアクチュエータ に対してスライド可能である。

 ここで、例えば、第1の連結手段の中間ス テージが前記テーブル及び第1のアクチュエ� �タに対してスライド可能な二方向の一方は� �2の方向であり、第2の連結手段の中間ステー ジがテーブル及び第2のアクチュエータに対� �てスライド可能な二方向の一方は、第1の方� ��である。

 また、好ましくは、テーブルに対して中� ��ステージをスライド可能とするために、例� ��ば、テーブル及び中間ステージの一方には� ��中間ステージがテーブルに対してスライド� ��能な方向に伸びる少なくとも1本のレールが 設けられており、且つ、テーブル及び中間ス テージの他方にはレールに係合するランナー ブロックが設けられている。また、好ましく は、アクチュエータに対して中間ステージを スライド可能とするために、例えば、中間ス テージ及び対応するアクチュエータの一方に は、中間ステージが対応するアクチュエータ に対してスライド可能な方向に伸びる少なく とも1本のレールが設けられており、且つ、� �間ステージ及び対応するアクチュエータの� �方にはレールに係合するランナーブロック� �設けられている。

 また、テーブルと中間ステージ、及び/ま たは中間ステージとアクチュエータが、夫々 互いに平行に配置された複数のレールとラン ナーブロックによって連結される構成として もよい。このような構成とすると、アクチュ エータがテーブルを加振する際、テーブルと 中間ステージとの間、及び中間ステージとア クチュエータとの間に加振方向回りの回転モ ーメントがほとんど発生しなくなる。この結 果、所望の加振状態が容易に得られる。

 また、ランナーブロックが、レールを囲� ��凹部と、凹部においてランナーブロックの� ��動方向に沿って形成された溝と、ランナー� ��ロックの内部に形成され、溝と閉回路を形� ��するように溝の移動方向両端と繋がってい� ��退避路と、閉回路を循環するとともに、溝� ��位置するときはレールと当接するようにな� ��ている複数のボールと、を有する構成とし� ��もよい。また、ランナーブロックにはこの� ��回路が4つ形成されており、4つの閉回路の� �ち2つの閉回路の溝の夫々に配置されたボー� ��が、レールとランナーブロックを備えたガ� ��ド機構のラジアル方向に対して略±45度の接 触角を有し、他の2つの閉回路の溝の夫々に� �置されたボールがガイド機構の逆ラジアル� �向に対して略±45度の接触角を有する構成と� ��ることがより好ましい。

 このような構成のガイド機構は、そのラ� ��アル方向、逆ラジアル方向及び横方向に第� ��重が加わったとしても、ランナーブロック� ��レールに沿ってスムーズに移動させること� ��できる。そして、このようなガイド機構に� ��って中間ステージがガイドされるので、加� ��装置のテーブル大重量のワークを取り付け� ��加振する場合であっても、中間ステージは� ��たつくことなく、スムーズにレールに沿っ� ��動くことができる。

 また、本実施形態の加振試験装置は、第1 及び第2の方向の双方に垂直な第3の方向(Z軸� �向)にテーブルを加振可能な第3のアクチュエ ータと、テーブルを第3のアクチュエータに� �して第1及び第2の方向にスライド可能に連結 する第3の連結手段と、を有し、第1及び第2の 連結手段は、それぞれ前記テーブルを第1及� �第2のアクチュエータに対して第3の方向にス ライド可能に連結する構成となっている。こ の構成によれば、三軸方向に加振可能な加振 試験装置が実現される。