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振動試験機についての概要、用途、原理などをご説明します。また、振動試験機のメーカー38社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。振動試験機関連企業の2025年2月注目ランキングは1位:エミック株式会社、2位:株式会社鷺宮製作所、3位:株式会社島津製作所となっています。
振動試験機 (英:vibration testing machine) とは、部品や製品に振動を与える試験機です。
振動試験機は、振動による破損や故障を確認したり、部品の振動応答特性を調べるたりするために使用されます。どんな製品でも長期間の振動による疲労から、破損の可能性があります。そのため、品質保証の観点から振動試験機を使う試験が多く行われます。
振動試験機の使用は、主に正弦波振動やランダム波振動による耐振性能を確認するのが目的です。また、機械系の振動応答特性である機械インピーダンスの測定を行い、共振周波数の把握や振動対策にも活用されます。
振動試験機は、部品や製品の耐振動性の確認及び部材・構造体の振動応答特性の把握などに使用されます。
振動試験機は駆動方式によって、機械式・油圧式・動電式・サーボモーター式などに分類され、それぞれ原理が異なります。
駆動力としてモーターを用いて、回転運動を機械式に往復運動に変える方式です。油圧式や動電式に比べて、比較的低価格です。近年機械式は、制御性が短所で、他の方式に置き換わっています。
駆動力として油圧ポンプからの油圧を使う方式です。サーボバルブにより油圧回路を高速で切換えて振動させます。低い振動数・ロングストローク・大パワーが必要な場合に適しています。周波数範囲は1～300Hz程度です。建物などの大型構造物を地震波で振動させる場合などに多く使われます。
磁界中の導線に電流を流したときに発生するローレンツ力を利用する方式です。励磁コイルによる磁界中に設置した駆動コイルに交流電流を流すことで、電流に応じて往復運動させます。
加振機の振動をピックアップで検出して、制御器にフィードバックし、振動を設定値に保ちます。この方式の特徴は、加振振動数の範囲が広いことで、特に高い振動数まで対応可能です。振動数範囲は、5～3,000Hz程度が一般的ですが、小型の加振機では、さらに高く、40,000Hzまで可能なタイプもあります。
ACサーボモーターと、ボールスクリューを組合せたサーボモーターリニアアクチュエータを使用して振動させる方式です。油圧式に比べ搭載荷重は低く、動電式に比べると振動数範囲は低くなります。油圧式と動電式の中間的な動作範囲です。振動数範囲は、0.01～300Hz程度です。
振動試験の種類は、正弦波振動試験・ランダム波振動試験・衝撃試験などに分類されます。
正弦波振動試験
一定周期で繰り返す振動を与える試験です。振動周波数と振幅を固定して試験する方法と、周波数を掃引し、振幅は振動数に応じて設定する試験方法があります。主に耐振性の確認に使われます。更に、振動周波数を変化させて試料の共振の有無・共振周波数・振動応答特性を調べる試験があります。
ランダム波振動試験
規則性のないランダム振動波形で加振する試験です。試験条件は振動数帯域と加速度のスペクトル密度で規定します。この試験は、上下左右前後の3方向について行います。電気製品や電子部品が地上の車両走行や航空宇宙輸送の振動負荷でどのようになるかをよく再現できます。そのため、応力累積による性能劣化や機械故障の検出効果が高く、市場環境により近い試験結果が得られます。
衝撃試験
一般的に、規定のピーク加速度と作用時間のパルス波形衝撃を供試品に加える試験です。衝撃環境に対する耐性・特性評価を行います。
振動試験機の大型化が進んでいます。従来は電気製品や電子部品・自動車用部品などが試験の主体でしたが、包装貨物や鉄道車両搭載部品・航空宇宙産業・耐震建築などのニーズが高くなっています。また、航空宇宙産業で必要な振動周波数は、民生品や車載品より高いため、そのスペックに合わせた試験機も開発されています。
振動試験機の小型化のニーズも増えているのが現状です。例えば、卓上型振動試験機があります。この試験機は、プリント基板上のはんだ付け不良や、コネクターの接触不良・ビスやナットの締め付け不良などの検出に使われます。また、ハンディ型の振動試験機が開発されています。この試験機では電子機器の耐振チェックや、特定箇所の振動応答特性の測定に使用されています。
参考文献
https://www.imv.co.jp/pr/simulation_system/
https://www.espec.co.jp/products/trustee/test/compound.html
https://www.test-navi.com/jp/test/cases/pdf/06_sindou.pdf
https://www.iri-tokyo.jp/uploaded/attachment/1745.pdf
https://www.keisokuten.jp/file.php?id=9930
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | エミック株式会社 |
19.6%
|
| 2 | 株式会社鷺宮製作所 |
6.2%
|
| 3 | 株式会社島津製作所 |
5.7%
|
| 4 | 株式会社ミワテック |
5.2%
|
| 5 | 日測エンジニアリング株式会社 |
4.6%
|
| 6 | 日本エスケイエフ株式会社 |
3.6%
|
| 7 | 株式会社ミツトヨ |
3.6%
|
| 8 | 日本ムーグ株式会社 |
3.6%
|
| 9 | 国際計測器株式会社 |
3.6%
|
| 10 | 株式会社振研 |
3.1%
|
項目別
加振力 kN
0 - 5 5 - 10 10 - 15 15 - 20 30 - 35最大搭載質量 kg
0 - 100 100 - 200 200 - 400 400 - 600 600 - 1,000 1,000 - 2,000振動数範囲 Hz
0 - 100 100 - 1,000 1,000 - 3,000 3,000 - 20,000最大加速度 m/s2
600 - 800 800 - 1,000 1,000 - 1,500最大変位 mmp-p
0 - 20 20 - 40 40 - 60 60 - 80 80 - 100 100 - 160可動部質量 kg
0 - 10 10 - 20 20 - 40 40 - 90 90 - 150許容偏心モーメント N・m
0 - 100 100 - 500 500 - 1,000 1,000 - 2,000 2,000 - 6,000最大速度 m/s
0 - 1 1 - 2 2 - 3 3 - 4所要電力 kVA
0 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70 70 - 150 150 - 360冷却方式
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