JP5671272B2 - 加振装置 - Google Patents

Description

この発明は、加振装置に関し、特に、供試体に対する耐久試験などに向く流体圧利用の加振装置の改良に関する。

供試体に対する耐久試験などに向く流体圧利用の加振装置としては、従来から種々の提案があるが、その中で、たとえば、特許文献１に開示の提案にあっては、加振装置における安定が保障される。

すなわち、この特許文献１に開示の加振装置にあっては、床面などに起立するフレーム体が水平部を有すると共に、この水平部に加振器を有し、この加振器が上端で治具の配設下に供試体を担持する。

それゆえ、この特許文献１に開示の提案にあっては、加振装置の利用時に加振器の駆動に起因してフレーム体の水平部が振動しても、フレーム体が床面などに起立するから、加振装置の安定が保障される。

特公昭５５‐３９７６８号公報（第２図参照）

しかしながら、上記した特許文献１に開示の提案にあっては、加振装置の安定が保障される点で、基本的に問題がある訳ではないが、実施に際して、些かの不具合があると指摘される可能性がある。

すなわち、周知のように、凡そこの種の加振装置にあっては、フレーム体の質量が加振器における加振力の１０倍以上となるときに、加振器の駆動に起因する振動の影響を受けずして、加振装置の安定を保障し易くする。

このことからすると、上記した特許文献１に開示の提案にあっても、フレーム体は、大きな質量を具有するように、いわゆる大型に形成され、その結果、加振装置の設置に際して広い設置面積を占有したり、全体の質量が大きくなるがゆえに加振装置の搬送性を悪くしたりする不具合の発生が危惧される。

この発明は、このような現状を鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、所定の加振機能を発揮するのはもちろんのこと、その大型化を回避し得て、その汎用性の向上を期待するのに最適となる加振装置を提供することである。

上記した目的を達成するために、この発明による加振装置の構成を、基本的には、供試体を載置させる加振台と、前記加振台を上下方向に加振する加振器と、前記加振器を保持するフレーム体とを有してなる加振装置において、前記フレーム体の下方に支持部が設けられると共に、前記支持部と前記フレーム体との間に弾性体が配設される一方で、前記加振器の重心位置が前記フレーム体の重心位置より下方とされてなる。

それゆえ、この発明にあっては、フレーム体の下方に支持部が設けられるから、この支持部を有する分フレーム体の重心位置が高くなる。

その一方で、この発明にあっては、加振器の駆動に起因してフレーム体が振動する事態になっても、加振器の重心位置がフレーム体の重心位置より下方とされるから、加振器の重心位置がフレーム体の重心位置より上方とされる場合に比較して、フレーム体が振動し難くなる。

そして、この発明にあっては、フレーム体と支持部との間に弾性体が配設されるから、フレーム体の振動を支持部に伝えないことが可能になり、したがって、フレーム体の質量が加振器における加振力の１０倍以上とされなくても、加振器の駆動に起因する振動の影響を受けずして、加振装置の安定を保障し易くする。

その結果、この発明によれば、フレーム体が大きな質量を有するように大型化されず、加振装置の設置に際して広い設置面積を占有する危惧がなく、また、全体重量を大きくせずして加振装置の搬送性を良くし得る。

ちなみに、この発明にあって、加振器が油圧式とされることで、加振器が電磁式とされる場合に比較して、静的荷重を掛けることが可能になり、また、電磁ノイズの影響を危惧させずして、加振装置を利用できる。

この発明の一実施形態による加振装置を示す立面図である。 他の実施形態による加振装置を図１と同様に示す図である。 さらに他の実施形態による加振装置を図１と同様に示す図である。

以下に、図示した実施形態に基づいて、この発明を説明するが、この発明による加振装置は、図１に示すように、任意の供試体（図示せず）を載置させる加振台１と、この加振台１を上下方向に加振する加振器２と、この加振器２を保持するフレーム体３とを有し、さらには、支持部４と弾性体５とを有してなる。

加振台１は、供試体を分離可能にしながら固定状態に載置させるもので、たとえば、円板状とされて、供試体を載置させるのに十分な面積と、供試体を固定状態に載置させると共に後述する加振器２からの振動に耐え得る機械的強度を有するように形成される。

そして、この加振台１は、図示するところでは、後述する加振器２と別部品に形成されて加振器２に連結されるが、これがあらかじめ加振器２に一体に形成されて加振器２の一部とされても良い。

ただ、加振台１が加振器２の一部とされる場合には、この加振台１を挿通させるために後述するフレーム体３に形成される透孔３ａが言わば大径に形成されることになり、フレーム体３の機械的強度を低下させ易くなる上からは、好ましいと言い得ないであろう。

また、供試体が大小様々となる、特に、いわゆる大型と称されるものとなる場合には、加振台１が相応の面積を有することが好ましく、そのため、いわゆる交換を要することがある場合を鑑みると、加振器２とは別部品に形成されるのが良い。

ちなみに、加振台１は、その上面に任意の供試体を固定状態に載置させるのについて、図示しないが、適宜の治具の固定的な連結を許容するネジ孔や透孔を多数有して、このネジ孔への固定用ボルトの螺合や透孔への固定用ボルトの挿通を許容するのが好ましい。

そして、加振台１への多数のネジ孔や透孔の形成は、加振台１における質量の可能な限りの軽量化を実現し、特に、この発明にあっては、後述するように、言わばフレーム体３側の重心位置より加振器２の重心位置を低くするとの観点からすれば有利になろう。

加振器２は、この発明にあっては、流体圧アクチュエータ、特に、流体圧シリンダからなり、この流体圧シリンダは、図示するところでは、シリンダ体２１と、このシリンダ体２１に出没可能に設けられるロッド体２２とを有してなる。

そして、この流体圧シリンダにあっては、軸線方向が、すなわち、ロッド体２２の出没方向が上下方向とされ、シリンダ体２１が下端側部材とされると共にロッド体２２が上端側部材とされる。

そしてまた、この流体圧シリンダにあっては、シリンダ体２１に図示しない流体圧給排源が連結され、この流体圧給排源からの流体圧がシリンダ体２１内の図示しない圧力室に対して給排されることでロッド体２２がシリンダ体２１に対して出没する。

ところで、この加振器２たる流体圧シリンダは、ロッド体２２に比較すれば重量が大きくなるシリンダ体２１を下端側部材にすると共に、このシリンダ体２１におけるヘッド部（符示せず）をブラケット２３の利用下にフレーム体３の下面に言わば吊持される態勢に連結される。

それゆえ、この加振器２にあっては、ロッド体２２に比較して重量が大きくなるシリンダ体２１を下端側部材にするから、この加振器１における重心位置を上下方向の下方に位置決めることが可能になる。

そして、これによって、詳しくは後述するが、加振器２における重心位置を少なくともフレーム体３の重心位置より低くすることが可能になる。

一方、この発明にあって、加振器２を油圧式とすることについてだが、加振機能からすれば、電磁式加振器であっても良いと言い得る。

しかし、電磁式加振器の場合には、供試体に静的荷重を掛けられず、また、疲労試験として荷重フィードバック制御を実施する場合に、歪ゲージのリード線がアンテナとなって電磁式加振器が発生する強い電磁ノイズの飛込みを阻止できない不具合が危惧される。

それに対して、加振器２が油圧式とされる場合には、静的荷重を掛けることも可能になり、また、電磁ノイズの影響を排除しながら、加振装置を利用できる点で有利となる。

フレーム体３は、図示するところにあって、上記した加振器２を下面に保持する水平部３１と、この水平部３１に起立する門型フレーム３２と有してなる。

そして、このフレーム体３にあって、水平部３１は、この加振装置におけるいわゆる台部を構成するもので、そのため、たとえば、前記した加振台１に相似する円板状に、あるいは、その他の任意形状に形成されて、任意の広さとなる上面を有し、特に、加振台１上に載置される供試体が台部の上面の領域から外に突出しないように配慮している。

そしてまた、図示しないが、この水平部３１にあっても、前記した加振台１と同様に、適宜の治具の固定的な連結を許容するネジ孔や透孔を多数有して、このネジ孔への固定用ボルトの螺合や透孔への固定用ボルトの挿通を許容するのが好ましい。

ちなみに、水平部３１への多数のネジ孔や透孔の形成は、フレーム体３における質量の可能な限りの軽量化を実現し、特に、この発明にあっては、フレーム体３側の重心位置より加振器２の重心位置を低くするとの観点から有利になる。

門型フレーム３２は、この加振装置が供試体の振動試験をするいわゆる加振機として利用される場合には、不要とされるが、この加振装置を疲労試験機として利用する場合には、加振器２との間に供試体を固定的に保持する反力要素として必須になり、この門型フレーム３２が設けられることで、加振器２によって、供試体に繰り返し荷重を作用することが可能になる。

なお、この門型フレーム３２は、この加振装置が疲労試験機として利用される場合に、供試体に保持などされるロードセルなどを支持するが、この加振装置が加振機としてのみ利用される場合には、図２に示すように、水平部３１から撤去されても良いことはもちろんである。

以上のように、この発明による加振装置にあっては、加振台１はともかく、加振器２とフレーム体３とを有することで、加振器２およびフレーム体３の各重心位置が決まるが、前記したように、加振器２がフレーム体３の下面側に設けられて、加振器２の重心位置がフレーム体３の重心位置より下方に位置決められる。

このことから、加振器２を駆動して加振台１を上下方向に加振するとき、仮にフレーム体３が振動するとしても、重心が加振器２の重心より上方にあるフレーム体３は、重心が加振器２の重心より下方にある場合に比較して、簡単には振動し得ない状況になる。

ところで、この発明による加振装置もそうであるが、凡そこの種の加振装置が利用される実際を鑑みると、その利用の際には、どこかに支持されるのは当然で、そのため、この発明による加振装置は、支持部４を有し、このとき、この支持部４と上記したフレーム体３との間に弾性体５を有してなる。

先ず、支持部４は、上記した加振台１，加振器２およびフレーム体３を有してなる加振装置を、たとえば、床面Ｆなどに設置する際の脚部であったり台部であったりする。

つまり、図１に示すところでは、支持部４は支柱からなり、この支柱は、図２に示すように、直接床面Ｆに起立されても良いが、図１に示すところでは、この加振装置の搬送性を向上させるために、基板たる支持板Ｂに起立されてなる。

ちなみに、この支持板Ｂは、この加振装置が利用される際には、適宜の手段で床面Ｆに固定的に連結される。

一方、弾性体５であるが、この発明にあっては、上記したように、フレーム体３と支持部４との間、つまり、図示するところでは、フレーム体３における水平部３１の下面と支持体４の上端との間に設けられる。

このとき、この弾性体５としては、基本的に任意の構成を選択でき、たとえば、エアバネからなるとしても良く、また、皿バネやコイルバネなどの金属バネからなるとしても良い。

ちなみに、弾性体５が皿バネからなる場合には、弾性体５がコイルバネからなる場合に比較して、高さ寸法を小さくしながら強いバネ力の発揮を期待できる点で有利となる。

以上のように支持部４とフレーム体３との間に弾性体５を有し、加振器２の重心位置が弾性体５よりも下方に設定されているため振動の増幅が抑えられ、加振器２の駆動に起因してフレーム体３が振動しても、この振動を支持部４に伝播されず、したっがて、支持部４が起立などする床面Ｆに伝播されない。

そして、このことからすると、この弾性体５は、図１および図２に示すように、フレーム体３と支持部４との間に配設されることに代えて、図３に示すように、支持部４たる台部を床面Ｆとし、この床面Ｆとフレーム体３との間に配設されるとしても良いと言い得る。

ただ、この図３に示すところにあっては、フレーム体３が床面Ｆのいわゆる直ぐ上に位置決められるから、このフレーム体３の下面に連結される加振器２は、床面Ｆに掘り下げるようにして形成されるピット部Ｐに収容されるのが良い。

以上がこの発明における加振装置における構成であるが、たとえば、前記した特許文献１に開示の提案にあっても、外観上、加振器（１）がフレーム（３）下方側にあり、したがって、加振器（１）の重心位置がフレーム（３）の重心位置より低くなり、それゆえ、フレーム（３）が加振器（１）の駆動に起因して簡単には振動し得ない状況にあるとも言い得る。

しかしながら、この特許文献１に開示の提案にあっては、フレーム（３）がこの発明における支持部４とも言い得る脚部に相当する下端側を介して床面などに直接起立されているので、仮にフレーム（３）が振動するときには、その振動が直に床面などに伝播される不具合がある。

それに対して、この発明の加振装置にあっては、支持部４を有すると共に、この支持部４とフレーム体３との間に弾性体５を有してなるから、フレーム体３が加振器１の駆動に起因して仮に振動することがあっても、この振動を床面Ｆ側に伝播させないで済み、この加振装置を設置する周辺環境を悪化させずして現状のままに保守することが可能になる。

すなわち、この発明の加振装置にあっては、フレーム体３の下方に支持部４が設けられるから、この支持部４を有する分フレーム体３の重心位置が高くなる。

その一方で、この発明の加振装置にあっては、加振器２の駆動に起因してフレーム体３が振動する事態になっても、加振器２の重心位置がフレーム体３の重心位置より下方とされるから、加振器２の重心位置がフレーム体３の重心位置より上方とされる場合に比較して、フレーム体３が振動し難くなる。

そして、この発明の加振装置にあっては、フレーム体３と支持部４との間に弾性体５が配設されるから、フレーム体３の振動を支持部４に伝えないことが可能になり、したがって、フレーム体３の質量が加振器における加振力の１０倍以上とされなくても、加振器の駆動に起因する振動の影響を受けずして、この加振装置の安定を保障し易くする。

その結果、この発明の加振装置によれば、加振器２が油圧式とされることで、加振器２が電磁式とされる場合に比較して、静的荷重を掛けることが可能になり、また、電磁ノイズの影響を危惧させずして、加振装置を利用できる点で有利となる。

そして、この発明の加振装置によれば、フレーム体３が大きな質量を有するように大型化されず、加振装置の設置に際して広い設置面積を占有させず、また、全体重量を大きくせずして加振装置の搬送性を良くし得る点で有利となる。

供試体に対する耐久試験や疲労試験などの利用に向く。

１ 加振台
２ 加振器
３ フレーム体
３ａ 透孔
４ 支持部
５ 弾性体
２１ シリンダ体
２２ ロッド体
２３ ブラケット
３１ 水平部
３２ 門型フレーム
Ｂ 支持板
Ｆ 床面
Ｐ ピット

Claims (5)

1. 供試体を載置させる加振台と、
   前記加振台を上下方向に加振する加振器と、
   前記加振器を保持するフレーム体とを有してなる加振装置において、
   前記フレーム体の下方に支持部が設けられると共に、
   前記支持部と前記フレーム体との間に弾性体が配設される一方で、
   前記加振器の重心位置が前記フレーム体の重心位置より下方とされてなる
   ことを特徴とする加振装置。
2. 前記加振器の重心位置が前記弾性体よりも下方とされてなる
   ことを特徴とする請求項１に記載の加振装置。
3. 前記加振器がシリンダ体に対してロッド体を出没可能にする流体圧シリンダからなり、
   前記シリンダ体が軸線方向を上下方向にしながら前記フレーム体の下面側に保持されると共に、前記ロッド体が上端に前記加振台を連結させてなる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の加振装置。
4. 前記フレーム体が下面に前記加振器を保持する平板状に形成の水平部を有すると共に、
   前記水平部に門型フレームを分離可能に連結させてなる
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の加振装置。
5. 前記支持部が前記弾性体の下方の床面とされ、あるいは、前記弾性体の下方の床面に起立する支柱とされ、もしくは、前記弾性体の下方の床面に設置される支持板に起立する支柱とされてなる
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の加振装置。

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