JPH01250033A - 水中振動試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水中振動試験装置に関し、特に電気油圧式振
動試験１！！（ハイトラクト）の防水シール構造に関す
る。

〔従来の技術〕

海底石油掘削リグ、着底式貯油庫をはじめとする各種海
洋構造物の耐震設計には、計算解析だけでなく、できる
だけ実際に近い多次元地震シミュレーションによる実験
が必要とされる。

従来、このような実験に用いられる振動試験装置として
は動電型加振機を用いた水中振動台が知られている。（
日本大学理工学研究所報第５７号別刷、川西利昌・加藤
渉著「動電型水中二方向振動試験機の振動特性に関する
研究」昭和５７年６月発行参照） このような動電型水中振動台が有する水平方向加振時の
加振機の所要出力が過大となる問題点や防水シールの耐
久性の低さを改善すべく、電気油圧式の水中振動試験装
置が提案されている。

この水中振動試験装置では、第１図に示すように、上部
に水中供試体１０のための支持面を有するテーブル１が
、下部を水平加振機２および鉛直加振機３にそれぞれユ
ニバーサルジヨイント４を介して連結されている。各加
振機２，３は基礎５への取付けについてもユニバーサル
ジヨイント４を介しているので、テーブル１の水平加振
および垂直加振ともに可能となっている。

テーブル１の周囲にはＵ字形横断面を有する防水シール
８の内縁側が装着されており、その外縁側は底板６およ
び基礎５の縦壁に取付けられている。そして、防水シー
ル８はテーブル１下部空間に対して防水機能を確保しつ
つ、水平加振変位および垂直加振変位に追従可能なよう
に可撓性をもつゴム膜で構成されている。

第４，５図に示すように、防水シール８の下部にはテー
ブル１の水平ストローク方向Ｘと直交する方向の溝状水
密切欠き部９が形成されており、この溝状水密切欠き部
９における防水シール８の横断面は、隣接する防水シー
ル８部分のＵ字形横断面よりも浅いＵ字形横断面形状に
形成されている。

このように構成された水中振動試験装置では、従来のも
のと同様に供試体ｌＯがテーブルｌ上に支持固定され、
水７が底板６と基礎５の縦壁とで囲まれた水槽に満たさ
れ、水平加振機２．鉛直加振機３が運転されて、種々の
計測が成される。

その際、この構成によれば、電気油圧式振動機としての
水平加振機２が直接テーブル１に取付けられているので
、水平方向加振時の転倒モーメントがほとんど生じなく
なる。

また、第６，７図に示すようにテーブル１がストローク
量Ｘだけ動いた場合には、防水シール８の高さは第７図
に示すように初期の高さから減少するように変化し、防
水シール８に弾性変形を生じさせることなく可撓領域内
で変形することができる。この際、溝状水密切欠き部９
は防水シール８の断面の変形モードの変化を極力中立状
態からかえないように作用し、最小の変形量におさえら
れるようになる。

ところで、ゴム膜製の防水シール８は、水圧に耐える強
度と、水平方向および垂直方向のストロ一りを許容する
ような可撓性を必要とするところから、第２．３図に示
すように、補強材としての条体を内蔵されており、防水
シール８がどの応力方向に対しても均一な強度を保つべ
く、第３図に示すように、各条体１１，１２．１３の組
込み角度を等角度に分散して多層（図示のものは３層）
の補強材による補強がなされている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の先行技術のような水中振動試験装
置では、第６図に示すように、テーブル１が水平方向に
ストロークする場合には、溝状水密切欠き部９における
溝底部１４の矢印方向に過大な引張応力が作用し、水平
方向ストロークに対する抵抗となる問題点がある。これ
は、第３図に示すθ２方向の条体１３（逆方向ストロー
クの場合はθ、方向の条体１２）の配設により生じる。

本発明は、このような問題点の解決をはかろうとするも
ので、防水シールゴム膜の水圧に対する強度を確保する
とともに、防水シールゴム膜を水平方向にストロークさ
せた時に溝底部に生じる過大な引張り応力を低減させる
ような水中振動試験装置の防水シールゴム膜構造を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明の水中振動試験装置
は、上部に水中供試体のための支持面を有するとともに
下部を加振機に連結されたテーブルをそなえ、同テーブ
ルの周囲にＵ字形横断面を有する防水シールが装着され
て、同防水シールの下部に、上記テーブルの水平ストロ
ーク方向と直交する方向の溝状水密切欠き部が形成され
、同切欠き部における上記防水シールの横断面が、同切
欠ぎ部に隣接するシール部分のＵ字形横断面よりも浅い
Ｕ字形横断面形状に形成されており、上記切欠き部に隣
接するシール部分はゴム膜と同ゴム膜に内蔵された斜行
条体を含む補強材とで形成され、上記切欠き部における
シール部分はゴム膜と同ゴム膜に内蔵された縦横条体の
みの補強材とで形成されていることを特徴としでいる。

（作　　用〕 上述の本発明の水中振動試験装置では、（１）水圧によ
り防水シールの溝状水密切欠き部に加わるフープ方向応
力に対しては、ゴム膜に内蔵された応力方向と一致する
方向の横条体が強度保持材として作用し、 （２）防水シールのゴム膜が水平方向にストロークさせ
られた時には、溝状水密切欠き部の溝底部に加わる引張
応力は、縦横条体の配設角度の中間方向に作用するので
、縦横条体は、ストロークに対する大きな抵抗力を生じ
させる要因とはならず、防水シールの変形が許容される
ようになる。

〔実　施　例〕

次に、本発明の実施例について説明すると、第１〜１０
図は本発明の一実施例としての水中振動試験装置を示す
もので、第１図はその全体側面図、第２図はその防水シ
ールの断面図、第３図は第２図の■−■矢視図、第４図
はその防水シールの平面図、第５図は第４図の■−■矢
視図、第６図は第４図のａ部の水平方向ストローク状態
を示す部分平面図、第７図は第６図の■−■断面図、第
８図はその防水シールの溝状水密切欠き部付近の補強状
態を示す側面図、第９図は第８図の江−■矢視図、第１
０図は溝状水密切欠き部の溝底部における引張り応力対
引張り歪み特性を示すグラフである。

第１図に示すように、本発明の一実施例としての水中振
動試験装置は先行技術におけると同様に構成゛されて、
同様に作用するものであるが、第２図に示すように、そ
の防水シール８には条体１１゜１２．１３が３層に組込
まれている。このように条体１１，１２．１３を組込ま
れた防水シール８の引張り強さは条体１１，１２．１３
の組込み方向には大きく、組込み角度の中間方向では小
さいので、どの応力方向に対しても極力均一な引張り強
さをもたせるよう、第３図に示すように各条体１１．１
２．１３の組込み角度θ１．θ２を等角度（θ１−０２
）となるように複数層の条体１１，１２゜１３を分散配
置することが行われている。

第４．５図に示すように、防水シール８には、水平方向
にストロークした場合に生じるしわや捩れの変形量を最
小にすべく、水平ストローク方向に３個の溝状水密切欠
き部９が設けられている。

第６，７図はこのような溝状水密切欠き部９が水平方向
にストローク量Ｘだけ動いた状態を示したものである。

その際防水シール８の溝底部１４には図示矢印方向の引
張応力が作用する。

第８．９図は、防水シール８の溝底部１４およびその近
傍における補強構造の詳細を示したものである。溝底部
１４には、水平ストローク方向に縦条体１５が、それと
直交方向に横条体１６が組込まれている。溝底部１４の
隣接シール部分１７゜１８には第２，３図に示すような
３層の条体１１゜１２．１３が組込まれている。溝底部
１４とその隣接シール部分１７．１８の条体の組み入れ
方が異なるので、その接合部は互いにラップさせてあり
、そのラップ代はｖ−Ｗで図示されている。

第１０図は第８，９図で示す溝底部１４の補強材の引張
り歪みεに対する引張り応力σの特性を表したものであ
る。特性ＥＹは補強材方向Ｙに引張った時の特性であり
、特性Ｅ、は両補強材の中間方向Ｚに引張った時の特性
である。両特性Ｅ７゜Ｅｚとも、その直線の勾配がヤン
グ率を表わすが、特性ＥＹに比べ特性Ｅ２のヤング率は
Ｉ／１０以下の値になるのが一般的である。また補強材
の各引張り方向による引張り強さを図中それぞれσ７．
σ２で示しているが、σ７に対するσ２は通常１７３以
上確保されるため、溝底部１４のＺ方向は引張り強さに
比べて非常に伸びやすい特性となる。

したがって、第６図に示すように、水平方向にストロー
クさせた時に発生する防水シール８の溝底部１４の引張
り応力は、過大にならず、許容値内におさえられること
が可能となる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明の水中振動試験装置によれ
ば、次のような効果ないし利点が得られる。

（１）防水シールは、防水シールの下部のテーブルの水
平ストローク方向と直交する方向の溝状水密切欠き部が
形成されているので、最小の変形量で水平方向ストロー
クに対応できるようになる。

（２）溝状水密切欠き部における補強材の縦横条体によ
り、水圧による７−プ応力に十分耐え得る防水シールと
することができる。

（３）同じく、水平方向ストローク時における防水シー
ルの引張応力を十分少さな値に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜１０図は本発明の一実施例としての水中振動試験
装置を示すもので、第１図はその全体側面図、第２図は
その防水シールの断面図、第３図は第２図の■−■矢視
図、第４図はその防水シールの平面図、第５図は第４図
の■−■矢視図、第６図は第４図のａ部の水平方向スト
ローク状態を示す部分平面図、第７図は第６図の■−■
断面図、第８図はその防水シールの溝状水密切欠き部付
近の補強状態を示す側面図、第９図は第８図のＵ−■矢
視図、第１０図は溝状水密切欠き部の溝底部における引
張り応力対引張り歪み特性を示すグラフである。 １・・テーブル、２・・水平加振機、３・・鉛直加振機
、４・・ユニバーサルジヨイント、５・・基礎、６・・
底板、７・・水、８・・防水シール、９・・溝状水密切
欠き部、１０・・供試体、１１・・条体、１２魯・条体
、１３・−条体、１４・ｅ溝底部、１５・・縦条体、１
６・・横条体、１７・・隣接シール部分、１８・・隣接
シール部分。 代理人　弁理士　　飯　沼　　義　彦 第１図 第　２１２１ 第３図 第４図 第５図 第６図 ■ ■ 第７図 第８図 １コ　　　１５１１１２ 第１０　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　上部に水中供試体のための支持面を有するとともに下
   部を加振機に連結されたテーブルをそなえ、同テーブル
   の周囲にＵ字形横断面を有する防水シールが装着されて
   、同防水シールの下部に、上記テーブルの水平ストロー
   ク方向と直交する方向の溝状水密切欠き部が形成され、
   同切欠き部における上記防水シールの横断面が、同切欠
   き部に隣接するシール部分のＵ字形横断面よりも浅いＵ
   字形横断面形状に形成されており、上記切欠き部に隣接
   するシール部分はゴム膜と同ゴム膜に内蔵された斜行条
   体を含む補強材とで形成され、上記切欠き部におけるシ
   ール部分はゴム膜と同ゴム膜に内蔵された縦横条体のみ
   の補強材とで形成されていることを特徴とする、水中振
   動試験装置。