JPH0348746A - 流体素子を用いた薄板用曲げ及び衝撃疲労試験機 - Google Patents
流体素子を用いた薄板用曲げ及び衝撃疲労試験機Info
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- JPH0348746A JPH0348746A JP1185129A JP18512989A JPH0348746A JP H0348746 A JPH0348746 A JP H0348746A JP 1185129 A JP1185129 A JP 1185129A JP 18512989 A JP18512989 A JP 18512989A JP H0348746 A JPH0348746 A JP H0348746A
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Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
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。
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、リード弁やビニールシート等の非常に薄い板
の繰り返し曲げ疲労や繰り返し衝撃疲労を試験するのに
通した流体素子を用いた薄板用曲げ及び衝撃疲労試験機
に関するものである。
の繰り返し曲げ疲労や繰り返し衝撃疲労を試験するのに
通した流体素子を用いた薄板用曲げ及び衝撃疲労試験機
に関するものである。
従来、例えば、２サイクルエンジンや小型圧縮機などに
使用されているリード弁は、他の形式の弁に比較して構
造が簡単なこと、効率が高いこと、騒音が少ないなどの
理由により賞月されている。
使用されているリード弁は、他の形式の弁に比較して構
造が簡単なこと、効率が高いこと、騒音が少ないなどの
理由により賞月されている。
しかし、リード弁は使用中に繰り返し曲げ疲労や繰り返
し衝撃疲労を受けて破損する場合があり、予め疲労試験
機により疲労破壊の構造を研究する必要があった。
し衝撃疲労を受けて破損する場合があり、予め疲労試験
機により疲労破壊の構造を研究する必要があった。
このリード弁のように非常に薄い板の繰り返し曲げ疲労
や繰り返し衝撃疲労を試験するのには、大きな曲げ変位
が得られ、且つ、繰り返し周波数も大きい試験機が必要
である。
や繰り返し衝撃疲労を試験するのには、大きな曲げ変位
が得られ、且つ、繰り返し周波数も大きい試験機が必要
である。
しかし、従来の市販の機械的な疲労試験機では変位を大
きくとると、周波数が小さくなる問題があった。
きくとると、周波数が小さくなる問題があった。
現在、リード弁の衝撃疲労特性等の評価は、多くの場合
は実機に取付けられて行われている。この方法では試験
条件（衝撃力、形状、繰り返し速度、雰囲気など）が限
定されるとともに、リード弁の挙動や破壊過程の観察お
よび応力測定などが大変困難である。
は実機に取付けられて行われている。この方法では試験
条件（衝撃力、形状、繰り返し速度、雰囲気など）が限
定されるとともに、リード弁の挙動や破壊過程の観察お
よび応力測定などが大変困難である。
そこで、発明者らは、変位が大きくとれ、尚且つ周波数
も大きくとれ、試験条件の設定、観察、測定に適した試
験機を試作し、開発してきた。
も大きくとれ、試験条件の設定、観察、測定に適した試
験機を試作し、開発してきた。
第５図は、発明者らが、本発明の以前に開発した試験機
３０を示すもので、圧縮空気をパルプ３１を介してエア
タンク３２に収納し、噴流バイブ３３と噴流口３４との
間を、モーター３８で回転する孔明き円板状のエアシャ
ッタ３５で断続し、圧縮空気の噴流をパルス状にして試
験片３６に吹き付ける方法を用いたものである。
３０を示すもので、圧縮空気をパルプ３１を介してエア
タンク３２に収納し、噴流バイブ３３と噴流口３４との
間を、モーター３８で回転する孔明き円板状のエアシャ
ッタ３５で断続し、圧縮空気の噴流をパルス状にして試
験片３６に吹き付ける方法を用いたものである。
この試験機では、一応、試験条件の設定ができると共に
、リード弁の挙動や破壊過程の観察および応力測定など
ができるが、構造が複雑で機械的な可動部ををし、特に
エアシャフタとケーシングとの間隙から圧縮空気の漏洩
がある問題があった。
、リード弁の挙動や破壊過程の観察および応力測定など
ができるが、構造が複雑で機械的な可動部ををし、特に
エアシャフタとケーシングとの間隙から圧縮空気の漏洩
がある問題があった。
そこで、本発明は、以上の諸問題を解明するために、圧
縮空気を２つの流路に切り換えて供給することにより、
少なくともその一方の流路にパルス状の噴流を供給する
流体素子装置を設けると共に、前記少なくとも一方の流
路に、試験片にパルス状の噴流を吹き付けるためのノズ
ルを設けたことを特徴とする流体素子を用いた薄板用曲
げ及び衝撃疲労試験機を提供しようとするものである。
縮空気を２つの流路に切り換えて供給することにより、
少なくともその一方の流路にパルス状の噴流を供給する
流体素子装置を設けると共に、前記少なくとも一方の流
路に、試験片にパルス状の噴流を吹き付けるためのノズ
ルを設けたことを特徴とする流体素子を用いた薄板用曲
げ及び衝撃疲労試験機を提供しようとするものである。
上記の本発明に係る試験機によれば、流体素子装置によ
り圧縮空気は自動的に２つの流路に切り換えて供給され
、その２つの流路にはパルス状の噴流が交互に流れ、ノ
ズルから試験片に供給されるから、２つのノズルを対向
させた中央に試験片を置くときは、ノズルから交互に噴
出する噴流で試験片は曲げを繰り返し、また、１つのノ
ズルから試験片の片側にパルス状の噴流を当てるときに
は、試験片は噴流を受けて曲げられ、噴流が途切れると
元に戻る動作を繰り返すこととなり、繰り返し曲げ疲労
試験ができ、また、試験片が曲がりの途中でバルブシー
ト等に衝突するように設定すれば、衝撃疲労試験ができ
ることとなる。
り圧縮空気は自動的に２つの流路に切り換えて供給され
、その２つの流路にはパルス状の噴流が交互に流れ、ノ
ズルから試験片に供給されるから、２つのノズルを対向
させた中央に試験片を置くときは、ノズルから交互に噴
出する噴流で試験片は曲げを繰り返し、また、１つのノ
ズルから試験片の片側にパルス状の噴流を当てるときに
は、試験片は噴流を受けて曲げられ、噴流が途切れると
元に戻る動作を繰り返すこととなり、繰り返し曲げ疲労
試験ができ、また、試験片が曲がりの途中でバルブシー
ト等に衝突するように設定すれば、衝撃疲労試験ができ
ることとなる。
以下図示する実施例に基づいて本発明の詳細な説明する
と、第１図及び第２図において、１は流体素子装置を示
し、その中央に圧縮空気の供給室９が設けである。該供
給室９の供給部２には、圧縮空気１１の供給ダクトが設
けてあり、外部のエアタンクから圧力調整弁１２を介し
て圧縮空気１１が供給されるように構成しである。７は
供給室９に設けた圧縮空気の圧力を計測するための圧力
針である。供給室９には、２つに分岐した出力ダクト４
の分岐部２１に相対して主ノズル３が設けである。
と、第１図及び第２図において、１は流体素子装置を示
し、その中央に圧縮空気の供給室９が設けである。該供
給室９の供給部２には、圧縮空気１１の供給ダクトが設
けてあり、外部のエアタンクから圧力調整弁１２を介し
て圧縮空気１１が供給されるように構成しである。７は
供給室９に設けた圧縮空気の圧力を計測するための圧力
針である。供給室９には、２つに分岐した出力ダクト４
の分岐部２１に相対して主ノズル３が設けである。
また、２つの出力ダクト４の分岐部２１には、圧縮空気
を交互に分岐して供給するための制御ノズル８が設けて
あり、実施例の場合、この制御ノズル８の他端は外気に
開口している。出力ダクト４の上端部の噴出孔６には試
験片１６の両側に試験片を挟んで相対するノズル１０が
接続している。５は、前記制御ノズル８による圧縮空気
１１の噴流の切り換え作動に代え、又は共働して、２つ
の出力ダクト４への圧縮空気の切り換えを行うため、出
力ダクト４に接続して設けた容量可変の空間からなる負
荷容量部で、実施例の場合、ピストンで容量を可変に調
整し得るシリンダーからなる。従って、２つの負荷容量
部５の容量は、同一でなくともよく、必要に応じて個々
に調整して噴流の切り換えを行うことができる。１３は
出力ダクト４のパルス状の噴流により生ずる圧力を計測
するための半導体圧力変換器で、アンプ１４を介して増
幅し、計数器１５で周波数をカウントし得るように構成
しである。その他、２６．２７は試験片１６の保持台、
及び試験片１６がたわんで衝突する衝突疲労用のバルブ
シート１７の保持台であり、前記バルブシート１７に加
わる衝撃力は、バルブシート１７に直結された圧電型力
変換器１８で検出され、オシロスコープ１９に記憶させ
た後ペンレコーダ２０に記録させることができるように
構成しである。
を交互に分岐して供給するための制御ノズル８が設けて
あり、実施例の場合、この制御ノズル８の他端は外気に
開口している。出力ダクト４の上端部の噴出孔６には試
験片１６の両側に試験片を挟んで相対するノズル１０が
接続している。５は、前記制御ノズル８による圧縮空気
１１の噴流の切り換え作動に代え、又は共働して、２つ
の出力ダクト４への圧縮空気の切り換えを行うため、出
力ダクト４に接続して設けた容量可変の空間からなる負
荷容量部で、実施例の場合、ピストンで容量を可変に調
整し得るシリンダーからなる。従って、２つの負荷容量
部５の容量は、同一でなくともよく、必要に応じて個々
に調整して噴流の切り換えを行うことができる。１３は
出力ダクト４のパルス状の噴流により生ずる圧力を計測
するための半導体圧力変換器で、アンプ１４を介して増
幅し、計数器１５で周波数をカウントし得るように構成
しである。その他、２６．２７は試験片１６の保持台、
及び試験片１６がたわんで衝突する衝突疲労用のバルブ
シート１７の保持台であり、前記バルブシート１７に加
わる衝撃力は、バルブシート１７に直結された圧電型力
変換器１８で検出され、オシロスコープ１９に記憶させ
た後ペンレコーダ２０に記録させることができるように
構成しである。
上記の構成からなる実施例に基づいて本発明に係る試験
機の作動態様を説明すると、まず第３図は流体素子装置
Ｉの作動原理を示しである。流体素子は、機械的な可動
部を全く持たずに流体の挙動を流体の流れで制御する素
子で、センシングおよび信号変換などに利用されている
が、その作動原理から側壁付着膨素子、噴流偏向形素子
、乱流形素子、衝突流形素子、渦流形素子に分類される
が、ここでは側壁付着形素子を用いている。側壁付着形
素子の作動原理は、主ノズル３から噴出する圧縮空気が
メインジェット２５として側壁２３に囲まれた空間に噴
出すると、噴流自体が持つ巻き込み現象により、噴流２
５と側壁２３との間に低圧渦領域２２が発生して噴流は
曲げられ、付着ジｚット２４のように一方の側壁２３に
付着して流れる。この低圧渦領域２２を制御ダクト８か
らの制御ジェット流によって壊すことにより、噴流を反
対側の壁２３に移行することができる。この切り換えを
制御ダクト８からの制御ジェットの切り換え等で行わず
、本発明実施例では、前述の如く、再出力ダクト４に負
荷容量部５を設けるだけにより行っている。
機の作動態様を説明すると、まず第３図は流体素子装置
Ｉの作動原理を示しである。流体素子は、機械的な可動
部を全く持たずに流体の挙動を流体の流れで制御する素
子で、センシングおよび信号変換などに利用されている
が、その作動原理から側壁付着膨素子、噴流偏向形素子
、乱流形素子、衝突流形素子、渦流形素子に分類される
が、ここでは側壁付着形素子を用いている。側壁付着形
素子の作動原理は、主ノズル３から噴出する圧縮空気が
メインジェット２５として側壁２３に囲まれた空間に噴
出すると、噴流自体が持つ巻き込み現象により、噴流２
５と側壁２３との間に低圧渦領域２２が発生して噴流は
曲げられ、付着ジｚット２４のように一方の側壁２３に
付着して流れる。この低圧渦領域２２を制御ダクト８か
らの制御ジェット流によって壊すことにより、噴流を反
対側の壁２３に移行することができる。この切り換えを
制御ダクト８からの制御ジェットの切り換え等で行わず
、本発明実施例では、前述の如く、再出力ダクト４に負
荷容量部５を設けるだけにより行っている。
第４図は、負荷容量部５の負荷容量（−）と発振周波数
（Ｈｚ）の関係を示すものである。発振周波数は負荷容
量の増加に伴い指数関数的に減少する。また、負荷容量
が等しいときは供給圧力（ｋＰａ 、キロパスカル）の
増加とともに発振周波数も増加し、その差は負荷容量の
増加に伴い増大する関係にある。従って、上記の負荷容
量部５による装置は、構造が簡単で、且つ負荷容量部５
の容量を可変にすることにより、発振周波数（噴流の切
り換え周波数）が容易に、同時に任意に設定できる再負
荷形発振回路を構成するものである。
（Ｈｚ）の関係を示すものである。発振周波数は負荷容
量の増加に伴い指数関数的に減少する。また、負荷容量
が等しいときは供給圧力（ｋＰａ 、キロパスカル）の
増加とともに発振周波数も増加し、その差は負荷容量の
増加に伴い増大する関係にある。従って、上記の負荷容
量部５による装置は、構造が簡単で、且つ負荷容量部５
の容量を可変にすることにより、発振周波数（噴流の切
り換え周波数）が容易に、同時に任意に設定できる再負
荷形発振回路を構成するものである。
ここで、本発明に係る衝撃疲労試験機の全体的な作動態
様を説明すると、まず圧縮機からの圧縮空気はフィルタ
で油水分と不純物が除去され外部のエアタンクに貯えら
れる。ついで、圧縮空気１１は供給ダクトから圧力調整
弁１２により供給圧力が調節されて、流体素子装置ｌの
供給部２から供給室９に送られて主ノズル３から、前記
負荷容量部５の制御により出力ダクト４にパルス状の噴
流となって供給され、試験片１６（リード弁）の両側の
ノズル１０から試験片へ交互に吹き付けられる。バルブ
シート１７例の噴流で試験片１６はたわみ５．つぎに反
バルブシート側の噴流と試験片の復元力によりバルブシ
ート１７に衝突する。これを繰り返すことにより試験片
に衝撃疲労を与える。用いた流体素子は再負荷形発振式
のもので、発振周波数（噴流の切り換え周波数）は流体
素子の出口流路４に取り付けられたピストン・シリンダ
式負荷容量部５の容積を変化させることにより、連続的
に任意の値に設定できる。その発振周波数と試験片に繰
り返された衝撃回数は半導体圧力変換器１３で検出され
、アンプ１４で増幅されて計数器１５で計数され周波数
カウンタに表示、積算される。圧縮空気１工の供給圧力
の測定は流体素子の供給室９に取り付けられた圧力計７
で行い、試験片がバルブシート１７に衝突したときの衝
撃力はバルブシート１７に直結された圧電型力変換器１
８で検出され、オシロスコープ１９に記憶させた後ペン
レコーダ２０に記録させることができる。
様を説明すると、まず圧縮機からの圧縮空気はフィルタ
で油水分と不純物が除去され外部のエアタンクに貯えら
れる。ついで、圧縮空気１１は供給ダクトから圧力調整
弁１２により供給圧力が調節されて、流体素子装置ｌの
供給部２から供給室９に送られて主ノズル３から、前記
負荷容量部５の制御により出力ダクト４にパルス状の噴
流となって供給され、試験片１６（リード弁）の両側の
ノズル１０から試験片へ交互に吹き付けられる。バルブ
シート１７例の噴流で試験片１６はたわみ５．つぎに反
バルブシート側の噴流と試験片の復元力によりバルブシ
ート１７に衝突する。これを繰り返すことにより試験片
に衝撃疲労を与える。用いた流体素子は再負荷形発振式
のもので、発振周波数（噴流の切り換え周波数）は流体
素子の出口流路４に取り付けられたピストン・シリンダ
式負荷容量部５の容積を変化させることにより、連続的
に任意の値に設定できる。その発振周波数と試験片に繰
り返された衝撃回数は半導体圧力変換器１３で検出され
、アンプ１４で増幅されて計数器１５で計数され周波数
カウンタに表示、積算される。圧縮空気１工の供給圧力
の測定は流体素子の供給室９に取り付けられた圧力計７
で行い、試験片がバルブシート１７に衝突したときの衝
撃力はバルブシート１７に直結された圧電型力変換器１
８で検出され、オシロスコープ１９に記憶させた後ペン
レコーダ２０に記録させることができる。
尚、前記の実施例において、バルブシート１７が試験片
１６に衝突しない位置にあれば、繰り返し曲げ疲労試験
を行うことができ、また、噴流を両側のノズルから交互
に吹き付ける場合（両側吹き付け）と、バルブシート側
だけのノズルより噴流を吹き付ける場合（片側吹き付け
）の別々の試験を行うことができることは、勿論である
。
１６に衝突しない位置にあれば、繰り返し曲げ疲労試験
を行うことができ、また、噴流を両側のノズルから交互
に吹き付ける場合（両側吹き付け）と、バルブシート側
だけのノズルより噴流を吹き付ける場合（片側吹き付け
）の別々の試験を行うことができることは、勿論である
。
本発明試験機を用いて板厚の異なる試験片を用いて（衝
撃疲労試験を行った結果、板厚Ｑ、２ｍｔｎからＱ、４
ｍｍの範囲について衝撃力と衝撃疲労寿命との関係を求
めることができることが検証され、また、本試験機で試
験片に生じた衝撃疲労の破壊状況は実機で生じたり一ド
弁の破壊状況に大変類似していた。
撃疲労試験を行った結果、板厚Ｑ、２ｍｔｎからＱ、４
ｍｍの範囲について衝撃力と衝撃疲労寿命との関係を求
めることができることが検証され、また、本試験機で試
験片に生じた衝撃疲労の破壊状況は実機で生じたり一ド
弁の破壊状況に大変類似していた。
以上の通り、本発明に係る薄板用曲げ及び衝撃疲労試験
機によれば、圧縮空気を２つの流路に切り換えて供給す
ることにより、少なくともその一方の流路にパルス状の
噴流を供給する流体素子装置を設けると共に、前記少な
くとも一方の流路に、試験片にパルス状の噴流を吹き付
けるためのノズルを設けた構成を有するから、機械的可
動部は一切持たず、構造が簡単、かつ繰り返し速度が任
意に設定でき、従来、通常の疲労試験機で試験が困難で
ある薄板の平面曲げ疲労試験にも通用でき、試験片の両
側から噴流を交互に吹き付けることにより、高い衝撃力
が得られ、比較的広い範囲の試験片の形状・寸法につい
て衝撃疲労試験が可能である等の効果がある。
機によれば、圧縮空気を２つの流路に切り換えて供給す
ることにより、少なくともその一方の流路にパルス状の
噴流を供給する流体素子装置を設けると共に、前記少な
くとも一方の流路に、試験片にパルス状の噴流を吹き付
けるためのノズルを設けた構成を有するから、機械的可
動部は一切持たず、構造が簡単、かつ繰り返し速度が任
意に設定でき、従来、通常の疲労試験機で試験が困難で
ある薄板の平面曲げ疲労試験にも通用でき、試験片の両
側から噴流を交互に吹き付けることにより、高い衝撃力
が得られ、比較的広い範囲の試験片の形状・寸法につい
て衝撃疲労試験が可能である等の効果がある。
第１図は本発明に係る試験機の要部を縦断して示す概略
縦断正面図、第２図はその要部の概略側面図、第３図は
その要部の作動原理を説明するための説明図、第４図は
その要部の作動態様を示す図表であり、第５図は本発明
前に発明者らが開発した試験機の概略斜面図である。 第 図 １８力変換器 ２５メインジェット 第 １１ 図 負荷容量 （ｃｍ３） 第 図 γ３５１アシャツタ
縦断正面図、第２図はその要部の概略側面図、第３図は
その要部の作動原理を説明するための説明図、第４図は
その要部の作動態様を示す図表であり、第５図は本発明
前に発明者らが開発した試験機の概略斜面図である。 第 図 １８力変換器 ２５メインジェット 第 １１ 図 負荷容量 （ｃｍ３） 第 図 γ３５１アシャツタ
Claims (1)
- 圧縮空気を２つの流路に切り換えて供給することにより
、少なくともその一方の流路にパルス状の噴流を供給す
る流体素子装置を設けると共に、前記少なくとも一方の
流路に、試験片にパルス状の噴流を吹き付けるためのノ
ズルを設けたことを特徴とする流体素子を用いた薄板用
曲げ及び衝撃疲労試験機
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1185129A JPH07119677B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 流体素子を用いた薄板用曲げ及び衝撃疲労試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1185129A JPH07119677B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 流体素子を用いた薄板用曲げ及び衝撃疲労試験機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348746A true JPH0348746A (ja) | 1991-03-01 |
| JPH07119677B2 JPH07119677B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=16165382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1185129A Expired - Lifetime JPH07119677B2 (ja) | 1989-07-18 | 1989-07-18 | 流体素子を用いた薄板用曲げ及び衝撃疲労試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119677B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107894334A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-04-10 | 重庆大学 | 基于高压水射流的高速电主轴柔性加载系统 |
| CN111397870A (zh) * | 2020-03-08 | 2020-07-10 | 中国地质大学（武汉） | 一种基于多样化集成卷积神经网络的机械故障预测方法 |
| JP2023085782A (ja) * | 2021-12-09 | 2023-06-21 | 株式会社前川製作所 | 圧縮機用リングバルブの試験方法、及び圧縮機用リングバルブの試験装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946076A (ja) * | 1972-09-11 | 1974-05-02 | ||
| JPS6141004A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流体発振素子 |
| JPS6258743U (ja) * | 1985-10-01 | 1987-04-11 |
-
1989
- 1989-07-18 JP JP1185129A patent/JPH07119677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07119677B2 (ja) | 1995-12-20 |
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