JPH04169835A

JPH04169835A - 低周波数域加振機

Info

Publication number: JPH04169835A
Application number: JP2293601A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Fukuzawa; 清福澤; Yoshitsugu Nekomoto; 善続猫本; Akinobu Kishi; 明信岸
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1992-06-17
Anticipated expiration: 2013-10-22
Also published as: JP2813453B2

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〕本発明は大型構造物の振動実験の際に大型構造物を加振
する加振機に関する。

〔従来の技術］第１図乃至第５図において、１は主桁、２は主塔、３は
支持枠、４は駆動側回転体、５は被動側回転体、６はア
ンバランスウェイト、７はモータ、８は回転制御器、９
は■ヘルド、ｌＯは歯車、１１は加振機（全体）である
。

第３図および第４図に示すように、対称になるようにア
ンバランスウェイト６を取り付けた二つの回転体４．５
を互いに反対方向に回転させることにより、水平方向の
加振力を打ら消し、上下方向に加振力を生じさせる。従
って、加振周波数は回転体の回転周波数であり、モータ
７の回転数を制御することにより変化させるユ〔発明が解決しようとする課題〕吊橋や斜張橋の架設中や完成時には、耐震性の検証の一
環として、第５図に示す如く加振機１１を橋梁に設置し
て振動実験を行い、固有振動数を調査することが一般的
である。最近、吊橋や斜張橋は長大化し、固有振動数も
ＩＨｚ以下となってきている。架設中においては更に低
下する。

従来、このような橋の振動実験には第３図、第４図に示
すような不平衡重錘型（アンバランスウエイトタイプ）
の加振機が用いられてきたが、低い周波数域の加振力を
生じさせるためには、アンバランスウェイト付きの回転
体の回転数を低くする必要がある。低い回転数では加振
力が生じ難いため、アンバランスウェイトを大きくする
必要があるが、この場合、モータの出力を大きくする必
要がある。しかし、モータは低回転数で高出力を出すこ
とは不向きであり、不経済である。

また、モータの出力に限界がある場合、アンバランスウ
ェイトの位置により回転数にむらが生し、正弦状の加振
力を得ることができない。

〔課題を解決するだめの手段〕

一端がピンで支持されているでこ梁と、空気ばねと、ウ
ェイトとから成る振動系を、高速回転するフライホイー
ルのジャイロモーメントにより加振する。

この時、フライホイールは加振したい周期で揺動させる
が、振動系のフライホイールの揺動に対する位相が常に
９０’遅れを保つように、てこ梁を支えている空気ばね
の空気圧を調整して、空気ばねのばね常数を調整する。

〔作用〕

フライホイールの回転慣性モーメントを１１、回転角速
度をΩ、最大）２動角をθｗａｘ、揺動の角振動数をω
とするとフライホイールのジャイロモーメント門。はＭ
ｃ＝ＩｐΩθｌ１ｌａＸωとなる。このジャイロモーメ
ントにより一端がピンで支持されているてこ梁と空気ば
ねおよびウェイトから成る振動系は加振され、フライホ
イールの揺動の角振動数ωでもって振動する。

この時、フライホイールの揺動枠および振動系に取り付
けた加速度計から得た振動信号をコントローラに導き、
ここで振動系の振動位相がフライホイールの揺動枠の振
動位相に比べ９０°遅れを保つような補正信号を電磁弁
へ送り、振動系の空気ばねの空気圧を調整し、振動系の
振動をフライホイールの揺動振動数と共振状態に保つ。

従って、振動系のウェイトは絶えず大きな振幅で振動す
ることにより、安定した大きな加振力を得ることができ
る。

〔実施例〕

第１図、第２図において、２１はてこ粱、２２は空気ば
ね、２３はピン、２４はウェイト、２５はフライホイー
ル、２６はフライホイール軸、２７は揺動枠、２８は軸
、２９は揺動歯車、３０は歯車、３１は主モータ、３２
は揺動用モータ、３３は支持台、３４は主モータ電源、
３５は揺動モータ電源、３６は回転制御器、３７は加速
度計、３８は増幅器、３９はコントローラ、４０は電磁
弁、４１は空気源、４２は構造物である。

第１図および第２図に示すように、フライホイール２５
はフライホイール軸２６によって軸受を介し揺動枠２７
に支持され、かつ揺動枠２７に固定された主モータ３１
によって高速回転で駆動される。また、揺動枠２７は揺
動可能なように軸２８を介し支持台３３に支持されてお
り、一方の軸２８の途中に揺動歯車２９が固定され、揺
動用モータ３２に直結する歯車３０と噛合い、揺動モ〜
りの回転に従い揺動する。

このフライホイールの支持台３３を、一端が被振動構造
物４２からピン２３を介して支持されているてこ梁２１
の他端に固定する。

更に、このてこ粱２１にはウェイト２４が固定されると
共に、構造物４２との間には空気ばね２２が挿入され、
てこ梁２１を支持している。

また、フライホイールの揺動枠２７および振動系を構成
するウェイト２４には加速度計３７が取付けられ、これ
らの信号はそれぞれの増幅器３８を介してコントローラ
３９に導かれ、信号処理後、補正信号を電磁弁４０へ送
る。この補正信号に基づき電磁弁４０によって空気源４
１がら空気ばね２２への空気供給量を加減し空気ばね２
２の空気圧を調整する。

一方、フライホイール２５を駆動する主モータ３１には
、主モータ電源３４から電気が供給され、揺動用モータ
３２には、回転制御器３６を介し、揺動モーフ電源３５
から電気が供給される。

なお、上記実施例は上下方向加振機としたものであるが
、てこ梁２Ｉ、ピン２３、ウェイト２４、空気ばね２２
から成る振動系をピン２３を上方にして据付けることに
より、振子状に使用すれば、本装置は水平方向加振機と
しても使用することができる。

〔発明の効果］本発明による低周波数域加振機は、一端がピンで枢支さ
れたてこ梁と、同てこ梁を支持する空気ばねと、同てこ
梁に載せられたウェイトから成る振動系を、高速回転す
るフライホイールのジャイロモーメントにより加振し、
フライホイールの揺動の位相信号と振動系の位相信号と
を用いて常に振動系の周期をフライホイールの揺動の周
期に同調するよう乙ご空気圧を調整することにより、空
気ばねのばね常数を調整して振動系を共振状態に保つよ
うにしたことにより、次の効果を有する。

（１）ＩＨｚ以下の極低周波数域で比較的大きな安定し
た加振力が得ることができる。

（２）加振力に比し消費電力が少なく経済的である。

（３）従来不可能であった極低周波数域の振動実験が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る低周波数域加振機の側面
図、第２図は同上の正面図、第３図は従来の加振機の側
面図、第４図は同上の平面図、第５図は加振機の使用例
を示す側面図である。２１・・・てこ梁、２２・・・空気ばね。２３・・・ピン、２４・ウェイト２５・・・フライホイール、２６・・・フライホイール
軸。２７・・・揺動枠２２９・・・揺動歯車２３０・・・歯
車、　　　　　　３１・・・主モータ。３２・・・揺動用モータ、３４・・・主モータ電源。３５・・・揺動モータ電源、３６・・・回転制御器。３７・・・加速度計１３８・・・増幅器。３９・・・コントローラ、４０・・・電磁弁。４１・・・空気源、４２・・・構造物。

Claims

【特許請求の範囲】

一端がピンで枢支されたてこ梁と、同てこ梁を支持する
空気ばねと、同てこ梁に載せられたウェイトとから成る
振動系を、高速回転するフライホィールのジャイロモー
メントにより加振し、フライホィールの揺動の位相信号
と振動系の位相信号とを用いて常に振動系の周期をフラ
イホィールの揺動の周期に同調するように空気圧を調整
することにより、空気ばねのばね常数を調整して振動系
を共振状態に保つようにしたことを特徴とする低周波数
域加振機。