JPH0454424A - 構造物の内外圧付加方法 - 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、構造物の内外圧付加＊置及び方法に係り、特
に車両および飛行機などの大型構造体で内圧および外圧
が作用する場合の試験を行なうものとして好適な構造物
の内外圧付加ｇｅｔ及び方法に関するものである。

〔従来の技術〕 従来の圧力付加装置及び方法は、第８図に示すように構
造物２内を直接加圧あるいは減圧するものであった。例
えば、車体の内圧試験を行なう場合、車体を密閉した状
態で加圧装ぽ４（コンプレッサーなど）により大気圧の
状態から所定の圧力まで該単体内へ給気する方法であっ
た。この従来の装置および方法では、加圧、減圧を繰返
して行なう場合、構造体２内部を一度、大気圧に開放す
る必要があるため、１サイクルあたりの時間が非常に長
くかかるという問題があった。また、構造物２内の様子
を容易に観察することができないという欠点があった。

さらに構造物２内部の応力などを計測する場合、計測機
器からの配線を外に出すということが必要となるが、そ
のための気密処理の作菜がかかるという問題があった。

さらに、構造物２内を加圧する場合、万−該構造物２が
破壊して亭故にならないように、構造物２を覆うなどし
て安全対策のための設備が必要であった。

従来の圧力付加試験の方法として例えば「航空宇宙工学
便覧」日本航空宇宙学会編昭和４９年１２月２０日丸善
株式会社発行第９１５頁〜第９１８頁記載のものが挙げ
られる。

〔発明が解決しようとするｌ！題〕

上記の従来技術では、空気および窒素ガスなどの気体に
よる構造物への内圧および外圧付加において、特に減圧
に時間がかかっていた。たとえば、車体や外筒なと密閉
された所へ大気圧状態より内圧を付加して所定の圧力状
態にし、その後排気口より大気圧まで減圧する場合、大
気圧に近づ（に従って圧力の低下速度が遅くなっていた
。また、真空ポンプあるいは排気ポンプで大気圧より負
圧側へ減圧する場合、その排気速度は内圧付加に比較し
て遅く、所定の圧力に達するまでに時間がかかっていた
。このため、構造物に内外圧付加を繰り返して疲労試験
を行なう場合、！サイクルの時間が東中荷冨の繰り返し
に比較して長く、試験が長期に及び、多大の労力が必要
となる開−があった。

さらに、上記従来技術では構造物の内部を加圧あるいは
減圧する構造であり、車両あるいは航空機等における使
用状況と同一条件を再現できないという問題があった。

本発明の第１の目的は、被試験体である構造物の使用状
況に一致した条件を再現できる構造物の内外圧付加ｉｔ
を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、構造物への加圧および減
圧付加時間が短く疲労試験を短期間に行なえる構造物の
内外圧付加装置および方法を提供することにある。

〔Ｈ題を解決するための手段〕

上記第１の目的は、被試験体である構造物を収容可能な
外筒と、１記外筒に締切手段を介して連通される加圧手
段と、前記外筒に締切手段を介して連通される減圧手段
とによって、達成される。

また、上記第２の目的１２．被試験体でみる構造物を収
容可能な外筒と、前記外筒に締切手段を介して連通され
、かつ、前記外筒内に収容された構逸物内部に締切手段
を介して連通される加圧手段と、前記外筒に締切手段を
介して連通され、かつ、前記外筒内に収容された構造物
内部に締切手段を介して連通される減圧手段とによって
、達成される。

さらに、前記第２の目的は、構造物と外筒との間の空間
を、連続して加圧および減圧を順次繰返すこと、あるい
は、構造物と外筒との間の空間を加圧すると同時に外筒
に連通可能な減圧用タンクを減圧し、かつ、構造物と外
周との間の空間を減圧すると同時に外筒に連通可能な加
圧用タンクを加圧することにより、達成される。

〔作　　用〕

前記加圧手段および減圧手段は、構造物と外周との間の
空間すなわち該構造物の外側に加、減圧力を作用させる
ため、内部圧力がはぼ一定で外部圧力が変動する構造物
の使用状況に一致した条件を再現することができる。

前記外筒内部および構造物内部と遅通さしている加圧手
段および減圧手段によれば、構造物の内部と外部との差
圧によって該構造物に加、減圧力を作用させることがで
きるため、加圧および減圧を同時に、かつ、短時間に行
なえる。したがって、構造物の疲労試験を短期間に行な
える。

また、構造物と外筒との間の空間を連続して加圧および
減圧を順次繰返すことにより、加圧状部から皮剥的に減
圧状妙に移行させ、かつ、減圧状態から強制的に減圧状
態に移行させるため、構造物の疲労試験を短時間−二行
なえる。

また、構造物と外筒との間の空間を加圧するために設け
られた加圧用タンクおよび減圧するために設けられた減
圧用のタンクを、前記空間の加圧時に減圧用タンクの減
圧を行ない、かつ、前記空間の減圧時に加圧用タンクの
加圧を行なうため、前記空間の加、減圧動作が待ち時間
を必要とせずに行なえ、構造物の疲労試験を短時間に行
なえる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図により説
明する。

第１図は、本発明をｊｌ用した構造物の内外圧付加装置
の構成を示したものである。ｌは構造物２を取囲む外筒
、３は構造物２内に出入りが可能な通路である。４は例
えばコンブレザサ等によって構成された加圧装置、５は
大気圧より高圧に保たれた加圧用タンクである。６は大
気圧より低圧に保たれた減圧用タンク、７は減圧用タン
ク６内を減圧する排気装置である。８ないし■はバルブ
である。νは外筒ｌと構造物２の間に生ずる空間であり
、この空間内を加圧、減圧することによって構造物２に
外圧および内圧が作用したことになる。

なお、前記加圧装［４および加圧用タンク５が加圧手段
であり、排気装置７および減圧用タンク６が減圧手段で
ある。

次に、前記内外圧付加装置の動作状況を説明する。まず
、加圧用タンク５を加圧装置４により所定の圧力まで加
圧する。一方、減圧用タンク６は排気装［７、例えば油
回転真空ポンプ等により所定の圧力まで減圧する。この
とき加圧用タンク５と外筒ｌを連結する配管のバルブ９
と外筒１と減圧用タンク６を連結する配管のバルブ１０
は閉じた状態である。

次にバルブ８およびバルブＨを閉じ、バルブ９を閤ける
。これにより加圧用タンク５内の圧縮された空気は外筒
１および構造物２との間の空間νに流れ込む。この状態
を一定時間保持すると、大気圧状態であった構造物２に
外圧が作用することになる。空間認が所定の圧力に達す
ればバルブ９を閉じ、次に排気系のバルブ１０を開ける
。同時に加圧用タンク５内の圧力を初期の圧力に戻すた
めバルブ８を開いて加圧装置４により加圧用タンク５内
を加圧する。バルブｌＯを開けると空間座が減圧用タン
ク６より高圧にあるため、空間り内の空気は減圧用タン
ク６内へ流入することになる。この状態を一定時間保持
すると空間校内の圧力を所定の圧力まで減圧することが
できる。このとき空間校は構造物２より低圧なので構造
物２には内圧が作用することになる。空間校内が所定の
圧力まで減圧すればバルブ１０を閉じ、バルブ■を■ば
て減圧用タンク６内の圧力を初期に設定した圧力まで排
気装ｆ１７により減圧する。減圧用タンク６１゛の圧力
を初期圧力まで減圧する時間内に加圧用タンク５内の圧
力を加圧装！４により初期圧力まで加圧しておけば空間
Ｕ内を続けて加圧することができる。

以上の操作を所定のサイクルで行なえば構造物２の内外
圧付加を繰返し行なうことができる。第２図は前記外筒
ｌと構造物２との間の空間辻の圧力変動、加圧用タンク
５内および減圧用タンク６内の圧力変動の一例を示す。

詔は空間校の圧力変動すなわち構造物２に作用する圧力
変動の波形の一例を示したもので、１４は加圧用タンク
内の圧力変動の波形およびｂは減圧用タンク内の圧力変
動の波形の一例を示したものである。前記圧力変動じは
、大気圧以上の圧力と大気圧以下の圧力との間で繰返し
ているが、大気圧以上での圧力変動あるいは大気圧以下
の低真空域および高真空域での圧力変動を作用させるこ
ともできる。１！２図におイテ、１６．１７．１８．　
１９．　Ｊ　２１で示す直線部分はバルブ開閉の時間で
ある。このバルブ關閉時間は、バルブ８ないし１１に電
磁弁などのように瞬時に升の作動が行なえるものを設置
することによって短縮することができる。

本実施例によれば、構造＠２内は常時大気圧の状態であ
るため、過ｊ！８３を出入りすることにより試験中（圧
力変動を一時中断する）に構造物２内の様子を観察する
ことが容易に行なえる利点がある。また、構造物２内を
ひずみゲージ等により応力測定する時は、通ｊｌ！ｉ３
を利用して測定用の配線を行なうことができ、測定用の
配線のための特別な気密処理は不要である。

次に、本発明を応用した内外圧付加装置の他の実施例を
第３図ないし第７図により説明する。丈ず、第３図に示
した内外圧付加装置は、外筒ｌ。

ａ逸物２．過＄３．前記外筒１と構造物２との間の空間
し、加圧手段である加圧装置４および減圧手段である減
圧装置ならびにバルブ８，１１により構成されるもので
ある。本実施例によれば、前記−実施例に比較して加圧
用タンクおよび減圧用タンクおよびこれらに付随して設
置されるバルブが不用となるので！ｆｉＷｉＬ自体のコ
ンパクト化が可能である。なお、本実施例においては、
構造物２の外側に加、減圧力を作用されるため、使用状
況を再現でき、かつ、連通路３を設けているため、内部
確認ができる等の点で一実施例と同様な効果を有してい
る。

次に本発明による内外圧付加方法の他の実施例を第４図
により説明する。本図に示した内外圧付加装置は前記：
ｌ！３図の実施例と装置の概略がほぼ同様であるが、本
実施例においては構造物２の内と＃ｌ４ｅ２と外筒１と
の間の空閲託の両方を加圧および減圧可能としたもので
ある。次に、本実施例の内外圧付加方法を説明する。構
造物２を加圧するときは、加圧！！１４によって空間ｎ
を加圧すると８ＦＩ＃に減圧装！７によって構造＠２内
を減圧する。このとき、構造物２は外圧が付加した状態
である。一方、構造物２を内圧が付加した状態とするた
めには、加圧装置４によって構造ＩＪ２内を加圧すると
同時に、減圧装！７によって空関しを減圧する。この動
作は、バルブ８ａ、８ｂおよびバルブＬｌａ、ｌｌｂを
開閉することによって行なゎれ、構造物２を加圧、減圧
するものである。本実施例によれば、加圧時間および減
圧時間を第３図に示した前記実施例より短縮することが
できる。

したがった、加圧および減圧の繰返し数を短期間の間に
増大させることができる。また、装置全体をコンパクト
にすることができる。

次に、第５図は外筒工の応用例で、該外筒Ｉ内を複数個
の気臂室に仕切れるような構造としたものである。仕切
板乙によって外筒ｌを複数個に仕切れることにより、構
造物の大きさに応じて圧カ斐動を作用させることができ
る。

第６図は加圧用タンク５と減圧カタンク６を一つの容器
に配置した内外圧付加装置を示したものである。これに
より装置全体の占める面積を少なくすることができると
ともに、可動式の仕切板囚によって加圧用タンク５およ
び減圧用夕／り６のそれぞれの容積を任意に変えること
ができる。なお、加圧片タンク５および減圧用タンク６
を設けていることにより、Ｋ験時間を短縮できるととも
イこ、連通路３が設けられていることにより、＃ｌ造物
２内部が確認できるという点１こおいては、前記−！ｌ
！施例と同様な効果を達成できる。

第７図は外筒ｌの応用例である。外筒１は複数個に分割
できるようにフランジ冴で結合されている。これにより
構造物の大きさや長さに応じて外筒ｌの容積を任意に度
えることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、被試皺体である構造物の使用状況に一
致した条件を再現することができる。

また、本発明によれば、構造物への加圧および減圧付加
時間を短（でき、疲労試験を短期間に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による内外圧付加装置の一実扇例を示す
回路図、第２図は第１図の外筒、加圧用タンクおよび減
圧用タンクの圧力変動状態を示すグラフ、第３図、第４
図および第６図はそれぞれ本発明による内外圧付加装置
の他の実施例を示す回路図、第５図および第７図はそれ
ぞれ本発明による内外圧付加装置に用いられる外筒の他
の実施例を示す断面図、第８図は従来の圧力付加装ｇを
示す回路図である。 ｌ・・・・・・外筒、２・・・・・・構造物、３・・・
・・・通路、４・・・加圧装置、５・・・・・・加圧用
タンク、６・・曲減圧用タンク、７・・・・・・減圧装
置 代理人　弁理士　　小　川　勝　男 オ 図 時間 ４１ｊ−汽 ’４３図 給気 第 図 オ 乙 図 閃 第 図 Ｊｌｉ気 １８図 排気

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被試験体である構造物を収容可能な外筒と、前記外
   筒に締切手段を介して連通される加圧手段と、前記外筒
   に締切手段を介して連通される減圧手段とから構成した
   ことを特徴とする構造物の内外圧付加装置。 ２、請求項１記載の構造物の内外圧付加装置において、
   前記構造物の内部と外筒外とを連通する連通部を設けた
   ことを特徴とする構造物の内外圧付加装置。 ３、請求項１記載の構造物の内外圧付加装置において、
   前記加圧手段は、加圧装置と加圧用タンクとを締切手段
   を介して連通して構成され、前記加圧用タンクが締切手
   段を介して外筒に連通されることを特徴とする構造物の
   内外圧付加装置。 ４、請求項１記載の構造物の内外圧付加装置において、
   前記減圧手段は、減圧装置と減圧用タンクとを締切手段
   を介して連通して構成され、前記減圧用タンクが締切手
   段を介して外筒に連通されることを特徴とする構造物の
   内外圧付加装置。 ５、請求項１記載の構造物の内外圧付加装置において、
   前記加圧手段は、締切手段を介して構造物内部に連通さ
   れていることを特徴とする構造物の内外圧付加装置。 ６、請求項１記載の構造物の内外圧付加装置において、
   前記減圧手段は、締切手段を介して構造物内部に連通さ
   れていることを特徴とする構造物の内外圧付加装置。 ７、請求項１記載の構造物の内外圧付加装置において、
   前記構造物が車体であることを特徴とする構造物の内外
   圧付加装置。 ８、被試験体である構造物を収容可能な外筒と、前記外
   筒に締切手段を介して連通され、かつ、前記外筒内に収
   容された構造物内部に締切手段を介して連通される加圧
   手段と、前記外筒に締切手段を介して連通され、かつ、
   前記外筒内に収容された構造物内部に締切手段を介して
   連通される減圧手段とから構成したことを特徴とする構
   造物の内外圧付加装置。 ９、被試験体である構造物と該構造物を収容する外筒と
   の間の空間を、連続して加圧および減圧を順次繰返すこ
   とを特徴とした構造物の内外圧付加方法。 １０、被試験体である構造物と該構造物を収容する外筒
   との間の空間を加圧すると同時に前記外筒に連通可能な
   減圧用タンクを減圧し、かつ、前記構造物と外筒との間
   の空間を減圧すると同時に前記外筒に連通可能な加圧用
   タンクを加圧することを特徴とする構造物の内外圧付加
   方法。