JPS58143236A - 振動試験方法 - 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】 本発明は、種々の寸法の供試体の一端をある座標体に固
定し、他端を振動発生機の加振軸の端部（加振端）に当
接乃至固着し、該供試体に所定の静たわみ又は静荷重を
与えながら、所定の動たわみ又は動荷重を与える振動試
験方法に関する。

一般に、振動発生機は外容器体と可動部（加振軸）の間
に、電磁力又は油圧力等によって所定の力を発生させる
ものであり、外容器体を基礎に固定して使用される。こ
の場合、反力が基礎に伝わり、基研が振動し、供試体の
固定端を振動ぜしめて、供試体、変位センサ、及び荷重
センサに影響を与える。そこで、外容器体を空気バネで
防振設置し、供試体の固定端の振動を低減する方法が用
いられている。この方法では供試体に所定の静たわみ又
は静荷重を与えたとき、その反力により振動発生機の加
振＋Ｊ＋ｔ＋と外容器体との相対距離が所定の静たわみ
より犬となるので、その値が振動発生機の最大変位量を
越えないように、空気バネの内圧を加減して、振動発生
機の外容器体の位置を調節しなければならない。

しかし、この調節の操作は所定の静たわみが大きく、振
動発生機の最大変位量が小さい場合には何度も行なわね
ばならないという問題があった。

さらに、動たわみ測定月１の変位センサとして、測定分
解能の優れたものを使用するときには、振動発生機の最
大変化量よりも小さな有効ストロークのセンサを用いざ
るを得す、前記の事情はさらに悲くなっていた。

本発明はこのような従来の問題に着眼し、これを解決す
ることを目的とする。即ち、本発明は、有効ストローク
の小さな変位センサを用いた場合に於ても、種々の寸法
の供試体に対し、比較的太５ きな静たわみを与えることが出来、かつ空気バネの内圧
の増減調節を１度で済ますことが出来るようにすること
を目的とする。

以下、図示の実施例に基づき本発明を詳説する。

第１図又は第２図に股て、（１）は動電式又は油圧力式
等の振動発生機であり、床や基台等の静止座標体（２）
に枠体（３）を固着立設し、該枠体（３）の水平方向に
配設されているガイド軸（４）・・・に、矢印（Ａ）　
（Ｂ）方向に摺動自在としてガイド筒体（５）・・・を
外嵌させ、上記振動発生機（１）の外容器体（６）の外
周面に該カイト筒体（５）・・・を突設させることによ
り、該外容器体（６）を枠体（３）のガイド軸（４）・
・・に沿って、水平（Ａ）　（Ｂ）方向に移動可能に支
持される。また、該外容器体（６）の外周面から左右外
方に突起片（７）　（７）を突設すると共に、枠体（３
）との間に、空気バネ（８）・・・を介装し、空気バネ
（８）の圧力により外容器体（６）を矢印（Ａ）　（Ｅ
）方向に移動口ｆ能としてかつ弾発的に中立位置に保持
する。

（９）は振動発生機（１）の加振軸であって、外容器体
（６）から水平方向に突設されている。００は供試体で
６ あり、同図の左方のある座標体０１）の固定台α匂の固
定端０３に１該供試体（垣の一端を固定する。さらに該
供試体θ０の他端は、加振軸（９）の加振端（１４）に
、当接乃至固着する。

０υは、静止座標体（２）に対する外容器体（６）の矢
印（Ａ）　（Ｂ）方向の位置を検出するための位置セン
サであり、該位置センサ０υは、外容器体（６）に付設
の位置センサヘッドＨと、これに対応して静止座標体（
２）に固着された位置センサスケール０のとから成って
いる。

しかして、第１図に於て、外容器体（６）の左方端面か
ら可動杆０８）が突出状に設けられ、かつ、静止座標体
（２）の定置台００から固定杆（イ）が突出状に設けら
れ、可動杆Ｑ８１と固定杆（イ）は近接してかつ平行に
配設される。Ｑｌ）はガイドアームで、先端に変位セン
サ（イ）が取付けられていると共に、該ガイドアームＱ
］）は、着脱機構翰を介して、可動杆（至）に着脱自在
に固着され、また、着脱機構（ハ）を介して、固定杆−
に着脱自在に固着される。具体的には、杆（至）と杆翰
に交互に着脱自在な一対の電磁石をガイド／ｌＦｘ　７ アームｃ２１）に付設して、着脱機構（ハ）に）とする
。こうすれば一層重動的に操作用能となる。なお、両着
脱機構い１（財）を各々、杆０８）又は杆（ホ）に摺動
自在に挿通される孔部を有するボス部と、該ボス部のネ
ジ孔に螺進退自在の蝶ネジ等から構成するも好ましい。

また、加振端（１４）には、変位センサターゲット（ハ
）を突出状に付設し、変位センサ（イ）と対応させる。

このように着脱機構（イ）弼により外容器体（６）と静
止座標体（２）に交互に着脱固定可能として、変位セン
サ（４）を設ける。次に、該変位センサ（イ）を着脱機
構＠により外容器体（６）に固着し、該菱位センサ（イ
）によって、外容器体（６）に対する加振端０４）の位
置を検出する。該変位センサ（イ）を検出部とするサー
ボ制御！ＩＩＩＩにより、外容器体（６）に対する加振
端（１４）の距）雛（０）を一定に保持しつつ、静止座
標体（２）に対する外容器体（６）の位置が指令値にな
るまで、振動発生機（１）を支持する前記空気バネ（８
）・・・の圧力（内圧）を増減させて、加振端（１４）
の位置決めを行なう。あるいは、変位センサ（イ）を検
出部とするサーボ制御により、外容器体（６）に対する
加振端（１４）の距離（０）を一定に保持しつつ、供試
体θＱに加わる荷重が指令値になるまで、空気バネ（８
）・・の圧力を増減させて、加振端０４）の位置決めを
行なう。

即ち、第６図の空気バネ圧力増減制御系統図に示す如く
、切換スイッチ（ハ）を介して、位置センサ０υ又は荷
重センサから選択的に得られる入力と、指令値と比較し
、過大信号（ｂ）のときは、各々、位置又は荷重が減少
する方向に空気バネ（８）の圧力を加減する。過小信号
（ｃ）のときは逆にする。一致信号（ａ）が出たときは
、加振端θ４）の位置決め操作が完了である。

その操作が完了した後、変位センサ（イ）を着脱機構■
（ハ）によって外容器体（６）の可動杆０８）から離脱
し、静止座標体（２）の固定杆（イ）に固着する。この
ように変位センサ（イ）を静止座標体（２）に固定すれ
ば、該変位センサ０５１を検出部として、静止座標体（
２）に対する加振端θ４）の位置を制御量とするサーボ
制御を、第２図のように構成して、供試体０１に振動を
与える。

第２図に示すサーボ制御系統図に於て、（ｉ）は加漸９ 振指令入力であり、＠ハ加振指令許呵スイッチであり、
これをＯＮとすれば、サーボ増１１１ｉｉ１器（イ）、
サーボ弁又は電力増１１１Ｍ器（ハ）を順次経て、振動
発生機（１）のアクチュエータ又はドライブコイルに送
られ、加振軸（９）が加振される。変位センサ（イ）と
荷重センづ翰が系統図上は並列に結ばれ、切換スイッチ
α凄によりいずれかのセンサ＠翰が選択され、その検出
量がフィードバックされる。

次に、第４図に於て、静止座標体（２）に対する振動発
生機（１）の外容器体（６）の位置は、同様に位置セン
サＯＱにより検出する。加振＠０４）に付設のターゲラ
）１，２ｉ５に対向する変位センサ（イ）は、保持部材
ＯＩ）の先端に取付けられ、他方、静止座標体（２）に
固定された定置台θりに、サーボモータやパルスモータ
等の制御モータ０りを設け、該制御モータ０２に保持部
材Ｃυの基杆部を取付けて、矢印（Ｄ）（２））方向に
往復動させ、変位センサ（イ）の位置を調整可能として
いる。

このように、静止座標体（２）を基準として、加振１１
１］（９）　Ｋ平行な方向に往復駆動される変位センサ
（イ）の位置を検出し、その位置を制御量とし、前記位
１装 置センサθυの出力を基準入力とする第５図のような開
ループ制御を構成し、又は、第６図のような閉ループ制
御を構成する。

第５図に於て、位置センサ（旧からの基準入力を、パル
スモータ駆動回路（ト）に送り、その出力をパルスモー
タ等の制御モータ（３ツに入力する開ループ制御の系統
図を示す。ｉｉだ、第６図に於て、位置センサ０υから
の基準人力を、サーボ増１ｌｌｔｉ１器■にて増１１１
ｆｉｓし、その出力をサーボモータ等の制御モータＧ埠
に入力し、つづいてエンコーダ（至）を経て、フィード
バックさせる閉ループ制御の系統図を示す。

このような開ループ又は閉ループ制御によって、変位セ
ンサ（イ）の静止座標体（２）に対する位置を、外容器
体（６）の静止座標体（２）に対する位置に追従せしめ
、同時に、変位センサ（イ）を検出部としかつ振動発生
機（１）を操作部とするサーボ制御によって変位センサ
（イ）に対する加振端（１４）の位置を一定に保ちなが
ら、静止座標体（２）に対する外容器体（６）の位置あ
るいは供試体θ０にＩＪｎわる荷重が指令値になるまで
、（第６図に示すように）空気バネ（８）の圧力を増減
塵１１ させて、加振端の位置決めを行なう。

その後、変位センサ（イ）の追従制御を解除し、該変位
センサ（イ）を静止座標体（２）に対して固着状態とす
る。即ちモータ６つを停止した状態に保つ。この状態に
保ったまま、第２図のように、加振指令入力（１）を入
力し、上記変位センサ（イ）を検出部とし、静止座標体
（２）に対する加振端α荀の位置を制御量とするサーボ
制御を構成し、供試体０［］Ｋ振動を加えて種々の試験
を行なう。

なお、本発明は上述の実施例に限定されることなく種々
設計変更自由なことは勿論であって、例えば、加振軸（
９）は水平に限らず、垂直＝Ｌ向きや垂直下向き、ある
いは斜上方や斜下方に向けて、振動発生機（１）を取付
けるも、自由である。さらに、ある座標体０υは、静止
座標体（２）と同一物体の場合や一体連結の場合もある
が、図外の駆動源により加振軸（９）と平行方向に移動
可能な物体とするも好ましい。また、ある座標体０］）
を、加振軸（９）の軸心方向以外の一方向乃至多軸方向
に連動するようにするも自由であるが、そのときには、
球面カップリング又は平面カップリングを、ある座標体
０］）と加振端（１４）との間に、介装すればよい。

本発明は以上詳述した構成により所期目的を有効達成し
たもので、振動発生機の加振軸と外容器体との最大許容
変位はが小さい場合にあっても、空気バネの内圧の調整
が１度で済み、迅速にセット出来る。かつ、測定分解能
の優れた有効ストロークの小さな変位センサの使用が、
種々寸法の供試体及び大きな静たわみを付与すべき供試
体に対しても、可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す側面図、第２図はサーボ
制御系統図、第６図は空気バネ圧力加減制御系統図、第
４図は他の発明の実施例を示す側面図、第５図は開ルー
プ制御系統図、第６図は閉ループ制御系統図である。 （１）・・・振動発生機、（２）・・・静止座標体、（
６）・・・外容器体、（８）・・・空気バネ、（９）・
・・加振軸、００・・・供試体、０４）・・・加振端、
（１υ・・・位置センサ、（イ）・・・変位センサ、曽
（ハ）・・・着脱機構。 第２図 第　　４ト：１ １　４　６　８ ８５　　　　　　　　　Ａ（ １１Ｂ− １２１３１０１４１−Ｃ ７ ３２１９２５ １Ｌ−ｑ）２ 第５図 第６図 Ｌ 手続補正書 昭和５７年１０月ｔ’ｉ’日 昭和５７年特許願第２６４５１号 ２、発明の名称　　振動試験方法 ３、　補正する者 ４、　代理人〒５３０電話大阪（０６）　３４４．−０
１７７番６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）　　同書第８頁第１６行目の「センサ０９」を「
センサ（イ）」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　静止座標体（２）に対する振動発生機（１）の外容
   器体（６）の位（至）を位置センサａのにより検出し、
   かつ、着脱機構（ハ）＠により該外容器体（６）と該静
   止座標体（２）Ｋ交互に着脱固定可能として変位センサ
   （イ）を設け、まず該変位センサ（イ）を該着脱機構−
   により外容器体（６）に固着し、該変位センサ（イ）に
   よって外容器体（６）に対する振動発生機（１）の加振
   端０４）の位置を検出し、該変位センサ（イ）を検出部
   とするサーボ制御により外容器体（６）に対する加振端
   Ｏａの距離（０）を一定に保持しつつ、上記静止座標体
   （２）に対する外容器体（６）の位置あるいは供試体０
   （ｊに加わる荷重が指令値になるまで、上記振動発生機
   （１）を支持する空気バネ（８）の圧力を増減させて、
   該加振端（１→の位置決めを行ない、その後、上記変位
   センサ（イ）を上記着脱機構−（ハ）により外容器体（
   ６）から離脱して静止座標体（２）に固着２ し、該変位センサ（ｌ！５を検出部として静止座標体（
   ２）に対する加振端０４）の位置を制御量とするサーボ
   制御を構成して、供試体ａ０に振動を与えることを特徴
   とする振動試験方法。 λ　静止座標体（２）に対する振動発生機（１）の外容
   器体（６）の位置を位置センサ０＄により検出し、該静
   止座標体（２）を基準として、振動発生機（１）の加振
   軸（９）に平行な方向に往復駆動されるように設けられ
   た変位センサ（イ）の位置を検出し、その位置を制御量
   とし、上記位置センサ０υの出力を基準入力とする開ル
   ープ又は閉ループ制御によって、上記変位センサ（イ）
   の静止座標体（２）に対する位置を、外容器体（６）の
   静止座標体（２）に対する位置に追従せしめ、同時に該
   変位センサ（イ）を検出部としかつ振動発生機（１）を
   操作部とするサーボ制御によって該変位センサ（イ）に
   対する加振端０→の位置を一定に保ちながら、静止座標
   体（２）に対する外容器体（６）の位置あるいは供試体
   ００に加わる荷重が指令値になるまで、上記振動発生機
   （１）を支持する空気バネ（８）の圧力を増減させて、
   加振端、筬６ の位置決めを行ない、その後、上記変位センサ（イ）の
   追従制御を１１に除［−１該変位センサ（イ）を静１（
   −６座標体（２）に対して固着状態に保ち、該変位セン
   サ（２）を検出部とし、静止座標体（２）に対する加振
   端０４）の位置を制御量とするサーボ制御を構成して、
   供試体（＋ｉ）に振動を与えることを特徴とする振動試
   験方法。