(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
被試験体を鉛直方向に挟むように配置された一対の保持部と、
前記一対の保持部のうち上方の保持部が取り付けられたウエイトと、
前記フレームと前記ウエイトとの間に設けられ、前記ウエイトが前記フレームに対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイトを下方から支える複数の下方柔軟支持部材と、
前記フレームに固定して設けられ、前記一対の保持部のうち下方の保持部を鉛直方向に移動させる鉛直方向アクチュエータと、
前記フレーム又は前記ウエイトに固定して設けられ、前記一対の保持部のいずれか一方を水平方向に移動させる水平方向アクチュエータと、
前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向の傾きを検知する傾き検知手段と、
前記傾き検知手段によって検知された前記ウエイトの傾きに基づいて、前記ウエイトの姿勢が所定の基準姿勢になるように前記下方柔軟支持部材の形状を変化させる姿勢制御手段と、を有していることを特徴とする荷重負荷試験装置。
【請求項２】
前記複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも２つ以上の下方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の荷重負荷試験装置。
【請求項３】
前記傾き検知手段が、前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に直交する方向の傾きも検知するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷重負荷試験装置。
【請求項４】
前記複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも２つ以上の下方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に直交する方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とする請求項３に記載の荷重負荷試験装置。
【請求項５】
前記下方柔軟支持部材が、空気バネで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の荷重負荷試験装置。
【請求項６】
前記フレームと前記ウエイトの間に設けられ、前記ウエイトが前記フレームに対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイトを側方から支える複数の側方柔軟支持部材と、
前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向についての水平方向の位置を検知する位置検知手段と、
前記位置検知手段によって検知された前記ウエイトの水平方向の位置に基づいて、前記ウエイトの水平方向の位置が所定の基準位置になるように前記側方柔軟支持部材の形状を変化させる位置制御手段と、をさらに有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の荷重負荷試験装置。
【請求項７】
前記複数の側方柔軟支持部材のうち少なくとも２つ以上の側方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とする請求項６に記載の荷重負荷試験装置。
【請求項８】
前記側方柔軟支持部材が、空気バネで構成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の荷重負荷試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車が備えるエンジンのマウントゴム等の被試験体に圧縮や引張の荷重（特に圧縮荷重）を繰り返し加えて、被試験体の動的な特性（特に動ばね定数やダンピング特性など）や静的な特性を調べる荷重試験に用いられる荷重負荷試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、被試験体の荷重試験に従来用いられていた荷重負荷試験装置が開示されている。この荷重負荷試験装置は、図１０に示すように、架台８０１と、この架台８０１に立設された支柱８０３と、支柱８０３の上端部の間に架け渡された第１クロスヘッド８０４と、第１クロスヘッド８０４の上方に間隔をあけて配置された第２クロスヘッド８０８と、第２クロスヘッド８０８の上方に間隔をあけて配置されたウエイト８０９と、第１クロスヘッド８０４の中央部を貫通するように第２クロスヘッド８０８の中央部に垂下して設けられた荷重軸８２６と、荷重軸８２６の下方に配置されるとともに荷重軸８２６との間で被試験体ＴＰを挟む振動板８５１と、架台８０１に設けられ、振動板８５１を水平方向に移動させる水平方向アクチュエータ８６６と、架台８０１に設けられ、振動板８５１を上下方向（即ち、鉛直方向）に移動させる上下方向アクチュエータ８６７と、有している。
【０００３】
第１クロスヘッド８０４と第２クロスヘッド８０８との間には、第１弾性体８１１と第１締結シリンダ装置８１３とが設けられている。この第１締結シリンダ装置８１３の作動により、第１クロスヘッド８０４と第２クロスヘッド８０８との互いの位置関係が固定されるように堅く保持され、作動解除されると、第１弾性体８１１により、第１クロスヘッド８０４と第２クロスヘッド８０８とが互いに緩く保持される。
【０００４】
第２クロスヘッド８０８とウエイト８０９との間には、第２弾性体８１２と第２締結シリンダ装置８１４とが設けられている。この第２締結シリンダ装置８１４の作動により、第２クロスヘッド８０８とウエイト８０９との互いの位置関係が固定されるように堅く保持され、作動解除されると、第２弾性体８１２により、第２クロスヘッド８０８とウエイト８０９とが互いに緩く保持される。
【０００５】
また、荷重負荷試験装置には、荷重軸８２６の前後方向の位置を検出する第１位置センサ８３１及び荷重軸８２６の左右方向の位置を検出する第２位置センサ８３２と、荷重軸８２６の周囲に配設された第１空気バネ（不図示）、第２空気バネ（不図示）、第３空気バネ８３８及び第４空気バネ８３９と、が設けられている。そして、荷重負荷試験装置では、第１締結シリンダ装置８１３が作動解除され且つ第２締結シリンダ装置８１４が作動されたフローティングマス状態になっているときに、第１位置センサ８３１及び第２位置センサ８３２によって荷重軸８２６の前後左右の変位が検出されると、各空気バネを制御して荷重軸８２６の前後左右の変位を修正し荷重軸８２６を中立位置に位置づけて、被試験体ＴＰに対して上下方向アクチュエータ８６７によって加えられる荷重をウエイト８０９の重心位置などで受けて、当該荷重に対する反力を生じさせていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４７４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したようなフローティングマス状態では、例えば、水平方向アクチュエータ８６６が振動板８５１を水平方向に移動すると、荷重軸８２６、即ち、ウエイト８０９が架台８０１に対して相対的に傾いてしまう場合があるところ、各空気バネの制御ではこのようなウエイト８０９の傾きを修正することができないので、ウエイト８０９の重心位置が変位してしまい、そのため、ウエイト８０９が荷重を効果的に受けることができず、荷重試験の精度が悪化してしまう恐れがあるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、ウエイトの傾きを修正して被試験体に対する鉛直方向の荷重を効果的に受けることができる荷重負荷試験装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、フレームと、被試験体を鉛直方向に挟むように配置された一対の保持部と、前記一対の保持部のうち上方の保持部が取り付けられたウエイトと、前記フレームと前記ウエイトとの間に設けられ、前記ウエイトが前記フレームに対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイトを下方から支える複数の下方柔軟支持部材と、前記フレームに固定して設けられ、前記一対の保持部のうち下方の保持部を鉛直方向に移動させる鉛直方向アクチュエータと、前記フレーム又は前記ウエイトに固定して設けられ、前記一対の保持部のいずれか一方を水平方向に移動させる水平方向アクチュエータと、前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向の傾きを検知する傾き検知手段と、前記傾き検知手段によって検知された前記ウエイトの傾きに基づいて、前記ウエイトの姿勢が所定の基準姿勢になるように前記下方柔軟支持部材の形状を変化させる姿勢制御手段と、を有していることを特徴とする荷重負荷試験装置である。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも２つ以上の下方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記傾き検知手段が、前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に直交する方向の傾きも検知するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、前記複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも２つ以上の下方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に直交する方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に記載された発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載された発明において、前記下方柔軟支持部材が、空気バネで構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に記載された発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載された発明において、前記フレームと前記ウエイトの間に設けられ、前記ウエイトが前記フレームに対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイトを側方から支える複数の側方柔軟支持部材と、前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向についての水平方向の位置を検知する位置検知手段と、前記位置検知手段によって検知された前記ウエイトの水平方向の位置に基づいて、前記ウエイトの水平方向の位置が所定の基準位置になるように前記側方柔軟支持部材の形状を変化させる位置制御手段と、をさらに有していることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７に記載された発明は、請求項６に記載された発明において、前記複数の側方柔軟支持部材のうち少なくとも２つ以上の側方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８に記載された発明は、請求項６又は７に記載された発明において、前記側方柔軟支持部材が、空気バネで構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載された発明によれば、下方柔軟支持部材によってウエイトをその位置姿勢を変化可能なように下方から支えており、ウエイトにおける水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向の傾きを検知するとともに、検知されたウエイトの傾きに基づいて、当該ウエイトの姿勢が所定の基準姿勢になるように下方柔軟支持部材の形状を変化させるので、例えば、水平方向アクチュエータによって保持部が移動されたときにウエイトがフレームに対して当該移動方向に相対的に傾いてしまった場合でも、この傾きを検出するとともに当該傾きに基づいて下方柔軟支持部材の形状を変化させることで、ウエイトの姿勢を基準姿勢に戻して傾きを解消することができ、そのため、ウエイトの傾きを修正して被試験体に対する鉛直方向の荷重を効果的に受けることができ、試験精度の悪化を抑制することができる。
【００１８】
請求項２に記載された発明によれば、複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも２つ以上の下方柔軟支持部材が、水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向に平行で且つウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されているので、当該直線上に配列された下方柔軟支持部材のみ形状を変化させることで、ウエイトにおける当該移動方向の傾きを解消して基準姿勢に戻すことができ、そのため、形状を変化させる下方柔軟支持部材を少なくすることができ、下方柔軟支持部材の形状変化の制御を容易にできる。
【００１９】
請求項３に記載された発明によれば、ウエイトにおける水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向に直交する方向の傾きも検知するように構成されているので、例えば、水平方向アクチュエータによって保持部が移動されたときにウエイトがフレームに対して当該移動方向に直交する方向に相対的に傾いてしまった場合でも、この傾きを検出するとともに当該傾きに基づいて下方柔軟支持部材の形状を変化させることで、ウエイトの姿勢を基準姿勢に戻して傾きを解消することができ、そのため、ウエイトの傾きを修正して被試験体に対する鉛直方向の荷重をより効果的に受けることができ、試験精度の悪化をさらに抑制することができる。
【００２０】
請求項４に記載された発明によれば、複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも２つ以上の下方柔軟支持部材が、水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向に直交する方向に平行で且つウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されているので、当該直線上に配列された下方柔軟支持部材のみ形状を変化させることで、ウエイトにおける当該移動方向に直交する方向の傾きを解消して基準姿勢に戻すことができ、そのため、形状を変化させる下方柔軟支持部材を少なくすることができ、下方柔軟支持部材の形状変化の制御を容易にできる。
【００２１】
請求項５に記載された発明によれば、下方柔軟支持部材が、空気バネで構成されているので、安価な部材で下方柔軟支持部材を構成することができ、そのため、荷重負荷試験装置を安価に構成することができる。さらには空気バネの共振周波数が２Ｈｚ〜３Ｈｚ程度であるので、被試験体の動的な特性の測定に影響を及ぼすことを回避できる。
【００２２】
請求項６に記載された発明によれば、側方柔軟支持部材によってウエイトをその位置姿勢を変化可能なように側方から支えており、ウエイトにおける水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向についての水平位置を検知するとともに、検知されたウエイトの水平方向の位置に基づいて、当該ウエイトの水平方向の位置が所定の基準位置になるように側方柔軟支持部材の形状を変化させるので、例えば、水平方向アクチュエータによって保持部が移動されたときにウエイトがフレームに対して当該保持部の移動方向についての水平方向に相対的に移動（位置ずれ）してしまった場合でも、この水平方向の位置を検出するとともに当該水平方向の位置に基づいて側方柔軟支持部材の形状を変化させることで、ウエイトの水平方向の位置ずれを解消して基準位置に戻すことができ、そのため、ウエイトの位置ずれを修正して被試験体に対する鉛直方向の荷重をより効果的に受けることができ、試験精度の悪化をさらに抑制することができる。
【００２３】
請求項７に記載された発明によれば、複数の側方柔軟支持部材のうち少なくとも２つ以上の側方柔軟支持部材が、水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向に平行で且つウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されているので、当該直線上に配列された側方柔軟支持部材のみ形状を変化させることで、ウエイトにおける当該移動方向に対する位置ずれを解消して基準位置に戻すことができ、そのため、形状を変化させる側方柔軟支持部材を少なくすることができ、側方柔軟支持部材の形状変化の制御を容易にできる。
【００２４】
請求項８に記載された発明によれば、側方柔軟支持部材が、空気バネで構成されているので、安価な部材で側方柔軟支持部材を構成することができ、そのため、荷重負荷試験装置を安価に構成することができる。さらには空気バネの共振周波数が２Ｈｚ〜３Ｈｚ程度であるので、被試験体の動的な特性の測定に影響を及ぼすことを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態の荷重負荷試験装置の正面図（ウエイトをフレームに対して位置姿勢を変化可能としたフローティングマス状態）である。
【図２】図１の荷重負荷試験装置の側面図である。
【図３】図１の荷重負荷試験装置の上面図である。
【図４】図１の荷重負荷試験装置の機能ブロック図である。
【図５】図１の荷重負荷試験装置の正面図（ウエイトをフレームに固定した固定状態）である。
【図６】図５の荷重負荷試験装置の側面図（固定状態）である。
【図７】図５の荷重負荷試験装置（固定状態）において水平方向アクチュエータによって保持部を水平方向に移動させたときの状態を示す図である。
【図８】図１の荷重負荷試験装置（フローティングマス状態）において水平方向アクチュエータによって保持部を水平方向に移動させたときの状態を示す図である。
【図９】図１の荷重負荷試験装置の制御部における本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。
【図１０】従来の荷重負荷試験装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明の一実施形態の荷重負荷試験装置を、図１〜図９を参照して説明する。
【００２７】
以下に説明する荷重負荷試験装置は、例えば、自動車が備えるエンジンのマウントゴム等の被試験体に圧縮や引張の荷重を繰り返し加えて、被試験体の動的特性、静的特性の評価などに用いられる。
【００２８】
図１〜図６に、荷重負荷試験装置（各図において符号１で示す）の構成を示す。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態の荷重負荷試験装置の正面図（ウエイトをフレームに対して位置姿勢を変化可能としたフローティングマス状態）である。図２は、図１の荷重負荷試験装置の側面図である。図３は、図１の荷重負荷試験装置の上面図である。図４は、図１の荷重負荷試験装置の機能ブロック図である。図５は、図１の荷重負荷試験装置の正面図（ウエイトをフレームに固定した固定状態）である。図６は、図５の荷重負荷試験装置の側面図（固定状態）である。図１、図２、図５、図６では、一部を断面で示している。図３では、ウエイト４０を透視して示している。
【００３０】
荷重負荷試験装置１は、フレーム１０と、鉛直方向アクチュエータ２０と、水平方向アクチュエータ３０と、ウエイト４０と、複数の下方柔軟支持部材５１〜５４と、複数の側方柔軟支持部材５５、５６と、複数の締結シリンダ装置６１と、一対の保持部７１、７２と、傾き検知手段としての傾き検知センサ８１、８２、８３と、位置検知手段としての位置検知センサ８４、８５と、姿勢制御手段及び位置制御手段としての制御部９０（図４）と、を有している。本明細書において、鉛直方向は、図１、図２、図５、図６の上下方向に一致し、水平方向は、図１、図２、図５、図６の左右方向及び手前−奥方向に一致する。また、鉛直方向は、厳密な鉛直方向に加えて概ね鉛直方向に沿う方向を含むものである。また、水平方向についても同様である。
【００３１】
フレーム１０は、架台１１と、４本の支柱１２と、クロスヘッド１３と、を有している。
【００３２】
架台１１は、鉄などの金属を用いて質量の大きな（例えば、５〜１０トン）平面視略正方形板状に形成されている。架台１１は、工場等の建物のフロアなどに設けられた固定台１９上に、振動吸収等のために設けられた複数の空気バネ１８を介して、架台上面１１ａが水平となるように設置されている。
【００３３】
４本の支柱１２は、それぞれが、シリンダ１２ａ及びこのシリンダ１２ａに収容されたピストン１２ｂを有する油圧アクチュエータで構成されている。４本の支柱１２は、油圧を用いてシリンダ１２ａに対しピストン１２ｂを直線状に移動させて、ピストン１２ｂをシリンダ１２ａから突出させ、ピストン１２ｂをシリンダ１２ａに没入させる。シリンダ１２ａは、ピストン１２ｂを鉛直方向に移動可能なように、架台上面１１ａの四隅に固定して配置されている。つまり、４本の支柱１２は、架台上面１１ａの四隅に上方に向けて立設されている。
【００３４】
クロスヘッド１３は、底壁部１６と、一対の壁部１７とを有している。底壁部１６は、平面視略正方形状の底壁部本体１４と、底壁部本体１４における互いに対向する一対の辺から当該底壁部本体１４と面一に突出された矩形状の一対の片部１５と、を有している。底壁部本体１４の中央部には平面視略八角形の貫通孔１４ａが設けられている。一対の壁部１７は、底壁部１６の一対の片部１５における外側の辺から上方に立設されている。クロスヘッド１３は、底壁部本体下面１４ｂの四隅近傍がそれぞれ４本の支柱１２が有するピストン１２ｂの先端に固定して取り付けられている。
【００３５】
フレーム１０は、被試験体ＴＰの大きさなどに合わせてピストン１２ｂを移動させることにより、クロスヘッド１３の高さを調整することができる。
【００３６】
鉛直方向アクチュエータ２０は、上述の支柱１２と同様に、シリンダ２１及びこのシリンダ２１に収容されたピストン２２を有する油圧アクチュエータで構成されている。シリンダ２１は、架台１１の下面側中央部分に設けられた凹部１１ｂ内に固定して取り付けられている。また、シリンダ２１は、ピストン２２が架台１１の中央部分に設けられた貫通孔に挿通されるように配置されている。ピストン２２は、シリンダ２１によって架台上面１１ａの法線方向（鉛直方向）に移動（即ち、突出・没入）される。
【００３７】
水平方向アクチュエータ３０は、上述の支柱１２と同様に、シリンダ３１及びこのシリンダ３１に収容されたピストン３２を有する油圧アクチュエータで構成されている。シリンダ３１は、後述するウエイト４０に固定して取り付けられている。ピストン３２は、シリンダ３１によって図１左右方向（水平方向）に移動（即ち、突出・没入）される。
【００３８】
ウエイト４０は、それぞれ鉄などの金属で構成されたウエイト本体部４１と、荷重軸部４２と、荷重受板４３と、を有している。
【００３９】
ウエイト本体部４１は、クロスヘッド１３の底壁部本体１４の平面視形状より小さい平面視略正方形の直方体形状に形成されている。ウエイト本体部４１は、荷重を受けるマスとして機能するため、その質量が大きく（例えば、２〜３トン）なるように構成されている。荷重軸部４２は、円柱状に形成されており、その軸の延長線上にウエイト本体部４１の重心位置が重なるようにして、上端面がウエイト本体部下面４１ａに固定して取り付けられている。荷重受板４３は、荷重軸部４２の横断面形状（円形の断面形状）より若干大きい平面視略正方形板状に形成されており、荷重軸部４２の下端面に固定して取り付けられている。
【００４０】
荷重軸部４２の周面の下部には略Ｌ字状の支持アーム４４が突設されており、支持アーム４４の先端には、上述した水平方向アクチュエータ３０（具体的には、シリンダ３１）が固定して取り付けられている。支持アーム４４は、水平方向アクチュエータ３０のピストン３２が、シリンダ３１によって荷重受板４３の下面と平行に移動するように、水平方向アクチュエータ３０を支持する。
【００４１】
ウエイト４０は、ウエイト本体部４１とクロスヘッド１３とが間隔をあけて配置されており、これら間に後述する複数の下方柔軟支持部材５１〜５４と、複数の側方柔軟支持部材５５、５６と、複数の締結シリンダ装置６１と、が配置されている。
【００４２】
複数の下方柔軟支持部材５１〜５４は、図示しないエアサーボ弁を有する空気バネで構成されている。このエアサーボ弁は、図示しないコンプレッサー装置と空気バネとを接続する空気供給位置、図示しない空気排出口と空気バネとを接続する空気排出位置、及び、空気バネを密閉する弁閉位置、のいずれかに選択的に切り替えられる。複数の下方柔軟支持部材５１〜５４は、ウエイト本体部下面４１ａとクロスヘッド１３の底壁部本体上面１４ｃとの間に配置されている。下方柔軟支持部材５１、５２は、水平方向アクチュエータ３０のピストン３２（即ち、後述する上方の保持部７２）の移動方向（図１、図３の左右方向、以下、単に「移動方向Ｈ１」という）に平行で且つウエイト４０の重心位置Ｐから鉛直方向にずれた位置を通る直線Ｌ１上に並べて配置されている。下方柔軟支持部材５３、５４は、移動方向Ｈ１に直交する方向（図１の手前−奥方向、図３の上下方向、以下、単に「直交方向Ｈ２」という）に平行で且つウエイト４０の重心位置Ｐから鉛直方向にずれた位置を通る直線Ｌ２上に並べて配置されている。移動方向Ｈ１及び直交方向Ｈ２は、水平方向に含まれている。
【００４３】
複数の側方柔軟支持部材５５、５６は、図示しないエアサーボ弁を有する空気バネで構成されている。このエアサーボ弁は、図示しないコンプレッサー装置と空気バネとを接続する空気供給位置、図示しない空気排出口と空気バネとを接続する空気排出位置、及び、空気バネを密閉する弁閉位置、のいずれかに選択的に切り替えられる。複数の側方柔軟支持部材５５、５６は、ウエイト本体部側面４１ｂとクロスヘッド１３の一対の壁部内面１７ａとの間に配置されている。側方柔軟支持部材５５、５６は、移動方向Ｈ１に平行で且つウエイト４０の重心位置Ｐから鉛直方向にずれた位置を通る直線Ｌ１上に並べて配置されている。
【００４４】
複数の下方柔軟支持部材５１〜５４及び複数の側方柔軟支持部材５５、５６は、図示しないエアサーボ弁が制御部９０に接続されており、制御部９０によるエアサーボ弁の制御によって、空気供給位置にされることで空気バネがコンプレッサー装置に接続されて空気が入れられて脹らんだり、空気排出位置にされることで空気バネが空気排出口に接続されて空気が抜かれてしぼんだり、弁閉位置にされることで空気バネが密閉されてその形状を維持したりして、それらの形状を変化可能に構成されている。
【００４５】
複数の締結シリンダ装置６１は、それぞれが、シリンダ６１ａ及びこのシリンダ６１ａに収容されたピストン６１ｂを有しており、動作時（即ち、シリンダ内に油圧をかけているとき）には、シリンダ６１ａに対してピストン６１ｂを強固に保持し、動作解除時（即ち、油圧をかけていないとき）には、シリンダ６１ａに対してピストン６１ｂがフリーに移動するように構成されている。シリンダ６１ａは、ピストン６１ｂを上方に向けて底壁部本体上面１４ｃの四隅に固定して取り付けられている。ピストン６１ｂの先端は、ウエイト本体部下面４１ａの四隅に固定して取り付けられている。
【００４６】
複数の締結シリンダ装置６１が動作すると、図５、図６に示すように、ウエイト４０とクロスヘッド１３とが強固に固定された固定状態となる。また、複数の締結シリンダ装置６１が動作解除すると、図１、図２に示すように、ウエイト４０がクロスヘッド１３上に複数の下方柔軟支持部材５１〜５４及び複数の側方柔軟支持部材５５、５６で支持されて、ウエイト４０とクロスヘッド１３とが互いに緩く保持された、つまり、ウエイト４０がフレーム１０に対して位置姿勢を変化可能なフローティングマス状態となる。
【００４７】
一対の保持部７１、７２は、被試験体ＴＰを鉛直方向に挟むようにして、４本の支柱１２の中央に間隔をあけて配置されている。
【００４８】
一対の保持部７１、７２のうち下方の保持部７１は、略円柱状に形成されており、下端面が鉛直方向アクチュエータ２０のピストン２２の先端に固定して取り付けられている。下方の保持部７１は、ピストン２２の移動によって、鉛直方向に移動される。
【００４９】
一対の保持部７１、７２のうち上方の保持部７２は、荷重計測可能な円柱形状のロードセル７３と、ロードセル７３が固定されたスライド板７４と、を有している。スライド板７４は、ロードセル７３を下方に向けて、ウエイト４０の荷重受板４３の下面と平行にスライド移動可能で当該下面の法線方向に移動不可となるように、荷重受板４３に取り付けられている。スライド板７４は、水平方向アクチュエータ３０のピストン３２の先端に固定して取り付けられている。スライド板７４（即ち、上方の保持部７２）は、ピストン３２の移動によって、荷重受板４３の下面に当接しながら水平方向にスライド移動可能な構成となっている。つまり、ウエイト４０には、上方の保持部７２がスライド移動可能に取り付けられている。
【００５０】
傾き検知センサ８１、８２、８３は、例えば、渦電流式の非接触変位センサ（ギャップセンサ）などで構成されており、クロスヘッド１３の底壁部本体上面１４ｃに互いに間隔をあけて三角形状に配置されている。傾き検知センサ８１、８２、８３は、ウエイト本体部下面４１ａに向けられており、クロスヘッド１３の底壁部本体上面１４ｃからウエイト本体部下面４１ａまでの距離に応じた信号を出力する。
【００５１】
傾き検知センサ８１及び傾き検知センサ８２は、移動方向Ｈ１に間隔をあけて並べて配置されている。これにより、傾き検知センサ８１、８２によって検知された距離に基づいて、ウエイト４０の移動方向Ｈ１の傾きを検知することができる。また、傾き検知センサ８１及び傾き検知センサ８２と傾き検知センサ８３とは、直交方向Ｈ２に間隔をあけて配置されており、傾き検知センサ８３によって検知された距離に基づいて、ウエイト４０の直交方向Ｈ２の傾きを検知することができる。
【００５２】
位置検知センサ８４、８５は、例えば、渦電流式の非接触変位センサ（ギャップセンサ）などで構成されており、クロスヘッド１３の一対の壁部上端１７ｂにウエイト本体部側面４１ｂに向け、互いに間隔をあけて対向して配置されている。位置検知センサ８４、８５は、クロスヘッド１３の一対の壁部上端１７ｂからウエイト本体部側面４１ｂまでの距離に応じた信号を出力する。
【００５３】
位置検知センサ８４、８５は、移動方向Ｈ１に間隔をあけて並べて配置されている。これにより、位置検知センサ８４、８５によって検知された距離に基づいて、ウエイト４０における移動方向Ｈ１についての水平方向の位置を検知することができる。
【００５４】
制御部９０は、例えば、コンピュータなどで構成されており、荷重負荷試験装置１全体の動作を司る。
【００５５】
図４に示すように、制御部９０には、上述したロードセル７３、傾き検知センサ８１、８２、８３及び位置検知センサ８４、８５が電気的に接続されている。また、制御部９０には、上述した鉛直方向アクチュエータ２０、水平方向アクチュエータ３０、複数の下方柔軟支持部材５１〜５４、側方柔軟支持部材５５、５６及び複数の締結シリンダ装置６１が電気的に接続されている。
【００５６】
制御部９０は、ロードセル７３において計測された荷重、傾き検知センサ８１、８２、８３において検知されたウエイト本体部下面４１ａとの距離、及び、位置検知センサ８４、８５において検知されたウエイト本体部側面４１ｂとの距離に応じた信号が入力される。
【００５７】
また、制御部９０は、それが備える記憶手段などに格納された試験パターン及びロードセル７３において計測された荷重に応じた信号などに基づいて、鉛直方向アクチュエータ２０及び水平方向アクチュエータ３０を動作（即ち、各アクチュエータのピストンを移動）させる。
【００５８】
また、制御部９０は、傾き検知センサ８１、８２、８３において検知されたクロスヘッド１３の底壁部本体上面１４ｃからウエイト本体部下面４１ａまでの距離、及び、位置検知センサ８４、８５において検知されたクロスヘッド１３の一対の壁部上端１７ｂからウエイト本体部側面４１ｂまでの距離に応じた信号を用いてウエイト４０の移動方向Ｈ１の傾き及び直交方向Ｈ２の傾き、並びに、移動方向Ｈ１についての水平方向の位置を検出して、これら検出した傾き及び位置に基づいて、複数の下方柔軟支持部材５１、５２、５４及び複数の側方柔軟支持部材５５、５６のエアサーボ弁を動作させ、それらの形状を変化させる。本実施形態において、制御部９０は、下方柔軟支持部材５３について、そのエアサーボ弁を弁閉位置のままとし、下方柔軟支持部材５３に対して、ウエイト４０の傾きや位置ずれに応じた制御を行わない。
【００５９】
荷重負荷試験装置１は、制御部９０によって鉛直方向アクチュエータ２０、水平方向アクチュエータ３０、複数の下方柔軟支持部材５１〜５４、複数の側方柔軟支持部材５５、５６及び複数の締結シリンダ装置６１が制御されていないニュートラル状態のとき、鉛直方向アクチュエータ２０のピストン２２の軸、下方の保持部７１の軸、ロードセル７３の軸、荷重軸部４２の軸及びウエイト本体部４１の重心位置が一直線上に重なるように配置される。このときのウエイト４０の姿勢（傾き）及び水平方向の位置を、基準姿勢及び基準位置としている。
【００６０】
次に、上述した荷重負荷試験装置１の動作を、図１、図２、図５〜図９を参照して、説明する。
【００６１】
図７は、図５の荷重負荷試験装置（固定状態）において水平方向アクチュエータによって保持部を水平方向に移動させたときの状態を示す図である。図８は、図１の荷重負荷試験装置（フローティングマス状態）において水平方向アクチュエータによって保持部を水平方向に移動させたときの状態を示す図である。図９は、図１の荷重負荷試験装置の制御部における本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。
【００６２】
この荷重負荷試験装置１は、ウエイト４０とクロスヘッド１３とを固定した固定状態で被試験体ＴＰに鉛直方向及び水平方向の荷重を加える荷重負荷試験、及び、ウエイト４０がクロスヘッド１３（即ち、フレーム１０）に対して位置姿勢を変化可能なフローティングマス状態で被試験体ＴＰに鉛直方向及び水平方向の荷重を加える荷重負荷試験に用いられる。
【００６３】
本実施形態において、固定状態では、被試験体ＴＰに対して鉛直方向の振動（最大１００Ｈｚ程度）及び水平方向の振動（最大１００Ｈｚ程度）が加えられる。また、フローティングマス状態では、被試験体ＴＰに対して鉛直方向の振動（最大１ｋＨｚ程度）及び水平方向の静荷重が加えられる。
【００６４】
まず、固定状態での荷重負荷試験について、図５〜図７を参照して説明する。
【００６５】
図５、図６に示すように、試験実施者が、荷重負荷試験装置１の図示しない操作部に所定の操作を入力すると、制御部９０は、ウエイト４０が基準姿勢及び基準位置にある状態において、複数の締結シリンダ装置６１を動作させて固定状態とする。そして、制御部９０は、記憶手段から読み出した試験パターンに基づいて鉛直方向アクチュエータ２０を制御し、ピストン２２によって下方の保持部７１を移動させて被試験体ＴＰに鉛直方向の振動を加える。このとき制御部９０は、ロードセル７３からの荷重に応じた信号に基づいて、被試験体ＴＰに目標とする荷重（振動）が加わるようにフィードバック制御する。
【００６６】
また、制御部９０は、試験パターンに基づいて水平方向アクチュエータ３０を制御し、ピストン３２によって上方の保持部７２を移動させて被試験体ＴＰに水平方向の振動を加える。このとき、図７に示すように、水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動に応じて、ウエイト４０にそれを回転させようとする力が生じる。
【００６７】
しかしながら、ウエイト４０は、クロスヘッド１３（即ち、フレーム１０）に固定されているので、フレーム１０によって上記回転しようとする力が受け止められて、ウエイト４０の基準位置及び基準姿勢が保持される。
【００６８】
次に、フローティングマス状態での荷重負荷試験について、図１、図２、図８、図９を参照して説明する。
【００６９】
図１、図２に示すように、試験実施者が、荷重負荷試験装置１の図示しない操作部に所定操作を入力すると、制御部９０は、複数の締結シリンダ装置６１の動作を解除させてフローティングマス状態とする。そして、制御部９０は、記憶手段から読み出した試験パターンに基づいて鉛直方向アクチュエータ２０を制御し、ピストン２２によって下方の保持部７１を移動させて被試験体ＴＰに鉛直方向の振動を加える。このとき制御部９０は、ロードセル７３からの荷重に応じた信号に基づいて、被試験体ＴＰに目標とする荷重（振動）が加わるようにフィードバック制御する。
【００７０】
また、制御部９０は、試験パターンに基づいて水平方向アクチュエータ３０を制御し、ピストン３２によって上方の保持部７２を移動させて被試験体ＴＰに水平方向の静荷重を加える。このとき、図８に示すように、水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動に応じて、ウエイト４０にそれを回転させようとする力が生じて、ウエイト４０が回転する。
【００７１】
例えば、図８に示すように、水平方向アクチュエータ３０のピストン３２がシリンダ３１から突出するように移動されたとき、ウエイト４０は、右側部分が下方に移動し、左側部分が上方に移動して、時計回りに回転する（矢印Ｒ）。すると、傾き検知センサ８１において検知された距離がより広がり、傾き検知センサ８２において検知された距離がより縮まり、これらセンサに検知された距離に基づいて、制御部９０はウエイト４０が移動方向Ｈ１に対して右下がりに（下方柔軟支持部材５２側が下がるように）傾いていることを検出する（図９のＳ１１０でＡ）。そして、制御部９０は、ウエイト４０の傾きを解消して基準姿勢となるように、右側寄りに配置された下方柔軟支持部材５２を脹らむように制御し、左側寄りに配置された下方柔軟支持部材５１をしぼむように制御する（Ｓ１３０）。
【００７２】
また、このとき、ウエイト４０が基準位置から左側に位置がずれる場合がある。この場合、位置検知センサ８４において検知された距離がより縮まり、位置検知センサ８５において検知された距離がより広がり、これらセンサに検知された距離に基づいて、制御部９０はウエイト４０が基準位置から左側（側方柔軟支持部材５５側）にずれていることを検出する（Ｓ１４０でＢ）。そして、制御部９０は、ウエイト４０の位置ずれを解消して基準位置となるように、右側寄りに配置された側方柔軟支持部材５６をしぼむように制御し、左側寄りに配置された側方柔軟支持部材５５を脹らむように制御する（Ｓ１５０）。
【００７３】
また、例えば、図８とは反対に、水平方向アクチュエータ３０のピストン３２がシリンダ３１に没入するように移動されたとき、ウエイト４０は、左側部分が下方に移動し、右側部分が上方に移動して、反時計方向に回転する（矢印Ｒの反対方向）。すると、傾き検知センサ８１において検知された距離がより縮まり、傾き検知センサ８２において検知された距離がより広がり、これらセンサに検知された距離に基づいて、制御部９０はウエイト４０が左下がりに（下方柔軟支持部材５１側が下がるように）傾いていることを検出する（Ｓ１１０でＢ）。そして、制御部９０は、ウエイト４０の傾きを解消して基準姿勢となるように、左側寄りに配置された下方柔軟支持部材５１を脹らむように制御し、右側寄りに配置された下方柔軟支持部材５２をしぼむように制御する（Ｓ１２０）。
【００７４】
また、このとき、ウエイト４０が基準位置から右側に位置がずれる場合がある。この場合、位置検知センサ８４において検知された距離がより広がり、位置検知センサ８５において検知された距離がより縮まり、これらセンサに検知された距離に基づいて、制御部９０はウエイト４０が基準位置から右側（側方柔軟支持部材５６側）にずれていることを検出する（Ｓ１４０でＡ）。そして、制御部９０は、ウエイト４０の位置ずれを解消して基準位置となるように、左側寄りに配置された側方柔軟支持部材５５をしぼむように制御し、右側寄りに配置された側方柔軟支持部材５６を脹らむように制御する（Ｓ１６０）。
【００７５】
また、フローティングマス状態において、例えば、水平方向アクチュエータ３０によって上方の保持部７２を一方向に移動させた状態（静荷重を加えた状態）で鉛直方向アクチュエータ２０によって下方の保持部７１を振動させると、ウエイト４０が直交方向Ｈ２（図１、図８の手前−奥方向）に傾いて揺れを生じることがある。このとき、傾き検知センサ８３において検知された距離に基づいて、制御部９０は、当該距離が所定の基準距離より小さいことを検出すると、ウエイト４０の下方柔軟支持部材５４側が下がるように傾いているとして（Ｓ１７０でＢ）、下方柔軟支持部材５４を脹らませ（Ｓ１８０）、又は、当該距離が所定の基準距離より大きいことを検出すると、ウエイト４０の下方柔軟支持部材５４側が上がるように（つまり、相対的にウエイト４０の下方柔軟支持部材５３側が下がるように）傾いているとして（Ｓ１７０でＡ）、下方柔軟支持部材５４をしぼませる（Ｓ１９０）。このように、下方柔軟支持部材５４、５３で支持することにより、ウエイト４０に生じた揺れが収束するように制御する。
【００７６】
また、制御部９０は、ウエイト４０の移動方向Ｈ１の傾きを検出しないとき（Ｓ１１０でＣ）、その状態を維持する。つまり、下方柔軟支持部材５１、５２に対する制御を行わない。また、ウエイト４０の移動方向Ｈ１の位置ずれを検出しないとき（Ｓ１４０でＣ）、その状態を維持する。つまり、側方柔軟支持部材５５、５６に対する制御を行わない。また、ウエイト４０の直交方向Ｈ２の傾きを検出しないとき（Ｓ１７０でＣ）、その状態を維持する。つまり、下方柔軟支持部材５４の制御を行わない。
【００７７】
上述したように、本実施形態の荷重負荷試験装置１は、フレーム１０と、被試験体ＴＰを鉛直方向に挟むように配置された一対の保持部７１、７２と、一対の保持部７１、７２のうち上方の保持部７２が取り付けられたウエイト４０と、フレーム１０とウエイト４０との間に設けられ、ウエイト４０がフレーム１０に対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイト４０を下方から支える複数の下方柔軟支持部材５１〜５４と、フレーム１０に固定して設けられ、一対の保持部７１、７２のうち下方の保持部７１を鉛直方向に移動させる鉛直方向アクチュエータ２０と、ウエイト４０に固定して設けられ、一対の保持部７１、７２のうち下方の保持部７２を水平方向に移動させる水平方向アクチュエータ３０と、ウエイト４０における水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向（移動方向Ｈ１）の傾きを検知する傾き検知センサ８１〜８３と、傾き検知センサ８１〜８３によって検知されたウエイト４０の傾きに基づいて、ウエイト４０の姿勢が所定の基準姿勢になるように下方柔軟支持部材５１〜５４の形状を変化させる姿勢制御手段（制御部９０）と、を有している。
【００７８】
また、複数の下方柔軟支持部材５１〜５４のうち２つの下方柔軟支持部材５１、５２が、水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向に平行で且つウエイト４０の重心位置Ｐから鉛直方向にずれた位置を通る直線Ｌ１上に配列されている。
【００７９】
また、傾き検知センサ８１〜８３が、ウエイト４０における水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向に直交する方向（直交方向Ｈ２）の傾きも検知するように構成されている。
【００８０】
また、複数の下方柔軟支持部材５１〜５４のうち２つの下方柔軟支持部材５３、５４が、水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向に直交する方向に平行で且つウエイト４０の重心位置Ｐから鉛直方向にずれた位置を通る直線Ｌ２上に配列されている。
【００８１】
また、下方柔軟支持部材５１〜５４が、空気バネで構成されている。
【００８２】
また、フレーム１０とウエイト４０の間に設けられ、ウエイト４０がフレーム１０に対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイト４０を側方から支える複数の側方柔軟支持部材５５、５６と、ウエイト４０における水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向についての水平方向の位置を検知する位置検知センサ８４、８５と、位置検知センサ８４、８５によって検知されたウエイト４０の水平方向の位置に基づいて、ウエイト４０の水平方向の位置が所定の基準位置になるように側方柔軟支持部材５５、５６の形状を変化させる位置制御手段（制御部９０）と、をさらに有している。
【００８３】
また、複数の側方柔軟支持部材５５、５６が、水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向に平行で且つウエイト４０の重心位置Ｐから鉛直方向にずれた位置を通る直線Ｌ１上に配列されている。
【００８４】
また、側方柔軟支持部材５５、５６が、空気バネで構成されている。
【００８５】
以上より、本実施形態によれば、下方柔軟支持部材５１〜５４によってウエイト４０をその位置姿勢を変化可能なように下方から支えており、ウエイト４０における水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向の傾きを検知するとともに、検知されたウエイト４０の傾きに基づいて、当該ウエイト４０の姿勢が所定の基準姿勢になるように下方柔軟支持部材５１〜５４の形状を変化させるので、例えば、水平方向アクチュエータ３０によって上方の保持部７２が移動されたときにウエイト４０がフレーム１０に対して当該上方の保持部７２の移動方向に相対的に傾いてしまった場合でも、この傾きを検出するとともに当該傾きに基づいて下方柔軟支持部材５１〜５４の形状を変化させることで、ウエイト４０の姿勢を基準姿勢に戻して傾きを解消することができ、そのため、ウエイト４０の傾きを修正して被試験体ＴＰに対する鉛直方向の荷重を効果的に受けることができ、試験精度の悪化を抑制することができる。
【００８６】
また、複数の下方柔軟支持部材のうち２つの下方柔軟支持部材５１、５２が、水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向に平行で且つウエイト４０の重心位置Ｐから鉛直方向にずれた位置を通る直線Ｌ１上に配列されているので、当該直線上に配列された下方柔軟支持部材５１、５２のみ形状を変化させることで、ウエイト４０における当該移動方向の傾きを解消して基準姿勢に戻すことができ、そのため、形状を変化させる下方柔軟支持部材を少なくすることができ、下方柔軟支持部材５１〜５４の形状変化の制御を容易にできる。
【００８７】
また、ウエイト４０における水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向に直交する方向の傾きも検知するように構成されているので、例えば、水平方向アクチュエータ３０によって上方の保持部７２が移動されたときにウエイト４０がフレーム１０に対して当該上方の保持部７２の移動方向に直交する方向に相対的に傾いてしまった場合でも、この傾きを検出するとともに当該傾きに基づいて下方柔軟支持部材５１〜５４の形状を変化させることで、ウエイト４０の姿勢を基準姿勢に戻して傾きを解消することができ、そのため、ウエイト４０の傾きを修正して被試験体ＴＰに対する鉛直方向の荷重をより効果的に受けることができ、試験精度の悪化をさらに抑制することができる。
【００８８】
また、複数の下方柔軟支持部材５１〜５４のうち２つの下方柔軟支持部材５３、５４が、水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向に直交する方向に平行で且つウエイト４０の重心位置Ｐから鉛直方向にずれた位置を通る直線Ｌ２上に配列されているので、当該直線上に配列された下方柔軟支持部材５３、５４のみ形状を変化させることで、ウエイト４０における当該移動方向に直交する方向の傾きを解消して基準姿勢に戻すことができ、そのため、形状を変化させる下方柔軟支持部材を少なくすることができ、下方柔軟支持部材５１〜５４の形状変化の制御を容易にできる。
【００８９】
下方柔軟支持部材５１〜５４が、空気バネで構成されているので、安価な部材で下方柔軟支持部材５１〜５４を構成することができ、そのため、荷重負荷試験装置１を安価に構成することができる。
【００９０】
また、側方柔軟支持部材５５、５６によってウエイト４０をその位置姿勢を変化可能なように側方から支えており、ウエイト４０における水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向についての水平位置を検知するとともに、検知されたウエイト４０の水平方向の位置に基づいて、当該ウエイト４０の水平方向の位置が所定の基準位置になるように側方柔軟支持部材５５、５６の形状を変化させるので、例えば、水平方向アクチュエータ３０によって上方の保持部７２が移動されたときにウエイト４０がフレーム１０に対して当該上方の保持部７２の移動方向ついての水平方向に相対的に移動（位置ずれ）してしまった場合でも、この水平方向の位置を検出するとともに当該水平方向に位置に基づいて側方柔軟支持部材５５、５６の形状を変化させることで、ウエイト４０の水平方向の位置ずれを解消して基準位置に戻すことができ、そのため、ウエイト４０の位置ずれを修正して被試験体ＴＰに対する鉛直方向の荷重をより効果的に受けることができ、試験精度の悪化をさらに抑制することができる。
【００９１】
また、複数の側方柔軟支持部材５５、５６が、水平方向アクチュエータ３０による上方の保持部７２の移動方向に平行で且つウエイト４０の重心位置Ｐから鉛直方向にずれた位置を通る直線Ｌ１上に配列されているので、当該直線上に配列された側方柔軟支持部材５５、５６のみ形状を変化させることで、ウエイト４０における当該移動方向に対する位置ずれを解消して基準位置に戻すことができ、そのため、形状を変化させる側方柔軟支持部材を少なくすることができ、側方柔軟支持部材５５、５６の形状変化の制御を容易にできる。
【００９２】
また、側方柔軟支持部材５５、５６が、空気バネで構成されているので、安価な部材で側方柔軟支持部材５５、５６を構成することができ、そのため、荷重負荷試験装置１を安価に構成することができる。
【００９３】
上述した本実施形態では、ウエイト４０における移動方向Ｈ１及び直交方向Ｈ２の傾きを検知し、この検知した傾きに基づいてウエイト４０の姿勢を制御する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、ウエイト４０における直交方向Ｈ２の傾きが試験への影響が少ない場合など、直交方向Ｈ２の傾き検知を省略し、ウエイト４０における移動方向Ｈ１の傾きのみを検知して、この検知した傾きに基づいてウエイト４０の姿勢を制御する構成などとしてもよい。
【００９４】
また、上述した本実施形態では、ウエイト４０における水平方向の位置を検知し、この検知した水平方向の位置に基づいてウエイト４０の水平方向の位置を制御するものであったが、例えば、ウエイト４０における水平方向の位置ずれが小さく、試験への影響が少ない場合など、水平方向の位置の検出及び制御を省略した構成などとしてもよい。
【００９５】
また、上述した本実施形態では、ウエイト４０に固定して取り付けられた水平方向アクチュエータ３０を備え、一対の保持部７１、７２のうち上方の保持部７２がこの水平方向アクチュエータ３０によって水平方向に移動される構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、下方の保持部７１が水平方向アクチュエータ３０によって水平方向に移動される構成などとしてもよい。または、水平方向アクチュエータ３０を省略した構成としてもよく、この場合、上方の保持部７２は、ウエイト４０に固定して取り付けられる。
【００９６】
また、上述した本実施形態では、ウエイト４０の直交方向Ｈ２の傾きについて、下方柔軟支持部材５４のみ形状を変化させて当該傾きを解消する構成であったが、これに限定されるものではなく、下方柔軟支持部材５３及び下方柔軟支持部材５４のそれぞれの形状を変化させて当該傾きを解消する構成としてもよい。
【００９７】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これら実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１          荷重負荷試験装置
１０        フレーム
１１        架台
１２        支柱
１３        クロスヘッド
２０        鉛直方向アクチュエータ
３０        水平方向アクチュエータ
４０        ウエイト
５１〜５４  下方柔軟支持部材
５５、５６  側方柔軟支持部材
７１、７２  一対の保持部
８１〜８３  傾き検知センサ（傾き検知手段）
８４、８５  位置検知センサ（位置検知手段）
９０        制御部（傾き制御手段、位置制御手段）
Ｈ１        移動方向（水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向）
Ｈ２        直交方向（水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向に直交する方向）
ＴＰ        被試験体
【図１】
0005559253.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005559253.tif 000008
【図８】
0005559253.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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