(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験対象物が載置される振動台と、それぞれ基礎に固定された複数の加振機と、前記各加振機の加振力を前記振動台に伝達するために前記各加振機ごとに設けられた複数の継手とを備えた多次元加振装置において、前記継手を、それぞれ高剛性に形成された４個の辺部分を有するロの字状の枠構造に形成され、かつ対向辺部分の一方が前記加振機に固定された第１の部材と、それぞれ高剛性に形成された３個の辺部分を有するコの字状の枠構造に形成され、かつ開放側が前記振動台に固定されていると共に、閉鎖辺部分が前記第１部材の対向辺部分間を直交する方向に貫通する第２の部材と、圧縮方向にのみ高い剛性を持ち、その他の方向には低い剛性を持つように形成され、かつ前記第１の部材の対向辺部分の一方と前記第２の部材の閉鎖辺部分の間及び前記第１の部材の対向辺部分の他方と前記第２の部材の閉鎖辺部分の間に介在されて、前記第１の部材から第２の部材へと前記加振機による加振力を伝達する伝達部材とから構成したことを特徴とする多次元加振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物に耐震試験などを施すために複数の方向での振動を加える場合などに用いられる多次元加振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多次元加振装置においては、加振機の加振力がその加振機で予定している方向以外の方向について振動台に伝わる状態、つまりクロストークを発生させないようにすることが大切である。クロストークを防止する従来技術の代表的な一つとして静圧パッド方式がある。また他の従来方式としては、例えば特開平０４−３３７４３５号や特開平０６−２６５４３８号の各公報に開示されるように、特定方向に剛性が高く、その他の方向には剛性が低い部材を介して加振力を加振機から振動台に伝達する方式がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の静圧パッド方式は、連続的に供給される加圧作動油の一部が漏れるようにされた静圧パッドにより振動台への加振機の結合をなしている。このため、加振機による目的の加振方向には十分な伝達力をもち、それ以外の方向には自由に動くことのできる結合構造が得られ、これにより加振力の効率的な伝達を実現しつつクロストークの発生を効果的に防止することができる。しかし、この静圧パッド方式には、静圧パッドから流出する作動油を適切に回収しなけらればならず、このこと自体も問題であることに加えて、例えば回転駆動するフレームの先端に設置することで遠心力を利用した高重力場用の加振装置のように作動油の回収が困難な場合には適用できないという問題がある。
【０００４】
一方、上記他の従来方式においては、特定方向に剛性が高く、その他の方向には剛性が低い部材を加振力の伝達に用いることで、クロストークの発生を効果的に防止することができる。しかし例えば特開平０４−３３７４３５号公報に開示されるところの、剛性部材と弾性部材を交互に積層した部材は、圧縮方向にのみ剛性の高く、振動台に振動を加える際の押す力は効果的に伝達することができるものの、引く力については伝達効率の低下を避けられない。つまりこの従来技術は、加振力の伝達効率に問題を残している。また特開平０６−２６５４３８号公報に開示されるところの変移合成部材（弾性ヒンジ機構）は、圧縮と引っ張りの両方向に剛性が高く、押す力も引く力もともに効率的に伝達することができるものの、クロストークの防止をヒンジ作用でなすようになっており、このため例えば建物の耐震試験のような負荷の大きな加振をなための大型な装置には適用しがたいという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような事情を背景になされたもので、静圧パッド式における作動油のようなものを用いなくともクロストークの発生を効果的に防止でき、しかも負荷の大きい加振にも適用ができるような構造で目的方向の加振力を効率的に伝達することのできる多次元加振装置の提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、試験対象物が載置される振動台と、それぞれ基礎に固定された複数の加振機と、前記各加振機の加振力を前記振動台に伝達するために前記各加振機ごとに設けられた複数の継手とを備えた多次元加振装置において、前記継手を、それぞれ高剛性に形成された４個の辺部分を有するロの字状の枠構造に形成され、かつ対向辺部分の一方が前記加振機に固定された第１の部材と、それぞれ高剛性に形成された３個の辺部分を有するコの字状の枠構造に形成され、かつ開放側が前記振動台に固定されていると共に、閉鎖辺部分が前記第１部材の対向辺部分間を直交する方向に貫通する第２の部材と、圧縮方向にのみ高い剛性を持ち、その他の方向には低い剛性を持つように形成され、かつ前記第１の部材の対向辺部分の一方と前記第２の部材の閉鎖辺部分の間及び前記第１の部材の対向辺部分の他方と前記第２の部材の閉鎖辺部分の間に介在されて、前記第１の部材から第２の部材へと前記加振機による加振力を伝達する伝達部材とから構成したことを特徴としている。
【０００８】
【作用】
本発明は、継手を第１、第２の両部材と特定の方向にだけ剛性の高い伝達部材との組み合わせでなる構造としたことにより、伝達部材の高剛性方向が例えば圧縮方向である場合であれば、その圧縮方向だけを利用して、加振機からの加振力における押す力と引く力の何れをも振動台に伝えることができる。
【０００９】
例えば、第１の発明の継手については、それぞれ高剛性に形成された４個の辺部分を有する構造、つまりロの字状の枠構造に第１の部材を形成する一方で、それぞれ高剛性に形成された３個の辺部分を有する構造、つまりコの字状の枠構造に第２の部材を形成し、そして伝達部材が、前記第１の部材の一つの辺部分と前記第２の部材の一つの辺部分とで挟持される部分（第１の部分）と、前記第１の部材の他の辺部分と前記第２の部材の一つの辺部分とで挟持される部分（第２の部分）とからなように形成することが可能であるが、この場合、押す力は伝達部材の第１の部分を圧縮しながら伝わり、引く力は伝達部材の第２の部分を圧縮しながら伝わることになり、何れも伝達部材の圧縮方向だけを利用して伝えることができる。したがって特定の方向にのみ剛性の高い伝達部材を用いることでクロストークの発生を防止し、しかも加振力の伝達効率を低下させないで済む。またこのような継手は、何れも大きな負荷に耐え得る構造とすることが容易な部材のみで形成することができ、したがって例えば建物の耐震試験のような負荷の大きな加振をなすことのできる大型の装置にもなんなく適用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態について説明する。図１に第１の実施形態による多次元加振装置の構成を簡略化して示す。本実施形態における多次元加振装置は、例えば建物などの構造物に耐震試験を施すのに用いられるような大型の例であり、コンクリートを打設するなどして形成された基礎１にそれぞれ固定した２台の垂直方向用の加振機２と１台もしくは２台の水平方向用の加振機３をそれぞれに設けられた継手４で振動台５に接続した構造となっており、振動台５に試験対象の構造物を載置することで目的の振動をこれに加えることができる。
【００１２】
継手４は、図２にその構造を示すように、それぞれ高剛性に形成された４個の辺部分６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを有するロの字状の枠構造に形成され、その辺部分６ａを介して加振機２や加振機３に固定された第１の部材６と、それぞれ高剛性に形成された３個の辺部分７ａ、７ｂ、７ｃを有するコの字状の枠構造に形成され、その開放側を介して振動台５に固定された第２の部材７と、及びゴム板を積層することで圧縮方向にのみ高い剛性を持つように形成された伝達部材８とからなる。より具体的には伝達部材８は、部分８ａと部分８ｂからなり、部分８ａが第１の部材６の辺部分６ａと第２の部材７の辺部分７ａとで挟持され、部分８ｂが第１の部材６の辺部分６ｃと第２の部材７の辺部分７ａとで挟持されるようにして第１、第２の両部材６、７の間に介在しており、これにより両部材６、７を力の伝達が可能なように結合している。
【００１３】
このような継手４にあっては、例えば加振機２が垂直方向の振動を振動台５に加えるために振動台５を上方に押す際には伝達部材８の部分８ａが圧縮力を受けつつこの押し力を振動台５に伝え、逆に振動台５を下方に引く際には伝達部材８の部分８ｂが圧縮力を受けつつこの引き力を振動台５に伝える。つまり圧縮方向にのみ剛性の高い伝達部材８は常にその剛性の高い方向だけを利用して押し力と引き力を加振機２から振動台５に伝えることができる。したがって、加振力を効率的に伝達すると同時に、垂直方向用の加振機２と水平方向用の加振機３とにクロストークが発生するのも効果的に防止することができる。
【００１４】
以上の実施形態ではゴム板を積層した材料で伝達部材８を形成するようにしていたが、この他の材料で伝達部材を形成することもできる。その代表的なものとしてはコイルばねを挙げることができる。そしてコイルばねを伝達部材に用いる場合には、コイルばねを予め適度に圧縮した状態にして用いることで圧縮方向の剛性とその他の方向の剛性との差をより大きくすることができ、クロストークのない加振をより高速で行うことが可能となる。
【００１５】
図３に第２の実施形態による多次元加振装置の構成を簡略化して示す。本実施形態における多次元加振装置は、上記実施形態と同様な大型の例であり、上記実施形態における伝達部材８と同様な構造とした支持部材１１を介することで水平方向の振動を可能として基礎１に支持させた補助振動台１２と、基礎１に固定すると共に補助振動台１２に固定的に接続した１台もしくは２台の水平方向用の加振機１３と、補助振動台１２の上に設置した２台の垂直方向用の加振機１４と、これらの加振機１４で支持され、試験対象の構造物を載置できるようになっている主振動台１５とからなる。
【００１６】
このような多次元加振装置にあっては、水平方向用の加振機１３と垂直方向用の加振機１４とはそれぞれ別々に補助振動台１２と主振動台１５を加振することになり、したがって加振機１３による加振と、加振機１４による加振に干渉を招くことなく主振動台１５の加振を行うことができ、クロストークの発生しない多次元加振が可能となる。
【００１７】
図４に示すのは第３の実施形態による多次元加振装置である。本実施形態における多次元加振装置は、水平方向用の加振機２１を補助振動台２２の上に設け、垂直方向用の加振機２３は基礎１に固定して補助振動台２２を支持するようにしている。またこれに伴って、第１の実施形態におけると同様な支持部材２４を介することで水平方向の振動が可能となるようにして主振動台２５を補助振動台２２に支持させている。このような多次元加振装置がクロストークの発生を防止できることは第２の実施形態におけると同様である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による多次元加振装置は、回収を必要とする作動油のようなものを用いなくともクロストークの発生を効果的に防止でき、しかも加振力の効率的な伝達を確保することができ、さらに負荷の大きな加振を可能とするような大型化にも適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態による多次元加振装置の構成図である。
【図２】  図１の多次元加振装置における継手の構成を示す斜視図である。
【図３】  本発明の第２の実施形態による多次元加振装置の構成図である。
【図４】  本発明の第３の実施形態による多次元加振装置の構成図である。
【符号の説明】
１  基礎
２  垂直方向用の加振機
３  水平方向用の加振機
４  継手
５  振動台
６  第１の部材
７  第２の部材
８  伝達部材
１１  支持部材
１２  補助振動台
１３  水平方向用の加振機
１４  垂直方向用の加振機
１５  主振動台
２１  水平方向用の加振機
２２  補助振動台
２３  垂直方向用の加振機
２５  主振動台
【図１】
0003665493.tif 000002
【図２】
0003665493.tif 000003
【図３】
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【図４】
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