(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に外力を付与して初期変位をさせ瞬時に同構造物を同外力から解放することにより同構造物に振動を発生させる起振装置であって、同起振装置が、上記外力に等しい荷重が作用する部位に配設され同荷重が限界値を超えたとき切断される切断部にノッチが形成された切断ピースと、同切断ピースに作用する上記荷重の大きさを検出する荷重検出手段とを備えるとともに、上記切断ピースの上記ノッチよりも一端側が、上記構造物に一端側を連結される構造物側の索条体の他端側に連結され、上記切断ピースの上記ノッチよりも他端側が、巻取り手段により一端側を巻取られる巻取り手段側の索条体の他端側に連結されている構造物起振装置において、同構造物起振装置が、互いに同軸上で相対回転をする固定円盤体と回転円盤体とを有し、上記各円盤体上の選択された半径の位置において上記切断ピースの上記ノッチよりも一端側が上記固定円盤体側に支持され、上記切断ピースの上記ノッチよりも他端側が上記回転円盤体側に支持され、上記構造物に一端側が連結される構造物側の索条体の他端側が上記固定円盤体および上記回転円盤体のうちの一方の円盤体上の索条体係止部に連結され、上記巻取り手段により一端側が巻取られる巻取り手段側の索条体の他端側が上記固定円盤体および上記回転円盤体のうちの他方の円盤体上の索条体係止部に連結されていることを特徴とする、構造物起振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の構造物起振装置において、上記各円盤体上の上記切断ピースを支持する切断ピース支持部が、上記各円盤体上の種々の半径位置において選択可能に複数形成されていることを特徴とする、構造物起振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば原子力施設の各種機器、橋梁、建築物、ボイラ、タービン架台等の大型の構造物に対する振動試験を行なう際に、同構造物に外力を付与して初期変位をさせた状態で、瞬時に同構造物を同外力から解放することにより同構造物に振動を発生させる、構造物起振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来の構造物起振装置について説明するための側面図である。同図において、例えば原子力施設の各種機器、橋梁、建築物、ボイラ、タービン架台等の大型構造物１に外力を付与して初期変位ｄを生じさせ、瞬時に構造物１を同外力から解放することにより構造物１に振動を発生させて構造物１に対して振動試験をする際には、まず構造物１の要所に振動計５が取付けられる。構造物１に一端を連結した構造物１側のワイヤー２の他端側を例えばチェーンブロック等の巻取り器３により巻取る一方、固定支持部４に一端を連結した固定支持部４側のワイヤー２の他端側も巻取り器３により巻取り、巻取り器３の巻取りをゆっくり強めてゆくことにより構造物１を引っ張り、構造物１に変位ｄを生じさせる。
【０００３】
構造物１の変位ｄが設定変位に達したとき、ワイヤー２の「×」印部を切断器等を用いて瞬時に切断すると、構造物１が設定変位ｄを初期変位として自由減衰振動を起こすので、そのときの構造物１の振動を振動計５により測定し、振動計５の測定結果に基づいて構造物１の振動特性を解析することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、構造物１に対する上述のような従来の振動試験においては、ワイヤー１本当たり振動試験が１回限りであり、振動計５の計測レンジを設定する試し試験や、構造物１の変位量を順次変化させてさまざまな変位量について行なう一連の振動試験等の各種の振動試験を行なう際には、個々の振動試験毎に新しいワイヤー２を用意する必要がある。また、振動試験の対象物が大型構造物１であるため、使用済みの古いワイヤーを新しいワイヤー２に交換するためのワイヤー交換に多大な時間を要するといったことや、張力のかかった状態のワイヤー２を瞬時に切断するとワイヤーが跳ね飛ばされ、作業上の危険防止が必要となる等の不都合があった。
【０００５】
そこで、本発明は、切断部を切断ピースのノッチ部に限定することができるようにして、切断ピースの付随設備の構成の複雑化を避けることができるようにするとともに、切断ピース以外の例えばワイヤー等の索条体について複数回にわたる振動試験において繰返し利用して振動試験を行なうことができるようにし、切断ピースの切断時の荷重を切断ピースの破断部の断面積と材料の引張強さ（縦弾性係数）とを積算することによって破断時の荷重の大きさを任意に設定することができるようにし、ワイヤー等の索条体に対する特別な切断作業を不要とするとともに切断部の位置を特定することにより遠方より試験状況を確認することができるようにし、同時に作業上の安全を確保することができるような、構造物起振装置を提供しようとするものである。
【０００６】
また、本発明は、例えばワイヤー等の索条体について複数回にわたる振動試験において繰返し利用して振動試験を行なうことができるようにし、ワイヤー等の索条体を交換する際には多大な時間を要することなく簡便に交換作業をすることができるようにし、切断部を切断ピースのノッチ部に限定することができるようにして、切断ピースの付随設備の構成の複雑化を避けることができるようにするとともに、切断ピースの切断時の荷重を切断ピースの破断部の断面積と材料の引張強さとを積算することによって破断時の荷重の大きさを任意に設定することができるようにし、ワイヤー等の索条体に対する特別な切断作業を不要とするとともに切断部の位置を特定することにより遠方より試験状況を確認することができるようにし、しかも作業上の安全を確保することができるような、構造物起振装置を提供しようとするものである。
【０００７】
さらに、本発明は、固定円盤体と回転円盤体との間に支持した切断ピースを交換するだけで、例えばワイヤー等の同一の索条体を複数回にわたる振動試験において繰返し利用して振動試験を行なうことができるようにし、ワイヤー等の索条体を交換する際には多大な時間を要することなく簡便に交換作業をすることができるようにし、振動試験の試験効率を向上させることができるような、構造物起振装置を提供しようとするものである。
【０００８】
また、本発明は、固定円盤体および回転円盤体上の互いに回転半径が異なる切断ピース取り付け穴等の複数の切断ピース支持部のうちから最適の切断ピース支持部を選択して使用することにより、ワイヤー等の索条体にかかる荷重の調整を自由に選択的に行なうことができるようにし、固定円盤体と回転円盤体との間に支持した切断ピースを交換するだけで、例えばワイヤー等の同一の索条体を複数回にわたる振動試験において繰返し利用して振動試験を行なうことができるようにし、ワイヤー等の索条体を交換する際には多大な時間を要することなく簡便に交換作業をすることができるようにし、振動試験の試験効率を向上させることができるような、構造物起振装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明の構造物起振装置は、構造物に外力を付与して初期変位をさせ瞬時に同構造物を同外力から解放することにより同構造物に振動を発生させる起振装置であって、同起振装置が、上記外力に等しい荷重が作用する部位に配設され同荷重が限界値を超えたとき切断される切断部にノッチが形成された切断ピースと、同切断ピースに作用する上記荷重の大きさを検出する荷重検出手段とを備えるとともに、上記切断ピースの上記ノッチよりも一端側が、上記構造物に一端側を連結される構造物側の索条体の他端側に連結され、上記切断ピースの上記ノッチよりも他端側が、巻取り手段により一端側を巻取られる巻取り手段側の索条体の他端側に連結されている構造物起振装置において、同構造物起振装置が、互いに同軸上で相対回転をする固定円盤体と回転円盤体とを有し、上記各円盤体上の選択された半径の位置において上記切断ピースの上記ノッチよりも一端側が上記固定円盤体側に支持され、上記切断ピースの上記ノッチよりも他端側が上記回転円盤体側に支持され、上記構造物に一端側が連結される構造物側の索条体の他端側が上記固定円盤体および上記回転円盤体のうちの一方の円盤体上の索条体係止部に連結され、上記巻取り手段により一端側が巻取られる巻取り手段側の索条体の他端側が上記固定円盤体および上記回転円盤体のうちの他方の円盤体上の索条体係止部に連結されていることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明の構造物起振装置は、上記各円盤体上の上記切断ピースを支持する切断ピース支持部が、上記各円盤体上の種々の半径位置において選択可能に複数形成されていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の１実施の形態に係る構造物起振装置の要部拡大正面図、図２は図１の構造物起振装置の要部拡大側面図、図３は本発明の構造物起振装置において使用することができる切断ピースの一例を示す平面図、図４は図１および図２の構造物起振装置の使用態様を説明するための側面図である。
【００１２】
図１ないし図４において、構造物起振装置は、互いに同軸上で相対回転をして回転式のワイヤーカット装置１９を構成する固定円盤体２１と回転円盤体２２とを有している。図１に示すように、外周面上に索条体２を巻回するためのＶ型溝が形成された回転円盤体２２が、固定円盤体２１の中心軸上にベアリング２３を介して回転自在に軸支されている。各円盤体２１、２２上の選択された半径の位置において、切断ピース２０のノッチ２０ａよりも一端側が、固定円盤体２１側に支持され、切断ピース２０のノッチ２０ａよりも他端側が、回転円盤体２２側に支持されている。
【００１３】
構造物１に一端側が連結される構造物側のワイヤー等の索条体２の他端側が固定円盤体２１および回転円盤体２２のうちの一方の円盤体、例えば図１および図２に示すように固定円盤体２１の外周部上の直径方向に対向した位置に配設されたアイボルト２４ａ、２４ｂ等の索条体係止部に連結され、巻取り手段としての例えばチェーンブロック等の巻取り器３により一端側が巻取られる巻取り手段側の索条体２の他端側が固定円盤体２１および回転円盤体２２のうちの他方の円盤体、例えば図１および図２に示すように、回転円盤体２２の外周部上のアイボルト２４ｃ等の索条体係止部に連結されている。
【００１４】
他方、図４に示すように、固定支持部４に一端が連結あるいは係止された固定支持部４側のワイヤー等の索条体２の他端側も巻取り手段としての巻取り器３により巻取られるようになっている。巻取り器３の巻取りをゆっくり強めてゆくことにより、巻取り器３は、回転式のワイヤーカット装置１９を構成する回転円盤体２２、切断ピース２０、固定円盤体２１およびワイヤー等の索条体２を介して構造物１を張力Ｗで引っ張り、構造物１に変位ｄを生じさせる。
【００１５】
回転円盤体２２において、巻取り器３の巻取り作動により生じる張力Ｗが作用するアンカーボルト２４ｃの取付半径をＲ、切断ピース２０の取付半径をＲ1、切断ピース２０にかかる破断荷重をＷ1とすると、［数１］が成り立つ。
【数１】
ＲＷ＝Ｒ1Ｗ1
ここで常に同一の寸法の切断ピース２０を使用すると破断荷重Ｗ1は一定となるので、張力Ｗ＝Ｗ1となり、切断ピースの支持位置を変えることにより構造物１に作用する張力Ｗを任意に変更することができる。
【００１６】
構造物１に作用する張力Ｗは、固定円盤体２１と回転円盤体２２とに取付けた切断ピース２０の半径方向の位置によって決まり、回転円盤体２２側のワイヤー２に対する引張り時には、回転円盤体２２を回そうとするモーメント荷重が作用し、計算した通りの回転モーメントが作用したときに切断ピース２０が破断し、その結果回転円盤体２２が回転し、ワイヤー２が張力作用状態から開放される。
【００１７】
構造物１に対して振動試験をする際には、まず構造物１の要所に振動計５が取付けられる。構造物１に一端が連結あるいは係止された構造物１側の例えばワイヤー等の索条体２の他端側が、回転式ワイヤーカット装置１９を構成する固定円盤体２１および回転円盤体２２のうちの一方、例えば固定円盤体２１のアイボルト２４ａ、２４ｂに連結あるいは係止される。回転式ワイヤーカット装置１９を構成する固定円盤体２１および回転円盤体２２のうちの他方、例えば回転円盤体２２のアイボルト２４ｃには、巻取り手段としてのチェーンブロック等の巻取り器３により一端側が巻取られる巻取り手段側のワイヤー等の索条体２の他端側が連結あるいは係止される。
【００１８】
他方、固定支持部４に一端が連結あるいは係止された固定支持部４側のワイヤー等の索条体２の他端側も巻取り手段としての巻取り器３により巻取られるようにされる。上述のように巻取り器３の巻取りをゆっくり強めてゆくことにより、巻取り器３は、回転式ワイヤーカット装置１９およびワイヤー等の索条体２を介して構造物１を張力Ｗで引っ張り、構造物１に変位ｄを生じさせる。
【００１９】
構造物１を巻取り器３の巻取り作動により引張ったときに、ワイヤー等の索条体２の張力が、回転円盤体２２に支持された切断ピース２０の位置の回転モーメント以上になったとき、切断ピース２０が破断して、回転円盤体２２が回転し、ワイヤー２が張力作用状態から開放される。その直後構造物１は自由減衰振動を起こすので、そのときの構造物１の振動を振動計５により測定し、振動計５の測定結果に基づいて構造物１の振動特性を解析することができる。
【００２０】
図１ないし図４に示した構造物起振装置によれば、ワイヤー２を振動試験毎に交換する必要がなく、固定円盤体２１と回転円盤体２２との間に取付けた切断ピース２０を交換するだけで、ワイヤー２を試験毎に交換することなく何回でも試験を繰返すことができる。また、ワイヤー２の交換時間を削減して短縮化することができ、試験効率を向上させることができる。
【００２１】
図５は図１の構造物起振装置とは異なった本発明のさらに別の実施の形態に係る構造物起振装置の要部拡大正面図、図６は図５の構造物起振装置の要部拡大側面図、図７は図５および図６の構造物起振装置の使用態様を説明するための側面図である。
【００２２】
図５ないし図７において、構造物起振装置は、互いに同軸上で相対回転をして回転式のワイヤーカット装置２５を構成する固定円盤体２１ａおよび回転円盤体２２ａを有している。図５に示すように、外周面上に索条体２を巻回するためのＶ型溝が形成された回転円盤体２２ａが、固定円盤体２１ａの中心軸上にベアリング２３ａを介して回転自在に軸支されている。各円盤体２１ａ、２２ａ上には、互いに各円盤体２１ａ、２２ａの中心からの半径が異なるようにして切断ピース２０用の支持穴等の切断ピース支持部２７が、螺旋状に順次配列されて形成されている。切断ピース２０の中央部にはノッチが形成されており、切断ピース２０のノッチよりも一端側が、固定円盤体２１ａ側に支持され、切断ピース２０のノッチよりも他端側が、回転円盤体２２ａ側に支持されている。
【００２３】
構造物１に一端側が連結される構造物側のワイヤー等の索条体２の他端側が固定円盤体２１ａおよび回転円盤体２２ａのうちの一方の円盤体、例えば図５および図６に示すように固定円盤体２１ａの外周部上の直径方向に対向した位置に配設されたアイボルト２４ａ、２４ｂ等の索条体係止部に連結され、巻取り手段としての例えばチェーンブロック等の巻取り器３により一端側が巻取られる巻取り手段側の索条体２の他端側が固定円盤体２１ａおよび回転円盤体２２ａのうちの他方の円盤体、例えば図５および図６に示すように、回転円盤体２２ａの外周部上のアイボルト２４ｃ等の索条体係止部に連結されている。
【００２４】
他方、図７に示すように、固定支持部４に一端が連結あるいは係止された固定支持部４側のワイヤー等の索条体２の他端側も巻取り手段としての巻取り器３により巻取られるようになっている。巻取り器３の巻取りをゆっくり強めてゆくことにより、巻取り器３は、回転式のワイヤーカット装置２５を構成する回転円盤体２２ａ、切断ピース２０、固定円盤体２１ａおよびワイヤー等の索条体２を介して構造物１を張力Ｗで引っ張り、構造物１に変位ｄを生じさせる。
【００２５】
構造物１に作用する張力Ｗは、固定円盤体２１ａと回転円盤体２２ａとに取付けた切断ピース２０の半径方向の位置によって決まるので、螺旋状に順次配列されて形成されている切断ピース支持部２７のうちから、１つの切断ピース支持部２７を選択して切断ピース２０を支持させることにより、切断ピース２０にかかる荷重の大きさ、すなわち構造物１に作用する張力Ｗの大きさを選択的に調整することができる。
【００２６】
構造物１を巻取り器３の巻取り作動により引張った状態で、ワイヤー等の索条体２の張力が、回転円盤体２２ａに支持された切断ピース２０の位置の回転モーメント以上になったとき、切断ピース２０が破断して、回転円盤体２２ａが回転し、ワイヤー２が張力作用状態から開放される。その直後構造物１は自由減衰振動を起こすので、そのときの構造物１の振動を振動計５により測定し、振動計５の測定結果に基づいて構造物１の振動特性を解析することができる。
【００２７】
図５ないし図７に示した構造物起振装置によれば、ワイヤー等の索条体２を振動試験毎に交換する必要がなく、固定円盤体２１ａと回転円盤体２２ａとの間に取り付けた切断ピース２０を交換するだけで何回でも振動試験を繰返し行なうことができる。また、ワイヤー等の索条体２の交換時間を削減することができ、試験効率を向上させることができる。さらに、固定円盤体２１ａと回転円盤体２２ａとには互いに半径位置が異なる切断ピース取り付け部２７が多数形成されているので、最適の切断ピース取り付け部２７を選択して使用することにより、切断ピース２０にかかる荷重の調整を自由に行なうことができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の構造物起振装置によれば、以下のような効果が得られる。
（１）構造物に外力を付与して初期変位をさせ瞬時に同構造物を同外力から解放することにより同構造物に振動を発生させる起振装置であって、同起振装置が、上記外力に等しい荷重が作用する部位に配設され同荷重が限界値を超えたとき切断される切断部にノッチが形成された切断ピースと、同切断ピースに作用する上記荷重の大きさを検出する荷重検出手段とを備えているので、切断部を切断ピースのノッチ部に限定することができて、切断ピースの付随設備の構成の複雑化を避けることができ、切断ピース以外の例えばワイヤー等の索条体について複数回にわたる振動試験において繰返し利用して振動試験を行なうことができ、切断ピースの切断時の荷重を切断ピースの破断部の断面積と材料の引張強さとを積算することによって破断時の荷重の大きさを任意に設定することができ、ワイヤー等の索条体に対する特別な切断作業が不要になるとともに、切断部の位置が特定され、遠方より試験状況を確認することができ、作業上の安全を確保することができる（請求項１）。
（２）上記切断ピースの上記ノッチよりも一端側が、上記構造物に一端側が連結される構造物側の索条体の他端側に連結され、上記切断ピースの上記ノッチよりも他端側が、巻取り手段により一端側が巻取られる巻取り手段側の索条体の他端側に連結されているので、索条体について複数回にわたる振動試験において繰返し利用して振動試験を行なうことができるようにし、索条体を交換する際には多大な時間を要することなく簡便に交換作業をすることができ、切断部を切断ピースのノッチ部に限定することができ、切断ピースの付随設備の構成の複雑化を避けることができ、切断ピースの切断時の荷重を切断ピースの破断部の断面積と材料の引張強さとを積算することによって破断時の荷重の大きさを任意に設定することができ、ワイヤー等の索条体に対する特別な切断作業が不要となり、切断部の位置が特定されることにより遠方より試験状況を確認することができ、しかも作業上の安全を確保することができる（請求項１）。
（３）上記構造物起振装置が、互いに同軸上で相対回転をする固定円盤体と回転円盤体とを有し、上記各円盤体上の選択された半径の位置において上記切断ピースの上記ノッチよりも一端側が上記固定円盤体側に支持され、上記切断ピースの上記ノッチよりも他端側が上記回転円盤体側に支持され、上記構造物に一端側が連結される構造物側の索条体の他端側が上記固定円盤体および上記回転円盤体のうちの一方の円盤体上の索条体係止部に連結され、上記巻取り手段により一端側が巻取られる巻取り手段側の索条体の他端側が上記固定円盤体および上記回転円盤体のうちの他方の円盤体上の索条体係止部に連結されているので、固定円盤体と回転円盤体との間に支持した切断ピースを交換するだけで、同一の索条体を複数回にわたる振動試験において繰返し利用して振動試験を行なうことができ、索条体を交換する際には多大な時間を要することなく簡便に交換作業をすることができ、振動試験の試験効率を向上させることができる（請求項１）。
（４）上記各円盤体上の上記切断ピースを支持する切断ピース支持部が、上記各円盤体上の種々の半径位置において選択可能に複数形成されているので、固定円盤体および回転円盤体上の互いに回転半径が異なる切断ピース取付け穴等の複数の切断ピース支持部のうちから最適の切断ピース支持部を選択して使用することができ、その結果索条体にかかる荷重の調整を自由に選択的に行なうことができ、固定円盤体と回転円盤体との間に支持した切断ピースを交換するだけで、索条体を複数回にわたる振動試験において繰返し利用して振動試験を行なうことができ、索条体を交換する際には多大な時間を要することなく簡便に交換作業をすることができ、振動試験の試験効率を向上させることができる（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態に係る構造物起振装置の要部拡大正面図である。
【図２】図１の構造物起振装置の要部拡大側面図である。
【図３】本発明の構造物起振装置において使用することができる切断ピースの一例を示す平面図である。
【図４】図１および図２の構造物起振装置の使用態様を説明するための側面図である。
【図５】図１の構造物起振装置とは異なった本発明のさらに別の実施の形態に係る構造物起振装置の要部拡大正面図である。
【図６】図５の構造物起振装置の要部拡大側面図である。
【図７】図５および図６の構造物起振装置の使用態様を説明するための側面図である。
【図８】従来の構造物起振装置について説明するための側面図である。
【符号の説明】
１    大型構造物
２    索条体としてのワイヤー
３    巻取り手段としての巻取り器
４    固定支持部
５    振動計
１９    回転式ワイヤーカット装置
２０    切断ピース
２０ａ  ノッチ
２１，２１ａ    固定円盤
２２，２２ａ    回転円盤
２３，２３ａ    ベアリング
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ    アイボルト
２５    ワイヤーカット装置
２７    切断ピース支持部としての切断ピース取付け穴
Ｗ    張力
ｄ    変位
【図１】
0003615916.tif 000002
【図２】
0003615916.tif 000003
【図３】
0003615916.tif 000004
【図４】
0003615916.tif 000005
【図５】
0003615916.tif 000006
【図６】
0003615916.tif 000007
【図７】
0003615916.tif 000008
【図８】
0003615916.tif 000009