(57)【要約】【課題】  エネルギ効率を向上した加振試験装置を提供する。【解決手段】  モータ１０４によって駆動され、作動流体を吐出する双方向吐出ポンプ１と、供給される作動流体により、直線状に伸縮するアクチュエータ１００と、前記双方向吐出ポンプとアクチュエータを結ぶ閉回路を構成する第１、第２通路２１、２２とを備え、前記モータ１０４の回転方向を切り換えることにより前記アクチュエータ１００が被試験体を加振する。【選択図】    図３
2006138813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータによって駆動され、作動流体を吐出する双方向吐出ポンプと、
供給される作動流体により、直線状に伸縮するアクチュエータと、
前記双方向吐出ポンプとアクチュエータを結ぶ閉回路を構成する第１、第２通路とを備え、
前記モータの回転方向を切り換えることにより前記アクチュエータが被試験体を加振することを特徴とする加振試験装置。
【請求項２】
前記第１、第２通路に作動流体の流量を調節する電磁弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の加振試験装置。
【請求項３】
前記双方向吐出ポンプのポンプハウジングと、前記アクチュエータのシリンダハウジングと、前記電磁弁のバルブハウジングとを積層状に固定して各ハウジングに形成された作動流体の通路を連通させ、前記第１、第２通路とすることを特徴とする請求項１に記載の加振試験装置。
【請求項４】
前記ポンプハウジングに冷却ファンを設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の加振試験装置。
【請求項５】
前記冷却ファンは、前記ポンプハウジング、前記バルブハウジング、前記シリンダハウジングの順に冷却風を流すことを特徴とする請求項４に記載の加振試験装置。
【請求項６】
前記ポンプハウジングに前記冷却風を受けるフィンを設けたことを特徴とする請求項５に記載の加振試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加振試験装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加振試験装置には、試験装置本体の他に試験装置を駆動する油圧源が別置され、一方向にのみ回転駆動する油圧源は、加振試験装置のシリンダと油圧ホースを介して接続される。さらに加振試験装置と駆動源の間の油圧ホースに高速応答性のサーボ弁を接続し、サーボ弁の切り換えにより、シリンダの移動速度や荷重を制御している（特許文献１参照のこと）。
【特許文献１】特開昭５３−２３６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来の加振試験装置にあっては、駆動源が常に試験機の最大負荷に対応した圧力、流量を発生しているため、実際に要求される圧力や流量が低い場合にはエネルギ損失が大きくなる。損失が大きくなることで、発熱量が増大し、熱を放出するための冷却装置の容量が大きくなり、サイズが大型化する。
【０００４】
また、設置される高速応答可能なサーボ弁が高価であるというコスト上の課題もある。
【０００５】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、エネルギ効率を向上する加振試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、モータによって駆動され、作動流体を吐出する双方向吐出ポンプと、供給される作動流体により、直線状に伸縮するアクチュエータと、前記双方向吐出ポンプとアクチュエータを結ぶ閉回路を構成する第１、第２通路とを備え、前記モータの回転方向を切り換えることにより前記アクチュエータが被試験体を加振する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、モータの回転方向を切り換えることによりアクチュエータが被試験体を加振するため、目標加振条件を達成するために必要なだけのモータの消費電力を消費するだけでよく、従来技術の油圧源のような常に最大負荷に対応した運転条件とする必要がなく、エネルギ効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１に示すように本発明の加振試験装置は、試験片等を固定して加振するシリンダ部１００と、このシリンダ部１００へ供給される作動油の流れを調整するバルブ部１０１と、バルブ部１０１を介してシリンダ部１００に供給される油圧を加振試験条件に応じて発生するポンプ部１０２とに大別される。
【００１０】
加振試験装置は、これらシリンダ部１００、バルブ部１０１、ポンプ部１０２の順に積層状に一体的にユニット化して形成される。本試験装置では、ポンプ部１０２で送出された作動油がバルブ１０１で調圧されてシリンダ部１００に供給され、シリンダ部１００のピストンロッドが摺動して試験片を加振する。さらにこれら一体的に構成された加振試験装置を冷却するための電動ファン１０３がポンプ部１０２に設置され、ポンプ部１０２からシリンダ部１００方向に向けて冷却風を供給し、加振装置全体の放熱を促進する。
【００１１】
図２に示すように、ポンプ部１０２は、他の構成と接続するために平面部を備えたブロック状のポンプハウジング１０２ａを備え、このハウジング１０２ａ内部に双方向吐出ポンプ１を設置し、また後述の作動油が流通する通路２１ｐ、２２ｐを形成する。
【００１２】
ポンプハウジング１０２ａの一面（図２（ａ）の右面）に、双方向吐出ポンプ１を駆動回転するサーボモータ１０４が双方向吐出ポンプ１に直結して固定される。さらに前面および後面には冷却用の複数のフィン１０５が固定され、ポンプ部１０２の放熱効率を向上する。また上面には前述の電動ファン１０３が設置され、電動ファン１０３から送られる冷却風は、フィン１０５を通過することでポンプ部１０２の放熱効率を高めるとともに、図２において下部に位置するバルブ部１０１、シリンダ部１００にも冷却風が送られ、これらの放熱も可能となる。
【００１３】
ポンプ部１０２の下部に接続するバルブ部１０１は、後述するように２個の電磁シャットオフ弁２８、２９を内装するバルブハウジング１０１ａを備え、そのバルブハウジング１０１ａは、ポンプ部１０２及びシリンダ部１００と接続するように上下に平面部を有するブロック状に形成される。この内部に２個の電磁シャットオフ弁２８、２９を内装するとともに、この電磁シャット弁２８、２９に供給される作動油の通路２１ｖ、２２ｖを形成する。
【００１４】
バルブ部１０１に接続するシリンダ部１００は、バルブ部１０１と接続する平面部を有するにシリンダハウジング１００ａを備え、その内部にピストン１３により区画された２つの油室間の作動油の油圧の差に応じて摺動する棒状のピストンロッド１４を収装し、ピストンロッド１４の一端に図示しない試験片等が接続し、ピストンロッド１４の摺動により加振される。シリンダ部１００の内部に作動油が油室１１、１２に流通するための通路２１ｃ、２２ｃが形成される。
【００１５】
このように本発明の加振試験装置は、シリンダ部１００とバルブ部１０１とポンプ部１０２とが一体的にユニット化されて形成されることを特徴とし、各部内に構成された作動油の通路が、一体化により連通するように形成される。また、ポンプは直結されたサーボモータによりその回転を制御される。したがって、サーボモータ１０４により直結駆動されるポンプ１により吐出された作動油は、内部に形成された通路を通過し、シリンダ部１００の一方の油室内に流入し、他方の油室の作動油が流出することで、油室間の圧力差が生じてピストンロッド１４が摺動する。そして加振条件に応じてサーボモータ１０４の運転条件が設定され、サーボモータ１０４に直結したポンプ１は、細やかな作動油の流量及び圧力制御を可能としてピストンロッド摺動時の移動速度及び荷重を制御し、要求された加振条件を満足することができ、一方で従来技術のような無駄なエネルギの消費を抑制することができる。なお、本発明の加振試験装置を統合制御するための図示しないコントローラが設けられる。
【００１６】
図２は、本発明の加振試験装置の断面図を示し、図３は加振試験装置の油圧回路の構成を示している。
【００１７】
これらの図を用いて全体構成について説明すると、双方向吐出ポンプ１と両ロッド型のシリンダ部（アクチュエータ）１００の各油室１１、１２を結ぶ第一、第二通路２１、２２によってリザーバタンク３との間で閉回路が構成され、正逆転回転可能なサーボモータ１０４で駆動されるポンプ１の回転方向（吐出方向）を切換えることによって油圧シリンダ２の摺動方向が切換わるようになっている。さらには、サーボモータ１０４を制御することで、双方向吐出ポンプ１から吐出される作動油流量、圧力が制御され、油圧シリンダの摺動速度や荷重を要求加振条件に応じて制御することができる。
【００１８】
バルブ部１０１を構成するバルブハウジング１０１ａ内には、第一、第二通路２１、２２の一部を構成する通路２１ｂ、２２ｂが形成され、通路途中には、オンオフ式の第一、第二電磁シャットオフ弁（電磁弁）２８、２９が介装され、これら電磁シャットオフ弁２８、２９にはオリフィス２８ａ、２９ａが備えられる。したがって、電磁シャット弁２８、２９が開状態では、大流量の作動油が流通し、閉状態では、オリフィス２８ａ、２９ａを通じて小流量の作動油が流通することができる。この第一、第二電磁シャットオフ弁２８、２９により、シリンダ部１００の油室１１、１２に供給される作動流量が制御され、サーボモータ１０４によるポンプ１の流量制御と合わせてシリンダ部１００の移動速度及び荷重が制御される。また電磁シャットオフ弁２８、２９にオリフィス２８ａ、２９ａを備えることで、非常停止時に試験片に作用した荷重を徐々に減圧することができる。
【００１９】
この閉回路はポンプ１および第一、第二電磁シャットオフ弁２８、２９のドレン側に連通するドレン通路２５を備える。このドレン通路２５にリザーバタンク３が接続される。ラダータイプのリザーバタンク３はこれに封入されたガスの圧力により作動油が加圧されるものである。
【００２０】
ドレン通路２５は第一、第二チェック弁２３、２４を介して第一、第二通路２１、２２に選択的に接続される。
【００２１】
図２、図３に示すように、ポンプハウジング１０２ａ内には双方向吐出ポンプ１を構成する対のギア（ドライブギア１ａ、ドリブンギア１ｂ）が介装され、双方向吐出ポンプ１から吐出する作動油の通路としての第一、第二通路２１、２２の一部としての通路２１ｐ、２２ｐが形成される。ポンプハウジング１０２ａにはリザーバタンク３に連通するドレン通孔３１が形成され、さらにチェック弁２３、２４に連通するドレン通孔３２が形成され、これらドレン通孔３１、３２によって前記ドレン通路２５が構成される。リザーバタンク３はポンプハウジング１０２ａに螺合して取り付けられ、ドレン通孔３１に臨むようになっている。
【００２２】
シリンダ部１００は、前述の作動油が第一、第二電磁シャットオフ弁２８、２９からの作動油が流通する第一、第二通路２１、２２の一部としての通路２１ｃ、２２ｃと、これら通路２１ｃ、２２ｃが接続し、作動油が供給される油室１１、１２と、この油室を区画し、油圧が作用するピストン１３をシリンダハウジング１００ａ内に備える。さらにピストン１３が固定され、油室間の油圧差に応じて所定の軸方向に移動するピストンロッド１４と、このピストンロッド１４を軸方向に摺動可能に内装し、一端から突出させる円筒状の外筒１５とを収装する。
【００２３】
シリンダ部１００に形成された通路２１ｃ、２２ｃとバルブ部１０１に形成された通路２１ｂ、２２ｂとポンプ部１０２に形成された通路２１ｐ、２２ｐとは、各部が一体的に結合された状態で各通路が連通し、第一、第二通路２１、２２を構成する。
【００２４】
さらにポンプ部１０２に一体的に接続される電動ファン１０３が設置される。この電動ファン１０３は、ポンプ部１０２の放熱を司るとともに、シリンダ部１００とバルブ部１０１の放熱にも寄与する。そのため、電動ファン１０３の冷却風は、ポンプ部１０２からシリンダ部１００に向けて送風されるように電動ファン１０３が設置される。
【００２５】
以上のように構成される本発明の実施の形態につき、次に作用を説明する。
【００２６】
本発明の加振試験装置では、各部１００、１０１、１０２がブロック状に形成されて、これらを一体的にユニット状に組み付けて結合することで、各部に形成された作動油の通路が連通し、第一、第二通路２１、２２が構成される．そして、サーボモータ１０４により回転制御されるポンプ１からの作動油がバルブ部１０１の磁気シャット弁２８、２９やチェック弁２３、２４に流通し、シリンダ部１００の油室１１、１２内に供給される。
【００２７】
そして、シリンダ部１００のピストンロッド１４を伸張させる場合、加振試験条件に応じた図示しないコントローラからの指令信号によりサーボモータ１０４が駆動し、このサーボモータ１０４に直結されたポンプ１が正回転される。そして、フロント側の油室１１の作動油が第一通路２１を通ってポンプ１に吸い込まれ、ポンプ１から吐出する作動油が第二通路２２を通ってエンド側の油室１２へと送られる。これによりフロント側の油室１１内の圧力が低下し、一方、エンド側の油室１２の圧力が上昇するため、ピストンロッド１２は伸張する。
【００２８】
なお、説明上、シリンダ部１００の試験片取り付け側をフロント側、反対側をエンド側とする。このとき、第二チェック弁２４が閉弁し、第一チェック２３が開弁し、リザーバタンク３の圧力がドレン通路２５から第一チェック２３を介して第一通路２１に導かれる。
【００２９】
シリンダ部１００を収縮させる場合、伸張の場合とサーボモータ１０４が逆方向に駆動してポンプ１が逆回転され、エンド側の油室１２の作動油が第二通路２２を通ってポンプ１に吸い込まれ、ポンプ１から吐出する作動油が第一通路２１を通ってフロント側の油室１１へと送られる。このとき、第一チェック２３が閉弁し、第二チェック弁２４が開弁し、リザーバタンク３の圧力はドレン通路２５から第二チェック弁２４を介して第二通路２２に導かれる。このため、シリンダ部１００のピストンロッド１４は収縮する。
【００３０】
このようなピストロッド１４の伸張と収縮を繰り返し行うことで、ピストンロッド１４の一端に設置された試験片を加振することができる。
【００３１】
また、ポンプ部１０２に取り付けられた電動ファン１０３により、ポンプ部１０２に冷却風が吹き付けられ、ポンプ部１０２の放熱効率が向上するとともに、ポンプ部１０２を通過した冷却風が、下流のバルブ部１０１やシリンダ部１００に接して流れる。
【００３２】
このように本発明の加振試験装置では、双方向吐出ポンプの作動油の吐出流量と圧力の制御を、双方向吐出ポンプに直結したサーボモータを制御することで実施するようにしたので、ポンプ１の流量と吐出方向とを任意に制御する。このため、加振条件の要求に応じてポンプ１の流量と圧力とを制御し、エネルギ損失を低減することができる。
【００３３】
また、シリンダ部１００とバルブ部１０１とポンプ部１０２とをブロック状に形成して、一体的にユニット状に固定し、各ブロック内に構築した作動油の流通する通路を一体となった場合に連通するようにしたので、油圧ホースを用いることがなく、また作動油の通路の短縮が可能となる。このため、流路抵抗が低減され、ポンプの動力損失が低下し、小型のポンプモータを用いることができる。さらにポンプが小型化することで、発熱量も低下し、冷却用の電動ファンの小型化も可能となる。
【００３４】
本発明においては、別置される油圧源を設ける必要がないため、油圧ホースの廃止と合わせて、低コスト、省スペース化を図ることができる。
【００３５】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
試験片を所定の条件で加振する加振試験装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態を示す加振試験装置の概観図。
【図２】同じく加振試験装置の断面図。
【図３】同じく加振試験装置の回路図。
【符号の説明】
【００３８】
１  ポンプ
２  油圧シリンダ（アクチュエータ）
３  リザーバタンク
１１  油室
１２  油室
１３  ピストン
１４  ピストンロッド
１５  外筒
２１  第一通路
２１ｃ  通路（シリンダ部）
２１ｐ  通路（ポンプ部）
２１ｖ  通路（バルブ部）
２２  第二通路
２２ｃ  通路（シリンダ部）
２２ｐ  通路（ポンプ部）
２２ｖ  通路（バルブ部）
２３  第一チェック弁
２４  第二チェック弁
２５  ドレン通路
１００  シリンダ部
１００ａ  シリンダボディ
１０１  バルブ部
１０１ａ  バルブボディ
１０２  ポンプ部
１０２ａ  ポンプボディ
１０３  電動ファン
１０４  サーボモータ
１０５  フィン
【図１】
2006138813.tif 000003
【図２】
2006138813.tif 000004
【図３】
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