(57)【要約】【課題】加振振動数の上限を高くするとともに、許容モーメントを増大させて装置の信頼耐久性並びに設計自由度を向上する。【解決手段】振動台３を互いに異なる方向へ直線的に加振する複数の加振装置４と、振動台３を複数の軸受部５を介して支持する枠体２とを備え、各軸受部５は、一の加振装置４による振動台３の加振方向の移動を規制して振動台３を支持するとともに、他の加振装置４による振動台３の加振方向の移動を許容するよう構成された多軸振動試験機１において、各軸受部５の少なくとも１つに、各軸受部５の支持部分を振動台３へ付勢する付勢手段と、付勢手段の付勢力を調整する付勢力調整手段とを設けた。【選択図】　図３
2004093366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料体が載置される振動台と、
前記振動台を互いに異なる方向へ直線的に加振する複数の加振手段と、
前記振動台を複数の軸受部を介して支持する枠体とを備え、
前記各軸受部は、前記各加振手段ごとに対応して設置され、一の前記加振手段による前記振動台の加振方向の移動を規制して振動台を支持するとともに、他の前記加振手段による前記振動台の加振方向の移動を許容するよう構成された多軸振動試験機において、
前記各軸受部の少なくとも１つに、前記各軸受部の支持部分を前記振動台へ付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力を調整する付勢力調整手段とを設けた
ことを特徴とする多軸振動試験機。
【請求項２】
前記各軸受部は、油圧により前記振動台を支持する静圧軸受を有し、
前記枠体は、前記振動台における少なくとも一の加振方向の外側に対向して配され、
対向して配された前記枠体を連結する連結部材と、
前記連結部材内に配され、対向した配された前記枠体における前記各軸受部の前記静圧軸受に接続され、内部に油が流通する油連通管とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の多軸振動試験機。
【請求項３】
前記付勢手段は、該付勢手段が設けられる前記軸受部が対応する前記加振手段の加振方向に伸縮し、前記静圧軸受を前記振動台側へ付勢するばね部材を有する
ことを特徴とする請求項２記載の多軸振動試験機。
【請求項４】
前記付勢力調整手段は、前記枠体と螺合し、締込量により前記ばね部材の伸び量を調整するボルトを有する
ことを特徴とする請求項３記載の多軸振動試験機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動台に試料体を載置し、振動台を加振して試料体の振動試験を行う多軸振動試験機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の多軸振動試験機として、試料体が載置された振動台を、複数の加振装置により、複数方向へ加振するものが知られている。
【０００３】
この多軸振動試験機には、振動台を軸受部を介して支持する複数の枠体が備えられる。各枠体は、試料体が載置される振動台の上面を除き、各側面及び下面の外側に配される。各軸受部は油圧により前記振動台を支持する静圧軸受を有し、各軸受部の静圧軸受は、振動台の外側に配され内部に油が流通する油連通管により接続される。これにより、各静圧軸受の油圧が略同じとなり、振動台が自動的に調心される。
【０００４】
また、各静圧軸受は、振動台の法線方向の動きを規制して振動台を支持し、他の方向の振動台の動きを許容する。これにより、一の加振装置からの入力は、他の加振装置からの入力と関わりなく振動台に伝達される。
【０００５】
ところで、振動台の対向する側面の外側に配される軸受は、プリロードボルトにより連結される。このプリロードボルトを回動することにより、連結された各枠体間の距離が変化し、枠体と振動台とに挟まれた静圧軸受の油膜厚さが変化するよう構成される。すなわち、プリロードボルトにより、振動試験を行う前に、各軸受部の初期支持力が調整可能であるし、装置の熱膨張による変形が許容される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記多軸振動試験機では、振動試験時に、長尺部材であるプリロードボルトが共振し易く、加振振動数を高くすると振動台へのプリロードボルトの共振の影響が大きくなり、有効な試験結果を得られないおそれがあった。
また、装置の許容モーメントを増大させるべく各軸受間のピッチを広げると、プリロードボルトが長くなり、これによっても加振振動数の上限が制限される。すなわち、装置の設計自由度を向上することができないという問題点があった。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加振振動数の上限を高くするとともに、許容モーメントを増大させて装置の信頼耐久性並びに設計自由度を向上することのできる多軸振動試験機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、例えば、図１から図３に示すように、
請求項１記載の発明では、
試料体が載置される振動台（３）と、
前記振動台を互いに異なる方向へ直線的に加振する複数の加振手段（例えば、加振装置４）と、
前記振動台を複数の軸受部（５）を介して支持する枠体（２）とを備え、
前記各軸受部は、前記各加振手段ごとに対応して設置され、一の前記加振手段による前記振動台の加振方向の移動を規制して振動台を支持するとともに、他の前記加振手段による前記振動台の加振方向の移動を許容するよう構成された多軸振動試験機（１）において、
前記各軸受部の少なくとも１つに、前記各軸受部の支持部分を前記振動台へ付勢する付勢手段と、前記付勢手段の付勢力を調整する付勢力調整手段とを設けたことを特徴とする
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、付勢手段により各軸受部の支持部分が振動台へ付勢されるよう構成し、付勢力調整手段によりこの付勢力を調整するようにしたので、各軸受部の初期支持力の調整をすることができる。すなわち、従来のように、振動台を挿通して対向する軸受同士を連結し、軸受同士を締め付けて初期支持力を付与するプリロードボルトを設ける必要はない。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の多軸振動試験機において、
前記各軸受部は、油圧により前記振動台を支持する静圧軸受（８）を有し、
前記枠体は、前記振動台における少なくとも一の加振方向の外側に対向して配され、
対向して配された前記枠体を連結する連結部材（２ａ）と、
前記連結部材内に配され、対向した配された前記枠体における前記各軸受部の前記静圧軸受に接続され、内部に油が流通する油連通管（６）とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１の作用に加え、各加振手段にて振動台を振動する際、各軸受部の静圧軸受の油が油連通管により連通していることから、各軸受部の静圧軸受の油圧、油膜等が略均等となる。これにより、振動台は各枠体に対して自動的に調心される。すなわち、例えば、各軸受部における油圧が不均等となって、振動台の姿勢が加振軸に対して傾斜したり、各軸受部の剛性に不均衡を生じたりすることはなく、振動台を安定的に振動することができる。
また、各軸受部の油連通管を連結部材の内部に配したので、各軸受部の間は油連通管により直線的に連絡される。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の多軸振動試験機において、
前記付勢手段は、該付勢手段が設けられる前記軸受部が対応する前記加振手段の加振方向に伸縮し、前記静圧軸受を前記振動台側へ付勢するばね部材を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、請求項２の作用に加え、軸受部に加振方向に伸縮するばね部材を配し、静圧軸受を振動台側へ付勢することにより、静圧軸受の油圧が上昇し、この結果、軸受部に初期支持力が付与される。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の多軸振動試験機において、
前記付勢力調整手段は、前記枠体と螺合し、締込量に応じて前記ばね部材の伸び量を調整するボルト（１３）を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、請求項３の作用に加え、ボルトの締込量を調整することにより、ばね部材の伸び量を調整し、ばね部材から静圧軸受に加わる付勢力を調整することができる。これにより、作業者等は、初期支持力を調整することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１から図３は本発明の一実施形態を示すもので、図１は多軸振動試験機の外観斜視図、図２は振動台及び枠体の外観斜視図、図３は振動台及び枠体の一部側面断面図である。
【００１７】
図１に示すように、この多軸振動試験機１は、複数の枠体２と、各枠体２の内側に配され試料体が載置される振動台３と、この振動台３を加振する複数の加振装置４とを有している。振動台３は、複数の軸受部５を介して枠体２に支持される。本実施形態においては、図１に示すように、２つの加振装置４が備えられ、一方の加振装置４はＸ方向（前後方向）へ振動台３を振動させ、他方の加振装置４はＺ方向（上下方向）へ振動台３を振動させる。すなわち、各加振装置４は互いに異なる方向へ直線的に振動台３を加振する。尚、各加振装置４としては、例えば、励磁コイル、可動コイル等を備え、可動コイルに電流を流すことにより振動台３を振動させる動電式振動発生機が知られている。各加振装置４は従来公知のものと同様であるので、ここでは詳述しない。
【００１８】
図２に示すように、振動台３は略直方体状に形成され、試料体が載置される上面を除き、振動台３の各面は各軸受部５によって支持される。本実施形態においては、枠体２は振動台３の上面を除いた各面の外側にそれぞれ配され、振動台３の上面を除いた各面の４つの角部付近が各軸受部５により支持される。また、各軸受部５は油圧により振動台３を支持しており、各軸受部５を互いに油が流通する油連通管６により接続される。各軸受部５は、各枠体２と振動台３との間に配され、ボルト等により各枠体２に固定される。
【００１９】
図３に示すように、振動台３における一方の加振装置４の加振方向の外側に対向して配された各枠体２、すなわち振動台３の前面及び後面に対応する２つの枠体２は、振動台３に形成された挿通溝３ａを挿通し左右方向（Ｙ軸方向）に延びる前後連結部材２ａにより連結される。さらに、振動台３の左面及び右面に対応する２つの枠体２もまた、振動台３に形成された挿通溝を挿通し前後方向（Ｘ軸方向）に延びる前後連結部材２ａにより連結される。振動台３の下面に対応する枠体２と振動台３の上面とは、振動台３に形成された挿通溝を挿通し上下方向（Ｚ軸方向）に延びる上下連結部材により連結される。
【００２０】
ここで、前後連結部材２ａで連結された２つの各枠体２は、振動台３が前後方向に振動する際には、振動台３と一体的に振動する。また、振動台３が左右方向または上下方向に振動する際には、この枠体２に設けられた各軸受部５と振動台３とが滑りを生じ、この枠体２は振動しないようになっている。すなわち、前後連結部材２ａで連結された各枠体２の各軸受部５は、一方の加振装置４による振動台３の加振方向（前後方向）の移動を規制して振動台３を支持するとともに、他方の加振装置による振動台３の加振方向（前後方向）の移動を許容するよう構成される。尚、挿通溝３ａは、振動台３が上下、左右方向に振動したとき、前後連結部材２ａと振動台３とが干渉することのないよう形成されている。
【００２１】
また、左右連結部材で連結された各枠体２と、上下連結部材で連結された各枠体２についても同様に、振動台３が左右方向または上下方向に振動する際には、振動台３と一体的に振動し、振動台３が他の方向に振動する際には、各軸受部５と振動台３とが滑りを生じるようになっている。すなわち、各枠体２は、振動台３の対応する面に対して法線方向となる振動に際しては振動台３と一体的に振動し、振動台３の対応する面に対して水平方向となる振動に際しては振動台３の移動を許容する。
【００２２】
ここで、振動台３を支持面の法線方向に支持し、支持面に平行な方向の移動を許容する各軸受部５の構成について説明する。
【００２３】
各軸受部５は、振動台３の支持面と接触し内部に油が流入する静圧軸受８と、静圧軸受８内へ油を供給し枠体２側へ延びる連結管９とを有している。静圧軸受８は、内部に加圧された油が加圧され、油膜により振動台３を支持する。
【００２４】
本実施形態においては、対向する各枠体２のうち、一方の枠体２に設けられる各軸受部５は、連結管９を挿通するばね１０を有している。このばね１０は、一方の加振手段４の加振方向（前後方向）に伸縮し、静圧軸受８側が座具部１１と当接するとともに、枠体２側がピストン部１２と当接する。また、座具部１１は静圧軸受８に固定される。すなわち、本実施形態においては、付勢手段はばね１０を有し、このばね１０は、軸受部５の支持部分である静圧軸受８を、座具部１１を介して振動台３へ付勢する。また、ピストン部１２は、枠体２内にて連結管９の長手方向へ移動自在となるよう構成される。尚、本実施形態においては、他方の枠体２に設けられる各軸受部５には、ばね１０、座具部１１、ピストン部１２等は設けられていない。
【００２５】
また、図３に示すように、ピストン部１２は、枠体２と螺合するボルト１３の先端と当接する。すなわち、ボルト１３を振動台３に近接する方向へ締め込むと、ピストン部１２が振動台３方向へ移動し、ばね１０がピストン部１２により振動台３方向へ押圧される。すなわち、ばね１０は圧縮するよう弾性変形し、ばね１０が収縮することにより静圧軸受８に加わる付勢力が増大する。逆に、ボルト１３を振動台３から離隔する方向へ緩めると、ばね１０が伸張することにより静圧軸受８に加わる付勢力が減少する。これにより、静圧軸受８の油圧、油膜等の調整を行うことができる。すなわち、本実施形態においては、付勢力調整手段はボルト１３を有し、ボルト１３の締込量によりばね１０の伸び量が調整される。尚、本実施形態においては、ボルト１３もまた、一方の枠体２に設けられ、他方の枠体２には設けられていない。
【００２６】
各軸受部５の連結管９には、前述の油連通管６が接続される。本実施形態においては、油連通管６は各枠体２内と、各連結部材内に配され、各静圧軸受８内の油圧がほぼ等しくなるよう構成されている。
【００２７】
以上のように構成された多軸振動試験機１においては、各加振装置４を作動させると、前後方向及び上下方向の２軸方向に振動台３が加振される。このとき、各軸受部５は、設置される枠体２の法線方向の移動を規制し、他の２方向の移動を許容する。これにより、振動台３は、一方の加振装置４の入力に対しては略平行に前後方向（Ｘ方向）に振動し、他方の加振装置４の入力に対しては略上下方向（Ｚ方向）に振動する。すなわち、振動台３は、各加振装置４の入力方向に対して拘束されることはなく、振動台３の各部に大きな偶力（モーメント）が発生することはない。
【００２８】
ここで、各加振装置４にて振動台３を振動する際、各軸受部５の静圧軸受８の油が油連通管６により連通していることから、各軸受部５の油圧、油膜等が略均等となる。これにより、振動台３は各枠体２に対して自動的に調心される。すなわち、例えば、各軸受部５における油圧が不均等となって、振動台３の姿勢が加振軸に対して傾斜したり、各軸受部５の剛性に不均衡を生じたりすることはなく、振動台３を安定的に振動することができる。これら各軸受部５に付与される油圧、油膜等は、ボルト１３の締め付け具合により調整される。
【００２９】
このように、本実施形態の多軸振動試験機１によれば、ばね１０により振動台３に支持力を付与するよう構成し、ボルト１３の締め付け量によりばね１０の付勢力を調整するようにしたので、各軸受部５の初期支持力等の調整をすることができる。すなわち、従来のように、振動台を挿通して対向する枠体同士を連結し、枠体同士を締め付けて初期支持力を付与するプリロードボルトを設ける必要はない。
【００３０】
従って、振動台３にプリロードボルトのような長尺部材が存在しないので、長尺部材による共振が生ずることもなく、振動台３の加振振動数の上限を高くすることができる。
【００３１】
また、長尺部材が存在しないことから、装置の信頼耐久性を向上することができる。
【００３２】
さらに、同一の枠体２に設けられる各軸受部５を離隔して設けることができ、許容モーメントを大きくすることが可能となる。すなわち、装置の許容モーメントを確保しつつ振動台３の小型化等を図ったり、従来と同程度の大きさの振動台３で許容モーメントを増大させることができ、装置の設計自由度を飛躍的に向上することができる。
【００３３】
また、本実施形態の多軸振動試験機１によれば、振動台３の前後連結部材２ａを枠体２と一体的に設けたので、対向する各枠体２に比較的高い剛性が付与され、加振装置４の振動を的確に振動台３へ伝達することができる。すなわち、例えば、前述のプリロードボルトにより枠体同士が連結されるものに比べて剛性が向上するのは勿論のこと、プリロードボルトに過大な応力等が作用してプリロードボルトが破損するということもない。
【００３４】
また、本実施形態の多軸振動試験機１によれば、油連通管６を前後連結部材２ａの内部に配したので、各軸受部５の間を直線的に連絡することができ、油連通管６の経路の短縮化を図って製造コストを低減することができる。また、各枠体２及び前後連結部材２ａにより油連通管６を的確に保護することができる。さらには、油連通管６を直線状に形成したことにより、湾曲区間を有するものに比べて、信頼耐久性が格段に向上する。
【００３５】
また、本実施形態の多軸振動試験機１によれば、軸受部５に加振方向に伸縮するばね１０を配し、静圧軸受８を振動台３へ付勢することにより、静圧軸受８の油圧が上昇して軸受部５に初期支持力が付与されるようにしたので、簡単な構成で軸受部５に初期支持力が付与することができ、製造コスト面等で有利である。
【００３６】
また、本実施形態の多軸振動試験機１によれば、ボルト１３の締込量を調整することにより、ばね１０の伸び量を調整し、ばね１０から静圧軸受８に加わる付勢力を調整することができるようにしたので、簡単な構成で初期支持力を調整することができ、製造コスト面等で有利である。
【００３７】
尚、前記実施形態においては、前後方向と上下方向とに加振する多軸振動試験機１を示したが、前後、上下に加えて左右方向に加振する多軸振動試験機であってもよいことは勿論である。
【００３８】
また、前記実施形態においては、ばね１０により静圧軸受８を付勢するものを示したが、ゴム等の弾性体によって付勢することも可能である。
【００３９】
また、前記実施形態においては、ボルト１３により直接的にばね１０の付勢力を調整するものを示したが、他の機械要素の動作により付勢力を調整するものであってもよいし、磁力等を用いて間接的に付勢力を調整するものであってもよく、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、各軸受部の初期支持力の調整をすることができ、例えば、従来のように、振動台を挿通して対向する枠体同士を連結し、枠体同士を締め付けて初期支持力を付与するプリロードボルトを設ける必要はない。
従って、振動台にプリロードボルトのような長尺部材が存在しないので、長尺部材による共振が生ずることもなく、振動台３の加振振動数の上限を高くすることができる。また、同一の枠体に設けられる各軸受部を離隔して設けることができ、許容モーメントを大きくすることが可能となる。すなわち、装置の許容モーメントを確保しつつ振動台の小型化等を図ったり、従来と同程度の大きさの振動台で許容モーメントを増大させることができ、装置の設計自由度を飛躍的に向上することができる。
【００４１】
請求項２記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、振動台は各枠体に対して自動的に調心されるようにしたので、例えば、各軸受部における油圧が不均等となって、振動台の姿勢が加振軸に対して傾斜したり、各軸受部の剛性に不均衡を生じたりすることはなく、振動台を安定的に振動することができる。
また、各軸受部の油連通管を連結部材の内部に配したので、各軸受部の間は油連通管により直線的に連絡され、油連通管の経路の短縮化を図って製造コストを低減することができる。また、各枠体及び連結部材により油連通管を的確に保護することができる。さらには、油連通管を直線状に形成したことにより、湾曲区間を有するものに比べて、信頼耐久性が格段に向上する。
さらに、振動台の連結部材を枠体と一体的に設けたので、対向する各枠体に比較的高い剛性が付与され、加振装置の振動を的確に振動台へ伝達することができる。すなわち、例えば、前述のプリロードボルトにより枠体同士が連結されるものに比べて剛性が向上するのは勿論のこと、プリロードボルトに過大な応力等が作用してプリロードボルトが破損するということもない。
【００４２】
請求項３記載の発明によれば、請求項２の効果に加え、軸受部に加振方向に伸縮するばね部材を配し、静圧軸受を振動台へ付勢することにより、静圧軸受の油圧が上昇して軸受部に初期支持力が付与されるようにしたので、簡単な構成で軸受部に初期支持力が付与することができ、製造コスト面等で有利である。
【００４３】
請求項４記載の発明によれば、請求項３の効果に加え、ボルトの締込量を調整することにより、ばね材の伸び量を調整し、ばね材から静圧軸受に加わる付勢力を調整することができるようにしたので、簡単な構成で初期支持力を調整することができ、製造コスト面等でさらに有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すもので多軸振動試験機の外観斜視図である。
【図２】振動台及び枠体の外観斜視図である。
【図３】振動台及び枠体の一部側面断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　多軸振動試験機
２　　　　　枠体
２ａ　　　　前後連結部材
３　　　　　振動台
４　　　　　加振装置
５　　　　　軸受部
６　　　　　油連通管
８　　　　　静圧軸受
１０　　　　ばね
１３　　　　ボルト
【図１】
2004093366.tif 000003
【図２】
2004093366.tif 000004
【図３】
2004093366.tif 000005