(57)【要約】【課題】直線的に伸縮する流体アクチュエータの駆動により被試験物を高周波で加振可能な振動試験機を提供する。【解決手段】被試験物を載置するテーブル２と、垂直方向への振動を発生する第１の流体アクチュエータ３と、水平方向への振動を発生する第２の流体アクチュエータ４と、テーブル２と第１の流体アクチュエータ３との間に水平軸６ａ，６ｂおよびこれに嵌合する軸受５ａ，５ｂから構成される第１の連結部と、テーブル２と第２の流体アクチュエータ４との間に垂直軸１０およびこれに嵌合する軸受１１から構成される第２の連結部と、第１の連結部の水平軸６ａ，６ｂとこれに嵌合する軸受５ａ，５ｂとの２面間を非接触状態に保持する第１の静圧軸受と、第２の連結部の垂直軸１０とこれに嵌合する軸受１１との２面間を非接触状態に保持する第２の静圧軸受と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験物を載置するテーブルと、垂直方向への振動を発生する第１の流体アクチュエータと、水平方向への振動を発生する第２の流体アクチュエータと、テーブルと第１の流体アクチュエータとの間に水平軸およびこれに嵌合する軸受から構成される第１の連結部と、テーブルと第２の流体アクチュエータとの間に垂直軸およびこれに嵌合する軸受から構成される第２の連結部と、第１の連結部の水平軸とこれに嵌合する軸受との２面間を非接触状態に保持する第１の静圧軸受と、第２の連結部の垂直軸とこれに嵌合する軸受との２面間を非接触状態に保持する第２の静圧軸受と、を備えたことを特徴とする振動試験機。
【請求項２】
第１の流体アクチュエータおよび第２の流体アクチュエータは、シリンダ内部を２つの室に仕切るピストンを収装する油圧シリンダと、油圧源からシリンダ内部の２つの室へ供給される油圧を調整するサーボ弁と、所定の加振特性に基づいてサーボ弁を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の振動試験機。
【請求項３】
油圧シリンダは、シリンダ端部の軸受とこれを貫通するピストンロッドとの２面間に所定の隙間を設定するべくシリンダ端部の軸受をシールレスに構成したことを特徴とする請求項２に記載の振動試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直線的に伸縮する流体アクチュエータの駆動により、被試験物を高周波で加振可能な振動試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の振動試験機においては、高周波の加振特性を得るため、電動型の振動発生機が使用される（特許文献１）。
【特許文献１】特開昭５８−５５８３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような従来の振動試験機にあっては、振動発生機が電動型のため、被試験物が大重量の場合、十分な加振力が得られず、高周波の振動試験が困難になりやすい。なお、従来の振動試験機において、振動発生機に油圧シリンダを用いる例も見られるが、高周波の加振特性を要求される振動試験機としては不十分なものであった。
【０００４】
この発明は、このような従来技術を踏まえつつ、油圧シリンダ等の流体アクチュエータにより被試験体を高周波で加振可能な振動試験機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の発明は、振動試験機において、被試験物を載置するテーブルと、垂直方向への振動を発生する第１の流体アクチュエータと、水平方向への振動を発生する第２の流体アクチュエータと、テーブルと第１の流体アクチュエータとの間に水平軸およびこれに嵌合する軸受から構成される第１の連結部と、テーブルと第２の流体アクチュエータとの間に垂直軸およびこれに嵌合する軸受から構成される第２の連結部と、第１の連結部の水平軸とこれに嵌合する軸受との２面間を非接触状態に保持する第１の静圧軸受と、第２の連結部の垂直軸とこれに嵌合する軸受との２面間を非接触状態に保持する第２の静圧軸受と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明に係る振動試験機において、第１の流体アクチュエータおよび第２の流体アクチュエータは、シリンダ内部を２つの室に仕切るピストンを収装する油圧シリンダと、油圧源からシリンダ内部の２つの室へ供給される油圧を調整するサーボ弁と、所定の加振特性に基づいてサーボ弁を制御するコントローラと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
第３の発明は、第２の発明に係る振動試験機において、油圧シリンダは、シリンダ端部の軸受とこれを貫通するピストンロッドとの２面間に所定の隙間を設定するべくシリンダ端部の軸受をシールレスに構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明〜第３の発明においては、第１の静圧軸受および第２の静圧軸受により、フリクションが低減され、第１の流体アクチュエータおよび第２の流体アクチュエータにより、テーブルを高周波の加振特性で振動させることが可能となる。また、第１の連結部および第２の連結部が軸とこれに嵌合する軸受とから構成され、これらの２面間を非接触状態に保持する静圧軸受により、テーブルを水平方向および垂直方向へ円滑かつ適確に案内しえるのである。
【０００９】
第３の発明においては、シリンダ端部の軸受のシールレス化により設定される所定の隙間にシリンダ内部の油圧が入り、シリンダ端部の軸受とこれを貫通するピストンロッドとの２面間が非接触状態に保持される。このため、フリクションが低減され、高周波の加振特性が得やすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１〜図４において、１は設置面に固定される機台（フレーム）であり、２は被試験物を載置するテーブルであり、フレーム１に垂直方向への振動を発生する第１の油圧シリンダ３（流体アクチュエータ）と、水平方向への振動を発生する第２の油圧シリンダ４（流体アクチュエータ）と、が配設される。
【００１１】
テーブル２の下面に４個の軸受５ａ，５ｂが所定の配置状態に固定される。各軸受５ａ，５ｂは、同一方向に配置され、軸穴が同軸上に対向する１対の軸受５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂ間に２本の水平軸６ａ，６ｂが１本ずつ支持される。第１の油圧シリンダ３のピストンロッドに連結するＵ字アーム７が設けられ、その両端７ａ，７ｂに水平軸６ａ，６ｂがボルト８ａ，８ｂにより結合される。これらにより、テーブル２と第１の油圧シリンダ３との間に第１の連結部が構成される。
【００１２】
テーブル２の中央にその下方へ突き出る垂直軸１０が固定される。垂直軸１０に嵌合する軸受１１が設けられ、軸受１１に第２の油圧シリンダ４のピストンロッドが連結される。これらにより、テーブル２と第２の油圧シリンダ４との間に第２の連結部が構成される。
【００１３】
各水平軸６ａ，６ｂとこれらの端部に嵌合する各軸受５ａ，５ｂとの２面間を非接触状態に保持する第１の静圧軸受と、垂直軸１０とこれに嵌合する軸受１１との２面間を非接触状態に保持する第２の静圧軸受と、が設けられる。
【００１４】
静圧軸受は、外部の油圧源から軸受隙間へ高圧流体を供給する油圧設備を備えるものであり、図７のように高圧流体の供給を受ける複数のポケットａ〜ｄが軸受面に形成される。軸Ａの偏心に対しては、ポケットａ〜ｄの内圧を駆動源に自動調心が働くようになっている。図７において、Ｂは制御オリフィスである。
【００１５】
ポケットａ〜ｂについては、第１の静圧軸受の場合、水平軸６ａ，６ｂと直交する断面において、垂直軸１０と平行な上下方向に対称なポケットａ-ｂおよび垂直軸１０と直交する左右方向に対称なポケットｃ-ｄが設定される。第２の静圧軸受の場合、垂直軸１０と直交する断面において、水平軸６ａ，６ｂと直交する左右方向に対称なポケットａ-ｂおよび水平軸６ａ，６ｂと平行な前後方向に対称なポケットｃ-ｄが設定される。
【００１６】
油圧シリンダ３，４は、油圧源からシリンダ内部の２つの室（ピストンにより仕切られる）へ供給される油圧を調整するサーボ弁と、所定の加振特性に基づいてサーボ弁を制御するコントローラと、が備えられる。コントローラからの制御信号に基づいて、サーボ弁が２つの室への油圧を調整することにより、所定の加振特性に応じたピストンロッドの伸縮動作（振動）が発生するのである。
【００１７】
第１の油圧シリンダ３が発生する振動は、Ｕ字アーム７の水平軸６ａ，６ｂから第１の静圧軸受による自動調心の作用（動的保持力）を介して軸受５ａ，５ｂに伝達され、テーブル２を垂直方向へ加振する。第２の静圧軸受が垂直軸１０と軸受１１との２面間を非接触状態に保持するので、テーブル２の垂直方向への加振が円滑に案内される。第２の油圧シリンダ４が発生する振動は、軸受１１から第２の静圧軸受による自動調心の作用（動的保持力）を介して垂直軸１０に伝達され、テーブル２を水平方向へ加振する。第１の静圧軸受が水平軸６ａ，６ｂと軸受５ａ，５ｂとの２面間を非接触状態に保持するので、テーブル２の水平方向への加振が円滑に案内される。
【００１８】
第１の油圧シリンダ３および第２の油圧シリンダ４においては、ピストンロッドのフリクションを低減するため、シリンダ端部の軸受とこれを貫通するピストンロッドとの２面間に所定の隙間を設定するべく、シリンダ端部の軸受がシールレスに構成される。
【００１９】
第１の油圧シリンダ３および第２の油圧シリンダ４においては、シリンダ内部の油圧がピストンロッドとシールレスの軸受との２面間から流出する一方、第１の静圧軸受および第２の静圧軸受においては、ポケットに導入される油圧が軸受隙間から流出するようになる。これら油圧の流出部を囲う槽１５が備えられ、槽１５に溜まる油圧の漏れ量を油圧源に回収するようになっている。
【００２０】
このように構成すると、第１の静圧軸受および第２の静圧軸受により、軸６ａ，６ｂ、１０と軸受５ａ，５ｂ、１１との２面間のフリクションが低減され、第１の油圧シリンダ３および第２の油圧シリンダ４が発生する振動（ピストンロッドの伸縮動作）により、被試験物を載置するテーブルを高周波の加振特性で試験することが可能となる。また、第１の連結部および第２の連結部が軸とこれに嵌合する軸受とから構成され、これらの２面間を非接触状態に保持する静圧軸受により、テーブル２を水平方向および垂直方向へ円滑かつ適確に案内しえるのである。
【００２１】
第１の油圧シリンダ３および第２の油圧シリンダ４においても、シリンダ内部の油圧がピストンロッドとシールレスの軸受との２面間に入り、ピストンロッドとシールレスの軸受との２面間が非接触状態に保持されるため、フリクションが低減され、高周波の加振特性が得やすくなる。
【００２２】
第１の連結部において、テーブル２側に水平軸を固定する一方、第１の油圧シリンダ３側に水平軸に嵌合する軸受を設けるようにしても良い。また、第２の連結部において、第２の油圧シリンダ４側に垂直軸を固定する一方、テーブル２側に垂直軸を嵌合する軸受を設けるようにしても良い。図２〜図４において、１６はテーブル２のロワデッキであり、４つの軸受５ａ，５ｂは、テーブル２とロワデッキ１６との間において、ｘ形のロワデッキ１６の各先端部に配置される。
【００２３】
図４，図５は、別の実施形態を説明するものであり、２本の垂直軸１０ａ，１０ｂが備えられる。テーブル２ａの両側およびロワデッキ１６ａの両側にステイ２０が形成され、２本の垂直軸１０ａ，１０ｂは、上下のステイ２０間にこれら軸穴を介して固定される。２１はＵ字アームであり、両端１１ａ，１１ｂが垂直軸１０ａ，１０ｂに嵌合する軸受に形成され、中央部が第２の油圧シリンダ４のピストンロッドに連結される。
【００２４】
テーブル２ａとロワデッキ１６ａとの間に４個の軸受５ａ，５ｂが所定の配置状態に固定される。各軸受５ａ，５ｂは、同一方向に配置され、軸穴が同軸上に対向する１対の軸受５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂ間に２本の水平軸６ａ，６ｂが１本ずつ支持される。各水平軸６ａ，６ｂの中央が角軸部２２に形成され、角軸部２２に対応する角穴２３を形成するブロック２４が第１の油圧シリンダ３のピストンロッドに連結される。
【００２５】
ブロック２４は、角穴部２３ａが上下に分割可能な２部品から構成され、ロワデッキ１６ａの中央部にブロック２４が通過可能な開口部２５が設けられる。図５において、３０はテーブル２ａの中央部を形成する嵌め付け板であり、１対の軸受５ａ，５ａ、５ｂ，５ｂ間に水平軸６ａ，６ｂを取り付け、ブロック２４の２部品を上下から組み合わせることにより、ブロック２４の角穴２３に水平軸６ａ，６ｂの角軸部２２が嵌合状態に固定されるのである。嵌め付け板３０は、水平軸６ａ，６ｂおよびブロック２４の組付作業の完了後にテーブル２ａの中央部の開口部３１を塞ぐように取り付けられる。
【００２６】
各水平軸６ａ，６ｂとこれらの端部に嵌合する各軸受５ａ，５ｂとの２面間を非接触状態に保持する第１の静圧軸受と、垂直軸１０，１０ｂとこれに嵌合する軸受１１ａ，１１ｂとの２面間を非接触状態に保持する第２の静圧軸受と、が備えられる。
【００２７】
このような構成により、図１〜図４の実施形態と同様の効果が得られるほか、油圧シリンダの本数を増やすことなく、２本の水平軸６ａ，６ｂおよび２本の垂直軸１０ａ，１０ｂにより、良好な加振性能が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施形態に係る振動試験機の構成を説明する斜視図である。
【図２】同じくテーブル構造を説明する斜視図である。
【図３】同じくテーブル構造を説明する上方から斜視する分解図である。
【図４】同じくテーブル構造を説明する下方から斜視する分解図である。
【図５】別の実施形態を係るテーブル構造を説明する上方から斜視する分解図である。
【図６】同じくテーブル構造を説明する下方から斜視する分解図である。
【図７】この発明の実施形態に係る静圧軸受の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  フレーム（機台）
２、２ａ  テーブル
３  第１の油圧シリンダ
４  第２の油圧シリンダ
５ａ，５ｂ  水平軸の軸受
６ａ，６ｂ  水平軸
７、２１  Ｕ字アーム
８ａ，８ｂ  ボルト
１０、１０ａ，１０ｂ  垂直軸
１１、１１ａ，１１ｂ  垂直軸の軸受
１５  槽
１６、１６ｂ  テーブルのロワデッキ
２０  ステイ
２２  水平軸の角軸部
２３ａ  ブロックの角穴部
２４  ブロック
【図１】
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【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】
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