(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置の駆動方法において、
前記各加振手段に速度信号を与えて各振動台から得られる第１加速度信号を基に、各振動台に対する伝達関数を求めた後に、
要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正した補正加速度信号により前記加振手段を振動させつつ加速度信号を検出して第２加速度信号を得て、
前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正することを特徴とする振動試験装置の駆動方法。
【請求項２】
複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置の駆動方法において、
前記一の振動台を振動させる第１の加振手段と、前記他の振動台上に設けた第２の加振手段とを有し、
前記各加振手段に速度信号を与えて前記他の振動台から得られる第１加速度信号を速度信号に変換するとともに前記第１の加速度信号と位相を合致するように補正して前記第２の加振手段に入力し、
前記第１加速度信号を基に、前記他の振動台に対する伝達関数を求めた後に、要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正して前記第１の加振手段に入力して前記他の振動台から第２加速度信号を得て、
前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正することを特徴とする振動試験装置の駆動方法。
【請求項３】
複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置において、
前記各加振手段に速度信号を与えて各振動台から得られる第１加速度信号を基に、各振動台に対する伝達関数を求める振動特性把握手段と、
前記伝達関数の逆特性を算出する逆特性演算手段と、
要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正して補正加速度信号を形成する入力補正手段と、
前記各振動台から送出される第２加速度信号を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差を演算する判定手段とを備え、
前記差が所定値となるように前記入力補正手段により補正することを特徴とする振動試験装置。
【請求項４】
複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置において、
前記一の振動台を振動する第１の加振手段と、
前記他の振動台上に設けた第２の加振手段と、
前記第１の加速度信号を速度信号に変換するとともに前記第１の加速度信号と位相を合致するように補正して前記第２の加振手段に入力する速度信号補正手段と、
前記各加振手段に速度信号を与えて前記他の振動台から得られる第１加速度信号を基に、前記他の振動台に対する伝達関数を求める振動特性把握手段と、
前記伝達関数の逆特性を算出する逆特性演算手段と、
要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正して補正加速度信号を形成する入力補正手段と、
前記他の振動台から送出される第２加速度信号を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差を演算する判定手段とを備え、
前記差が所定値となるように前記入力補正手段により補正することを特徴とする振動試験装置。
【請求項５】
複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置において、
前記複数の振動台のそれぞれに加速度測定手段を設けるとともに、前記一の振動台上に配置した転動手段により往復移動可能に前記他の振動台を配置し、
前記各加振手段に速度信号を与えて各振動台から得られる第１加速度信号を基に、各振動台に対する伝達関数を求めた後に、
要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正した補正加速度信号により前記加振手段を振動させつつ加速度信号を検出して第２加速度信号を得て、
前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正することを特徴とする振動試験装置。
【請求項６】
複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置において、
前記複数の振動台のそれぞれに加速度測定手段を設けるとともに、前記一の振動台上に配置した弾性手段により振動可能に前記他の振動台を配置し、
前記各加振手段に速度信号を与えて各振動台から得られる第１加速度信号を基に、各振動台に対する伝達関数を求めた後に、
要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正した補正加速度信号により前記加振手段を振動させつつ加速度信号を検出して第２加速度信号を得て、
前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正することを特徴とする振動試験装置。
【請求項７】
複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置において、
前記一の振動台上に配置した弾性手段により振動可能に設けられるとともに、加速度測定手段を設けた前記他の振動台と、
前記一の振動台の外から前記一の振動台を振動する第１の加振手段と、
前記他の振動台上に設けた第２の加振手段と、
前記第１の加振手段に速度信号を与えて前記他の振動台から得られる第１加速度信号を基に、前記他の振動台に対する伝達関数を求める振動特性把握手段と、
前記伝達関数の逆特性を算出する逆特性演算手段と、
要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正して補正加速度信号を形成する入力補正手段と、
前記他の振動台から送出される第２加速度信号を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差を演算する判定手段と、
前記第１の加速度信号を速度信号に変換するとともに前記第１の加速度信号と位相を合致するように補正して前記第２の加振手段に入力する速度信号補正手段とを備え、
前記差が所定値となるように前記入力補正手段により補正することを特徴とする振動試験装置。
【請求項８】
前記弾性部材は、前記一の振動台と前記他の振動台との間から着脱可能に構成したことを特徴とする請求項６、または７記載の振動試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置の駆動方法及び振動試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、振動台上に別の振動台を載架するとともに、各振動台に接続された各加振機を直列に結合して、各加振機を同期させて加振することにより、大加速度で加振可能な多段制御振動台は、実開昭６１−１２２５４４号にて知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例による技術は、各振動台による加速度が加算さた加速度で振動するので、高振動レベルの振動を試験することができる。
しなしながら、前記従来例による技術は、どのようにして多段の振動台を同期運転するのか開示していない。
【０００４】
上述の事情に鑑み、本発明は、簡単な構成で、容易に多段振動台を同期運転できる振動試験装置及びその駆動方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、アルゴリズムが簡単となる高加速度加振の可能な振動試験装置及びその駆動方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、信号波形に高調波成分が少なく、高加速度加振を行っても波形ひずみが少ない高精度の振動試験装置及びその駆動方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、容易に振動台の固有振動数が変更可能な振動試験装置及びその駆動方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置の駆動方法において、
前記各加振手段に速度信号を与えて各振動台から得られる第１加速度信号を基に、各振動台に対する伝達関数を求めた後に、
要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正した補正加速度信号により前記加振手段を振動させつつ加速度信号を検出して第２加速度信号を得て、
前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正することを特徴とする。
【０００６】
本第１発明は、各振動台の伝達関数を求めて各振動台の振動特性を求める特性把握加振工程と、目標波の基準加速度信号に必要な補正条件を付加して所望の加速度信号を形成する入力補償加振工程とにより構成される。
【０００７】
すなわち、前記各加振手段に速度信号を与えて各振動台から得られる第１加速度信号と、前記各加振手段に入力した加速度信号とから、各振動台に対する伝達関数を求め、該伝達関数の逆特性を求めて記憶しておく。
例えば、伝達関数Ｇとそれの逆特性の伝達関数Ｇ-1とは、その差を取ると所定値（１００％）になる。すなわち、負の方向に増加した値となる逆特性分を減算すれば、結果的に負の増加分が加算され、所定値（１００％）となる。
よって、要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正した補正加速度信号により前記加振手段を振動させつつ加速度信号を検出して第２加速度信号を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値（１００％を越えても、それ以下であてもよい）となるように補正することにより所望する目標波の加速度を送出することができる。
よって、高加速度加振を容易に実現することができる。
【０００８】
また、本第２発明は、複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置の駆動方法において、
前記一の振動台を振動させる第１の加振手段と、前記他の振動台上に設けた第２の加振手段とを有し、
前記各加振手段に速度信号を与えて前記他の振動台から得られる第１加速度信号を速度信号に変換するとともに前記第１の加速度信号と位相を合致するように補正して前記第２の加振手段に入力し、
前記第１加速度信号を基に、前記他の振動台に対する伝達関数を求めた後に、要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正して前記第１の加振手段に入力して前記他の振動台から第２加速度信号を得て、
前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正することを特徴とする。
【０００９】
第１発明との相違点は、前記他の振動台を振動させる第２の加振手段を、前記一の振動台に直接に設けずに、前記他の振動台上に設け、前記他の振動台から得られる加速度信号を用いて、第１の加振手段により他の振動台が振動する伝達関数Ｇ１２と、第２の加振手段により他の振動台が振動する伝達関数Ｇ２２のみを求める点、
また、第２の加振手段の制御を、前記各加振手段に速度信号を与えて前記他の振動台から得られる第１加速度信号を速度信号に変換するとともに前記第１の加速度信号と位相を合致するように補正して前記第２の加振手段に入力して行う点、
また、前記各加振手段に速度信号を与えて前記他の振動台から得られる第１加速度信号を速度信号に変換するとともに前記第１の加速度信号と位相を合致するように補正して前記第２の加振手段に入力する位相補正工程を有する点である。
【００１０】
よって、本第２発明は、他の振動台の伝達関数を求めて他の振動台の振動特性を求める特性把握加振工程と、目標波の基準加速度信号に必要な補正条件を付加して所望の加速度信号を形成する入力補償加振工程と、位相補正工程により構成される。
【００１１】
すなわち、前記各加振手段に速度信号を与えて他の振動台から得られる第１加速度信号と、前記各加振手段に入力した加速度信号とから、他の振動台に対する伝達関数Ｇ１２及びＧ２２を求め、該伝達関数の逆特性を求めて記憶しておく。
そして、要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正した補正加速度信号により前記加振手段を振動させつつ加速度信号を検出して第２加速度信号を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正することにより所望する目標波の加速度を送出することができる。
【００１２】
また、前記第２の加振手段は前記補正加速度信号によって制御しないで、前記位相補正工程により制御している。
よって、本第２発明は、第１発明が、加振手段が２個あって、２台の振動台により４個の伝達関数を求めたのに対して、２個の伝達関数を求めればよく、また、前記位相補正工程は、入力する加速度に対して速度に変換して補償器により位相を補正すればよいので、演算工程は第１発明よりはるかに単純である。
【００１３】
また、本第３発明は、装置発明であって、複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置において、
前記各加振手段に速度信号を与えて各振動台から得られる第１加速度信号を基に、各振動台に対する伝達関数を求める振動特性把握手段と、
前記伝達関数の逆特性を算出する逆特性演算手段と、
要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正して補正加速度信号を形成する入力補正手段と、
前記各振動台から送出される第２加速度信号を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差を演算する判定手段とを備え、
前記差が所定値となるように前記入力補正手段により補正することを特徴とする。
【００１４】
本第３発明は、前記振動特性把握手段を備えることにより各振動台の伝達関数Ｇを求めて各振動台の振動特性を把握することができる。そして、前記逆特性演算手段により前記伝達関数の逆特性を有する伝達関数Ｇ-1を算出することができる。
また、前記入力補正手段により、要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正して補正加速度信号を形成することができる。そして、この補正加速度信号を基に各振動台を振動させて、各振動台から送出される第２加速度信号を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差を演算し、前記差が所定値となるように前記入力補正手段により補正制御する。
よって、高加速度加振可能な振動試験装置を容易に提供することができる。
【００１５】
また、本第４発明は、複数の加振手段と複数の振動台を有し、一の振動台上に他の振動台を配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置において、
前記一の振動台を振動する第１の加振手段と、
前記他の振動台上に設けた第２の加振手段と、
前記第１の加速度信号を速度信号に変換するとともに前記第１の加速度信号と位相を合致するように補正して前記第２の加振手段に入力する速度信号補正手段と、
前記各加振手段に速度信号を与えて前記他の振動台から得られる第１加速度信号を基に、前記他の振動台に対する伝達関数を求める振動特性把握手段と、
前記伝達関数の逆特性を算出する逆特性演算手段と、
要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正して補正加速度信号を形成する入力補正手段と、
前記他の振動台から送出される第２加速度信号を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差を演算する判定手段とを備え、
前記差が所定値となるように前記入力補正手段により補正することを特徴とする。
【００１６】
本第４発明と第３発明との相違点は、前記他の振動台を振動させる第２の加振手段を、前記一の振動台に直接に設けずに、前記他の振動台上に設け、前記他の振動台から得られる加速度信号を用いて、第１の加振手段により他の振動台が振動する伝達関数Ｇ１２と、第２の加振手段により他の振動台が振動する伝達関数Ｇ22のみを求める点、
また、第２の加振手段の制御を、前記各加振手段に速度信号を与えて前記他の振動台から得られる第１加速度信号を速度信号に変換するとともに前記第１の加速度信号と位相を合致するように補正して前記第２の加振手段に入力して行う点、
また、前記各加振手段に速度信号を与えて前記他の振動台から得られる第１加速度信号を速度信号に変換するとともに前記第１の加速度信号と位相を合致するように補正して前記第２の加振手段に入力する速度信号補正手段を有する点である。
【００１７】
よって、本第４発明は、他の振動台の伝達関数を求めて他の振動台の振動特性を求める特性把握加振工程と、目標波の基準加速度信号に必要な補正条件を付加して所望の加速度信号を形成する入力補償加振工程と、前記速度信号補正手段による位相補正工程を行うことが可能に構成される。
【００１８】
すなわち、前記各加振手段に速度信号を与えて他の振動台から得られる第１加速度信号と、前記各加振手段に入力した加速度信号とから、他の振動台に対する伝達関数Ｇ１２及びＧ２２を求め、該伝達関数の逆特性を求めて記憶しておく。
そして、要求する振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正した補正加速度信号により前記加振手段を振動させつつ加速度信号を検出して第２加速度信号を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正することにより所望する目標波の加速度を送出することができる。
【００１９】
また、前記第２の加振手段は前記補正加速度信号によって制御しないで、前記速度信号補正手段により制御している。
よって、本第４発明は、第３発明が、加振手段が２個あって、２台の振動台により４個の伝達関数を求めたのに対して、２個の伝達関数を求めればよく、また、前記速度信号補正手段によって、入力する加速度に対して速度に変換して補償器により位相を補正すればよいので、演算工程は第３発明よりはるかに単純である。
【００２０】
また、本第５発明は請求項５に記載したものであり、図２に記載するように、複数の加振手段（油圧加振機６、３０）と複数の振動台（下部振動台５、上部振動台９Ａ）を有し、一の振動台５上に他の振動台９Ａを配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置である。
そして、前記複数の振動台のそれぞれに加速度測定手段（加速度計３５、３６）を設けるとともに、前記一の振動台５上に配置した転動手段（リニアガイド７）により往復移動可能に前記他の振動台９Ａを配置している。
【００２１】
そして、図６に示すように、前記各加振手段に速度信号を与えて各振動台から得られる第１加速度信号（加振１３から送出される信号）を基に、各振動台に対する伝達関数Ｇを求めた後に、
要求する振動加速度を有する目標波２８を形成する基準加速度信号（目標波２８から送出される信号）を、前記伝達関数の逆特性Ｇ-1を用いて補正した補正加速度信号（初期入力補償１９、もしくは繰り返し入力補償２５から送出される信号）により前記加振手段を振動させつつ加速度信号を検出して第２加速度信号（加振２２から送出される信号）を得て、
前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正（判定２３）することを特徴とする。
【００２２】
また、本第６発明は請求項６に記載したものであり、図３に記載するように、複数の加振手段（油圧加振機６、３０）と複数の振動台（下部振動台５、上部振動台９Ｂ）を有し、一の振動台５上に他の振動台９Ｂを配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置である。
前記複数の振動台のそれぞれに加速度測定手段（加速度計３５、３６）を設けるとともに、前記一の振動台５上に配置した弾性手段（積層ゴム４５）により振動可能に前記他の振動台９Ｂを配置している。
【００２３】
そして、図６に示すように、前記各加振手段に速度信号を与えて各振動台から得られる第１加速度信号（加振１３から送出される信号）を基に、各振動台に対する伝達関数Ｇを求めた後に、
要求する振動加速度を有する目標波２８を形成する基準加速度信号（目標波２８から送出される信号）を、前記伝達関数の逆特性Ｇ-1を用いて補正した補正加速度信号（初期入力補償１９、もしくは繰り返し入力補償２５から送出される信号）により前記加振手段を振動させつつ加速度信号を検出して第２加速度信号（加振２２から送出される信号）を得て、
前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正（判定２３）することを特徴とする。
【００２４】
また、本第７発明は請求項７に記載したものであり、図７に記載するように、複数の加振手段（油圧加振機６、３０）と複数の振動台（下部振動台５、上部振動台９Ｃ）を有し、一の振動台５上に他の振動台９Ｃを配置し、各加振手段を同期して動作させ被検査体の振動試験を行う振動試験装置である。
【００２５】
そして、前記一の振動台５上に配置した弾性手段４５により振動可能に設けられるとともに、加速度測定手段（加速度計３５）を設けた前記他の振動台９Ｃと、
前記一の振動台５の外から前記一の振動台を振動する第１の加振手段（油圧加振機６）と、
前記他の振動台９Ｃ上に設けた第２の加振手段（慣性形加振機５０）とを備えている。
【００２６】
また、図６に示すように、前記第１の加振手段６に速度信号を与えて前記他の振動台９Ｃから得られる第１加速度信号（加振手段１３から送出される信号）を基に、前記他の振動台９Ｃに対する伝達関数Ｇを求める振動特性把握手段を備えている。そして、該振動特性把握手段は、入力発生手段２７、フーリエ変換手段１０、積分器１１、逆フーリエ変換手段１２、フーリエ変換手段１４、周波数応答計算手段１５、判定手段１６により構成される。
【００２７】
また、前記伝達関数Ｇの逆特性Ｇ-1を算出する逆特性演算手段１６と、
要求する振動加速度を有する目標波２８を形成する基準加速度信号（目標波２８から送出される信号）を、前記伝達関数の逆特性Ｇ-1を用いて補正した補正加速度信号（初期入力補償１９、もしくは繰り返し入力補償２５から送出される信号）を形成する入力補正手段（初期入力補償手段１９、繰り返し入力補償手段２５）と、
この入力補正手段により前記加振手段を振動させつつ加速度信号を検出して第２加速度信号（加振２２から送出される信号）を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値となるように補正する判定手段２３と、
前記第１の加速度信号（加振手段１３から送出される信号）を速度信号に変換するとともに前記第１の加速度信号と位相を合致するように補正して前記第２の加振手段に入力する速度信号補正手段（積分器５３、補償器５４）とを備え、
前記差が所定値となるように前記入力補正手段により補正することを特徴とする。
【００２８】
また、前記第６、または７発明において、前記弾性部材は、前記一の振動台と前記他の振動台との間から着脱可能に構成することも有効な手段である。
かかる技術により、容易に振動台の固有振動数が変更可能な振動試験装置を提供することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３０】
図１は、本発明に係る一実施の形態を示す振動試験装置の外観斜視図、図２は、本発明に係る第１実施の形態を示す振動試験装置の構成図、図３は、本発明に係る第２実施の形態を示す振動試験装置の構成図、図４は、下部振動台と上部振動台との間に積層ゴムを介在した構成を示す説明図、図５は、積層ゴムの振動特性を説明する説明図、図６は、制御演算の流れ図、図７は、本発明に係る第３実施の形態を示す振動試験装置の構成図である。
【００３１】
図１において、基台２には凹部３が凹設され、該凹部３内に位置規制ロット４、４によって横方向の移動が制限され、縦方向（矢印５５方向）に摺動可能な下部振動台５が配置され、該下部振動台５は油圧加振機６により矢印５５方向に振動可能に構成されている。
【００３２】
下部振動台５の上面には図２に示すようにガイド基体３２に回転自在に配置されたローラ３３にて構成されるリニアガイド７を有する架台８が配設され、該リニアガイド７上には上部振動台９が油圧加振機３０によって矢印５５の方向に振動可能に構成されている。
【００３３】
この振動試験装置１は、後述するように、下部振動台５を振動させる油圧加振機６に同期して、上部振動台９を振動させる油圧加振機３０を駆動することにより、一台の加振機より大きな加速度及び振幅を供試体（被検査体）３１に与えることができる。
【００３４】
図２は、本発明に係る第１実施の形態を示す振動試験装置の構成図である。油圧加振機６により振動させられる下部振動台５は、下面５ａをローラ３４、３４上に載置され、また、下部振動台５には加速度計３５が配置され、下部振動台３６の加速度は増幅器３７を通ってＡ／Ｄ変換器３９に入力されるように構成されている。
【００３５】
下部振動台５の上面に配置された油圧加振機３０によって振動させられる上部振動台９Ａは、下面をローラ３３、３３上に載置され、また、上部振動台９Ａには加速度計３６が配置され、上部振動台９Ａの加速度は増幅器３８を通ってＡ／Ｄ変換器３９に入力されるように構成されている。
尚、前記ローラ３３と３４は図示しないがベアリングにより回転自在に構成されている。
【００３６】
Ａ／Ｄ変換器３９は計算機（コンピュータ）４０に入力され、該計算機４０によって下部振動台５及び上部振動台９Ａの加速度から伝達関数Ｇが演算され、該上部振動台９Ａ上の供試体３１に目標振動波を形成するために、該伝達関数Ｇを用いて目標振動波に該当する加速度を送出するように構成されている。
該加速度は、Ｄ／Ａ変換器４１、及びサーボ増幅器４２、４３を介して各油圧加振器６、３０に与えられ、この加速度によって振動する各振動台の加速度が目標振動波を形成する加速度と一致することにより、目標振動波を得るように構成されている。
【００３７】
次に、このように構成された第１実施の形態の動作を図６の流れ図を用いて説明する。
計算機４０による制御演算動作は、該振動試験装置１Ａの振動特性を把握するために、特性把握加振工程を行い、各振動台の伝達関数Ｇを得る。そして、入力補償加振工程を行い、供試体を振動させる振動台が目標振動波を形成するための入力加速度と同じ加速度を出力するには、前記伝達関数Ｇを用いてどの程度の付加補償値を与えるかを演算する。
【００３８】
ここで、図６に記載された入出力の記号は、表１に示すような関係にある。
【００３９】
【表１】
0003901910.tif 000002
【００４０】
まず、下部振動台と上部振動台が目標とする振動特性を得る、設計上の加速度を与えたときの伝達関数Ｇｋを判定基準として用意する。
そして、下部振動台と上部振動台が目標とする設計上の加速度（外字１）を与えてフーリエ変換して加速度の周波数信号（外字２）を得て、さらに積分して速度の周波数信号（外字３）を得て、逆フーリエ変換を行って得た速度（外字４）で各油圧加振器６、３０を振動させる。（表２）
【００４１】
【表２】
0003901910.tif 000003
【００４２】
加速度計３５、３６よりそのときの加速度（外字５）を得て、フーリエ変換を行い加速度の周波数信号（外字６）を得る。
ここで、加速度（外字１）を入力して得た加速度の周波数信号（外字２）と、加振器６、３０の加速度の周波数信号（外字６）とから伝達関数Ｇ
Ｇ＝（Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２｝
を得る。（表３）
【００４３】
【表３】
0003901910.tif 000004
【００４４】
ここにおいて、Ｇ１１は、下部振動台の加振機入力信号と、該入力信号によって下部振動台が振動する応答加速度との間の伝達関数である。
また、Ｇ１２は、下部振動台の加振機入力信号と、該入力信号によって上部振動台が振動する応答加速度との間の伝達関数である。
また、Ｇ２１は、上部振動台の加振機入力信号と、該入力信号によって下部振動台が振動する応答加速度との間の伝達関数である。
また、Ｇ２２は、上部振動台の加振機入力信号と、該入力信号によって上部振動台が振動する応答加速度との間の伝達関数である。
【００４５】
この得られた伝達関数Ｇと、予め用意された前述の判定基準伝達関数Ｇｋとを比較して同一性がない場合は、入力波を変更して再度振動台を振動させて振動台の加速度を測定して伝達関数を演算して求め、再度判定基準伝達関数Ｇｋと比較して、同一性があれば、逆特性計算手段１７にて、Ｇ＋Ｇ-1＝１となる逆伝達関数Ｇ-1を得る。
【００４６】
次に、入力補償加振工程を説明する。
それぞれ加振機を有する複数の振動台の加速度が加算されることによって形成される目標波を得るためには、供試体が載置される振動台の加算加速度が目標加速度（外字７）となるように目標加速度（外字７）を入力してフーリエ変換して加速度の周波数信号（外字８）を得て、各振動台の逆伝達関数Ｇ-1を用いて（式１）に示すように、加速度の周波数信号（外字９）を得る初期入力補償を行う。（表４）
【００４７】
【表４】
0003901910.tif 000005
【００４８】
さらに積分して速度の周波数信号（外字１０）を得て、逆フーリエ変換を行って得た速度で各油圧加振器６、３０を振動させる。
そして、供試体が載置される上部振動台の加算加速度（外字１１）を得て、該加算加速度（外字１１）と、目標加速度（外字７）とを（式２）に示すように減算し、偏差分（外字１２）を得る。（表５）
【００４９】
【表５】
0003901910.tif 000006
【００５０】
該偏差分（外字１２）が所定置より大きいと、フーリエ変換して加速度の周波数信号（外字１３）を得て、各振動台の逆伝達関数Ｇ-1を用いて（式３）に示すように、加速度の周波数信号（外字１４）を繰り返し入力補償を行し、再度積分して速度の周波数信号（外字１０）を得て、逆フーリエ変換を行って得た速度で各油圧加振器６、３０を振動させる。（表６）
【００５１】
【表６】
0003901910.tif 000007
【００５２】
そして、供試体が載置される上部振動台の加算加速度（外字１１）を得て、該加算加速度（外字１１）と、目標加速度（外字７）とを（式２）に示すように減算し、偏差分（外字１２）を得る。
該偏差分（外字１２）が所定置より大きくないと、入力補償加振動工程を終了する。（表７）
【００５３】
【表７】
0003901910.tif 000008
【００５４】
本第１実施の形態は、下部振動台の上にリニアガイドを設けて上部振動台を配置するとともに、下部振動台上に上部振動台を振動する加振機を設けているので、
下部振動台の振動により上部振動台を振動する加振機の振動をストロークを補償するクロストーク補償アルゴリズムが不要となり、簡単な構成で高加速度加振の可能は振動試験装置の提供が可能である。
【００５５】
次に、図３を用いて第２実施の形態を説明する。第１実施の形態にかかる第２図との相違は、第２図においては、下部振動台５と上部振動台９Ａとの間にローラを介して上部振動台を振動していたのに対して、第２実施の形態においては、前記ローラの代わりに積層ゴム４５を用いた点である。
【００５６】
積層ゴム４５は、図４及び図５に示すように、ゴム材４６と鉄板４７とを交互に重ねて弾性部材を形成したものであり、上部振動台の振動方向に交差する方向に振動変位可能である。
該積層ゴム４５は、天然ゴム、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）系ゴム等を用いることができる。そして、積層ゴム４５は基板４８、４８間に固着され、ビス４９により下部振動台５と上部振動台９から取付、取り外し可能に構成されている。
【００５７】
本実施の形態はこのように構成されているので、第１実施の形態のように下部振動台５上において上部振動台９を下部振動台５の振動方向に振動可能である。よって、上述した図６の流れ図と同じ動作を行うことができる。したがって、動作説明は省略する。
【００５８】
本第２の実施の形態は、上部振動台と下部振動台との間に積層ゴムを介在しているので、ベアリング方式に比べてガタなどの高調波成分が少なく、高加速度加振を行っても波形ひずみが少なく高精度の振動試験装置の提供が可能である。
【００５９】
次に、図７を用いて第３実施の形態を説明する。
本実施の形態は第２実施の形態と同じように上部振動台９Ｃと下部振動台５との間に積層ゴム４５で連結している。しかしながら、第２実施の形態との相違点は、第２実施の形態が上部振動台９Ｂの振動を油圧加振機３０で行っていたの対して、本第３実施の形態は、上部振動台９Ｃ上に載置した慣性形加振機５０によって上部振動台９Ｃを振動する点と、第２実施の形態が、上部及び下部振動台からの加速度信号を得ているのに対して、第３実施の形態において、上部振動台９Ｃからの加速度信号を得て、下部振動台からの加速度信号を得ていない点である。
【００６０】
よって、制御動作は、下部振動台５を振動させる油圧加振機６への制御のみが前述の図６の流れ図を用いて説明した動作が行われる。
すなわち、下部振動台９Ｃが目標とする設計上の加速度（外字１）を与えてフーリエ変換して加速度の周波数信号（外字２）を得て、さらに積分して速度の周波数信号（外字３）を得て、逆フーリエ変換を行って得た速度（外字４）で油圧加振器６を振動させる。（表８）
【００６１】
【表８】
0003901910.tif 000009
【００６２】
加速度計３５よりそのときの加速度（外字５）を得て、フーリエ変換を行い加速度の周波数信号（外字６）を得る。
ここで、加速度（外字１）を入力して得た加速度の周波数信号（外字２）と、加振器６の加速度の周波数信号（外字６）とから伝達関数Ｇ
Ｇ＝（Ｇ１１、Ｇ１２｝
を得る。（表９）
【００６３】
【表９】
0003901910.tif 000010
【００６４】
この得られた伝達関数Ｇと、予め用意された判定基準伝達関数Ｇｋとを比較して同一性がない場合は、入力波を変更して再度振動台を振動させて振動台の加速度を測定して伝達関数を演算して求め、再度判定基準伝達関数Ｇｋと比較して、同一性があれば、逆特性計算手段１７にて、Ｇ＋Ｇ-1＝１となる逆伝達関数Ｇ-1を得る。
【００６５】
一方、設計上の加速度（外字１）を与えて、その信号が別の計算機５１に入力され、積分して速度信号（外字１５）を得る。そして、加速度と速度とは位相が９０゜ずれているので、それを補償器５４で一致させて、Ｄ／Ａ変換器４１及びサーボ増幅器４３を介して慣性形加振機５０に入力される。
慣性形加振機５０は速度信号（外字１５）によりピストンが左右動してマス５２が左右動することで上部振動台９Ｃが振動するように構成されている。（表１０）
【００６６】
【表１０】
0003901910.tif 000011
【００６７】
そして、入力補償加振工程に入る。
供試体が載置される振動台の加算加速度が目標加速度（外字７）となるように目標加速度（外字７）を入力してフーリエ変換して加速度の周波数信号（外字８）を得て、各振動台の逆伝達関数Ｇ-1を用いて（式１）に示すように、加速度の周波数信号（外字９）を得る初期入力補償を行う。（表１１）
【００６８】
【表１１】
0003901910.tif 000012
【００６９】
さらに積分して速度の周波数信号（外字１０）を得て、逆フーリエ変換を行って得た速度で油圧加振器６を振動させる。
そして、供試体が載置される上部振動台の加算加速度（外字１１）を得て、該加算加速度（外字１１）と、目標加速度（外字７）とを（式２）に示すように減算し、偏差分（外字１２）を得る。（表１２）
【００７０】
【表１２】
0003901910.tif 000013
【００７１】
該偏差分（外字１２）が所定置より大きいと、フーリエ変換して加速度の周波数信号（外字１３）を得て、各振動台の逆伝達関数Ｇ-1を用いて（式３）に示すように、加速度の周波数信号（外字１４）を繰り返し入力補償を行し、再度積分して速度の周波数信号（外字１０）を得て、逆フーリエ変換を行って得た速度で油圧加振器６を振動させる。（表１３）
【００７２】
【表１３】
0003901910.tif 000014
【００７３】
そして、供試体が載置される上部振動台の加算加速度（外字１１）を得て、該加算加速度（外字１１）と、目標加速度（外字７）とを（式２）に示すように減算し、偏差分（外字１２）を得る。
該偏差分（外字１２）が所定置より大きくないと、入力補償加振動工程を終了する。（表１４）
【００７４】
【表１４】
0003901910.tif 000015
【００７５】
本第３実施の形態は、上部振動台９Ｃ上に載置した慣性形加振機５０によって上部振動台９Ｃを振動するとともに、上部振動台９Ｃからの加速度信号を得て、下部振動台からの加速度信号を得ていないので、簡単な構成により前記慣性形加振機によって容易に、その応答加速度を制御することができる振動試験装置を提供することができる。
【００７６】
また、本第２及び第３実施の形態ともに、上部振動台と下部振動台との間に積層ゴムを介在して、該積層ゴムを交換可能に構成しているので、積層ゴムの種類、または構成を変更することで、振動台の固有振動数が変更可能であり、多くの種類の振動試験に対応する振動試験装置を提供することができる。
【００７７】
尚、本実施の形態においては、弾性部材として積層ゴムの事例を示したが、天然ゴムもしくは合成ゴム単体であってもよく、また、それらと他の金属片もしくは合成樹脂片との組み合わせであってもよい。
また、振動台の多段構成は、３段以上を重ねて用いてもよいことは勿論のことである。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、既存の振動台システムを利用して、多段化に改造することにより簡単な構成で高加速度加振の可能な振動試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る一実施の形態を示す振動試験装置の外観斜視図である。
【図２】  本発明に係る第１実施の形態を示す振動試験装置の構成図である。
【図３】  本発明に係る第２実施の形態を示す振動試験装置の構成図である。
【図４】  下部振動台と上部振動台との間に積層ゴムを介在した構成を示す説明図である。
【図５】  積層ゴムの振動特性を説明する説明図である。
【図６】  制御演算の流れ図である。
【図７】  本発明に係る第３実施の形態を示す振動試験装置の構成図である。
【符号の説明】
５                  下部振動台
６、３０            油圧加振機（加振手段）
９                  上部振動台（９Ａ、９Ｂ、９Ｃ）
【図１】
0003901910.tif 000016
【図２】
0003901910.tif 000017
【図３】
0003901910.tif 000018
【図４】
0003901910.tif 000019
【図５】
0003901910.tif 000020
【図６】
0003901910.tif 000021
【図７】
0003901910.tif 000022