(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧制御プログラムに基づいて複数の加圧体により部材に荷重を加え該部材を変位せしめる加圧装置であって、一の加圧体及び他の加圧体は、一の加圧体による荷重と他の加圧体による荷重との和が加圧制御プログラムの目標総荷重となるように制御される構成であり、更に、目標総荷重に対する一の加圧体による荷重と他の加圧体による荷重との実総荷重との総荷重差が、該一の加圧体による部材の変位と該他の加圧体による部材の変位との変位相互差より大きい場合には、該変位相互差を可及的に増加させずに該総荷重差が小さくなるように前記一の加圧体若しくは前記他の加圧体のいずれか一方の荷重のみを可変し、また、前記変位相互差が、前記目標総荷重と前記実総荷重との総荷重差より大きい場合には、該総荷重差を変化させずに該変位相互差が小さくなるように前記一の加圧体及び前記他の加圧体の双方の荷重を可変するように制御される構成であり、前記目標総荷重と実総荷重との総荷重差と、前記一の加圧体による部材の変位と他の加圧体による部材の変位との変位相互差とを比較する際、該総荷重差及び該変位相互差に夫々所定係数を乗じて比較するように構成されていることを特徴とする加圧体を用いた加圧装置。
【請求項２】
加圧制御プログラムに基づいて複数の加圧体により部材に荷重を加え該部材を変位せしめる加圧方法であって、一の加圧体及び他の加圧体を、一の加圧体による荷重と他の加圧体による荷重との和が加圧制御プログラムの該目標総荷重となるように制御して加圧すると共に、該目標総荷重に対する一の加圧体による荷重と他の加圧体による荷重との実総荷重との総荷重差、及び、該一の加圧体による部材の変位と該他の加圧体による部材の変位との変位相互差を、該総荷重差及び該変位相互差に夫々所定係数を乗じて比較し、総荷重差が変位相互差より大きい場合には、該変位相互差を可及的に増加させずに該総荷重差が小さくなるように前記一の加圧体若しくは前記他の加圧体のいずれか一方の荷重のみを可変し、変位相互差が総荷重差より大きい場合には、該総荷重差を変化させずに該変位相互差が小さくなるように前記一の加圧体及び前記他の加圧体の双方の荷重を可変して一の加圧体による部材の変位と他の加圧体による部材の変位とを可及的に同一にせしめることを特徴とする加圧体を用いた加圧方法。
【請求項３】
請求項２記載の加圧体を用いた加圧方法において、総荷重差と変位相互差とを比較し、所定量以上の差であった場合にのみ、該変位相互差を可及的に増加させずに該総荷重差が小さくなるように一の加圧体若しくは他の加圧体のいずれか一方の荷重を可変するか、或いは、該総荷重差を変化させずに該変位相互差が小さくなるように一の加圧体及び他の加圧体の双方の荷重を可変することを特徴とする加圧体を用いた加圧方法。
【請求項４】
請求項２，３いずれか１項に記載の加圧体を用いた加圧方法において、加圧体が油圧シリンダであることを特徴とする加圧体を用いた加圧方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、剛性試験等に使用される加圧体を用いた加圧装置及び加圧体を用いた加圧方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
建築・土木分野等では、構造物における各部材の剛性を確認する為、加圧シリンダを用いて部材に荷重を加え、部材における荷重点の変位等を測定して該部材のエネルギー吸収度合い（復元力特性）を評価することが行われている。
【０００３】
この試験においては、荷重点を複数に設定する場合、複数の加圧シリンダを用いて荷重を加える。
【０００４】
図１は、この加圧シリンダを用いて部材の剛性を試験する装置を図示したもので、被験体である部材３を設置し、この部材３上に介在体４を介して二台の互いにリンク（追従）して作動する加圧シリンダ１・２（以下、第一加圧シリンダ１及び第二加圧シリンダ２という。）を所定間隔を置いて夫々設置し、この第一加圧シリンダ１及び第二加圧シリンダ２を加圧制御プログラムの制御に従って徐々に伸長または収縮せしめることにより前記部材３に荷重を加え、この荷重により部材３の荷重点を変位せしめ、剛性を試験するものである。尚、この図１は、介在体４の側部に垂下部５を設け、この垂下部５を別の加圧シリンダ６で押圧することで前記部材３に水平荷重も加えられるように構成したものである（以下、加圧装置という。尚、実施例と同一構成部分には同一符号を付した。）。
【０００５】
この加圧装置では、前記第一加圧シリンダ１及び第二加圧シリンダ２の制御は下記のように行われる。
【０００６】
(１)  第一加圧シリンダ１の制御は、該第一加圧シリンダ１による荷重と第二加圧シリ      ンダ２による荷重との実総荷重（合計荷重）が目標総荷重となるように行われる。
【０００７】
(２)  第二加圧シリンダ２の制御は、該第二加圧シリンダ２による部材３の荷重点の変      位が第一加圧シリンダ１による部材３の荷重点の変位と同一となるように行われる      。
【０００８】
このような制御が行われる理由は、例えば被験体が建物の柱の場合、その境界条件が鉛直荷重と水平荷重の作用下で、水平方向，鉛直方向に平行移動することは許容するが、傾きは許容されない為である。言い換えると、建物に地震が作用した場合、柱の上面が大地に対して水平に移動することをモデルに要求しているからである。
【０００９】
しかし、この従来の制御方法においては下記の問題点がある。
【００１０】
ア  第二加圧シリンダ２は、第一加圧シリンダ１による部材３の変位を目標として、第    二加圧シリンダの部材３の変位が同一となるように制御する為、この第二加圧シリン    ダ２の制御が、第一加圧シリンダ１の制御に比較して遅れてしまう（後追い）。
【００１１】
イ  第二加圧シリンダ２の制御が若干遅れているにも拘わらず、第一加圧シリンダ１は    第二加圧シリンダ２との実総荷重が目標総荷重となるように制御される為、結局、該    第一加圧シリンダ１による荷重は理想値を越えてしまう（行き過ぎを生ずる）。
【００１２】
ウ  第一加圧シリンダ１による荷重が理想値より高い状態で、第二加圧シリンダ２が若    干遅れて制御され、該第二加圧シリンダ２による部材３の変位が目標値に近づく為、    第一加圧シリンダ１による荷重が若干戻り制御されてしまう。即ち、第一加圧シリン    ダ１による荷重は、理想値を越えた後に理想値に戻ることになり、本来の加圧制御プ    ログラムとは異なる加圧が部材３に加えられることになる。
【００１３】
エ  上記で述べたように、第一加圧シリンダ１による荷重は理想値を越えることがあり    、この理想値を越えた場合に部材３にひび割れ等の損傷が生ずると、結局、この第一    加圧シリンダ１による局所的な高荷重による損傷が測定時の部材３の性状として評価    されてしまう。
【００１４】
この種の試験では履歴特性があり、ひび割れに見られるように一度越えた負荷を戻しても部材３の性状は元には戻らない。故に、従来の制御方法では、部材３の剛性等を正確に測定することはできない。
【００１５】
更に、この問題点は部材３がコンクリート等の剛性が高いものである場合、顕著となる。
【００１６】
即ち、部材３の剛性が高いと変位増加に対する荷重増加の割合が大きいから、結局、各荷重点の変位相互差をゼロにする為の第二加圧シリンダ２による変位の増減は荷重の増減を大きくしてしまう。この場合、第二加圧シリンダ２による変位の制御が前記アの理由で遅れ、更に、前記ウの理由で第一加圧シリンダ１による荷重が理想値を大きく越えた後に大きく低下する振動状態となり、該第一加圧シリンダ１及び第二加圧シリンダ２の制御は予め定められた加圧制御プログラムと異なるものになってしまい、部材３の剛性等を正確に測定することができなくなってしまう。
【００１７】
よって、このような第一加圧シリンダ１や第二加圧シリンダ２の変位の増加による荷重の加え過ぎ、荷重の上下振動等を防止する為、目標総荷重に対する各加圧シリンダの実総荷重との総荷重差や各加圧シリンダの相互変位差がどの程度以上となった際に該総荷重差を制御したり相互変位差を制御したりするかを調整することが行われているが、一般的な加圧シリンダである油圧式シリンダの場合、油圧の上昇とシリンダの伸縮とのタイミングがズレることから、直接変位で補正する制御が含まれる限り、試験体に対して適切に制御することはできない。
【００１８】
本発明は、上記問題点を解決するもので、複数の加圧シリンダによる加圧の制御を一定の法則に基づいて行うものでありながら、部材の種類に関係なく該部材を適正に加圧できる極めて実用性に秀れた加圧シリンダを用いた加圧装置等を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００２０】
加圧制御プログラムに基づいて複数の加圧体１・２により部材３に荷重を加え該部材３を変位せしめる加圧装置であって、一の加圧体１及び他の加圧体２は、一の加圧体１による荷重と他の加圧体２による荷重との和が加圧制御プログラムの目標総荷重となるように制御される構成であり、更に、目標総荷重に対する一の加圧体１による荷重と他の加圧体２による荷重との実総荷重との総荷重差が、該一の加圧体１による部材３の変位と該他の加圧体２による部材３の変位との変位相互差より大きい場合には、該変位相互差を可及的に増加させずに該総荷重差が小さくなるように前記一の加圧体１若しくは前記他の加圧体２のいずれか一方の荷重のみを可変し、また、前記変位相互差が、前記目標総荷重と前記実総荷重との総荷重差より大きい場合には、該総荷重差を変化させずに該変位相互差が小さくなるように前記一の加圧体１及び前記他の加圧体２の双方の荷重を可変するように制御される構成であり、前記目標総荷重と実総荷重との総荷重差と、前記一の加圧体１による部材３の変位と他の加圧体２による部材３の変位との変位相互差とを比較する際、該総荷重差及び該変位相互差に夫々所定係数を乗じて比較するように構成されていることを特徴とする加圧体を用いた加圧装置に係るものである。
【００２１】
また、加圧制御プログラムに基づいて複数の加圧体１・２により部材３に荷重を加え該部材３を変位せしめる加圧方法であって、一の加圧体１及び他の加圧体２を、一の加圧体１による荷重と他の加圧体２による荷重との和が加圧制御プログラムの該目標総荷重となるように制御して加圧すると共に、該目標総荷重に対する一の加圧体１による荷重と他の加圧体２による荷重との実総荷重との総荷重差、及び、該一の加圧体１による部材３の変位と該他の加圧体２による部材３の変位との変位相互差を、該総荷重差及び該変位相互差に夫々所定係数を乗じて比較し、総荷重差が変位相互差より大きい場合には、該変位相互差を可及的に増加させずに該総荷重差が小さくなるように前記一の加圧体１若しくは前記他の加圧体２のいずれか一方の荷重のみを可変し、変位相互差が総荷重差より大きい場合には、該総荷重差を変化させずに該変位相互差が小さくなるように前記一の加圧体１及び前記他の加圧体２の双方の荷重を可変して一の加圧体１による部材３の変位と他の加圧体２による部材３の変位とを可及的に同一にせしめることを特徴とする加圧体を用いた加圧方法に係るものである。
【００２２】
また、請求項２記載の加圧体を用いた加圧方法において、総荷重差と変位相互差とを比較し、所定量以上の差であった場合にのみ、該変位相互差を可及的に増加させずに該総荷重差が小さくなるように一の加圧体１若しくは他の加圧体２のいずれか一方の荷重を可変するか、或いは、該総荷重差を変化させずに該変位相互差が小さくなるように一の加圧体１及び他の加圧体２の双方の荷重を可変することを特徴とする加圧体を用いた加圧方法に係るものである。
【００２３】
また、請求項２，３いずれか１項に記載の加圧体を用いた加圧方法において、加圧体１・２が油圧シリンダであることを特徴とする加圧体を用いた加圧方法に係るものである。
【００２４】
【発明の作用及び効果】
誤差評価は変位でも行うが、剛性が高い場合を想定すると、変位制御では荷重相互差が大きくなることがあり、よって、全てを荷重で制御する。
【００２５】
目標総荷重に対する一の加圧体１及び他の加圧体２による実総荷重との総荷重差が、前記一の加圧体１による部材３の変位と前記他の加圧体２による部材３の変位との変位相互差より大きい場合は、総荷重差の補正を優先し、変位相互差をできるだけ増やさずに総荷重差が小さくなるよう、一方の加圧体１による荷重を補正する。
【００２６】
一の加圧体１による部材３の変位と前記他の加圧体２による部材３の変位との変位相互差が、目標総荷重に対する実総荷重の総荷重差より大きい場合には、変位相互差の補正を優先し、総荷重差を変化させずに変位相互差が小さくなるよう、一の加圧体１及び他の加圧体２の双方の荷重を補正する。
【００２７】
本発明は上述のように構成したから、部材の種類に関係なく該部材を適正に加圧できる極めて実用性に秀れた加圧体を用いた加圧装置となる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００２９】
本実施例は、加圧制御プログラムに基づいて複数の加圧体１・２により部材３に荷重を加え該部材３を変位せしめる加圧方法であって、一の加圧体１及び他の加圧体２を、一の加圧体１による荷重と他の加圧体２による荷重との和が加圧制御プログラムの目標総荷重となるように制御して加圧すると共に、該目標総荷重に対する一の加圧体１による荷重と他の加圧体２による荷重との実総荷重との総荷重差、及び、該一の加圧体１による部材３の変位と該他の加圧体２による部材３の変位との変位相互差を比較し、総荷重差が変位相互差より大きい場合には、該変位相互差をできるだけ増やさずに総荷重差が小さくなるように前記一の加圧体１若しくは前記他の加圧体２のいずれか一方の荷重のみを可変し、変位相互差が総荷重差より大きい場合には、該総荷重差を変化させずに該変位相互差が小さくなるように前記一の加圧体１及び前記他の加圧体２の双方の荷重を可変して一の加圧体１による部材３の変位と他の加圧体２による部材３の変位とを可及的に同一にせしめるものである。
【００３０】
総荷重差と変位相互差との比較は、実際には両者の単位が全く異なるものである為、該総荷重差と該変位相互差に夫々所定係数を乗じ、両者を比較できる数値にしてから行う。
【００３１】
また、変位相互差をできるだけ増やさずに総荷重差が小さくなるように一の加圧体１若しくは他の加圧体２のいずれか一方の荷重を可変する制御、及び、総荷重差を変化させずに変位相互差が小さくなるように一の加圧体１及び他の加圧体２の双方の荷重を可変する制御は、総荷重差と変位相互差とを比較し、所定量以上の差であった場合にのみ行う。これは、微小な差の調整の為の制御が、加圧制御プログラムでの基本的な制御に悪影響を及ぼす可能性を排除する為である。具体的には、荷重と変位とは完全な比例関係にあるものではなく、例えば、荷重が少し変化してもしばらくは変位が僅かしか変化せず、所定量以上の荷重の変化によって突然変位が大きく変化することがあり、前記僅かな変位を調整する為に荷重を可変（この場合増大）せしめると、この荷重の可変によって急激に変位が可変（この場合増大）したりすることになり、結局、荷重を加え過ぎたりすることになってしまう。故に、このような微小な変位差等は無視し、所定量以上の変位差等であった場合にのみ、一の加圧体１や他の加圧体２の荷重を可変する制御を行う。
【００３２】
以下、更に具体的に詳述する。
【００３３】
図１は、本実施例の加圧方法を実施する加圧装置である。また、図面は、二台の互いにリンク（追従）して作動する加圧体１・２（以下、第一加圧体１，第二加圧体２という。）によって部材３に上方から荷重を加えるものである。また、部材３上には介在体４が配設され、この介在体４を介して第一加圧体１及び第二加圧体２が部材３に荷重を加えるものである。尚、第一加圧体１及び第二加圧体２は、油圧シリンダが採用されている。
【００３４】
また、介在体４の側部には垂下部５が設けられこの垂下部５を別の加圧体６で押圧することで前記部材３に水平荷重も加えられるように構成している。
【００３５】
また、符号７は、第一加圧体１による荷重を測定する第一荷重センサー、８は、第二加圧体２による荷重を測定する第二荷重センサー、９は、第一加圧体１による部材３の変位を測定する第一変位センサー、10は、第二加圧体２による変位を測定する第二変位センサーである。
【００３６】
これら各センサー７・８・９・10によって測定されたデータは、制御装置11に送られ、この制御装置11の制御によって第一加圧体１及び第二加圧体２による荷重が制御される。
【００３７】
この加圧装置を用いた制御について、下記の記号で定義し説明を行う。
【００３８】
個別の加圧体による荷重及び変位：Ｎｉ、δｉ（ｉ＝１〜２）
ここで、ｉは加圧装置番号である。
荷重が最大である加圧体の荷重、変位：Ｎ［Ｎｍａｘ］、δ［Ｎｍａｘ］
変位が最大である加圧体の荷重、変位：Ｎ［δｍａｘ］、δ［δｍａｘ］
荷重が最小である加圧体の荷重、変位：Ｎ［Ｎｍｉｎ］、δ［Ｎｍｉｎ］
変位が最小である加圧体の荷重、変位：Ｎ［δｍｉｎ］、δ［δｍｉｎ］
ここで、Ｎ［Ｎｍａｘ］はＮｍａｘである加圧装置の荷重値等である。
加圧プログラムによる目標荷重（総和）：Ｎｓｕｍ
加圧体による実際の総荷重（実総荷重）：ΣＮｉ
荷重差と変位差を比較する為の所定乗数：α、δ
荷重差を調整しない領域及び変位差を調整しない領域：ε、η
荷重調整量：Ｎａｄｄ
ここでＮａｄｄは、固定とする場合と加圧装置により変更する場合とがある。
として、
総荷重差：ΔＮ＝α（ΣＮｉ−Ｎｓｕｍ）
変位相互差：Δδ＝β｛Ｍａｘ（δｉ−δｊ）｝、但しｉ≠ｊ
但し、｜ΔＮ｜≦ε、｜Δδ｜≦ηは、非制御領域
とする。
【００３９】
これらの式を用いた制御領域と実際の制御は下記の通りとなる。尚、図２に、この制御領域を示す。
【００４０】
総荷重差より変位相互差が大きい領域（図２中、符号20及び21の領域）では、Ｎ［Ｎｍａｘ］を下げ、Ｎ［Ｎｍｉｎ］を上げる。
【００４１】
Ｎ［Ｎｍａｘ］＝Ｎ［ｍａｘ］―Ｎａｄｄ
Ｎ［ｍｉｎ］＝Ｎ［ｍｉｎ］＋Ｎａｄｄ
【００４２】
荷重差より変位差が小さく、且つプラス数値の領域（図２中、符号22の領域）では、Ｎ［δｍａｘ］を下げる。
【００４３】
Ｎ［δｍａｘ］＝Ｎ［ｍａｘ］―Ｎａｄｄ
【００４４】
荷重差より変位差が小さく、且つマイナス数値の領域（図２中、符号23の領域）では、Ｎ［δｍｉｎ］を上げる。
【００４５】
Ｎ［δｍｉｎ］＝Ｎ［δｍｉｎ］＋Ｎａｄｄ
【００４６】
総荷重差及び変位相互差が所定量に満たない領域（図２中、符号24）では、制御を行わない。
【００４７】
これら総荷重差や変位相互差の評価は制御装置11により行う。また、この制御装置11には、別途、加圧体１・２を制御する際の制御量（一回に制御する荷重量や変位量の最大量等）を組み込んでおく。
【００４８】
また、α，δ，ε，ηは、部材３の剛性と試験要求精度から予め決定する。
【００４９】
以上により、本実施例の制御された複数の加圧体１・２による適正な部材３の加圧試験等が実現できることになる。
【００５０】
尚、加圧体を三台以上使用する場合への対応は、添え字ｉの範囲を拡張することにより行う。
【００５１】
本実施例は上述のようにするから、部材３の種類に関係なく該部材３を適正に加圧できる極めて実用性に秀れた加圧体を用いた加圧方法となる。
【００５２】
また、加圧体を複数台用いる場合にも簡単に対応することができる実用性，汎用性に秀れた加圧方法となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施例の加圧装置の説明図である。
【図２】  本実施例の制御領域を示す説明図である。
【符号の説明】
１・２  加圧体
３  部材
【図１】
0003899247.tif 000002
【図２】
0003899247.tif 000003