(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ油圧サーボ機構により駆動制御される鉛直負荷用シリンダおよび水平負荷用シリンダを備え、その各シリンダを駆動制御することにより、供試免震ゴムに対して鉛直方向への一定の圧縮負荷を加えつつ、水平方向への繰り返し負荷を加えて、免震ゴムの水平バネ特性を調査する２軸免震ゴム試験機において、上記鉛直負荷用シリンダの圧縮側ポートに、電磁弁を介して選択的にアキュムレータを接続し得るように構成されていることを特徴とする２軸免震ゴム試験機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は免震ゴムのバネ特性の調査等に用いられる２軸免震ゴム試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
免震ゴムのバネ特性を調査ないしは評価するための試験機として、２軸免震ゴム試験機が知られている。２軸免震ゴム試験機は、一般に、それぞれサーボ弁を用いた油圧サーボ機構によって駆動制御される鉛直負荷用シリンダおよび水平負荷用シリンダを備えるとともに、鉛直方向に可動の上圧盤と、水平方向に可動の下圧盤を備え、上圧盤と下圧盤の間に供試免震ゴムを挟み込んだ状態で、鉛直負荷用シリンダによって上圧盤を介して免震ゴムに一定の圧縮負荷を加えつつ、水平負荷用シリンダによって下圧盤を介して免震ゴムの下面に繰り返し荷重を加え、図３に例示するような水平荷重−水平変位特性を測定し、免震ゴムの水平方向へのバネ特性を調査する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、免震ゴムの高速度でのバネ特性の試験要求が増加する傾向にあるが、以上のような２軸免震ゴム試験機においては、水平負荷の繰り返し速度を速くしたとき、サーボ機構により鉛直負荷が一定となるように鉛直負荷用シリンダを制御しているにも係わらず、水平負荷の周期に対応して鉛直負荷が変動してしまうという問題がある。
【０００４】
すなわち、図４に模式的に示すように、免震ゴムＷを上圧盤４１と下圧盤４２の間に挟み込んだ状態で、上圧盤４１を介して一定の圧縮荷重を加え、かつ、下圧盤４２に対して水平方向への荷重を加えると、免震ゴムＷの高さがδＶだけ低くなる。この免震ゴムＷの高さの変化に起因して、鉛直方向への圧縮荷重が変動する。このとき、鉛直方向への圧縮負荷を加えるための鉛直負荷用シリンダを駆動制御する油圧サーボ機構は、この荷重の変動を抑制すべくサーボ弁の弁開度を調整するように動作する。水平方向への負荷の繰り返し速度が遅い場合には、図５（Ａ）にグラフを示すように鉛直荷重は一定に保たれるのであるが、水平負荷の繰り返し速度がサーボ弁の応答速度を越えていたり、あるいはサーボ弁の容量が上記の荷重変動に対処するには不足している場合には、鉛直負荷用シリンダに必要な圧油が供給されず、図５（Ｂ）に例示するように、鉛直方向への圧縮負荷が水平方向への繰り返し負荷に同期して変動してしまう。
【０００５】
この問題を解決するためには、鉛直負荷用シリンダを駆動するサーボ弁の高応答化並びに大容量化が必要となり、コスト上昇の原因となるばかりでなく、それにも限度があって、水平方向への繰り返し負荷速度をより高速度化すれば、鉛直方向への圧縮荷重を一定に保つことが困難となる。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、鉛直負荷用シリンダを駆動するサーボ弁を高応答化並びに大容量化することなく、水平方向負荷の繰り返し速度を高速度化しても、鉛直方向への圧縮負荷を一定に保つことのできる２軸免震ゴム試験機の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の２軸免震ゴム試験機は、それぞれ油圧サーボ機構により駆動制御される鉛直負荷用シリンダおよび水平負荷用シリンダを備え、その各シリンダを駆動制御することにより、供試免震ゴムに対して鉛直方向への一定の圧縮負荷を加えつつ、水平方向への繰り返し負荷を加えて、免震ゴムの水平バネ特性を調査する２軸免震ゴム試験機において、上記鉛直負荷用シリンダの圧縮側ポートに、電磁弁を介して選択的にアキュムレータを接続し得るように構成されていることによって特徴づけられる。
【０００８】
本発明は、鉛直負荷用シリンダの圧縮側ポートに、試験時においてアキュムレータを接続することにより、水平方向への繰り返し負荷による免震ゴムの高さの変化分に対応する圧油をの供給を、サーボ弁を介することなくアキュムレータから鉛直負荷用シリンダに供給することによって、所期の目的を達成しようとするものである。
【０００９】
すなわち、免震ゴムに対して鉛直方向に一定の圧縮負荷を加えた状態で、水平方向に繰り返し負荷を加えることにより、免震ゴムの高さがその繰り返し周期に同期して変化したとき、高さが減少する際には鉛直負荷用シリンダのピストンはそれにつれて下方に移動する。このとき、サーボ弁の応答が遅れて圧油の供給がなければ従来のように鉛直方向への圧縮荷重が減少するのであるが、本発明においては、鉛直負荷用シリンダの圧縮側ポートに接続されているアキュムレータに蓄圧されているため、鉛直負荷用シリンダのピストンの下方への移動時に、サーボ弁を介して圧油が供給されなくてもアキュムレータから鉛直負荷用シリンダに圧油が供給される結果、アキュムレータの容量を適切に選定してさえいれば、鉛直方向への圧縮負荷は殆ど変動することがない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の機械的構成を示す正面図である。
全体としてロ字形をしたフレーム１に、複数の鉛直リニアガイドベアリング２を介して上圧盤３が摺動自在に支持されており、その下方には、複数の水平リニアガイドベアリング４を介して下圧盤５が摺動自在に支持されている。上圧盤３には、フレーム１の上部に取付けれらた鉛直負荷用シリンダ６によって鉛直方向への負荷が付与される一方、下圧盤５には、フレーム１の側部に取り付けられた水平負荷用シリンダ７によって水平方向への負荷が付与される。
【００１１】
免震ゴムＷは上圧盤３と下圧盤５の間に挟み込まれた状態で試験に供され、この免震ゴムＷに作用する鉛直方向および水平方向への各荷重は、それぞれ鉛直ロードセル８および水平ロードセル９によって検出され、また、免震ゴムＷの鉛直方向および水平方向への変位（変形）は、鉛直負荷用シリンダ６および水平負荷用シリンダ７にそれぞれ内蔵されているストローク検出器によってそれぞれ検出される。
【００１２】
鉛直負荷用シリンダ６および水平負荷用シリンダ７は、それぞれに対応して設けられた油圧サーボ機構によって制御される。すなわち、鉛直負荷用シリンダ６および水平負荷用シリンダ７には、それぞれに専用のサーボ弁を介して油圧源からの圧油が供給され、その各サーボ弁は、鉛直負荷用シリンダ６については鉛直ロードセル８の出力を検出値とし、水平負荷用シリンダ７については内蔵のストローク検出器もしくは水平ロードセル９の出力を検出値として、その各検出値があらかじめ設定されている各目標値に一致するように、それぞれの弁開度が制御される。水平バネ特性の調査に当たっては、鉛直負荷用シリンダ６は供試免震ゴムＷに対して鉛直方向への一定の圧縮荷重が作用するように駆動制御され、また、水平負荷用シリンダ７は、供試免震ゴムＷに対して水平方向への繰り返し負荷が加えられるように駆動制御される。
【００１３】
さて、この実施の形態の特徴は、鉛直負荷用シリンダ６を駆動するための油圧回路にあり、図２にその油圧回路図を示す。
鉛直負荷用シリンダ６は、前記したようにサーボ弁１０を介して油圧源から圧力ライン１４ａを通じて供給される圧油によって動作するのであるが、この鉛直負荷用シリンダ６の圧縮側ポート６ａとサーボ弁１０の間に、電磁方向制御弁１１を介してアキュムレータ１２が接続されている。また、鉛直負荷用シリンダ６の引張側ポート６ｂとサーボ弁１０との間にも電磁方向制御弁１３が挿入されており、これらの電磁方向制御弁１１および１３は互いに同期して駆動制御され、試験開始前の免震ゴムＷの取付け時等においては、図２に示されるように各ソレノイドがＯＦＦの状態とされ、試験時には各ソレノイドがＯＮの状態とされる。
【００１４】
以上の回路構成において、各電磁方向制御弁１１，１３が図２に示す状態にあるとき、アキュムレータ１２は鉛直負荷用シリンダ６の圧縮側ポート６ａに対して遮断され、かつ、戻りライン１４ｂに接続された状態となり、また、引張側ポート６ｂがサーボ弁１０に直結された状態となる。この状態では、サーボ弁１０の動作によって鉛直負荷用シリンダ６が直接的に動き、供免震ゴムＷの取付け等は従来と同様の操作で行うことができる。
【００１５】
図２の状態から各電磁方向制御弁１１，１３のソレノイドをＯＮにすると、鉛直負荷用シリンダ６の圧縮側ポート６ａとサーボ弁１０との間にアキュムレータ１０が接続された状態となるとともに、引張側ポート６ｂはサーボ弁１０を迂回して戻りライン１４ｂに接続された状態となる。この状態でサーボ弁１０を駆動して鉛直負荷用シリンダ６の圧縮側ポート６ａに圧力ライン１４ａを接続すると、鉛直負荷用シリンダ６は供試免震ゴムＷに対して圧縮負荷を加えるように動作すると同時に、圧油はアキュムレータ１２にも圧油が供給されて蓄圧される。サーボ機構の動作により、サーボ弁１０の弁開度を制御し、供試免震ゴムＷに鉛直方向への一定の圧縮負荷を加えた状態で、水平負荷用シリンダ７を駆動して水平方向への繰り返し負荷を加えると、その繰り返し周期に同期して免震ゴムＷが変形し、前記したようにその高さが変化して鉛直負荷用シリンダ６のピストンが変位する。このとき、アキュムレータ１２に所要圧力下で蓄えられている圧油が鉛直負荷用シリンダ６の圧縮側ポート６ａに供給されるため、鉛直負荷用シリンダ６は、供試免震ゴムＷの変形に伴ってそのピストンが変位しても、その内部圧力は殆ど変化せず、供試免震ゴムＷに作用する鉛直方向への圧縮荷重は略一定に保たれる。
【００１６】
従って、水平方向への繰り返し負荷の速度が速く、サーボ弁１０の応答速度を越えていたり、あるいはサーボ弁１０の容量不足に起因して、サーボ弁１０を介して鉛直負荷用シリンダ６に所要量の圧油が供給されなかっても、免震ゴムＷの鉛直方向への圧縮荷重が水平方向への繰り返し負荷に同期して大きく変動せず、略一定の鉛直方向荷重を維持することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、鉛直負荷用シリンダの圧縮側ポートに電磁弁を介してアキュムレータを選択的に接続できるように構成しているから、免震ゴムに鉛直方向への一定の圧縮荷重を加えつつ、水平方向に繰り返し負荷を加えるバネ特性試験を行う際、水平方向への負荷の繰り返し速度を速くして、鉛直負荷用シリンダを駆動するサーボ弁の応答速度や容量がそれに対処できない場合でも、鉛直方向への圧縮荷重の変動を抑制することができ、低コストで高性能の２軸免震ゴム試験機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の機械的構成を示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の鉛直負荷用シリンダ６の駆動用の油圧回路図である。
【図３】２軸免震ゴム試験機により得られる免震ゴムの水平荷重−水平変位特性の例の説明図である。
【図４】免震ゴムに鉛直方向への一定の圧縮負荷を加えつつ水平方向への繰り返し負荷を加えたときに、鉛直方向への圧縮荷重が変動する原因の説明図である。
【図５】従来の２軸免震ゴム試験機による鉛直方向への圧縮負荷と水平方向への繰り返し負荷の関係の説明図で、（Ａ）は水平方向への負荷の繰り返し速度が遅い場合の、また、（Ｂ）はその速度が速い場合の例をそれぞれ示すグラフである。
【符号の説明】
１  フレーム１
２  鉛直リニアガイドベアリング
３  上圧盤
４  水平リニアガイドベアリング
５  下圧盤
６  鉛直負荷用シリンダ
６ａ  圧縮側ポート
６ｂ  引張側ポート
７  水平負荷用シリンダ
８  鉛直ロードセル
９  水平ロードセル
１０  サーボ弁
１１，１３  電磁方向制御弁
１２  アキュムレータ
１４ａ  圧力ライン
１４ｂ  戻りライン
Ｗ  免震ゴム
【図１】
0003981789.tif 000002
【図２】
0003981789.tif 000003
【図３】
0003981789.tif 000004
【図４】
0003981789.tif 000005
【図５】
0003981789.tif 000006