(57)【要約】【課題】構造物の載荷試験に関し、吊り下げられた錘の荷重を構造物に加えたまま錘の位置を簡便に調整すること。【解決手段】航空機の機体の複数の載荷箇所Ｐの各々に、ワイヤ１１を用いて吊り下げられた錘１２の荷重を加える載荷装置１０は、錘１２およびワイヤ１１と、錘１２の位置を上下方向に調整可能な巻取機２０と、を備えている。錘１２をワイヤ１１に接続したまま巻取機２０によりワイヤ１１を巻き取って錘１２の位置を調整することにより、錘１２が床１４等の周囲の部材に干渉することを避けることができるので、強度試験をスムーズに進めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の複数の載荷箇所の各々に、線状部材を用いて吊り下げられた錘の荷重を加える載荷装置であって、
前記錘と、
前記線状部材と、
前記錘の位置を上下方向に調整可能な調整部と、を備えている、
ことを特徴とする載荷装置。
【請求項２】
前記載荷箇所よりも上方に設置されて前記線状部材が掛け回される定滑車を備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載の載荷装置。
【請求項３】
前記調整部は、
前記錘に結合される結合部と、
トルクが与えられることで前記線状部材が巻き取られるドラムと、を備える、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の載荷装置。
【請求項４】
前記定滑車よりも下方で前記錘を受ける動滑車を備え、
前記調整部は、
前記動滑車よりも上方で、前記調整部に作用する力の反力を受け持つ部材に設置される設置部と、
トルクが与えられることで前記線状部材が巻き取られるドラムと、を備え、
前記線状部材は、
前記定滑車および前記動滑車を経由し、前記調整部の前記ドラムに巻き取られる、
ことを特徴とする請求項２に記載の載荷装置。
【請求項５】
前記反力を受け持つ部材は、
前記載荷装置を用いる試験に伴う作業が行われる架構であり、
前記架構に設置される前記調整部は、
前記架構における所定の領域に集められている、
ことを特徴とする請求項４に記載の載荷装置。
【請求項６】
前記調整部は、
前記線状部材に接続されて垂下する第１ネジと、
前記錘に接続されて前記第１ネジと係合する第２ネジと、を備える、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の載荷装置。
【請求項７】
前記錘は、
前記線状部材の軸線周り方向に並んだ、前記調整部としての複数のピースを有し、
複数の前記ピースは、
前記線状部材の軸線方向に沿って垂下した状態と、
前記垂下した状態から前記線状部材の径方向外側へと拡がった状態を経て、前記軸線方向に沿って起立した状態とに、
姿勢を上下方向に反転させることが可能である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の載荷装置。
【請求項８】
前記錘は、
前記線状部材の軸線周り方向に並んだ複数のピースを有し、
複数の前記ピースのうち前記線状部材の直径方向に対向するもの同士が組をなして組み付けられ、
前記組毎に、
前記線状部材に沿って前記ピースをスライド可能である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の載荷装置。
【請求項９】
前記構造物である航空機の試験に用いられる、
請求項１から８のいずれか一項に記載の載荷装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の載荷装置により、
複数の前記載荷箇所の各々に、前記線状部材を用いて吊り下げた前記錘の荷重を加える試験の方法であって、
前記錘が周囲の部材に干渉することを避けるように、前記錘の上下方向の位置を前記調整部により調整する、
ことを特徴とする載荷試験方法。
【請求項１１】
複数の前記載荷箇所の各々に、前記載荷箇所よりも上方に設置した定滑車に掛け回された前記線状部材を用いて吊り下げた前記錘の荷重を加えながら、前記構造物に所定の荷重を加える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の載荷試験方法。
【請求項１２】
前記定滑車を使用して前記錘の荷重により前記構造物を吊り上げることで前記構造物の自重をキャンセルしながら、前記構造物に所定の荷重を加える試験を荷重条件を変えて行うにあたり、
複数の前記載荷箇所の各々に前記錘および前記定滑車による吊り上げ荷重を加えることで前記構造物の自重をキャンセルした状態とし、
演算装置を備えた載荷試験用情報処理装置により、前記荷重条件が異なる複数の試験ケース毎に複数の前記錘の各々の初期位置からの位置調整量を求めるステップと、
複数の前記錘の各々の前記位置調整量を示すマーキングを、該当する前記錘を吊り下げる前記線状部材または前記調整部に施すステップと、を行う、
ことを特徴とする請求項１１に記載の載荷試験方法。
【請求項１３】
前記錘の前記位置調整量を求めるステップでは、
前記構造物に生じる変位量を見積もることで得られた見積構造物変位量と、
複数の前記載荷箇所の各々における前記構造物の変位量を見積もることで得られた見積載荷箇所変位量と、
複数の前記載荷箇所にそれぞれ対応する前記錘の変位量を見積もることで得られた見積錘変位量と、を用いて、
前記錘の前記位置調整量を求める、
ことを特徴とする請求項１２に記載の載荷試験方法。
【請求項１４】
前記定滑車を使用して前記錘の荷重により前記構造物を吊り上げることで前記構造物の自重をキャンセルしながら、前記構造物に所定の荷重を加える試験を荷重条件を変えて行うにあたり、
複数の前記載荷箇所の各々に前記錘および前記定滑車による吊り上げ荷重を加えることで前記構造物の自重をキャンセルした状態とし、
演算装置を備えた載荷試験用情報処理装置により、前記錘の位置調整作業の回数を相対的に少なくする観点より、前記荷重条件が異なる複数の試験ケースを実施する順序を定めるステップを行い、
前記順序に従って前記試験ケースを実施する、
ことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載の載荷試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機等の大型構造物を対象とする載荷試験に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の強度試験では、機体の自重をキャンセルした上で、空力荷重等の解析に基づく所定の荷重を機体に加えている。
自重を配分するため、機体上には例えば数十〜１００程度の多点が選定される。多点の各々に取り付けられるワイヤに接続された錘の荷重を、架構に設置された滑車により上向きに作用させることで機体の自重をキャンセルしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
機体の自重をキャンセルした上で、油圧アクチュエータ等により機体に荷重を加えた際に機体が変形し、それに伴って錘が下方へと変位して床に着いてしまうことがある。
図１５（ａ）は、錘１２の荷重を滑車１３により上向きに作用させることで機体１の自重がキャンセルされた状態を示し、図１５（ｂ）は、機体１に更に荷重が負荷し、錘１２が床１４に着いた状態を示している。
錘１２を機能させるため、床１４に錘１２が着いた、あるいは着きそうになると、錘１２を吊り下げるワイヤ１１の長さを短くするといった（図１５（ｃ））、錘１２の上下方向の位置の調整作業が必要となる。
ここで、機体１が変位しても錘１２が床１４に着きようのない程、十分に高い位置に滑車１３を設置していれば、錘１２の位置を調整する必要がない。しかし、高い位置に滑車１３を設置可能なより大型の架構が必要となる。
【０００４】
試験場のスペースやコストの観点から架構の大きさには限りがあるため、強度試験中に錘の位置の調整作業が想定される。
その作業に関して、以下のような課題が存在する。
（１）錘の位置を調整するためにワイヤから錘を一旦取り外すと（図１５（ｃ））、錘を戻すまでの間、試験が中断される。
（２）錘の取外し、取り付けを含む錘の位置の調整作業に手間を要する。
（３）位置を調整する必要がある複数の錘を同時に取り外し、それらの錘の位置の調整作業を並行して行おうとすると、それらの錘の荷重が同時に抜けてしまうため機体のバランスを維持できなくなる恐れがある。そのため、複数の錘を１つずつ順番に取り外してその位置を調整することとなって作業に時間が掛かる。
【０００５】
以上で説明した課題は、航空機以外の構造物にも当てはまる。
また、当該課題は、滑車の使用を問わず、吊り下げられた錘の荷重により構造物に載荷する試験全般に当てはまる。
【０００６】
本発明は、構造物の載荷試験に関し、吊り下げられた錘の荷重を構造物に加えたまま錘の位置を簡便に調整することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の載荷装置は、構造物の複数の載荷箇所の各々に、線状部材を用いて吊り下げられた錘の荷重を加える載荷装置であって、錘と、線状部材と、錘の位置を上下方向（鉛直方向）に調整可能な調整部と、を備えていることを特徴とする。
上記でいう「錘の位置を上下方向に調整」とは、荷重の印加により構造物が変位することに伴って錘が上下方向に変位することとは異なり、本発明における調整部は、構造物の変位に錘が追従しながら、錘の上下方向の位置を積極的に調整するものである。
【０００８】
本発明の載荷装置は、載荷箇所よりも上方に設置されて線状部材が掛け回される定滑車を備えることができる。その場合は、定滑車により錘の荷重を構造物に上向きに作用させて構造物を吊り上げることができる。
【０００９】
本発明の載荷装置において、調整部は、錘に結合される結合部と、トルクが与えられることで線状部材が巻き取られるドラムと、を備えることが好ましい。
【００１０】
本発明の載荷装置において、定滑車よりも下方で錘を受ける動滑車を備え、調整部は、動滑車よりも上方で、調整部に作用する力の反力を受け持つ部材に設置される設置部と、トルクが与えられることで線状部材が巻き取られるドラムと、を備え、線状部材は、定滑車および動滑車を経由し、調整部のドラムに巻き取られることが好ましい。
【００１１】
上記構成において、反力を受け持つ部材は、載荷装置を用いる試験に伴う作業が行われる架構であり、架構に設置される調整部は、架構における所定の領域に集められていることが好ましい。
【００１２】
本発明の載荷装置において、調整部は、線状部材に接続されて垂下する第１ネジと、錘に接続されて第１ネジと係合する第２ネジと、を備えることが好ましい。
【００１３】
本発明の載荷装置において、錘は、線状部材の軸線周り方向に並んだ、調整部としての複数のピースを有し、複数のピースは、線状部材の軸線方向に沿って垂下した状態と、垂下した状態から線状部材の径方向外側へと拡がった状態を経て、軸線方向に沿って起立した状態とに、姿勢を上下方向に反転させることが可能であることが好ましい。
【００１４】
本発明の載荷装置において、錘は、線状部材の軸線周り方向に並んだ複数のピースを有し、複数のピースのうち線状部材の直径方向に対向するもの同士が組をなして組み付けられ、組毎に、線状部材に沿ってピースをスライド可能であることが好ましい。
ピース同士が「線状部材の直径方向に対向する」ことには、ピース同士が点対称に位置していることが含まれる。
【００１５】
本発明の載荷装置は、構造物である航空機の試験に好ましく適用することができる。
【００１６】
本発明の載荷試験方法は、上述の載荷装置により、複数の載荷箇所の各々に、線状部材を用いて吊り下げた錘の荷重を加える試験の方法であって、錘の上下方向の位置を調整部により調整することで、周囲の部材への干渉を避けることを特徴とする。
【００１７】
本発明の載荷試験方法において、複数の載荷箇所の各々に、載荷箇所よりも上方に設置した定滑車に掛け回された線状部材を用いて吊り下げた錘の荷重を加えながら、構造物に所定の荷重を加えることができる。
【００１８】
本発明の載荷試験方法において、定滑車を使用して錘の荷重により構造物を吊り上げることで構造物の自重をキャンセルしながら、構造物に所定の荷重を加える試験を荷重条件を変えて行うにあたり、複数の載荷箇所の各々に錘および定滑車による吊り上げ荷重を加えることで構造物の自重をキャンセルした状態とし、演算装置を備えた載荷試験用情報処理装置により、荷重条件が異なる複数の試験ケース毎に複数の錘の各々の初期位置からの位置調整量を求めるステップと、複数の錘の各々の位置調整量を示すマーキングを、該当する錘を吊り下げる線状部材または調整部に施すステップと、を行うことが好ましい。
【００１９】
上記の載荷試験方法において、錘の位置調整量を求めるステップでは、構造物に生じる変位量を見積もることで得られた見積構造物変位量と、複数の載荷箇所の各々における構造物の変位量を見積もることで得られた見積載荷箇所変位量と、複数の載荷箇所にそれぞれ対応する錘の変位量を見積もることで得られた見積錘変位量と、を用いて、錘の位置調整量を求めることが好ましい。
【００２０】
本発明の載荷試験方法において、定滑車を使用して錘の荷重により構造物を吊り上げることで構造物の自重をキャンセルしながら、構造物に所定の荷重を加える試験の荷重条件を変えて行うにあたり、複数の載荷箇所の各々に錘および定滑車による吊り上げ荷重を加えることで構造物の自重をキャンセルした状態とし、演算装置を備えた載荷試験用情報処理装置により、錘の位置調整作業の回数を相対的に少なくする観点より、荷重条件が異なる複数の試験ケースを実施する順序を定めるステップを行い、順序に従って試験ケースを実施することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の載荷装置およびそれを用いる載荷試験方法によれば、調整部により錘を線状部材に接続したまま錘の位置を調整することにより、錘が床等の周囲の部材に干渉することを避けることができるので、構造物の強度試験を、作業者の安全を確保して、スムーズに進めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る航空機の強度試験に用いられる載荷装置を示す模式図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す載荷装置に備えられた錘の側面図である。（ｂ）は、錘の鋼板を示す平面図である。
【図３】（ａ）は、主翼の上曲げ変形に伴って錘が下がることを示す図である。（ｂ）は、滑車がより高い位置に設置された状態を示す図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、錘の位置の調整部の第１変形例に係る模式図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、錘の位置の調整部の第１変形例に係る模式図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、錘の位置の調整部の第２変形例に係る模式図である。（ｃ）は（ａ）および（ｂ）のVIc−VIc線断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、錘の位置の調整部の第３変形例に係る模式図である。（ｂ）は錘のピースの横断面図である。（ｄ）は（ａ）および（ｃ）のVIId−VIId線断面図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、錘の位置の調整部の第４変形例に係る模式図である。
【図９】第２実施形態に係る載荷装置を示す模式図である。
【図１０】架構の所定の領域に調整部が集められていることを示す模式図である。
【図１１】第３実施形態に係る強度試験方法の手順を示す図である。
【図１２】第４実施形態に係る強度試験方法の手順を示す図である。
【図１３】第４実施形態に係る強度試験にあたり錘の位置調整量をマーキングした状態を示す模式図である。
【図１４】第５実施形態に係る強度試験方法の手順を示す図である。
【図１５】従来の錘の位置調整作業を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
本実施形態では、航空機の強度試験を例に取り、本発明の多点載荷試験方法および当該試験に用いる載荷装置について説明する。
航空機の強度試験（載荷試験）では、機体の自重をキャンセル（自重補正）した上で、空力荷重の解析等に基づく荷重を機体に加える。
機体の自重をキャンセルするために機体を吊り上げるにあたり、図１に示す載荷装置１０が用いられる。
機体上に選定した例えば数十〜１００程度の載荷箇所Ｐの各々に、載荷装置１０により荷重が印加される。
多数の載荷箇所Ｐのそれぞれに対応する載荷装置１０は、いずれも、ワイヤ１１により吊り下げられる錘１２の荷重を、ワイヤ１１が掛け回される滑車１３を使用して載荷箇所Ｐで上向きに作用させることで、載荷箇所Ｐに配分された自重をキャンセルする。
【００２４】
図１に示す載荷装置１０は、航空機の主翼１Ａの翼端に選定された載荷箇所Ｐに載荷する。
主翼１Ａの自重による曲げモーメントにより、翼端は主翼１Ａの胴体への接合部に対して下方へと変位するが、載荷装置１０による自重キャンセルによって翼端の位置が上方へと変位する。
載荷装置１０は、錘１２と、錘１２を吊り下げるワイヤ１１と、ワイヤ１１が掛け回される滑車１３と、ワイヤ１１を巻き取ることで錘１２の位置を上下方向に調整可能な調整部としての巻取機２０とを備えている。錘１２は、試験場の床１４（あるいは地面）と滑車１３との間に収まるように吊り下げられている。
多数の載荷箇所Ｐに個別に対応する載荷装置１０の各々に備えられる滑車１３はいずれも、柱および梁が組み上げられた架構１５に設置されている。
【００２５】
錘１２は、載荷箇所Ｐに配分された自重に対応する重量を有する。
本実施形態の錘１２は、図２（ａ）に示すように、鋼板１６１の積層体１６と、積層体１６を覆うカバー１７とを備えており、円柱状の外観を呈している。
積層体１６は、複数の鋼板１６１と、それらの鋼板１６１を積層した状態に保持するホルダ１８とを有している。
図２（ｂ）に示すように、外形が円形である鋼板１６１の周上の一箇所から平面中心にかけてスロット１６３が形成されている。
ホルダ１８は、円板状の底板１８１と、底板１８１から起立する保持棒１８２とを有している。
保持棒１８２は、積層される鋼板１６１の各々のスロット１６３を貫いている。
【００２６】
載荷箇所Ｐに配分された自重に応じて必要な枚数の鋼板１６１を底板１８１上に支持し、それらの鋼板１６１をカバー１７により覆うことで、鋼板１６１、ホルダ１８、およびカバー１７を一体に取り扱うことができる。
錘１２は、上記の構成に限らず、適宜な形態に構成することができる。
【００２７】
ワイヤ１１は、巻取機２０から引き出され、図１に示すように、主翼１Ａの上側スキンに位置する載荷箇所Ｐに図示しない取付具を介して取り付けられている。ワイヤ１１は、載荷箇所Ｐから上方へと延びており、滑車１３に掛け回される。
滑車１３は、詳しい図示を省略するが、回転可能な索輪と、索輪を回転可能に支持し、架構１５に固定される支持部とを備えた定滑車である。
滑車１３は、載荷箇所Ｐよりも上方に位置しており、滑車１３により錘１２の荷重が載荷箇所Ｐに上向きに作用することで、主翼１Ａの自重の一部がキャンセルされる。このとき滑車１３に作用する力の反力を架構１５が受け持つ。なお、滑車１３を架構１５以外の反力がとれる部材に設置することもできる。
【００２８】
載荷箇所Ｐの上下方向の位置は、主翼１Ａの変位量が変わることで移動するが、強度試験を通じて最も上方に移動したときの載荷箇所Ｐの位置よりも上方に滑車１３が位置している。そのため、載荷箇所Ｐに上向きの荷重を確実に作用させることができる。
【００２９】
滑車１３と錘１２との間に、同じワイヤ１１に掛け回される他の滑車が介在していてもよい。
【００３０】
さて、航空機の強度試験を行う際には、主翼１Ａを含む機体に設定された多数の載荷箇所Ｐの各々に取り付けられたワイヤ１１に接続された錘１２の荷重を滑車１３を介して上向きに作用させることで、機体の自重の全体をキャンセルする。引き続き自重をキャンセルしながら、単一または複数の油圧アクチュエータ１９（図３（ａ））等の載荷手段を用いて、解析に基づく所定の荷重を機体の適宜な位置に印加する。
本実施形態において行う強度試験は、荷重条件が相違する複数の試験ケースからなり、油圧アクチュエータ１９により荷重が印加される位置や荷重の大きさ等を内容とする各種の荷重条件が試験ケース毎に定められている。
試験ケースに基づいて、例えば、主翼１Ａに、上方への曲げ変形を生じさせる空力荷重を模擬した荷重が加えられる。図３（ａ）に示すように主翼１Ａが上方へと曲げられると、錘１２は下方へと変位する。
【００３１】
このような強度試験の過程で、機体の変位により錘１２が床１４に着いてしまうことが想定される。錘１２が床１４に着いてしまうと錘１２の荷重が床１４により支持されるので（図１５（ｂ）参照）、載荷箇所Ｐに配分された自重が錘１２の荷重によりキャンセルされない。
そのため、錘１２が床１４に着かないように錘１２の上下方向の位置を調整すると良いが、錘１２の位置を調整するために錘１２を一旦ワイヤ１１から取り外してしまうと（図１５（ｃ）参照）、その錘１２による自重のキャンセルは効かなくなる。
【００３２】
以上を踏まえて、本実施形態の載荷装置１０は、錘１２の荷重を載荷箇所Ｐに作用させながら錘１２の位置を上下方向に調整可能な調整部としての巻取機２０（図１）を備えている。
巻取機２０により巻き取り可能なワイヤ１１により錘１２が吊り下げられている。
載荷箇所Ｐのそれぞれに対応する巻取機２０によりワイヤ１１を巻き取って錘１２の位置を床１４よりも上方に保つことで、機体全体の自重をキャンセルしたまま油圧アクチュエータ等により機体に荷重を入力することができるので、所定の強度試験を行うことができる。
また、試験を終えて錘１２を床１４へと下ろす際にも、巻取機２０を用いることができる。
【００３３】
強度試験中の機体の変位により、床１４以外にも、架構１５や、試験場に配置されたその他の設備等に錘１２が干渉するおそれがある。また、図３（ａ）に示す例とは逆に、主翼１Ａが下方へと曲げられたために錘１２が上方へと変位すると、錘１２が滑車１３に干渉するおそれがある。
そういった場合にも、巻取機２０により錘１２を上げ下げすることで、架構１５等に錘１２の荷重が支持されることを避け、自重がキャンセルされた状態を維持することができる。
【００３４】
巻取機２０は、錘１２の保持棒１８２に結合されるケーシング２１と、ケーシング２１に軸支され軸周りにトルクが与えられることでワイヤ１１が巻き取られるドラム２２と、ドラム２２にワイヤ１１を巻き取る回転操作が可能なハンドル２３と、ハンドル２３を回転させる力を減速してドラム２２に伝達する図示しない減速機構と、ドラム２２の逆回転を規制するラチェットやワンウェイクラッチ等の図示しない巻戻り規制部とを備えている。
巻取機２０は、その他に、ワイヤ１１を巻き戻す際にドラム２２の回転を制動する制動機構と、錘１２を付けずにドラム２２からワイヤ１１を引き出して載荷箇所Ｐに取り付けたり滑車１３に掛け回す際に規制機構・制動機構に対してドラム２２が空転する状態と、ワイヤ１１をドラム２２に巻き取る状態とに巻取機２０の動作を切り替える切替部２４とを備えている。
巻取機２０の構成として、公知の構成を適宜採用することができる。
【００３５】
ハンドル２３を回転させると、減速機構の減速比に応じたトルクがドラム２２に与えられるので、錘１２を吊り下げているワイヤ１１をドラム２２に巻き取ることができる。ワイヤ１１の巻き取られた長さの分だけ、巻取機２０および錘１２が上方に変位するので、錘１２を取り外すことなく錘１２の位置を調整することができる。
巻取機２０に錘１２が付いたままの状態でワイヤ１１を巻き取る本実施形態では、錘１２の取り外し、取り付けの手間を要しない。
加えて、ハンドル２３を回してワイヤ１１を巻き取る簡単な操作により、錘１２の位置を簡便に調整することができる。
【００３６】
以上で説明したように、載荷装置１０に備えられた巻取機２０により、錘１２を取り外さずに錘１２の荷重を載荷箇所Ｐに作用させたまま錘１２の位置を床１４等の周囲の部材に干渉しないように調整することができる。したがって、機体を自重がキャンセルされた状態に保ちながら、航空機の強度試験をスムーズに進めることができる。
【００３７】
また、巻取機２０を備えていることで、必要に応じて錘１２を床１４に対して離すことができるので、図３（ａ）に示すように、機体の上方への変位に伴って錘１２が下がったときに備えて滑車１３をより高い位置に設置しておく必要がない。
図３（ｂ）に示すように、十分に高い位置に滑車１３を設置すれば、強度試験中の機体の変位量に対して十分な距離Ｄが錘１２と床１４との間に確保されるが、滑車１３の位置が高い分だけ架構１５が大型化する。また、最大５００ｋｇ程度の重量物となる鐘が上方に位置すると、人が作業する場としては、安全上好ましいとは言えない。
本実施形態によれば、錘１２の位置を適時に調整可能であることにより、架構１５の大型化を避けることができるので、試験場においてスペースの制約があっても航空機の強度試験を行うことができるとともに、強度試験のコストを抑えることができる。また、安全性も確保出来る。
【００３８】
本実施形態は、錘１２を取り外すことなく錘１２の位置を調整可能であることにより、特に、多数の載荷箇所Ｐに荷重を加える試験をスムーズに進める上で効果が大きい。以下、説明する。
ある試験ケースの荷重条件に基づいて、巻取機２０から適切と思われる長さだけワイヤ１１を引き出して滑車１３や載荷箇所Ｐにセットしていると、別の試験ケースに移行した際に荷重条件が変わることで複数の錘１２が床１４に着きそうになることがあり得る。
その際にワイヤ１１を短くするといった調整作業のために錘１２を一旦取り外すと、機体に作用する荷重が錘１２の分だけ抜けることになる。
【００３９】
そのため、仮に巻取機２０がなく、床１４に対する位置の調整が必要な複数の錘１２を同時に取外し、それらの錘１２のそれぞれに対応するワイヤ１１を短くするとすれば、それら複数の錘１２の荷重が同時に抜けた結果、機体がバランスを失ってしまう恐れがある。
上記のように複数の錘１２を同時に取り外すと機体のバランスを失う恐れがあるため、複数の錘１２を一つずつ順番に取外して調整作業を行うとする。その場合、錘１２の取外し・取り付けも、錘１２が接続されたワイヤ１１の調整作業も、複数の錘１２の間で並行して行うことができないので、各錘１２の位置調整作業を終えるまでに時間が掛かる。
【００４０】
一方、本実施形態では、錘１２を取り外すことなく巻取機２０により錘１２の位置調整が可能なので錘１２の荷重が抜けて機体バランスを失う心配が無く、複数の錘１２の各々の位置を確認しながら、それらの錘１２の間で並行して位置調整作業を進めることができる。そのため、錘１２の位置調整作業を速やかに終えることができるので、試験時間の短縮に寄与することができる。調整する錘１２の数が多いほど時間短縮効果が高い。
【００４１】
本実施形態において、巻取機２０のドラム２２にトルクを与える電動機等の動力源を導入することもできる。
巻取機２０としては、公知の種々の荷役機械を用いることができる。例えば、ウィンチやホイスト、レバーブロック（登録商標）を挙げることができる。
また、錘１２に接続されるワイヤ１１の代わりにロープ、紐等の適宜な線状部材を用いることができる。
【００４２】
以下、第１実施形態の巻取機２０と置換可能な調整部の例について説明する。
＜第１変形例＞
錘１２の位置を調整するために、図４（ａ）および（ｂ）に示すようにネジを有した調整部３０を用いることができる。
調整部３０は、錘１２の軸部に設けられる雌ネジ３１と、雌ネジ３１の内側に上方から係合する雄ネジ３２とを備えている。
【００４３】
雌ネジ３１は、錘１２の軸線上を延びており、錘１２の底板１８１や天板１８３に固定されている。雌ネジ３１が底板１８１を貫通し、底板１８１から下方に突出していてもよい。雌ネジ３１が天板１８３を貫通し、天板１８３から上方に突出していてもよい。
積層された鋼板１６１をまとめる保持棒１８２（図２（ａ））の軸部に雌ネジ３１を埋設することもできる。
【００４４】
雄ネジ３２は、図示しないブラケットを介して予め定められた長さのワイヤ１１に接続されており、垂下している。
雌ネジ３１に上方から雄ネジ３２を受け入れた状態で、工具等を用いて雄ネジ３２と雌ネジ３１とを相対回転させると、雄ネジ３２が雌ネジ３１の内側に下方に向けてネジ込まれる。これに伴い、雌ネジ３１および錘１２が雄ネジ３２に対して上方に向けて変位する。
雄ネジ３２と雌ネジ３１とを逆向きに相対回転させると、雌ネジ３１の内側から上方に向けて雄ネジ３２が抜け出る。これに伴い、雌ネジ３１および錘１２が雄ネジ３２に対して下方に向けて変位する。
したがって、雄ネジ３２と雌ネジ３１とを適切な向きに相対回転させることで、床１４等の周囲の部材に干渉しないように錘１２の上下方向の位置を調整することができる。
【００４５】
強度試験時に錘１２の位置を調整するために必要な長さの雌ネジ３１および雄ネジ３２が用意される。そして、雌ネジ３１の内側の適宜な深さにまでに雄ネジ３２をネジ込んだ状態として試験を行う。
図４に示すように雄ネジ３２の半分程度が雌ネジ３１の上端から露出している状態で強度試験を行うと、錘１２を上方にも下方にも十分な変位量で変位させることができる。
雌ネジ３１が錘１２の上端から下端まで延びているとすると、最大で錘１２の上下方向の寸法（高さ）の分だけ錘１２の位置を調整することができる。
【００４６】
錘１２を調整した位置に保つために、雌ネジ３１と雄ネジ３２との相対回転を規制または抑制する回り止め用部材（ナット等）が調整部３０に備えられていることが好ましい。
【００４７】
図４に示す構成では、雌ネジ３１が錘１２の内部に位置しており、錘１２の内部で雌ネジ３１と雄ネジ３２とを係合させることで錘１２の位置を調整することができる。そのため、図５（ａ）に示すように、いずれも錘１２の外部に位置する雌ネジ３１と雄ネジ３２とを係合させる場合と比べ、錘１２と床１４との間に間隔を確保しつつ床１４から滑車１３までの高さを抑えて架構１５を小型化することができる。
【００４８】
図５（ａ）に示す構成は、錘１２の位置が調整可能であることにより、錘１２の位置を調整可能な調整部を有していない構成（図３（ｂ））と比べると、錘１２と床１４との間に十分な間隔を確保する必要がない分、床１４から滑車１３までの高さを抑えることができる。そのため、図５（ａ）に示す構成も許容される。
【００４９】
ワイヤ１１に直接または間接に接続されたネジと、錘１２に直接または間接に接続されたネジとを係合させることで、錘１２の位置を調整することができる限り、ネジを利用した錘１２の位置の調整部３０を適宜に構成することができる。
例えば、図５（ｂ）に示すように、錘１２の軸部に設けられた雄ネジ３２と、ワイヤ１１に接続され垂下する雌ネジ３１とが係合するように調整部３０が構成されていてもよい。
【００５０】
＜第２変形例＞
図６（ａ）に示す構成では、錘４２自身が、錘４２の位置の調整部４０を兼ねている。
錘４２は、複数のピース４３に分割されている。それらのピース４３は、予め定められた長さのワイヤ１１により支持された円板４４にチェーン４５等で吊り下げられている。そして、ピース４３は、円板４４よりも下方に垂下した状態でワイヤ１１の軸線周り方向に点対称に並んでいる。
錘４２が有する複数のピース４３は、図６（ａ）に示すようにワイヤ１１の軸線方向に沿って垂下した状態と、図６（ｂ）に示すようにワイヤ１１の軸線方向に沿って起立した状態とに、ワイヤ１１に接続されたまま姿勢が上下方向に反転されることにより、錘４２の位置の調整部４０として機能する。
【００５１】
錘４２のピース４３は、図６（ｃ）に示す例では全部で８個あり、同一の断面菱形形状に形成されている。
それらのピース４３は、垂下した状態でも（図６（ａ））起立した状態でも（図６（ｂ））、ワイヤ１１の軸線周り方向に並んでおり、１つの錘４２として機能する。８個のピース４３は、錘４２の軸心に対して点対称に位置する４組のピース４３からなる。
ピース４３の個数や断面形状は、ここに示す例に限らず、適宜に定めることができる。
各ピース４３は、同一断面（ここでは菱形）の複数の板が錘４２の軸方向に集合したものになっており、それらの板に形成された孔４３Ａにワイヤや棒等を通すことで一つにまとめられている。各ピース４３を構成する板の数を増減させることで、必要な荷重を得ることができる。
【００５２】
ピース４３が垂下した状態では、錘４２が図６（ａ）に示す位置にあり、床１４から錘４２までの距離がＤ１である。その状態から各ピース４３の下端側を持ち上げると、二点鎖線で示すようにピース４３がワイヤ１１の径方向外側へと拡がった状態となり、さらに持ち上げると、円板４４よりも上方に起立した状態となる（図６（ｂ））。すると、錘４２の位置が上昇し、床１４から錘４２までの距離がＤ２に拡大される。
【００５３】
図６（ｂ）に示すように起立したピース４３を保持するために、各ピース４３の起立時の上端（垂下時の下端）には、ワイヤ１１に係合可能な係合部４６が設けられている。係合部４６を係合するための被係合部をワイヤ１１に設けることもできる。
【００５４】
＜第３変形例＞
図７（ａ）に示す構成でも、錘４７自身が、錘４７の位置の調整部４０を兼ねている。
錘４７は、複数のピース４３に分割されている。
錘４７は、図７（ｄ）に示すように、錘４７の軸心に対して点対称に位置する４組（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）のピース４３を有する。
そして、同じ組をなすピース４３の上端同士が支持部材４８を介して組み付けられている。支持部材４８は、同じ組のピース４３同士を点対称位置に保持しており、組Ａ１〜Ａ４に個別に用意されている。それらの支持部材４８がワイヤ１１に支持されていることで、支持部材４８よりも下方に各ピース４３が垂下している。
【００５５】
予め長さが定められているワイヤ１１には、図７（ａ）に示すように、ワイヤ１１上に定められた位置に設けられた下側ストッパー４９１と、同じくワイヤ１１上に定められた位置に設けられた上側ストッパー４９２とが設けられている。ここでは４つある支持部材４８がストッパー４９１，４９２により規制される位置を図７（ａ）〜（ｃ）に黒い丸で示している。各支持部材４８の位置を一括して規制するストッパー４９１，４９２を設けることも可能である。
下側ストッパー４９１により、それよりも下方への支持部材４８の移動が規制されている。また、上側ストッパー４９２により、それよりも上方への支持部材４８の移動が規制されている。下側ストッパー４９１と上側ストッパー４９２との間で、支持部材４８をワイヤ１１に沿ってスライド可能である。下方にスライドされた支持部材４８は下側ストッパー４９１により保持される。上方にスライドされた支持部材４８は上側ストッパー４９２により保持される。
【００５６】
支持部材４８をスライドさせることで、組毎にピース４３をワイヤ１１に沿ってスライドさせることができる。点対称の位置にあり組をなすピース４３同士を安定してスライド可能である。
図７（ｂ）に示すように、組Ａ１をなすピース４３とピース４３とを支持部材４８が上側ストッパー４９２に到達するまでスライドさせる。これと同様に、組Ａ２をなすピース４３とピース４３、組Ａ３をなすピース４３とピース４３、組Ａ４をなすピース４３とピース４３についても、順次、上側ストッパー４９２に到達するまでスライドさせる。
そうすると、図７（ａ）に示すように下方に位置していた錘４７が、図７（ｃ）に示すように、それよりも上方の位置へと上昇する。それに伴って床１４から錘４７までの距離Ｄ１が距離Ｄ２へと拡大される。
【００５７】
ワイヤ１１に下側ストッパー４９１および上側ストッパー４９２を設ける代わりに、ワイヤ１１の適宜な位置に保持させることが可能な保持具を支持部材４８に設けることもできる。そうすると、ワイヤ１１に沿ってスライドさせた支持部材４８が保持具によりワイヤ１１の適宜な位置に保持されるので、錘４７の位置を無段階に調整することができる。
【００５８】
＜第４変形例＞
図８（ａ）に示す錘５０は、錘本体５１と、錘本体５１の内側でワイヤ１１の周りに配置される袋体５２とを備えている。
錘本体５１は、ワイヤ１１に支持される第１部分５１１と、第１部分５１１を包囲する略円筒状の第２部分５１２とを備えている。第２部分５１２をワイヤ１１が貫通している。第１部分５１１と第２部分５１２との間に袋体５２が配置される。
【００５９】
袋体５２は、圧縮空気を内包することが可能である。袋体５２に圧縮空気が入れられていないときは、図８（ａ）に示すように第１部分５１１の上端に第２部分５１２が支持されている。第２部分５１２は第１部分５１１よりも下方へと延びている。
【００６０】
図示しないバルブより袋体５２に圧縮空気が入れられると、図８（ｂ）に示すように袋体５２が筒状に膨らんで高さが増加する。その袋体５２により、第２部分５１２がワイヤ１１に沿って上方へと押し上げられる。
バルブを介して袋体５２に圧縮空気を入れたり抜いたりすることに伴う袋体５２の嵩の増減により錘本体５１の上下方向の位置を調整可能である。
袋体５２の中には、試験場に備えられた圧縮空気源より圧縮空気を供給することができる。
【００６１】
〔第２実施形態〕
次に、図９および図１０を参照し、本発明の第２実施形態について説明する。
以下、第１実施形態とは相違する事項を中心に説明する。第１実施形態で説明した構成と同じ構成には同一の符号を付している。
第２実施形態の載荷装置６０は、図９に示すように、ワイヤ１１と、錘１２と、定滑車である滑車１３と、滑車１３よりも下方で錘１２を受けるとともにワイヤ１１が掛け回される動滑車６１と、ワイヤ１１を巻き取り可能な巻取機２０とを備えている。
【００６２】
本実施形態において、巻取機２０のケーシングは錘１２には結合されておらず、架構１５に設置されている。巻取機２０には、錘１２の荷重の半分に相当する力が作用する。架構１５は、巻取機２０に作用する力の反力を受け持つ。
架構１５により錘１２の荷重の半分が支持されるため、第１実施形態と同じ荷重を載荷箇所Ｐに作用させるためには、第１実施形態と比べて２倍の重量の錘１２を用いる。
【００６３】
ワイヤ１１は、載荷箇所Ｐから滑車１３および動滑車６１を経由し、巻取機２０のドラムに巻き取られている。錘１２は、ワイヤ１１の途中で動滑車６１に支持されている。
【００６４】
ワイヤ１１の途中で錘１２を受ける動滑車６１を用いることにより、巻取機２０を錘１２から離間した位置に配置することができる。そのため、図１０に示すように、機体（ここでは主翼１Ａ）の各所に散在する複数の載荷箇所Ｐのそれぞれに接続されたワイヤ１１に対応する巻取機２０が架構１５における所定の領域に集めて配置されている。
動滑車６１から巻取機２０へとワイヤ１１が取り回される区間に、別の滑車を介在させることもできる。
【００６５】
仮に、錘１２の近くで巻取機２０を操作するとすれば、複数の錘１２の位置調整を行う場合に作業員が錘１２から別の錘１２へと移動する必要がある。
それに対して、本実施形態のように錘１２の位置とは離れた架構１５の所定の領域に巻取機２０が集められていると、複数の錘１２の位置調整をその場で一挙に効率的に行うことができる。
【００６６】
さらに、動滑車６１が錘１２を受けていることにより、機体の変位量に対して錘１２の変位量が１／２となるので、強度試験中に錘１２が床１４に向けて接近する距離（変位量）も半分となる。。そのため、強度試験をスムーズに進めることができるとともに、架構１５の高さも抑えることができる。
【００６７】
〔第３実施形態〕
次に、図１１を参照しながら、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態では、強度試験を行うにあたり、錘１２および滑車１３により機体を吊り上げることで機体の自重をキャンセルした状態とし、その時の各錘１２の位置（初期位置）からの位置調整量を求めておく。
機体の自重は、上述した載荷装置１０や載荷装置６０によりキャンセルすることができる。
【００６８】
複数の錘１２の各々の初期位置からの位置調整量は、演算装置を備えた載荷試験用情報処理装置により算出される。
図１１は、載荷試験用情報処理装置が実行する処理手順を示している。
その処理手順は、機体全体に生じる変位量を見積もるステップＳ１０と、見積もられた機体変位量に基づいて各錘１２の初期位置からの位置調整量を算出するステップＳ２０とを含んでいる。
【００６９】
機体変位量見積ステップＳ１０は、錘１２による自重のキャンセルによって機体の各部に生じる機体変位量を見積もるステップＳ１１と、自重補正された機体全体が吊り上げられることによって機体の各部に生じる機体変位量を見積もるステップＳ１２と、試験ケースが規定する負荷荷重を油圧アクチュエータ１９等で加えることによって機体の各部に生じる機体変位量を見積もるステップＳ１３と、ステップＳ１１〜Ｓ１３によりそれぞれ見積もられた機体変位量を総合して見積もられたトータル機体変位量（見積構造物変位量）を見積もるステップＳ１４とを含んでいる。
【００７０】
錘位置調整量算出ステップＳ２０は、トータル機体変位量に基づいて各載荷箇所Ｐにおける機体変位量（見積載荷箇所変位量）を見積もるステップＳ２１と、見積載荷箇所変位量に基づいて載荷箇所Ｐのそれぞれに対応する各錘１２の変位量（見積錘変位量）を見積もるステップＳ２２と、床１４等の周囲の部材に干渉しない各錘１２の位置を算出するステップＳ２３と、算出された干渉しない位置の範囲において各錘１２の初期位置からの位置調整量を算出するステップＳ２４とを含んでいる。
【００７１】
上記のステップＳ１０およびステップＳ２０を行うことにより、各錘１２の初期位置からの位置調整量が算出される。その位置調整量の分だけ、上述した第１実施形態およびその第１変形例〜第４変形例、そして第２実施形態においてそれぞれ説明した調整部のいずれかを用いて錘の位置を調整し、試験を行えばよい。
【００７２】
〔第４実施形態〕
次に、図１２を参照しながら、本発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態では、第３実施形態と同様の方法により、各錘１２の初期位置からの位置調整量を試験ケース毎に求めておくことで、錘１２の位置調整作業を軽減する。
【００７３】
図１２は、載荷試験用情報処理装置が実行する処理手順（ステップＳ１０，Ｓ２０）を示している。
試験ケースの各々についてステップＳ１０およびステップＳ２０を行うことにより、試験ケース毎に各錘１２の初期位置からの位置調整量が算出される。
強度試験に際してこれらの位置調整量を把握しておくことにより、各錘１２の位置を試験ケースに応じて適切に調整する作業をスムーズに行うことができる。
【００７４】
強度試験に際し、試験ケース毎に各錘１２の初期位置からの位置調整量を事前に求めておくことに加えて、各錘１２の位置調整量を示すマーキングを、該当する錘１２を吊り下げるワイヤ１１等に施しておけば、錘１２の位置調整の作業性がより向上する。
その場合は、ステップＳ１０およびステップＳ２０に続いて、各錘１２を吊り下げるワイヤ１１等にマーキングを施すステップＳ３０を行う。
例えば、巻取機２０を備える載荷装置１０（図１）を用いている場合は、図１３に示すように、錘１２の初期位置Ｈ０を基準とする位置調整量を示すマーキングＭ１，Ｍ２，Ｍ３をワイヤ１１に施す。マーキングＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、試験ケースに個別に対応している。
各試験ケースを実施するにあたり、対応するマーキングの位置までワイヤ１１を巻き取ることで、錘１２の位置を簡便に調整することができる。
【００７５】
マーキングは、錘の位置を調整可能な調整部の構成に応じて適宜な対象に施すことができる。例えば、第１実施形態の第１変形例で説明した調整部３０の雄ネジ３２にマーキングを施すことができる。
【００７６】
〔第５実施形態〕
次に、図１４を参照しながら、本発明の第５実施形態について説明する。
第５実施形態では、第４実施形態と同様に、各錘１２の初期位置からの位置調整量を試験ケース毎に求めておく。
それに加えて、第５実施形態では、求められた各錘１２の位置調整量に基づいて複数の試験ケースの順序を定めるステップＳ４０を載荷試験用情報処理装置により実施する。それによって錘１２の位置調整作業をより一層軽減する。
【００７７】
ステップＳ４０では、ステップＳ２３により算出された周囲の部材に干渉しない位置の範囲に基づいて、同じ錘１２に同一の位置を設定可能な複数の試験ケースを求め、それらの試験ケースが続けて実施されるように試験ケースの実施順序を定める。試験ケースの実施順序は、錘１２の位置の調整作業の回数を相対的に少なくする観点より定めることが好ましい。
続けて実施される試験ケースに関しては、錘１２の初期位置からの位置調整量として共通の位置調整量を設定する。錘１２の初期位置からの位置調整量を算出するステップＳ２４と、ステップＳ４０とを統合することもできる。
ステップＳ４０により定められた順序に従って試験ケースを実施すると、続けて実施される複数の試験ケース間で共通の位置調整量が設定された錘１２の位置調整が必要ないので、錘１２の位置を調整する作業の回数を減らすことができる。
【００７８】
本実施形態において、第４実施形態で説明したように、錘位置調整量を示すマーキングをワイヤ１１等に施すことも好ましい。
【００７９】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
本発明に係る載荷装置は、錘１２の荷重を構造物に上向きに作用させる滑車１３を必ずしも備えている必要がない。滑車１３を備えておらず、構造物にワイヤ１１を用いて吊り下げた錘１２の荷重をそのまま下向きに作用させる載荷装置も、錘の上下方向の位置を調整可能な調整部を備えている限り、本発明に含まれる。
【００８０】
本発明は、航空機以外にも、構造物の強度試験に広く適用することができる。
上記各実施形態で説明した載荷装置は、多点載荷試験に限らず、構造物に設定された単一の載荷箇所Ｐに錘１２の荷重を加える試験にも用いることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１Ａ      主翼
１０      載荷装置
１１      ワイヤ（線状部材）
１２      錘
１３      滑車（定滑車）
１４      床（周囲の部材）
１５      架構
１６      積層体
１７      カバー
１８      ホルダ
１９      油圧アクチュエータ
２０      巻取機（調整部）
２１      ケーシング（結合部、設置部）
２２      ドラム
２３      ハンドル
２４      切替部
３０      調整部
３１      雌ネジ（第１ネジ）
３２      雄ネジ（第２ネジ）
４０      調整部
４２      錘
４３      ピース
４４      円板
４５      ロープ
４６      係合部
４７      錘
４８      支持部材
５０      錘
５１      錘本体
５２      袋体
６０      載荷装置
６１      動滑車
１６１    鋼板
１６３    スロット
１８１    底板
１８２    保持棒
１８３    天板
４９１    下側ストッパー
４９２    上側ストッパー
５１１    第１部分
５１２    第２部分
Ａ１〜Ａ４      組
Ｄ        距離
Ｄ１      距離
Ｄ２      距離
Ｈ０      初期位置
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３      マーキング
Ｐ        載荷箇所
Ｓ１０    機体変位量見積ステップ
Ｓ２０    錘位置調整量算出ステップ
【図１】
2016161436.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2016161436.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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