(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下端が保持されて鉛直方向に配置された板状体に対し、その面とほぼ直角方向に加力するための装置であって、
前記板状体の一方の面に固定された加力部と、
前記板状体の前記一方の面側に配置され、前記加力部に直接連結されて、前記板状体を加力するための流体圧シリンダと、
前記加力部に設けられて、前記板状体に加えられている荷重を測定するための荷重センサーと、
前記流体圧シリンダに圧力流体を供給する電磁式方向切換弁と、
この電磁式方向切換弁に接続された圧力流体源と、
前記電磁式方向切換弁の作動を制御する制御装置と
を備えてなる板状体の加力装置。
【請求項２】
前記制御装置は、前記板状体に押し荷重及び引き荷重を交互に繰り返し与えるべく、前記荷重センサーの検出値が設定値以上であって、かつ加力時間が設定値以上になったとき、前記電磁式方向切換弁の開放位置を切り換え操作し、
繰り返し回数が設定値に達したとき、前記電磁式方向切換弁を閉鎖するものであることを特徴とする請求項１記載の板状体の加力装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記荷重センサーの検出値と加力時間との比が設定値になるように前記電磁式方向切換弁の流量を調節し、
前記荷重センサーの検出値が設定値以上になったとき、前記電磁式方向切換弁を閉鎖するものであることを特徴とする請求項１記載の板状体の加力装置。
【請求項４】
前記流体圧シリンダは空気圧シリンダであることを特徴とする請求項１，２又は３記載の板状体の加力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、板状体の加力装置に関し、さらに詳細には、壁仕上げ材等を加力することにより、ひび割れやビスの抜け出し等の発生具合を調査把握するための加力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
駅ホームと線路部分全体をシェルター状に上家と壁で覆う形式は、「全覆い上家」と称されている。この「全覆い上家」形式で通過線の無い、新幹線等の高速列車が通過する駅施設では、列車風の影響を受けて壁仕上げ材にひび割れやビスの抜けだし等の不具合が発生することがある。
【０００３】
このような列車風を再現し、壁仕上げ材が受ける影響を把握するための試験装置すなわち加力装置は、従来、提案されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、新幹線等の高速列車の走行に伴う列車風を再現し、壁仕上げ材等が受ける影響を調査把握するための板状体の加力装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、上下端が保持されて鉛直方向に配置された板状体に対し、その面とほぼ直角方向に加力するための装置であって、
前記板状体の一方の面に固定された加力部と、
前記板状体の前記一方の面側に配置され、前記加力部に直接連結されて、前記板状体を加力するための流体圧シリンダと、
前記加力部に設けられて、前記板状体に加えられている荷重を測定するための荷重センサーと、
前記流体圧シリンダに圧力流体を供給する電磁式方向切換弁と、
この電磁式方向切換弁に接続された圧力流体源と、
前記電磁式方向切換弁の作動を制御する制御装置と
を備えてなる板状体の加力装置にある。
【０００６】
この発明によれば、流体圧シリンダにより板状体を加力し、流体圧シリンダに圧力流体を供給する電磁式方向切換弁の作動は制御装置によって制御される。したがって、板状体の加力状態を種々設定することができ、例えば新幹線等の高速列車の走行に伴う列車風を再現し、壁仕上げ材等が受ける影響を調査把握するために適用することができる。
【０００７】
加力態様としては、前記板状体に押し荷重及び引き荷重を交互に繰り返し与えるべく、前記荷重センサーの検出値が設定値以上であって、かつ加力時間が設定値以上になったとき、前記電磁式方向切換弁の開放位置を切り換え操作し、繰り返し回数が設定値に達したとき、前記電磁式方向切換弁を閉鎖する態様を採ることができる（繰り返し加力）。あるいは、前記荷重センサーの検出値と加力時間との比が設定値になるように前記電磁式方向切換弁の流量を調節し、前記荷重センサーの検出値が設定値以上になったとき、前記電磁式方向切換弁を閉鎖する態様を採ることもできる（単純加力）。この単純加力は一方向への加力であり、押し荷重及び引き荷重のいずれを選択してもよい。前記流体圧シリンダとしては空気圧シリンダが用いられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、加力される試験体をセットした状態を示す正面図であり、図２は側面図である。壁仕上げ材等の板状体からなる試験体Ｐは、複数の支柱１に支持された上下のホルダー２，２間に保持される。この試験体Ｐの一方の面に加力部３が接着等により固定され、加力部３には空気圧シリンダ４のピストンロッド５が連結されている。加力部３には、荷重を測定するためのロードセル等の荷重センサーが内蔵されている。
【０００９】
図３は、上記空気圧シリンダ４を含む加力装置全体の構成を示す図である。空気圧シリンダ４の前進側ポート及び後退側ポートは管路７，８を介して電磁式方向切換弁（以下、単に電磁弁という）６のポートに接続されている。管路７，８にはスピードコントローラ９及び三方弁１０がそれぞれ設けられている。空気圧シリンダ４は、これに管路７を介して圧力空気を供給することによりピストンロッド５が前進し、試験体Ｐにその面と直角方向の押し荷重を与え、また管路８を介して圧力空気を供給することによりピストンロッド５が後退し、試験体Ｐにその面と直角方向の引き荷重を与える。
【００１０】
電磁弁６には空気圧シリンダ４に圧力空気を供給するためのコンプレッサ１１が管路１２を介して接続されている。管路１２には第１のレギュレータ１３及び残圧処理バルブ１４が設けられている。また管路１２は、２つの分岐管路１２ａ，１２ｂに分岐し、分岐部には切替弁１５が設けられ、一方の分岐管路１２ａには第２のレギュレータ１６が設けられている。
【００１１】
切替弁１５の操作により、分岐管路１２ａ，１２ｂを選択することができ、一方の分岐管路１２ａは供給圧が２ｋｇ／ｃｍ2 までの低圧圧力回路であり、他方の分岐管路１２ｂは２ｋｇ／ｃｍ2 を越える加力を必要とする場合に利用する標準圧力回路である。分岐管路１２ａによる低圧圧力回路は、第２のレギュレータ１６を設けることにより、低圧での精度の良い加力調整を可能としている。
【００１２】
制御装置１７は電磁弁６の作動を制御するためのものであり、この制御装置１７には荷重センサー１８の検出信号が入力される。また、制御装置１７は、繰り返し加力回数をカウントするためのカウンター及び設定加力を設定時間内一定に保つための保持タイマーを有し、それらのカウンター表示部及び保持タイマー表示部がそれぞれ符号１９，２０で示されている。荷重計２１は荷重センサー１８の測定値を表示するためのものであり、ブザー２２は異常時に警告を発するためのものである。
【００１３】
次に、上記加力装置による加力態様について説明する。図４は、第１の加力態様を示すフローチャートである。この例では、最大加力値│Ｆmax │、加力時間ΔＴ及び繰り返し加力回数Ｎを設定し、これらにより電磁弁６の作動を制御する。すなわち、制御装置１７に最大加力値│Ｆmax │、加力時間ΔＴ及び繰り返し加力回数Ｎをセットする（ステップＳ1 ）。
【００１４】
カウンターにおける繰り返し加力回数の初期値はｎ＝０とされ（ステップＳ2 ）、電磁弁６が開放して管路７又は管路８を介して空気圧シリンダ４に圧力空気が供給される。これにより、試験体Ｐには押し荷重又は引き荷重が与えられる（ステップＳ3 ）。そして、荷重センサー１８の測定荷重│Ｆ│が設定された最大加力値│Ｆmax │以上となり、かつタイマーによって計測された加力時間Ｔが設定された加力時間ΔＴ以上であるかどうかが判断され（ステップＳ4 )、これを満足する場合は繰り返し加力回数ｎに１が加算されてｎ＝ｎ＋１とされる（ステップＳ5 ）。
【００１５】
次に、繰り返し加力回数ｎが設定繰り返し加力回数Ｎに達したかどうかが判断され（ステップＳ6 ）、Ｎに達していなければ電磁弁６の開放位置が切り換えられる（ステップＳ7 ）。すなわち、空気圧シリンダ４への圧力空気の供給経路が管路７，８間で切り換えられ、試験体Ｐに付与する荷重が押し荷重から引き荷重へ、又はその逆というように切り換えられる。
【００１６】
このようにして、試験体Ｐには押し荷重及び引き荷重すなわち設定された正負の荷重が設定時間、交互に付与される。そして、その繰り返し回数ｎが設定繰り返し回数Ｎに達すると、電磁弁６が閉鎖位置（ニュートラル位置）に切り換えられ（ステップＳ8 ）、試験体Ｐへの加力が停止する。なお、上記加力装置において、最大加力値を比較的小さな±２００ｋｇに設定することが可能であり、また繰り返し加力の周期も最短で１．０秒に設定することが可能である。
【００１７】
上記第１の加力態様による繰り返し加力試験を行うことにより、壁仕上げ材におけるビスの抜け出しやひび割れを調査することができる。しかし、繰り返し加力試験のみでは、壁仕上げ材の強度低下や下地材との固定度低下は判明せず、単純加力試験を行って、繰り返し加力試験を行ったものと比較検討する必要がある。
【００１８】
図５は、単純加力試験を行うための第２の加力態様を示すフローチャートである。この単純加力試験では、電磁弁６として流量可変型のものが用いられる。制御装置１７に最大加力値│Ｆmax │及び加力時間ΔＴをセットし（ステップＳ1 ）、電磁弁６が開放して、試験体Ｐが加力される（ステップＳ2 ）。この場合の加力は一方向への加力であるが、押し荷重及び引き荷重のいずれでもよい。
【００１９】
加力開始後、測定荷重│Ｆ│と加力時間Ｔとの比が設定値であるかどうかが判断される（ステップＳ3 ）。ここで、その設定比は設定最大加力値│Ｆmax │と設定加力時間ΔＴとの比であり、制御装置は、│Ｆ│／Ｔ−│Ｆmax │／ΔＴを演算し、│Ｆ│／Ｔが│Ｆmax │／ΔＴと等しくなければ電磁弁６の開度を変化させ流量を調節する（ステップＳ4 ）。すなわち、│Ｆ│／Ｔ−│Ｆmax │／ΔＴ＜０の場合は、電磁弁６の開度が大きくされ、また│Ｆ│／Ｔ−│Ｆmax │／ΔＴ＞０の場合は、電磁弁６の開度が小さくされる。
【００２０】
│Ｆ│／Ｔ−│Ｆmax │／ΔＴ＝０の場合は、測定荷重│Ｆ│が設定された最大加力値│Ｆmax │以上となっているかどうかが判断され（ステップＳ5 ）、これを満足する場合は電磁弁６が閉鎖位置（ニュートラル位置）に切り換えられ（ステップＳ6 ）、試験体Ｐへの加力が停止する。
【００２１】
この単純加力における制御は、押し荷重又は引き荷重を、設定された加力時間ΔＴに設定された最大加力値│Ｆmax │に到達するように制御しようとするものである。具体的には、例えば、加力時間ΔＴ＝１０秒、最大加力値│Ｆmax │＝１００ｋｇｆと設定した場合、スタート時の０秒、０ｋｇｆから加力値を線形的に増加させ、１０秒後に１００ｋｇｆとなるように制御しようとするものである。
【００２２】
上記実施の形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。例えば、上記実施の形態では試験体Ｐを加力する流体圧シリンダとして、空気圧シリンダを用いたが、油圧シリンダを用いることができる。しかし、空気圧シリンダを使用する方が、そのばね性により列車風が壁仕上げ材に作用した場合と類似した状態を発現させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、例えば新幹線等の高速列車の走行に伴う列車風を再現し、壁仕上げ材等が受ける影響を調査把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は加力される試験体をセットした状態を示す正面図である。
【図２】図２は同上の側面図である。
【図３】図３は加力装置全体の構成を示す図である。
【図４】図４は第１の加力態様を示すフローチャートである。
【図５】図５は第２の加力態様を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３：加力部
４：空気圧シリンダ
５：ピストンロッド
６：電磁弁
１０：三方弁
１１：コンプレッサ
１７：制御装置
１８：荷重センサー
Ｐ：試験体
【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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