(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
滑り板であって、前記滑り板に固定された物品を搬送するのに適した滑り板を有し、前記物品の衝撃試験又は振動試験に使用するために前記滑り板に往復滑り運動を適用した振動試験用の固定具であって、
静圧軸受手段であって、試験中に前記軸受手段上を往復滑り移動する滑り板を支持するための静止位置に固定された軸受手段であって、前記軸受手段は、移動する前記滑り板の概ね平面の２次元の下面を支持するために概ね平面の２次元の平坦軸受面を有する、軸受手段と、
前記滑り板に接続するための概ねＴ字型の断面の細長い単軸の案内部材であって、前記案内部材は、前記滑り板の前記下面から離れて延び、前記軸受手段の概ねＴ字型の断面の対応する線形チャネルに滑り接続し、前記平坦軸受面上の長手方向移動軸に沿った滑り板の往復滑り移動を案内し、前記案内部材の前記線形チャネルへの滑り接続には、前記滑り板の前記長手方向移動軸に対する前記滑り板の横方向移動を制限する横方向拘束手段と、前記滑り板の長手方向移動中に前記平坦軸受面に対する前記滑り板の垂直移動を制限する垂直方向拘束手段とが含まれる、案内部材と、
前記静圧軸受手段の前記平坦軸受面に延びる複数の油分配溝であって、各溝は前記振動試験用の固定具のための独立した圧力エリアを形成し、各溝は、前記平坦軸受面上の前記滑り板の往復長手方向移動を潤滑するために前記溝に潤滑油を供給するための専用の流量制限器を有する、油分配溝と、を具備する、固定具。
【請求項２】
各専用流量制限器が、取り外し可能な取付具によって前記油分配溝に隣接して取り付けられる、請求項１に記載の固定具。
【請求項３】
各案内部材のために、前記平坦軸受面に１６個の油分配溝がある、請求項１に記載の固定具。
【請求項４】
前記静圧軸受手段は、
底板と、
前記底板に位置決めされた２つの離間した中間板と、
前記中間板に位置決めされた２つの離間した天板と、を具備し、
前記中間板及び前記天板は前記線形チャネルを形成する、請求項１に記載の固定具。
【請求項５】
前記油分配溝は、前記天板、前記中間板及び前記底板のそれぞれの上面に配置される、請求項４に記載の固定具。
【請求項６】
前記天板は、油を前記線形チャネル内に導くために、側面に少なくとも１つの流量制限器を有する、請求項４に記載の固定具。
【請求項７】
前記軸受手段が堅固に固定された基板を備え、前記平坦軸受面に、ならびに前記横方向拘束手段及び前記垂直方向拘束手段に、前記基板を介して前記潤滑油を循環させる手段をさらに備える、請求項１に記載の固定具。
【請求項８】
単軸の前記案内部材は、前記滑り板上に担持され、前記軸受手段の対応する逆Ｔ字型チャネルに対して移動可能な逆Ｔ字型案内部を具備し、前記平坦軸受面の一部が、前記軸受手段の前記逆Ｔ字型チャンネルの底部にある、請求項１に記載の固定具。
【請求項９】
前記固定具に横並びに取り付けられた少なくとも一対の前記軸受手段を備え、それにより、一対の平行な逆Ｔ字型チャネルの第１及び第２の長手方向軸に沿った前記滑り板の移動を、それぞれのチャネルで移動可能な対応する対の逆Ｔ型案内部によって、案内する、請求項８に記載の固定具。
【請求項１０】
前記固定具は、互いに隣接して取り付けられた複数の軸受手段を備え、隣接する前記軸受手段を横切る連続的な２次元の平坦軸受面を提供して前記滑り板を支持し、前記複数の軸受手段の軸受及び軸受拘束面に共通の油圧システムを介して油を供給する手段を備える、請求項１に記載の固定具。
【請求項１１】
油分配溝も前記天板の底面に配置される、請求項５に記載の固定具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験中の物品に付与される振動荷重及び衝撃荷重をシミュレートする試験装置に関する。さらに詳細には、単軸振動衝撃試験の間に振動試験物品の荷重を支持する大きな油膜軸受面を備えた直動軸受システムを有する振動試験用固定具に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動試験産業では、振動衝撃環境をシミュレートするためのさまざまな方法とシステムを、このような極端な環境にさらされた場合の製品の有効性と寿命を判定するために採用してきた。振動衝撃試験設備にて制御するのが重要なパラメーターには振動軸が挙げられる。特定の試験設備は、振動源の入力軸に沿っていない交差軸の振動又は運動を抑制しながら、試験中の物品の単軸振動を発生させる。
【０００３】
さまざまなタイプの油膜テーブル、軸受、軸受油膜テーブルの組み合わせ及び曲げ案内システムが開発され、振動試験中に試験品を支持していた。初期の振動抑制システムには、静圧ジャーナル軸受滑りテーブルが設けられていたが、このテーブルには多くの欠点があった。このような欠点に対処するために、出願人は、特許文献１（米国特許第４，９９６，８８１号明細書）に開示されているように、移動する滑り板上で搬送される物品の振動試験又は衝撃試験のために単軸往復運動が適用される滑り板を有する振動試験用固定具を開発した。直動軸受は、滑り板の往復運動中に滑り板と試験対象物の荷重を支持する。直動軸受は、運動軸に対して横方向及び垂直方向の交差軸運動を抑制しながら、荷重を支持する概ね平面の２次元軸受面を有する。荷重を支持する２次元軸受面エリア全体は薄い油膜で潤滑される。軸受内の多軸拘束エリアはこのほか、滑り板の単軸往復運動中に薄い油膜で潤滑される。直動軸受システムは、滑り板と単軸振動中に常に潤滑される平坦な軸受面上の試験品の全荷重に対して軸受支持手段を提供するとともに、試験中の移動滑り板に対して常に潤滑される多軸拘束手段を提供する。
【０００４】
軸受システムは、直動軸受支持面に対する単軸移動のための滑り板を取り付ける逆Ｔ字型軸受案内部材を備えていた。油膜滑り面と組み合わされた逆Ｔ字型軸受案内部材は、標準的な高圧ジャーナル軸受滑りテーブルシステムの容量を超える負荷容量を提供する。軸受システムは、Ｔフィルム軸受に油を供給するために、天板の上面に４つの油ポートを備える。そのような設計は、制限された負荷容量と、滑りテーブル上の不均一な外部負荷に対する許容範囲とを提供した。この設計にはさらに、温度変化と温度勾配によって変形が発生するという欠点があった。これは、熱チャンバで動作する滑りテーブルでＴフィルム軸受を使用する場合の一般的な条件であった。その結果、従来の設計に関連する欠点に対処する滑り板と組み合わせて、Ｔフィルム軸受を組み込んだ改善された振動試験用固定具に対する必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４，９９６，８８１号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、滑り板を有する振動試験用固定具に関する。この滑り板には、移動する滑り板上に担持された物品の振動試験又は衝撃試験のために単軸往復運動が適用される。直動軸受が、滑り板の往復運動中に滑り板及び被試験物の荷重を支持する。直動軸受は、運動軸に対して横方向及び垂直方向の交差軸運動を抑制しながら、荷重を支持する概ね平面の２次元軸受面を有する。荷重を支持する２次元軸受面エリア全体が薄い油膜で潤滑され、軸受内の多軸拘束エリアも滑り板の単軸往復運動中に薄い油膜で潤滑される。これにより、直動軸受システムは、単軸振動中に常に潤滑される平坦な軸受面上に、被試験物の滑り板の全荷重に対する軸受支持手段を提供するとともに、試験中の移動滑り板用の常に潤滑される多軸拘束手段を提供する。
【０００７】
本発明の一実施形態では、軸受システムは、直動軸受支持面に対する単軸移動のために滑り板を取り付けるための逆Ｔ字型軸受案内部材を備える。軸受システムには、従来のシステムで使用されていた丸いポートの代わりに、同一表面に圧力エリアを形成する油分配溝が組み込まれる。油分配溝及び作成された関連する圧力エリアの大きさ、形状及び位置によって、試験用固定具の有効な負荷容量が増大する。油分配溝を組み込むとこのほか、外部の温度変化又は他の要因によって生じる偏心荷重に抵抗する軸受の能力が向上する。各油分配溝は、専用の流量制限器によって供給を受けている。この流量制限器は、溝に囲まれた個々の圧力エリアが、表面にある他の溝のいずれかとは無関係に外部荷重に抵抗することを可能にする。流量制限器は、各流量制限器を保持する取り外し可能な取付具を使用して、各油分配溝に隣接して取り付けられる。流量制限器と油分配溝との間に閉じ込められた流体の体積を最小化すると、急速に変化する外部負荷に抵抗する軸受の能力が向上する。本発明のこれまでに挙げた態様をはじめとする態様は、以下の詳細な説明及び添付図面を参照することにより、さらに容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の原理による振動試験用固定具の構成要素を示す分解斜視図である。
【図２】図２は、直動軸受及び滑り案内アセンブリの詳細な構造を示す上部分解斜視図である。
【図３】図３は、図２の底面分解斜視図である。
【図４】図４は、図２の端面図である。
【図５】図５は、油分配導管を示す図２の平面図である。
【図６】図６は、図５の端面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の原理による振動試験用固定具の構成要素を示す。この固定具は、複数の直動支持軸受１４のシステムの平面の上部軸受面１２上で往復直線移動するように取り付けられた硬質で概ね平面の滑り板１０を備える。滑り板は、概ね均一な厚さであり、その底面の領域内に概ね長方形の公称表面積を有する。この底面は、上部軸受面１２上で直線移動するように支持される。
【００１０】
長手方向に離間した穴１６の群が個別に滑り板を貫通する。図１は、滑り板の移動軸を規定する第１の軸上に整列する５つの穴の２つの群を示す。また、５つの穴の２つの別個の群が、第１の軸上の穴の群に平行な第２の軸上に整列する。このような穴の群は、軸受面１２上で滑り板の単軸移動を案内する軸受案内部材に滑り板を堅固に固定するための締結具を受容する手段を提供する。
【００１１】
滑り板の一方の端部１８が滑り板の軸受支持面部分から突出する。等間隔に離間した穴２０の列が滑り板の端部１８を通って角度づけられて延びる。このような穴は、滑り板の上面に固定された（図示しない）物品の衝撃振動試験のために滑り板に往復直線力を付与するための（図示しない）手段に滑り板を堅固に固定するための（図示しない）締結具を受容する。
【００１２】
図１は、４つの別個の軸受１４が横並びに２つ一組で取り付けられて、滑り板が軸受面１２上を往復移動するように滑り板を支持する試験用固定具の一実施形態を示す。軸受１４は、鋼製基板２２の上面に堅固に固定される。直立した外壁２４が基板２２の外周周りに延びて、固定具内に含有される潤滑油を保持する手段を提供する。基板の一縁に取り付けられたマニホールド２６が、軸受１４を介した潤滑油の濾過と再循環を提供する。
【００１３】
各軸受１４は、好ましくは、概ね長方形の底板２８を有する３層構造であり、横方向に離間して細長くて概ね長方形の一対の中間板３０が底板の両側に沿って互いに平行に延び、横方向に離間して概ね長方形の一対の天板３２が中間板の両側に沿って互いに平行に延びる。細長い中間板は、各軸受の中心軸に沿って延びる逆Ｔ字型のチャネル又は溝３４の広く浅い底部を形成する。天板は、中間板よりも幅が広く、各軸受のＴ字型チャネルの小幅の部分を形成する細長いギャップで離間される。平坦な上部軸受面１２は、天板３２の上部によって形成される。天板の軸受面１２同士は、滑り板１０の底部用の軸受支持部を提供するために、共通の平面に存在するように、きわめて正確に機械加工される。
【００１４】
図示の実施形態では、隣接する一対の軸受１４の側壁は互いに当接し、Ｔ字型溝によって形成される共通軸に沿って整列した軸受対の端壁も互いに当接する。これにより、固定具内の公称軸受支持面エリアの大部分を占める概ね平坦で連続的な上部軸受面が生成される。
【００１５】
軸方向に整列し、均一に離間した一連の別個の穴３６が天板３２を貫通する。このような穴は、中間板３０及び底板２８の穴と整列する。各軸受１４を固定具の下板２２に堅固に固定するために、締結具が穴３６を通って延びる。
【００１６】
滑り板１０は、滑り板の底部に堅固に固定された別個の逆Ｔ字型案内部材によって、軸受１４に対して案内された単軸移動のために取り付けられる。別個の案内部材が、使用中に滑り板を案内するために、軸受内の対応するＴ字型チャネル３４に摺動可能に係合される。各案内部材は、Ｔ字型チャンネルの幅広の底部で摺動する概ね長方形の比較的幅広の下部案内部材軸受ブロック３８と、使用中にＴ字型溝３４の小幅の上部を滑動する長方形構成の比較的細長い上部案内部材軸受ブロック４０とを含む２部品構造である。各上部軸受ブロック４０は、対応する下部軸受ブロック３８に固定され、滑り板の底部にも堅固に固定される。軸受案内部は、軸受１４内に整列したＴ字型チャネル３４の横並びの対に沿って滑り板の単軸移動を案内する手段を提供する。一連の穴４２が別々に上部軸受ブロック４０のそれぞれを貫通し、下部軸受ブロックの図２に示す対応する穴４３と整列して、Ｔ字型軸受案内部を滑り板の底部に堅固に固定するネジ付き締結部を受容する手段を提供する。
【００１７】
ここで、図２〜図４を参照すると、底板２８は、基板の一方の側壁を通って開口する油流ポート４４を有し、反対側の側壁を通って開口するほぼ同じ油流ポート４６を有する。油流ポート４８が、底板の一方の端壁を通って開口し、ほぼ同じ（図示しない）油流ポートが、底板の反対側の端壁を通って開口する。油流ポート４８は、油入口ポートとして機能し、油入口通路内に位置決めされた油圧コネクタ５０を備える。この油圧コネクタは、マニホールドから入口ポートを通り、底板内の（図示しない）主油ギャレーへ至る油流を制御することができる。六角プラグ５２を使用して、必要に応じて油流ポートからの油流を阻害することができる。基板２８が、同一の軸受に、その側部又は端部のいずれか、あるいはその両方に隣接して位置決めされる場合、マニホールドからの油流は底板を通過し、次に１つ又は複数の隣接する基板に流入する。この例では、１つ又は複数の六角プラグは、底板から隣接する底板への油流を制御するために、１つ又は複数の圧力コネクタ５０に置き換えられる。次に、底板２８内の油流は、底板から横方向に流れて１つ又は複数の側部ポート４４又は４６を通過するか、端部ポート４８の１つを最後に通過して、隣接する軸受の底板のほぼ同じ油入口ポートに流入する。この隣接する軸受は、図５及び図６にさらに詳細に示し、本明細書で後にさらに詳細に考察するように、基板のいずれかの側部又はいずれかの端部に隣接して位置決めされる。
【００１８】
図２及び図３を参照すると、潤滑油が入口ポート４４、４８に流入し、次いで、底板２８から中間板３０の対応する垂直油路５６に至る垂直油路５４を通過する。次に、中間板を通過する潤滑油は、天板３２の対応する密閉垂直油路６２を通過する。天板内の内部油供給ラインが、天板３２の上面１２にある１６個の油分配溝６４（各天板に８個の溝）に潤滑油を供給し、油分配溝それぞれが天板と滑り板との間の圧力エリアを形成する。油分配溝６４及び関連する圧力エリアの大きさ、形状及び位置によって、試験用固定具の有効な負荷容量が増大する。
【００１９】
個々の油分配溝の境界の効果的な形状には、全長と全幅の寸法がほぼ等しい形状が挙げられる。形状には、円形、正方形、三角形、六角形、八角形又は各辺の長さがほぼ等しい任意の多角形を挙げることができる。これは、試験中の対象物の外部負荷分散が正確にわからない場合に特に役立つ。
【００２０】
油分配溝の構成はこのほか、外部温度変化又は他の要因によって生じる偏心荷重に抵抗する軸受の能力を高める。任意の所与のエリアで個々の油分配溝によって作成される圧力ポケットの量を増大させると、作業面全体にわたって均一に分配されない局所荷重に抵抗する静圧軸受の能力が向上する。油分配溝の大きさは、完全な静圧軸受の非対称荷重担持能力を最大化するために、ほぼ等しく、表面全体に均一に分配される必要がある。
【００２１】
各油分配溝は、溝で囲まれた個々の圧力エリアが天板の上面１２上の他の１６個の溝のいずれかとは無関係に外部負荷に抵抗することができるようにする専用の流量制限器６３によって供給を受ける。流量制限器６３は、各流量制限器を所定の位置に保持する取り外し可能な取付具６５を使用することにより、各油分配溝に非常に近接して取り付けられる。流量制限器と油分配溝の間に閉じ込められた油の量を最小限に抑えると、急速に変化する外部負荷に抵抗する軸受の能力が向上する。
【００２２】
天板の内壁６８にある油出口ポート６７は、図４の矢印７０で表されるように、Ｔ字型チャネル３４の小幅な部分を摺動する細長い上部軸受ブロック４０の側面に潤滑油を供給する。油分配溝６４は、図４の矢印７２で表されるように、潤滑油を下部案内部材軸受ブロック３８の上部壁部分に供給するために、天板の底壁面７１に沿って位置決めされる。
【００２３】
底板２８の流量制限器６３を流れる潤滑油が別々に、底板の上面７４に位置決めされた油分配溝６４に油を供給し、図４の矢印７８で表されるように、滑り板案内軸受の下部軸受ブロック３８の底壁７６を潤滑する。図２は、底板２８の上面７４上の８つの油分配溝を示す。このため、圧力下の油が、Ｔ字型案内チャネル内のＴ字型案内部材の全表面の間の界面のほか、軸受の全耐荷重上面１２に供給される。中間ブロックの上面と下面のほか、細長い上部軸受ブロック４０の上面は、油を制限器に分配するための油分配溝６９を備え、制限器は次に軸受の天板及び底板の負荷担持面の油分配溝に油を分配する。
【００２４】
軸受構成要素は、基板２８の皿孔８２及び中間板３０の位置合わせ孔８４を介して上方向に延びるボルト８０によって硬質ユニットとして互いに固定され、天板３２の孔８６に螺合されて底板、中間板及び天板をともに硬質ユニットとして保持する。同じように、ボルト８７は、天板の孔３６、中間板３０の孔８８、底板２８の孔９０を通って下方に延び、３層軸受構成要素を固定具に硬質ユニットとしてボルト留めするための固定具の基部の（図示しない）ネジ孔に挿入される。
【００２５】
ボルト９２が、軸受案内部の細長い上部軸受ブロック４０の孔９４を通って下方に延び、軸受案内部の幅広の下部軸受ブロック３８のネジ穴９６に挿入されてブロック４０及び３８をともに硬質逆Ｔ字型ユニットとして保持する。次に、この硬質ユニットは、ブロック４０の貫通穴４２に螺合された締結具を用いて滑り板１０の底部に固定される。
【００２６】
図１に示すように、マニホールド２６は、締結具によって主基板２２の側部に取り付けられる。入口油圧ホースが、図５及び図６から最もよくわかるように、最初に入口ポート４８の圧力コネクタ５０を介して、マニホールドから底板２８に油を供給する前に、分配及び濾過のために油供給部からマニホールドに油を送達する。内部水平通路１１８及び１２０は、油分配チャネル６４用の専用流量制限器６３に油を送達し、垂直通路１２１は、中間板を介して天板に油を送達する。天板の通路１２２は、天板３２に位置決めされた油分配チャネル６４用の専用流量制限器６３に油を送達する。追加の入口ポート４８が、必要に応じて、あるいは試験用ポートとして各板からの油の導入又は除去のいずれかに使用することができる底板及び天板の端面周りに位置決めされる。これにより、圧力下の油をマニホールドから固定具を通して循環させ、戻りホースから一次油供給部に油を戻す手段が提供される。油回収器が、軸受を囲む塵へ供給した油を収容するための長方形の外周壁２４を提供する。
【００２７】
既知のように、試験中の物品が、滑り板の上部の（図示しない）挿入物の格子パターンに係合する締結具によって滑り板の上面に堅固に固定される。使用中、試験中の物品は、振動滑りテーブルによって搬送されるときに振動にさらされる。滑りテーブルは、Ｔ字型チャネルに沿った単軸の長手方向往復移動のために案内される。Ｔ字型案内部材は、天板３２の軸受面１２上で滑り板の前後移動を案内するためにそれぞれのチャネル内を摺動する。潤滑油が上部軸受面１２に供給され、その結果、滑り板と試験中の物品の荷重は潤滑された上部直動軸受面によって支持される。滑り板及び試験中の物品の荷重は、下部軸受ブロック３８が底板上で前後に摺動する底部軸受板２８の上面部分によって部分的に支持される。軸受案内部の底部と底板の上面との間のこの界面は、循環潤滑油によって１００％潤滑される。
【００２８】
滑り板は、その振動の間、交差軸動作が抑えられ、その移動軸に対して横方向にも軸受の耐荷重面に対して垂直方向にも移動することがない。逆Ｔ字型チャンネル内を摺動する逆Ｔ字型軸受案内部は、この多軸拘束手段を提供する。
【００２９】
天板の上面、天板の底面及び底板の上面にある油分配溝の大きさ、形状及び量が増大すると、大きな有効独立圧力エリアが生じ、試験用固定具の静的及び動的な負荷容量が増大する。表面の溝の圧力は、外部荷重に反応するため、荷重の変化に応じて変化することができる。各油分配溝に隣接して流量制限器を位置決めすると、油の流量が増大するため、滑りテーブルの上方の温度チャンバから吸収される可能性のある熱を取り除く能力が向上する。熱管理は、滑りテーブル操作を信頼できるものにする。個々の流量制限器を、そのそれぞれの油分配溝に非常に近接した場所に配置すると、制限器と溝との間に閉じ込められる流体の量が減少するため、試験用固定具の動的負荷容量が増大する。
【００３０】
本発明の実施形態の追加の改善点には、試験用固定具の負荷容量を増大させるために、天板を通る孔３６の大きさを増大させて取付ボルト８７を大きくする点が挙げられる。さらに、下部軸受ブロック３８及び天板３２の厚さを増大させると、剛性が向上し、軸受の負荷の下での撓みが減少して固定具の負荷容量が増大する。中間板３０はこのほか、振動試験中にさらに良好な結果を達成するために、相応に厚さを増大させることができる。
【００３１】
本発明をその実施形態に関して説明し図示したが、特許請求の範囲に記載された本発明の対象範囲全体にて変更及び修正を実施することができることを理解されたい。
【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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【図６】
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