JP2000227376A - 遠心載荷実験装置の回転体位置決め装置及びその位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】回転台が微速で回転して所望の位置に速やかに
停止する。 【解決手段】主電動機５により駆動されて回転する回転
軸２に結合されている回転台６に支持されて吊り下げら
れている吊下体７，８は、主電動機５と回転軸２との間
に介設されている減速機４と、減速機４に軸結合するタ
ーニング・モータ２５により微速に回転する。更に、タ
ーニング・モータ２５の出力側の減速機と主電動機の減
速機とにより、回転台６はターニング・モータ２５の電
源が切られた瞬間に停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遠心載荷実験装置
の回転体位置決め装置及びその位置決め方法に関し、特
に、大きい重力場に置かれる地盤のような構築物の様々
な物性を遠心力場で調査する遠心載荷実験装置の回転体
位置決め装置及びその位置決め方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビルのような構築物は、地盤上に建設さ
れる。その地盤の実物試験は、その構築物が完成した後
でなければ行うことができない。巨大な重力が作用する
地盤のような試験体の事前の試験を行うために、大きい
重力場を仮想的に生成する遠心載荷装置が用いられてい
る。その遠心載荷装置には、試験体を載荷するためのバ
ケットとバランスウエイトを載置するためのバケット
が、回転台の回転軸心線に対称に配置され揺動自在に吊
り下げられている。

【０００３】試験体をバケットに搭載すること等の準備
作業時には、回転台を位置決めして停止させる必要があ
る。実物に作用する自重を模擬的に遠心力として生成さ
せるための大きいサイズで形成されている回転台の全体
は、重く、且つ、摩擦抵抗が大きくて、人力でそれを回
転させることが困難である。その回転台を回転駆動する
駆動機を用いて微速で回転させて、その回転台の回転位
置調整を行うことが考えられる。大出力のこのような駆
動機でその回転台を微速回転させ、所望の回転位置に停
止させる作業は厄介であり、万が一の不測の事故がその
駆動系に発生した場合に、人身事故を招く恐れがある。
電動機に給電しないでそれを回転フリーの状態にしてお
いて、人力により位置決めを行っているのが現状であ
る。

【０００４】回転台が微速で回転して所望の位置に速や
かに停止することが望まれる。更には、回転台を回転駆
動させる主電動機の回転を止めずその抵抗を受けること
なく、回転台が微速・低抵抗で回転して所望の位置に速
やかに停止することが望まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、回転
台が微速で回転して所望の位置に速やかに停止する遠心
載荷実験装置の回転体位置決め装置及びその位置決め方
法を提供することにある。本発明の他の課題は、回転台
を回転駆動させる主電動機の回転を止めずその抵抗を受
けることなく、その回転台が微速・低抵抗で回転して所
望の位置に速やかに停止する遠心載荷実験装置の回転体
位置決め装置及びその位置決め方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が請求項に対応して表現される次の記載中に現れ
る（）つきの数字は、請求項の記載事項が詳しく後述さ
れる実施の複数の形態のうちの少なくとも１つの形態の
部材、工程、動作に対応することを示すが、本発明の解
決手段がそれらの数字が示す実施の形態の部材に限定し
て解釈されるためのものではなく、その対応関係を明白
にするためのものである。

【０００７】本発明による遠心載荷実験装置の回転体位
置決め装置は、主電動機（５）と、主電動機（５）によ
り駆動されて回転する回転軸（２）と、回転軸（２）に
結合されている回転台（６）と、回転台（６）に支持さ
れて吊り下げられ試験体及びバランスウエイトをそれぞ
れに載荷するための複数・吊下体（７，８）と、主電動
機（５）と回転軸（２）との間に介設されている減速機
（４）と、減速機（４）に軸結合するターニング・モー
タとからなる。

【０００８】実験に先立って実験の準備のために、回転
台（６）を任意の位置に精度良く停止させたいことが多
い。主電動機（５）の電源を切り、ターニング・モータ
（２５）により回転台（６）を正逆方向に回転させて、
任意の位置に回転台（６）を停止させることができ、且
つ、安全性を確保することができる。主電動機の電源は
切られるが、その回転をフリーにした状態でそのままタ
ーニング・モータ（２５）の駆動系を構成し、全体構造
がシンプルである。

【０００９】ターニング・モータ（２５）と主電動機の
減速機の間にターニング・モータ側減速機（２７）が追
加されていることが特に好ましい。ターニング・モータ
側減速機（２７）の追加により、回転台（６）を微速に
回転させ、任意の位置に更に精度よく停止させ、更に、
安全性を確保することができる。

【００１０】ターニング・モータ（２５）は主電動機
（５）を介して減速機（４）に軸結合することが好まし
い。このような連結構造により、ターニング・モータ側
減速機（２７）と主電動機側減速機（４）を有効に両用
することができる。減速機の連結により、ターニング・
モータ（２５）の電源を切るとただちにその瞬間に回転
台（６）が停止する。

【００１１】本発明による遠心載荷実験装置の回転体位
置決め方法は、主電動機（５）と、主電動機（５）によ
り駆動されて回転する回転軸（２）と、回転軸（２）に
結合されている回転台（６）と、回転台（６）に支持さ
れて吊り下げられ試験体及びバランスウエイトをそれぞ
れに載荷するための複数・吊下体（７，８）と、主電動
機（５）と回転軸（２）との間に介設されている減速機
（４）と、減速機（４）に軸結合するターニング・モー
タ（２５）とからなる遠心載荷装置のその回転台の位置
調整方法であり、主電動機（５）の電源を切るためのス
テップと、ターニング・モータ（２５）の電源を入れる
ステップと、ターニング・モータ（２５）の電源を切る
ステップとからなる。

【００１２】このようなステップにより、回転台を速や
かに任意の位置に高精度に停止させることができる。タ
ーニング・モータ（２５）の電源を入れるステップと、
ターニング・モータ（２５）の電源を切るステップとは
繰り返され、特に、ターニング・モータ（２５）の正逆
を切り換えることにより、更に高精度に速やかに所望の
位置に回転台を停止させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図に一致対応して、本発明による
遠心載荷実験装置の回転体位置決め装置の実施の形態に
は、回転駆動機構が設けられている。その回転駆動機構
は、基台１を備えている。回転軸２が基台１に回転自在
に支持されている。回転軸２の回転軸心線３は、地面１
ＦＬに一致する水平面に直交している。回転軸２は、減
速用ギアボックス４、軸継手２４を介して主電動機５に
結合している。回転台６が、回転軸２に結合している。
回転台６は左右の両腕から形成され、設計上は概ね回転
軸心線３に対して対称な構造を有している。

【００１４】試験体用保持器７とバランスウエイト用保
持器８とが、回転軸心線３に対して対称に配置され、回
転台６に支持されて揺動可能に吊り下げられている。試
験体用保持器７とバランスウエイト用保持器８は、回転
軸心線３に対して設計上は概ね互いに対称である構造を
有している。試験体用保持器７とバランスウエイト用保
持器８は、それぞれに吊下用軸９，１１により回転自在
・揺動自在に支持されている。吊下用軸９，１１は、そ
れぞれに水平に向いて平行であり、回転台６に固定され
ている。

【００１５】回転台６、試験体用保持器７、バランスウ
エイト用保持器８とから形成される遠心回転機構部分
は、１階フローア１ＦＬと地下１階フローアＢ１Ｆとの
間に配置されている。回転台６の下面と地下１階フロー
アＢ１Ｆとの間には、作業員が自由に歩くことができる
高さのスペースが設けられている。

【００１６】主電動機５の被駆動回転軸２１は、主電動
機５のケーシングから両側に突出し、一方側軸端部分２
２と他方側軸端部分２３を有している。一方側軸端部分
２２は、一方側軸継手２４を介して減速機４に軸結合し
ている。ターニング・モータ２５が設けられている。減
速機４、主電動機５、ターニング・モータ２５とから形
成されている駆動機構部分は、地下２階フローアＢ２Ｆ
に設置されている。

【００１７】ターニング・モータ２５の出力軸は、他方
側軸継手２６を介して他方側軸端部分２３に軸結合して
いる。主電動機５は、これに電力を供給するための電力
線端子を介して電源（図示せず）に接続されている。主
電動機５と電源との間には、入切スイッチ（図示せず）
が介設されている。ターニング・モータ２５には、これ
に電力を供給するための電力線端子を介して電源（図示
せず）に接続されている。ターニング・モータ２５と電
源との間には、入切スイッチ（図示せず）が介設されて
いる。

【００１８】ターニング・モータ２５の特性は、主電動
機５の最低回転数よりも十分に低速である低速回転を実
現するモータであり、特には、その十分な低速回転を実
現するためのターニング・モータ減速機２７を持ってい
ることが望ましい。更には、ターニング・モータ２５の
出力は、回転台６、特に、回転軸の回転軸心線から遠方
の回転台部分を作業員が手で押さえれば、その回転が停
止する程度であることが好ましい。遠方の回転台部分と
しては、試験体用保持器７又はバランスウエイト用保持
器８であることが好ましい。

【００１９】ターニング・モータ２５の回転数と回転台
６の回転数との間の減速比は非常に大きく、回転台６は
回転アームといわれるように、即ち、大きい遠心力を発
生させるために、相当に長く形成されている。万が一の
場合には、作業員は試験体用保持器７又はバランスウエ
イト用保持器８を手で押さえることにより、容易にター
ニング・モータ２５の回転を止めることができる。逆
に、作業員は試験体用保持器７又はバランスウエイト用
保持器８を手で押すことにより回転台６の回転速度を上
げることができる。

【００２０】ターニング・モータ２５は、正逆回転の逆
転が可能である。回転台６の位置調整を行う際には、主
電動機５と電源との間に介設されている入切スイッチを
切り、主電動機と電源の関係を断ち切って、主電動機の
ロータをいわゆるフリー回転の状態にする。それとは反
対に、ターニング・モータ２５と電源との間に介設され
ている入切スイッチを入れて、ターニング・モータ２５
を強制駆動する。

【００２１】ターニング・モータ２５のロータの回転運
動は、ターニング・モータ減速機２７及び減速用ギアボ
ックス４により減速されて回転台に伝達される。回転台
６の回転運動は、回転台の外周部分で極めて低速又は微
速である。回転台６の回転軸心３線の回りの慣性モーメ
ントは、それ相応に小さく、ターニング・モータ２５の
既述のスイッチを切ることにより、大きい摩擦抵抗によ
り即座に停止する。このことにより、回転台の高精度の
位置決めが可能である。

【００２２】他方側軸継手２６は、クラッチ式となって
おり、ターニング・モータ２５により回転台６を回転駆
動するときのみ連結し、主電動機５により回転台６を回
転駆動するときは、他方側軸継手２６の連結を切り、タ
ーニングモータは回転させないことが好ましい。

【００２３】

【発明の効果】本発明による遠心載荷実験装置の回転体
位置決め装置及びその位置決め方法は、回転台を低速・
微速に回転させることができ、停止位置に関して高精度
の位置決めが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による遠心載荷実験装置の回転
体位置決め装置の実施の形態を示す図である。

【符号の説明】

２…回転軸 ４…（主電動機側）減速機 ５…主電動機 ６…回転台 ７，８…吊下体 ２５…ターニング・モータ ２７…ターニング・モータ側減速機

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主電動機と、 前記主電動機により駆動されて回転する回転軸と、 前記回転軸に結合されている回転台と、 前記回転台に支持されて吊り下げられ試験体及びバラン
   スウエイトをそれぞれに載荷するための複数・吊下体
   と、 前記主電動機と前記回転軸との間に介設されている減速
   機と、 前記減速機に軸結合するターニング・モータとからなる
   遠心載荷実験装置の回転体位置決め装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記ターニング・モータと前記減速機の間に介設される
   ターニング・モータ側減速機とからなることを特徴とす
   る遠心載荷実験装置の回転体位置決め装置。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記ターニング・モータは前記主電動機を介して前記減
   速機に軸結合することを特徴とする遠心載荷実験装置の
   回転体位置決め装置。
4. 【請求項４】主電動機と、前記主電動機により駆動され
   て回転する回転軸と、前記回転軸に結合されている回転
   台と、前記回転台に支持されて吊り下げられ試験体及び
   バランスウエイトをそれぞれに載荷するための複数・吊
   下体と、前記主電動機と前記回転軸との間に介設されて
   いる減速機と、前記減速機に軸結合するターニング・モ
   ータとからなる遠心載荷装置のその回転台の位置調整方
   法であり、 前記主電動機の電源を切るためのステップと、 前記ターニング・モータの電源を入れるステップと、 前記ターニング・モータの電源を切るステップとからな
   る遠心載荷実験装置の回転体位置決め方法。