JP2001041870A - 2軸免震ゴム試験機 - Google Patents

2軸免震ゴム試験機

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JP2001041870A
JP2001041870A JP11219529A JP21952999A JP2001041870A JP 2001041870 A JP2001041870 A JP 2001041870A JP 11219529 A JP11219529 A JP 11219529A JP 21952999 A JP21952999 A JP 21952999A JP 2001041870 A JP2001041870 A JP 2001041870A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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
り返し速度を速く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軸免震ゴム試験機を提供する。 【解決手段】 免震ゴムWに対して鉛直方向への一定の
圧縮荷重を加えるための鉛直負荷用シリンダ6の圧縮側
ポート6aに、電磁弁11を介してアキュムレータ12
を選択的に接続可能とすることにより、水平方向への繰
り返し負荷により免震動ゴムWの変形に追随して鉛直負
荷用シリンダ6のピストンが変位しても、サーボ弁10
を介することなくアキュムレータ12から圧油が鉛直負
荷用シリンダ6に供給されることで、鉛直方向への圧縮
荷重の変動を抑制する。

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11,1
3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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
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