JP2001174369A - Centrifugal force test device - Google Patents

Centrifugal force test device

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JP2001174369A
JP2001174369A JP35562299A JP35562299A JP2001174369A JP 2001174369 A JP2001174369 A JP 2001174369A JP 35562299 A JP35562299 A JP 35562299A JP 35562299 A JP35562299 A JP 35562299A JP 2001174369 A JP2001174369 A JP 2001174369A
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JP
Japan
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arm
centrifugal force
centrifugal
rotating shaft
bearing
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Application number
JP35562299A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Nakajima
淳一 中島
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the loading capacity, to prevent the applying of the excessive load to an arm box for increasing the loading capacity, and to lower the bending moment applied to a bearing structure while preventing the local concentration of the stress to each part of arms and buckets for increasing the loading capacity. SOLUTION: Buckets 29, 31 are oscillatably supported at both ends of arm structures 15, 16 supported by a rotary shaft 7 and rotated with the rotary shaft 7. The arm structures 15, 16 are in the centrifugal force direction having no connection part in the centrifugal direction, therefor a trouble due to the welding is not generated. Small rotational displacement of the arm is allowed and a large displacement thereof is prevented. The arm structure is formed with plates 17, 18, 21, 22 extended in the centrifugal force direction CD. These plural plates are respectively extended from the center to both sides to offset the centrifugal force. The plates 17, 18, 21, 22 are desirably formed of a rolled steel plate. Since the centrifugal force applied to such arm structure is not applied to a central on-equipment structure 12, the on-equipment structure 12 can be simply formed, and a space therein can be used wide.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、遠心力実験装置に
関し、特に、遠心力で振り上げられるバケット上に載荷
される試験対象物の遠心力試験又は遠心力相当の重力試
験を行うための遠心力実験装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a centrifugal force experimental device, and more particularly to a centrifugal force test for performing a centrifugal force test or a centrifugal force equivalent gravity test of a test object loaded on a bucket swung up by centrifugal force. Related to experimental equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】トンネルに巨大な重力がかかった時の地
盤の挙動、高層建築物の地震時の挙動のような事象は、
大型の遠心式振動台を用いて模擬的に見かけの重力を生
成して、高精度な実物大試験を実質的に行うことができ
る。そのような試験は、短期間に、安価に数多くの実験
を行うことができる縮小模型によってシミュレートする
ことにより補完され得る。そのような実験対象の現物
が、海底軟弱地層の中のトンネル、山中のダム、埋め立
て地盤に建つ高層ビルのような非常に大型の超超重量物
であれば、実験精度を追求するためには、縮小された供
試模型もある程度に大型化される必要がある。
2. Description of the Related Art Events such as the behavior of the ground when huge gravity is applied to a tunnel and the behavior of a high-rise building during an earthquake,
Simulated apparent gravity is generated by using a large centrifugal shaking table, and a high-precision full-scale test can be substantially performed. Such tests can be complemented by simulating in a short period of time a small model that can perform a large number of experiments inexpensively. If the actual object of such an experiment is a very large super-heavy object such as a tunnel in a soft undersea stratum, a dam in the mountains, or a high-rise building built on a landfill, in order to pursue the accuracy of the experiment, Also, the reduced test model needs to be enlarged to some extent.

【0003】このような実験のための装置、即ち、遠心
力実験装置、遠心載荷装置、遠心式載荷振動装置などと
呼ばれる疑似重力生成装置(以下、遠心力装置といわれ
る)には、より大きな供試模型を搭載することができる
載荷用空間と、より重い物体を載置することができる積
載能力とが一般的に要求される。そのような空間と能力
を持つバケットには、その構造上の諸問題が山積してい
る。
A device for such an experiment, that is, a pseudogravity generating device (hereinafter, referred to as a centrifugal force device) called a centrifugal force experimental device, a centrifugal loading device, a centrifugal loading vibration device, etc., has a larger capacity. Generally, a loading space in which a trial model can be mounted and a loading capacity in which heavier objects can be mounted are required. Buckets with such space and capacity are fraught with structural problems.

【0004】図6と図7は、公知の一般的な遠心力実験
装置を示している。軸受台101に支持される回転軸1
02にアーム箱103が固着され、アーム箱103には
その両端部に4体のアーム104,105,106,1
07が鏡面対称に固着され、4体のアーム104,10
5,106,107に回転自在に2体のバケット10
8,109が鏡面対称に結合され、回転駆動時、振り上
げられる両側のバケット108,109に生成される遠
心力がアーム104,105,106,107を介し
て、アーム箱103に作用する。
FIGS. 6 and 7 show a known general centrifugal force experiment apparatus. Rotary shaft 1 supported by bearing stand 101
02, an arm box 103 is fixed to the arm box 103, and four arms 104, 105, 106, 1
07 are fixed in mirror symmetry, and four arms 104 and 10
Two buckets 10 rotatable on 5, 106, 107
8, 109 are mirror-symmetrically coupled, and the centrifugal force generated in the buckets 108, 109 on both sides swung up acts on the arm box 103 via the arms 104, 105, 106, 107 during rotational driving.

【0005】その遠心力は、回転軸心線から放射方向に
向く放射方向成分と、回転面上の周方向に向く周方向成
分を有し、アーム104,105,106,107に
は、それらの外側端部が互いに遠ざかる方向に広がる周
方向力を受ける。このような周方向力によるアーム10
4,105,106,107の広がりを防止するため
に、図7に示されるように、アーム104,105,1
06,107の外側端部には、補強リブ110が溶接に
より結合されている。アーム箱103は、外板111
と、図6に示される縦横に延びる補強リブ112,11
3,114とが溶接されて形成され構造化された溶接構
造体である。回転軸102は、スラスト軸受115と上
下部位に配置されるラジアル軸受116,117とを介
して軸受台101に半径方向にも鉛直方向にも支持さ
れ、下方位置に配置されるモータ118により回転駆動
される。
The centrifugal force has a radial component directed radially from the axis of rotation and a circumferential component directed circumferentially on the rotation surface. The arms 104, 105, 106, 107 The outer ends receive a circumferential force that extends in a direction away from each other. Arm 10 due to such circumferential force
As shown in FIG. 7, the arms 104, 105, 1
Reinforcing ribs 110 are welded to outer ends of 06 and 107. The arm box 103 includes an outer plate 111.
And reinforcing ribs 112 and 11 extending in the vertical and horizontal directions shown in FIG.
3, 114 is a welded structure formed by welding and structured. The rotating shaft 102 is supported on the bearing base 101 in both the radial direction and the vertical direction via a thrust bearing 115 and radial bearings 116 and 117 disposed at upper and lower portions, and is rotationally driven by a motor 118 disposed at a lower position. Is done.

【0006】一般的なこのような遠心力実験装置には、
下記する問題点が山積している。 (1)アームとアーム箱 (1−1)アームの強度 溶接継手の強度は、母材強度よりも低い傾向がある。こ
のような傾向は、高強度材料の強度が高くなればなるほ
ど強く、特に、疲労強度は著しく低下する。このような
傾向があるので、溶接構造のアームの積載能力を増大さ
せるために高張力鋼のような高強度材料を用いることが
基本的に困難になっている。多くの溶接部分が輻輳すれ
ば、応力集中箇所に更に応力が集中することになって、
その強度は本来の母材強度からますます低下してしま
う。
[0006] Such a general centrifugal force experiment apparatus includes:
The following problems are piled up. (1) Arm and arm box (1-1) Strength of arm The strength of the welded joint tends to be lower than the strength of the base material. Such a tendency is stronger as the strength of the high-strength material is higher, and particularly, the fatigue strength is significantly reduced. This tendency has basically made it difficult to use a high-strength material, such as high-strength steel, to increase the loading capacity of the arms of the welded structure. If many welds are congested, the stress will be further concentrated at the stress concentration points,
The strength is further reduced from the original base material strength.

【0007】(1−2)アーム箱の強度と剛性 アームに対して溶接により一体化されているアーム箱に
も応力がアームから流れ込み、高応力部分と低応力部分
とが生じて、荷重が均一に分散せず効率的ではない。溶
接構造は、これを厳密に均一に製造することは困難であ
る。製作上の誤差、歪みによって、左右のアームバケッ
トピン119(アームとバケットを描いて自在に結合す
るピン)の位置が、図8に示されるように、鉛直面内で
上下にずれて、左右のバケットにかかる遠心力が同一回
転面内で作用しない場合に、アーム箱と回転軸に曲げ応
力が作用する。このような曲げ応力の発生は、積載能力
を低下させる。更に、その曲げ応力は、1回転毎に軸受
台にかかる荷重が変動して、軸受をこじるように作用
し、軸受部分の寿命を短くし、軸受台の疲労強度に大き
な悪影響を与える。
(1-2) Strength and rigidity of the arm box Stress also flows from the arm into the arm box integrated with the arm by welding, and a high stress portion and a low stress portion are generated, and the load is uniform. It is not efficient because it does not disperse. It is difficult to manufacture a welded structure exactly and uniformly. Due to manufacturing errors and distortions, the positions of the left and right arm bucket pins 119 (pins that freely connect the arm and the bucket by drawing) are shifted vertically in the vertical plane as shown in FIG. When the centrifugal force applied to the bucket does not act in the same rotation plane, bending stress acts on the arm box and the rotation shaft. The generation of such bending stress lowers the loading capacity. Further, the bending stress changes the load applied to the bearing pedestal every rotation and acts to pry the bearing, shortening the life of the bearing portion, and greatly affecting the fatigue strength of the bearing pedestal.

【0008】(1−3)アーム箱のスペース その剛性を上げるために、アーム箱の内側に補強リブが
多くなっており、アーム箱の中を貫通する配管、配線、
その他の多種の搭載機器(図示されず)にスペースの点
で制約を与える。 (1−4)アーム、アーム箱の加工性 リブが多くなれば、リブどうしの間の間隔が狭くなっ
て、溶接、検査がやりにくい。 (1−5)保守改造 溶接は歪みを生じやすく、一旦設置された装置を将来的
に再度改造して積載能力を増強することが困難である。
(1-3) Space of arm box In order to increase the rigidity of the arm box, reinforcing ribs are provided inside the arm box.
Other various mounting devices (not shown) are restricted in terms of space. (1-4) Workability of Arm and Arm Box If the number of ribs is large, the interval between the ribs becomes narrow, and welding and inspection are difficult to perform. (1-5) Maintenance Remodeling Welding is likely to cause distortion, and it is difficult to remodel the installed device again in the future to enhance the loading capacity.

【0009】(2)バケット (2−1)接合部分の応力 バケットは、図7に示されるように、バケット支柱12
0とバケットベース121とから形成され、それらが接
合される接合部分Aは、その断面積が急激に変化する部
位であり、そこに応力が集中する。このような集中は、
積載能力に制約を与える。 (2−2)曲げモーメント 大きな荷重がかかるバケットベースの中央部が撓んで、
一体化されたバケット支柱にはすぼまり勝手の変形が生
じ、それはアームバケットピンで固定されているので、
その接合部分Aには曲げモーメントが作用し、更に、応
力集中により応力が高くなることを回避することが困難
である。このように、ますます積載能力に制約が生じ
る。
(2) Bucket (2-1) Stress at Joint Section As shown in FIG.
0 and the bucket base 121, and the joining portion A where they are joined is a portion where the cross-sectional area changes rapidly, and stress concentrates there. Such concentration,
Limit loading capacity. (2-2) Bending moment The central part of the bucket base on which a large load is applied is bent,
Since the integrated bucket support is deformed by itself and is fixed by the arm bucket pin,
A bending moment acts on the joint A, and it is difficult to avoid an increase in stress due to stress concentration. Thus, loading capacity is increasingly limited.

【0010】(2−3)慣性モーメント 曲げモーメントによるそのような制約を回避するための
対策として、バケット、バケット付近のアームの板厚、
寸法を大幅に大きくする処置を施すことが考えられる。
このような処置は、外周部分の重量が増加して、慣性モ
ーメントが極端に大きくなり、アームの回転速度の加速
・減速が遅くなることを許容するか、又は、駆動動力を
大幅に増加させる必要がある。駆動動力の増加は、装置
のコストアップを招く。 (2−4)疲労破壊 低い限定荷重で限定使用しても、接合部分Aに亀裂が生
じ疲労破壊の危険性が残存して検査が必要になるが、溶
接部分の微細な亀裂を事前に発見することは一般的に困
難である。バケット上に振動台を搭載する場合には溶接
各所に亀裂進展の可能性が高くなり、そのような疲労破
壊の危険性が更に高くなる。
(2-3) Moment of Inertia As a countermeasure to avoid such a restriction due to the bending moment, the thickness of the bucket, the arm thickness near the bucket,
It is conceivable to take measures to greatly increase the dimensions.
Such measures require that the weight of the outer peripheral portion increases, the moment of inertia becomes extremely large, and the acceleration / deceleration of the rotational speed of the arm is allowed to slow down, or the driving power needs to be greatly increased. There is. An increase in drive power causes an increase in the cost of the device. (2-4) Fatigue Fracture Even if the FPC is used under a limited load, cracks may occur in the joint A and the risk of fatigue failure may remain, requiring an inspection. It is generally difficult to do. When the shaking table is mounted on the bucket, the possibility of crack propagation is high at various points of welding, and the risk of such fatigue fracture is further increased.

【0011】(3)軸受、駆動装置の配置 (3−1)開口 回転部分の重量が直接に軸受台の上部に作用し、軸受台
には回転部分のアンバランスによる遠心荷重とともに回
転部分の重量がかかるので、剛性が高い軸受台とするた
めには大重量になって、軸受、駆動装置のチェック、メ
ンテナンス用の開口を開け難くなる。 (3−2)作業性 駆動装置が軸受台の中央真下であるので、点検、軸のフ
ランジ結合部分を取り外す交換作業がしづらい。 (3−3)駆動部の損傷 回転軸に曲げ剛性を与えるために、その軸径は駆動装置
の軸径よりも一般には大きく製作されるので、万一回転
中に急激にロックした場合、駆動装置が損傷する恐れが
ある。 (3−4)軸受寿命 軸受が3つあり、それぞれの中心は一致させる必要があ
り、3つの軸受をそれぞれに軸受台に固定すると、厳密
に3中心を一致させることは困難であり、こじりによる
荷重がいずれかの軸受にかかり、軸受寿命を短くする。
(3) Arrangement of bearings and drive units (3-1) Opening The weight of the rotating part directly acts on the upper part of the bearing base, and the bearing base has a centrifugal load due to the unbalance of the rotating part and the weight of the rotating part. However, in order to make the bearing stand having high rigidity, the weight becomes large, and it becomes difficult to open an opening for checking and maintenance of the bearing and the driving device. (3-2) Workability Since the drive device is located directly below the center of the bearing base, it is difficult to perform inspection and replacement work for removing the flange connection portion of the shaft. (3-3) Damage to the drive unit In order to impart bending rigidity to the rotating shaft, the shaft diameter is generally manufactured to be larger than the shaft diameter of the driving device. Equipment may be damaged. (3-4) Bearing Life There are three bearings, the centers of which need to be aligned. If the three bearings are respectively fixed to a bearing stand, it is difficult to exactly match the three centers, and twisting A load is applied to one of the bearings, shortening the bearing life.

【0012】(4)軸受と歯車の潤滑 各軸受は高荷重、長寿命が必要であるから、潤滑油を強
制給油することが好ましいが、無理な給油を行うと、軸
受の内部に圧力がかって、シール部分から油漏れがおき
やすい。軸受付近には、油タンクのスペース確保が困難
であるから、別途、潤滑油給油装置のスペースが必要に
なり、周囲はバケットが回転するためかなり離して設置
する必要がある。グリース潤滑すれば、荷重と寿命に制
約がある。
(4) Lubrication of bearings and gears Since each bearing requires a high load and a long service life, it is preferable to forcibly supply lubricating oil. However, if excessive lubrication is performed, pressure is applied to the inside of the bearing. Oil leaks easily from the seal. Since it is difficult to secure a space for the oil tank near the bearing, a space for the lubricating oil supply device is separately required, and the surroundings need to be installed at a considerable distance because the bucket rotates. Grease lubrication has limitations on load and life.

【0013】(5)スラスト軸受の潤滑 スラスト軸受の転動体の潤滑は、内径側から外周側に向
かって給油することが好ましいが、回転軸の側から給油
する必要があり、構造が複雑になる。半径方向には僅か
にスペースを設けて、他の2つの軸受によって決まる回
転中心線上に自動的に調整可能にすることが好ましい。
回転部分の重量が大きいと、給油されているわけではな
いので、スラスト軸受と軸受台との摩擦力を長期にわた
って常に低くすることは困難である。
(5) Thrust bearing lubrication It is preferable to lubricate the rolling elements of the thrust bearing from the inner diameter side to the outer circumference side, but it is necessary to lubricate from the rotating shaft side, and the structure becomes complicated. . Preferably, a slight space is provided in the radial direction so that it can be automatically adjusted on the center of rotation determined by the other two bearings.
If the weight of the rotating part is large, oil is not supplied, and it is difficult to always reduce the frictional force between the thrust bearing and the bearing base over a long period of time.

【0014】積載能力の増大が望まれる。積載能力の増
大のために、アーム箱に無理な荷重がかからないことが
必要であり、更に、アーム、バケットのそれぞれの部分
に局所的に応力が集中しないことが望まれる。軸受構造
に作用する曲げモーメントを低減することにより、積載
能力の増大のために必要である伝達動力の容量をより大
きくすることが望まれる。
It is desired to increase the load capacity. In order to increase the loading capacity, it is necessary that an unreasonable load is not applied to the arm box, and further, it is desired that stress is not locally concentrated on each of the arm and the bucket. It is desirable to reduce the bending moment acting on the bearing structure to increase the capacity of the transmission power required for increasing the loading capacity.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、積載
能力がより増大する遠心力実験装置を提供することにあ
る。本発明の他の課題は、積載能力の増大のためにアー
ム箱に無理な荷重がかからない遠心力実験装置を提供す
ることにある。本発明の更に他の課題は、積載能力の増
大のためにアーム、バケットのそれぞれの部分に局所的
に応力が集中せず、更に、軸受構造に作用する曲げモー
メントが低減する遠心力実験装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a centrifugal force experiment apparatus capable of increasing the loading capacity. Another object of the present invention is to provide a centrifugal force experiment apparatus in which an unreasonable load is not applied to the arm box to increase the loading capacity. Still another object of the present invention is to provide a centrifugal force experiment apparatus in which stress is not locally concentrated on each part of an arm and a bucket due to an increase in loading capacity, and a bending moment acting on a bearing structure is reduced. To provide.

【0016】[0016]

【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、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧()つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数・形態又は複数の実施例のうちの少なくとも1つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。
Means for solving the problem are described as follows. The technical items appearing in the expression are appended with numbers, symbols, and the like in parentheses (). The numbers, symbols, and the like are technical items that constitute at least one embodiment or a plurality of the embodiments of the present invention, in particular, the embodiments or the examples. Corresponds to the reference numerals, reference symbols, and the like assigned to the technical matters expressed in the drawings corresponding to the above. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence / bridge does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or the examples.

【0017】本発明による遠心力実験装置は、回転軸
(7)と、回転軸(7)に支持されて回転軸(7)と同
体に回転するアーム構造体(15,16)と、アーム構
造体(15,16)の端部に揺動自在に支持されるバケ
ット(29)とを含み、遠心力を受けるアーム構造体
(15,16)は、回転軸(7)に対して自由に遠心方
向(CD)に延びることができる。アーム構造体(1
5,16)は、回転軸(7)に対して自由に遠心方向
(CD)に延びることができるので、遠心力が回転軸
(7)に及ばず、回転軸、回転軸に対して固定されてい
る部材に応力を及ぼさない。
The centrifugal force experiment apparatus according to the present invention comprises a rotating shaft (7), arm structures (15, 16) supported by the rotating shaft (7) and rotating in the same manner as the rotating shaft (7), and an arm structure. A bucket (29) supported swingably at the end of the body (15, 16), the arm structure (15, 16) receiving centrifugal force is free to centrifuge with respect to the rotation axis (7). Can extend in the direction (CD). Arm structure (1
5, 16) can freely extend in the centrifugal direction (CD) with respect to the rotation axis (7), so that the centrifugal force does not reach the rotation axis (7) and is fixed with respect to the rotation axis and the rotation axis. Does not exert any stress on the components.

【0018】アーム構造体(15,16)は、遠心方向
(CD)に接続する接続部分が存在しないことが望まし
い。自由に延びることができるアーム構造体(15,1
6)は、接続部分が存在しないので、自らのなかで応力
が流れることを阻害しないので、アーム構造体(15,
16)自体の強度に優れている。アーム構造体(15,
16)は、遠心方向(CD)に延びる板で形成されてい
る。連続したつなぎ目がない板は、応力を自由に流すこ
とができる。その板としては、圧延鋼板であることが好
ましい。
It is desirable that the arm structures (15, 16) have no connecting portion for connecting in the centrifugal direction (CD). Arm structure (15, 1) that can extend freely
6) does not hinder the flow of stress in itself because there is no connecting portion, so that the arm structure (15,
16) Excellent in strength of itself. Arm structure (15,
16) is formed of a plate extending in the centrifugal direction (CD). A continuous, seamless plate allows free flow of stress. The plate is preferably a rolled steel plate.

【0019】更に、機器搭載用構造体としてアーム箱
(12)が含まれている。アーム箱(12)に対して前
ーム構造体(15,16)は自由に遠心方向(CD)に
延びる。その伸び(延び)は、摺動てきであり、延びは
アーム箱(12)にほとんど応力を伝達しない。
Further, an arm box (12) is included as a device mounting structure. With respect to the arm box (12), the forehead structures (15, 16) extend freely in the centrifugal direction (CD). The elongation (elongation) is sliding and the elongation transmits little stress to the arm box (12).

【0020】アーム構造体(15,16)は、アーム箱
(12)に対して遠心遠心方向(CD)及び回転軸
(7)の回転軸心線(L)に対して直交する方向のピン
により回転自在に支持されていることが特に優れてい
る。アーム構造体(15,16)は、アーム箱(12)
に対してピンの廻りの回転がある角度範囲で拘束されて
いる。アーム構造体(15,16)は、回転方向にある
程度の範囲でその回転変位が許容されているが、後述す
るようにその許容範囲は適正な範囲である。
The arm structures (15, 16) are pinned in a direction perpendicular to the centrifugal centrifugal direction (CD) and the axis of rotation (L) of the axis of rotation (7) with respect to the arm box (12). It is particularly excellent that it is rotatably supported. The arm structure (15, 16) includes an arm box (12).
The rotation around the pin is restricted in a certain angle range. The rotational displacement of the arm structures (15, 16) is allowed within a certain range in the rotation direction, but the allowable range is an appropriate range as described later.

【0021】バケット(29)は、バケット基部(3
2)と、バケット基部(32)からそれぞれに分岐する
分岐部(33)と、分岐部(33)の端部で同体に結合
するバケットベース部(34)とを備え、1つ又は2つ
のバケット基部(32)とバケットベース部(34)と
は4節リンク構造を有している。その4節臨機機構によ
り、バケットに応力が発生せず、アーム構造体に無理な
応力が発生しない。4節リンク構造の4節は球面軸受に
より形成され、3次元的に応力発生が回避されることが
好ましい。
The bucket (29) is connected to the bucket base (3
2) a branch portion (33) branching from the bucket base portion (32), respectively, and a bucket base portion (34) integrally joined at an end of the branch portion (33), and one or two buckets are provided. The base (32) and the bucket base (34) have a four-node link structure. Due to the four-bar mechanism, no stress is generated in the bucket, and no unreasonable stress is generated in the arm structure. It is preferable that the four nodes of the four-node link structure are formed by spherical bearings, so that stress generation is avoided three-dimensionally.

【0022】回転軸(7)を支持する軸受構造体(1
5,16)と、潤滑油循環装置とがさらに含まれ、潤滑
油循環装置はそれの循環油路中に油溜まり(41)を備
え、軸受構造体は回転軸(7)を支持する上方側ラジア
ル軸受(9)と、回転軸(7)を支持する下方側ラジア
ル軸受(11)と、回転軸(7)を支持するスラスト軸
受(8)と、スラスト軸受(8)を支持する底板(2)
とを備え、スラスト軸受(8)と底板(2)との間は油
溜まり(41)に連通し、スラスト軸受(8)は油膜に
より浮動自在であり、軸心調整が自動的に行われる。
The bearing structure (1) supporting the rotating shaft (7)
5, 16) and a lubricating oil circulating device, the lubricating oil circulating device having an oil sump (41) in its circulating oil passage, and a bearing structure having an upper side supporting a rotating shaft (7). A radial bearing (9), a lower radial bearing (11) supporting a rotating shaft (7), a thrust bearing (8) supporting a rotating shaft (7), and a bottom plate (2) supporting a thrust bearing (8); )
The space between the thrust bearing (8) and the bottom plate (2) is communicated with the oil reservoir (41), the thrust bearing (8) is floatable by the oil film, and the axial center adjustment is automatically performed.

【0023】原動機(3)と、原動機(3)と回転軸
(7)との間に介設される歯車とが更に含まれ、歯車は
循環油路中に配置されている。更に、前記歯車は、電動
機側に接続する小歯車(5)と、回転軸側に接続する大
歯車(7)と、大歯車(7)の周囲で大歯車(7)に噛
み合う他の小歯車(5)とを備え、大歯車(7)の軸心
線は、前記回転軸心線(L)に一致していることが好ま
しい。底板(2)にはスラスト軸受(8)の側で油溝
(47)が形成され、スラスト軸受(8)には油溝(4
7)に連通してスラスト軸受(8)の転動体に潤滑油が
誘導される誘導穴が開けられている。
The motor further includes a motor (3) and a gear interposed between the motor (3) and the rotating shaft (7), and the gear is disposed in the circulation oil passage. Further, the gear is a small gear (5) connected to the motor side, a large gear (7) connected to the rotating shaft side, and another small gear meshing with the large gear (7) around the large gear (7). (5), and the axis of the large gear (7) preferably coincides with the rotation axis (L). An oil groove (47) is formed in the bottom plate (2) on the side of the thrust bearing (8), and the oil groove (4) is formed in the thrust bearing (8).
A guide hole through which the lubricating oil is guided is formed in the rolling element of the thrust bearing (8) in communication with 7).

【0024】バケット(29)は、アーム構造体(1
5,16)の両端部に揺動自在に支持される2つで形成
されている。
The bucket (29) has an arm structure (1).
5 and 16) are formed so as to be swingably supported at both ends.

【0025】アーム構造体(15,16)は、回転軸
(7)に対して遠心方向(CD)及び回転軸(7)の回
転軸心線(L)に対して直交する方向のピン(37,3
8)により回転自在に支持され、アーム構造体(15,
16)は、より具体的には、両側の板構造(15,1
6)を備え、板構造の一方側の板構造(15)は2枚の
板(17,18)を含み、板構造の他方側の板構造(1
6)は2枚の板(21,22)を含み、アーム構造体
(15,16)は、更に連結体(25)を備え、連結体
(25)は4枚の板(17,18,21,22)を前記
直交する方向に貫通し、更に、機器を搭載するアーム箱
(12)があり、アーム箱(12)は回転軸(7)に対
して固定され、連結体(25)はアーム箱(12)を貫
通している。このような構造により、アーム構造体の既
述の自由な変位とその拘束が合理的に実現される。
The arm structure (15, 16) has a pin (37) in a direction perpendicular to the rotation axis (L) of the rotation axis (7) in the centrifugal direction (CD) with respect to the rotation axis (7). , 3
8), the arm structure (15,
16) is more specifically a plate structure (15, 1) on both sides.
6), the plate structure (15) on one side of the plate structure includes two plates (17, 18), and the plate structure (1) on the other side of the plate structure.
6) includes two plates (21, 22), the arm structure (15, 16) further includes a connector (25), and the connector (25) includes four plates (17, 18, 21). , 22) penetrate in the orthogonal direction, and further have an arm box (12) for mounting equipment, the arm box (12) is fixed to the rotating shaft (7), and the connecting body (25) is an arm. It penetrates the box (12). With such a structure, the above-described free displacement of the arm structure and its constraint are rationally realized.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】図に一致対応して、本発明による
遠心力実験装置の実施の形態は、軸受台が設けられてい
る。その軸受台1は、図1に示されるように、地面上の
底板2に取り付けられている。電動機3は、軸受台1の
内部の支持台4に支持されている。電動機3の出力軸に
小歯車5が取り付けられている。小歯車5は、大歯車6
に噛み合っている。回転軸7は、大歯車6に結合してい
る。回転軸7と大歯車6は、回転軸心線Lを共有してい
る。大歯車6は、スラスト軸受8に鉛直方向に支持され
ている。回転軸7は、上方ラジアル軸受9と下方ラジア
ル軸受11により半径方向に支持されている。大歯車6
の周囲に複数の他の小歯車を大歯車に噛み合わせて配置
することが好ましい。
FIG. 1 is a perspective view of a centrifugal force test apparatus according to an embodiment of the present invention. The bearing base 1 is attached to a bottom plate 2 on the ground as shown in FIG. The electric motor 3 is supported by a support 4 inside the bearing base 1. A small gear 5 is attached to an output shaft of the electric motor 3. The small gear 5 is a large gear 6
Are engaged. The rotation shaft 7 is connected to the large gear 6. The rotation shaft 7 and the large gear 6 share a rotation axis L. The large gear 6 is vertically supported by a thrust bearing 8. The rotating shaft 7 is radially supported by an upper radial bearing 9 and a lower radial bearing 11. Large gear 6
It is preferable that a plurality of other small gears are arranged in mesh with the large gear.

【0027】回転軸7の上端部に、アーム箱12が固着
されている。アーム箱12は、回転軸7と同体に回転駆
動される。アーム箱12は、溶接構造体であってよい。
アーム箱12は、図2に示されるように、両側面13,
14を有している。一方側アーム形成体15は、アーム
箱12に一方の側面13で接合している。他方側アーム
形成体16は、アーム箱12に他方の側面14で接合し
ている。一方側アーム形成体15と他方側アーム形成体
16は、遠心方向CDに延びている。
An arm box 12 is fixed to the upper end of the rotating shaft 7. The arm box 12 is driven to rotate integrally with the rotation shaft 7. Arm box 12 may be a welded structure.
The arm box 12, as shown in FIG.
14. One side arm forming body 15 is joined to arm box 12 at one side surface 13. The other arm forming body 16 is joined to the arm box 12 at the other side surface 14. The one arm forming body 15 and the other arm forming body 16 extend in the centrifugal direction CD.

【0028】一方側アーム形成体15は、一方側第1ア
ーム形成要素17と一方側第2アーム形成要素18とか
ら形成されている。一方側第1アーム形成要素17と一
方側第2アーム形成要素18は、それらの間に介設され
る両側第1スペーサ19により離隔されている。一方側
第1アーム形成要素17と一方側第2アーム形成要素1
8は、遠心方向CDに延びている。
The one-side arm forming body 15 is formed of one-side first arm forming element 17 and one-side second arm forming element 18. The one-side first arm forming element 17 and the one-side second arm forming element 18 are separated from each other by both-side first spacers 19 interposed therebetween. One side first arm forming element 17 and one side second arm forming element 1
8 extends in the centrifugal direction CD.

【0029】他方側アーム形成体16は、他方側第1ア
ーム形成要素21と他方側第2アーム形成要素22とか
ら形成されている。他方側第1アーム形成要素21と他
方側第2アーム形成要素22は、それらの間に介設され
る両側第2スペーサ23により離隔されている。他方側
第1アーム形成要素21と他方側第2アーム形成要素2
2は、遠心方向CDに延びている。
The other arm forming body 16 is formed of a first arm forming element 21 on the other side and a second arm forming element 22 on the other side. The other-side first arm forming element 21 and the other-side second arm forming element 22 are separated from each other by two-sided second spacers 23 interposed therebetween. The other side first arm forming element 21 and the other side second arm forming element 2
2 extends in the centrifugal direction CD.

【0030】一方側アーム形成体15と他方側アーム形
成体16の間は、アーム間スペーサにより離隔されてい
る。一方側第1アーム形成要素17と他方側第1アーム
形成要素21とは、連結ボルト25と締付用ナット2
6,26により締め付けられ、その締め付けにより、一
方側アーム形成体15と他方側アーム形成体16が両側
面13,14に強く接合している。
The one arm forming body 15 and the other arm forming body 16 are separated by an inter-arm spacer. One side first arm forming element 17 and the other side first arm forming element 21 are connected to connecting bolt 25 and tightening nut 2.
6 and 26, the one-side arm forming body 15 and the other-side arm forming body 16 are strongly joined to both side surfaces 13 and 14 by the tightening.

【0031】このように、一方側アーム形成体15と他
方側アーム形成体16から形成されるアームは、両側面
13,14に抱き合い構造により結合している。連結ボ
ルト25は、一方側第1アーム形成要素17、一方側第
2アーム形成要素18、他方側第1アーム形成要素2
1、他方側第2アーム形成要素22にそれぞれに開けら
れている通し穴(図示されず)に通されている。連結ボ
ルト25の直径は、それらの通し穴の直径より適正に小
さい。連結ボルト25は、アーム箱12に余裕を持って
貫通している。
As described above, the arm formed by the one-side arm forming body 15 and the other-side arm forming body 16 is joined to the both side surfaces 13 and 14 by the holding structure. The connecting bolt 25 is connected to one side first arm forming element 17, one side second arm forming element 18, and the other side first arm forming element 2.
1, through the through holes (not shown) opened in the second arm forming element 22 on the other side. The diameter of the connecting bolts 25 is appropriately smaller than the diameter of those through holes. The connection bolt 25 penetrates the arm box 12 with a margin.

【0032】アーム形成要素17,18,21,22の
両端部のそれぞれの中央部は、図1に示されるように、
鉛直上下方向(回転軸心線L方向)に膨らむ膨らみ部5
1に形成されている。連結ボルト25は、膨らみ部25
をある程度の余裕を持って貫通している。連結ボルト2
5は、アーム箱12の遠心方向延長部52の鉛直上下方
向の端部にも余裕を持って貫通している。
As shown in FIG. 1, the central portions of both ends of the arm forming elements 17, 18, 21, 22 are
A bulging portion 5 bulging in the vertical direction (the direction of the rotation axis L).
1 is formed. The connecting bolt 25 is connected to the bulging portion 25.
Penetrates with some margin. Connecting bolt 2
The reference numeral 5 also penetrates the vertical extension 52 of the arm box 12 with a margin.

【0033】アーム箱12と一方側アーム形成体15と
は、図1,2に示されるように、第1アームピン37に
より回転自在に結合している。アーム箱12と他方側ア
ーム形成体16とは、第2アームピン38により回転自
在に結合している。
The arm box 12 and the one-side arm forming body 15 are rotatably connected by a first arm pin 37 as shown in FIGS. The arm box 12 and the other-side arm forming body 16 are rotatably connected by a second arm pin 38.

【0034】一方側第1アーム形成要素17、一方側第
2アーム形成要素18、他方側第1アーム形成要素2
1、他方側第2アーム形成要素22は、何れもがそれぞ
れに1体の板材であることが重要である。そのような板
材は、圧延鋼板として提供されている。回転軸7の回転
軸心線Lに直交し遠心方向に向く第1中心線27を含む
鉛直面に関して、一方側アーム形成体15と他方側アー
ム形成体16は面対称である。
One side first arm forming element 17, one side second arm forming element 18, and the other side first arm forming element 2
It is important that each of the first and second arm forming elements 22 is a single plate material. Such a sheet material is provided as a rolled steel sheet. One side arm forming body 15 and the other side arm forming body 16 are plane-symmetric with respect to a vertical plane including a first center line 27 orthogonal to the rotation axis L of the rotation shaft 7 and pointing in the centrifugal direction.

【0035】回転軸7の回転軸心線Lに直交して交わる
第1中心線27に直交する第2中心線28を含む鉛直面
に関して、一方側アーム形成体15と他方側アーム形成
体16はそれぞれに面対称である。従って、一方側アー
ム形成体15と他方側アーム形成体16は、遠心力に関
して自己的に釣り合うように原則的には設計されてい
る。
With respect to the vertical plane including the second center line 28 orthogonal to the first center line 27 orthogonal to the rotation axis L of the rotating shaft 7, the one-side arm forming body 15 and the other-side arm forming body 16 Each is plane symmetric. Therefore, the one-side arm forming body 15 and the other-side arm forming body 16 are designed in principle so as to balance themselves with respect to centrifugal force.

【0036】両側バケット29,31が、吊下用ピン3
5を介してそれぞれに一方側アーム形成体15と他方側
アーム形成体16に結合している。両側バケット29,
31は、それぞれに、バケット基部32(図1参照)
と、バケット基部32から同体に分岐する両側分岐部3
3と、両側分岐部33に同体に結合するバケットベース
34とから形成されている。
The buckets 29, 31 on both sides are
5 are connected to the one-side arm forming body 15 and the other-side arm forming body 16 respectively. Bucket 29 on both sides,
31 is a bucket base 32 (see FIG. 1)
And both side branch portions 3 branching from the bucket base 32 in the same body
3 and a bucket base 34 which is integrally connected to both side branch portions 33.

【0037】それぞれのバケット基部32は、それぞれ
に、一方側第1アーム形成要素17の端部と一方側第2
アーム形成要素18の端部との間、及び、他方側第1ア
ーム形成要素21の端部と他方側第2アーム形成要素2
2の端部との間に挟まれて挿入されている。それらの端
部とそれぞれのバケット基部32にそれぞれに吊下用ピ
ン35が通されている。吊下用ピン35のピン軸心線
は、第2中心線28に平行である。
Each of the bucket bases 32 has an end of the first side arm forming element 17 and a second side of the second arm forming element 17, respectively.
Between the end of the arm forming element 18 and between the end of the other side first arm forming element 21 and the other side second arm forming element 2
2 between the two ends. Hanging pins 35 are passed through the ends and the respective bucket bases 32. The pin axis of the suspension pin 35 is parallel to the second center line 28.

【0038】吊下用ピン35とバケット基部32との間
には、球面軸受又は自動調心ころ軸受(図示されず)が
介設され、一方側アーム形成体15と他方側アーム形成
体16から形成されるアームに対して、両側バケット2
9、31はそれらの回転が3次元方向に許容されてい
る。両側分岐部33は、バケットベース34にバケット
ピン36を介して結合し、バケットベース34とバケッ
トピン36の間の回転運動がある程度に許容されてい
る。
A spherical bearing or a self-aligning roller bearing (not shown) is interposed between the suspension pin 35 and the bucket base 32, and is provided between the one arm forming body 15 and the other arm forming body 16. For the arm to be formed, both buckets 2
9, 31 allow their rotation in three-dimensional directions. The side branch portions 33 are connected to a bucket base 34 via bucket pins 36, and a rotational movement between the bucket base 34 and the bucket pins 36 is allowed to some extent.

【0039】従って、両側分岐部33とバケットベース
34は、四辺形平行リンク機構が形成されていることに
なる。バケットピン36とバケットベース34との間に
も、球面軸受又は自動調心ころ軸受(図示されず)が介
設されている。回転軸7と上方ラジアル軸受9の間、回
転軸7と下方ラジアル軸受11の間にも、球面軸受又は
自動調心ころ軸受(図示されず)が介設されている。
Therefore, the two-side branch portion 33 and the bucket base 34 form a parallelogram parallel link mechanism. A spherical bearing or a self-aligning roller bearing (not shown) is also provided between the bucket pin 36 and the bucket base 34. A spherical bearing or a self-aligning roller bearing (not shown) is provided between the rotating shaft 7 and the upper radial bearing 9 and between the rotating shaft 7 and the lower radial bearing 11.

【0040】軸受台1の底部に、油溜まり41が設けら
れている。油溜まり41は、潤滑油が循環する油路を形
成する閉鎖空間の一部を形成している。油溜まり41の
中の潤滑油は、油ポンプ42により吸い込まれ、第1ノ
ズル配管43を通されて上方ラジアル軸受9に向かって
噴出する。上方ラジアル軸受9から下方ラジアル軸受1
1に向かう油路はゴム製蛇腹44で覆われている。上方
ラジアル軸受9を潤滑した潤滑油は重力的に落下して下
方ラジアル軸受11を潤滑する。下方ラジアル軸受11
を潤滑した潤滑油は、下方ラジアル軸受11の下方にあ
り回転している大歯車6を潤滑しながらそれにより跳ね
飛ばされて、閉鎖空間の油溜まり41に戻って滞留す
る。油ポンプ42の出口側で分岐する第2ノズル配管4
5から大歯車6に直接に潤滑油を噴射することは好まし
い。油ポンプ42の前後に、フィルタ、逆止弁、圧力
計、温度計等が取り付けられる。
An oil reservoir 41 is provided at the bottom of the bearing base 1. The oil reservoir 41 forms a part of a closed space forming an oil passage through which lubricating oil circulates. The lubricating oil in the oil sump 41 is sucked by the oil pump 42, passes through the first nozzle pipe 43, and jets out toward the upper radial bearing 9. From upper radial bearing 9 to lower radial bearing 1
The oil passage toward 1 is covered with a rubber bellows 44. The lubricating oil that has lubricated the upper radial bearing 9 falls gravitationally and lubricates the lower radial bearing 11. Lower radial bearing 11
Is lubricated by the rotating large gear 6 below the lower radial bearing 11 and is splashed off by the lubricating oil, and returns to the oil sump 41 in the closed space and stays there. Second nozzle pipe 4 branched at the outlet side of oil pump 42
It is preferable to inject the lubricating oil directly from 5 to the large gear 6. A filter, a check valve, a pressure gauge, a thermometer and the like are attached before and after the oil pump 42.

【0041】図4は、スラスト軸受8の潤滑を示してい
る。スラスト軸受8を形成する転動体46により空気と
ともに潤滑油が遠心方向に跳ばされて、中心部に負圧が
生じ、その負圧部に潤滑油溜まりから潤滑油が吸引さ
れ、スラスト軸受8の座面に油膜が有効に形成される。
スラスト軸受8の本体下方部の中央に油通し穴48が形
成され、潤滑油は油通し穴48を通されて転動体の回転
領域に吸引される。
FIG. 4 shows the lubrication of the thrust bearing 8. The lubricating oil is splashed in the centrifugal direction together with the air by the rolling elements 46 forming the thrust bearing 8, and a negative pressure is generated at the center portion. An oil film is effectively formed on the surface.
An oil passage hole 48 is formed at the center of the lower part of the main body of the thrust bearing 8, and the lubricating oil passes through the oil passage hole 48 and is sucked into the rotation region of the rolling element.

【0042】図5に示されるように、スラスト軸受8の
座面の下方に配置されている底板2の上面側に、放射状
に延びる複数の油溝47が形成されている。潤滑油溜ま
り41の潤滑油は、スラスト軸受8の本体下方部の下面
と底板2の上面との間に侵入し、更に、油溝47に案内
されて油通し穴48を通されて既述の回転領域に吸引さ
れる。スラスト軸受8の座面と底板2の間に油膜が形成
され、上下2体のラジアル軸受9,11で規定される回
転軸心線Lを中心線として共有するように、スラスト軸
受8が自動調心される。
As shown in FIG. 5, a plurality of radially extending oil grooves 47 are formed on the upper surface of the bottom plate 2 disposed below the bearing surface of the thrust bearing 8. The lubricating oil in the lubricating oil reservoir 41 penetrates between the lower surface of the lower portion of the main body of the thrust bearing 8 and the upper surface of the bottom plate 2, is further guided by the oil groove 47, passes through the oil passage hole 48, and rotates as described above. Sucked into the area. An oil film is formed between the bearing surface of the thrust bearing 8 and the bottom plate 2, and the thrust bearing 8 is automatically adjusted so as to share the rotation axis L defined by the upper and lower two radial bearings 9 and 11 as a center line. Be hearted.

【0043】図1に示されるように、第1アームピン3
7と第2アームピン38の軸心線は、両側の吊下用ピン
35のピン軸心線を含む平面上にある。連結ボルト25
は、4体の一方側第1アーム形成要素17、一方側第2
アーム形成要素18、他方側第1アーム形成要素21、
他方側第2アーム形成要素22を1つに束ねている。こ
のように束ねられて形成されるアームは、第2中心線2
8の方向の撓み(変位)が効果的に防止されている。
As shown in FIG. 1, the first arm pin 3
The axis of the 7 and the second arm pin 38 is on a plane including the pin axis of the suspension pins 35 on both sides. Connection bolt 25
Are four one-side first arm forming elements 17 and one-side second arm forming elements 17.
Arm forming element 18, other side first arm forming element 21,
The second arm forming elements 22 on the other side are bundled together. The arm formed by being bundled in this manner is the second center line 2
The bending (displacement) in the direction 8 is effectively prevented.

【0044】一方側アーム形成体15と他方側アーム形
成体16から形成されるアームは、アーム箱12に対し
て第1アームピン37と第2アームピン38を回転中心
とする回転が許容され、アーム箱に対して相対的回転変
位が可能に結合しているが、連結ボルト25がアーム箱
12の遠心方向延長部52の鉛直上下方向の端部に余裕
を持って貫通していて、アーム形成体15,16はアー
ム箱12に対するその相対的回転変位は、ある小さい回
転角度範囲でしか許容されていない。このように、アー
ムはアーム箱12に対して大きな変位は拘束されている
が小さい変位は許容されている。
The arm formed of the one arm forming body 15 and the other arm forming body 16 is allowed to rotate around the first arm pin 37 and the second arm pin 38 with respect to the arm box 12, Is connected so as to be capable of relative rotational displacement, but the connecting bolt 25 penetrates through the vertical vertical end of the centrifugal extension 52 of the arm box 12 with a margin, and the arm forming body 15 , 16 whose relative rotational displacement with respect to the arm box 12 is only allowed in a certain small rotational angle range. In this manner, the arm is restricted from a large displacement with respect to the arm box 12, but a small displacement is allowed.

【0045】図1と図2は、電動機3により回転駆動さ
れる両側バケット29,31が高速に回転して、鉛直方
向から概ね水平方向に立ち上がった状態を示している。
両側バケット29,31に発生する遠心力はアームに伝
達されるが、単一のアームを形成する一方側アーム形成
体15と他方側アーム形成体16との間で抱きかかえら
れているだけであるアーム箱12には、その遠心力は伝
達されない。
FIGS. 1 and 2 show a state where both buckets 29 and 31 driven to rotate by the electric motor 3 are rotated at a high speed and rise in a substantially horizontal direction from the vertical direction.
The centrifugal force generated in the two buckets 29 and 31 is transmitted to the arms, but is only held between the one arm forming body 15 and the other arm forming body 16 forming a single arm. The centrifugal force is not transmitted to the arm box 12.

【0046】一方側アーム形成体15に作用する遠心力
と他方側アーム形成体16に作用する遠心力は、図3に
示されるように、1直線上で互いに反対方向に向いてい
て、全体として帳消しになっている。このような遠心力
は、アーム箱12に伝達されることはなく、更に、アー
ム自体にも、回転軸7に対しても曲げモーメントが作用
することはない。
As shown in FIG. 3, the centrifugal force acting on the one-side arm forming body 15 and the centrifugal force acting on the other-side arm forming body 16 are opposite to each other on a straight line, and as a whole, It has been canceled. Such a centrifugal force is not transmitted to the arm box 12, and further, no bending moment acts on the arm itself or the rotating shaft 7.

【0047】このように、アーム構造は、遠心方向の伸
びがアーム箱に対して自由であり、且つ、回転方向の変
位がアーム箱に対して許容されている。このようなアー
ム構造は、これ自体が遠心力に基づく応力の流れを円滑
に流すことができる無接続構造を形成している。その無
接続構造は、溶接のような応力の流れを遮るつなぎ目を
持っていない。アーム形成要素17,18,21,22
を束ねる連結ボルト25、アーム箱に対して回転自在に
アーム構造を支持するアームピン37,38を通す通し
穴は、そのような応力の流れを遮ることはない。結果的
に、アーム箱は遠心力から開放され、アーム箱を支持す
る回転軸支持構造に無理な力を及ぼすことがない。
As described above, in the arm structure, the extension in the centrifugal direction is free with respect to the arm box, and the displacement in the rotation direction is allowed with respect to the arm box. Such an arm structure itself forms a connectionless structure capable of smoothly flowing a flow of stress based on centrifugal force. The connectionless structure does not have a seam that blocks the flow of stress like welding. Arm forming elements 17, 18, 21, 22
The through-hole through which the connecting bolt 25 for bundling the arm and the arm pins 37 and 38 for supporting the arm structure rotatably with respect to the arm box does not block such a flow of stress. As a result, the arm box is released from the centrifugal force, and does not exert an excessive force on the rotating shaft supporting structure that supports the arm box.

【0048】アーム形成部材は、単一体の圧延鋼板であ
り、溶接部分がなく、材料強度がそのまま活きていて、
応力集中が小さく抑えられている。遠心力を受けないア
ーム箱は、その剛性が小さくてよく、結果的にその箱の
内部のスペースが広くなる。立体的に四辺形平行リンク
機構を形成する両側分岐部33とバケットベース34
は、3次元的に応力集中を防止し、無理な曲げ応力がア
ーム構造に伝達されない。
The arm forming member is a single-piece rolled steel plate, having no welded portion, and utilizing the material strength as it is.
Stress concentration is kept small. An arm box that is not subjected to centrifugal force may have a low rigidity, resulting in a large space inside the box. Two-sided branch portion 33 and bucket base 34 forming a three-dimensional quadrilateral parallel link mechanism
The three-dimensional structure prevents stress concentration three-dimensionally, and does not transmit excessive bending stress to the arm structure.

【0049】曲げモーメントを受けないアームに結合す
る回転軸にも曲げモーメントが作用せず、結果的に軸受
台の剛性が高くなり、定格トルクが小さい歯車を用いる
ことができる。歯車を収納する歯車箱、電動機取付台等
の全部材が、軸受台とシンプルに一体化し、全体をコン
パクトにすることができる。
The bending moment does not act on the rotating shaft connected to the arm that does not receive the bending moment. As a result, the rigidity of the bearing stand is increased, and a gear with a small rated torque can be used. All members such as a gear box for accommodating gears and an electric motor mount can be simply integrated with the bearing stand to make the whole compact.

【0050】回転軸は、上方ラジアル軸受9と下方ラジ
アル軸受11とにより、半径方向に安定して支持され、
回転軸心線Lの位置が定まっている。このように回転軸
心線Lの位置が安定している回転軸は、回転軸心線Lを
共有するスラスト軸受8により支持され、回転軸心線を
安定させたまま、アーム箱、アーム、バケットの全質量
を支持することができる。
The rotating shaft is stably supported in the radial direction by the upper radial bearing 9 and the lower radial bearing 11.
The position of the rotation axis L is determined. The rotating shaft in which the position of the rotating axis L is stable is supported by the thrust bearing 8 sharing the rotating axis L, and the arm box, the arm, and the bucket are kept while the rotating axis is stabilized. Can be supported.

【0051】複数の小歯車5と大歯車6が1つの軸箱に
収容され、軸箱の中は油溜まりとして形成されている。
このような潤滑条件下で、周囲で複数の小歯車5に噛み
合って支持されている大歯車6は、大きな曲げモーメン
トを受けない。電動機は、歯車箱に直接に取り付けら
れ、回転駆動機構の構成が全体にシンプルであり、保守
点検が容易である。複数の小歯車の周囲等配は、小歯車
1つの場合に比較して、歯車間伝達力が小さくなり、大
小歯車をともに小さくすることができる。更に、大歯車
に伝達される軸の曲げモーメントがキャンセルされ、軸
受台、回転軸の曲げ剛性が小さくてよく、同じサイズの
軸受台、回転軸で実質的に剛性が高くなり、より大容量
の動力伝達が可能である。
A plurality of small gears 5 and large gears 6 are accommodated in one shaft box, and the inside of the shaft box is formed as an oil reservoir.
Under such lubrication conditions, the large gear 6 that is supported by meshing with the plurality of small gears 5 does not receive a large bending moment. The motor is mounted directly on the gearbox, the configuration of the rotary drive mechanism is simple as a whole, and maintenance and inspection are easy. In the case of a plurality of small gears, the transmission force between the gears is smaller than that of a single small gear, and both the large and small gears can be reduced. Furthermore, the bending moment of the shaft transmitted to the large gear is canceled, the bending rigidity of the bearing stand and the rotating shaft may be small, and the rigidity is substantially increased with the same size of the bearing stand and the rotating shaft. Power transmission is possible.

【0052】スラスト軸受8の下面には、油膜が形成さ
れている。この油膜の遊動作用により、2つのラジアル
軸受に対してスラスト軸受が自動調心され、芯出し調整
の作業が不要である。スラスト軸受を介して回転体の大
きい重力が地面上の底板2に作用し、回転体の質量は軸
受台を変形させず、高い応力の発生を抑制している。
An oil film is formed on the lower surface of the thrust bearing 8. The thrust bearing is automatically aligned with respect to the two radial bearings due to the play operation of the oil film, and the work of centering adjustment is unnecessary. The large gravity of the rotating body acts on the bottom plate 2 on the ground via the thrust bearing, and the mass of the rotating body does not deform the bearing base, thereby suppressing the generation of high stress.

【0053】上部ラジアル軸受9を潤滑した潤滑油は、
下部ラジアル軸受11に流下してそれを潤滑した後、大
歯車のファン効果により遠心的に跳ねられその中心付近
に負圧が発生し、更に下方に吸引され、跳ね飛ばされた
潤滑油は大歯車の歯面を濡らす。油溜まりの潤滑油は、
スラスト軸受8の遠心力により中央から周囲に流れ、中
央に負圧が生じてスラスト軸受の中央に吸引され、油溝
に沿って遠心方向に排出される。
The lubricating oil for lubricating the upper radial bearing 9 is as follows:
After flowing down to the lower radial bearing 11 and lubricating it, it is centrifugally bounced by the fan effect of the large gear to generate a negative pressure near the center thereof. Wet the tooth surface. The oil in the oil pool is
Due to the centrifugal force of the thrust bearing 8, the gas flows from the center to the periphery, a negative pressure is generated at the center, the suction is performed at the center of the thrust bearing, and the centrifugal exhaust is performed along the oil groove.

【0054】上部ラジアル軸受から下部ラジアル軸受に
向かう油路を覆うフレキシブル管は、その中の圧力が高
くならないので、その製作が容易であり、油漏れの防止
対策が容易である。そのフレキシブルな管はその取り外
しが容易であり、内部の軸の点検が容易である。
The flexible pipe that covers the oil passage from the upper radial bearing to the lower radial bearing does not have a high pressure therein, so that it is easy to manufacture and easy to prevent oil leakage. The flexible tube is easy to remove and the internal shaft is easy to inspect.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明による遠心力実験装置は、アーム
構造にかかる遠心力によって溶接部分のような結合部分
に、歪み、応力集中が発生しない。アーム構造にかかえ
られる中央の機器搭載用構造体にアーム構造に作用する
遠心力が作用しない。アーム構造に作用する遠心力が回
転軸に伝達されず、油圧潤滑により、更に、回転機構部
が円滑になる。
According to the centrifugal force test apparatus of the present invention, distortion and stress concentration do not occur in a joint such as a weld due to centrifugal force applied to the arm structure. The centrifugal force acting on the arm structure does not act on the central device mounting structure associated with the arm structure. The centrifugal force acting on the arm structure is not transmitted to the rotating shaft, and the rotation mechanism is further smoothed by hydraulic lubrication.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明による遠心力実験装置の実施の
形態を示す正面断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of a centrifugal force experimental device according to the present invention.

【図2】図2は、図1の平面断面図である。FIG. 2 is a plan sectional view of FIG. 1;

【図3】図3は、遠心力作用を示す解析図である。FIG. 3 is an analysis diagram showing a centrifugal force action.

【図4】図4は、スラスト軸受を示し断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a thrust bearing.

【図5】図5は、図1の平面端面断面図である。FIG. 5 is a sectional plan view of an end face of FIG. 1;

【図6】図6は、公知の遠心装置を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a known centrifugal device.

【図7】図7は、図6の正面断面図である。FIG. 7 is a front sectional view of FIG. 6;

【図8】図8は、公知装置の遠心力作用を示す解析図で
ある。
FIG. 8 is an analysis diagram showing a centrifugal force action of a known device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…底板 3…原動機 6…歯車 7…回転軸 8…スラスト軸受 9…上方側ラジアル軸受 11…下方側ラジアル軸受 12…機器搭載用構造体 15,16…アーム構造体 15…一方側アーム形成体 16…他方側アーム形成体 17,18,21,22…遠心方向に延びる板 17…一方側第1アーム形成要素 18…一方側第2アーム形成要素 19…第1スペーサ 21…他方側第1アーム形成要素 22…他方側第2アーム形成要素 23…第2スペーサ 29,31…バケット 32…バケット基部 33…分岐部 34…バケットベース部 37,38…揺動軸 41…油溜まり 47…油溝 46…転動体 48…油通し穴 L…回転軸心線 CD…遠心方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Bottom plate 3 ... Motor 6 ... Gear 7 ... Rotating shaft 8 ... Thrust bearing 9 ... Upper radial bearing 11 ... Lower radial bearing 12 ... Equipment mounting structure 15,16 ... Arm structure 15 ... One side arm forming body Reference Signs List 16: Other arm forming body 17, 18, 21, 22: Plate extending in the centrifugal direction 17: One side first arm forming element 18: One side second arm forming element 19: First spacer 21: Other side first arm Forming element 22 ... other side second arm forming element 23 ... second spacer 29, 31 ... bucket 32 ... bucket base 33 ... branching part 34 ... bucket base 37, 38 ... swing shaft 41 ... oil sump 47 ... oil groove 46 ... rolling element 48 ... oil through hole L ... rotation axis center line CD ... centrifugal direction

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回転軸と、 前記回転軸に支持されて前記回転軸と同体に回転するア
ーム構造体と、 前記アーム構造体の端部に揺動自在に支持されるバケッ
トとを含み、 遠心力を受ける前記アーム構造体は、前記回転軸に対し
て自由に遠心方向に延びる遠心力実験装置。
A rotating shaft, an arm structure supported by the rotating shaft and rotating in the same manner as the rotating shaft, and a bucket swingably supported by an end of the arm structure. A centrifugal force experiment device in which the arm structure receiving the force freely extends in a centrifugal direction with respect to the rotation axis.
【請求項2】請求項1において、 前記アーム構造体は、遠心方向に接続する接続部分が存
在しない遠心力実験装置。
2. The centrifugal force experiment apparatus according to claim 1, wherein the arm structure has no connection portion that connects in a centrifugal direction.
【請求項3】請求項1において、 前記アーム構造体は、前記遠心方向に延びる板で形成さ
れている遠心力実験装置。
3. The centrifugal force experiment apparatus according to claim 1, wherein the arm structure is formed of a plate extending in the centrifugal direction.
【請求項4】請求項3において、 前記板は圧延鋼板である遠心力実験装置。4. The centrifugal force test apparatus according to claim 3, wherein the plate is a rolled steel plate. 【請求項5】請求項1において、更に、 機器搭載用構造体としてアーム箱を含み、 前記アーム箱に対して前記アーム構造体は自由に遠心方
向に延びる遠心力実験装置。
5. The centrifugal force experiment apparatus according to claim 1, further comprising an arm box as a device mounting structure, wherein the arm structure freely extends in a centrifugal direction with respect to the arm box.
【請求項6】請求項5において、 前記アーム構造体は、前記アーム箱に対して前記遠心遠
心方向及び前記回転軸の回転軸心線に対して直交する方
向のピンにより回転自在に支持されている遠心力実験装
置。
6. The arm structure according to claim 5, wherein the arm structure is rotatably supported by a pin in a direction perpendicular to the centrifugal centrifugal direction and a rotation axis of the rotation shaft with respect to the arm box. Centrifugal force experimental device.
【請求項7】請求項6において、 前記アーム構造体は、前記アーム箱に対して前記ピンの
廻りの回転がある角度範囲で拘束されている遠心力実験
装置。
7. The centrifugal force experiment apparatus according to claim 6, wherein the arm structure is restrained in a certain angle range around the pin with respect to the arm box.
【請求項8】請求項1において、 前記バケットは、 バケット基部と、 前記バケット基部からそれぞれに分岐する分岐部と、 前記分岐部の端部で同体に結合するバケットベース部と
を備え、 前記バケット基部と前記バケットベース部とは4節リン
ク構造を有している遠心力実験装置。
8. The bucket according to claim 1, wherein the bucket comprises: a bucket base; a branch part branching from the bucket base; and a bucket base part united at an end of the branch part. A centrifugal force experimental device, wherein a base and the bucket base have a four-node link structure.
【請求項9】請求項8において、 前記4節リンク構造の4節は球面軸受により形成されて
いる遠心力実験装置。
9. The centrifugal force experiment apparatus according to claim 8, wherein the four nodes of the four-node link structure are formed by spherical bearings.
【請求項10】請求項1において、更に、 前記回転軸を支持する軸受構造体と、 潤滑油循環装置とを含み、 前記潤滑油循環装置はそれの循環油路中に油溜まりを備
え、 前記軸受構造体は、 前記回転軸を支持する上方側ラジアル軸受と、 前記回転軸を支持する下方側ラジアル軸受と、 前記回転軸を支持するスラスト軸受と、 前記スラスト軸受を支持する底板とを備え、 前記スラスト軸受と前記底板との間は前記油溜まりに連
通し、 前記スラスト軸受は油膜により浮動自在である遠心力実
験装置。
10. The lubricating oil circulation device according to claim 1, further comprising: a bearing structure that supports the rotating shaft; and a lubrication oil circulation device, wherein the lubrication oil circulation device includes an oil reservoir in a circulation oil passage thereof. The bearing structure includes: an upper radial bearing that supports the rotating shaft; a lower radial bearing that supports the rotating shaft; a thrust bearing that supports the rotating shaft; and a bottom plate that supports the thrust bearing, A centrifugal force test apparatus in which the space between the thrust bearing and the bottom plate communicates with the oil reservoir, and the thrust bearing is floatable by an oil film.
【請求項11】請求項10において、更に、 原動機と、 前記原動機と前記回転軸との間に介設される歯車とを含
み、 前記歯車は前記循環油路中に配置されている遠心力実験
装置。
11. The centrifugal force test according to claim 10, further comprising: a prime mover; and a gear interposed between the prime mover and the rotating shaft, wherein the gear is disposed in the circulating oil passage. apparatus.
【請求項12】請求項11において、更に、 前記歯車は、 前記電動機側に接続する小歯車と、 前記回転軸側に接続する大歯車と、 前記大歯車の周囲で前記大歯車に噛み合う他の小歯車と
を備え、 前記大歯車の軸心線は、前記回転軸心線に一致している
遠心力実験装置。
12. The gear according to claim 11, further comprising: a small gear connected to the motor side; a large gear connected to the rotary shaft side; and another gear meshing with the large gear around the large gear. A centrifugal force experiment device comprising: a small gear; and an axis of the large gear coincides with the axis of rotation.
【請求項13】請求項11において、 前記底板には前記スラスト軸受の側で油溝が形成され、
前記スラスト軸受には前記油溝に連通して前記スラスト
軸受の転動体に潤滑油が誘導される誘導穴が開けられて
いる遠心力実験装置。
13. An oil groove according to claim 11, wherein an oil groove is formed in said bottom plate on a side of said thrust bearing.
A centrifugal force experimental device, wherein the thrust bearing is provided with a guide hole communicating with the oil groove to guide lubricating oil to a rolling element of the thrust bearing.
【請求項14】請求項1〜13から選択される1請求項
において、 前記バケットは、前記アーム構造体の両端部に揺動自在
に支持される2つで形成されている遠心力実験装置。
14. The centrifugal force experiment device according to claim 1, wherein the bucket is formed of two buckets that are swingably supported at both ends of the arm structure.
【請求項15】請求項1において、 前記アーム構造体は、前記回転軸に対して前記遠心方向
及び前記回転軸の回転軸心線に対して直交する方向のピ
ンにより回転自在に支持され前記アーム構造体は、両側
の板構造を備え、 前記板構造の一方側の板構造は2枚の板を含み、 前記板構造の他方側の板構造は2枚の板を含み、 前記アーム構造体は、更に連結体を備え、 前記連結体は前記4枚の板を前記直交する方向に貫通
し、 更に、機器を搭載するアーム箱を含み、 前記アーム箱は前記回転軸に対して固定され、 前記連結体は前記アーム箱を貫通している遠心力実験装
置。
15. The arm structure according to claim 1, wherein the arm structure is rotatably supported by pins in the centrifugal direction with respect to the rotation axis and in a direction orthogonal to a rotation axis of the rotation axis. The structure includes a plate structure on both sides, a plate structure on one side of the plate structure includes two plates, a plate structure on the other side of the plate structure includes two plates, and the arm structure includes: Further comprising a connecting body, wherein the connecting body penetrates the four plates in the orthogonal direction, and further includes an arm box on which a device is mounted, wherein the arm box is fixed to the rotating shaft, A centrifugal force experiment device in which the coupling body penetrates the arm box.
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