JP2001183278A - 材料試験装置の起動方法および材料試験装置 - Google Patents
材料試験装置の起動方法および材料試験装置Info
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- JP2001183278A JP2001183278A JP36625299A JP36625299A JP2001183278A JP 2001183278 A JP2001183278 A JP 2001183278A JP 36625299 A JP36625299 A JP 36625299A JP 36625299 A JP36625299 A JP 36625299A JP 2001183278 A JP2001183278 A JP 2001183278A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サーボ弁に供給された圧油が所定の油圧に達
しても主アクチュエータに差圧を生じないようにするこ
とができる材料試験装置の起動方法を提供する。 【解決手段】 本発明の材料試験装置の起動方法は、案
内弁２０の主スプール２２の変位を電圧値として求める
とともに、サーボ弁３０に圧油を供給してこの圧油が所
定の圧力に達っするまでに主アクチュエータ１０の一対
のポート間に差圧が生じないような主スプール２２の変
位の電圧値を予め求めて、この電圧値を初期設定値とし
て予め初期設定値設定部２５に記憶させ、サーボ弁３０
の起動時に予め求めた初期設定値を設定信号として付与
するようにしている。
しても主アクチュエータに差圧を生じないようにするこ
とができる材料試験装置の起動方法を提供する。 【解決手段】 本発明の材料試験装置の起動方法は、案
内弁２０の主スプール２２の変位を電圧値として求める
とともに、サーボ弁３０に圧油を供給してこの圧油が所
定の圧力に達っするまでに主アクチュエータ１０の一対
のポート間に差圧が生じないような主スプール２２の変
位の電圧値を予め求めて、この電圧値を初期設定値とし
て予め初期設定値設定部２５に記憶させ、サーボ弁３０
の起動時に予め求めた初期設定値を設定信号として付与
するようにしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は材料試験装置に係
り、特に、３ステージ型サーボ弁の案内弁のスプールを
移動させ、このスプールの移動により主アクチュエータ
のシリンダの一対のポートに供給する油圧を制御してシ
リンダー内のピストンロッドを移動させて試験体に負荷
を与えるようにした材料試験装置に関するものである。
り、特に、３ステージ型サーボ弁の案内弁のスプールを
移動させ、このスプールの移動により主アクチュエータ
のシリンダの一対のポートに供給する油圧を制御してシ
リンダー内のピストンロッドを移動させて試験体に負荷
を与えるようにした材料試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の３ステージ型サーボ弁は、第１
段のサーボ弁と第２段の案内弁と第３段の主アクチュエ
ータとの関係で繋がっており、第２段の案内弁は第１段
のサーボ弁から見て小型のアクチュエータに相当するも
のである。近年、このような３ステージ型サーボ弁を用
いた材料試験装置が提案されるようになった。図２は、
このような３ステージ型サーボ弁を用いた材料試験装置
の要部を模式的に示す断面図であり、この図２に基づい
て具体的に説明する。
段のサーボ弁と第２段の案内弁と第３段の主アクチュエ
ータとの関係で繋がっており、第２段の案内弁は第１段
のサーボ弁から見て小型のアクチュエータに相当するも
のである。近年、このような３ステージ型サーボ弁を用
いた材料試験装置が提案されるようになった。図２は、
このような３ステージ型サーボ弁を用いた材料試験装置
の要部を模式的に示す断面図であり、この図２に基づい
て具体的に説明する。
【０００３】図２に示す材料試験装置は、ピストンロッ
ド６１がシリンダ６２内で往復動する主アクチュエータ
６０を備えており、ピストンロッド６１はロードセル
（Ｌ／Ｃ）６３を介して試験体（ＴＰ）に負荷を与える
ようになされている。シリンダ６２には、ピストンロッ
ド６１の中間部に形成されているピストン６１ａによっ
て仕切られている２つの部屋６２ａ，６２ｂに連通する
油圧ポートが形成されている。
ド６１がシリンダ６２内で往復動する主アクチュエータ
６０を備えており、ピストンロッド６１はロードセル
（Ｌ／Ｃ）６３を介して試験体（ＴＰ）に負荷を与える
ようになされている。シリンダ６２には、ピストンロッ
ド６１の中間部に形成されているピストン６１ａによっ
て仕切られている２つの部屋６２ａ，６２ｂに連通する
油圧ポートが形成されている。
【０００４】これらの油圧ポートは配管を介して案内弁
（切換弁）７０に連通しており、この案内弁７０はスリ
ーブ７１と、スリーブ７１に対して移動可能なメインス
プール７２とから構成されている。スリーブ７１には、
メインスプール７２の両端部によって仕切られている２
つの部屋７１ａ，７１ｂに連通するとともにサーボ弁８
０に連通される油圧ポートが形成されている。また、ス
リーブ７１は供給配管８２およびドレーン配管８３を介
して油圧ユニット８１に接続される油圧ポートが設けら
れている。メインスプール７２の一端には変位検出器
（差動トランスまたはポテンショメータ）７３が接続さ
れており、この変位検出器（差動トランスまたはポテン
ショメータ）７３がメインスプール７２の位置を検出し
て検出信号を電圧値として出力する。
（切換弁）７０に連通しており、この案内弁７０はスリ
ーブ７１と、スリーブ７１に対して移動可能なメインス
プール７２とから構成されている。スリーブ７１には、
メインスプール７２の両端部によって仕切られている２
つの部屋７１ａ，７１ｂに連通するとともにサーボ弁８
０に連通される油圧ポートが形成されている。また、ス
リーブ７１は供給配管８２およびドレーン配管８３を介
して油圧ユニット８１に接続される油圧ポートが設けら
れている。メインスプール７２の一端には変位検出器
（差動トランスまたはポテンショメータ）７３が接続さ
れており、この変位検出器（差動トランスまたはポテン
ショメータ）７３がメインスプール７２の位置を検出し
て検出信号を電圧値として出力する。
【０００５】サーボ弁（Ｓ／Ｖ）８０は供給配管８２お
よびドレーン配管８３を介して油圧ユニット８１に接続
されている。供給配管８２およびドレーン配管８３はそ
れぞれ分岐して案内弁（切換弁）７０に連通されてお
り、供給配管８２から分岐する配管の途中にはシャント
バルブ８４が設けられている。このサーボ弁（Ｓ／Ｖ）
８０には、目標荷重信号（設定信号）Ｅｉを発生させる
図示しない設定部から加算部７５および増幅器７６を介
して入力信号Ｅｉｅが入力される。
よびドレーン配管８３を介して油圧ユニット８１に接続
されている。供給配管８２およびドレーン配管８３はそ
れぞれ分岐して案内弁（切換弁）７０に連通されてお
り、供給配管８２から分岐する配管の途中にはシャント
バルブ８４が設けられている。このサーボ弁（Ｓ／Ｖ）
８０には、目標荷重信号（設定信号）Ｅｉを発生させる
図示しない設定部から加算部７５および増幅器７６を介
して入力信号Ｅｉｅが入力される。
【０００６】このように構成された材料試験装置を起動
させる場合、まず、油圧ユニット８１から供給配管８２
を介してサーボ弁８０に圧油を投入し、図３（ａ）に示
すように、サーボ弁８０側の油圧ＰS1を定格圧に達する
まで立ち上げた後、シャントバルブ８４を開にして、図
３（ｂ）に示すように、案内弁７０側の油圧ＰS2を定格
圧に達するまで立ち上げるようにしている。即ち、案内
弁７０のメインスプール７２をメカニカル的に中立な位
置に位置決めして、主アクチュエータ６０への圧油の流
れが最小になるように設定した後、主アクチュエータ６
０側の油圧が立ち上がるようにしている。
させる場合、まず、油圧ユニット８１から供給配管８２
を介してサーボ弁８０に圧油を投入し、図３（ａ）に示
すように、サーボ弁８０側の油圧ＰS1を定格圧に達する
まで立ち上げた後、シャントバルブ８４を開にして、図
３（ｂ）に示すように、案内弁７０側の油圧ＰS2を定格
圧に達するまで立ち上げるようにしている。即ち、案内
弁７０のメインスプール７２をメカニカル的に中立な位
置に位置決めして、主アクチュエータ６０への圧油の流
れが最小になるように設定した後、主アクチュエータ６
０側の油圧が立ち上がるようにしている。
【０００７】この理由は、案内弁（切換弁）７０のメイ
ンスプール７２の位置は、メインスプール７２に取り付
けられた変位検出器７３の電気信号（偏差信号）Ｅｅに
より外部からモニタすることができるが、この電気信号
（偏差信号）Ｅｅがゼロのときに、案内弁７０のメイン
スプール７２が中心位置になければならない。そのよう
になるように、変位検出器７３はメインスプール７２に
取り付けられている。このため、油圧ユニット８１から
供給配管８２を介してサーボ弁８０に油圧を投入する前
に、サーボ弁８０に駆動電流が流れない（駆動電流をゼ
ロ（Ｅｉ＝０）にする）ようにしておき、このときのサ
ーボ弁８０のスプールが中央に位置すると仮定してい
る。
ンスプール７２の位置は、メインスプール７２に取り付
けられた変位検出器７３の電気信号（偏差信号）Ｅｅに
より外部からモニタすることができるが、この電気信号
（偏差信号）Ｅｅがゼロのときに、案内弁７０のメイン
スプール７２が中心位置になければならない。そのよう
になるように、変位検出器７３はメインスプール７２に
取り付けられている。このため、油圧ユニット８１から
供給配管８２を介してサーボ弁８０に油圧を投入する前
に、サーボ弁８０に駆動電流が流れない（駆動電流をゼ
ロ（Ｅｉ＝０）にする）ようにしておき、このときのサ
ーボ弁８０のスプールが中央に位置すると仮定してい
る。
【０００８】したがって、上記の仮定が正しいとする
と、案内弁７０のメインスプール７２を動かす油圧（差
圧）も発生しないので、案内弁７０のメインスプール７
２は当然動かないはずである。このような仮定におい
て、図３（ａ）に示すように、油圧ＰS1を加えて行く
と、油圧ＰS1を加えて行く過程で案内弁（切換弁）７０
のスプール７２は動かないはずである。即ち、図２にお
いて、入力電圧（Ｅｉｅ）を初期にはゼロ（Ｅｉｅ＝
０）にしておき、この状態で油圧ユニット８１から供給
配管８２を介してサーボ弁８０に圧油を投入して、図３
（ａ）に示すように油圧ＰS1が立ち上がることにより、
サーボ弁８０、案内弁７０、変位検出器７３、増幅器７
４，加算器部７５、増幅器７６からなる閉ループが動作
するため、案内弁７０のメインスプール７２は中央の位
置でバランスすることとなる。
と、案内弁７０のメインスプール７２を動かす油圧（差
圧）も発生しないので、案内弁７０のメインスプール７
２は当然動かないはずである。このような仮定におい
て、図３（ａ）に示すように、油圧ＰS1を加えて行く
と、油圧ＰS1を加えて行く過程で案内弁（切換弁）７０
のスプール７２は動かないはずである。即ち、図２にお
いて、入力電圧（Ｅｉｅ）を初期にはゼロ（Ｅｉｅ＝
０）にしておき、この状態で油圧ユニット８１から供給
配管８２を介してサーボ弁８０に圧油を投入して、図３
（ａ）に示すように油圧ＰS1が立ち上がることにより、
サーボ弁８０、案内弁７０、変位検出器７３、増幅器７
４，加算器部７５、増幅器７６からなる閉ループが動作
するため、案内弁７０のメインスプール７２は中央の位
置でバランスすることとなる。
【０００９】ここで、加算部７５から正の極性の偏差信
号Ｅｉｅが出力されると、サーボ弁８０のスプール位置
および案内弁７０のメインスプール７１の位置が供給配
管８２からの油圧をシリンダ６２の油圧ポートに供給す
るように移動する。また、加算部７４から負の極性の偏
差信号Ｅｉｅが出力されると、サーボ弁８０のスプール
位置および案内弁７０のメインスプール７１の位置が供
給配管８２からの油圧をシリンダ６１の油圧ポートに供
給するように移動する。このような動作により、主アク
チュエータ６０は目標荷重信号（設定信号）Ｅｉに応じ
た大きさの荷重を試験体（ＴＰ）に加えることができる
ようになる。
号Ｅｉｅが出力されると、サーボ弁８０のスプール位置
および案内弁７０のメインスプール７１の位置が供給配
管８２からの油圧をシリンダ６２の油圧ポートに供給す
るように移動する。また、加算部７４から負の極性の偏
差信号Ｅｉｅが出力されると、サーボ弁８０のスプール
位置および案内弁７０のメインスプール７１の位置が供
給配管８２からの油圧をシリンダ６１の油圧ポートに供
給するように移動する。このような動作により、主アク
チュエータ６０は目標荷重信号（設定信号）Ｅｉに応じ
た大きさの荷重を試験体（ＴＰ）に加えることができる
ようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た材料試験装置においては、現実には次のようなトラブ
ルが発生した。即ち、図２において、入力電圧がゼロ
（Ｅｉｅ＝０）としても、案内弁７０のメインスプール
７１の位置が完全に中央で変位検出器７３の検出信号が
完全にゼロ（Ｅｅ＝０）となるような取付関係にするこ
とは困難であるという問題を生じた。また、案内弁７０
のスプール７１の位置と変位検出器７３の取付関係がメ
カニカル的に理想的な関係にあったとしても、機械加工
上、案内弁７０の流体的な不平衡が必ず存在するため、
メカニカル的に変位検出器７３の検出信号が完全にゼロ
（Ｅｅ＝０）となるような取付関係にあったとしても、
流体環境上、このような不平衡は避けられないという問
題も生じた。
た材料試験装置においては、現実には次のようなトラブ
ルが発生した。即ち、図２において、入力電圧がゼロ
（Ｅｉｅ＝０）としても、案内弁７０のメインスプール
７１の位置が完全に中央で変位検出器７３の検出信号が
完全にゼロ（Ｅｅ＝０）となるような取付関係にするこ
とは困難であるという問題を生じた。また、案内弁７０
のスプール７１の位置と変位検出器７３の取付関係がメ
カニカル的に理想的な関係にあったとしても、機械加工
上、案内弁７０の流体的な不平衡が必ず存在するため、
メカニカル的に変位検出器７３の検出信号が完全にゼロ
（Ｅｅ＝０）となるような取付関係にあったとしても、
流体環境上、このような不平衡は避けられないという問
題も生じた。
【００１１】本発明は上記のような問題を解消するため
になされたものであって、サーボ弁に供給された圧油が
所定の油圧に達しても主アクチュエータに差圧を生じな
いようにすることができる材料試験装置の起動方法を提
供するとともに、この起動方法を適用できる材料試験装
置を提供することを目的とするものである。
になされたものであって、サーボ弁に供給された圧油が
所定の油圧に達しても主アクチュエータに差圧を生じな
いようにすることができる材料試験装置の起動方法を提
供するとともに、この起動方法を適用できる材料試験装
置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記目的を達成するため、本発明の材料試験装置の起動方
法は、案内弁の主スプール位置の変位を電圧値として求
めるとともに、サーボ弁に圧油を供給してこの圧油が所
定の圧力に達っするまでに主アクチュエータの一対のポ
ート間に差圧が生じない電圧値を予め求めてこの電圧値
を初期設定値として予め記憶させ、この予め求めた初期
設定値をサーボ弁の起動時に設定信号として付与するよ
うにしている。
記目的を達成するため、本発明の材料試験装置の起動方
法は、案内弁の主スプール位置の変位を電圧値として求
めるとともに、サーボ弁に圧油を供給してこの圧油が所
定の圧力に達っするまでに主アクチュエータの一対のポ
ート間に差圧が生じない電圧値を予め求めてこの電圧値
を初期設定値として予め記憶させ、この予め求めた初期
設定値をサーボ弁の起動時に設定信号として付与するよ
うにしている。
【００１３】このように、予め記憶させた初期設定値を
サーボ弁の起動時に設定信号として付与すると、初期設
定値は主アクチュエータが動かないような値に予め設定
されているので、サーボ弁に入力信号を入力すると、サ
ーボ弁に投入される圧油の圧力が所定値になってサーボ
弁が立ち上がるまでに、主アクチュエータは動くことは
なくなる。このような状態で、案内弁に油圧が供給され
るようになって、案内弁の油圧が徐々に立ち上がるよう
になると、主アクチュエータが動くことはない。このた
め、サーボ弁の起動時に試験体（ＴＰ）に余分な負荷が
付与されることが防止できるようになる。
サーボ弁の起動時に設定信号として付与すると、初期設
定値は主アクチュエータが動かないような値に予め設定
されているので、サーボ弁に入力信号を入力すると、サ
ーボ弁に投入される圧油の圧力が所定値になってサーボ
弁が立ち上がるまでに、主アクチュエータは動くことは
なくなる。このような状態で、案内弁に油圧が供給され
るようになって、案内弁の油圧が徐々に立ち上がるよう
になると、主アクチュエータが動くことはない。このた
め、サーボ弁の起動時に試験体（ＴＰ）に余分な負荷が
付与されることが防止できるようになる。
【００１４】一方、本発明の材料試験装置は、サーボ弁
に設定信号を付与して試験体に所定の負荷を与える設定
部と、サーボ弁の起動時にサーボ弁に初期設定信号を付
与する初期値設定部と、案内弁の主スプール位置の変位
を電圧値として求める主スプール変位検出器とを備える
とともに、サーボ弁に圧油を供給してこの圧油が所定の
圧力に達っするまでに主アクチュエータの一対のポート
間に差圧が生じない電圧値を主スプール変位検出器によ
り予め求め、この電圧値を初期設定値として初期値設定
部に予め記憶させるとともに、この予め求め記憶された
初期設定値をサーボ弁の起動時に付与するようにしてい
る。
に設定信号を付与して試験体に所定の負荷を与える設定
部と、サーボ弁の起動時にサーボ弁に初期設定信号を付
与する初期値設定部と、案内弁の主スプール位置の変位
を電圧値として求める主スプール変位検出器とを備える
とともに、サーボ弁に圧油を供給してこの圧油が所定の
圧力に達っするまでに主アクチュエータの一対のポート
間に差圧が生じない電圧値を主スプール変位検出器によ
り予め求め、この電圧値を初期設定値として初期値設定
部に予め記憶させるとともに、この予め求め記憶された
初期設定値をサーボ弁の起動時に付与するようにしてい
る。
【００１５】このように、圧油を供給してこの圧油が所
定の圧力に達っするまでに主アクチュエータの一対のポ
ート間に差圧が生じない電圧値を予め求め、この電圧値
を初期設定値として初期値設定部に予め記憶させるとと
もに、この予め求め記憶された初期設定値をサーボ弁の
起動時に付与すると、初期設定値は主アクチュエータが
動かないような値に予め設定されているので、サーボ弁
に入力信号を入力すると、サーボ弁に投入される圧油の
圧力が所定値になってサーボ弁が立ち上がるまでに、主
アクチュエータは動くことはなくなる。このため、サー
ボ弁の起動時に試験体に余分な負荷が付与されることが
防止できるようになる。
定の圧力に達っするまでに主アクチュエータの一対のポ
ート間に差圧が生じない電圧値を予め求め、この電圧値
を初期設定値として初期値設定部に予め記憶させるとと
もに、この予め求め記憶された初期設定値をサーボ弁の
起動時に付与すると、初期設定値は主アクチュエータが
動かないような値に予め設定されているので、サーボ弁
に入力信号を入力すると、サーボ弁に投入される圧油の
圧力が所定値になってサーボ弁が立ち上がるまでに、主
アクチュエータは動くことはなくなる。このため、サー
ボ弁の起動時に試験体に余分な負荷が付与されることが
防止できるようになる。
【００１６】そして、主アクチュエータのピストンロッ
ドの変位を検出して主アクチュエータ変位検出信号を出
力する主アクチュエータ変位検出器と、主アクチュエー
タ変位検出信号を設定信号に加算してその偏差信号を出
力する第１加算部と、主スプール変位検出信号を偏差信
号に加算してその偏差信号を出力する第２加算部とを備
え、第２加算部からの出力信号をサーボ弁の入力信号と
して付与することにより、サーボ弁の起動時に試験体に
余分な負荷が付与されることがない試験装置が得られる
ようになる。
ドの変位を検出して主アクチュエータ変位検出信号を出
力する主アクチュエータ変位検出器と、主アクチュエー
タ変位検出信号を設定信号に加算してその偏差信号を出
力する第１加算部と、主スプール変位検出信号を偏差信
号に加算してその偏差信号を出力する第２加算部とを備
え、第２加算部からの出力信号をサーボ弁の入力信号と
して付与することにより、サーボ弁の起動時に試験体に
余分な負荷が付与されることがない試験装置が得られる
ようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
に基づいて説明する。なお、図１は本発明による材料試
験装置の一実施の形態を模式的に示す図である。本実施
形態の材料試験装置は、ピストンロッド１１がシリンダ
１２内で往復動する主アクチュエータ１０を備えてお
り、このピストンロッド１１の一端はロードセル（Ｌ／
Ｃ）１３を介して試験体（ＴＰ）に負荷を与えるように
なされており、その他端はピストンロッド１１の位置に
応じた電圧値を出力するアクチュエータ変位検出器（例
えば、差働トランス）１４に接続されている。
に基づいて説明する。なお、図１は本発明による材料試
験装置の一実施の形態を模式的に示す図である。本実施
形態の材料試験装置は、ピストンロッド１１がシリンダ
１２内で往復動する主アクチュエータ１０を備えてお
り、このピストンロッド１１の一端はロードセル（Ｌ／
Ｃ）１３を介して試験体（ＴＰ）に負荷を与えるように
なされており、その他端はピストンロッド１１の位置に
応じた電圧値を出力するアクチュエータ変位検出器（例
えば、差働トランス）１４に接続されている。
【００１８】シリンダ１２には、ピストンロッド１１の
中間部に形成されているピストン１１ａによって仕切ら
れている２つの部屋１２ａ，１２ｂに連通する油圧ポー
トが形成されている。アクチュエータ変位検出器１４は
ピストンロッド１１の変位を検出して変位信号（電圧）
ＳＫ1を出力する。なお、この変位信号ＳＫ1は増幅率が
αの増幅器１７で増幅された後、後述する第１加算部１
８に入力される。油圧ポートには切換弁（案内弁）２０
が連結され、この案内弁２０はスリーブ２１と、スリー
ブ２１に対して移動可能なメインスプール２２とから構
成されている。スリーブ２１には、メインスプール２２
の両端部によって仕切られている２つの部屋２１ａ，２
１ｂに連通するとともにサーボ弁３０に連結されるポー
トが形成されている。
中間部に形成されているピストン１１ａによって仕切ら
れている２つの部屋１２ａ，１２ｂに連通する油圧ポー
トが形成されている。アクチュエータ変位検出器１４は
ピストンロッド１１の変位を検出して変位信号（電圧）
ＳＫ1を出力する。なお、この変位信号ＳＫ1は増幅率が
αの増幅器１７で増幅された後、後述する第１加算部１
８に入力される。油圧ポートには切換弁（案内弁）２０
が連結され、この案内弁２０はスリーブ２１と、スリー
ブ２１に対して移動可能なメインスプール２２とから構
成されている。スリーブ２１には、メインスプール２２
の両端部によって仕切られている２つの部屋２１ａ，２
１ｂに連通するとともにサーボ弁３０に連結されるポー
トが形成されている。
【００１９】また、スリーブ２１は、油圧ユニット３１
に接続された供給配管３２およびドレーン配管３３に連
結されるポートが形成されており、このポートと供給配
管３２との間にはシャントバルブ３４が設けられてい
る。メインスプール２２の一端にはメインスプール変位
検出器（例えば、差働トランス）２３が接続されてお
り、このメインスプール変位検出器２３はメインスプー
ル２２の変位を検出して変位信号（電圧）ＳＫ2を出力
する。なお、この変位信号ＳＫ2は増幅率がβの増幅器
２６で増幅された後、後述する第２加算部２８に入力さ
れる。
に接続された供給配管３２およびドレーン配管３３に連
結されるポートが形成されており、このポートと供給配
管３２との間にはシャントバルブ３４が設けられてい
る。メインスプール２２の一端にはメインスプール変位
検出器（例えば、差働トランス）２３が接続されてお
り、このメインスプール変位検出器２３はメインスプー
ル２２の変位を検出して変位信号（電圧）ＳＫ2を出力
する。なお、この変位信号ＳＫ2は増幅率がβの増幅器
２６で増幅された後、後述する第２加算部２８に入力さ
れる。
【００２０】サーボ弁（Ｓ／Ｖ）３０は図示しないスリ
ーブと、このスリーブに対して移動可能なパイロットス
プールとから構成され、案内弁の２つの部屋２１ａ，２
１ｂに連通するポートに連結される一対のポートが形成
されている。また、油圧ユニット３１に接続された供給
配管３２およびドレーン配管３３に連結される一対のポ
ートが設けられている。そして、このサーボ弁（Ｓ／
Ｖ）３０は後述する入力信号ＳＥｉと変位信号ＳＫ2と
の偏差ＳＥが増幅率がＫａの増幅器２９で増幅された信
号Ｓが入力される。
ーブと、このスリーブに対して移動可能なパイロットス
プールとから構成され、案内弁の２つの部屋２１ａ，２
１ｂに連通するポートに連結される一対のポートが形成
されている。また、油圧ユニット３１に接続された供給
配管３２およびドレーン配管３３に連結される一対のポ
ートが設けられている。そして、このサーボ弁（Ｓ／
Ｖ）３０は後述する入力信号ＳＥｉと変位信号ＳＫ2と
の偏差ＳＥが増幅率がＫａの増幅器２９で増幅された信
号Ｓが入力される。
【００２１】ここで、本実施形態の材料試験装置は、こ
の材料試験装置の起動時にアクチュエータ変位検出器１
４からの出力信号を０にするゼロキャンセル部１５と、
目標変位信号Ｅiを発生させる設定部１９と、初期変位
信号Ｅadjを発生させる初期値設定部２５とを備えてい
る。また、設定部１９からの目標変位信号Ｅiと、これ
に変位信号ＳＫ1が増幅器１７で増幅された信号を加算
してその偏差信号ＳＥiを出力する第１加算部１８と、
この偏差信号ＳＥiを増幅する可変増幅器２７と、この
入力信号ＳＥiと変位信号ＳＫ2が増幅器２６で増幅され
た信号を加算してその偏差信号ＳＥを出力する第２加算
部２８と、この偏差信号ＳＥを増幅して入力信号Ｓをサ
ーボ弁３０に印加する増幅器２９とを備えている。さら
に、この材料試験装置の起動時にゼロキャンセル部１５
から出力される出力信号とアクチュエータ変位検出器１
４からの出力信号とを加算する加算部１６と、同じく、
起動時に初期値設定部２５から出力される出力信号とメ
インスプール変位検出器２３からの出力信号とを加算す
る加算部２４とを備えている。
の材料試験装置の起動時にアクチュエータ変位検出器１
４からの出力信号を０にするゼロキャンセル部１５と、
目標変位信号Ｅiを発生させる設定部１９と、初期変位
信号Ｅadjを発生させる初期値設定部２５とを備えてい
る。また、設定部１９からの目標変位信号Ｅiと、これ
に変位信号ＳＫ1が増幅器１７で増幅された信号を加算
してその偏差信号ＳＥiを出力する第１加算部１８と、
この偏差信号ＳＥiを増幅する可変増幅器２７と、この
入力信号ＳＥiと変位信号ＳＫ2が増幅器２６で増幅され
た信号を加算してその偏差信号ＳＥを出力する第２加算
部２８と、この偏差信号ＳＥを増幅して入力信号Ｓをサ
ーボ弁３０に印加する増幅器２９とを備えている。さら
に、この材料試験装置の起動時にゼロキャンセル部１５
から出力される出力信号とアクチュエータ変位検出器１
４からの出力信号とを加算する加算部１６と、同じく、
起動時に初期値設定部２５から出力される出力信号とメ
インスプール変位検出器２３からの出力信号とを加算す
る加算部２４とを備えている。
【００２２】そして、アクチュエータ変位検出器（例え
ば、差働トランス）１４がアクチュエータ１０によって
試験体（ＴＰ）に加えられた荷重に応じた変位を検出し
て変位信号ＳＫ1を出力し、この変位信号ＳＫ1を増幅器
１７で増幅した後、第１加算部１８の−入力に印加され
る。一方、第１加算部１８の＋入力には設定部１９から
の目標変位信号Ｅiが入力され、この偏差ＳＥi（Ｅi−
ＳＫ1）が第１加算点１８から出力される。
ば、差働トランス）１４がアクチュエータ１０によって
試験体（ＴＰ）に加えられた荷重に応じた変位を検出し
て変位信号ＳＫ1を出力し、この変位信号ＳＫ1を増幅器
１７で増幅した後、第１加算部１８の−入力に印加され
る。一方、第１加算部１８の＋入力には設定部１９から
の目標変位信号Ｅiが入力され、この偏差ＳＥi（Ｅi−
ＳＫ1）が第１加算点１８から出力される。
【００２３】また、メインスプール変位検出器（例え
ば、差働トランス）２３が案内弁２０のメインスプール
２２の変位を検出して変位信号ＳＫ2を出力し、この変
位信号ＳＫ2を増幅器２６で増幅した後、第２加算部２
８の−入力に印加される。一方、第２加算部２８の＋入
力には偏差ＳＥi（Ｅi−ＳＫ1）を増幅器２７で増幅さ
れた後に入力され、この偏差ＳＥ（ＳＥi−ＳＫ2）が第
２加算部２８から出力される。さらに、第２加算部２８
から出力される偏差信号ＳＥは第２増幅器２９で増幅し
た後、制御信号Ｓとしてサーボ弁３０に印加される。な
お、油圧ユニット３１より供給配管３２を介して圧油が
サーボ弁３０に供給されたときに、主アクチュエータ１
０のピストンロッド１１が動かないような信号が予め求
められており、この信号を初期変位信号Ｅadjとして初
期値設定部２５に予め設定されている。
ば、差働トランス）２３が案内弁２０のメインスプール
２２の変位を検出して変位信号ＳＫ2を出力し、この変
位信号ＳＫ2を増幅器２６で増幅した後、第２加算部２
８の−入力に印加される。一方、第２加算部２８の＋入
力には偏差ＳＥi（Ｅi−ＳＫ1）を増幅器２７で増幅さ
れた後に入力され、この偏差ＳＥ（ＳＥi−ＳＫ2）が第
２加算部２８から出力される。さらに、第２加算部２８
から出力される偏差信号ＳＥは第２増幅器２９で増幅し
た後、制御信号Ｓとしてサーボ弁３０に印加される。な
お、油圧ユニット３１より供給配管３２を介して圧油が
サーボ弁３０に供給されたときに、主アクチュエータ１
０のピストンロッド１１が動かないような信号が予め求
められており、この信号を初期変位信号Ｅadjとして初
期値設定部２５に予め設定されている。
【００２４】ついで、この初期変位信号Ｅadjの求め方
について説明する。まず、シャントバルブ３４が閉状態
で、設定部１９の設定値Ｅｉを０に設定するとともに、
ゼロキャンセル部１５によりアクチュエータ変位検出器
１４からの出力信号ＳＫ1を０に設定して、第１加算部
１８の出力が０になるように設定する。この状態で、初
期値設定部２５の設定値を任意のレベルに設定した後、
シャントバルブ３４を開にして、油圧ユニット３１から
の圧油が主アクチュエータ１０に流入できる状態にす
る。
について説明する。まず、シャントバルブ３４が閉状態
で、設定部１９の設定値Ｅｉを０に設定するとともに、
ゼロキャンセル部１５によりアクチュエータ変位検出器
１４からの出力信号ＳＫ1を０に設定して、第１加算部
１８の出力が０になるように設定する。この状態で、初
期値設定部２５の設定値を任意のレベルに設定した後、
シャントバルブ３４を開にして、油圧ユニット３１から
の圧油が主アクチュエータ１０に流入できる状態にす
る。
【００２５】これにより、初期値設定部２５に設定され
た任意のレベルの設定値に応じてメインスプール２２が
変位し、この変位に伴って主アクチュエータ１０の部屋
１２ａ，１２ｂ間に差圧（Ｐａ−ＰｂあるいはＰｂ−Ｐ
ａ）が生じて、ピストンロッド１１が変位することとな
る。このような状態で、主アクチュエータ１０のピスト
ンロッド１１が変位しなくなるまで、即ち、主アクチュ
エータ１０の部屋１２ａ，１２ｂ間に差圧（Ｐａ−Ｐｂ
あるいはＰｂ−Ｐａ）が生じなくなるまで初期値設定部
２５の設定値を変化させる。このような操作を繰り返し
て、主アクチュエータ１０のピストンロッド１１が変位
しなくなったら、このレベルを初期変位信号Ｅadjとし
て初期値設定部２５に設定する。これにより、初期変位
信号Ｅadjが得られるようになり、この初期変位信号Ｅa
djを材料試験装置の起動時に用いることにより、主アク
チュエータ１０のピストンロッド１１が動かないように
することができるようになる。
た任意のレベルの設定値に応じてメインスプール２２が
変位し、この変位に伴って主アクチュエータ１０の部屋
１２ａ，１２ｂ間に差圧（Ｐａ−ＰｂあるいはＰｂ−Ｐ
ａ）が生じて、ピストンロッド１１が変位することとな
る。このような状態で、主アクチュエータ１０のピスト
ンロッド１１が変位しなくなるまで、即ち、主アクチュ
エータ１０の部屋１２ａ，１２ｂ間に差圧（Ｐａ−Ｐｂ
あるいはＰｂ−Ｐａ）が生じなくなるまで初期値設定部
２５の設定値を変化させる。このような操作を繰り返し
て、主アクチュエータ１０のピストンロッド１１が変位
しなくなったら、このレベルを初期変位信号Ｅadjとし
て初期値設定部２５に設定する。これにより、初期変位
信号Ｅadjが得られるようになり、この初期変位信号Ｅa
djを材料試験装置の起動時に用いることにより、主アク
チュエータ１０のピストンロッド１１が動かないように
することができるようになる。
【００２６】ついで、上述のように構成された材料試験
装置の動作を以下に説明する。まず、置き台上に試験体
（ＴＰ）を載置した後、図示しない制御装置に設けられ
た電源スイッチを押下してオンにすると、油圧ユニット
３１より供給配管３２を介して油圧がサーボ弁３０に供
給されるようになる。これと同時に、初期値設定部２５
は初期変位信号Ｅadjを送出する。なお、サーボ弁３０
に投入される圧油の圧力ＰS1が図３（ａ）に示されるよ
うな所定値に立ち上がるまでは、アクチュエータ変位検
出器１４およびメインスプール変位検出器２３は検出信
号を出力しないので、第１加算部１８および第２加算部
２８には各変位信号ＳＫ1，ＳＫ2は入力されない。
装置の動作を以下に説明する。まず、置き台上に試験体
（ＴＰ）を載置した後、図示しない制御装置に設けられ
た電源スイッチを押下してオンにすると、油圧ユニット
３１より供給配管３２を介して油圧がサーボ弁３０に供
給されるようになる。これと同時に、初期値設定部２５
は初期変位信号Ｅadjを送出する。なお、サーボ弁３０
に投入される圧油の圧力ＰS1が図３（ａ）に示されるよ
うな所定値に立ち上がるまでは、アクチュエータ変位検
出器１４およびメインスプール変位検出器２３は検出信
号を出力しないので、第１加算部１８および第２加算部
２８には各変位信号ＳＫ1，ＳＫ2は入力されない。
【００２７】このため、初期値設定部２５が初期変位信
号Ｅadjを送出すると、この初期変位信号Ｅadjは第２加
算部２８に入力されて信号ＳＥ（＝Ｅadj）を出力し、
この信号ＳＥ（＝Ｅadj）が増幅器２９に入力されて信
号Ｓ（＝Ｅadj）を出力し、この信号Ｓ（＝Ｅadj）がサ
ーボ弁３０に印加される。
号Ｅadjを送出すると、この初期変位信号Ｅadjは第２加
算部２８に入力されて信号ＳＥ（＝Ｅadj）を出力し、
この信号ＳＥ（＝Ｅadj）が増幅器２９に入力されて信
号Ｓ（＝Ｅadj）を出力し、この信号Ｓ（＝Ｅadj）がサ
ーボ弁３０に印加される。
【００２８】ところで、初期値設定部２５から送出され
た初期変位信号Ｅadjは主アクチュエータ１０のピスト
ンロッド１１が動かないような値に予め設定されている
ので、サーボ弁３０に信号Ｓ（＝Ｅadj）を入力する
と、サーボ弁３０に投入される圧油の圧力ＰS1が図３
（ａ）に示されるような所定値になって、サーボ弁３０
が立ち上がるまでに、主アクチュエータ１０のピストン
ロッド１１は動くことはなくなる。このような状態で、
シャントバルブ３４を開にして、案内弁２０に油圧が供
給されるようになって、図３（ｂ）に示されるように、
案内弁２０の油圧Ｐ S2が徐々に立ち上がるようになる
と、主アクチュエータ１０のピストンロッド１１が動く
ことはない。
た初期変位信号Ｅadjは主アクチュエータ１０のピスト
ンロッド１１が動かないような値に予め設定されている
ので、サーボ弁３０に信号Ｓ（＝Ｅadj）を入力する
と、サーボ弁３０に投入される圧油の圧力ＰS1が図３
（ａ）に示されるような所定値になって、サーボ弁３０
が立ち上がるまでに、主アクチュエータ１０のピストン
ロッド１１は動くことはなくなる。このような状態で、
シャントバルブ３４を開にして、案内弁２０に油圧が供
給されるようになって、図３（ｂ）に示されるように、
案内弁２０の油圧Ｐ S2が徐々に立ち上がるようになる
と、主アクチュエータ１０のピストンロッド１１が動く
ことはない。
【００２９】このような状態で案内弁２０の油圧ＰS2が
立ち上がると、今度は設定部１９からの目標変位信号Ｅ
iが送出されるようになるとともに、アクチュエータ変
位検出器（差働トランス）１４およびメインスプール変
位検出器（差働トランス）２３はそれぞれ変位信号ＳＫ
1およびＳＫ2を出力する。これにより、各加算部１８，
２８にそれぞれ対応する信号が入力され、第１加算部１
８から偏差信号ＳＥiが出力され、第２加算部２８から
偏差信号ＳＥが出力され、この偏差信号ＳＥが増幅器２
９で増幅されて信号Ｓを出力し、この信号Ｓがサーボ弁
３０に印加される。
立ち上がると、今度は設定部１９からの目標変位信号Ｅ
iが送出されるようになるとともに、アクチュエータ変
位検出器（差働トランス）１４およびメインスプール変
位検出器（差働トランス）２３はそれぞれ変位信号ＳＫ
1およびＳＫ2を出力する。これにより、各加算部１８，
２８にそれぞれ対応する信号が入力され、第１加算部１
８から偏差信号ＳＥiが出力され、第２加算部２８から
偏差信号ＳＥが出力され、この偏差信号ＳＥが増幅器２
９で増幅されて信号Ｓを出力し、この信号Ｓがサーボ弁
３０に印加される。
【００３０】ここで、第２加算部２８から正の極性の偏
差信号ＳＥが出力されると、サーボ弁３０のスプール位
置および案内弁２０のスプール２１の位置が供給配管３
２からの油圧をシリンダ１２の部屋１２ａに連通する油
圧ポートに供給するように移動する。また、第２加算部
２９から負の極性の偏差信号ＳＥが出力されると、サー
ボ弁３０のスプール位置および案内弁２０のスプール２
１の位置が供給配管３２からの油圧をシリンダ１１の部
屋１２ｂに連通する油圧ポートに供給するように移動す
る。このような動作により、アクチュエータ１０は目標
変位信号Ｅiに応じた大きさの荷重を試験体（ＴＰ）に
加えることができるようになる。
差信号ＳＥが出力されると、サーボ弁３０のスプール位
置および案内弁２０のスプール２１の位置が供給配管３
２からの油圧をシリンダ１２の部屋１２ａに連通する油
圧ポートに供給するように移動する。また、第２加算部
２９から負の極性の偏差信号ＳＥが出力されると、サー
ボ弁３０のスプール位置および案内弁２０のスプール２
１の位置が供給配管３２からの油圧をシリンダ１１の部
屋１２ｂに連通する油圧ポートに供給するように移動す
る。このような動作により、アクチュエータ１０は目標
変位信号Ｅiに応じた大きさの荷重を試験体（ＴＰ）に
加えることができるようになる。
【００３１】以上から明らかなように、本発明において
は、初期値設定部２５から送出された初期変位信号Ｅ
adjは主アクチュエータ１０のピストンロッド１１が動
かないような値に予め設定されているので、サーボ弁３
０に信号Ｓ（＝Ｅadj）を入力すると、サーボ弁３０に
投入される圧油の圧力ＰS1が図３（ａ）に示されるよう
な所定値になって、サーボ弁３０が立ち上がるまでに、
主アクチュエータ１０のピストンロッド１１は動くこと
はなくなる。このような状態で、案内弁２０に油圧が供
給されるようになって、図３（ｂ）に示されるように、
案内弁２０の油圧ＰS2が徐々に立ち上がるようになる
と、主アクチュエータ１０のピストンロッド１１が動く
ことはない。
は、初期値設定部２５から送出された初期変位信号Ｅ
adjは主アクチュエータ１０のピストンロッド１１が動
かないような値に予め設定されているので、サーボ弁３
０に信号Ｓ（＝Ｅadj）を入力すると、サーボ弁３０に
投入される圧油の圧力ＰS1が図３（ａ）に示されるよう
な所定値になって、サーボ弁３０が立ち上がるまでに、
主アクチュエータ１０のピストンロッド１１は動くこと
はなくなる。このような状態で、案内弁２０に油圧が供
給されるようになって、図３（ｂ）に示されるように、
案内弁２０の油圧ＰS2が徐々に立ち上がるようになる
と、主アクチュエータ１０のピストンロッド１１が動く
ことはない。
【図１】 本発明による材料試験装置の一実施の形態を
模式的に示す図である。
模式的に示す図である。
【図２】 従来例の材料試験装置を模式的に示す図であ
る。
る。
【図３】 サーボ弁の起動時の起動時間とサーボ弁の油
圧の圧力との関係、および案内弁の起動時の起動時間と
案内弁の油圧の圧力との関係を示す図である。
圧の圧力との関係、および案内弁の起動時の起動時間と
案内弁の油圧の圧力との関係を示す図である。
ＴＰ…試験体 １０…アクチュエータ １１…ピストンロッド １２…シリンダ １３…ロードセル（Ｌ／Ｃ） １４…アクチュエータ変位検出器（差働トランス） １５…ゼロキャンセル部 １６…加算部 １７，２６，２７，２９…増幅器 １８…第１加算部 １９…設定部 ２０…案内弁 ２１…スリーブ ２２…スプール ２３…メインスプール変位検出器（差働トランス） ２４…加算部 ２５…初期値設定部 ２８…第２加算部 ３０…サーボ弁（Ｓ／Ｖ） ３１…油圧ユニット ３２…供給配管 ３３…ドレーン配管
Claims (4)
- 【請求項１】 サーボ弁と案内弁と主アクチュエータと
からなる３ステージ型サーボ弁を備え、前記サーボ弁に
圧油を供給してこの圧油が所定の圧力に達した後、前記
案内弁に圧油を供給して前記案内弁の主スプールを移動
させ、前記主アクチュエータのシリンダの一対のポート
に供給する圧油を制御して前記シリンダー内のピストン
ロッドを移動させて試験体に負荷を与えるようにした材
料試験装置の起動方法であって、 前記案内弁の主スプール位置の変位を電圧値として求め
るとともに、 前記サーボ弁に圧油を供給してこの圧油が所定の圧力に
達っするまでに前記主アクチュエータの一対のポート間
に差圧が生じない前記主スプール位置の変位の電圧値を
予め求めて、この電圧値を初期設定値として予め記憶さ
せ、 前記サーボ弁の起動時に前記予め求めた初期設定値を設
定信号として付与するようにしたことを特徴とする材料
試験装置の起動方法。 - 【請求項２】 サーボ弁と案内弁と主アクチュエータと
からなる３ステージ型サーボ弁を備え、前記サーボ弁に
圧油を供給してこの圧油が所定の圧力に達した後、前記
案内弁に圧油を供給して前記案内弁の主スプールを移動
させて、前記主アクチュエータのシリンダの一対のポー
トに供給する圧油を制御して前記シリンダー内のピスト
ンロッドを移動させて試験体に負荷を与えるようにした
材料試験装置であって、 前記サーボ弁に設定信号を付与して前記試験体に所定の
負荷を与える設定部と、 前記サーボ弁の起動時に前記サーボ弁に初期設定信号を
付与する初期値設定部と、 前記案内弁の主スプール位置の変位を電圧値として求め
る主スプール変位検出器とを備えるとともに、 前記サーボ弁に圧油を供給してこの圧油が所定の圧力に
達っするまでに前記主アクチュエータの一対のポート間
に差圧が生じない電圧値を前記主スプール変位検出器に
より予め求め、この電圧値を初期設定値として前記初期
値設定部に予め記憶させるとともに、この予め求め記憶
された前記初期設定値を前記サーボ弁の起動時に付与す
るようにしたことを特徴とする材料試験装置 - 【請求項３】 前記主アクチュエータの前記ピストンロ
ッドの変位を検出して主アクチュエータ変位検出信号を
出力する主アクチュエータ変位検出器と、 前記主アクチュエータ変位検出信号を前記設定信号に加
算してその偏差信号を出力する第１加算部と、 前記主スプール変位検出信号を前記偏差信号に加算して
その偏差信号を出力する第２加算部とを備え、 前記第２加算部からの出力信号を前記サーボ弁の入力信
号として付与するようにしたことを特徴とする請求項２
に記載の材料試験装置。 - 【請求項４】 前記主アクチュエータのピストンロッド
が静止状態で任意の位置にあり、かつ前記設定部の設定
値が０に設定してあるときに、前記第１加算部の出力が
０になるような信号を出力するゼロキャンセル部を前記
主アクチュエータ変位検出器と前記第１加算部との間に
備えるようにしたことを特徴とする請求項２または請求
項３に記載の材料試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36625299A JP3749413B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 材料試験装置の起動方法および材料試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36625299A JP3749413B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 材料試験装置の起動方法および材料試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001183278A true JP2001183278A (ja) | 2001-07-06 |
| JP3749413B2 JP3749413B2 (ja) | 2006-03-01 |
Family
ID=18486316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36625299A Expired - Fee Related JP3749413B2 (ja) | 1999-12-24 | 1999-12-24 | 材料試験装置の起動方法および材料試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3749413B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015165194A (ja) * | 2014-03-02 | 2015-09-17 | 株式会社アメフレック | 冷却加熱装置、これを用いた熱衝撃試験装置 |
| CN106248508A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-12-21 | 何满潮 | 模拟应变岩爆的实验方法 |
| CN115899022A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-04-04 | 太原科技大学 | 一种内曲线马达定子导轨-柱塞组件冲击载荷测试装置 |
-
1999
- 1999-12-24 JP JP36625299A patent/JP3749413B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015165194A (ja) * | 2014-03-02 | 2015-09-17 | 株式会社アメフレック | 冷却加熱装置、これを用いた熱衝撃試験装置 |
| CN106248508A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-12-21 | 何满潮 | 模拟应变岩爆的实验方法 |
| CN115899022A (zh) * | 2023-02-27 | 2023-04-04 | 太原科技大学 | 一种内曲线马达定子导轨-柱塞组件冲击载荷测试装置 |
| CN115899022B (zh) * | 2023-02-27 | 2023-09-26 | 太原科技大学 | 一种内曲线马达定子导轨-柱塞组件冲击载荷测试装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3749413B2 (ja) | 2006-03-01 |
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