JP2001235392A

JP2001235392A - 振動台

Info

Publication number: JP2001235392A
Application number: JP2000052094A
Authority: JP
Inventors: Yohei Nanbu; 洋平南部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2001-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】大振幅加振が可能な振動台において、加振機を
小型化する。【解決手段】振動台は、供試体を搭載するテーブル１
と、このテーブルが収容される基礎４に一端が固定さ
れ、テーブルを横方向に加振する横方向に配置された加
振機２と、テーブルに一端が接続され、他端が加振機に
接続された静圧継手とを備えている。そして、加振機の
中間部を支持台２２が支持し、支持台の一端は基礎に固
定されている。静圧継手の下部には突起部３１が設けら
れている。一端が基礎に固定された支持部材５の受け部
材３２において、突起部は静圧継手が有するピストンの
移動方向に移動自在になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は構造物を加振試験す
る振動台に係り、特に、静圧継手を有する振動台に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】構造物の耐震強度を評価するため、供試
体をテーブル上に固定し加振機を用いてテーブル全体を
水平並びに上下方向に地震動を模擬して加振する加振試
験が多用されている。この加振試験においては、複数の
加振機が１個のテーブルに継手やリンクなどの機構によ
り接続された振動台を用いており、各加振機は水平方向
及び上下方向に配置されている。これにより、多方向ま
たは多自由度の動きを同時に再現できる。

【０００３】ところで、水平方向及び上下方向に複数の
加振機を配置すると、複数の加振機が相互に干渉するお
それがある。この相互干渉の防止または相互干渉を相殺
するために、静圧継手を用いる例が、特開昭５１-１５
１１７１号公報、特開平１-１７８８４４号公報および
特開平３−１３５４５０号公報に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に記載の
振動台では、振動台が備えるテーブルの周囲に静圧継手
を配置している。ここで、静圧継手とは、供試体を載せ
るテーブルと加振機を接続する部分に配置されるもの
で、接続部分である継手のピストンを静圧軸受の油膜を
利用して支持するものである。この静圧継手は加振方向
の剛性が高く、加振方向と直交する方向には滑らかにピ
ストンを摺動させることができる特性を有している。

【０００５】ところで上記公報のように静圧継手を配置
すると、静圧継手の質量を加振機のピストンの先端で支
持する必要がある。地震波形をより忠実に再現しようと
すると、振動台に要求される変位量が増し、加振機の大
ストローク化が要求される。大ストローク化すると、ピ
ストンの剛性及びピストンを支持する静圧軸受の支承力
を増大させる必要が生じる。このことは、加振機ピスト
ンの大型化を招来し、その結果、静圧軸受が大型化し、
これがさらに加振機の大型化を引き起こす。また、静圧
継手の支持力を増大させるためには、静圧継手への供給
油圧を増大させなければならず、装置が大掛かりになる
恐れがある。

【０００６】本発明は、上記従来技術の不具合を解消す
るためになされたものであり、振動試験に用いる振動台
が有する静圧継手または加振機を小型化することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の特徴は、供試体を搭載するテーブル
と、このテーブルが収容される基礎に一端が固定され、
テーブルを横方向に加振する少なくとも１台の横方向に
配置された加振機と、加振機の中間部を支持し、基礎に
一端が固定された支持台と、テーブルに一端が接続さ
れ、他端が加振機に接続された静圧継手と、この静圧継
手が有するピストンの移動方向には静圧継手の下部を移
動自在に支持し、一端が基礎に固定された支持部材とを
備えたものである。そして好ましくは、加振機を、直交
する２方向に少なくとも１台づつ配置する。

【０００８】上記目的を達成するための本発明の第２の
特徴は、供試体を搭載するテーブルと、ほぼ水平に配置
され水平方向に加振する第１、第２の加振機と、各加振
機毎に設けられ、加振機とテーブルとを接続する静圧継
手とを備えた振動台において、第１の加振機と第２の加
振機をほぼ直交させ、各加振機と各静圧継手の鉛直方向
荷重を支持する第１、第２の支持手段を設けたものであ
る。

【０００９】そして第２の支持手段は、一端がテーブル
を収容する基礎の側面部に固定され、他端に静圧継手と
摺動する摺動部が形成されているか、一端がテーブルを
収容する基礎の側面部に回動自在に固定され、他端が静
圧継手に回動自在に固定された油圧ジャッキであること
が望ましい。さらに、摺動部は、受け部材と複数の転動
体を有するものであってよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、図面
を用いて説明する。

【００１１】図１は、本発明に係る振動台装置の一実施
例の平面図である。供試体を載置するテーブル1を、水
平方向および鉛直方向に配置された複数台の加振機２が
支持している。そして水平方向については、異なる２直
交方向に複数台の加振機が配置されている。テーブル1
と加振機2との間には静圧継手3が設けられている。静圧
継手3はテーブル1に固定されたテーブル側部材3Aと、加
振機2に固定された加振機側部材3Bを有している。テー
ブル側部材3Aと加振機側部材3Bとの間は、高圧流体によ
り支持されている。この高圧流体は、加振機2が発生し
た加振方向の力をテーブル１に伝達するとともに、加振
機２のピストン軸方向と直角方向には滑らかに摺動す
る。以上は、水平方向および鉛直方向に配置した加振機
に共通の構成である。

【００１２】水平方向２方向に配置された加振機２は、
加振機２およびテーブル１を収容する基礎4の側面部に
その一端を固定して取付けられている。そして、加振機
２の脚部２１の中間部は、支持台２２により支持されて
いる。加振機側部材3Bは、図２に詳細を示すように、下
面部に突起部３１が形成されている。この突起部３１
は、加振機２のピストン軸方向に延びている。そして、
この突起部３１を断面コの字型の受け部材３２が複数の
球状の転動体６を介して支持している。

【００１３】受け部材３２の下部は、支柱３３の一端部
に接続されており、支柱３３の他端部は、基礎４の側面
部に固定されている。そして、支柱を安定に保持するた
め、支持板２４が、支柱と基礎４間に配置されている。
支柱３３、支持板２４および受け部材３２は静圧継手支
持部材５を構成する。加振機２が、図１において左右方
向に移動すると、加振機２の突起部３１も左右に移動す
る。その際、転動体６を介して静圧継手支持部材５と相
対運動する。転動体６を介しているので、この相対運動
時の摩擦は少なくて済む。一方、静圧継手支持部材５は
静圧継手部の鉛直方向荷重を負担できるので、静圧継手
部が鉛直方向下方にたわむ恐れはなくなる。

【００１４】従来の振動台では、上述した静圧継手支持
部材が設けられておらず、加振機側部材3Bの荷重を加振
機2だけが負担していたので、静圧継手部が大型化する
と、テーブル側でたわみが発生する恐れがあった。つま
り、水平方向の加振機2では、図３にその詳細を示すよ
うに、シリンダ７内のピストン８をシリンダ７の両端部
に配置した静圧軸受９で支持している。このように構成
した静圧継手または加振機に外力が加わって、加振機側
部材3Bの加振方向（ピストン移動方向）に直交する２方
向に慣性力が生じると、ピストン8には曲げモーメント
が、静圧軸受９には反力が付加される。

【００１５】静圧継手3が大型化し加振機側部材3Bの質
量が増加する傾向にある現在、ピストン8に加わる曲げ
モーメントおよび静圧軸受に加わる反力も増加する傾向
にある。そのため、ピストン径を大きくして剛性を高め
るとか、静圧軸受への供給油圧を高くする必要を生じて
いる。例えば、テーブルの大きさが５ｍ×５ｍの振動台
において、テーブルを水平方向にストローク±６００ｍ
ｍで加振する必要がある場合、継手質量は約３tonにも
達し、加振機のピストン径は直径約３５０ｍｍ程度必要
となる。

【００１６】そこで、本実施例では、加振機側部材3Bに
付加される鉛直方向荷重を静圧継手支持部材５で支持し
たので、ピストン8の曲げモーメント負荷及び静圧軸受9
の反力負荷を低減することができる。その結果、ピスト
ン径の小型化が可能になり、加振機2の小型化が可能と
なる。さらに、静圧軸受9へ供給する潤滑油の油圧も減
少させることが可能になり、油圧源も小型化できる。

【００１７】なお、上記実施例では、加振機側部材3Bの
突起部３１と受け部材３２間に転動体６を配置して、静
圧継手支持部材5が加振機２を支持するようにしている
が、転動体６の代わりに静圧軸受を加振機側部材3Bの突
起部３１と受け部材３２とで構成し、その間に油膜を形
成するようにしてもよい。このようにすることにより、
長期にわたりメンテナンスフリーで振動台を運転でき
る。当然のことながら、この場合油膜の端部にはシール
を設け、外部からの塵埃の侵入と潤滑油の外部への漏洩
を防止する。

【００１８】次に本発明の他の実施例を、図４を用いて
説明する。この図６は、水平配置した加振機２の下部部
分正面図である。加振機側部材3Bの両側面部には、ジョ
イント１１Ａが結合されるシャフトが取りつられた耳部
３５が設けられている。この耳部３５のシャフトに油圧
ジャッキ１０の端部に設けられたジョイント１１Ａを結
合する。油圧ジャッキの他端部にもジョイント11Bが設
けられており、このジョイント11Bは基礎４の側面に取
付けられている。この場合、２個のジョイント１１Ａ，
１１Ａ間の距離より、２個のジョイント１１Ｂ、１１Ｂ
間の距離を大にすればより安定して加振機２を支持でき
る。本実施例によっても、ピストン移動方向に直交する
水平方向および鉛直方向に加振機側部材3Bを支持できる
ので、ピストン8への曲げモーメント及び静圧軸受9への
反力を低減することができる。また、本実施例によれ
ば、基礎側の取付け位置の自由度が増し、基礎の製造コ
ストを低減できる。

【００１９】以上の各実施例によれば、水平方向に配置
した加振機の静圧継手部を支持する手段を設けたので、
加振機及び油圧源を小型化することができる。また、加
振機の設置台数、設置方向、または振動台の加振自由度
数はこの支持手段によっても従来と何ら変更はない。静
圧継手支持機構は上記実施例に示した形状に限るもので
はなく、静圧継手支持部材と基礎に固定された別部材を
連結するようにしてもよい。なお、本発明の構成は上記
実施例には限定されず、本発明の趣旨に逸脱しない範囲
で様々な構成があり得る。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、水平
方向に配置した加振機を静圧継手部で支持するようにし
たので、加振機のピストン径を小さくすることができ、
加振機を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動台の一実施例の正面図であ
る。

【図２】静圧継手支持部の部分詳細断面図である。

【図３】図１に示した振動台に用いる加振機の部分断面
図である。

【図４】本発明に係る加振機支持手段の他の実施例の正
面図である。

【符号の説明】

1…テーブル、2…加振機、3…静圧継手、3A…テーブル
側部材、3B…加振機側部材、4…基礎、5…静圧継手支持
部材、6…回転体、7…シリンダ、8…ピストン、9…静圧
軸受、10…油圧ジャッキ、２１…脚部、２２…支持台、
２４…支持板、３２…受け部材３３…突起部、３５…耳
部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供試体を搭載するテーブルと、このテーブ
ルが収容される基礎に一端が固定され、テーブルを横方
向に加振する少なくとも１台の横方向に配置された加振
機と、前記加振機の中間部を支持し、基礎に一端が固定
された支持台と、前記テーブルに一端が接続され、他端
が前記加振機に接続された静圧継手と、この静圧継手が
有するピストンの移動方向には移動自在に静圧継手の下
部を支持し、一端が基礎に固定された支持部材とを備え
たことを特徴とする振動台。
【請求項２】前記加振機を、直交する２方向に少なくと
も１台づつ配置したことを特徴とする請求項１に記載の
振動台。
【請求項３】供試体を搭載するテーブルと、ほぼ水平に
配置され水平方向に加振する第１、第２の加振機と、各
加振機毎に設けられ、加振機とテーブルとを接続する静
圧継手とを備えた振動台において、前記第１の加振機と
第２の加振機をほぼ直交させ、各加振機と各静圧継手の
鉛直方向荷重を支持する第１、第２の支持手段を設けた
ことを特徴とする振動台。
【請求項４】前記第２の支持手段は、一端が前記テーブ
ルを収容する基礎の側面部に固定され、他端に前記静圧
継手と摺動する摺動部が形成されていることを特徴とす
る請求項３に記載の振動台。
【請求項５】前記摺動部は、受け部材と複数の転動体を
有することを特徴とする請求項４に記載の振動台。
【請求項６】前記第２の支持手段は、一端が前記テーブ
ルを収容する基礎の側面部に回動自在に固定され、他端
が前記静圧継手に回動自在に固定された油圧ジャッキで
あること特徴とする請求項３に記載の振動台。