JP2002236074A - 共振型振動装置 - Google Patents

共振型振動装置

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JP2002236074A
JP2002236074A JP2001033306A JP2001033306A JP2002236074A JP 2002236074 A JP2002236074 A JP 2002236074A JP 2001033306 A JP2001033306 A JP 2001033306A JP 2001033306 A JP2001033306 A JP 2001033306A JP 2002236074 A JP2002236074 A JP 2002236074A
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resonance
gantry
vibrated
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vibration
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JP2001033306A
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English (en)
Inventor
Yoshikazu Shinohara
義和 篠原
Masaaki Murata
雅明 村田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 共振架台のピッチング動作を防止して、水平
方向の振動を正確に試験体に与える。 【解決手段】 振動台101 を水平方向に振動させると、
共振架台102 は自身の質量と共振用ばね105 により決ま
る固有振動数に応じて共振するため、共振架台102 の振
動は大きくなる。共振架台101 は複数の支持装置103 に
より支持されている。支持装置103 は、積層ゴム材103a
と積層ゴム材103bとにより共振架台102 を挾持する。こ
のため、共振架台102 が水平方向に振動した場合、積層
ゴム材103ａ,103ｂは水平方向にずれて、水平振動を許
容する。積層ゴム材103 ａ,103ｂは上下方向には剛とな
っており、共振架台102 のピッチング動作を防ぐ。この
ため、共振架台102 に載置される試験体には、水平方向
の振動が正確に与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は共振型振動装置に関
し、水平方向の振動を正確に試験体に与えることができ
るように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】試験体に振動台の能力を越える振動を加
えて試験体の強度や振動特性を調査するために、共振型
振動装置が開発された。ここで、図９及び図１０を参照
して従来の共振型振動装置１０，１０Ａを説明する。
【０００３】図９に示す従来の共振型振動装置１０にお
いて、板状の振動台１は、図示しない加振機により水平
方向に加振されて水平方向に振動する。振動台１の上面
には共振架台２が配置されている。共振架台２の下面に
は支持装置であるボールベアリング３が取り付けられて
おり、共振架台２は、振動台１の上面に対して間隔を取
りつつ、振動台１の上で水平方向に沿い移動することが
できる。架台反力受け４は振動台１に固定されており、
この架台反力受け４と共振架台２の端面との間に共振用
ばね５が介装されている。そして、共振架台２の上に試
験体Ｘが載置される。
【０００４】この共振型振動装置１０では、加振機によ
り振動台１を共振架台２と共振用ばね５により規定され
る固有振動と等しい振動数で水平方向に振動させると、
共振架台２が共振する。このため、振動台１の最大加速
度以上の加速度が共振架台２に発生する。
【０００５】図１０に示す従来の共振型振動装置１０Ａ
は、支持装置として支持用ばね６を採用しているが、他
の構成は、図９に示す共振型振動台１０と同様である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで試験体Ｘの重
心Ｇの位置は共振架台２の位置よりも高いため、試験体
Ｘを振動させると試験体Ｘには転倒モーメントＭが発生
する。転倒モーメントＭは、加振方向と直角な水平軸回
りのモーメント、即ちピッチング方向のモーメントであ
る。このような転倒モーメントＭが発生すると共振用架
台２がピッチングして、振動台１に対して、共振用架台
２の一部が浮き上がると同時に他の一部が沈み込むピッ
チング動作が発生してしまい、試験体Ｘに対して正確に
水平方向の加振を与えられないという問題があった。
【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、試験体に
対して正確に水平方向に加振することのできる共振型振
動装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、加振されて水平方向に振動する振動台と、
この振動台の上面に間隔を取って配置されて水平方向に
移動可能な共振架台と、前記振動台に固定された架台反
力受けと、この架台反力受けと前記共振架台の端部との
間に介装された共振用ばねとでなる共振型振動装置にお
いて、前記共振架台と前記振動台との間に配置されてお
り水平方向のずれを許容する下側積層ゴム材と、前記共
振架台の上面のうち下側積層ゴム材に対向する位置に配
置した水平方向のずれを許容する上側積層ゴム材と、前
記振動台に固定されると共に上側積層ゴム材の上面から
下側積層ゴム材に向けて圧力を加えることにより共振架
台を上側積層ゴム材と下側積層ゴム材との間で挾持させ
る加圧部とでなる支持装置を、前記共振架台の縁の複数
箇所に配置したことを特徴とする。
【０００９】また本発明の構成は、加振されて水平方向
に振動する振動台と、この振動台の上面に間隔を取って
配置されて水平方向に移動可能な共振架台と、前記振動
台に固定された架台反力受けと、この架台反力受けと前
記共振架台の端部との間に介装された共振用ばねとでな
る共振型振動装置において、下面が振動台の上面に固定
され上面が共振架台の下面に固定された、水平方向のず
れを許容する積層ゴム材を、前記共振架台と前記振動台
との間に複数配置してなる支持装置を備えていることを
特徴とする。
【００１０】また本発明の構成は、加振されて水平方向
に振動する振動台と、この振動台の上面に間隔を取って
配置されて水平方向に移動可能な共振架台と、前記振動
台に固定された架台反力受けと、この架台反力受けと前
記共振架台の端部との間に介装された共振用ばねとでな
る共振型振動装置において、下端が振動台の上面に固定
され上端が共振架台の下面に回転運動自在に連結された
弾性を有する棒状支持体を、前記共振架台と前記振動台
との間に複数配置してなる支持装置を備えていることを
特徴とする。
【００１１】また本発明の構成は、加振されて水平方向
に振動する振動台と、この振動台の上面に間隔を取って
配置されて水平方向に移動可能な共振架台と、前記振動
台に固定された架台反力受けと、この架台反力受けと前
記共振架台の端部との間に介装された共振用ばねとでな
る共振型振動装置において、下端が振動台の上面に回転
運動自在に連結され上端が共振架台の下面に回転運動自
在に連結されたリンクを、前記共振架台と前記振動台と
の間に複数配置してなる支持装置を備えていることを特
徴とする。
【００１２】また本発明の構成は、加振されて水平方向
に振動する振動台と、この振動台の上面に間隔を取って
配置されて水平方向に移動可能な共振架台と、前記振動
台に固定された架台反力受けと、この架台反力受けと前
記共振架台の端部との間に介装された共振用ばねとでな
る共振型振動装置において、前記共振架台は縁部が上方
に高く伸びた形状になっているとともに、前記架台反力
受けは、共振架台の縁部と同程度の高さになっており、
前記共振用ばねは、前記共振架台の縁部の上部と前記架
台反力受けの上部との間に介装されていることを特徴と
する。
【００１３】また本発明の構成は、加振されて水平方向
に振動する振動台と、この振動台の上面に間隔を取って
配置されて水平方向に移動可能な共振架台と、前記振動
台に固定された架台反力受けと、この架台反力受けと前
記共振架台の端部との間に介装された共振用ばねとでな
る共振型振動装置において、前記共振架台には、転倒モ
ーメントを相殺する振動を共振架台に付与する相殺用加
振機が設置されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
【００１５】〔第１の実施の形態〕図１は本発明の第１
の実施の形態にかかる共振型振動装置１００を示す斜視
図であり、図２はこの共振型振動装置１００に備えた支
持装置１０３を示す拡大斜視図である。
【００１６】図１に示すようにこの共振型振動装置１０
０において、板状の振動台１０１は、図示しない加振機
により水平方向に加振されて水平方向に振動する。振動
台１０１の上面には共振架台１０２が配置されている。
共振架台１０２の左右の縁には、支持装置１０３が複数
配置されており、共振架台１０２は、振動台１０１の上
面に対して間隔を取りつつ、振動台１０１の上で水平方
向に沿い移動することができる。架台反力受け１０４は
振動台１０１に固定されており、この架台反力受け１０
４と共振架台１０２の端面との間に共振用ばね１０５が
介装されている。そして、共振架台１０２の上に試験体
が載置される。
【００１７】支持装置１０３は、図２にも示すように、
下側積層ゴム材１０３ａと上側積層ゴム材１０３ｂと加
圧部１０３ｃとで構成されている。積層ゴム材１０３
ａ，１０３ｂは、ゴム板と鉛板とを交互に上下方向に積
層して構成されており、水平方向のずれを許容しつつ水
平方向には柔であり、上下方向（鉛直方向）にはずれる
ことなく上下方向には剛となっている。
【００１８】下側積層ゴム材１０３ａは、共振架台１０
２と振動台１０１との間に配置されている。上側積層ゴ
ム材１０３ｂは、共振架台１０２の上面のうち、下側積
層ゴム材１０３ａに対向する位置に配置されている。加
圧部１０３ｃは、その下端が振動台１０１に固定される
と共に、その上端は上側積層ゴム材１０３ｂの上面を下
方に抑え付けている。このため、加圧部１０３ｃによ
り、上側積層ゴム材１０３ｂの上面から下側積層ゴム材
１０３ａに向けて圧力が加えられ、共振架台１０２は、
上側積層ゴム材１０３ｂと下側積層ゴム材１０３ａとの
間で挾持される。
【００１９】この共振型振動装置１００では、加振機に
より振動台１０１を水平方向に振動させると、共振架台
１０２と共振用ばね１０５により規定される固有振動に
より、共振架台１０２が共振する。このため、振動台１
０１の最大加速度以上の加速度が共振架台１０２に発生
する。なお、共振架台１０２を挾持している積層ゴム材
１０３ａ，１０３ｂは、水平方向のずれを許容するた
め、この積層ゴム材１０３ａ，１０３ｂにより、共振架
台１０２の水平移動を阻害することはない。
【００２０】一方、共振架台１０２は、上下方向には剛
となっている上側積層ゴム材１０３ｂと下側積層ゴム材
１０３ａとの間で挾持されているため、振動台１０１に
対して上下方向に移動することはない。このため、試験
体に転倒モーメントが発生しても、共振架台１０２がピ
ッチング動作することはない。この結果、試験体に対し
て正確に水平方向の振動を与えることができる。
【００２１】〔第２の実施の形態〕図３は本発明の第２
の実施の形態にかかる共振型振動装置２００を示す斜視
図であり、図４はその正面図である。なお、第１の実施
の形態と同一機能を果たす部分には同一符号を付し重複
する説明は省略する。
【００２２】第２の実施の形態では、振動台１０１と共
振架台１０２との間に配置した複数の積層ゴム材２０１
により支持装置が構成されている。各積層ゴム材２０１
は、ゴム板と鉛板とを交互に上下方向に積層して構成さ
れており、水平方向のずれを許容しつつ水平方向には柔
であり、上下方向（鉛直方向）にはずれることなく上下
方向には剛となっている。そして各積層ゴム材２０１
は、その下面が振動台１０１の上面に固定され、その上
面が共振架台１０２の下面に固定されている。
【００２３】共振架台１０２が振動した場合、積層ゴム
材２０１は、水平方向のずれを許容するため、この積層
ゴム材２０１により、共振架台１０２の水平移動を阻害
することはない。また積層ゴム材２０１は上下方向には
剛となっているため、共振架台１０２が振動台１０１に
対して上下方向に移動することはない。このため、試験
体に転倒モーメントが発生しても、共振架台１０２がピ
ッチング動作することはない。この結果、試験体に対し
て正確に水平方向の振動を与えることができる。
【００２４】なお、第１の実施の形態の支持装置１０３
を、図３及び図４に示す共振型振動装置２００に付加す
るようにしてもよい。
【００２５】〔第３の実施の形態〕図５は本発明の第３
の実施の形態にかかる共振型振動装置３００を示す正面
図である。なお、第１の実施の形態と同一機能を果たす
部分には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２６】第３の実施の形態では、振動台１０１と共
振架台１０２との間に複数の支持装置３１０が配置され
ている。各支持装置３１０は、弾性を有する棒状支持体
３１１の下端を、固定装置３１２により振動台１０１の
上面に固定し、棒状支持体３１１の上端を、ピン継手３
１３により共振架台１０２の下面に回転自在に連結して
構成されている。
【００２７】共振架台１０２が振動した場合、弾性を有
する棒状支持体３１１が湾曲して、共振架台１０２の水
平移動を阻害することはない。また各支持装置３１０の
棒状支持体３１１は一斉に同方向に同程度に湾曲するた
め、共振架台１０２が振動した場合、共振架台１０２と
振動台１０１との間隔は変化するが、共振架台１０２は
振動台１０１に対して平行状態を保ちつつ振動する。こ
のため、試験体に転倒モーメントが発生しても、共振架
台１０２がピッチング動作することはない。この結果、
試験体に対して正確に水平方向の振動を与えることがで
きる。
【００２８】〔第４の実施の形態〕図６は本発明の第４
の実施の形態にかかる共振型振動装置４００を示す正面
図である。なお、第１の実施の形態と同一機能を果たす
部分には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２９】第４の実施の形態では、振動台１０１と共
振架台１０２との間に複数の支持装置４１０が配置され
ている。各支持装置４１０は、リンク４１１の下端を、
ピン継手４１２により振動台１０１の上面に回転自在に
連結し、リンク４１１の上端を、ピン継手４１３により
共振架台１０２の下面に回転自在に連結して構成されて
いる。
【００３０】共振架台１０２が振動した場合、リンク４
１１がピン継手４１２，４１３にて回転運動するため、
共振架台１０２の水平移動を阻害することはない。また
各支持装置４１０のリンク４１１は一斉に同方向に同程
度に回転運動するため、共振架台１０２が振動した場
合、共振架台１０２と振動台１０１との間隔は変化する
が、共振架台１０２は振動台１０１に対して平行状態を
保ちつつ振動する。このため、試験体に転倒モーメント
が発生しても、共振架台１０２がピッチング動作するこ
とはない。この結果、試験体に対して正確に水平方向の
振動を与えることができる。
【００３１】〔第５の実施の形態〕図７は本発明の第５
の実施の形態にかかる共振型振動装置５００を示す正面
図である。
【００３２】図７に示すようにこの共振型振動装置５０
０において、板状の振動台１０１は、図示しない加振機
により水平方向に加振されて水平方向に振動する。振動
台１０１の上面には共振架台１０２が配置されている。
共振架台１０２の底面には、支持装置としてのボールベ
アリング１０６が配置されており、共振架台１０２は、
振動台１０１の上面に対して間隔を取りつつ、振動台１
０１の上で水平方向に沿い移動することができる。架台
反力受け１０４は振動台１０１に固定されており、この
架台反力受け１０４と共振架台１０２の端面との間に共
振用ばね１０５が介装されている。そして、共振架台１
０２の上に試験体Ｘが載置される。なお、支持装置とし
ては、支持用ばねを用いてもよい。
【００３３】共振架台１０２は、凹型の断面形状となっ
ている。即ち、共振架台１０２は、その縁部１０２ａが
上方に高く伸びた形状となっている。また、架台反力受
け１０４は、共振架台１０２と同程度の高さになってい
る。そして、共振用ばね１０５は、共振架台１０２の縁
部１０２ａの上部と、架台反力受け１０４の上部との間
に介装されている。
【００３４】このような構成になっているため、試験体
Ｘの重心Ｇと、共振用ばね１０５との間の上下方向距離
が、従来技術に比べて短くなっている。このため、転倒
モーメントが小さくなり、共振架台１０２はピッチング
動作しにくくなる。
【００３５】〔第６の実施の形態〕図８は本発明の第６
の実施の形態にかかる共振型振動装置６００を示す正面
図である。
【００３６】図８に示すように、この共振型振動装置６
００において、板状の振動台１０１は、図示しない加振
機により水平方向に加振されて水平方向に振動する。振
動台１０１の上面には共振架台１０２が配置されてい
る。共振架台１０２の底面には、支持装置としてのボー
ルベアリング１０６が配置されており、共振架台１０２
は、振動台１０１の上面に対して間隔を取りつつ、振動
台１０１の上で水平方向に沿い移動することができる。
架台反力受け１０４は振動台１０１に固定されており、
この架台反力受け１０４と共振架台１０２の端面との間
に共振用ばね１０５が介装されている。そして、共振架
台１０２の上に試験体Ｘが載置される。なお、支持装置
としては、ボールベアリング１０６の替わりに支持用ば
ねを用いてもよい。
【００３７】更に、共振架台１０２には、慣性型加振機
６０１が備えられている。また、共振架台１０２に載置
される試験体Ｘには、加速度センサ６０２が取り付けら
れる。加速度センサ６０２は、試験体Ｘに発生する転倒
モーメントＭに比例する加速度を検出する。加速度セン
サ６０２は、共振架台１０２に取り付けてもよい。制御
部６０３は、加速度センサ６０２から検出信号を受け、
転倒モーメントＭを相殺するモーメントｍを慣性型加振
機６０１が発生するように、慣性型加振機６０１を制御
する。このため、転倒モーメントＭが相殺モーメントｍ
により相殺され、共振架台１０２がピッチング動作しに
くくなる。
【００３８】
【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように、本発明では、加振されて水平方向に振動する
振動台と、この振動台の上面に間隔を取って配置されて
水平方向に移動可能な共振架台と、振動台に固定された
架台反力受けと、この架台反力受けと共振架台の端部と
の間に介装された共振用ばねとでなる共振型振動装置に
おいて、（１）積層ゴム材を用いた支持装置により、共
振架台を支持したり、（２）弾性を有する棒状支持体
や、リンク機構による支持装置により、共振架台を支持
したり、（３）共振架台の断面形状を凹形にしたり、
（４）転倒モーメントを相殺するモーメントを振動によ
り発生する相殺用加振機を共振架台上に設置したりする
ことにより、共振架台がピッチング動作することを防止
するようにした。このため、水平方向の振動を正確に試
験体に与えることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる共振型振動
装置を示す斜視図。
【図２】第１の実施の形態にかかる共振型振動装置の支
持装置を示す斜視図。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる共振型振動
装置を示す斜視図。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる共振型振動
装置を示す正面図。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる共振型振動
装置を示す正面図。
【図６】本発明の第４の実施の形態にかかる共振型振動
装置を示す正面図。
【図７】本発明の第５の実施の形態にかかる共振型振動
装置を示す正面図。
【図８】本発明の第６の実施の形態にかかる共振型振動
装置を示す正面図。
【図９】従来の共振型振動装置を示す正面図。
【図１０】従来の共振型振動装置を示す正面図。
【符号の説明】
100,200,300,400,500,600 共振型振動装置 101 振動台 102 共振架台 103 支持装置 104 架台反力受け 105 共振用ばね 103a 下側積層ゴム材 103b 上側積層ゴム材 103c 加圧部 201 積層ゴム材 310 支持装置 311 棒状支持体 312,313 ピン継手 410 支持装置 411 リンク 412,413 ピン継手 601 慣性型加振機 602 加速度センサ 603 制御部 Ｘ 試験体 Ｇ 重心 Ｍ 転倒モーメント ｍ 転倒モーメントを相殺するモーメント

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 加振されて水平方向に振動する振動台
    と、この振動台の上面に間隔を取って配置されて水平方
    向に移動可能な共振架台と、前記振動台に固定された架
    台反力受けと、この架台反力受けと前記共振架台の端部
    との間に介装された共振用ばねとでなる共振型振動装置
    において、 前記共振架台と前記振動台との間に配置されており水平
    方向のずれを許容する下側積層ゴム材と、前記共振架台
    の上面のうち下側積層ゴム材に対向する位置に配置した
    水平方向のずれを許容する上側積層ゴム材と、前記振動
    台に固定されると共に上側積層ゴム材の上面から下側積
    層ゴム材に向けて圧力を加えることにより共振架台を上
    側積層ゴム材と下側積層ゴム材との間で挾持させる加圧
    部とでなる支持装置を、前記共振架台の縁の複数箇所に
    配置したことを特徴とする共振型振動装置。
  2. 【請求項２】 加振されて水平方向に振動する振動台
    と、この振動台の上面に間隔を取って配置されて水平方
    向に移動可能な共振架台と、前記振動台に固定された架
    台反力受けと、この架台反力受けと前記共振架台の端部
    との間に介装された共振用ばねとでなる共振型振動装置
    において、 下面が振動台の上面に固定され上面が共振架台の下面に
    固定された、水平方向のずれを許容する積層ゴム材を、
    前記共振架台と前記振動台との間に複数配置してなる支
    持装置を備えていることを特徴とする共振型振動装置。
  3. 【請求項３】 加振されて水平方向に振動する振動台
    と、この振動台の上面に間隔を取って配置されて水平方
    向に移動可能な共振架台と、前記振動台に固定された架
    台反力受けと、この架台反力受けと前記共振架台の端部
    との間に介装された共振用ばねとでなる共振型振動装置
    において、 下端が振動台の上面に固定され上端が共振架台の下面に
    回転運動自在に連結された弾性を有する棒状支持体を、
    前記共振架台と前記振動台との間に複数配置してなる支
    持装置を備えていることを特徴とする共振型振動装置。
  4. 【請求項４】 加振されて水平方向に振動する振動台
    と、この振動台の上面に間隔を取って配置されて水平方
    向に移動可能な共振架台と、前記振動台に固定された架
    台反力受けと、この架台反力受けと前記共振架台の端部
    との間に介装された共振用ばねとでなる共振型振動装置
    において、 下端が振動台の上面に回転運動自在に連結され上端が共
    振架台の下面に回転運動自在に連結されたリンクを、前
    記共振架台と前記振動台との間に複数配置してなる支持
    装置を備えていることを特徴とする共振型振動装置。
  5. 【請求項５】 加振されて水平方向に振動する振動台
    と、この振動台の上面に間隔を取って配置されて水平方
    向に移動可能な共振架台と、前記振動台に固定された架
    台反力受けと、この架台反力受けと前記共振架台の端部
    との間に介装された共振用ばねとでなる共振型振動装置
    において、 前記共振架台は縁部が上方に高く伸びた形状になってい
    るとともに、 前記架台反力受けは、共振架台の縁部と同程度の高さに
    なっており、 前記共振用ばねは、前記共振架台の縁部の上部と前記架
    台反力受けの上部との間に介装されていることを特徴と
    する共振型振動装置。
  6. 【請求項６】 加振されて水平方向に振動する振動台
    と、この振動台の上面に間隔を取って配置されて水平方
    向に移動可能な共振架台と、前記振動台に固定された架
    台反力受けと、この架台反力受けと前記共振架台の端部
    との間に介装された共振用ばねとでなる共振型振動装置
    において、 前記共振架台には、転倒モーメントを相殺する振動を共
    振架台に付与する相殺用加振機が設置されていることを
    特徴とする共振型振動装置。
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