JP2003315315A - 振動減衰能測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 荷重下、特に圧縮荷重下での振動減衰能を測
定する装置を提供する。 【解決手段】 架台フレームに固定され、試料に圧縮荷
重を負荷するロードセル；該ロードセルに係合され、該
試料に振動を印加する圧電素子から成る振動発振源；該
架台フレームに固定され、該振動発振源との間に試料を
挟持するピストン、および該架台フレームに固定され、
該ピストンとの間隔を測定するギャップセンサを備えた
ことを特徴とする振動減衰能測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮荷重下にある
試料の振動減衰能を測定する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の可動部材を有する機械装置では、
個々の部材が運動に伴い振動する。このような部材の振
動は、騒音の発生、部材係合部の摩耗、エネルギー損失
等の原因になるため、振動減衰能の高い制振材料の開発
が進められている。

【０００３】従来、振動減衰能は、無荷重状態の試料を
例えば曲げ振動させて測定していた。これに対して、実
際の部材は、部材相互の係合に起因する圧縮荷重を負荷
された状態で振動する場合が多い。したがって、材料の
振動挙動に対して荷重の影響が実質的にある場合には、
実際の使用状況で負荷される荷重状態下で振動させて減
衰能を測定する必要がある。

【０００４】しかし、荷重下での振動減衰能を測定する
装置はこれまで知られていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、荷重下、特
に圧縮荷重下での振動減衰能を測定する装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による振動減衰能測定装置は、圧縮荷重下
にある試料の振動の減衰能を測定する装置であって、架
台フレームに固定され、試料に圧縮荷重を負荷するロー
ドセル、該ロードセルに係合され、該試料に振動を印加
する圧電素子から成る振動発振源、該架台フレームに固
定され、該振動発振源との間に試料を挟持するピスト
ン、および該架台フレームに固定され、該ピストンとの
間隔を測定するギャップセンサ、を備えたことを特徴と
する。

【０００７】典型的には、上記振動の方向が上記圧縮荷
重の方向である。

【０００８】ピストンは、振動発振源による高周波振動
に対する応答性を確保できるように、油密室を介して上
記架台フレームに固定されていることが望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１を参照して、本発明による振
動減衰能測定装置の一実施形態を説明する。

【００１０】振動減衰能測定装置１は、架台フレーム１
０に固定されたロードセル１２が試料Ｓに圧縮荷重Ｆを
負荷し、このロードセル１２上に配置された圧電素子か
ら成る振動発振源１４が試料Ｓに振動ｆを印加する。振
動ｆの方向は圧縮荷重Ｆの方向である。ロードセル１２
は、ねじ１２Ｘにより架台フレーム１０に固定されてお
り、これにより圧縮荷重負荷時のセル下降を防止し、振
動測定の精度を高めている。

【００１１】振動発振源１４を構成する圧電素子として
は、チタン酸ジルコニウム酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ
_３）：ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）等
が代表的であるが、これらに限定する必要はない。圧電
素子は、周波数数１００Ｈｚ〜数ｋＨｚ、振幅数μｍの
振動が圧縮荷重下で可能であり、種々の機械装置におけ
る可動部材で発生する振動を再現できる。積層型の圧電
素子を用いことにより、大きな振幅を得ることができ
る。

【００１２】試料Ｓは、架台フレーム１０に固定された
ピストン１６と振動発振源１４との間に挟持される。

【００１３】ロードセル１２に固定されたギャップセン
サ１８が、ピストン１６との間隔を測定する。ギャップ
センサ１８は、ロードセル１２に固定された端部とは反
対側の端部である検出端Ｔが、試料Ｓと接触するピスト
ン１６の面の延長面Ｐに近接して対面しており、ピスト
ン１６の面Ｐにおける振幅として試料Ｓの振幅を検出す
る。ピストン１６は、油密室２０を介して架台フレーム
１０に固定されており、振動発振源１４による高周波振
動に対する応答性が確保されている。

【００１４】図示の例では、ギャップセンサ１８はロー
ドセル１２に固定されており、ロードセル１２が架台フ
レーム１０に固定されているので、結局、ギャップセン
サ１８はロードセル１２を介して架台フレーム１０に固
定されている。このようにすることにより、ギャップセ
ンサ１８の設置をコンパクトに行なうことができる。も
ちろん、装置の形態に応じて、ギャップセンサ１８は架
台フレーム１０に直接固定してもよいし、架台フレーム
１０に固定されたロードセル１８以外の固定部材を介し
て架台フレーム１０に固定してもよい。

【００１５】振動発振源１４は、制御ユニット２２によ
り周波数、振幅、振動波形を制御された駆動電力を供給
される。制御ユニット２２は、直流電源２４からの直流
信号をパルスジェネレータ２６で交流信号に変換し、こ
れを増幅回路２８により増幅して駆動電力として振動発
振源１４に出力する。これにより、実際の機械装置にお
ける種々の運動部材の振動状態を再現できる。

【００１６】

【実施例】図１に示した本発明の振動減衰能測定装置を
用い、圧縮荷重下での片状黒鉛鋳鉄の固有振動減衰能
（ＳＤＣ：Specific Damping Capacity）を測定した。
測定条件は下記のとおりであった。

【００１７】圧縮荷重：１０ＭＰａ 周波数 ：３００Ｈｚ 振幅 ：１０μｍ これにより得られた固有振動減衰能は、１０％であっ
た。

【００１８】比較のために、圧縮荷重を負荷しない無荷
重状態で同様の測定を行なった。すなわち測定条件は下
記のとおりであった。

【００１９】圧縮荷重：０ 周波数 ：３００Ｈｚ 振幅 ：１０μｍ これにより得られた固有振動減衰能は、１５％であっ
た。

【００２０】上記の結果から、圧縮荷重下での振動減衰
能は無負荷状態での振動減衰能とは大幅に異なることが
分かった。

【００２１】

【発明の効果】本発明の振動減衰能測定装置は、圧縮荷
重の影響下にある振動減衰能を測定することができる。
これにより、実際の機械装置の運転状態における種々の
部材について振動減衰能を正確に求めることができるの
で、個々の機械装置に応じて、また個々の可動部材に応
じて、最適の制振材料を選択および開発することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の振動減衰能測定装置の一実施
形態を示す配置図である。

【符号の説明】

１…振動減衰能測定装置 １０…架台フレーム １２…ロードセル １２Ｘ…ロードセル固定用ねじ １４…圧電素子から成る振動発振源 １６…ピストン １８…ギャップセンサ ２０…油密室 ２２…制御ユニット ２４…直流電源 ２６…パルスジェネレータ ２８…増幅回路 Ｓ…試料 Ｆ…圧縮荷重 ｆ…振動

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮荷重下にある試料の振動の減衰能を
   測定する装置であって、 架台フレームに固定され、試料に圧縮荷重を負荷するロ
   ードセル、 該ロードセルに係合され、該試料に振動を印加する圧電
   素子から成る振動発振源、 該架台フレームに固定され、該振動発振源との間に試料
   を挟持するピストン、および該架台フレームに固定さ
   れ、該ピストンとの間隔を測定するギャップセンサ、を
   備えたことを特徴とする振動減衰能測定装置。
2. 【請求項２】 上記振動の方向が上記圧縮荷重の方向で
   あることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 上記ピストンは油密室を介して上記架台
   フレームに固定されていることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の装置。