JP2005241514A

JP2005241514A - 多軸試験装置

Info

Publication number: JP2005241514A
Application number: JP2004053269A
Authority: JP
Inventors: Mitsuya Uchida; 満哉内田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2005-09-08

Abstract

【課題】加振点に対して三自由度の振動を付与できると共に設置スペースを省略化できる多軸試験装置を提供すること。
【解決手段】この多軸試験装置１は、試験対象Ｘに対して振動を付与することにより試験対象Ｘの振動特性を試験する装置である。この多軸試験装置１は、単一のベース２と、軸方向に対して振動を発生する少なくとも三基の加振手段３ａ〜３ｃとを含み構成される。そして、これらの加振手段３ａ〜３ｃが、軸方向を相互に異なる方向に向けつつ、支点側にて単一のベース２上に接続されると共に、作用点側にて単一の加振点Ｐに接続されて設置されることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、多軸試験装置に関し、さらに詳しくは、加振点に対して三自由度の振動を付与できると共に設置スペースを省略化できる多軸試験装置に関する。

従来の多軸試験装置には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の多軸試験装置では、一の加振点に対して三自由度の振動を付与するために、複数のアクチュエータを加振点に対して多方向（ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向）から配置し、これらのアクチュエータを同時に駆動する構成を採っていた。

特開平１１−１６６８７８号公報

しかしながら、かかる構成では、アクチュエータが相互に異なる支持面（ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向の支持面）により支持されるため、多軸試験装置が大型化すると共に広大な設置スペースが必要になるという課題があった。

そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、加振点に対して三自由度の振動を付与できると共に設置スペースを省略化できる多軸試験装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる多軸試験装置は、試験対象に対して振動を付与することにより試験対象の振動特性を試験する多軸試験装置において、単一のベースと、軸方向に対して振動を発生する少なくとも三基の加振手段とを含み、且つ、これらの加振手段が、軸方向を相互に異なる方向に向けつつ、支点側にて単一の前記ベース上に接続されると共に、作用点側にて単一の加振点に接続されて設置されることを特徴とする。

この発明では、三基の加振手段により加振点に対して三自由度の振動を付与できると共に、これらが単一のベース上に設置されているので試験器の設置スペースを省略化できる利点がある。

また、この発明にかかる多軸試験装置は、前記加振手段は、加振点を頂点とすると共にベースを底面とする四面体に対して、その軸が四面体の側面を構成する三角形の斜辺上に位置するように配置される。

この発明では、加振手段が加振点を頂点とする四面体の斜辺を構成するように配置されるので、加振手段がベースにより安定的に支持されると共に、バランスに優れた構造を有する。これにより、加振点に対して安定的に振動を付与できる利点がある。

また、この発明にかかる多軸試験装置は、前記加振手段が、振動を発生するアクチュエータとボールジョイントとピンジョイントとを含み、これらを直列に接続して成る。

この発明では、加振手段がアクチュエータとボールジョイントとピンジョイントと含み、これらを直列に接続して構成される。これにより、アクチュエータの振動が加振点に対して正確に伝達される利点がある。

また、この発明にかかる多軸試験装置は、前記加振手段は、前記アクチュエータにて前記ベースに固定されており、且つ、前記アクチュエータが前記ボールジョイントおよび前記ピンジョイントを介して加振点に接続されている。

この発明では、加振手段がアクチュエータにてベースに固定されているので、重量が嵩むアクチュエータがベースにより安定的に支持される。これにより、加振手段の設置構造が安定して、その振動が正確に加振点Ｐに伝達される利点がある。

この発明にかかる多軸試験装置によれば、三基の加振手段により加振点に対して三自由度の振動を付与できると共に、これらが単一のベース上に設置されているので試験器の設置スペースを省略化できる利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施例の構成要素には、当業者が置換可能且つ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。

図１は、この発明の実施例にかかる多軸試験装置を示す斜視図である。図２は、図１に記載した多軸試験装置の加振手段を示す説明図である。図３および図４は、図１に記載した多軸試験装置の適用例を示す説明図である。この多軸試験装置１は、試験対象Ｘの加振点Ｐに対して振動を付与することにより、試験対象Ｘの振動特性を試験する装置である。この多軸試験装置１は、加振点Ｐに対して三自由度の振動を付与できると共に設置スペースを省略化できる点に特徴を有する。

この多軸試験装置１は、ベース２と、三基の加振手段３ａ〜３ｃとを含み構成される。ベース２は、単一構造を有する板状の平面部材であり、加振手段３ａ〜３ｃを支持する反力受けとなる。加振手段３ａ〜３ｃは、軸方向に対して振動を発生する加振器であり、その支点側にてベース２上に固定されると共に、その作用点側にて単一の加振点Ｐに接続されている。また、これらの加振手段３ａ〜３ｃは、加振点Ｐを頂点とすると共にベース２を底面とする四面体の斜辺（四面体の側面を構成する三角形の斜辺）を構成するように配置される。これにより、各加振手段３ａ〜３ｃは、その軸方向（加振方向）が相互に異なる方向を向くように配置されている。具体的には、加振手段３ａ〜３ｃは、その軸が相互に６０度の角度を為し、その作用点が四面体の頂点（加振点Ｐ）に集中し、且つ、その支点が四面体の底面の各頂点（三角形の各頂点）に位置するように配置される。

ここで、加振手段３ａ〜３ｃは、アクチュエータ３１と、二種類のジョイント３２、３３とを含み構成される（図１および図２参照）。アクチュエータ３１は、シリンダおよびロッドから成る油圧式構造を有し、その駆動により軸方向に振動を発生する。ジョイント３２、３３は、回転自在なボールジョイント（ユニバーサルジョイント）３３、並びに、軸直角周りに回転可能なピンジョイント３３により構成される。これらの加振手段３ａ〜３ｃでは、まず、アクチュエータ３１のシリンダ側がベース２に対して固定設置され、ロッドの先端がボールジョイント３２に接続されている。そして、ボールジョイント３２がリンクを介してピンジョイント３３に接続され、このピンジョイント３３が加振点Ｐに接続されている（図２参照）。なお、これらの加振手段３ａ〜３ｃは、単一の制御部（図示省略）に接続されており、この制御部によって各アクチュエータ３１の駆動を制御される。

この多軸試験装置１では、三基の加振手段３ａ〜３ｃが加振点Ｐに対して相互に異なる方向に振動を付与する。これにより、加振点Ｐには、三自由度の振動が付与される。また、各加振手段３ａ〜３ｃのストローク（作用点の振幅）は、制御部により別個独立に制御可能である。これにより、加振手段３ａ〜３ｃは、加振点Ｐに対して任意かつ多様な振動を付与できる。また、加振手段３ａ〜３ｃのジョイント３２、３３は、その機構により、アクチュエータ３１の振動を加振点Ｐに対して正確に伝達する。ピンジョイント３２は、アクチュエータ３１の伸縮方向とは直角の軸を持っており、この軸の周囲に対して回動するように構成される。なお、ピンジョイント３２は、アクチュエータ３１のピストンロッドの周囲を回転することも必要であるが、この回転は、通常前記ピストンロッドを拘束しなければ、前記ピストンロッドが回転する。このため、ピンジョイント３２はピストンロッドの周囲を回転する。

この多軸試験装置１によれば、三基の加振手段３ａ〜３ｃにより加振点Ｐ三自由度の振動を付与できると共に、これらが単一のベース２上に設置されているので試験器の設置スペースを省略化できる利点がある。また、この多軸試験装置１では、加振手段３ａ〜３ｃがベース２を底面とする四面体の斜辺を構成するように配置されるので、加振手段３ａ〜３ｃがベース２により安定的に支持されると共に、バランスに優れた構造を有する。これにより、加振点Ｐに対して安定的に振動を付与できる利点がある。また、この多軸試験装置１では、アクチュエータ３１がピンジョイントおよびボールジョイントを介して加振点Ｐに接続されるので、アクチュエータ３１の振動が加振点Ｐに対して正確に伝達される利点がある。

なお、この多軸試験装置１は、例えば、加振対象Ｘが梁の場合には、その加振点Ｐに四面体の頂点が位置するように配置される（図３参照）。また、加振対象Ｘが自動車のように複数の加振点Ｐを有する場合には、これらの加振点Ｐに対してそれぞれ一機ずつ設置される（図４参照）。これにより、多様な振動試験を好適に行える利点がある。特に、この多軸試験装置１は、加振点Ｐに対して三自由度の振動を付与できると共に省スペースなので、特に、自動車部品などの振動試験に適用されることが好ましい。

また、この多軸試験装置１では、加振手段３のアクチュエータ３１が、シリンダ側にてベース２に固定設置され、ピストン先端側にてジョイント３２、３３を介して加振点Ｐに接続されている（図２参照）。かかる構成では、重量が嵩むアクチュエータ３１がベース２により安定的に支持されるので、加振手段３の設置構造が安定して、その振動が正確に加振点Ｐに伝達される点で好ましい。しかし、これに限らず、アクチュエータ３１は、異なる構成によりベース２および加振点Ｐ間に設置されても良い。すなわち、アクチュエータ３１およびジョイント３２、３３の接続順序は、図２に記載された構成に限定されない。

図５は、図１に記載した加振手段の変形例を示す説明図である。同図に示すように、この加振手段３では、ベース２に対してボールジョイント３２が接続され、このボールジョイント３２に対してアクチュエータ３１のシリンダ側が接続され、アクチュエータ３１のロッド先端側にピンジョイント３３が接続され、そして、このピンジョイント３３が加振点Ｐに接続される。かかる構成によっても、アクチュエータ３１の振動が加振点Ｐに対して正確に伝達される利点がある。

以上のように、本発明にかかる多軸試験装置は、加振点に対して三自由度の振動を付与できると共に設置スペースを省略化できる点で有用である。

この発明の実施例にかかる多軸試験装置を示す斜視図である。図１に記載した多軸試験装置の加振手段を示す説明図である。図１に記載した多軸試験装置の適用例を示す説明図である。図１に記載した多軸試験装置の適用例を示す説明図である。図１に記載した加振手段の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１多軸試験装置
２ベース
３ａ、３ｂ、３ｃ加振手段
３１アクチュエータ
３２ボールジョイント
３３ピンジョイント
Ｐ加振点
Ｘ加振対象

Claims

試験対象に対して振動を付与することにより試験対象の振動特性を試験する多軸試験装置において、
単一のベースと、
軸方向に対して振動を発生する少なくとも三基の加振手段とを含み、且つ、
これらの加振手段が、軸方向を相互に異なる方向に向けつつ、支点側にて単一の前記ベース上に接続されると共に、作用点側にて単一の加振点に接続されて設置されることを特徴とする多軸試験装置。
前記加振手段は、加振点を頂点とすると共にベースを底面とする四面体に対して、その軸が四面体の側面を構成する三角形の斜辺上に位置するように配置される請求項１に記載の多軸試験装置。
前記加振手段が、振動を発生するアクチュエータとボールジョイントとピンジョイントとを含み、これらを直列に接続して成る請求項１または２に記載の多軸試験装置。
前記加振手段は、前記アクチュエータにて前記ベースに固定されており、且つ、前記アクチュエータが前記ボールジョイントおよび前記ピンジョイントを介して加振点に接続されている請求項３に記載の多軸試験装置。