JP2014006056A - Load testing device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load testing device capable of effectively receiving a vertical load on a specimen by correcting the inclination of a weight.SOLUTION: A load testing device 1 supports a weight 40 from the lower side by lower flexible support members 51 to 54 so as to allow changing of its position attitude, detects moving-direction inclination of an upper holding part 72 caused by a horizontal actuator 30 in the weight 40, and changes the shapes of the lower flexible support members 51 to 54 so that the attitude of the weight 40 can be similar to a predetermined reference attitude.

Description

本発明は、例えば、自動車が備えるエンジンのマウントゴム等の被試験体に圧縮や引張の荷重(特に圧縮荷重)を繰り返し加えて、被試験体の動的な特性(特に動ばね定数やダンピング特性など)や静的な特性を調べる荷重試験に用いられる荷重負荷試験装置に関する。   The present invention, for example, repeatedly applies a compression or tensile load (especially a compression load) to an object to be tested such as an engine mount rubber provided in an automobile so that the dynamic characteristics of the object to be tested (especially dynamic spring constants and damping characteristics). And a load test apparatus used for a load test for examining static characteristics.

特許文献1に、被試験体の荷重試験に従来用いられていた荷重負荷試験装置が開示されている。この荷重負荷試験装置は、図10に示すように、架台801と、この架台801に立設された支柱803と、支柱803の上端部の間に架け渡された第1クロスヘッド804と、第1クロスヘッド804の上方に間隔をあけて配置された第2クロスヘッド808と、第2クロスヘッド808の上方に間隔をあけて配置されたウエイト809と、第1クロスヘッド804の中央部を貫通するように第2クロスヘッド808の中央部に垂下して設けられた荷重軸826と、荷重軸826の下方に配置されるとともに荷重軸826との間で被試験体TPを挟む振動板851と、架台801に設けられ、振動板851を水平方向に移動させる水平方向アクチュエータ866と、架台801に設けられ、振動板851を上下方向(即ち、鉛直方向)に移動させる上下方向アクチュエータ867と、有している。   Patent Document 1 discloses a load load test apparatus that has been conventionally used for a load test of a device under test. As shown in FIG. 10, the load test apparatus includes a gantry 801, a column 803 erected on the gantry 801, a first crosshead 804 spanned between upper ends of the column 803, A second cross head 808 disposed above the first cross head 804 with a space therebetween, a weight 809 disposed above the second cross head 808 and a center portion of the first cross head 804 are passed through. A load shaft 826 suspended from the center of the second crosshead 808, and a diaphragm 851 disposed below the load shaft 826 and sandwiching the device under test TP between the load shaft 826 and the load shaft 826. A horizontal actuator 866 provided on the base 801 for moving the diaphragm 851 in the horizontal direction, and provided on the base 801 for moving the diaphragm 851 in the vertical direction (that is, the vertical direction). A vertical actuator 867 to have.

第1クロスヘッド804と第2クロスヘッド808との間には、第1弾性体811と第1締結シリンダ装置813とが設けられている。この第1締結シリンダ装置813の作動により、第1クロスヘッド804と第2クロスヘッド808との互いの位置関係が固定されるように堅く保持され、作動解除されると、第1弾性体811により、第1クロスヘッド804と第2クロスヘッド808とが互いに緩く保持される。   A first elastic body 811 and a first fastening cylinder device 813 are provided between the first crosshead 804 and the second crosshead 808. By the operation of the first fastening cylinder device 813, the first cross head 804 and the second cross head 808 are firmly held so that the mutual positional relationship is fixed, and when the operation is released, the first elastic body 811 The first cross head 804 and the second cross head 808 are held loosely.

第2クロスヘッド808とウエイト809との間には、第2弾性体812と第2締結シリンダ装置814とが設けられている。この第2締結シリンダ装置814の作動により、第2クロスヘッド808とウエイト809との互いの位置関係が固定されるように堅く保持され、作動解除されると、第2弾性体812により、第2クロスヘッド808とウエイト809とが互いに緩く保持される。   A second elastic body 812 and a second fastening cylinder device 814 are provided between the second crosshead 808 and the weight 809. By the operation of the second fastening cylinder device 814, the second cross head 808 and the weight 809 are firmly held so that the mutual positional relationship is fixed, and when the operation is released, the second elastic body 812 causes the second The cross head 808 and the weight 809 are held loosely with each other.

また、荷重負荷試験装置には、荷重軸826の前後方向の位置を検出する第1位置センサ831及び荷重軸826の左右方向の位置を検出する第2位置センサ832と、荷重軸826の周囲に配設された第1空気バネ(不図示)、第2空気バネ(不図示)、第3空気バネ838及び第4空気バネ839と、が設けられている。そして、荷重負荷試験装置では、第1締結シリンダ装置813が作動解除され且つ第2締結シリンダ装置814が作動されたフローティングマス状態になっているときに、第1位置センサ831及び第2位置センサ832によって荷重軸826の前後左右の変位が検出されると、各空気バネを制御して荷重軸826の前後左右の変位を修正し荷重軸826を中立位置に位置づけて、被試験体TPに対して上下方向アクチュエータ867によって加えられる荷重をウエイト809の重心位置などで受けて、当該荷重に対する反力を生じさせていた。   Further, the load load test apparatus includes a first position sensor 831 for detecting the position of the load shaft 826 in the front-rear direction, a second position sensor 832 for detecting the position of the load shaft 826 in the left-right direction, and a load shaft 826 around the load shaft 826. A first air spring (not shown), a second air spring (not shown), a third air spring 838 and a fourth air spring 839 are provided. In the load test apparatus, the first position sensor 831 and the second position sensor 832 are in a floating mass state in which the first fastening cylinder device 813 is released and the second fastening cylinder device 814 is operated. When the front / rear / left / right displacement of the load shaft 826 is detected, the air springs are controlled to correct the front / rear / left / right displacement of the load shaft 826, and the load shaft 826 is positioned at the neutral position. The load applied by the vertical actuator 867 is received at the position of the center of gravity of the weight 809, and a reaction force against the load is generated.

特開2004−347441号公報JP 2004-347441 A

しかしながら、上述したようなフローティングマス状態では、例えば、水平方向アクチュエータ866が振動板851を水平方向に移動すると、荷重軸826、即ち、ウエイト809が架台801に対して相対的に傾いてしまう場合があるところ、各空気バネの制御ではこのようなウエイト809の傾きを修正することができないので、ウエイト809の重心位置が変位してしまい、そのため、ウエイト809が荷重を効果的に受けることができず、荷重試験の精度が悪化してしまう恐れがあるという問題があった。   However, in the floating mass state as described above, for example, when the horizontal actuator 866 moves the diaphragm 851 in the horizontal direction, the load shaft 826, that is, the weight 809 may be inclined relative to the gantry 801. At some point, since the inclination of the weight 809 cannot be corrected by the control of each air spring, the position of the center of gravity of the weight 809 is displaced. Therefore, the weight 809 cannot receive the load effectively. There is a problem that the accuracy of the load test may be deteriorated.

そこで、本発明は、ウエイトの傾きを修正して被試験体に対する鉛直方向の荷重を効果的に受けることができる荷重負荷試験装置を提供することを目的としている。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a load load test apparatus capable of effectively receiving a vertical load on a device under test by correcting the inclination of the weight.

請求項1に記載された発明は、上記目的を達成するために、フレームと、被試験体を鉛直方向に挟むように配置された一対の保持部と、前記一対の保持部のうち上方の保持部が取り付けられたウエイトと、前記フレームと前記ウエイトとの間に設けられ、前記ウエイトが前記フレームに対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイトを下方から支える複数の下方柔軟支持部材と、前記フレームに固定して設けられ、前記一対の保持部のうち下方の保持部を鉛直方向に移動させる鉛直方向アクチュエータと、前記フレーム又は前記ウエイトに固定して設けられ、前記一対の保持部のいずれか一方を水平方向に移動させる水平方向アクチュエータと、前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向の傾きを検知する傾き検知手段と、前記傾き検知手段によって検知された前記ウエイトの傾きに基づいて、前記ウエイトの姿勢が所定の基準姿勢になるように前記下方柔軟支持部材の形状を変化させる姿勢制御手段と、を有していることを特徴とする荷重負荷試験装置である。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a frame, a pair of holding portions disposed so as to sandwich the device under test in the vertical direction, and an upper holding portion of the pair of holding portions. A plurality of lower flexible support members provided between a weight to which a portion is attached, and the frame and the weight, and supporting the weight from below so that the weight can change a position and orientation with respect to the frame; A vertical actuator that is fixed to the frame and moves a lower holding portion of the pair of holding portions in a vertical direction, and is fixed to the frame or the weight, and any of the pair of holding portions A horizontal actuator that moves one of them in the horizontal direction and an inclination of the weight in the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator in the weight are detected. And a posture control means for changing the shape of the lower flexible support member so that the posture of the weight becomes a predetermined reference posture based on the weight inclination detected by the inclination detection means, It is the load test apparatus characterized by having.

請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された発明において、前記複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも2つ以上の下方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, at least two or more lower flexible support members of the plurality of lower flexible support members are moved by the horizontal actuator. It is arranged on a straight line that is parallel to the direction and passes through the center of gravity of the weight or a position that is shifted in the vertical direction from the center of gravity.

請求項3に記載された発明は、請求項1又は2に記載された発明において、前記傾き検知手段が、前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に直交する方向の傾きも検知するように構成されていることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the inclination detecting means also detects an inclination of the weight in a direction perpendicular to the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator. It is comprised so that it may carry out.

請求項4に記載された発明は、請求項3に記載された発明において、前記複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも2つ以上の下方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に直交する方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とするものである。   The invention described in claim 4 is the invention described in claim 3, wherein at least two or more lower flexible support members of the plurality of lower flexible support members are moved by the horizontal actuator. The weights are arranged on a straight line that is parallel to a direction orthogonal to the direction and passes through the center of gravity of the weight or a position that is shifted in the vertical direction from the center of gravity.

請求項5に記載された発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載された発明において、前記下方柔軟支持部材が、空気バネで構成されていることを特徴とするものである。   The invention described in claim 5 is the invention described in any one of claims 1 to 4, wherein the lower flexible support member is formed of an air spring.

請求項6に記載された発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載された発明において、前記フレームと前記ウエイトの間に設けられ、前記ウエイトが前記フレームに対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイトを側方から支える複数の側方柔軟支持部材と、前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向についての水平方向の位置を検知する位置検知手段と、前記位置検知手段によって検知された前記ウエイトの水平方向の位置に基づいて、前記ウエイトの水平方向の位置が所定の基準位置になるように前記側方柔軟支持部材の形状を変化させる位置制御手段と、をさらに有していることを特徴とするものである。   The invention described in claim 6 is the invention described in any one of claims 1 to 5, wherein the weight is provided between the frame and the weight, and the weight changes a position and orientation with respect to the frame. A plurality of side flexible support members that support the weight from the side as possible, position detection means for detecting a horizontal position of the weight in the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator, and the position Position control means for changing the shape of the lateral flexible support member so that the horizontal position of the weight becomes a predetermined reference position based on the horizontal position of the weight detected by the detection means; Furthermore, it is characterized by having.

請求項7に記載された発明は、請求項6に記載された発明において、前記複数の側方柔軟支持部材のうち少なくとも2つ以上の側方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とするものである。   The invention described in claim 7 is the invention described in claim 6, wherein at least two side flexible support members of the plurality of side flexible support members are provided by the horizontal actuator. Are arranged on a straight line that is parallel to the moving direction of the weight and passes through the center of gravity position of the weight or the position shifted in the vertical direction from the center of gravity position.

請求項8に記載された発明は、請求項6又は7に記載された発明において、前記側方柔軟支持部材が、空気バネで構成されていることを特徴とするものである。   The invention described in claim 8 is characterized in that, in the invention described in claim 6 or 7, the side flexible support member is constituted by an air spring.

請求項1に記載された発明によれば、下方柔軟支持部材によってウエイトをその位置姿勢を変化可能なように下方から支えており、ウエイトにおける水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向の傾きを検知するとともに、検知されたウエイトの傾きに基づいて、当該ウエイトの姿勢が所定の基準姿勢になるように下方柔軟支持部材の形状を変化させるので、例えば、水平方向アクチュエータによって保持部が移動されたときにウエイトがフレームに対して当該移動方向に相対的に傾いてしまった場合でも、この傾きを検出するとともに当該傾きに基づいて下方柔軟支持部材の形状を変化させることで、ウエイトの姿勢を基準姿勢に戻して傾きを解消することができ、そのため、ウエイトの傾きを修正して被試験体に対する鉛直方向の荷重を効果的に受けることができ、試験精度の悪化を抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, the weight is supported from below by the lower flexible support member so that the position and orientation of the weight can be changed, and the inclination of the weight in the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator is detected. In addition, the shape of the lower flexible support member is changed based on the detected weight inclination so that the posture of the weight becomes a predetermined reference posture. For example, when the holding portion is moved by the horizontal actuator Even when the weight is inclined relative to the frame in the movement direction, the inclination of the weight is detected and the shape of the lower flexible support member is changed based on the inclination, thereby changing the weight posture to the reference posture. The inclination can be eliminated by returning it, so the weight inclination is corrected and the vertical load on the DUT The it is possible to effectively receive, it is possible to suppress the deterioration of the test accuracy.

請求項2に記載された発明によれば、複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも2つ以上の下方柔軟支持部材が、水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向に平行で且つウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されているので、当該直線上に配列された下方柔軟支持部材のみ形状を変化させることで、ウエイトにおける当該移動方向の傾きを解消して基準姿勢に戻すことができ、そのため、形状を変化させる下方柔軟支持部材を少なくすることができ、下方柔軟支持部材の形状変化の制御を容易にできる。   According to the second aspect of the present invention, at least two or more lower flexible support members among the plurality of lower flexible support members are parallel to the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator and the center of gravity position of the weight or the Since it is arranged on a straight line that passes through a position shifted in the vertical direction from the position of the center of gravity, by changing the shape of only the lower flexible support member arranged on the straight line, the inclination of the moving direction in the weight is eliminated. It is possible to return to the reference posture, and therefore it is possible to reduce the number of lower flexible support members that change the shape, and to easily control the change in shape of the lower flexible support member.

請求項3に記載された発明によれば、ウエイトにおける水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向に直交する方向の傾きも検知するように構成されているので、例えば、水平方向アクチュエータによって保持部が移動されたときにウエイトがフレームに対して当該移動方向に直交する方向に相対的に傾いてしまった場合でも、この傾きを検出するとともに当該傾きに基づいて下方柔軟支持部材の形状を変化させることで、ウエイトの姿勢を基準姿勢に戻して傾きを解消することができ、そのため、ウエイトの傾きを修正して被試験体に対する鉛直方向の荷重をより効果的に受けることができ、試験精度の悪化をさらに抑制することができる。   According to the third aspect of the present invention, since the inclination of the weight in the direction perpendicular to the moving direction of the holding unit by the horizontal actuator is also detected, the holding unit is moved by the horizontal actuator, for example. Even when the weight is tilted relative to the frame in a direction perpendicular to the moving direction when detected, the inclination is detected and the shape of the lower flexible support member is changed based on the tilt. The weight posture can be returned to the reference posture to eliminate the tilt. Therefore, the weight tilt can be corrected and the vertical load on the DUT can be received more effectively. Further suppression can be achieved.

請求項4に記載された発明によれば、複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも2つ以上の下方柔軟支持部材が、水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向に直交する方向に平行で且つウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されているので、当該直線上に配列された下方柔軟支持部材のみ形状を変化させることで、ウエイトにおける当該移動方向に直交する方向の傾きを解消して基準姿勢に戻すことができ、そのため、形状を変化させる下方柔軟支持部材を少なくすることができ、下方柔軟支持部材の形状変化の制御を容易にできる。   According to the fourth aspect of the present invention, at least two or more of the lower flexible support members among the plurality of lower flexible support members are parallel to the direction perpendicular to the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator and have a weight. Since it is arranged on the straight line passing through the position of the center of gravity or the position shifted in the vertical direction from the position of the center of gravity, only the lower flexible support member arranged on the straight line is changed in shape, thereby orthogonal to the moving direction of the weight It is possible to eliminate the inclination of the direction to be returned to the reference posture, and therefore, it is possible to reduce the number of lower flexible support members that change the shape, and to easily control the shape change of the lower flexible support member.

請求項5に記載された発明によれば、下方柔軟支持部材が、空気バネで構成されているので、安価な部材で下方柔軟支持部材を構成することができ、そのため、荷重負荷試験装置を安価に構成することができる。さらには空気バネの共振周波数が2Hz〜3Hz程度であるので、被試験体の動的な特性の測定に影響を及ぼすことを回避できる。   According to the invention described in claim 5, since the lower flexible support member is formed of an air spring, the lower flexible support member can be formed of an inexpensive member. Can be configured. Furthermore, since the resonance frequency of the air spring is about 2 Hz to 3 Hz, it is possible to avoid affecting the measurement of the dynamic characteristics of the device under test.

請求項6に記載された発明によれば、側方柔軟支持部材によってウエイトをその位置姿勢を変化可能なように側方から支えており、ウエイトにおける水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向についての水平位置を検知するとともに、検知されたウエイトの水平方向の位置に基づいて、当該ウエイトの水平方向の位置が所定の基準位置になるように側方柔軟支持部材の形状を変化させるので、例えば、水平方向アクチュエータによって保持部が移動されたときにウエイトがフレームに対して当該保持部の移動方向についての水平方向に相対的に移動(位置ずれ)してしまった場合でも、この水平方向の位置を検出するとともに当該水平方向の位置に基づいて側方柔軟支持部材の形状を変化させることで、ウエイトの水平方向の位置ずれを解消して基準位置に戻すことができ、そのため、ウエイトの位置ずれを修正して被試験体に対する鉛直方向の荷重をより効果的に受けることができ、試験精度の悪化をさらに抑制することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, the weight is supported from the side by the side flexible support member so that the position and orientation of the weight can be changed, and the horizontal movement direction of the holding portion by the horizontal actuator in the weight is supported. In addition to detecting the position, the shape of the lateral flexible support member is changed based on the detected horizontal position of the weight so that the horizontal position of the weight becomes a predetermined reference position. Even when the weight moves relative to the frame in the horizontal direction (position shift) when the holding part is moved by the direction actuator, the horizontal position is detected. And the horizontal displacement of the weight by changing the shape of the lateral flexible support member based on the horizontal position. It can be canceled and returned to the reference position. Therefore, the weight misalignment can be corrected to receive the load in the vertical direction on the DUT more effectively, and the deterioration of the test accuracy can be further suppressed. .

請求項7に記載された発明によれば、複数の側方柔軟支持部材のうち少なくとも2つ以上の側方柔軟支持部材が、水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向に平行で且つウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されているので、当該直線上に配列された側方柔軟支持部材のみ形状を変化させることで、ウエイトにおける当該移動方向に対する位置ずれを解消して基準位置に戻すことができ、そのため、形状を変化させる側方柔軟支持部材を少なくすることができ、側方柔軟支持部材の形状変化の制御を容易にできる。   According to the seventh aspect of the present invention, at least two or more side flexible support members among the plurality of side flexible support members are parallel to the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator and are located at the center of gravity of the weight. Alternatively, since it is arranged on a straight line passing through a position shifted in the vertical direction from the center of gravity position, only the lateral flexible support members arranged on the straight line are changed in shape, so that the positional deviation of the weight with respect to the moving direction is performed. Can be returned to the reference position, so that the number of side flexible support members that change the shape can be reduced, and the shape change of the side flexible support members can be easily controlled.

請求項8に記載された発明によれば、側方柔軟支持部材が、空気バネで構成されているので、安価な部材で側方柔軟支持部材を構成することができ、そのため、荷重負荷試験装置を安価に構成することができる。さらには空気バネの共振周波数が2Hz〜3Hz程度であるので、被試験体の動的な特性の測定に影響を及ぼすことを回避できる。   According to the eighth aspect of the present invention, since the lateral flexible support member is composed of an air spring, the lateral flexible support member can be composed of an inexpensive member. Can be configured at low cost. Furthermore, since the resonance frequency of the air spring is about 2 Hz to 3 Hz, it is possible to avoid affecting the measurement of the dynamic characteristics of the device under test.

本発明の一実施形態の荷重負荷試験装置の正面図(ウエイトをフレームに対して位置姿勢を変化可能としたフローティングマス状態)である。1 is a front view of a load test apparatus according to an embodiment of the present invention (a floating mass state in which the position and orientation of a weight can be changed with respect to a frame). 図1の荷重負荷試験装置の側面図である。It is a side view of the load test apparatus of FIG. 図1の荷重負荷試験装置の上面図である。It is a top view of the load test apparatus of FIG. 図1の荷重負荷試験装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the load test apparatus of FIG. 図1の荷重負荷試験装置の正面図(ウエイトをフレームに固定した固定状態)である。FIG. 2 is a front view of the load test apparatus of FIG. 1 (a fixed state in which weights are fixed to a frame). 図5の荷重負荷試験装置の側面図(固定状態)である。It is a side view (fixed state) of the load test apparatus of FIG. 図5の荷重負荷試験装置(固定状態)において水平方向アクチュエータによって保持部を水平方向に移動させたときの状態を示す図である。It is a figure which shows a state when a holding | maintenance part is moved to a horizontal direction with a horizontal direction actuator in the load test apparatus (fixed state) of FIG. 図1の荷重負荷試験装置(フローティングマス状態)において水平方向アクチュエータによって保持部を水平方向に移動させたときの状態を示す図である。It is a figure which shows a state when the holding | maintenance part is moved to a horizontal direction with a horizontal direction actuator in the load test apparatus (floating mass state) of FIG. 図1の荷重負荷試験装置の制御部における本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the process which concerns on this invention in the control part of the load load test apparatus of FIG. 従来の荷重負荷試験装置の正面図である。It is a front view of the conventional load test apparatus.

次に、本発明の一実施形態の荷重負荷試験装置を、図1〜図9を参照して説明する。   Next, the load test apparatus of one Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIGS.

以下に説明する荷重負荷試験装置は、例えば、自動車が備えるエンジンのマウントゴム等の被試験体に圧縮や引張の荷重を繰り返し加えて、被試験体の動的特性、静的特性の評価などに用いられる。   The load load test apparatus described below is used to evaluate the dynamic characteristics and static characteristics of a test object by repeatedly applying a compression or tension load to the test object such as an engine mount rubber provided in an automobile, for example. Used.

図1〜図6に、荷重負荷試験装置(各図において符号1で示す)の構成を示す。   1 to 6 show the configuration of a load test apparatus (indicated by reference numeral 1 in each figure).

図1は、本発明の一実施形態の荷重負荷試験装置の正面図(ウエイトをフレームに対して位置姿勢を変化可能としたフローティングマス状態)である。図2は、図1の荷重負荷試験装置の側面図である。図3は、図1の荷重負荷試験装置の上面図である。図4は、図1の荷重負荷試験装置の機能ブロック図である。図5は、図1の荷重負荷試験装置の正面図(ウエイトをフレームに固定した固定状態)である。図6は、図5の荷重負荷試験装置の側面図(固定状態)である。図1、図2、図5、図6では、一部を断面で示している。図3では、ウエイト40を透視して示している。   FIG. 1 is a front view of a load test apparatus according to an embodiment of the present invention (a floating mass state in which the position and orientation of a weight can be changed with respect to a frame). FIG. 2 is a side view of the load test apparatus of FIG. FIG. 3 is a top view of the load test apparatus of FIG. FIG. 4 is a functional block diagram of the load test apparatus of FIG. FIG. 5 is a front view of the load test apparatus of FIG. 1 (a fixed state in which weights are fixed to a frame). 6 is a side view (fixed state) of the load test apparatus of FIG. In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 5, and FIG. 6, a part is shown in cross section. In FIG. 3, the weight 40 is shown through.

荷重負荷試験装置1は、フレーム10と、鉛直方向アクチュエータ20と、水平方向アクチュエータ30と、ウエイト40と、複数の下方柔軟支持部材51〜54と、複数の側方柔軟支持部材55、56と、複数の締結シリンダ装置61と、一対の保持部71、72と、傾き検知手段としての傾き検知センサ81、82、83と、位置検知手段としての位置検知センサ84、85と、姿勢制御手段及び位置制御手段としての制御部90(図4)と、を有している。本明細書において、鉛直方向は、図1、図2、図5、図6の上下方向に一致し、水平方向は、図1、図2、図5、図6の左右方向及び手前−奥方向に一致する。また、鉛直方向は、厳密な鉛直方向に加えて概ね鉛直方向に沿う方向を含むものである。また、水平方向についても同様である。   The load test apparatus 1 includes a frame 10, a vertical actuator 20, a horizontal actuator 30, a weight 40, a plurality of lower flexible support members 51 to 54, and a plurality of side flexible support members 55 and 56, A plurality of fastening cylinder devices 61, a pair of holding portions 71, 72, inclination detection sensors 81, 82, 83 as inclination detection means, position detection sensors 84, 85 as position detection means, posture control means and position And a control unit 90 (FIG. 4) as control means. In this specification, the vertical direction corresponds to the vertical direction of FIGS. 1, 2, 5, and 6, and the horizontal direction is the left-right direction and front-back direction of FIGS. 1, 2, 5, and 6. Matches. The vertical direction includes a direction substantially along the vertical direction in addition to the strict vertical direction. The same applies to the horizontal direction.

フレーム10は、架台11と、4本の支柱12と、クロスヘッド13と、を有している。   The frame 10 includes a gantry 11, four struts 12, and a crosshead 13.

架台11は、鉄などの金属を用いて質量の大きな(例えば、5〜10トン)平面視略正方形板状に形成されている。架台11は、工場等の建物のフロアなどに設けられた固定台19上に、振動吸収等のために設けられた複数の空気バネ18を介して、架台上面11aが水平となるように設置されている。   The gantry 11 is formed in a substantially square plate shape in plan view with a large mass (for example, 5 to 10 tons) using a metal such as iron. The gantry 11 is installed on a stationary table 19 provided on a floor of a building such as a factory so that the gantry upper surface 11a is horizontal via a plurality of air springs 18 provided for vibration absorption or the like. ing.

4本の支柱12は、それぞれが、シリンダ12a及びこのシリンダ12aに収容されたピストン12bを有する油圧アクチュエータで構成されている。4本の支柱12は、油圧を用いてシリンダ12aに対しピストン12bを直線状に移動させて、ピストン12bをシリンダ12aから突出させ、ピストン12bをシリンダ12aに没入させる。シリンダ12aは、ピストン12bを鉛直方向に移動可能なように、架台上面11aの四隅に固定して配置されている。つまり、4本の支柱12は、架台上面11aの四隅に上方に向けて立設されている。   Each of the four struts 12 includes a hydraulic actuator having a cylinder 12a and a piston 12b accommodated in the cylinder 12a. The four struts 12 move the piston 12b linearly with respect to the cylinder 12a using hydraulic pressure, cause the piston 12b to protrude from the cylinder 12a, and immerse the piston 12b in the cylinder 12a. The cylinder 12a is fixedly disposed at the four corners of the gantry upper surface 11a so that the piston 12b can move in the vertical direction. That is, the four support columns 12 are erected upward at the four corners of the gantry upper surface 11a.

クロスヘッド13は、底壁部16と、一対の壁部17とを有している。底壁部16は、平面視略正方形状の底壁部本体14と、底壁部本体14における互いに対向する一対の辺から当該底壁部本体14と面一に突出された矩形状の一対の片部15と、を有している。底壁部本体14の中央部には平面視略八角形の貫通孔14aが設けられている。一対の壁部17は、底壁部16の一対の片部15における外側の辺から上方に立設されている。クロスヘッド13は、底壁部本体下面14bの四隅近傍がそれぞれ4本の支柱12が有するピストン12bの先端に固定して取り付けられている。   The cross head 13 has a bottom wall portion 16 and a pair of wall portions 17. The bottom wall portion 16 includes a bottom wall portion main body 14 having a substantially square shape in plan view, and a pair of rectangular shapes projecting flush with the bottom wall portion main body 14 from a pair of opposite sides of the bottom wall portion main body 14. And a single piece 15. A through-hole 14 a having a substantially octagonal shape in plan view is provided at the center of the bottom wall main body 14. The pair of wall portions 17 are erected upward from the outer sides of the pair of piece portions 15 of the bottom wall portion 16. The cross head 13 is fixedly attached to the front ends of the pistons 12b of the four struts 12 in the vicinity of the four corners of the bottom wall main body lower surface 14b.

フレーム10は、被試験体TPの大きさなどに合わせてピストン12bを移動させることにより、クロスヘッド13の高さを調整することができる。   The frame 10 can adjust the height of the crosshead 13 by moving the piston 12b according to the size of the device under test TP.

鉛直方向アクチュエータ20は、上述の支柱12と同様に、シリンダ21及びこのシリンダ21に収容されたピストン22を有する油圧アクチュエータで構成されている。シリンダ21は、架台11の下面側中央部分に設けられた凹部11b内に固定して取り付けられている。また、シリンダ21は、ピストン22が架台11の中央部分に設けられた貫通孔に挿通されるように配置されている。ピストン22は、シリンダ21によって架台上面11aの法線方向(鉛直方向)に移動(即ち、突出・没入)される。   The vertical actuator 20 is constituted by a hydraulic actuator having a cylinder 21 and a piston 22 accommodated in the cylinder 21, similarly to the above-described support column 12. The cylinder 21 is fixedly attached in a recess 11 b provided in the lower surface side central portion of the gantry 11. The cylinder 21 is arranged such that the piston 22 is inserted through a through hole provided in the central portion of the gantry 11. The piston 22 is moved (that is, protruded / immersed) in the normal direction (vertical direction) of the gantry upper surface 11a by the cylinder 21.

水平方向アクチュエータ30は、上述の支柱12と同様に、シリンダ31及びこのシリンダ31に収容されたピストン32を有する油圧アクチュエータで構成されている。シリンダ31は、後述するウエイト40に固定して取り付けられている。ピストン32は、シリンダ31によって図1左右方向(水平方向)に移動(即ち、突出・没入)される。   The horizontal actuator 30 is configured by a hydraulic actuator having a cylinder 31 and a piston 32 accommodated in the cylinder 31, similarly to the above-described support column 12. The cylinder 31 is fixedly attached to a weight 40 described later. The piston 32 is moved (that is, protruded / immersed) in the left-right direction (horizontal direction) in FIG.

ウエイト40は、それぞれ鉄などの金属で構成されたウエイト本体部41と、荷重軸部42と、荷重受板43と、を有している。   The weight 40 includes a weight main body portion 41, a load shaft portion 42, and a load receiving plate 43 each made of a metal such as iron.

ウエイト本体部41は、クロスヘッド13の底壁部本体14の平面視形状より小さい平面視略正方形の直方体形状に形成されている。ウエイト本体部41は、荷重を受けるマスとして機能するため、その質量が大きく(例えば、2〜3トン)なるように構成されている。荷重軸部42は、円柱状に形成されており、その軸の延長線上にウエイト本体部41の重心位置が重なるようにして、上端面がウエイト本体部下面41aに固定して取り付けられている。荷重受板43は、荷重軸部42の横断面形状(円形の断面形状)より若干大きい平面視略正方形板状に形成されており、荷重軸部42の下端面に固定して取り付けられている。   The weight main body 41 is formed in a rectangular parallelepiped shape having a substantially square shape in plan view that is smaller than the plan view shape of the bottom wall portion main body 14 of the cross head 13. Since the weight main body 41 functions as a mass that receives a load, the weight main body 41 is configured to have a large mass (for example, 2 to 3 tons). The load shaft portion 42 is formed in a columnar shape, and its upper end surface is fixedly attached to the weight body portion lower surface 41a so that the center of gravity of the weight body portion 41 overlaps the extension line of the shaft. The load receiving plate 43 is formed in a substantially square plate shape in plan view that is slightly larger than the cross-sectional shape (circular cross-sectional shape) of the load shaft portion 42, and is fixedly attached to the lower end surface of the load shaft portion 42. .

荷重軸部42の周面の下部には略L字状の支持アーム44が突設されており、支持アーム44の先端には、上述した水平方向アクチュエータ30(具体的には、シリンダ31)が固定して取り付けられている。支持アーム44は、水平方向アクチュエータ30のピストン32が、シリンダ31によって荷重受板43の下面と平行に移動するように、水平方向アクチュエータ30を支持する。   A substantially L-shaped support arm 44 protrudes from the lower portion of the peripheral surface of the load shaft portion 42, and the horizontal actuator 30 (specifically, the cylinder 31) described above is provided at the tip of the support arm 44. It is fixed and attached. The support arm 44 supports the horizontal actuator 30 so that the piston 32 of the horizontal actuator 30 moves in parallel with the lower surface of the load receiving plate 43 by the cylinder 31.

ウエイト40は、ウエイト本体部41とクロスヘッド13とが間隔をあけて配置されており、これら間に後述する複数の下方柔軟支持部材51〜54と、複数の側方柔軟支持部材55、56と、複数の締結シリンダ装置61と、が配置されている。   In the weight 40, the weight main body 41 and the cross head 13 are disposed with a space therebetween, and a plurality of lower flexible support members 51 to 54, which will be described later, and a plurality of side flexible support members 55 and 56 are interposed therebetween. A plurality of fastening cylinder devices 61 are arranged.

複数の下方柔軟支持部材51〜54は、図示しないエアサーボ弁を有する空気バネで構成されている。このエアサーボ弁は、図示しないコンプレッサー装置と空気バネとを接続する空気供給位置、図示しない空気排出口と空気バネとを接続する空気排出位置、及び、空気バネを密閉する弁閉位置、のいずれかに選択的に切り替えられる。複数の下方柔軟支持部材51〜54は、ウエイト本体部下面41aとクロスヘッド13の底壁部本体上面14cとの間に配置されている。下方柔軟支持部材51、52は、水平方向アクチュエータ30のピストン32(即ち、後述する上方の保持部72)の移動方向(図1、図3の左右方向、以下、単に「移動方向H1」という)に平行で且つウエイト40の重心位置Pから鉛直方向にずれた位置を通る直線L1上に並べて配置されている。下方柔軟支持部材53、54は、移動方向H1に直交する方向(図1の手前−奥方向、図3の上下方向、以下、単に「直交方向H2」という)に平行で且つウエイト40の重心位置Pから鉛直方向にずれた位置を通る直線L2上に並べて配置されている。移動方向H1及び直交方向H2は、水平方向に含まれている。   The plurality of lower flexible support members 51 to 54 are configured by air springs having air servo valves (not shown). The air servo valve is one of an air supply position for connecting a compressor device (not shown) and an air spring, an air discharge position for connecting an air discharge port and an air spring (not shown), and a valve closing position for sealing the air spring. Can be selectively switched. The plurality of lower flexible support members 51 to 54 are disposed between the weight main body lower surface 41 a and the bottom wall main body upper surface 14 c of the cross head 13. The lower flexible support members 51 and 52 move in the direction of movement of the piston 32 (that is, the upper holding portion 72 described later) of the horizontal actuator 30 (left and right direction in FIGS. 1 and 3; hereinafter, simply referred to as “movement direction H1”). Are arranged side by side on a straight line L1 that passes through a position shifted in the vertical direction from the gravity center position P of the weight 40. The lower flexible support members 53 and 54 are parallel to the direction orthogonal to the movement direction H1 (front-back direction in FIG. 1, up and down direction in FIG. 3, hereinafter, simply referred to as “orthogonal direction H2”) and the center of gravity position of the weight 40 They are arranged side by side on a straight line L2 passing through a position deviated from P in the vertical direction. The moving direction H1 and the orthogonal direction H2 are included in the horizontal direction.

複数の側方柔軟支持部材55、56は、図示しないエアサーボ弁を有する空気バネで構成されている。このエアサーボ弁は、図示しないコンプレッサー装置と空気バネとを接続する空気供給位置、図示しない空気排出口と空気バネとを接続する空気排出位置、及び、空気バネを密閉する弁閉位置、のいずれかに選択的に切り替えられる。複数の側方柔軟支持部材55、56は、ウエイト本体部側面41bとクロスヘッド13の一対の壁部内面17aとの間に配置されている。側方柔軟支持部材55、56は、移動方向H1に平行で且つウエイト40の重心位置Pから鉛直方向にずれた位置を通る直線L1上に並べて配置されている。   The plurality of side flexible support members 55 and 56 are constituted by air springs having air servo valves (not shown). The air servo valve is one of an air supply position for connecting a compressor device (not shown) and an air spring, an air discharge position for connecting an air discharge port and an air spring (not shown), and a valve closing position for sealing the air spring. Can be selectively switched. The plurality of side flexible support members 55 and 56 are disposed between the weight main body side surface 41 b and the pair of wall inner surfaces 17 a of the cross head 13. The side flexible support members 55 and 56 are arranged side by side on a straight line L1 that passes through a position that is parallel to the moving direction H1 and that is shifted from the center of gravity P of the weight 40 in the vertical direction.

複数の下方柔軟支持部材51〜54及び複数の側方柔軟支持部材55、56は、図示しないエアサーボ弁が制御部90に接続されており、制御部90によるエアサーボ弁の制御によって、空気供給位置にされることで空気バネがコンプレッサー装置に接続されて空気が入れられて脹らんだり、空気排出位置にされることで空気バネが空気排出口に接続されて空気が抜かれてしぼんだり、弁閉位置にされることで空気バネが密閉されてその形状を維持したりして、それらの形状を変化可能に構成されている。   The plurality of lower flexible support members 51 to 54 and the plurality of side flexible support members 55 and 56 are connected to the control unit 90 by an air servo valve (not shown), and are controlled to the air supply position by the control of the air servo valve by the control unit 90. The air spring is connected to the compressor device so that air is introduced and expanded, and the air discharge position is connected to the air discharge port so that the air is extracted and deflated. Thus, the air spring is hermetically sealed to maintain its shape, and the shape can be changed.

複数の締結シリンダ装置61は、それぞれが、シリンダ61a及びこのシリンダ61aに収容されたピストン61bを有しており、動作時(即ち、シリンダ内に油圧をかけているとき)には、シリンダ61aに対してピストン61bを強固に保持し、動作解除時(即ち、油圧をかけていないとき)には、シリンダ61aに対してピストン61bがフリーに移動するように構成されている。シリンダ61aは、ピストン61bを上方に向けて底壁部本体上面14cの四隅に固定して取り付けられている。ピストン61bの先端は、ウエイト本体部下面41aの四隅に固定して取り付けられている。   Each of the plurality of fastening cylinder devices 61 has a cylinder 61a and a piston 61b accommodated in the cylinder 61a. When operating (that is, when hydraulic pressure is applied to the cylinder), the cylinder 61a On the other hand, the piston 61b is firmly held, and when the operation is released (that is, when no hydraulic pressure is applied), the piston 61b moves freely with respect to the cylinder 61a. The cylinder 61a is fixedly attached to the four corners of the bottom wall main body upper surface 14c with the piston 61b facing upward. The tip of the piston 61b is fixedly attached to the four corners of the weight main body lower surface 41a.

複数の締結シリンダ装置61が動作すると、図5、図6に示すように、ウエイト40とクロスヘッド13とが強固に固定された固定状態となる。また、複数の締結シリンダ装置61が動作解除すると、図1、図2に示すように、ウエイト40がクロスヘッド13上に複数の下方柔軟支持部材51〜54及び複数の側方柔軟支持部材55、56で支持されて、ウエイト40とクロスヘッド13とが互いに緩く保持された、つまり、ウエイト40がフレーム10に対して位置姿勢を変化可能なフローティングマス状態となる。   When the plurality of fastening cylinder devices 61 are operated, the weight 40 and the cross head 13 are firmly fixed as shown in FIGS. Further, when the operation of the plurality of fastening cylinder devices 61 is released, as shown in FIGS. 1 and 2, the weight 40 is placed on the cross head 13 with a plurality of lower flexible support members 51 to 54 and a plurality of side flexible support members 55, 56, the weight 40 and the cross head 13 are held loosely. That is, the weight 40 is in a floating mass state in which the position and orientation of the weight 40 can be changed with respect to the frame 10.

一対の保持部71、72は、被試験体TPを鉛直方向に挟むようにして、4本の支柱12の中央に間隔をあけて配置されている。   The pair of holding portions 71 and 72 are arranged at the center of the four support columns 12 so as to sandwich the device under test TP in the vertical direction.

一対の保持部71、72のうち下方の保持部71は、略円柱状に形成されており、下端面が鉛直方向アクチュエータ20のピストン22の先端に固定して取り付けられている。下方の保持部71は、ピストン22の移動によって、鉛直方向に移動される。   Of the pair of holding portions 71, 72, the lower holding portion 71 is formed in a substantially cylindrical shape, and the lower end surface is fixedly attached to the tip of the piston 22 of the vertical actuator 20. The lower holding portion 71 is moved in the vertical direction by the movement of the piston 22.

一対の保持部71、72のうち上方の保持部72は、荷重計測可能な円柱形状のロードセル73と、ロードセル73が固定されたスライド板74と、を有している。スライド板74は、ロードセル73を下方に向けて、ウエイト40の荷重受板43の下面と平行にスライド移動可能で当該下面の法線方向に移動不可となるように、荷重受板43に取り付けられている。スライド板74は、水平方向アクチュエータ30のピストン32の先端に固定して取り付けられている。スライド板74(即ち、上方の保持部72)は、ピストン32の移動によって、荷重受板43の下面に当接しながら水平方向にスライド移動可能な構成となっている。つまり、ウエイト40には、上方の保持部72がスライド移動可能に取り付けられている。   The upper holding portion 72 of the pair of holding portions 71 and 72 has a cylindrical load cell 73 capable of measuring a load and a slide plate 74 to which the load cell 73 is fixed. The slide plate 74 is attached to the load receiving plate 43 so that the load cell 73 faces downward and can be slid in parallel with the lower surface of the load receiving plate 43 of the weight 40 but cannot move in the normal direction of the lower surface. ing. The slide plate 74 is fixedly attached to the tip of the piston 32 of the horizontal actuator 30. The slide plate 74 (that is, the upper holding portion 72) is configured to be slidable in the horizontal direction while contacting the lower surface of the load receiving plate 43 as the piston 32 moves. That is, the upper holding portion 72 is attached to the weight 40 so as to be slidable.

傾き検知センサ81、82、83は、例えば、渦電流式の非接触変位センサ(ギャップセンサ)などで構成されており、クロスヘッド13の底壁部本体上面14cに互いに間隔をあけて三角形状に配置されている。傾き検知センサ81、82、83は、ウエイト本体部下面41aに向けられており、クロスヘッド13の底壁部本体上面14cからウエイト本体部下面41aまでの距離に応じた信号を出力する。   The tilt detection sensors 81, 82, and 83 are configured by, for example, eddy current type non-contact displacement sensors (gap sensors) or the like, and are triangularly spaced from each other on the bottom wall main body upper surface 14 c of the crosshead 13. Has been placed. The inclination detection sensors 81, 82, 83 are directed to the weight main body lower surface 41 a and output signals corresponding to the distance from the bottom wall main body upper surface 14 c of the crosshead 13 to the weight main body lower surface 41 a.

傾き検知センサ81及び傾き検知センサ82は、移動方向H1に間隔をあけて並べて配置されている。これにより、傾き検知センサ81、82によって検知された距離に基づいて、ウエイト40の移動方向H1の傾きを検知することができる。また、傾き検知センサ81及び傾き検知センサ82と傾き検知センサ83とは、直交方向H2に間隔をあけて配置されており、傾き検知センサ83によって検知された距離に基づいて、ウエイト40の直交方向H2の傾きを検知することができる。   The inclination detection sensor 81 and the inclination detection sensor 82 are arranged side by side with an interval in the movement direction H1. Thereby, the inclination of the moving direction H1 of the weight 40 can be detected based on the distance detected by the inclination detection sensors 81 and 82. In addition, the inclination detection sensor 81, the inclination detection sensor 82, and the inclination detection sensor 83 are arranged at intervals in the orthogonal direction H2, and the orthogonal direction of the weight 40 is based on the distance detected by the inclination detection sensor 83. The inclination of H2 can be detected.

位置検知センサ84、85は、例えば、渦電流式の非接触変位センサ(ギャップセンサ)などで構成されており、クロスヘッド13の一対の壁部上端17bにウエイト本体部側面41bに向け、互いに間隔をあけて対向して配置されている。位置検知センサ84、85は、クロスヘッド13の一対の壁部上端17bからウエイト本体部側面41bまでの距離に応じた信号を出力する。   The position detection sensors 84 and 85 are constituted by, for example, an eddy current type non-contact displacement sensor (gap sensor) or the like. They are arranged facing each other. The position detection sensors 84 and 85 output signals corresponding to the distance from the pair of wall upper ends 17b of the crosshead 13 to the weight main body side surface 41b.

位置検知センサ84、85は、移動方向H1に間隔をあけて並べて配置されている。これにより、位置検知センサ84、85によって検知された距離に基づいて、ウエイト40における移動方向H1についての水平方向の位置を検知することができる。   The position detection sensors 84 and 85 are arranged side by side with an interval in the movement direction H1. Thereby, based on the distance detected by the position detection sensors 84 and 85, the horizontal position of the weight 40 in the moving direction H1 can be detected.

制御部90は、例えば、コンピュータなどで構成されており、荷重負荷試験装置1全体の動作を司る。   The control unit 90 is composed of, for example, a computer and controls the operation of the entire load / load test apparatus 1.

図4に示すように、制御部90には、上述したロードセル73、傾き検知センサ81、82、83及び位置検知センサ84、85が電気的に接続されている。また、制御部90には、上述した鉛直方向アクチュエータ20、水平方向アクチュエータ30、複数の下方柔軟支持部材51〜54、側方柔軟支持部材55、56及び複数の締結シリンダ装置61が電気的に接続されている。   As shown in FIG. 4, the load cell 73, the inclination detection sensors 81, 82, 83 and the position detection sensors 84, 85 described above are electrically connected to the control unit 90. Further, the vertical actuator 20, the horizontal actuator 30, the plurality of lower flexible support members 51 to 54, the side flexible support members 55 and 56, and the plurality of fastening cylinder devices 61 are electrically connected to the control unit 90. Has been.

制御部90は、ロードセル73において計測された荷重、傾き検知センサ81、82、83において検知されたウエイト本体部下面41aとの距離、及び、位置検知センサ84、85において検知されたウエイト本体部側面41bとの距離に応じた信号が入力される。   The control unit 90 measures the load measured in the load cell 73, the distance to the weight main body lower surface 41a detected in the tilt detection sensors 81, 82, 83, and the weight main body side surface detected in the position detection sensors 84, 85. A signal corresponding to the distance from 41b is input.

また、制御部90は、それが備える記憶手段などに格納された試験パターン及びロードセル73において計測された荷重に応じた信号などに基づいて、鉛直方向アクチュエータ20及び水平方向アクチュエータ30を動作(即ち、各アクチュエータのピストンを移動)させる。   Further, the control unit 90 operates the vertical direction actuator 20 and the horizontal direction actuator 30 based on the test pattern stored in the storage means included in the control unit 90 and a signal corresponding to the load measured in the load cell 73 (that is, the control unit 90). Move the piston of each actuator).

また、制御部90は、傾き検知センサ81、82、83において検知されたクロスヘッド13の底壁部本体上面14cからウエイト本体部下面41aまでの距離、及び、位置検知センサ84、85において検知されたクロスヘッド13の一対の壁部上端17bからウエイト本体部側面41bまでの距離に応じた信号を用いてウエイト40の移動方向H1の傾き及び直交方向H2の傾き、並びに、移動方向H1についての水平方向の位置を検出して、これら検出した傾き及び位置に基づいて、複数の下方柔軟支持部材51、52、54及び複数の側方柔軟支持部材55、56のエアサーボ弁を動作させ、それらの形状を変化させる。本実施形態において、制御部90は、下方柔軟支持部材53について、そのエアサーボ弁を弁閉位置のままとし、下方柔軟支持部材53に対して、ウエイト40の傾きや位置ずれに応じた制御を行わない。   The control unit 90 detects the distance from the bottom wall main body upper surface 14c of the crosshead 13 detected by the inclination detection sensors 81, 82, and 83 to the weight main body lower surface 41a, and the position detection sensors 84 and 85. Using the signal according to the distance from the pair of wall tops 17b of the crosshead 13 to the weight main body side surface 41b, the inclination of the weight 40 in the moving direction H1, the inclination in the orthogonal direction H2, and the horizontal in the moving direction H1. The position of the direction is detected, and based on the detected inclination and position, the air servo valves of the plurality of lower flexible support members 51, 52, 54 and the plurality of side flexible support members 55, 56 are operated, and their shapes To change. In the present embodiment, the control unit 90 controls the lower flexible support member 53 according to the inclination and displacement of the weight 40 while keeping the air servo valve in the valve closed position. Absent.

荷重負荷試験装置1は、制御部90によって鉛直方向アクチュエータ20、水平方向アクチュエータ30、複数の下方柔軟支持部材51〜54、複数の側方柔軟支持部材55、56及び複数の締結シリンダ装置61が制御されていないニュートラル状態のとき、鉛直方向アクチュエータ20のピストン22の軸、下方の保持部71の軸、ロードセル73の軸、荷重軸部42の軸及びウエイト本体部41の重心位置が一直線上に重なるように配置される。このときのウエイト40の姿勢(傾き)及び水平方向の位置を、基準姿勢及び基準位置としている。   In the load test apparatus 1, the vertical actuator 20, the horizontal actuator 30, the plurality of lower flexible support members 51 to 54, the plurality of side flexible support members 55 and 56, and the plurality of fastening cylinder devices 61 are controlled by the control unit 90. When the neutral state is not performed, the axis of the piston 22 of the vertical actuator 20, the axis of the lower holding portion 71, the axis of the load cell 73, the axis of the load shaft portion 42, and the center of gravity of the weight main body portion 41 are aligned. Are arranged as follows. The posture (inclination) and the horizontal position of the weight 40 at this time are set as a reference posture and a reference position.

次に、上述した荷重負荷試験装置1の動作を、図1、図2、図5〜図9を参照して、説明する。   Next, the operation of the above-described load / load test apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 5 to 9.

図7は、図5の荷重負荷試験装置(固定状態)において水平方向アクチュエータによって保持部を水平方向に移動させたときの状態を示す図である。図8は、図1の荷重負荷試験装置(フローティングマス状態)において水平方向アクチュエータによって保持部を水平方向に移動させたときの状態を示す図である。図9は、図1の荷重負荷試験装置の制御部における本発明に係る処理の一例を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a diagram showing a state when the holding unit is moved in the horizontal direction by the horizontal actuator in the load test apparatus (fixed state) in FIG. 5. FIG. 8 is a diagram illustrating a state when the holding unit is moved in the horizontal direction by the horizontal actuator in the load test apparatus (floating mass state) in FIG. 1. FIG. 9 is a flowchart showing an example of processing according to the present invention in the control unit of the load test apparatus of FIG.

この荷重負荷試験装置1は、ウエイト40とクロスヘッド13とを固定した固定状態で被試験体TPに鉛直方向及び水平方向の荷重を加える荷重負荷試験、及び、ウエイト40がクロスヘッド13(即ち、フレーム10)に対して位置姿勢を変化可能なフローティングマス状態で被試験体TPに鉛直方向及び水平方向の荷重を加える荷重負荷試験に用いられる。   The load load test apparatus 1 includes a load load test in which vertical and horizontal loads are applied to the device under test TP in a fixed state in which the weight 40 and the cross head 13 are fixed. This is used for a load test in which vertical and horizontal loads are applied to the device under test TP in a floating mass state in which the position and orientation of the frame 10) can be changed.

本実施形態において、固定状態では、被試験体TPに対して鉛直方向の振動(最大100Hz程度)及び水平方向の振動(最大100Hz程度)が加えられる。また、フローティングマス状態では、被試験体TPに対して鉛直方向の振動(最大1kHz程度)及び水平方向の静荷重が加えられる。   In this embodiment, in a fixed state, vertical vibration (maximum of about 100 Hz) and horizontal vibration (maximum of about 100 Hz) are applied to the device under test TP. Further, in the floating mass state, vertical vibration (up to about 1 kHz) and horizontal static load are applied to the device under test TP.

まず、固定状態での荷重負荷試験について、図5〜図7を参照して説明する。   First, a load test in a fixed state will be described with reference to FIGS.

図5、図6に示すように、試験実施者が、荷重負荷試験装置1の図示しない操作部に所定の操作を入力すると、制御部90は、ウエイト40が基準姿勢及び基準位置にある状態において、複数の締結シリンダ装置61を動作させて固定状態とする。そして、制御部90は、記憶手段から読み出した試験パターンに基づいて鉛直方向アクチュエータ20を制御し、ピストン22によって下方の保持部71を移動させて被試験体TPに鉛直方向の振動を加える。このとき制御部90は、ロードセル73からの荷重に応じた信号に基づいて、被試験体TPに目標とする荷重(振動)が加わるようにフィードバック制御する。   As shown in FIGS. 5 and 6, when the tester inputs a predetermined operation to an operation unit (not shown) of the load test apparatus 1, the control unit 90 is in a state where the weight 40 is in the reference posture and the reference position. Then, the plurality of fastening cylinder devices 61 are operated to be in a fixed state. Then, the control unit 90 controls the vertical actuator 20 based on the test pattern read from the storage unit, and moves the lower holding unit 71 by the piston 22 to apply vertical vibration to the device under test TP. At this time, the control unit 90 performs feedback control based on a signal corresponding to the load from the load cell 73 so that a target load (vibration) is applied to the device under test TP.

また、制御部90は、試験パターンに基づいて水平方向アクチュエータ30を制御し、ピストン32によって上方の保持部72を移動させて被試験体TPに水平方向の振動を加える。このとき、図7に示すように、水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動に応じて、ウエイト40にそれを回転させようとする力が生じる。   Further, the control unit 90 controls the horizontal actuator 30 based on the test pattern, and moves the upper holding unit 72 by the piston 32 to apply horizontal vibration to the device under test TP. At this time, as shown in FIG. 7, according to the movement of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30, a force for rotating the weight 40 is generated.

しかしながら、ウエイト40は、クロスヘッド13(即ち、フレーム10)に固定されているので、フレーム10によって上記回転しようとする力が受け止められて、ウエイト40の基準位置及び基準姿勢が保持される。   However, since the weight 40 is fixed to the cross head 13 (that is, the frame 10), the force to be rotated is received by the frame 10, and the reference position and reference posture of the weight 40 are maintained.

次に、フローティングマス状態での荷重負荷試験について、図1、図2、図8、図9を参照して説明する。   Next, the load test in the floating mass state will be described with reference to FIGS. 1, 2, 8, and 9. FIG.

図1、図2に示すように、試験実施者が、荷重負荷試験装置1の図示しない操作部に所定操作を入力すると、制御部90は、複数の締結シリンダ装置61の動作を解除させてフローティングマス状態とする。そして、制御部90は、記憶手段から読み出した試験パターンに基づいて鉛直方向アクチュエータ20を制御し、ピストン22によって下方の保持部71を移動させて被試験体TPに鉛直方向の振動を加える。このとき制御部90は、ロードセル73からの荷重に応じた信号に基づいて、被試験体TPに目標とする荷重(振動)が加わるようにフィードバック制御する。   As shown in FIGS. 1 and 2, when the tester inputs a predetermined operation to an operation unit (not shown) of the load load test device 1, the control unit 90 releases the operations of the plurality of fastening cylinder devices 61 and floats. A mass state is assumed. Then, the control unit 90 controls the vertical actuator 20 based on the test pattern read from the storage unit, and moves the lower holding unit 71 by the piston 22 to apply vertical vibration to the device under test TP. At this time, the control unit 90 performs feedback control based on a signal corresponding to the load from the load cell 73 so that a target load (vibration) is applied to the device under test TP.

また、制御部90は、試験パターンに基づいて水平方向アクチュエータ30を制御し、ピストン32によって上方の保持部72を移動させて被試験体TPに水平方向の静荷重を加える。このとき、図8に示すように、水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動に応じて、ウエイト40にそれを回転させようとする力が生じて、ウエイト40が回転する。   The control unit 90 controls the horizontal actuator 30 based on the test pattern, and moves the upper holding unit 72 by the piston 32 to apply a horizontal static load to the device under test TP. At this time, as shown in FIG. 8, according to the movement of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30, a force is generated to rotate the weight 40, and the weight 40 rotates.

例えば、図8に示すように、水平方向アクチュエータ30のピストン32がシリンダ31から突出するように移動されたとき、ウエイト40は、右側部分が下方に移動し、左側部分が上方に移動して、時計回りに回転する(矢印R)。すると、傾き検知センサ81において検知された距離がより広がり、傾き検知センサ82において検知された距離がより縮まり、これらセンサに検知された距離に基づいて、制御部90はウエイト40が移動方向H1に対して右下がりに(下方柔軟支持部材52側が下がるように)傾いていることを検出する(図9のS110でA)。そして、制御部90は、ウエイト40の傾きを解消して基準姿勢となるように、右側寄りに配置された下方柔軟支持部材52を脹らむように制御し、左側寄りに配置された下方柔軟支持部材51をしぼむように制御する(S130)。   For example, as shown in FIG. 8, when the piston 32 of the horizontal actuator 30 is moved so as to protrude from the cylinder 31, the weight 40 moves downward on the right side and moves upward on the left side. Rotate clockwise (arrow R). Then, the distance detected by the inclination detection sensor 81 is further increased, and the distance detected by the inclination detection sensor 82 is further reduced. Based on the distances detected by these sensors, the control unit 90 causes the weight 40 to move in the movement direction H1. On the other hand, it is detected that it is tilted to the right (so that the lower flexible support member 52 side is lowered) (A in S110 of FIG. 9). Then, the control unit 90 controls the lower flexible support member 52 disposed on the right side to expand so as to eliminate the inclination of the weight 40 and assume the reference posture, and the lower flexible support member disposed on the left side. 51 is controlled to squeeze (S130).

また、このとき、ウエイト40が基準位置から左側に位置がずれる場合がある。この場合、位置検知センサ84において検知された距離がより縮まり、位置検知センサ85において検知された距離がより広がり、これらセンサに検知された距離に基づいて、制御部90はウエイト40が基準位置から左側(側方柔軟支持部材55側)にずれていることを検出する(S140でB)。そして、制御部90は、ウエイト40の位置ずれを解消して基準位置となるように、右側寄りに配置された側方柔軟支持部材56をしぼむように制御し、左側寄りに配置された側方柔軟支持部材55を脹らむように制御する(S150)。   At this time, the weight 40 may be displaced to the left from the reference position. In this case, the distance detected by the position detection sensor 84 is further reduced, and the distance detected by the position detection sensor 85 is further increased. Based on the distances detected by these sensors, the control unit 90 causes the weight 40 to move from the reference position. A shift to the left side (side flexible support member 55 side) is detected (B in S140). Then, the control unit 90 controls the side flexible support member 56 disposed on the right side to be squeezed so that the position shift of the weight 40 is eliminated and becomes the reference position, and the side disposed on the left side is controlled. The flexible support member 55 is controlled to expand (S150).

また、例えば、図8とは反対に、水平方向アクチュエータ30のピストン32がシリンダ31に没入するように移動されたとき、ウエイト40は、左側部分が下方に移動し、右側部分が上方に移動して、反時計方向に回転する(矢印Rの反対方向)。すると、傾き検知センサ81において検知された距離がより縮まり、傾き検知センサ82において検知された距離がより広がり、これらセンサに検知された距離に基づいて、制御部90はウエイト40が左下がりに(下方柔軟支持部材51側が下がるように)傾いていることを検出する(S110でB)。そして、制御部90は、ウエイト40の傾きを解消して基準姿勢となるように、左側寄りに配置された下方柔軟支持部材51を脹らむように制御し、右側寄りに配置された下方柔軟支持部材52をしぼむように制御する(S120)。   Further, for example, contrary to FIG. 8, when the piston 32 of the horizontal actuator 30 is moved so as to be immersed in the cylinder 31, the weight 40 moves downward on the left side and moves upward on the right side. And rotate counterclockwise (opposite direction of arrow R). Then, the distance detected by the inclination detection sensor 81 is further shortened, the distance detected by the inclination detection sensor 82 is further increased, and the control unit 90 causes the weight 40 to descend to the left based on the distances detected by these sensors ( Inclination is detected (so that the lower flexible support member 51 side is lowered) (B in S110). And the control part 90 controls the lower flexible support member 51 arrange | positioned at the left side so that the inclination of the weight 40 may be canceled and it may become a reference | standard posture, and the lower flexible support member arrange | positioned at the right side 52 is controlled to be reduced (S120).

また、このとき、ウエイト40が基準位置から右側に位置がずれる場合がある。この場合、位置検知センサ84において検知された距離がより広がり、位置検知センサ85において検知された距離がより縮まり、これらセンサに検知された距離に基づいて、制御部90はウエイト40が基準位置から右側(側方柔軟支持部材56側)にずれていることを検出する(S140でA)。そして、制御部90は、ウエイト40の位置ずれを解消して基準位置となるように、左側寄りに配置された側方柔軟支持部材55をしぼむように制御し、右側寄りに配置された側方柔軟支持部材56を脹らむように制御する(S160)。   At this time, the weight 40 may be displaced to the right from the reference position. In this case, the distance detected by the position detection sensor 84 is further increased, the distance detected by the position detection sensor 85 is further reduced, and based on the distance detected by these sensors, the control unit 90 causes the weight 40 to move from the reference position. A shift to the right side (side flexible support member 56 side) is detected (A in S140). Then, the control unit 90 controls the side flexible support member 55 disposed on the left side to squeeze the side 40 disposed on the right side so as to eliminate the positional deviation of the weight 40 and become the reference position. The flexible support member 56 is controlled to expand (S160).

また、フローティングマス状態において、例えば、水平方向アクチュエータ30によって上方の保持部72を一方向に移動させた状態(静荷重を加えた状態)で鉛直方向アクチュエータ20によって下方の保持部71を振動させると、ウエイト40が直交方向H2(図1、図8の手前−奥方向)に傾いて揺れを生じることがある。このとき、傾き検知センサ83において検知された距離に基づいて、制御部90は、当該距離が所定の基準距離より小さいことを検出すると、ウエイト40の下方柔軟支持部材54側が下がるように傾いているとして(S170でB)、下方柔軟支持部材54を脹らませ(S180)、又は、当該距離が所定の基準距離より大きいことを検出すると、ウエイト40の下方柔軟支持部材54側が上がるように(つまり、相対的にウエイト40の下方柔軟支持部材53側が下がるように)傾いているとして(S170でA)、下方柔軟支持部材54をしぼませる(S190)。このように、下方柔軟支持部材54、53で支持することにより、ウエイト40に生じた揺れが収束するように制御する。   Further, in the floating mass state, for example, when the upper holding portion 72 is moved in one direction by the horizontal actuator 30 (with a static load applied), the lower holding portion 71 is vibrated by the vertical actuator 20. The weight 40 may be tilted in the orthogonal direction H2 (the front-back direction in FIGS. 1 and 8) to cause shaking. At this time, based on the distance detected by the inclination detection sensor 83, the control unit 90 is inclined so that the lower flexible support member 54 side of the weight 40 is lowered when detecting that the distance is smaller than a predetermined reference distance. (B in S170), the lower flexible support member 54 is expanded (S180), or when it is detected that the distance is larger than the predetermined reference distance, the lower flexible support member 54 side of the weight 40 is raised (that is, Assuming that the lower flexible support member 53 side of the weight 40 is relatively inclined (A in S170), the lower flexible support member 54 is squeezed (S190). As described above, by supporting with the lower flexible support members 54 and 53, control is performed so that the shaking generated in the weight 40 converges.

また、制御部90は、ウエイト40の移動方向H1の傾きを検出しないとき(S110でC)、その状態を維持する。つまり、下方柔軟支持部材51、52に対する制御を行わない。また、ウエイト40の移動方向H1の位置ずれを検出しないとき(S140でC)、その状態を維持する。つまり、側方柔軟支持部材55、56に対する制御を行わない。また、ウエイト40の直交方向H2の傾きを検出しないとき(S170でC)、その状態を維持する。つまり、下方柔軟支持部材54の制御を行わない。   Further, when the control unit 90 does not detect the inclination of the moving direction H1 of the weight 40 (C in S110), the control unit 90 maintains this state. That is, the lower flexible support members 51 and 52 are not controlled. Further, when the positional deviation in the movement direction H1 of the weight 40 is not detected (C in S140), the state is maintained. That is, the side flexible support members 55 and 56 are not controlled. Further, when the inclination of the weight 40 in the orthogonal direction H2 is not detected (C in S170), the state is maintained. That is, the lower flexible support member 54 is not controlled.

上述したように、本実施形態の荷重負荷試験装置1は、フレーム10と、被試験体TPを鉛直方向に挟むように配置された一対の保持部71、72と、一対の保持部71、72のうち上方の保持部72が取り付けられたウエイト40と、フレーム10とウエイト40との間に設けられ、ウエイト40がフレーム10に対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイト40を下方から支える複数の下方柔軟支持部材51〜54と、フレーム10に固定して設けられ、一対の保持部71、72のうち下方の保持部71を鉛直方向に移動させる鉛直方向アクチュエータ20と、ウエイト40に固定して設けられ、一対の保持部71、72のうち下方の保持部72を水平方向に移動させる水平方向アクチュエータ30と、ウエイト40における水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向(移動方向H1)の傾きを検知する傾き検知センサ81〜83と、傾き検知センサ81〜83によって検知されたウエイト40の傾きに基づいて、ウエイト40の姿勢が所定の基準姿勢になるように下方柔軟支持部材51〜54の形状を変化させる姿勢制御手段(制御部90)と、を有している。   As described above, the load test apparatus 1 according to the present embodiment includes the frame 10, the pair of holding portions 71 and 72 arranged so as to sandwich the device under test TP in the vertical direction, and the pair of holding portions 71 and 72. The weight 40 to which the upper holding portion 72 is attached is provided between the frame 10 and the weight 40, and the weight 40 is supported from below so that the position and orientation of the weight 40 can be changed with respect to the frame 10. A plurality of lower flexible support members 51 to 54 are fixed to the frame 10 and fixed to the weight 40 and a vertical actuator 20 that moves the lower holding portion 71 of the pair of holding portions 71 and 72 in the vertical direction. A horizontal actuator 30 that moves the lower holding portion 72 of the pair of holding portions 71 and 72 in the horizontal direction; Based on the inclination detection sensors 81 to 83 for detecting the inclination of the movement direction (movement direction H1) of the upper holding portion 72 by the actuator 30 and the inclination of the weight 40 detected by the inclination detection sensors 81 to 83, Posture control means (control unit 90) for changing the shape of the lower flexible support members 51 to 54 so that the posture becomes a predetermined reference posture.

また、複数の下方柔軟支持部材51〜54のうち2つの下方柔軟支持部材51、52が、水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向に平行で且つウエイト40の重心位置Pから鉛直方向にずれた位置を通る直線L1上に配列されている。   Further, two lower flexible support members 51 and 52 among the plurality of lower flexible support members 51 to 54 are parallel to the moving direction of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30 and are perpendicular to the center of gravity position P of the weight 40. Are arranged on a straight line L1 passing through the position shifted to.

また、傾き検知センサ81〜83が、ウエイト40における水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向に直交する方向(直交方向H2)の傾きも検知するように構成されている。   In addition, the inclination detection sensors 81 to 83 are configured to detect an inclination in a direction (orthogonal direction H2) perpendicular to the moving direction of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30 in the weight 40.

また、複数の下方柔軟支持部材51〜54のうち2つの下方柔軟支持部材53、54が、水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向に直交する方向に平行で且つウエイト40の重心位置Pから鉛直方向にずれた位置を通る直線L2上に配列されている。   In addition, two lower flexible support members 53 and 54 among the plurality of lower flexible support members 51 to 54 are parallel to the direction orthogonal to the moving direction of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30 and are located at the center of gravity of the weight 40. They are arranged on a straight line L2 passing through a position deviated from P in the vertical direction.

また、下方柔軟支持部材51〜54が、空気バネで構成されている。   Further, the lower flexible support members 51 to 54 are constituted by air springs.

また、フレーム10とウエイト40の間に設けられ、ウエイト40がフレーム10に対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイト40を側方から支える複数の側方柔軟支持部材55、56と、ウエイト40における水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向についての水平方向の位置を検知する位置検知センサ84、85と、位置検知センサ84、85によって検知されたウエイト40の水平方向の位置に基づいて、ウエイト40の水平方向の位置が所定の基準位置になるように側方柔軟支持部材55、56の形状を変化させる位置制御手段(制御部90)と、をさらに有している。   Also, a plurality of side flexible support members 55 and 56 that are provided between the frame 10 and the weight 40 and support the weight 40 from the side so that the position and orientation of the weight 40 can be changed with respect to the frame 10. 40, the position detection sensors 84 and 85 for detecting the horizontal position of the upper holding unit 72 in the moving direction by the horizontal actuator 30 and the horizontal position of the weight 40 detected by the position detection sensors 84 and 85. On the basis thereof, there is further provided position control means (control unit 90) for changing the shapes of the side flexible support members 55 and 56 so that the horizontal position of the weight 40 becomes a predetermined reference position.

また、複数の側方柔軟支持部材55、56が、水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向に平行で且つウエイト40の重心位置Pから鉛直方向にずれた位置を通る直線L1上に配列されている。   Further, the plurality of side flexible support members 55 and 56 are parallel to the moving direction of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30 and are on a straight line L1 passing through a position shifted in the vertical direction from the gravity center position P of the weight 40 It is arranged.

また、側方柔軟支持部材55、56が、空気バネで構成されている。   Further, the side flexible support members 55 and 56 are constituted by air springs.

以上より、本実施形態によれば、下方柔軟支持部材51〜54によってウエイト40をその位置姿勢を変化可能なように下方から支えており、ウエイト40における水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向の傾きを検知するとともに、検知されたウエイト40の傾きに基づいて、当該ウエイト40の姿勢が所定の基準姿勢になるように下方柔軟支持部材51〜54の形状を変化させるので、例えば、水平方向アクチュエータ30によって上方の保持部72が移動されたときにウエイト40がフレーム10に対して当該上方の保持部72の移動方向に相対的に傾いてしまった場合でも、この傾きを検出するとともに当該傾きに基づいて下方柔軟支持部材51〜54の形状を変化させることで、ウエイト40の姿勢を基準姿勢に戻して傾きを解消することができ、そのため、ウエイト40の傾きを修正して被試験体TPに対する鉛直方向の荷重を効果的に受けることができ、試験精度の悪化を抑制することができる。   As described above, according to this embodiment, the lower flexible support members 51 to 54 support the weight 40 from below so that the position and orientation of the weight 40 can be changed. While detecting the inclination of the moving direction and changing the shape of the lower flexible support members 51 to 54 so that the posture of the weight 40 becomes a predetermined reference posture based on the detected inclination of the weight 40, for example, Even when the weight 40 is inclined relative to the frame 10 in the moving direction of the upper holding portion 72 when the upper holding portion 72 is moved by the horizontal actuator 30, this inclination is detected. By changing the shape of the lower flexible support members 51 to 54 based on the inclination, the posture of the weight 40 is used as a reference. The inclination can be canceled and the inclination can be eliminated. Therefore, the inclination of the weight 40 can be corrected to effectively receive the vertical load on the device under test TP, and the deterioration of the test accuracy can be suppressed. .

また、複数の下方柔軟支持部材のうち2つの下方柔軟支持部材51、52が、水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向に平行で且つウエイト40の重心位置Pから鉛直方向にずれた位置を通る直線L1上に配列されているので、当該直線上に配列された下方柔軟支持部材51、52のみ形状を変化させることで、ウエイト40における当該移動方向の傾きを解消して基準姿勢に戻すことができ、そのため、形状を変化させる下方柔軟支持部材を少なくすることができ、下方柔軟支持部材51〜54の形状変化の制御を容易にできる。   Further, of the plurality of lower flexible support members, the two lower flexible support members 51 and 52 are parallel to the moving direction of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30 and shifted from the gravity center position P of the weight 40 in the vertical direction. Since it is arranged on the straight line L1 passing through the position, by changing the shape of only the lower flexible support members 51 and 52 arranged on the straight line, the inclination of the moving direction in the weight 40 is eliminated and the reference posture is obtained. Therefore, it is possible to reduce the number of the lower flexible support members that change the shape, and to easily control the shape change of the lower flexible support members 51 to 54.

また、ウエイト40における水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向に直交する方向の傾きも検知するように構成されているので、例えば、水平方向アクチュエータ30によって上方の保持部72が移動されたときにウエイト40がフレーム10に対して当該上方の保持部72の移動方向に直交する方向に相対的に傾いてしまった場合でも、この傾きを検出するとともに当該傾きに基づいて下方柔軟支持部材51〜54の形状を変化させることで、ウエイト40の姿勢を基準姿勢に戻して傾きを解消することができ、そのため、ウエイト40の傾きを修正して被試験体TPに対する鉛直方向の荷重をより効果的に受けることができ、試験精度の悪化をさらに抑制することができる。   In addition, since the inclination of the weight 40 in the direction orthogonal to the moving direction of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30 is also detected, for example, the upper holding portion 72 is moved by the horizontal actuator 30. Even when the weight 40 is inclined relative to the frame 10 in a direction orthogonal to the moving direction of the upper holding portion 72, the inclination is detected and the lower flexible support member is based on the inclination. By changing the shapes of 51 to 54, the posture of the weight 40 can be returned to the reference posture and the inclination can be eliminated. Therefore, the inclination of the weight 40 can be corrected to further increase the load in the vertical direction on the device under test TP. It can be received effectively and deterioration of test accuracy can be further suppressed.

また、複数の下方柔軟支持部材51〜54のうち2つの下方柔軟支持部材53、54が、水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向に直交する方向に平行で且つウエイト40の重心位置Pから鉛直方向にずれた位置を通る直線L2上に配列されているので、当該直線上に配列された下方柔軟支持部材53、54のみ形状を変化させることで、ウエイト40における当該移動方向に直交する方向の傾きを解消して基準姿勢に戻すことができ、そのため、形状を変化させる下方柔軟支持部材を少なくすることができ、下方柔軟支持部材51〜54の形状変化の制御を容易にできる。   In addition, two lower flexible support members 53 and 54 among the plurality of lower flexible support members 51 to 54 are parallel to the direction orthogonal to the moving direction of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30 and are located at the center of gravity of the weight 40. Since it is arranged on a straight line L2 passing through a position deviated from P in the vertical direction, only the lower flexible support members 53 and 54 arranged on the straight line are changed in shape so as to be orthogonal to the moving direction of the weight 40. It is possible to eliminate the inclination of the direction to be returned to the reference posture, and therefore it is possible to reduce the number of lower flexible support members that change the shape, and to easily control the shape change of the lower flexible support members 51 to 54.

下方柔軟支持部材51〜54が、空気バネで構成されているので、安価な部材で下方柔軟支持部材51〜54を構成することができ、そのため、荷重負荷試験装置1を安価に構成することができる。   Since the lower flexible support members 51 to 54 are configured by air springs, the lower flexible support members 51 to 54 can be configured by inexpensive members, and therefore, the load load test apparatus 1 can be configured at low cost. it can.

また、側方柔軟支持部材55、56によってウエイト40をその位置姿勢を変化可能なように側方から支えており、ウエイト40における水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向についての水平位置を検知するとともに、検知されたウエイト40の水平方向の位置に基づいて、当該ウエイト40の水平方向の位置が所定の基準位置になるように側方柔軟支持部材55、56の形状を変化させるので、例えば、水平方向アクチュエータ30によって上方の保持部72が移動されたときにウエイト40がフレーム10に対して当該上方の保持部72の移動方向ついての水平方向に相対的に移動(位置ずれ)してしまった場合でも、この水平方向の位置を検出するとともに当該水平方向に位置に基づいて側方柔軟支持部材55、56の形状を変化させることで、ウエイト40の水平方向の位置ずれを解消して基準位置に戻すことができ、そのため、ウエイト40の位置ずれを修正して被試験体TPに対する鉛直方向の荷重をより効果的に受けることができ、試験精度の悪化をさらに抑制することができる。   Further, the weight 40 is supported by the side flexible support members 55 and 56 so that the position and orientation of the weight 40 can be changed, and the horizontal position of the weight 40 in the moving direction of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30 is supported. And the shape of the side flexible support members 55 and 56 is changed based on the detected horizontal position of the weight 40 so that the horizontal position of the weight 40 becomes a predetermined reference position. For example, when the upper holding portion 72 is moved by the horizontal actuator 30, the weight 40 moves (displaces) relative to the frame 10 in the horizontal direction with respect to the moving direction of the upper holding portion 72. Even in the case where the horizontal flexible support member 5 is detected, the horizontal position is detected and the horizontal position is detected based on the horizontal position. , 56 can change the horizontal displacement of the weight 40 and return it to the reference position. Therefore, the displacement of the weight 40 is corrected and the vertical load applied to the device under test TP. Can be more effectively received, and deterioration of test accuracy can be further suppressed.

また、複数の側方柔軟支持部材55、56が、水平方向アクチュエータ30による上方の保持部72の移動方向に平行で且つウエイト40の重心位置Pから鉛直方向にずれた位置を通る直線L1上に配列されているので、当該直線上に配列された側方柔軟支持部材55、56のみ形状を変化させることで、ウエイト40における当該移動方向に対する位置ずれを解消して基準位置に戻すことができ、そのため、形状を変化させる側方柔軟支持部材を少なくすることができ、側方柔軟支持部材55、56の形状変化の制御を容易にできる。   Further, the plurality of side flexible support members 55 and 56 are parallel to the moving direction of the upper holding portion 72 by the horizontal actuator 30 and are on a straight line L1 passing through a position shifted in the vertical direction from the gravity center position P of the weight 40. Since it is arranged, by changing the shape of only the side flexible support members 55 and 56 arranged on the straight line, it is possible to cancel the positional deviation of the weight 40 in the movement direction and return it to the reference position. Therefore, the number of side flexible support members that change the shape can be reduced, and the shape change of the side flexible support members 55 and 56 can be easily controlled.

また、側方柔軟支持部材55、56が、空気バネで構成されているので、安価な部材で側方柔軟支持部材55、56を構成することができ、そのため、荷重負荷試験装置1を安価に構成することができる。   Moreover, since the side flexible support members 55 and 56 are formed of air springs, the side flexible support members 55 and 56 can be formed of inexpensive members, and therefore the load load test apparatus 1 can be made inexpensive. Can be configured.

上述した本実施形態では、ウエイト40における移動方向H1及び直交方向H2の傾きを検知し、この検知した傾きに基づいてウエイト40の姿勢を制御する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、ウエイト40における直交方向H2の傾きが試験への影響が少ない場合など、直交方向H2の傾き検知を省略し、ウエイト40における移動方向H1の傾きのみを検知して、この検知した傾きに基づいてウエイト40の姿勢を制御する構成などとしてもよい。   In the present embodiment described above, the inclination of the moving direction H1 and the orthogonal direction H2 in the weight 40 is detected and the posture of the weight 40 is controlled based on the detected inclination. However, the present invention is not limited to this. Absent. For example, when the inclination of the orthogonal direction H2 in the weight 40 has little influence on the test, the detection of the inclination in the orthogonal direction H2 is omitted, and only the inclination of the movement direction H1 in the weight 40 is detected, and this detection is based on For example, the posture of the weight 40 may be controlled.

また、上述した本実施形態では、ウエイト40における水平方向の位置を検知し、この検知した水平方向の位置に基づいてウエイト40の水平方向の位置を制御するものであったが、例えば、ウエイト40における水平方向の位置ずれが小さく、試験への影響が少ない場合など、水平方向の位置の検出及び制御を省略した構成などとしてもよい。   In the above-described embodiment, the horizontal position of the weight 40 is detected, and the horizontal position of the weight 40 is controlled based on the detected horizontal position. For example, a configuration in which the detection and control of the position in the horizontal direction are omitted may be employed, such as when the horizontal position shift is small and the influence on the test is small.

また、上述した本実施形態では、ウエイト40に固定して取り付けられた水平方向アクチュエータ30を備え、一対の保持部71、72のうち上方の保持部72がこの水平方向アクチュエータ30によって水平方向に移動される構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、下方の保持部71が水平方向アクチュエータ30によって水平方向に移動される構成などとしてもよい。または、水平方向アクチュエータ30を省略した構成としてもよく、この場合、上方の保持部72は、ウエイト40に固定して取り付けられる。   In the above-described embodiment, the horizontal actuator 30 is fixedly attached to the weight 40, and the upper holding portion 72 of the pair of holding portions 71 and 72 is moved in the horizontal direction by the horizontal actuator 30. However, the present invention is not limited to this. For example, the lower holding portion 71 may be moved in the horizontal direction by the horizontal actuator 30. Alternatively, the horizontal actuator 30 may be omitted. In this case, the upper holding portion 72 is fixedly attached to the weight 40.

また、上述した本実施形態では、ウエイト40の直交方向H2の傾きについて、下方柔軟支持部材54のみ形状を変化させて当該傾きを解消する構成であったが、これに限定されるものではなく、下方柔軟支持部材53及び下方柔軟支持部材54のそれぞれの形状を変化させて当該傾きを解消する構成としてもよい。   Further, in the present embodiment described above, with respect to the inclination of the weight 40 in the orthogonal direction H2, only the lower flexible support member 54 is changed in shape to cancel the inclination. However, the present invention is not limited to this. It is good also as a structure which eliminates the said inclination by changing each shape of the downward flexible support member 53 and the downward flexible support member 54. FIG.

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これら実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   In addition, embodiment mentioned above only showed the typical form of this invention, and this invention is not limited to these embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 荷重負荷試験装置
10 フレーム
11 架台
12 支柱
13 クロスヘッド
20 鉛直方向アクチュエータ
30 水平方向アクチュエータ
40 ウエイト
51〜54 下方柔軟支持部材
55、56 側方柔軟支持部材
71、72 一対の保持部
81〜83 傾き検知センサ(傾き検知手段)
84、85 位置検知センサ(位置検知手段)
90 制御部(傾き制御手段、位置制御手段)
H1 移動方向(水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向)
H2 直交方向(水平方向アクチュエータによる保持部の移動方向に直交する方向)
TP 被試験体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Load test apparatus 10 Frame 11 Base 12 Support | pillar 13 Cross head 20 Vertical direction actuator 30 Horizontal direction actuator 40 Weight 51-54 Lower flexible support member 55, 56 Side flexible support member 71, 72 A pair of holding part 81-83 Inclination Detection sensor (tilt detection means)
84, 85 Position detection sensor (position detection means)
90 Control unit (tilt control means, position control means)
H1 Movement direction (Moving direction of holding part by horizontal actuator)
H2 orthogonal direction (direction orthogonal to moving direction of holding part by horizontal actuator)
TP DUT

Claims (8)

フレームと、
被試験体を鉛直方向に挟むように配置された一対の保持部と、
前記一対の保持部のうち上方の保持部が取り付けられたウエイトと、
前記フレームと前記ウエイトとの間に設けられ、前記ウエイトが前記フレームに対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイトを下方から支える複数の下方柔軟支持部材と、
前記フレームに固定して設けられ、前記一対の保持部のうち下方の保持部を鉛直方向に移動させる鉛直方向アクチュエータと、
前記フレーム又は前記ウエイトに固定して設けられ、前記一対の保持部のいずれか一方を水平方向に移動させる水平方向アクチュエータと、
前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向の傾きを検知する傾き検知手段と、
前記傾き検知手段によって検知された前記ウエイトの傾きに基づいて、前記ウエイトの姿勢が所定の基準姿勢になるように前記下方柔軟支持部材の形状を変化させる姿勢制御手段と、を有していることを特徴とする荷重負荷試験装置。
Frame,
A pair of holding parts arranged to sandwich the device under test in the vertical direction;
A weight to which an upper holding portion of the pair of holding portions is attached;
A plurality of lower flexible support members provided between the frame and the weight, and supporting the weight from below so that the weight can change its position and orientation with respect to the frame;
A vertical actuator that is fixed to the frame and moves a lower holding portion of the pair of holding portions in a vertical direction;
A horizontal actuator fixed to the frame or the weight and moving either one of the pair of holding portions in a horizontal direction;
An inclination detecting means for detecting an inclination in a moving direction of the holding portion by the horizontal actuator in the weight;
Posture control means for changing the shape of the lower flexible support member based on the weight inclination detected by the inclination detection means so that the weight posture becomes a predetermined reference posture. A load test apparatus characterized by
前記複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも2つ以上の下方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とする請求項1に記載の荷重負荷試験装置。   At least two or more lower flexible support members of the plurality of lower flexible support members are parallel to the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator and shifted in the vertical direction from the gravity center position of the weight or the gravity center position. The load / load test apparatus according to claim 1, wherein the load / load test apparatus is arranged on a straight line passing through the position. 前記傾き検知手段が、前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に直交する方向の傾きも検知するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の荷重負荷試験装置。   3. The load load according to claim 1, wherein the inclination detection unit is configured to detect an inclination of the weight in a direction orthogonal to a moving direction of the holding unit by the horizontal actuator. Test equipment. 前記複数の下方柔軟支持部材のうち少なくとも2つ以上の下方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に直交する方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とする請求項3に記載の荷重負荷試験装置。   At least two or more lower flexible support members among the plurality of lower flexible support members are parallel to a direction perpendicular to the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator and are perpendicular to the center of gravity position or the center of gravity position. The load / load test apparatus according to claim 3, wherein the load / load test apparatus is arranged on a straight line passing through a position shifted in a direction. 前記下方柔軟支持部材が、空気バネで構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の荷重負荷試験装置。   The load test apparatus according to claim 1, wherein the lower flexible support member is configured by an air spring. 前記フレームと前記ウエイトの間に設けられ、前記ウエイトが前記フレームに対して位置姿勢を変化可能なように当該ウエイトを側方から支える複数の側方柔軟支持部材と、
前記ウエイトにおける前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向についての水平方向の位置を検知する位置検知手段と、
前記位置検知手段によって検知された前記ウエイトの水平方向の位置に基づいて、前記ウエイトの水平方向の位置が所定の基準位置になるように前記側方柔軟支持部材の形状を変化させる位置制御手段と、をさらに有していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の荷重負荷試験装置。
A plurality of side flexible support members that are provided between the frame and the weight and support the weight from the side so that the position of the weight can be changed with respect to the frame;
Position detecting means for detecting a horizontal position of the weight in the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator;
Position control means for changing the shape of the lateral flexible support member based on the horizontal position of the weight detected by the position detection means so that the horizontal position of the weight becomes a predetermined reference position; The load test apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記複数の側方柔軟支持部材のうち少なくとも2つ以上の側方柔軟支持部材が、前記水平方向アクチュエータによる前記保持部の移動方向に平行で且つ前記ウエイトの重心位置又は当該重心位置から鉛直方向にずれた位置を通る直線上に配列されていることを特徴とする請求項6に記載の荷重負荷試験装置。   At least two or more side flexible support members of the plurality of side flexible support members are parallel to the moving direction of the holding portion by the horizontal actuator, and are located at the center of gravity of the weight or vertically from the center of gravity. The load / load test apparatus according to claim 6, wherein the load / load test apparatus is arranged on a straight line passing through the shifted position. 前記側方柔軟支持部材が、空気バネで構成されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の荷重負荷試験装置。   The load test apparatus according to claim 6 or 7, wherein the side flexible support member is formed of an air spring.
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