JP2023121686A

JP2023121686A - 負荷試験装置、荷重検出ユニット、および負荷試験方法

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Publication number: JP2023121686A
Application number: JP2022025172A
Authority: JP
Inventors: 知貴和氣; Tomotaka Wake
Original assignee: Oiles Industry Co Ltd
Current assignee: Oiles Industry Co Ltd
Priority date: 2022-02-21
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2023-08-31
Also published as: TW202334631A

Abstract

【課題】試験体の水平方向の負荷荷重を高精度に測定可能とする。【解決手段】荷重検出ユニット１１は、試験体３が載置された載置テーブル１１０と、第１支承１１１と、第１支承１１１上に載置された第１支持板１１２と、第１支持板１１２上に載置された第２支承１１３と、第２支承１１３上に載置された第２支持板１１４と、第２支持板１１４上に載置された第３支承１１５と、第３支承１１５上に配置され、第２支持板１１４に対して第１支持板１１２と同方向に同量だけ移動する第３支持板１１６と、載置テーブル１１０を第３支持板１１６に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構１１７と、載置テーブル１１０に加わる水平方向負荷荷重を測定する第１ロードセル１１８と、第１、３支持板１１２、１１６に加わる水平方向負荷荷重を測定する第２ロードセル１１９と、第２支持板１１４に加わる水平方向負荷荷重を測定する第３ロードセル１２０とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、積層ゴム支承等の試験体の水平方向の負荷荷重を測定する負荷試験装置に関する。

従来、積層ゴム支承等の試験体の上面に垂直荷重を加えながら試験体の下面を水平方向に変位させた際における試験体の水平方向の負荷荷重（水平抗力）を測定する負荷試験装置が知られている。

例えば、特許文献１に記載の負荷試験装置は、試験体が載置され、水平方向アクチュエータにより水平方向に移動可能な可動ベースと、試験体の上面と当接する第１加圧部材と、第１加圧部材上に載置された積層ゴムと、積層ゴム上に配置され、垂直方向アクチュエータにより垂直方向に移動可能な第２加圧部材と、第１加圧部材に加わる水平方向の負荷荷重を測定するロードセルと、を備えている。

特許文献１に記載の負荷試験装置において、ロードセルにより測定される、第１加圧部材に加わる水平方向の負荷荷重は、試験体および積層ゴムそれぞれの水平方向の負荷荷重の合計値であり、可動ベースの水平方向への移動手段（ローラ支承、リニアガイド等）の摩擦力は含まれない。また、積層ゴムは、垂直剛性が高くて水平剛性が低く、その水平方向の負荷荷重は水平方向の変位量に比例する。このため、可動ベースの水平方向の移動量が極めて小さい場合、ロードセルの測定値に含まれる積層ゴムの水平方向の負荷荷重を小さくすることができる。したがって、特許文献１に記載の負荷試験装置によれば、試験体の水平方向の負荷荷重を高精度に測定することができる。

特開２０１６－４５１００号公報

上述したように、積層ゴムは、垂直剛性が高くて水平剛性が低く、その水平方向の負荷荷重は水平方向の変位量に比例する。このため、特許文献１に記載の負荷試験装置において、可動ベースの水平方向の移動量が大きくなると、それに比例して、ロードセルの測定値に含まれる積層ゴムの水平方向の負荷荷重も大きくなる。積層ゴムの水平剛性が低いほど、その負荷荷重を小さくすることができるが、そのためには、積層ゴムの積層数を増やす必要があり、これにより負荷試験装置が大型化してしまう。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、装置を大型化することなく、試験体の水平方向の負荷荷重をより高精度に測定可能とすることにある。

上記課題を解決するために、本発明では、積層ゴム支承等の試験体が載置され、水平方向アクチュエータにより水平方向に移動可能な載置テーブルを有する荷重検出ユニットを用いる。

ここで、本発明の第一の態様に係る荷重検出ユニットは、第１支承と、第１支承上に載置された第１支持板と、第１支持板上に載置された第２支承と、第２支承上に載置され、第１支持板に対して水平方向に移動可能な第２支持板と、第２支持板上に載置された第３支承と、第３支承上に配置され、第２支持板に対して第１支持板と同方向に同量だけ移動するように第１支持板に連結された第３支持板と、載置テーブルを第３支持板に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構と、載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重を測定する第１ロードセルと、第１および第３支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第２ロードセルと、第２支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第３ロードセルと、をさらに有する。なお、第１～第３支承は、同じせん断ばね定数のゴム支承でもよいし、あるいは、同じ摩擦係数のローラ支承でもよい。

例えば、本発明の第一の態様に係る負荷試験装置は、
試験体の上面に垂直荷重を加えながら前記試験体の下面を水平方向に変位させた際における前記試験体の水平方向の負荷荷重を測定する負荷試験装置であって、
前記試験体が載置され、水平方向アクチュエータにより水平方向に移動可能な載置テーブルを有する荷重検出ユニットと、
前記試験体の上面と当接し、垂直方向アクチュエータにより垂直方向に移動可能な加圧板と、を備え、
前記荷重検出ユニットは、
第１支承と、
前記第１支承上に載置された第１支持板と、
前記第１支持板上に載置された第２支承と、
前記第２支承上に載置され、前記第１支持板に対して水平方向に移動可能な第２支持板と、
前記第２支持板上に載置された第３支承と、
前記第３支承上に配置され、前記第２支持板に対して前記第１支持板と同方向に同量だけ移動するように前記第１支持板に連結された第３支持板と、
前記載置テーブルを前記第３支持板に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構と、
前記載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重を測定する第１ロードセルと、
前記第１支持板および前記第３支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第２ロードセルと、
前記第２支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第３ロードセルと、をさらに有する。

また、本発明の第二の態様に係る荷重検出ユニットは、支承と、支承上に載置された支持板と、載置テーブルを支持板に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構と、載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重を測定する第１ロードセルと、支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第２ロードセルと、をさらに有する。なお、支承はゴム支承でもよいし、あるいは、ローラ支承でもよい。

例えば、本発明の第二の態様に係る負荷試験装置は、
試験体の上面に垂直荷重を加えながら前記試験体の下面を水平方向に変位させた際における前記試験体の水平方向の負荷荷重を測定する負荷試験装置であって、
前記試験体が載置され、水平方向アクチュエータにより水平方向に移動可能な載置テーブルを有する荷重検出ユニットと、
前記試験体の上面と当接し、垂直方向アクチュエータにより垂直方向に移動可能な加圧板と、を備え、
前記荷重検出ユニットは、
支承と、
前記支承上に載置された支持板と、
前記載置テーブルを前記支持板に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構と、
前記載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重を測定する第１ロードセルと、
前記支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第２ロードセルと、をさらに有する。

本発明の第一の態様において、垂直方向アクチュエータにより加圧板に垂直荷重を加えながら水平方向アクチュエータにより載置テーブルを水平方向に移動させた場合、第１ロードセルの測定値である、載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重は、試験体の水平方向の負荷荷重と、水平移動機構の摩擦力と、の合計値であり、また、試験体の水平方向の負荷荷重と、第２ロードセルの測定値である、第１および第３支持板に加わる水平方向の負荷荷重と、第３ロードセルの測定値である、第２支持板に加わる水平方向の負荷荷重と、第１支承の水平方向の負荷荷重と、の合計値で表すことができる。したがって、第１ロードセルの測定値から、第２ロードセルの測定値、第３ロードセルの測定値、および第１支承の水平方向の負荷荷重を差し引くことにより、試験体の水平方向の負荷荷重を算出することができる。

ここで、第２ロードセルの測定値である第１および第３支持板に加わる水平方向の負荷荷重は、水平移動機構の摩擦力から第１～第３支承それぞれの水平方向の負荷荷重を差し引いた値である。したがって、試験体の水平方向の負荷荷重の上記算出において、試験体の水平方向の負荷荷重と水平移動機構の摩擦力と、の合計値である第１ロードセルの測定値から、第２ロードセルの測定値を差し引くことにより、その計算値から水平移動機構の摩擦力の影響を除去することができる。

また、第３ロードセルの測定値である、第２支持板に加わる水平方向の負荷荷重は、第２および第３支承それぞれの水平方向の負荷荷重の合計値である。

第１～第３支承が同じせん断ばね定数のゴム支承である場合、これらの支承の水平方向の負荷荷重は、このせん断ばね定数とその水平方向の変位量との積となる。ここで、第３ロードセルの測定値である、第２支持板に加わる水平方向の負荷荷重は、第２および第３支承それぞれの水平方向の負荷荷重の合計値であるので、せん断ばね定数は、第３ロードセルの測定値と第２および第３支承の水平方向の変位量で表すことができる。また、第２および第３支承の水平方向の変位量は、第２ロードセルの変位量から第３ロードセルの変位量を差し引いた値であり、第２ロードセルの変位量は、第１支承の水平方向の変位量と同じである。そして、第２および第３ロードセルそれぞれの変位量は、それぞれの測定値と剛性を用いて表現できる。このため、第１支承の水平方向の負荷荷重は、第２および第３ロードセルそれぞれの測定値と剛性を用いて表現することができるので、第１～第３ロードセルの測定値を用いて、第１～第３支承のせん断ばね定数に依存することなく、試験体の水平方向の負荷荷重を算出することができる。

また、第１～第３支承が同じ摩擦係数のローラ支承である場合、これらの支承の水平方向の負荷荷重は、この摩擦係数と垂直方向アクチュエータによる垂直荷重との積となる。ここで、第３ロードセルの測定値である、第２支持板に加わる水平方向の負荷荷重は、第２および第３支承それぞれの水平方向の負荷荷重の合計値であるので、摩擦係数は、第３ロードセルの測定値と垂直方向アクチュエータによる垂直荷重で表すことができる。このため、第１～第３ロードセルの測定値を用いて、第１～第３支承の摩擦係数に依存することなく、試験体の水平方向の負荷荷重を算出することができる。

このように、本発明の第一の態様によれば、試験体の水平方向の負荷荷重をより高精度に測定することができる。

また、本発明の第二の態様において、垂直方向アクチュエータにより加圧板に垂直荷重を加えながら水平方向アクチュエータにより載置テーブルを水平方向に移動させた場合、第１ロードセルの測定値である、載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重は、試験体の水平方向の負荷荷重と、水平移動機構の摩擦力と、の合計値であり、また、試験体の水平方向の負荷荷重と、第２ロードセルの測定値である、支持板に加わる水平方向の負荷荷重と、支承の水平方向の負荷荷重と、の合計値で表すことができる。したがって、第１ロードセルの測定値から、第２ロードセルの測定値および支承の水平方向の負荷荷重を差し引くことにより、試験体の水平方向の負荷荷重を算出することができる。

ここで、第２ロードセルの測定値である、支持板に加わる水平荷重は、水平移動機構の摩擦力から支承の水平方向の負荷荷重を差し引いた値である。したがって、試験体の水平方向の負荷荷重の上記算出において、試験体の水平方向の負荷荷重と、水平移動機構の摩擦力と、の合計値である第１ロードセルの測定値から、第２ロードセルの測定値を差し引くことにより、その計算値から水平移動機構の摩擦力の影響を除去することができる。

また、支承がゴム支承である場合、この支承の水平方向の負荷荷重は、そのせん断ばね定数と水平方向の変位量との積となる。ここで、支承の水平方向の変位量は、第２ロードセルの変位量と同じであるので、第２ロードセルの測定値と剛性を用いて表現できる。このため、支承の水平方向の負荷荷重は、支承のせん断ばね定数と、第２ロードセルの測定値および剛性と、を用いて表現できる。したがって、本発明の第一の態様において第１～第３支承に同じせん断ばね定数のゴム支承を用いた場合と異なり、第１および第２ロードセルの測定値を用いて算出した試験体の水平方向の負荷荷重は、支承のせん断ばね定数に依存する。しかし、支承のせん断ばね定数は、第２ロードセルの剛性に比べて極めて小さい。あらかじめ、もしくは定期的に、支承のせん断ばね定数を把握することにより、その影響を小さくすることができる。その一方で、荷重検出ユニットの構成を簡素化して負荷試験装置を小型化することができる。

また、支承がローラ支承である場合、この支承に加わる水平荷重は、その摩擦係数と垂直方向アクチュエータによる垂直荷重との積となる。したがって、本発明の第一の態様において第１～第３支承に同じ摩擦係数のローラ支承を用いた場合と異なり、第１および第２ロードセルの測定値を用いて計算した試験体の水平方向の負荷荷重は、支承の摩擦係数に依存する。このため、試験体の水平方向の負荷荷重をより高精度に求めるためには、支承の摩擦係数をできるだけ低くする必要がある。あらかじめ、もしくは定期的に、支承の摩擦係数を把握することにより、その影響を小さくすることができる。その一方で、荷重検出ユニットの構成を簡素化して負荷試験装置を小型化することができる。

このように、本発明の第二の態様によれば、本発明の第一の態様に比べて負荷試験装置を小型化することができる。

図１は、本発明の第１実施の形態に係る負荷試験装置１の概略構成図である。図２は、負荷試験装置１の各部に加わる負荷荷重を説明するための図である。図３は、負荷試験装置１を用いた負荷試験方法を説明するためのフロー図である。図４は、負荷試験装置１の変形例１ａの概略構成図である。図５は、負荷試験装置１の変形例１ｂの概略構成図である。図６は、図５において、負荷試験装置１の変形例１ｂをＸ方向から見た図である。図７は、負荷試験装置１の変形例１ｃにおいて、各部に加わる負荷荷重を説明するための図である。図８は、本発明の第２実施の形態に係る負荷試験装置２の概略構成図である。図９は、負荷試験装置２の各部に加わる負荷荷重を説明するための図である。図１０は、負荷試験装置２を用いた負荷試験方法を説明するためのフロー図である。図１１は、負荷試験装置２の変形例２ａにおいて、各部に加わる負荷荷重を説明するための図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

［第１実施の形態］
図１は、本実施の形態に係る負荷試験装置１の概略構成図である。

本実施の形態に係る負荷試験装置１は、積層ゴム支承等の試験体３の水平方向の負荷荷重（水平抗力）を測定するための装置であり、図示するように、断面コの字型の固定ベース１０と、荷重検出ユニット１１と、水平方向アクチュエータ１３と、垂直移動機構１４と、垂直方向アクチュエータ１５と、加圧板１６と、を備えている。

荷重検出ユニット１１は、試験体３の水平方向の負荷荷重を算出するために必要な測定値を計測するためのものであり、試験体３を載置するための載置テーブル１１０と、第１ゴム支承１１１と、第１支持板１１２と、第２ゴム支承１１３と、第２支持板１１４と、第３ゴム支承１１５と、第３支持板１１６と、水平移動機構１１７と、第１ロードセル１１８と、第２ロードセル１１９と、第３ロードセル１２０と、を有する。

第１ゴム支承１１１は、固定ベース１０上に載置されている。

第１支持板１１２は、第１ゴム支承１１１上に載置され、固定ベース１０に対して水平方向に移動可能である。

第２ゴム支承１１３は、第１支持板１１２上に載置されている。

第２支持板１１４は、第２ゴム支承１１３上に載置され、第１支持板１１２に対して水平方向に移動可能である。

第３ゴム支承１１５は、第２支持板１１４上に載置されている。

第３支持板１１６は、第３ゴム支承１１５上に配置され、第２支持板１１４に対して第１支持板１１２と同方向に同量だけ移動するように、連結部１１６１によって第１支持板１１２に連結されている。

ここで、第１ゴム支承１１１、第２ゴム支承１１３、および第３ゴム支承１１５には、同じせん断ばね定数を有するものが用いられる。

水平移動機構１１７は、第３支持板１１６上に載置されたローラ支承、リニアガイド等で構成され、水平移動機構１１７上に載置された載置テーブル１１０を第３支持板１１６に対して水平方向に移動可能に支持する。

第１ロードセル１１８は、載置テーブル１１０の側面１１０１と水平方向アクチュエータ１３との間に配置され、載置テーブル１１０に加わる水平方向の負荷荷重（載置テーブル１１０と固定ベース１０との間の水平方向の負荷荷重）を測定する。

第２ロードセル１１９は、第１支持板１１２および第３支持板１１６の連結部１１６１と固定ベース１０に設けられた垂直壁面１０１との間に配置され、第１支持板１１２および第３支持板１１６に加わる水平方向の負荷荷重（第１支持板１１２および第３支持板１１６と固定ベース１０との間の水平方向の負荷荷重）を測定する。

第３ロードセル１２０は、第２支持板１１４と固定ベース１０に設けられた垂直壁面１０２との間に配置され、第２支持板１１４に加わる水平方向の負荷荷重（第２支持板１１４と固定ベース１０との間の水平方向の負荷荷重）を測定する。

水平方向アクチュエータ１３は、固定ベース１０に取り付けられており、第１ロードセル１１８を介して載置テーブル１１０を水平方向に加圧する。水平方向アクチュエータ１３により水平方向に加圧された載置テーブル１１０は、水平移動機構１１７によって第３支持板１１６に対して水平方向に移動する。

垂直移動機構１４は、固定ベース１０の側面１０３に配置されたローラ支承、リニアガイド等で構成され、加圧板１６を固定ベース１０に対して垂直方向に移動可能に支持する。

垂直方向アクチュエータ１５は、固定ベース１０に取り付けられており、加圧板１６を垂直方向に加圧する。

加圧板１６は、試験体３の上面と当接しており、垂直移動機構１４および垂直方向アクチュエータ１５によって垂直方向に移動することにより試験体３を加圧する。

図２は、本実施の形態に係る負荷試験装置１の各部に加わる負荷荷重を説明するための図である。

図示するように、垂直方向アクチュエータ１５により加圧板１６に垂直荷重Ｎを加えながら水平方向アクチュエータ１３により載置テーブル１１０を水平方向に移動させた場合、第１ロードセル１１８の測定値Ｆ１である、載置テーブル１１０に加わる水平方向の負荷荷重は、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈと、水平移動機構１１７の摩擦力と、の合計値である。水平移動機構１１７の摩擦係数をμとした場合、第１ロードセル１１８の測定値Ｆ１は、数１で表すことができる。

また、第１ロードセル１１８の測定値Ｆ１は、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈと、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２である、第１支持板１１２および第３支持板１１６に加わる水平方向の負荷荷重と、第３ロードセル１２０の測定値Ｆ３である、第２支持板１１４に加わる水平方向の負荷荷重と、第１ゴム支承１１１の水平方向の負荷荷重と、の合計値で表すことができる。したがって、第１ロードセル１１８の測定値Ｆ１から、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２、第３ロードセル１２０の測定値Ｆ３、および第１ゴム支承１１１の水平方向の負荷荷重を差し引くことにより、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出することができる。ここで、第１ゴム支承１１１、第２ゴム支承１１３、および第３ゴム支承１１５のせん断ばね定数をｋｒ、第１ゴム支承１１１の変位量をｄｘ２とした場合、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈは、数２で表すことができる。

ここで、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２である、第１支持板１１２および第３支持板１１６に加わる水平方向の負荷荷重は、水平移動機構１１７の摩擦力μ・Ｎから第１ゴム支承１１１、第２ゴム支承１１３、および第３ゴム支承１１５それぞれの水平方向の負荷荷重を差し引いた値である。第１支持板１１２および第３支持板１１６は、第２支持板１１４に対して同方向に同量だけ移動するので、第２ゴム支承１１３および第３ゴム支承１１５の変位量は同じである。第２ゴム支承１１３および第３ゴム支承１１５の変位量をｄｘｒとした場合、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２である第１支持板１１２および第３支持板１１６に加わる水平方向の負荷荷重は、数３で表すことができる。

数３に示すように、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２は水平移動機構１１７の摩擦力μ・Ｎを含む。したがって、数２において、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈと、水平移動機構１１７の摩擦力μ・Ｎと、の合計値である第１ロードセル１１８の測定値Ｆ１（数１参照）から、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２を差し引くことにより、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈの算出値から水平移動機構１１７の摩擦力μ・Ｎの影響を除去することができる。

また、第３ロードセル１２０の測定値Ｆ３である、第２支持板１１４に加わる水平方向の負荷荷重は、第２ゴム支承１１３および第３ゴム支承１１５それぞれの水平方向の負荷荷重の合計値であり、数４で表すことができる。

また、数４から、第１ゴム支承１１１、第２ゴム支承１１３、および第３ゴム支承１１５のせん断ばね定数ｋｒは、第３ロードセル１２０の測定値Ｆ３と第２ゴム支承１１３および第３ゴム支承１１５の変位量ｄｘｒとを用いて、数５で表すことができる。

さらに、第２ゴム支承１１３および第３ゴム支承１１５の変位量ｄｘｒは、第２ロードセル１１９の変位量から第３ロードセル１２０の変位量を差し引いた値であり、第２ロードセル１１９の変位量は、第１ゴム支承１１１の水平方向の変位量ｄｘ２と同じである。第３ロードセル１２０の変位量をｄｘ３とした場合、第２ゴム支承１１３および第３ゴム支承１１５の変位量ｄｘｒは、数６で表すことができる。

また、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２は、第２ロードセル１１９の剛性と変位量ｄｘ２との積であるので、第２ロードセル１１９の剛性をｋ２とした場合、第２ロードセル１１９の変位量ｄｘ２は、数７で表すことができる。

同様に、第３ロードセル１２０の測定値Ｆ３は、第３ロードセル１２０の剛性と変位量ｄｘ３との積であるので、第３ロードセル１２０の剛性をｋ３とした場合、第３ロードセル１２０の変位量ｄｘ３は、数８で表すことができる。

数５～数８により、第１ゴム支承１１１、第２ゴム支承１１３、および第３ゴム支承１１５のせん断ばね定数ｋｒは、第２ロードセル１１９および第３ロードセル１２０それぞれの測定値Ｆ２、Ｆ３と剛性ｋ２、ｋ３を用いて数９で表すことができる。

したがって、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈは、数１０で表すことができるので、第１～第３ロードセル１１８～１２０の測定値Ｆ１～Ｆ３を用いて、第１ゴム支承１１１、第２ゴム支承１１３、および第３ゴム支承１１５のせん断ばね定数ｋｒに依存することなく、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出することができる。

図３は、本実施の形態に係る負荷試験装置１を用いた負荷試験方法を説明するためのフロー図である。

まず、垂直方向アクチュエータ１５により加圧板１６に垂直荷重Ｎを加えながら、水平方向アクチュエータ１３により載置テーブル１１０を水平方向に移動させる（Ｓ１０）。これにより、試験体３は、その上面を垂直荷重Ｎで加圧されながら、その下面が水平方向に変位して、水平方向の負荷荷重Ｆｈを発生させる。

つぎに、第１～第３ロードセル１１８～１２０の測定値Ｆ１～Ｆ３を取得する（Ｓ１１）。それから、取得した第１～第３ロードセル１１８～１２０の測定値Ｆ１～Ｆ３をパーソナルコンピュータ等の情報処置装置に送信し、情報処置装置において、測定値Ｆ１～Ｆ３を上述の数１０に代入して、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出する（Ｓ１２）。

本実施の形態では、第１～第３ロードセル１１８～１２０の測定値Ｆ１～Ｆ３を上述の数１０に代入して、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出することにより、この算出値から水平移動機構１１７の摩擦力μ・Ｎの影響を除去することができる。また、第１ゴム支承１１１、第２ゴム支承１１３、および第３ゴム支承１１５のせん断ばね定数ｋｒに依存することなく、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出することができる。したがって、本実施の形態によれば、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈをより高精度に測定することができる。

また、本実施の形態では、載置テーブル１１０と第３支持板１１６との間に水平移動機構１１７を配置しているので、水平方向アクチュエータ１３により載置テーブル１１０を水平方向に移動させた際の、第１ゴム支承１１１、第１支持板１１２、第２ゴム支承１１３、第２支持板１１４、第３ゴム支承１１５、および第３支持板１１６の影響を小さくすることができる。このため、載置テーブル１１０を高振動数で加振した際の慣性力が小さくなり、より安価に装置を作製することができる。

なお、本実施の形態において、水平方向アクチュエータ１３により載置テーブル１１０を水平方向に移動して、図２に示すように、試験体３が変形する場合、その変形量が大きくなると、載置テーブル１１０に回転モーメントが作用して、載置テーブル１１０が時計回りに回転（傾斜）しようとする。ゴムは、引張剛性が小さく、変形しやすい。そこで、これに対抗するために、載置テーブル１１０の回転防止機構を採用してもよい。

図４に示す負荷試験装置１の変形例１ａでは、第１ゴム支承１１１、第２ゴム支承１１３、および第３ゴム支承１１５の回転防止機構として、ローラ軸受、すべり軸受等の水平移動機構１７０を有するボルト１７を採用している。載置テーブル１１０には、ボルト１７の直径よりも大径でかつボルト１７を載置テーブル１１０に対して水平方向に移動可能とする長穴の貫通穴１１００が形成されており、第１支持板１１２、第２支持板１１４、および第３支持板１１６には、それぞれ、ボルト１７の直径よりも大径の貫通穴１１２０、１１４０、１１６０が形成されている。また、固定ベース１０の上面（第１ゴム支承１１１の載置面）には、ボルト１７の先端部に形成されたネジ部と螺合するネジ孔１０４が形成されている。ボルト１７を、載置テーブル１１０、第３支持板１１６、第２支持板１１４、第１支持板１１２それぞれの貫通穴１１００、１１６０、１１４０、１１２０に通して、そのネジ頭と載置テーブル１１０の上面（試験体３の載置面）との間に水平移動機構１７０を介在させた状態で、その先端部を固定ベース１０のネジ孔１０４に螺合させる。これにより、固定ベース１０に対して、載置テーブル１１０、第１支持板１１２、第２支持板１１４、および第３支持板１１６の水平方向の移動を許容しつつ、垂直方向の移動を拘束して、載置テーブル１１０の回転を防止することができる。

また、図５および図６に示す変形例１ｂでは、第１ゴム支承１１１、第２ゴム支承１１３、および第３ゴム支承１１５の回転防止機構として、載置テーブル１１０の下面（水平移動機構１１７側の面）側において、水平方向アクチュエータ１３による移動方向（図５のＸ方向）と平行な載置テーブル１１０の両側面からこの移動方向に対して垂直な方向に張り出す薄板部１１０２と、薄板部１１０２上に配置されたローラ軸受、すべり軸受等の水平移動機構３００と、固定ベース１０に固定され、薄板部１１０２と対面し、水平移動機構３００を介して薄板部１１０２を支持する支持部１０５と、を設けている。水平移動機構３００を介して、固定ベース１０の支持部１０５によって、載置テーブル１１０の水平方向アクチュエータ１３による移動方向に平行な両端部（薄板部１１０２）を支持することにより、固定ベース１０に対して、載置テーブル１１０、第１支持板１１２、第２支持板１１４、および第３支持板１１６の水平方向の移動を許容しつつ、垂直方向の移動を拘束して、載置テーブル１１０の回転を防止することができる。

また、本実施の形態では、第１支持板１１２を固定ベース１０に対して水平方向に移動可能に支持する第１支承、第２支持板１１４を第１支持板１１２に対して水平方向に支持する第２支承、および、第３支持板１１６を第２支持板１１４に対して水平方向に移動可能に支持する第３支承として、同じばねせん断定数を有する第１～第３ゴム支承１１１、１１３、１１５を用いている。しかし、本発明はこれに限定されない。第１～第３支承として、同じ摩擦係数を有するローラ支承、すべり支承等を用いてもよい。

図７に示す負荷試験装置１の変形例１ｃでは、同じせん断ばね定数を有する第１ゴム支承１１１、第２ゴム支承１１３、および第３ゴム支承１１５に代えて、同じ摩擦係数を有する第１ローラ支承１２１、第２ローラ支承１２２、および第３ローラ支承１２３を用いている。

図示するように、垂直方向アクチュエータ１５により加圧板１６に垂直荷重Ｎを加えながら水平方向アクチュエータ１３により載置テーブル１１０を水平方向に移動させた場合、第１ロードセル１１８の測定値Ｆ１である、載置テーブル１１０に加わる水平方向の負荷荷重は、数１に示すように、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈと、水平移動機構１１７の摩擦力μ・Ｎと、の合計値である。

また、第１ロードセル１１８の測定値Ｆ１は、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈと、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２である、第１支持板１１２および第３支持板１１６に加わる水平方向の負荷荷重と、第３ロードセル１１０の測定値Ｆ３である、第２支持板１１４に加わる水平方向の負荷荷重と、第１ローラ支承１２１の水平方向の負荷荷重と、の合計値で表すことができる。したがって、第１ロードセル１１８の測定値Ｆ１から、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２、第３ロードセル１２０の測定値Ｆ３、および第１ローラ支承１２１の水平方向の負荷荷重を差し引くことにより、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出することができる。ここで、第１ローラ支承１２１、第２ローラ支承１２２、および第３ローラ支承１２３の摩擦係数をμｒとした場合、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈは、数１１で表すことができる。

ここで、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２である、第１支持板１１２および第３支持板１１６に加わる水平方向の負荷荷重は、数１２に示すように、水平移動機構１１７の摩擦力μ・Ｎから第１ローラ支承１２１、第２ローラ支承１２２、および第３ローラ支承１２３それぞれの水平方向の負荷荷重を差し引いた値である。

数１２に示すように、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２は水平移動機構１１７の摩擦力μ・Ｎを含む。したがって、数１１において、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈと、水平移動機構１１７の摩擦力μ・Ｎと、の合計値である第１ロードセル１１８の測定値Ｆ１（数１参照）から、第２ロードセル１１９の測定値Ｆ２を差し引くことにより、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈの算出値から水平移動機構１１７の摩擦力μ・Ｎの影響を除去することができる。

また、第１ローラ支承１２１、第２ローラ支承１２２、および第３ローラ支承１２３の水平荷重は、これらの摩擦係数μｒと垂直方向アクチュエータ１５による垂直荷重Ｎとの積となる。ここで、第３ロードセル１２０の測定値Ｆ３である、第２支持板１１４に加わる水平方向の負荷荷重は、第１ローラ支承１２１および第２ローラ支承１２２それぞれの水平方向の負荷荷重の合計値であり、数１３で表すことができる。

したがって、第１ローラ支承１２１、第２ローラ支承１２２、および第３ローラ支承１２３の摩擦係数μｒは、第３ロードセル１２０の測定値Ｆ３を用いて数１４で表すことができる。

このため、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈは、数１５で表すことができる。

したがって、第１～第３ロードセル１１８～１２０の測定値Ｆ１～Ｆ３を用いて、第１ローラ支承１２１、第２ローラ支承１２２、および第３ローラ支承１２３の摩擦係数μｒに依存することなく、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出することができる。

［第２実施の形態］
図８は、本実施の形態に係る負荷試験装置２の概略構成図である。

本実施の形態に係る負荷試験装置２は、本発明の第１実施の形態に係る負荷試験装置１と同様、積層ゴム支承等の試験体３の水平方向の負荷荷重（水平抗力）を測定するための装置であり、図示するように、断面コの字型の固定ベース２０と、荷重検出ユニット２１と、水平方向アクチュエータ２３と、垂直移動機構２４と、垂直方向アクチュエータ２５と、加圧板２６と、を備えている。

荷重検出ユニット２１は、試験体３の水平方向の負荷荷重を算出するために必要な測定値を計測するためのものであり、試験体３を載置するための載置テーブル２１０と、ゴム支承２１１と、支持板２１２と、水平移動機構２１７と、第１ロードセル２１８と、第２ロードセル２１９と、を有する。

ゴム支承２１１は、固定ベース２０上に載置されている。

支持板２１２は、ゴム支承２１１上に載置され、固定ベース２０に対して水平方向に移動可能である。

水平移動機構２１７は、支持板２１２上に載置されたローラ支承、リニアガイド等で構成され、水平移動機構２１７上に載置された載置テーブル２１０を支持板２１２に対して水平方向に移動可能に支持する。

第１ロードセル２１８は、載置テーブル２１０の側面２１０１と水平方向アクチュエータ２３との間に配置され、載置テーブル２１０に加わる水平方向の負荷荷重（載置テーブル２１０と固定ベース２０との間の水平方向の負荷荷重）を測定する。

第２ロードセル２１９は、支持板２１２の側面２１２０と固定ベース２０に設けられた垂直壁面２０１との間に配置され、支持板２１２に加わる水平方向の負荷荷重（支持板２１２と固定ベース２０との間の水平方向の負荷荷重）を測定する。

水平方向アクチュエータ２３は、固定ベース２０に取り付けられており、第１ロードセル２１８を介して載置テーブル２１０を水平方向に加圧する。水平方向アクチュエータ２３により水平方向に加圧された載置テーブル２１０は、水平移動機構２１７によって支持板２１２に対して水平方向に移動する。

垂直移動機構２４は、固定ベース２０の側面２０３に配置されたローラ支承、リニアガイド等で構成され、加圧板２６を固定ベース２０に対して垂直方向に移動可能に支持する。

垂直方向アクチュエータ２５は、固定ベース２０に取り付けられており、加圧板２６を垂直方向に加圧する。

加圧板２６は、試験体３の上面と当接しており、垂直移動機構２４および垂直方向アクチュエータ２５によって垂直方向に移動することにより試験体３を加圧する。

図９は、本実施の形態に係る負荷試験装置２の各部に加わる負荷荷重を説明するための図である。

図示するように、垂直方向アクチュエータ２５により加圧板２６に垂直荷重Ｎを加えながら水平方向アクチュエータ２３により載置テーブル２１０を水平方向に移動させた場合、第１ロードセル２１８の測定値Ｆ１である、載置テーブル２１０に加わる水平方向の負荷荷重は、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈと、水平移動機構２５の摩擦力と、の合計値である。水平移動機構２５の摩擦係数をμとした場合、上述の数１で表すことができる。

また、第１ロードセル２１８の測定値Ｆ１は、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈと、第２ロードセル２１４の測定値Ｆ２である、支持板２１２に加わる水平方向の負荷荷重と、ゴム支承２１１の水平方向の負荷荷重と、の合計値で表すことができる。したがって、第１ロードセル２１８の測定値Ｆ１から、第２ロードセル２１９の測定値Ｆ２およびゴム支承２１１の水平方向の負荷荷重を差し引くことにより、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出することができる。ここで、ゴム支承２１１のせん断ばね定数をｋｒとし、その変位量をｄｘ２とした場合、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈは、数１６で表すことができる。

ここで、第２ロードセル２１９の測定値Ｆ２である、支持板２１２に加わる水平方向の負荷荷重は、水平移動機構２１７の摩擦力μ・Ｎからゴム支承２１１の水平方向の負荷荷重を差し引いた値であり、数１７で表すことができる。

数１７に示すように、第２ロードセル２１９の測定値Ｆ２は水平移動機構２１７の摩擦力μ・Ｎを含む。したがって、数１６において、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈと、水平移動機構２１７の摩擦力μ・Ｎと、の合計値である第１ロードセル２１８の測定値Ｆ１（数１参照）から、第２ロードセル２１９の測定値Ｆ２を差し引くことにより、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈの算出値から水平移動機構２１７の摩擦力μ・Ｎの影響を除去することができる。

また、第２ロードセル２１９の変位量は、ゴム支承２１１の変位量ｄｘ２と同じである。第２ロードセル２１９の測定値Ｆ２は、第２ロードセル２１９の剛性と変位量ｄｘ２との積であるので、第２ロードセル２１９の剛性をｋ２とした場合、第２ロードセル２１９の変位量ｄｘ２は、数１８で表すことができる。

したがって、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈは、数１９で表すことができる。

数１９によれば、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈは、本発明の第１実施の形態と異なり、ゴム支承２１１のせん断ばね定数ｋｒに依存する。しかし、一般に、ゴム支承２１１のせん断ばね定数ｋｒは、第２ロードセル２１９の剛性ｋ２に比べて極めて小さい。あらかじめ、もしくは定期的に、ゴム支承２１１のせん断ばね定数ｋｒを把握することにより、その影響を小さくすることができる。その一方で、本発明の第１実施の形態に比べて、荷重検出ユニット２１の構成を簡素化して負荷試験装置２を小型化することができる。

図１０は、本実施の形態に係る負荷試験装置２を用いた負荷試験方法を説明するためのフロー図である。

まず、垂直方向アクチュエータ２５により加圧板２６に垂直荷重Ｎを加えながら、水平方向アクチュエータ２３により載置テーブル２１０を水平方向に移動させる（Ｓ２０）。これにより、試験体３は、その上面を垂直荷重Ｎで加圧されながら、その下面が水平方向に変位して、水平方向の負荷荷重Ｆｈを発生させる。

つぎに、第１、第２ロードセル２１８、２１９の測定値Ｆ１、Ｆ２を取得する（Ｓ２１）。それから、取得した第１、第２ロードセル２１８、２１９の測定値Ｆ１、Ｆ２をパーソナルコンピュータ等の情報処置装置に送信し、情報処置装置において、測定値Ｆ１、Ｆ２を上述の数１９に代入し、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出する（Ｓ２２）。

本実施の形態では、第１、第２ロードセル２１８、２１９の測定値Ｆ１、Ｆ２を上述の数１９に代入して、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出することにより、この算出値から水平移動機構２１７の摩擦力μ・Ｎの影響を除去することができる。また、本発明の第１実施の形態と異なり、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈの算出値が、ゴム支承２１１のせん断ばね定数ｋｒに依存するが、一般に、ゴム支承２１１のせん断ばね定数ｋｒは、第２ロードセル２１９の剛性ｋ２に比べて極めて小さい。あらかじめ、もしくは定期的に、ゴム支承２１１のせん断ばね定数ｋｒを把握することにより、その影響を小さくすることができる。その一方で、本発明の第１実施の形態に比べて、荷重検出ユニット２１の構成を簡素化して負荷試験装置２を小型化することができる。

なお、本実施の形態において、支持板２１２を固定ベース２０に対して水平方向に移動可能に支持する支承として、ゴム支承２１１を用いている。しかし、本発明はこれに限定されない。支持板２１２を固定ベース２０に対して水平方向に移動可能に支持する支承として、ローラ支承、すべり支承等を用いてもよい。

図１１に示す負荷試験装置２の変形例２ａでは、ゴム支承２１１に代えてローラ支承２２１を用いている。

図示するように、垂直方向アクチュエータ２５により加圧板２６に垂直荷重Ｎを加えながら水平方向アクチュエータ２３により載置テーブル２１０を水平方向に移動させた場合、第１ロードセル２１８の測定値Ｆ１である、載置テーブル２１０に加わる水平方向の負荷荷重は、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈと、第２ロードセル２４の測定値Ｆ２である、支持板２２１に加わる水平方向の負荷荷重と、ローラ支承２２１の水平方向の負荷荷重と、の合計値となる。したがって、第１ロードセル２１８の測定値Ｆ１から、第２ロードセル２１９の測定値Ｆ２およびローラ支承２２１の水平方向の負荷荷重を差し引くことにより、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈを算出することができる。ここで、ローラ支承２２１の摩擦係数をμｒとした場合、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈは、数２０で表すことができる。

数２０によれば、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈは、本発明の第１実施の形態の変形例１ｃと異なり、ローラ支承２２１の摩擦係数μｒに依存する。したがって、試験体３の水平方向の負荷荷重Ｆｈの算出値におけるローラ支承２２１の水平方向の負荷荷重の影響を小さくするためには、ローラ支承２２１の摩擦係数μｒを小さくする必要がある。あらかじめ、もしくは定期的に、ローラ支承２２１の摩擦係数μｒを把握することにより、その影響を小さくすることができる。その一方で、本発明の第１実施の形態の変形例１ｃに比べて、荷重検出ユニット２１の構成を簡素化して負荷試験装置２を小型化することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

本発明は上記の各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、上記の各実施の形態では、試験体３の水平方向の一方向における負荷荷重を測定する負荷試験装置を例にとり説明した。しかし、本発明はこれに限定されない。本発明は、試験体３の水平方向の直交する二方向における負荷荷重を測定する負荷試験装置にも適用できる。

例えば、図１、図４に示す負荷試験装置１、１ａにおいて、水平移動機構１１７として、載置テーブル１１０を第３支持板１１６に対して水平方向の直交する二方向に移動可能に支持するＸＹステージ等を採用する。そして、水平方向の直交する二方向の断面図のそれぞれにおいて、図１、図４に示す負荷試験装置１、１ａの構成となるように、固定ベース１０および載置テーブル１１０を形成するとともに、水平方向アクチュエータ１３、垂直移動機構１４、第１ロードセル１１８、第２ロードセル１１９、第３ロードセル１２０を、それぞれ２つ設ける。

また、図７に示す負荷試験装置１ｃにおいて、水平移動機構１１７として、載置テーブル１１０を第３支持板１１６に対して水平方向の直交する二方向に移動可能に支持するＸＹステージ等を採用し、第１ローラ支承１２１の代わりに、第１支持板１１２を固定ベース１０に対して水平方向の直交する二方向に移動可能に支持するすべり支承等を採用し、第２ローラ支承１２２の代わりに、第２支持板１１４を第１支持板１１２に対して水平方向の直交する二方向に移動可能に支持するすべり支承等を採用し、第３ローラ支承１２３の代わりに、第３支持板１１６を第２支持板１１４に対して水平方向の直交する二方向に移動可能に支持するすべり支承等を採用する。そして、水平方向の直交する二方向の断面図のそれぞれにおいて、図７に示す負荷試験装置１ｃの構成となるように、固定ベース１０および載置テーブル１１０を形成するとともに、水平方向アクチュエータ１３、垂直移動機構１４、第１ロードセル１１８、第２ロードセル１１９、および第３ロードセル１２０を、それぞれ２つ設ける。

また、図８に示す負荷試験装置２において、水平移動機構２１７として、載置テーブル２１０を支持板２１２に対して水平方向の直交する二方向に移動可能に支持するＸＹステージ等を採用する。そして、水平方向の直交する二方向の断面図のそれぞれにおいて、図８に示す負荷試験装置２の構成となるように、固定ベース２０および載置テーブル２１０を形成するとともに、水平方向アクチュエータ２３、垂直移動機構２４、第１ロードセル２１８、および第２ロードセル２１９を、それぞれ２つ設ける。

また、図１１に示す負荷試験装置２ａにおいて、水平移動機構２１７として、載置テーブル２１０を支持板２１２に対して水平方向の直交する二方向に移動可能に支持するＸＹステージ等を採用し、ローラ支承２２１の代わりに、支持板２２１を固定ベース２０に対して水平方向の直交する二方向に移動可能に支持するすべり支承等を採用する。そして、水平方向の直交する二方向の断面図のそれぞれにおいて、図１１に示す負荷試験装置２ａの構成となるように、固定ベース２０および載置テーブル２１０を形成するとともに、水平方向アクチュエータ２３、垂直移動機構２４、第１ロードセル２１８、および第２ロードセル２１９を、それぞれ２つ設ける。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、２、２ａ：負荷試験装置
３：試験体１０、２０：固定ベース
１１、２１：荷重検出ユニット
１３、２３：水平方向アクチュエータ
１４、２４：垂直移動機構
１５、２５：垂直方向アクチュエータ
１６、２６：加圧板１７：ボルト
１７：水平移動機構
１０１、１０２、２０１：垂直壁面
１０３：固定ベース１０の側面１０４：ネジ孔
１０５：固定ベースの支持部
１１０、２１０：載置テーブル１１１：第１ゴム支承
１１２：第１支持板１１３：第２ゴム支承
１１４：第２支持板１１５：第３ゴム支承
１１６：第３支持板
１１７、２１７、１７０、３００：水平移動機構
１１８、２１８：第１ロードセル
１１９、２１９：第２ロードセル
１２０：第３ロードセル１２１：第１ローラ支承
１２２：第２ローラ支承１２３：第３ローラ支承
２０３：固定ベース２０の側面
２１１：ゴム支承２１２：支持板
２２１：ローラ支承１１６０：連結部
１１００、１１２０、１１４０、１１６０：貫通穴
１１０１、２１０１: 載置テーブル１１０、２１０の側面
１１０２：薄板部１１６１：連結部
２１２０：支持板２１２の側面

Claims

試験体の上面に垂直荷重を加えながら前記試験体の下面を水平方向に変位させた際における前記試験体の水平方向の負荷荷重を測定する負荷試験装置であって、
前記試験体が載置され、水平方向アクチュエータにより水平方向に移動可能な載置テーブルを有する荷重検出ユニットと、
前記試験体の上面と当接し、垂直方向アクチュエータにより垂直方向に移動可能な加圧板と、を備え、
前記荷重検出ユニットは、
第１支承と、
前記第１支承上に載置された第１支持板と、
前記第１支持板上に載置された第２支承と、
前記第２支承上に載置され、前記第１支持板に対して水平方向に移動可能な第２支持板と、
前記第２支持板上に載置された第３支承と、
前記第３支承上に配置され、前記第２支持板に対して前記第１支持板と同方向に同量だけ移動するように前記第１支持板に連結された第３支持板と、
前記載置テーブルを前記第３支持板に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構と、
前記載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重を測定する第１ロードセルと、
前記第１支持板および前記第３支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第２ロードセルと、
前記第２支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第３ロードセルと、をさらに有する
ことを特徴とする負荷試験装置。
請求項１に記載の負荷試験装置であって、
前記第１支承、前記第２支承、および前記第３支承は、同じせん断ばね定数を有するゴム支承である
ことを特徴とする負荷試験装置。
請求項１に記載の負荷試験装置であって、
前記第１支承、前記第２支承、および前記第３支承は、同じ摩擦係数を有するローラ支承である
ことを特徴とする負荷試験装置。
試験体の上面に垂直荷重を加えながら前記試験体の下面を水平方向に変位させた際における前記試験体の水平方向の負荷荷重を測定する負荷試験装置であって、
前記試験体が載置され、水平方向アクチュエータにより水平方向に移動可能な載置テーブルを有する荷重検出ユニットと、
前記試験体の上面と当接し、垂直方向アクチュエータにより垂直方向に移動可能な加圧板と、を備え、
前記荷重検出ユニットは、
支承と、
前記支承上に載置された支持板と、
前記載置テーブルを前記支持板に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構と、
前記載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重を測定する第１ロードセルと、
前記支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第２ロードセルと、をさらに有する
ことを特徴とする負荷試験装置。
請求項４に記載の負荷試験装置であって、
前記支承は、ゴム支承である
ことを特徴とする負荷試験装置。
請求項４に記載の負荷試験装置であって、
前記支承は、ローラ支承である
ことを特徴とする負荷試験装置。
試験体の水平方向の負荷荷重を測定するために用いられる荷重検出ユニットであって、
前記試験体が載置され、水平方向に移動可能な載置テーブルと、
第１支承と、
前記第１支承上に載置された第１支持板と、
前記第１支持板上に載置された第２支承と、
前記第２支承上に載置され、前記第１支持板に対して水平方向に移動可能な第２支持板と、
前記第２支持板上に載置された第３支承と、
前記第３支承上に配置され、前記第２支持板に対して前記第１支持板と同方向に同量だけ移動するように前記第１支持板に連結された第３支持板と、
前記載置テーブルを前記第３支持板に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構と、
前記載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重を測定する第１ロードセルと、
前記第１支持板および前記第３支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第２ロードセルと、
前記第２支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第３ロードセルと、を有する
ことを特徴とする荷重検出ユニット。
試験体の水平方向の負荷荷重を測定するために用いられる荷重検出ユニットであって、
前記試験体が載置され、水平方向に移動可能な載置テーブルと、
支承と、
前記支承上に載置された支持板と、
前記載置テーブルを前記支持板に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構と、
前記載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重を測定する第１ロードセルと、
前記支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第２ロードセルと、をさらに有する
ことを特徴とする荷重検出ユニット。
負荷試験装置を用いて試験体の水平方向の負荷荷重を測定する負荷試験方法であって、
前記負荷試験装置は、
前記試験体が載置され、水平方向アクチュエータにより水平方向に移動可能な載置テーブルを有する荷重検出ユニットと、
前記試験体の上面と当接し、垂直方向アクチュエータにより垂直方向に移動可能な加圧板と、を備え、
前記荷重検出ユニットは、
第１支承と、
前記第１支承上に載置された第１支持板と、
前記第１支持板上に載置された第２支承と、
前記第２支承上に載置され、前記第１支持板に対して水平方向に移動可能な第２支持板と、
前記第２支持板上に載置された第３支承と、
前記第３支承上に配置され、前記第２支持板に対して前記第１支持板と同方向に同量だけ移動するように前記第１支持板に連結された第３支持板と、
前記載置テーブルを前記第３支持板に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構と、
前記載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重を測定する第１ロードセルと、
前記第１支持板および前記第３支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第２ロードセルと、
前記第２支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第３ロードセルと、をさらに有し、
前記垂直方向アクチュエータによって前記加圧板を垂直方向に移動させることにより、前記試験体の上面に垂直荷重を加えながら、前記水平方向アクチュエータによって前記載置テーブルを水平方向に移動させることにより、前記試験体の下面を水平方向に変位させて、前記第１ロードセル、前記第２ロードセル、および前記第３ロードセルの測定値を取得し、
前記取得した前記第１ロードセル、前記第２ロードセル、および前記第３ロードセルの測定値を用いて、前記試験体の水平方向の負荷荷重を算出する
ことを特徴とする負荷試験方法。
請求項９に記載の負荷試験方法であって、
前記第１支承、前記第２支承、および前記第３支承は、同じせん断ばね定数を有するゴム支承であり、
前記第１ロードセルの測定値をＦ１、前記第２ロードセルの測定値をＦ２、前記第３ロードセルの測定値をＦ３、前記第２ロードセルの剛性をｋ２、および、前記第３ロードセルの剛性をｋ３として、前記試験体の水平方向の負荷荷重Ｆｈを、

により算出する
ことを特徴とする負荷試験方法。
請求項９に記載の負荷試験方法であって、
前記第１支承、前記第２支承、および前記第３支承は、同じ摩擦係数を有するローラ支承であり、
前記第１ロードセルの測定値をＦ１、前記第２ロードセルの測定値をＦ２、および、前記第３ロードセルの測定値をＦ３として、前記試験体の水平方向の負荷荷重Ｆｈを、

により算出する
ことを特徴とする負荷試験方法。
負荷試験装置を用いて試験体の水平方向の負荷荷重を測定する負荷試験方法であって、
前記負荷試験装置は、
前記試験体が載置され、水平方向アクチュエータにより水平方向に移動可能な載置テーブルを有する荷重検出ユニットと、
前記試験体の上面と当接し、垂直方向アクチュエータにより垂直方向に移動可能な加圧板と、を備え、
前記荷重検出ユニットは、
支承と、
前記支承上に載置された支持板と、
前記載置テーブルを前記支持板に対して水平方向に移動可能に支持する水平移動機構と、
前記載置テーブルに加わる水平方向の負荷荷重を測定する第１ロードセルと、
前記支持板に加わる水平方向の負荷荷重を測定する第２ロードセルと、をさらに有し、
前記垂直方向アクチュエータによって前記加圧板を垂直方向に移動させることにより、前記試験体の上面に垂直荷重を加えながら、前記水平方向アクチュエータによって前記載置テーブルを水平方向に移動させることにより、前記試験体の下面を水平方向に変位させて、前記第１ロードセルおよび前記第２ロードセルの測定値を取得し、
前記取得した前記第１ロードセルおよび前記第２ロードセルの測定値を用いて、前記試験体の水平方向の負荷荷重を算出する
ことを特徴とする負荷試験方法。
請求項１２に記載の負荷試験方法であって、
前記支承は、ゴム支承であり、
前記第１ロードセルの測定値をＦ１、前記第２ロードセルの測定値をＦ２、前記第２ロードセルの剛性をｋ２、および、前記支承のせん断ばね定数をｋｒとして、前記試験体の水平方向の負荷荷重Ｆｈを、

により算出する
ことを特徴とする負荷試験方法。
請求項１２に記載の負荷試験方法であって、
前記支承は、ローラ支承であり、
前記第１ロードセルの測定値をＦ１、前記第２ロードセルの測定値をＦ２、前記支承の摩擦係数をμｒ、および、前記垂直方向アクチュエータが前記加圧板に加える垂直方向の負荷荷重をＮとして、前記試験体の水平方向の負荷荷重Ｆｈを、

により算出する
ことを特徴とする負荷試験方法。