JP3358929B2 - 構造物の風洞試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁の橋桁や主塔
のような構造物の風洞試験装置に係り、特に構造物の模
型を導風路に固定するための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】橋梁の橋桁や主塔のような大規模な構造
物の空気力学的性質を研究する際には、構造物の模型を
用いた風洞試験が行なわれる。この模型に作用する各種
の力を計測する方法としては、風洞に置かれた模型の基
部に検出器を取り付け、この検出器により模型に作用す
る揚力や抗力等を直接計測する方法と、模型を吊り線を
介して風洞に吊り下げて保持し、この吊り線の先端に取
り付けた検出器により、上記模型に作用する揚力や抗力
等を計測する方法とが知られている。

【０００３】図８は、吊り線を用いた従来の風洞試験装
置１の概略を示している。この風洞試験装置１は、人工
的に空気流を発生させる風洞２を有している。風洞２の
吹出口３には、導風路４が接続されており、風洞２から
送られる空気は、導風路４を矢印Ａの方向に流れるよう
になっている。

【０００４】導風路４には、一対の模型支持バー５ａ，
５ｂが配置されている。模型支持バー５ａ，５ｂは、空
気の流れ方向と直交する方向に互いに離間されており、
夫々の模型支持バー５ａ，５ｂは、空気の流れ方向に沿
って水平に配置されている。そして、これら模型支持バ
ー５ａ，５ｂの間には、構造物の模型６が水平に支持さ
れている。

【０００５】模型支持バー５ａ，５ｂは、ピアノ線ある
いはワイヤーのような四本の吊り線８ａ〜８ｄを介して
導風路４の天井面から吊り下げられている。吊り線８ａ
〜８ｄの下端部は、模型支持バー５ａ，５ｂの両端部に
接続され、これら模型支持バー５ａ，５ｂを水平に保持
している。各吊り線８ａ〜８ｄの上端には、模型６に作
用する揚力ＬおよびモーメントＭを計測するための検出
器９ａ〜９ｄが接続されている。これら検出器９ａ〜９
ｄは、導風路４の天井面に固定されている。

【０００６】模型支持バー５ａ，５ｂの空気の流れ方向
上流側の端部には、吹出口３の方向に向けて水平に延び
る吊り線１０ａ，１０ｂが接続されている。これら吊り
線１０ａ，１０ｂの先端には、模型６に作用する抗力Ｄ
を検出するための他の検出器１１ａ，１１ｂが接続され
ている。検出器１１ａ，１１ｂは、導風路４の壁面に固
定されている。

【０００７】模型支持バー５ａ，５ｂの空気の流れ方向
下流側の端部には、夫々吊り線１３ａ，１３ｂが接続さ
れている。吊り線１３ａ，１３ｂは、空気の流れ方向に
向けて水平に導かれた後、滑車１４を介して下向きに導
かれている。これら吊り線１３ａ，１３ｂの下端部に
は、ウエイト１５ａ，１５ｂが接続されている。ウエイ
ト１５ａ，１５ｂは、オイルが充填されたオイルポット
１６ａ，１６ｂに導入されている。オイルは、その粘性
に基づく流動抵抗により、ウエイト１５ａ，１５ｂの振
動を吸収するようになっており、上記オイルポット１６
ａ，１６ｂがダンパとしての機能を果たしている。

【０００８】そのため、空気の流れの中に置かれた支持
バー５ａ，５ｂおよび模型６は、常時ウエイト１５ａ，
１５ｂの重量を受けており、空気の流れによる模型６の
揺れや振動が抑え込まれている。

【０００９】ところで、上記模型６は、長方形板状をな
す本体６ａと、この本体６ａの両端面から突出された軸
６ｂ，６ｃとを有している。軸６ｂ，６ｃは、本体６ａ
の端面の中央部に固定され、この本体６ａと一体に回動
するようになっている。そして、図９に一方を代表して
示すように、模型６の軸６ｂ（６ｃ）は、ベアリングボ
ックス１８を介して模型支持バー５ａ（５ｂ）に回動可
能に支持されている。

【００１０】そのため、模型６は、軸６ｂ，６ｃを中心
に任意な角度に回動し得るようになっており、この回動
により、空気の流れ方向に対する模型６の向きが変えら
れるようになっている。

【００１１】なお、模型６の本体６ａの端面には、気流
制御板１８が取り付けられている。この気流制御板１８
は、本体６ａに空気流が一様に当たるように、この本体
６ａの周囲の空気の流れを制御するためのものであり、
本体６ａの反対側の端面にも取り付けられている。

【００１２】図９に示すように、軸６ｂには、この軸６
ｂと一体に回動する角度表示板１９が取り付けられてい
る。角度表示板１９は、模型６の回動角度を示す目盛２
０を有している。この角度表示板１９と向かい合う位置
には、角度指示針２１が配置されている。角度指示針２
１は、ベアリングボックス１８に固定されており、この
角度指示針２１の先端と目盛２０との位置関係により、
模型６の回動角度が表示されるようになっている。

【００１３】一方の模型支持バー５ａには、固定金具２
３が取り付けられている。固定金具２３は、直角に折れ
曲がった固定片２４を有し、この固定片２４は、角度表
示板１９と向かい合っている。そして、角度表示板１９
と固定片２４とは、Ｃ形クランプあるいはしゃこ万力の
ような固定具２５を介して互いに結合されるようになっ
ている。

【００１４】固定具２５は、略Ｃ形のフレーム２７と、
このフレーム２７に支持された操作ねじ２８とを有して
いる。フレーム２７の固定あご２７ａと操作ねじ２８の
可動あご２８ａとは、互いに向かい合っており、これら
あご２７ａ，２８ａの間に、上記角度表示板１９および
固定片２４が介在されている。

【００１５】そのため、操作ねじ２８を操作して、可動
あご２８ａと固定あご２７ａとの間で角度表示板１９お
よび固定片２４を挾み込むと、角度表示板１９が固定金
具２３を介して模型支持バー５ａに固定され、軸６ｂひ
いては模型６の自由な回動が制限されるようになってい
る。

【００１６】なお、図中符号２９は、模型６の横振れを
防止するためのフックを示す。このような構成の風洞試
験装置１によると、模型６の向きを変えるには、まず最
初に、固定具２５の操作ねじ２８を人為的に操作し、角
度表示板１９の挾み込みを解除する。これにより、角度
表示板１９が固定金具２３から切り離されるので、模型
６は、その軸６ｂ，６ｃを支点に自由に回動し得る状態
となる。

【００１７】次に、模型６の長手方向に沿う両側に作業
者を待機させ、この作業者の手作業により模型６を回動
させる。すると、角度表示板１９が模型６と一体に回動
し、この角度表示板１９の目盛２０と角度指示針２１と
によって模型６の回動角度が表示される。模型６が所望
の角度に回動されたならば、再び固定具２５の操作ねじ
２８を操作し、可動あご２８ａと固定あご２７ａとの間
で角度表示板１９および固定片２４を挾み込む。このこ
とにより、模型６の軸６ｂが角度表示板１９を介して模
型支持バー５ａに結合され、模型６が所望の角度に固定
される。

【００１８】この従来の風洞試験装置１の場合、模型６
は、角度表示板１９や固定具２５を介して模型支持バー
５ａに固定されるので、空気の流れを受ける模型６が揺
れたり振動することはなく、この模型６に作用する揚力
Ｌ、モーメントＭおよび抗力Ｄ等を正確に計測すること
ができる。

【００１９】ところが、この従来の風洞試験装置１で
は、模型６の向きを変える作業を全て人手によって行な
っているので、模型６の向きを変える際には、模型６の
両側に作業者を待機させねばならない。そのため、計測
に支承はないものの、多くの試験要員を必要とし、大規
模な構造物の空気力学的性質を研究する際に、多大な労
力や人件費を必要とするといった問題がある。

【００２０】一方、図１０は、模型６の向きを変える作
業を全て自動化した風洞試験装置３０の一例を開示して
いる。この風洞試験装置３０は、模型６の向きを変える
ための構成が上記風洞試験装置１と相違しており、それ
以外の基本的な構成は同一となっている。

【００２１】図１０に示すように、一方の模型支持バー
５ａには、ブラケット３１を介して模型回動機構３２が
支持されている。模型回動機構３２は、駆動源となるモ
ータ３３と、このモータ３３と模型６の軸６ｂとの間に
介在された減速機３４とを備えている。

【００２２】モータ３３は、正転および逆転が可能なパ
ルスモータであり、このモータ３３は、図示しない計測
室からの遠隔操作により、その回転角度および回転方向
が制御されるようになっている。減速機３４としては、
バックラッシュを極力少なくするため、ウォーム減速機
が用いられている。この減速機３４は、互いに噛み合う
ウォームとウォームホイール（共に図示せず）とを備え
ている。ウォームは、減速機３４の入力軸３５に取り付
けられている。この入力軸３５は、カップリング３６を
介してモータ３３のモータ軸に接続されている。ウォー
ムホイールは、減速機３４の出力端に位置されており、
このウォームホイールに上記模型６の軸６ｂの先端が連
結されている。

【００２３】そのため、モータ３３の回転は、減速機３
４により減速された後、模型６の軸６ｂに伝えられ、こ
れにより、模型６が所望の角度に回動されるようになっ
ている。

【００２４】なお、この風洞試験装置３０においては、
模型６の軸６ｂに角度指示針２１が取り付けられてお
り、この角度指示針２１が角度表示板１９の目盛２０に
沿って移動するようになっている。

【００２５】このような構成の風洞試験装置３０による
と、モータ３３を計測室から遠隔操作することで、空気
の流れ方向に対する模型６の向きを自動的に変えること
ができ、上記風洞試験装置１に比べて試験要員を減らす
ことができる。しかも、モータ３３の回転を一旦減速機
３４で減速した後、模型６の軸６ｂに伝えているので、
この模型６の向きを少ない力で容易に変えることができ
る。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の風洞試験装置３０の場合、減速機３４としてバック
ラッシュの少ないウォーム減速機を用いてはいるもの
の、そのウォームとウォームホイールとの間には、僅か
ながらも遊びが存在する。そのため、この遊びの分だけ
模型６にがたが生じるのを避けられず、模型６が空気の
流れを受けた時に、揺れたり振動することがあり得る。

【００２７】この結果、検出器９ａ〜９ｂ、１１ａ，１
１ｂによって計測されるデータにばらつきが生じ、模型
６に作用する各種の力を精度良く計測する上での妨げと
なるといった問題がある。

【００２８】本発明の目的は、模型の向きを自動的に変
える場合に、この模型をがたつくことなくしっかりと固
定することができ、模型に作用する揚力等の各種の力を
精度良く安定して計測できる構造物の風洞試験装置を得
ることにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載された構造物の風洞試験装置は、空
気が流れる導風路と：この導風路に配置され、回動中心
となる軸を有する模型と；この模型を上記導風路に吊り
下げて保持する吊り線と；上記模型が空気の流れを受け
た時に、この模型に生じる各種の力を上記吊り線を介し
て検出する検出器と：モータおよびこのモータに連動す
る減速機を有し、上記模型を上記軸を中心に回動させる
ことにより、空気の流れ方向に対する模型の向きを変化
させる模型回動機構と；遠隔操作されるアクチュエータ
を有し、上記模型を上記模型回動機構によって定められ
た向きに固定するための固定機構と；を備えていること
を特徴としている。

【００３０】この構成によると、導風路に置かれた模型
は、モータおよび減速機を介して自動的に回動されるの
で、この模型の向きを一切の人手を煩わすことなく変え
ることができる。そのため、試験要員を減らすことがで
き、風洞試験の省力化が可能となる。

【００３１】模型が所望の角度にまで回動されたなら
ば、アクチュエータを作動させて模型を固定する。この
固定により、モータから減速機を経て模型に至る回転力
伝達経路に多少の遊びが存在しても、模型が揺れたりが
たつくことはなく、空気の流れを受ける模型を所望の向
きに確実に固定することができる。したがって、検出器
によって計測されるデータにばらつきが生じることはな
く、高精度な計測が可能となる。

【００３２】請求項２に記載された構造物の風洞試験装
置は、空気が流れる導風路と：この導風路に配置され、
回動中心となる軸を有する模型と；この模型を上記導風
路に吊り下げて保持する吊り線と；上記模型が空気の流
れを受けた時に、この模型に生じる各種の力を上記吊り
線を介して検出する検出器と：モータおよびこのモータ
に連動する減速機を有し、上記模型を上記軸を中心に回
動させることにより、空気の流れ方向に対する模型の向
きを変化させる模型回動機構と；上記軸上に同軸に配置
され、上記模型と一体に回動するブレーキディスクと、
このブレーキディスクを挾み込むパッドと、このパッド
をブレーキディスクに押圧する電磁石とを有し、上記模
型を上記模型回動機構によって定められた向きに固定す
るための電磁式ディスクブレーキと；を備えていること
を特徴としている。

【００３３】この構成によれば、導風路に置かれた模型
は、モータおよび減速機を介して自動的に回動されるの
で、模型の向きを一切の人手を煩わすことなく変えるこ
とができる。そのため、試験要員を減らすことができ、
風洞試験の省力化が可能となる。

【００３４】模型が所望の角度にまで回動されたなら
ば、電磁石を励磁させ、ブレーキディスクをパッドで挾
み込む。このことにより、ブレーキディスクとパッドと
の間に摩擦力が発生し、ブレーキディスクや軸の自由な
回動が制限される。そのため、モータから減速機を経て
模型に至る回転力伝達経路に多少の遊びが存在しても、
模型が揺れたりがたつくことはなく、空気の流れを受け
る模型を所望の向きに確実に固定することができる。し
たがって、検出器によって計測されるデータにばらつき
が生じることはなく、高精度な計測が可能となる。

【００３５】また、上記構成の場合、電磁石を励磁させ
ることによりパッドをブレーキディスクに押し付けてい
るので、油圧式のディスクブレーキのように複雑でかつ
大掛かりな油圧配管を必要としない。そのため、ディス
クブレーキを模型の軸上に無理なく組み込むことができ
る。

【００３６】請求項３に記載された構造物の風洞試験装
置は、空気が流れる導風路と：この導風路に配置され、
回動中心となる軸を有する模型と；この模型を上記導風
路に吊り下げて保持する吊り線と；上記模型が空気の流
れを受けた時に、この模型に生じる各種の力を上記吊り
線を介して検出する検出器と：モータおよびこのモータ
に連動する減速機を有し、上記模型を上記軸を中心に回
動させることにより、空気の流れ方向に対する模型の向
きを変化させる模型回動機構と；上記軸上に同軸に配置
され、上記模型と一体に回動する円盤状の摩擦車と、こ
の摩擦車の外周面に上記空気の流れ方向とは逆方向から
押し付けられる制動子と、この制動子を上記摩擦車の外
周面に対し進退させるアクチュエータとを有し、上記模
型を上記模型回動機構によって定められた向きに固定す
るための摩擦ブレーキ機構と；を備えていることを特徴
としている。

【００３７】この構成によれば、導風路に置かれた模型
は、モータおよび減速機を介して自動的に回動されるの
で、模型の向きを一切の人手を煩わすことなく変えるこ
とができる。そのため、試験要員を減らすことができ、
風洞試験の省力化が可能となる。

【００３８】模型が所望の角度にまで回動されたなら
ば、アクチュエータを作動させ、制動子を摩擦車の外周
面に押し付ける。このことにより、制動子と摩擦車との
間に摩擦力が発生し、この摩擦車や軸の自由な回動が制
限される。そのため、モータから減速機を経て模型に至
る回転力伝達経路に多少の遊びが存在しても、模型が揺
れたりがたつくことはなく、空気の流れを受ける模型を
所望の向きに確実に固定することができる。したがっ
て、検出器によって計測されるデータにばらつきが生じ
ることはなく、高精度な計測が可能となる。

【００３９】また、上記構成の場合、制動子は、空気の
流れ方向とは逆方向から摩擦車に接しているので、導風
路の風下の方向から模型の軸を支えることができる。そ
のため、模型の軸が強大な風力を受けていても、この軸
の荷重負担を低減することができ、模型の固定をより確
実に行なうことができる。

【００４０】請求項４に記載された構造物の風洞試験装
置は、空気が流れる導風路と：この導風路に配置され、
回動中心となる軸を有する模型と；この模型を上記導風
路に吊り下げて保持する吊り線と；上記模型が空気の流
れを受けた時に、この模型に生じる各種の力を上記吊り
線を介して検出する検出器と：モータおよびこのモータ
に連動する減速機を有し、上記模型を上記軸を中心に回
動させることにより、空気の流れ方向に対する模型の向
きを変化させる模型回動機構と；上記軸上に同軸に配置
され、上記模型と一体に回動するロック盤と、このロッ
ク盤の側面に開口され、上記軸と同心をなす円上におい
て周方向に間隔を存して配置された複数の嵌合孔と、こ
れら嵌合孔のいずれか一つに取り外し可能に嵌合される
嵌合ピンと、この嵌合ピンを上記ロック盤に対し進退さ
せるアクチュエータとを有し、上記模型を上記模型回動
機構によって定められた向きに固定するためのロック機
構と；を具備している。そして、上記ロック盤の嵌合孔
は、上記嵌合ピンが出入りする一端と、この一端と向か
い合う他端とを有し、この一端から他端に進むに従い口
径が順次減小されるテーパ状をなすとともに、上記嵌合
ピンは、上記嵌合孔に対応するようなテーパ状をなして
いることを特徴としている。

【００４１】この構成によれば、導風路に置かれた模型
は、モータおよび減速機を介して自動的に回動されるの
で、この模型の向きを一切の人手を煩わすことなく変え
ることができる。そのため、試験要員を減らすことがで
き、風洞試験の省力化が可能となる。

【００４２】模型が所望の角度にまで回動されたなら
ば、アクチュエータを作動させ、嵌合ピンをロック盤の
嵌合孔に嵌合させる。この場合、嵌合ピンは、その耐せ
ん断力によってロック盤の自由な回動を制限することに
なり、ロック盤や模型の軸の回動が阻止される。そのた
め、モータから減速機を経て模型に至る回転力伝達経路
に多少の遊びが存在しても、模型が揺れたりがたつくこ
とはなく、空気の流れを受ける模型を所望の向きに確実
に固定することができる。したがって、検出器によって
計測されるデータにばらつきが生じることはなく、高精
度な計測が可能となる。

【００４３】また、ロック盤の回動は、嵌合ピンの耐せ
ん断力によって制限されるので、嵌合ピンと嵌合孔との
嵌合部分にスリップが生じることはない。そのため、模
型が強大な風力を受けても、この模型が揺れたりがたつ
くことはなく、模型を所定の向きに確実に固定すること
ができる。

【００４４】さらに、上記構成によると、嵌合ピンおよ
び嵌合孔は、夫々テーパ状をなしているので、嵌合ピン
が嵌合孔に嵌まり込む時点では、嵌合孔の口径の方が嵌
合ピンの直径よりも大きくなっている。そのため、模型
の回動に伴って嵌合孔と嵌合ピンとの位置がロック盤の
周方向に相対的に変位するにも拘らず、嵌合ピンが嵌合
孔の開口縁部に引っ掛かることはなく、これら嵌合孔と
嵌合ピンとの嵌合を確実かつ円滑に行なうことができ
る。

【００４５】

【発明の実施の形態】以下本発明の第１の実施の形態
を、図１および図２にもとづいて説明する。この第１の
実施の形態に示された風洞試験装置５０は、上記従来の
風洞試験装置３０と基本的に同一の構成を有している。
そのため、従来の風洞試験装置３０と同一の構成部分に
ついては同一の参照符号を付して、その説明を省略す
る。

【００４６】図１に示すように、風洞試験装置５０は、
模型６を所望の向きに固定する電磁式ディスクブレーキ
５１を備えている。電磁式ディスクブレーキ５１は、円
盤状のブレーキディスク５２と、このブレーキディスク
５２を跨ぐキャリパ５３とを備えている。ブレーキディ
スク５２は、模型６の軸６ｂに同軸状に取り付けられて
いる。このブレーキディスク５２は、減速機３４と模型
６の本体６ａとの間に配置され、模型６の軸６ｂと一体
に回動するようになっているキャリパ５３は、サポート
パネル５４を介して上記ブラケット３１に支持されてい
る。このキャリパ５３は、アクチュエータとしての一対
の電磁石５５ａ，５５ｂを支持している。電磁石５５
ａ，５５ｂは、電磁力が生じた時にストロークするプラ
ンジャ（図示せず）を有し、これらプランジャがブレー
キディスク５２を挾んで向かい合っている。これらプラ
ンジャのブレーキディスク５２と向かい合う面には、パ
ッド５６ａ，５６ｂが取り付けられている。

【００４７】電磁石５５ａ，５５ｂは、計測室に配置さ
れた図示しない電源に電気的に接続されている。そのた
め、電源をONして電磁石５５ａ，５５ｂを励磁させる
と、プランジャがブレーキディスク５２に向けて進出
し、パッド５６ａ，５６ｂがブレーキディスク５２に押
し付けられて、このブレーキディスク５２を強固に挾み
込むようになっている。電源をOFFして電磁石５５ａ，
５５ｂの励磁を解除すると、プランジャがブレーキディ
スク５２から遠ざかる方向にストロークする。これによ
り、パッド５６ａ，５６ｂによるブレーキディスク５２
の挾み込みが解除される。

【００４８】また、電源をＯＦＦした場合でも、電磁石
５５ａ，５５ｂには電磁力が残留するため、上記キャリ
パ５３には、残留磁気の除去装置が設けられている。そ
のため、電源をＯＦＦした際には、プランジャがブレー
キディスク５２から遠ざかる方向に速やかにストローク
し、パッド５６ａ，５６ｂによるブレーキディスク５２
の挾み込みが滑らかに解除されるようになっている。

【００４９】図１に示すように、目盛２０を有する角度
表示板１９は、一方の模型支持バー５ａの上面に取り付
けられている。そのため、模型６が回動されると、角度
指示針２１の先端が角度表示板１９の目盛２０に沿って
移動するようになっており、この角度指示針２１が指す
目盛２０によって模型６の回動角度が表示される。

【００５０】角度表示板１９と向かい合う位置には、カ
メラ５８が配置されている。カメラ５８は、角度表示板
１９上に示された模型６の回動角度を確認したり、模型
６の向きを監視するためのものである。このカメラ５８
は、ケーブル５９を介してモニター６０に接続されてい
る。このモニター６０は、カメラ５８で撮影された映像
を表示するためのもので、上記計測室に設置されてい
る。

【００５１】そのため、作業者は、モニター６０で模型
６の向きを監視しながら、この模型６に加わる各種の力
の計測作業を遠隔地から行なえるようになっている。こ
のような構成の風洞試験装置５０によると、作業者は、
モニター６０を見ることによって模型６の向きや回動角
度を監視することができる。そのため、模型６の回動角
度を模型回動機構３２を通じて自動的に変えることがで
き、模型６の向きを手作業で変える場合に比べて試験要
員を減らすことができる。よって、風洞試験の省力化を
図れ、人件費に依存するコストを大幅に低減することが
できる。

【００５２】模型６を所望の向きに固定するには、計測
室からの遠隔操作により電磁式ディスクブレーキ５１の
電磁石５５ａ，５５ｂを励磁させ、パッド５６ａ，５６
ｂでブレーキディスク５２を強固に挾み込む。このこと
により、ブレーキディスク５２とパッド５６ａ，５６ｂ
との間に摩擦力が発生し、このブレーキディスク５２を
介して模型６の軸６ｂをしっかりと抑え込むことができ
る。

【００５３】したがって、減速機３４のウォームとウォ
ームホイールとの間に多少の遊びが存在しても、模型６
が揺れたりがたつくことはなく、空気の流れを受ける模
型６を所望の向きに確実に固定することができる。この
結果、検出器９ａ〜９ｄ、１１ａ，１１ｂによって計測
されるデータにばらつきが生じることはなく、高精度な
計測が可能となる。

【００５４】また、電磁式ディスクブレーキ５１は、電
磁石５５ａ，５５ｂの励磁によって、ブレーキディスク
５２の自由な回動を制限する摩擦力を発生させているの
で、油圧式のディスクブレーキのように複雑でかつ大掛
かりな油圧配管を必要としない。そのため、電磁式ディ
スクブレーキ５１を模型６の軸６ｂ上に無理なく組み込
むことができ、既存の風洞試験装置５０をそのまま利用
することができる。よって、風洞試験装置５０の製造コ
ストを低減することができる。

【００５５】図３および図４は、本発明の第２の実施の
形態を開示している。この第２の実施の形態は、主に導
風路４に置かれた模型６を固定するための構成が上記第
１の実施の形態と相違しており、それ以外の構成は、第
１の実施の形態と同一である。そのため、この第２の実
施の形態において、上記第１の実施の形態と同一の構成
部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略す
る。

【００５６】図３および図４に示すように、風洞試験装
置５０は、模型６を所望の向きに固定する摩擦ブレーキ
機構７１を備えている。この摩擦ブレーキ機構７１は、
円盤状の摩擦車７２と、この摩擦車７２の外周面に押し
付けられる制動子７３と、この制動子７３を摩擦車７２
の外周面に進退させるエアシリンダあるいは油圧シリン
ダのようなアクチュエータ７４とを備えている。

【００５７】摩擦車７２は、模型６の軸６ｂに同軸状に
取り付けられている。この摩擦車７２は、減速機３４と
模型６の本体６ａとの間に配置され、模型６の軸６ｂと
一体に回動するようになっている。

【００５８】アクチュエータ７４は、上記ブラケット３
１に支持されている。このアクチュエータ７４は、突没
可能なピストンロッド７５を有し、このピストンロッド
７５の先端に上記制動子７３が連結されている。そのた
め、制動子７３は、上記アクチュエータ７４によって摩
擦車７２の外周面に接する制動位置と、この摩擦車７２
の外周面から離脱される制動解除位置とに亘って移動さ
れるようになっている。図４の（Ｂ）に示すように、制
動子７３およびアクチュエータ７４は、模型６の軸６ｂ
よりも空気の流れ方向下流側に配置されている。そのた
め、制動子７３が上記制動位置に移動されると、この制
動子７３は、空気の流れ方向とは逆方向から摩擦車７２
の外周面に押し付けられる。

【００５９】なお、アクチュエータ７４は、計測室に配
置された操作スイッチ（図示せず）によって動作される
ようになっている。このような構成の風洞試験装置５０
によると、模型６や角度表示板１９は、カメラ５８によ
って監視され、模型６の向きや回動角度が計測室のモニ
ター６０に表示されている。そのため、上記第１の実施
の形態と同様に、模型回動機構３２を通じて模型６の回
動角度を自動的に変えることができ、模型６の向きを手
作業で変える場合に比べて試験要員を減らすことができ
る。

【００６０】模型６を所望の向きに固定するには、計測
室からの遠隔操作によりアクチュエータ７４を動作さ
せ、そのピストンロッド７５を介して制動子７３を制動
位置に移動させる。このことにより、制動子７３が摩擦
車７２の外周面に強固に押し付けられて、これら摩擦車
７２と制動子７３との間に摩擦力が発生し、摩擦車７２
ひいては模型６の自由な回動が制限される。

【００６１】したがって、減速機３４のウォームとウォ
ームホイールとの間に多少の遊びが存在しても、模型６
が揺れたりがたつくことはなく、空気の流れを受ける模
型６を所定の向きに確実に固定することができる。この
結果、検出器９ａ〜９ｂ、１１ａ，１１ｂによって計測
されるデータにばらつきが生じることはなく、高精度な
計測が可能となる。

【００６２】しかも、上記構成によると、制動子７３
は、空気の流れ方向とは逆方向から摩擦車７２の外周面
に接しているので、模型６の固定時には、導風路４の風
下側から摩擦車７２を介して模型６の軸６ｂを支えるこ
とができる。このため、導風路４に置かれた模型６が強
大な風力を受けていても、この模型６の軸６ｂの荷重負
担を軽減することができる。したがって、模型６を導風
路４により確実に固定でき、空気の流れによる模型６の
揺れを未然に防止することができる。

【００６３】また、図５ないし図７は、本発明の第３の
実施の形態を開示している。この第３の実施の形態は、
主に導風路４に置かれた模型６を固定するための構成が
上記第１あるいは第２の実施の形態と相違しており、そ
れ以外の構成は、上記各実施の形態と同一である。その
ため、この第３の実施の形態において、上記第１および
第２の実施の形態と同一の構成部分には同一の参照符号
を付して、その説明を省略する。

【００６４】図３および図４に示すように、風洞試験装
置５０は、模型６を所望の向きに固定するためのロック
装置８１を備えている。ロック装置８１は、ロック盤８
２と、このロック盤８２を回動不能にロックする嵌合ピ
ン８３と、この嵌合ピン８３をロック盤８２に接離する
方向に移動させるエアシリンダあるいは油圧シリンダの
ようなアクチュエータ８４とを備えている。

【００６５】ロック盤８２は、模型６の軸６ｂに同軸状
に取り付けられている。ロック盤８２は、減速機３４と
模型６の本体６ａとの間に配置され、この模型６の軸６
ｂと一体に回動するようになっている。ロック盤８２の
側面には、複数の嵌合孔８５が開口されている。これら
嵌合孔８５は、軸６ｂと同心をなす円上において、ロッ
ク盤８２の周方向に間隔を存して配置されている。そし
て、嵌合孔８５の配置間隔は、模型６を所望の向きにセ
ットする際の回動角度に基づいて決められている。その
ため、嵌合孔８５は、軸６ｂと同軸をなす円上におい
て、この軸６ｂの中心から所定の角度を割り振った位置
に開口されている。

【００６６】図７に示すように、嵌合孔８５は、ロック
盤８２の一方の側面に開口する第１の開口端８５ａと、
ロック盤８２の他方の側面に開口する第２の開口端８５
ｂとを有している。これら第１および第２の開口端８５
ａ，８５ｂとは、同軸的に向かい合っている。嵌合孔８
５は、第１の開口端８５ａから第２の開口端８５ｂに進
むに従い口径が順次減少するようなテーパ状をなしてお
り、この嵌合孔８５の内面は、緩やかな傾斜面８５ｃと
なっている。

【００６７】アクチュエータ８４は、上記減速機３４の
上面に支持されている。このアクチュエータ８４は、ロ
ック盤８２に向かって突没可能なピストンロッド８７を
有している。ピストンロッド８７は、軸６ｂと平行に配
置されており、このピストンロッド８７の延長線上に上
記嵌合孔８５が位置されるようになっている。

【００６８】上記嵌合ピン８３は、ピストンロッド８７
の先端部に取り付けられている。この嵌合ピン８３は、
上記ロック盤８２の嵌合孔８５に対応したテーパを有し
ている。そのため、嵌合ピン８３は、ロック盤８２の方
向に進むに従い外径が順次減少されており、この嵌合ピ
ン８３の外周面は、緩やかな傾斜面８３ａとなってい
る。

【００６９】このような嵌合ピン８３は、上記アクチュ
エータ８４の突没動作により上記嵌合孔８５に嵌合され
るロック位置と、この嵌合孔８５から引き抜かれるロッ
ク解除位置とに亘って移動されるようになっている。嵌
合ピン８３が嵌合孔８５に嵌合された状態では、図７の
（Ｂ）に示すように、嵌合ピン８３の傾斜面８３ａが嵌
合孔８５の傾斜面８５ｃに隙間なく密接し、この嵌合ピ
ン８３の耐せん断力により、ロック盤８２が回動不能に
ロックされるようになっている。

【００７０】なお、上記アクチュエータ８４は、計測室
に配置された操作スイッチ（図示せず）によって動作さ
れる。このような構成の風洞試験装置５０において、模
型６を所望の向きにセットするには、まず計測室からの
遠隔操作によりモータ３３を駆動し、この模型６を所望
の角度にまで回動させる。この際、模型６とロック盤８
２とは、一体に回動されるので、模型６が所望の回動角
度にまで回動されると、ロック盤８２の嵌合孔８５のう
ちの一つが嵌合ピン８３と向かい合い、これら嵌合孔８
５と嵌合ピン８３との位置合わせがなされる。

【００７１】次に、アクチュエータ８４を動作させるこ
とにより、ピストンロッド８７をロック盤８２に向けて
突出させ、嵌合ピン８３をロック位置に移動させる。こ
のことにより、嵌合ピン８３がロック盤８２の嵌合孔８
５に密に嵌合し、この嵌合ピン８３の耐せん断力によっ
てロック盤８２の自由な回動が制限される。そのため、
模型６は、所望の角度に回動された姿勢に固定される。

【００７２】ロック装置８１による模型６の固定を解除
するには、アクチュエータ８４のピストンロッド８７を
縮め、嵌合ピン８３をロック解除位置に移動させる。こ
の移動により、嵌合ピン８３が嵌合孔８５から引き出さ
れ、ロック盤８２による模型６のロックが解除される。

【００７３】このような構成によれば、模型６や角度表
示板１９は、カメラ５８によって監視され、模型６の向
きや回動角度が計測室のモニター６０に表示されてい
る。そのため、上記第１の実施の形態と同様に、模型回
動機構３２を通じて模型６の回動角度を自動的に変える
ことができ、模型６の向きを手作業で変える場合に比べ
て試験要員を減らすことができる。

【００７４】しかも、上記構成によると、嵌合ピン８３
と嵌合孔８５との嵌合により、模型６の自由な回動が制
限されるので、減速機３４のウォームとウォームホイー
ルとの間に多少の遊びが存在しても、模型６が揺れたり
がたつくことはなく、空気の流れを受ける模型６を所定
の向きに確実に固定することができる。この結果、検出
器９ａ〜９ｂ、１１ａ，１１ｂによって計測されるデー
タにばらつきが生じることはなく、高精度な計測が可能
となる。

【００７５】また、ロック盤８２の回動は、嵌合ピン８
３の耐せん断力によって制限されるので、嵌合ピン８３
と嵌合孔８５との嵌合部分にスリップが生じることはな
い。そのため、導風路４に置かれた模型６が強大な風力
を受けても、模型６に揺れやがたつきをが生じることは
なく、この模型６を所望の向きにより確実に固定するこ
とができる。

【００７６】さらに、嵌合ピン８３および嵌合孔８５
は、夫々テーパ状をなしているので、嵌合ピン８３が嵌
合孔８５の第１の開口端８５ａに入り込む時点では、嵌
合孔８５の口径の方が嵌合ピン８３の直径よりも大きく
なっている。そのため、嵌合ピン８３が嵌合孔８５に嵌
まり込む時に、嵌合ピン８３が嵌合孔８５の開口縁部に
引っ掛かることはなく、これら嵌合ピン８３と嵌合孔８
５との嵌合を確実かつ円滑に行なえるといった利点があ
る。

【００７７】

【発明の効果】請求項１に記載した構成によれば、模型
の向きを一切の人手を煩わすことなく自動的に変えるこ
とができ、従来よりも試験要員を減らすことができる。
そのため、風洞試験の省力化が可能となり、人件費に依
存するコストを大幅に低減できる。しかも、モータから
減速機を経て模型に至る回転力伝達経路に多少の遊びが
存在しても、模型が揺れたりがたつくのを防止でき、空
気の流れを受ける模型を所望の向きにしっかりと固定す
ることができる。したがって、検出器によって検出され
るデータにばらつきが生じることはなく、模型に作用す
る各種の力を精度良く計測することができる。

【００７８】請求項２に記載した構成によれば、模型の
向きを一切の人手を煩わすことなく自動的に変えること
ができ、従来よりも試験要員を減らすことができる。そ
のため、風洞試験の省力化が可能となり、人件費に依存
するコストを大幅に低減できる。しかも、モータから減
速機を経て模型に至る回転力伝達経路に多少の遊びが存
在しても、模型が揺れたりがたつくのを防止でき、空気
の流れを受ける模型を所望の向きにしっかりと固定する
ことができる。したがって、検出器によって検出される
データにばらつきが生じることはなく、模型に作用する
各種の力を精度良く計測することができる。さらに、電
磁式ディスクブレーキは、複雑でかつ大掛かりな油圧配
管を必要としないので、この電磁式ディスクブレーキを
模型の軸に無理なく組み込むことができる。したがっ
て、既存の風洞試験装置をそのまま利用することがで
き、製造コストの低減が可能となる。

【００７９】請求項３に記載した構成によれば、模型の
向きを一切の人手を煩わすことなく自動的に変えること
ができ、従来よりも試験要員を減らすことができる。そ
のため、風洞試験の省力化が可能となり、人件費に依存
するコストを大幅に低減できる。しかも、モータから減
速機を経て模型に至る回転力伝達経路に多少の遊びが存
在しても、模型が揺れたりがたつくのを防止でき、空気
の流れを受ける模型を所望の向きにしっかりと固定する
ことができる。したがって、検出器によって検出される
データにばらつきが生じることはなく、模型に作用する
各種の力を精度良く計測することができる。

【００８０】さらに、この構成によれば、導風路の風下
側から摩擦車を介して模型の軸を支えることができるの
で、この模型の軸が強大な風力を受けていても、この軸
の荷重負担を軽減することができる。したがって、導風
路に置かれた模型をより確実に固定することができ、空
気の流れによる模型の揺れを防止して、高精度な計測が
可能となる。

【００８１】請求項４に記載した構成によれば、模型の
向きを一切の人手を煩わすことなく自動的に変えること
ができ、従来よりも試験要員を減らすことができる。そ
のため、風洞試験の省力化が可能となり、人件費に依存
するコストを大幅に低減できる。しかも、モータから減
速機を経て模型に至る回転力伝達経路に多少の遊びが存
在しても、模型が揺れたりがたつくのを防止でき、空気
の流れを受ける模型を所望の向きにしっかりと固定する
ことができる。したがって、検出器によって検出される
データにばらつきが生じることはなく、模型に作用する
各種の力を精度良く計測することができる。さらに、こ
の構成によれば、ロック盤の回動は、嵌合ピンの耐せん
断力によって制限されるので、嵌合ピンと嵌合孔との嵌
合部分にスリップが生じることはない。したがって、模
型が強大な風力を受けても、この模型が揺れたりがたつ
くことはなく、模型を所望の向きにより確実に固定する
ことができる。

【００８２】加えて、嵌合ピンが嵌合孔に嵌まり込む時
に、嵌合ピンが嵌合孔の開口縁部に引っ掛かることはな
く、これら嵌合ピンと嵌合孔との嵌合を確実かつ円滑に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態において、模型を固
定する電磁式ディスクブレーキを示す斜視図。

【図２】（Ａ）は、模型を固定する電磁式ディスクブレ
ーキの平面図。（Ｂ）は、パッドを有する電磁石とブレ
ーキディスクとの位置関係を示す平面図。

【図３】本発明の第２の実施の形態において、模型を固
定する摩擦ブレーキ装置を示す斜視図。

【図４】（Ａ）は、模型を固定する摩擦ブレーキ装置の
平面図。（Ｂ）は、図４の（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面
図。

【図５】本発明の第３の実施の形態において、模型を固
定するロック装置を示す斜視図。

【図６】模型を固定するロック装置の平面図。

【図７】（Ａ）は、図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
（Ｂ）は、嵌合ピンが嵌合孔に嵌まり込んだ状態を示す
断面図。

【図８】従来の風洞試験装置の全体を概略的に示す斜視
図。

【図９】（Ａ）は、従来の風洞試験装置において、模型
を固定する固定具を示す斜視図。（Ｂ）は、模型を固定
する固定具を示す平面図。

【図１０】（Ａ）は、従来の風洞試験装置において、模
型を回動させる模型回動機構の斜視図。（Ｂ）は、模型
を回動させる模型回動機構の平面図。

【符号の説明】

４…導風路 ６…模型 ６ｂ…軸 ８ａ〜８ｄ，１０ａ，１０ｂ…吊り線 ９ａ〜９ｄ，１１ａ，１１ｂ…検出器 ３２…模型回動機構 ３３…モータ ３４…減速機 ５１…電磁式ディスクブレーキ ５２…ブレーキディスク ５５ａ，５５ｂ…電磁石 ５６ａ，５６ｂ…パッド ７１…摩擦ブレーキ機構 ７２…摩擦車 ７３…制動子 ７４…アクチュエータ ８１…ロック装置 ８２…ロック盤 ８３…嵌合ピン ８４…アクチュエータ ８５…嵌合孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 9/02 G01M 9/06 B09B 25/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気が流れる導風路と：この導風路に配
   置され、回動中心となる軸を有する模型と；この模型を
   上記導風路に吊り下げて保持する吊り線と；上記模型が
   空気の流れを受けた時に、この模型に生じる各種の力を
   上記吊り線を介して検出する検出器と：モータおよびこ
   のモータに連動する減速機を有し、上記模型を上記軸を
   中心に回動させることにより、空気の流れ方向に対する
   模型の向きを変化させる模型回動機構と；遠隔操作され
   るアクチュエータを有し、上記模型を上記模型回動機構
   によって定められた向きに固定するための固定機構と；
   を備えていることを特徴とする構造物の風洞試験装置。
2. 【請求項２】 空気が流れる導風路と：この導風路に配
   置され、回動中心となる軸を有する模型と；この模型を
   上記導風路に吊り下げて保持する吊り線と；上記模型が
   空気の流れを受けた時に、この模型に生じる各種の力を
   上記吊り線を介して検出する検出器と：モータおよびこ
   のモータに連動する減速機を有し、上記模型を上記軸を
   中心に回動させることにより、空気の流れ方向に対する
   模型の向きを変化させる模型回動機構と；上記軸上に同
   軸に配置され、上記模型と一体に回動するブレーキディ
   スクと、このブレーキディスクを挾み込むパッドと、こ
   のパッドをブレーキディスクに押圧する電磁石とを有
   し、上記模型を上記模型回動機構によって定められた向
   きに固定するための電磁式ディスクブレーキと；を備え
   ていることを特徴とする構造物の風洞試験装置。
3. 【請求項３】 空気が流れる導風路と：この導風路に配
   置され、回動中心となる軸を有する模型と；この模型を
   上記導風路に吊り下げて保持する吊り線と；上記模型が
   空気の流れを受けた時に、この模型に生じる各種の力を
   上記吊り線を介して検出する検出器と：モータおよびこ
   のモータに連動する減速機を有し、上記模型を上記軸を
   中心に回動させることにより、空気の流れ方向に対する
   模型の向きを変化させる模型回動機構と；上記軸上に同
   軸に配置され、上記模型と一体に回動する円盤状の摩擦
   車と、この摩擦車の外周面に上記空気の流れ方向とは逆
   方向から押し付けられる制動子と、この制動子を上記摩
   擦車の外周面に対し進退させるアクチュエータとを有
   し、上記模型を上記模型回動機構によって定められた向
   きに固定するための摩擦ブレーキ機構と；を備えている
   ことを特徴とする構造物の風洞試験装置。
4. 【請求項４】 空気が流れる導風路と：この導風路に配
   置され、回動中心となる軸を有する模型と；この模型を
   上記導風路に吊り下げて保持する吊り線と；上記模型が
   空気の流れを受けた時に、この模型に生じる各種の力を
   上記吊り線を介して検出する検出器と：モータおよびこ
   のモータに連動する減速機を有し、上記模型を上記軸を
   中心に回動させることにより、空気の流れ方向に対する
   模型の向きを変化させる模型回動機構と；上記軸上に同
   軸に配置され、上記模型と一体に回動するロック盤と、
   このロック盤の側面に開口され、上記軸と同心をなす円
   上において周方向に間隔を存して配置された複数の嵌合
   孔と、これら嵌合孔のいずれか一つに取り外し可能に嵌
   合される嵌合ピンと、この嵌合ピンを上記嵌合孔に対し
   進退させるアクチュエータとを有し、上記模型を上記模
   型回動機構によって定められた向きに固定するためのロ
   ック機構と；を具備し、 上記ロック盤の嵌合孔は、上記嵌合ピンが出入りする一
   端と、この一端と向かい合う他端とを有し、この一端か
   ら他端に進むに従い口径が順次減小されるテーパ状をな
   すとともに、 上記嵌合ピンは、上記嵌合孔に対応するようなテーパ状
   をなしていることを特徴とする構造物の風洞試験装置。