JP3690066B2

JP3690066B2 - ２軸載荷試験装置

Info

Publication number: JP3690066B2
Application number: JP14626697A
Authority: JP
Inventors: 徳晃小嶺; 洋一山田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1997-06-04
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2017-06-04
Also published as: JPH10332564A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、免震ゴムなどの性能を評価するのに好適な２軸載荷試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば図４に示すような２軸載荷試験装置が知られている。図４に示すように、２軸載荷試験装置は、基部５２と紙面に垂直方向に両端が支持枠に固定されているクロスヨーク５３とを有し、クロスヨーク５３に垂直負荷用の油圧シリンダ５４が設置され、油圧シリンダ５４のラムロッドには不図示の球座を介して負荷ヨーク５６が接続されている。この負荷ヨーク５６の左右端（紙面に垂直方向の両端）は不図示の支柱枠に鉛直スライドガイドを介して支持されている。負荷ヨーク５６の下面には水平方向に移動可能にスライドベアリング５８を介して上部圧盤５９が設けられている。上部圧盤５９の下面には上面盤６０が設けられている。基部５２には水平スライドベアリング６１を介して下部圧盤６２が設けられ、この下部圧盤６２の上面に下面盤６３が設けられている。供試体５１はその取付部５１Ａをボルトナットにより、あるいは半割れリングを締め付けることなどにより上下面盤６０，６３に固定される。上下圧盤５９，６２は水平スライドベアリング５８，６１により図４の左右方向に移動される。
【０００３】
上部および下部圧盤５９，６２にはそれぞれブラケット６４，６５が設けられ、両ブラケット６４，６５には水平負荷用油圧シリンダ６６の両端が接続されて、水平負荷用油圧シリンダ６６の伸縮により両ブラケット６４，６５間の距離が変化する。
【０００４】
そして、上部圧盤５９を負荷ヨーク５６により鉛直方向に押動して供試体５１に圧縮荷重を負荷し、その状態で、水平負荷用油圧シリンダ６６を伸縮させて上下圧盤５９，６２を水平方向に相対的に往復移動させる。そのとき、水平負荷用油圧シリンダ６６の変位量を変位計で測定するとともに、負荷ヨーク５６に設けられたロードセルにより負荷荷重を測定し、横軸を水平方向移動量、縦軸をロードセル出力としたエネルギ曲線を描き、そのエネルギ曲線の面積から、供試体５１の剪断変形による損失エネルギを評価する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の２軸載荷試験装置にあっては、供試体５１を上下面盤６０，６３にボルトナット、あるいは半割れリングなどにより固定する必要があるため、供試体５１の取り付けおよび取り外しが非常に面倒なものであった。また、供試体５１は種々の大きさのものがあるため、供試体５１の取り付け、取り外しを行うためのタップ孔を供試体５１の数に応じて複数用意する必要がある。さらに、半割れリングにより供試体５１を固定する場合も、供試体５１の大きさに応じて複数種類の半割れリングを用意する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、供試体の大きさに拘わらず、供試体の取り付けおよび取り外しを容易に行うことができる２軸載荷試験装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１〜図４を参照して説明すると、請求項１の発明は、上下一対の圧盤５９，６２に供試体５１を保持する保持手段と、供試体５１に軸力を作用させたまま上下一対の圧盤５９，６２を相対移動させて軸力に直交する剪断力を繰り返し負荷する剪断負荷手段６６とを具備した２軸載荷試験装置に適用され、保持手段は、軸力の軸線を中心として略放射状をなす複数の案内部１Ａ〜１Ｄが形成された面盤６０，６３と、各案内部１Ａ〜１Ｄに設けられた、少なくとも１つのブロック部材３，８からなって供試体５１に当接する当接部材１２と、少なくとも１つの案内部１Ａ，１Ｂに設けられた当接部材１２の後端面に摺接し、この摺接により当接部材１２を供試体５１に向けて押動するくさび部材５と、くさび部材５を当接部材１２の後端面に摺接して移動させる移動手段６とを備えたことにより上記目的を達成する。
【０００８】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態における２軸載荷試験装置の全体構成については、上記従来技術における図４と同一であるため、詳細な説明は省略し要部についてのみ説明する。図１は本実施の形態に係る２軸載荷試験装置の要部である面盤の拡大図、図２は図１のＩ−Ｉ線断面図、図３は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。なお、図１においては上下面盤６０，６３の構成は同一であるため、上面盤６０についてのみ説明する。
【００１０】
図１に示すように、上面盤６０には、その中心位置Ｄから放射状に４本の溝１Ａ〜１Ｄが形成されている。ここで、溝１Ａ〜１Ｄは、溝１Ａと１Ｂおよび１Ｃと１Ｄとの角度間隔が溝１Ａと１Ｄおよび１Ｂと１Ｃの角度間隔よりも小さく形成されている。これは、供試体５１を取り付けて試験を行う際に、矢印Ｃ方向に上面盤６０が往復移動するため、図１の上下方向へ作用する力よりも左右方向へ作用する力の方が大きいからである。溝１Ａ〜１Ｄは中心位置Ｄに近い部分が他の部分よりも幅広となっている。また、上面盤６０には溝１Ａ〜１Ｄに沿って、わずかに窪んだ凹部２Ａ〜２Ｄが形成されている。そして、溝１Ａ〜１Ｄには、図２に示すように押さえブロック３（以下ブロックとする）および後述するガイドブロック８が挿入される。
【００１１】
ブロック３およびガイドブロック８はそのガイド３Ａ，８Ａ（３Ａのみ図示）を溝１Ａ〜１Ｄの幅広部に挿入することにより、溝２Ａ〜２Ｄに案内されつつ溝１Ａ〜１Ｄに沿って移動可能とされる。なお、本実施の形態においては４つのブロック３および１つのガイドブロック８を溝１Ａ〜１Ｄに挿入するものとし、図１においては溝１Ａ，１Ｄにのみブロック３およびガイドブロック８を挿入した状態を示す。溝１Ａ〜１Ｄに挿入されたブロック３およびガイドブロック８は、ボルト４によりそれぞれ連結されて当接部材１２を構成している。また、ガイドブロック８にはカギ状部材９が取り付けられる。
【００１２】
溝１Ｃ，１Ｄに挿入されたガイドブロック８は、上面盤６０に設けられた固定部材１１に固定される。一方、溝１Ａ，１Ｂに挿入されたガイドブロック８にはくさび部材５が当接している。図３に示すように、くさび部材５にはガイド５Ａが形成されており、このガイド５Ａがスライドガイド１０に形成された溝１０Ａに挿入されている。また、くさび部材５には油圧シリンダ６が取り付けられており、油圧シリンダ６が伸縮することにより、くさび部材５はスライドガイド１０に沿って矢印Ａ方向に往復移動する。くさび部材５の上面にはガイドブロック８との当接面５Ｃと略平行に溝５Ｂが形成されており、この溝５Ｂにガイドブロック８に取り付けられたカギ状部材９が係合している。したがって、くさび部材５が矢印Ａ方向に往復移動することにより、当接部材１２は、くさび部材５の当接面５Ｃと摺動しつつ矢印Ｂ方向に往復移動する。
【００１３】
次いで、本実施の形態の動作について説明する。
まず、上面盤６０の溝１Ａ〜１Ｄにガイドブロック８を挿入するとともに、供試体５１の大きさに応じた数のブロック３を挿入し、ボルト４をブロック３の連結板３Ｂとガイドブロック８の不図示の連結板とに貫通させてこれらを固定して当接部材１２を形成する。そして、カギ状部材９をガイドブロック８に取り付けるとともに、その先端のカギ部をくさび部材５の溝５Ｂに挿入する。次いで、油圧シリンダ６を収縮して各当接部材１２の先端の間隔を広げ、当接部材１２の間に供試体５１の取付部５１Ａを挿入する。その後、油圧シリンダ６を伸張してくさび部材５をスライドガイド１０に沿って摺動させ、これに摺接する溝１Ａ，１Ｂの当接部材１２を中心位置Ｄ方向に向けて移動し、移動する２つの当接部材１２と固定された２つの当接部材１２との間において取付部５１Ａの周囲を締め付けて、供試体５１を上下面盤６０，６３に固定する。
【００１４】
次いで、負荷ヨーク５６により供試体５１を垂直方向に負荷した後、水平負荷用油圧シリンダ６６を所定の周波数により伸縮させることにより、上下圧盤５９，６２のブラケット６４，６５の間隔を変更させて供試体５１に周期的に剪断力を負荷する。このようにして供試体５１の軸方向に所定の荷重を負荷しつつ水平方向に繰り返し変動する剪断力を負荷する際、水平負荷用油圧シリンダ６６の負荷変動および変位量を不図示のロードセルおよびストローク計により検出する。試験終了後は、油圧シリンダ６を収縮し、当接部材１２を中心位置Ｄから離れる方向へ移動し、供試体５１の固定を解除する。
【００１５】
このように、本実施の形態においては、油圧シリンダ６を伸縮するのみで、くさび部材５を介して当接部材１２を中心位置Ｄに対して放射状に往復移動して、供試体５１を上下面盤６０，６３に固定するようにしたため、従来のボルトナットや半割れリングにより供試体５１を固定するものと比較して、容易に供試体５１を上下面盤６０，６３に固定することができる。また、供試体５１の大きさに応じてブロック３の数を変更するのみでよいため、供試体５１の大きさに応じて、複数種類のボルト、タップ孔や半割れリングを用意する必要がなくなる。
【００１６】
なお、上記実施の形態においては、油圧シリンダ６を伸縮させることによりくさび部材５を介して当接部材１２を移動させているが、例えば、くさび部材５にボールねじを螺合させ、このボールねじをモータにより電気的に回転してくさび部材５を矢印Ａ方向に往復移動して、当接部材１２を移動させるようにしてもよい。
【００１７】
また、上記実施の形態においては、上下面盤６０，６３に４本の溝１Ａ〜１Ｄを形成しているが、溝の数はこれに限定されるものではなく、３本以上であれば所望とする数の溝を形成してよいものである。なお、溝が３本の場合は、移動可能な当接部材１２は１つでもよい。
【００１８】
以上の実施の形態と請求項との対応において、溝１Ａ〜１Ｄが案内部を、水平負荷用油圧シリンダ６６が剪断負荷手段を、ブロック３およびガイドブロック８がブロック部材を油圧シリンダ６が移動手段を構成する。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、移動手段によりくさび部材を当接部材の後端面に摺接して移動させて、当接部材により供試体を保持するようにしたため、単に移動手段を駆動させるのみで供試体の面盤への取り付けおよび取り外しを行うことができ、これにより供試体の取り付けおよび取り外しを容易に行うことができる。また、当接部材を複数のブロックで構成すれば、そのブロックの数を変更することにより、放射状に延在する当接部材の供試体側先端の間隔を容易に変更できるため、従来の試験装置のように、供試体の大きさに応じてボルト、タップ孔や半割れリングを用意する必要もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る２軸載荷試験装置の構成の要部である面盤の構成を示す平面図
【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図
【図３】図２のＩＩ−ＩＩ線断面図
【図４】従来の２軸載荷試験装置の構成を示す正面図
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｄ溝
２Ａ〜２Ｄ凹部
３ブロック
４ボルト
５くさび部材
６油圧シリンダ
８ガイドブロック
１０スライドガイド
１２当接部材
５１供試体
５９上部圧盤
６０上面盤
６２下部圧盤
６３下面盤
６６水平負荷用油圧シリンダ

Claims

上下一対の圧盤に供試体を保持する保持手段と、
前記供試体に軸力を作用させた状態にて前記上下一対の圧盤を相対移動させて前記軸力に直交する剪断力を繰り返し負荷する剪断負荷手段とを具備した２軸載荷試験装置において、
前記保持手段は、前記軸力の軸線を中心として略放射状をなす複数の案内部が形成された面盤と、
前記各案内部に設けられた、少なくとも１つのブロック部材からなって前記供試体に当接する当接部材と、
少なくとも１つの案内部に設けられた前記当接部材の後端面に摺接し、該摺接により前記当接部材を前記供試体に向けて押動するくさび部材と、
該くさび部材を前記当接部材の後端面に摺接して移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする２軸載荷試験装置。