JP3926912B2 - 特性試験装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば橋桁の支承や建物の免震装置に用いられるゴム材の特性を試験するための特性試験装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、橋桁の支承や建物の免震に用いられるゴム材は、多数の鋼板とゴム板を交互に積層することによって形成されている。このゴム材の特性について試験する場合、試験対象物に上下方向及び水平方向の荷重を付与する特性試験装置を用い、ゴム材の上下方向の荷重による変位と、水平方向の荷重による変位をそれぞれ測定している。また、特性試験装置としては、試験対象物の上面側を保持する上面板と、試験対象物の下面側を保持する下面板と、上面板を上下方向に移動させる上下方向移動機構と、下面板を水平方向に移動させる水平方向移動機構とを備えたものが用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特性試験装置では、上下方向の荷重を測定する際、上下方向移動機構のシリンダの内圧にシリンダの断面積を乗じることによって荷重を算出し、これに上面板の自重を補正値として加減するようにしているため、荷重の計算が複雑になり、測定誤差を生じやすいという問題点があった。
【0004】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上下方向の荷重を常に正確に測定することのできる特性試験装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、請求項1では、試験対象物の上面側を保持する上面板と、試験対象物の下面側を保持する下面板と、上面板を上下方向に移動させる上下方向移動機構と、上面板及び上下方向移動機構が支持される装置本体と上面板及び上下方向移動機構との間に設けられ、試験対象物の上下方向の荷重を検出する上下方向荷重検出器と、上面板と上下方向移動機構との間に設けられ、上面板側を上方に付勢して上下方向移動機構側に揺動自在に圧接させる付勢機構とを備え、前記付勢機構を、上面板及び上下方向移動機構の一方に設けられたピストンと、上面板及び上下方向移動機構の他方に設けられたシリンダとから構成し、上面板側をシリンダ内の空気圧により上方に付勢するように設けるとともに、シリンダ内の空気を排出可能に設けている。これにより、試験対象物に加わる荷重が上下方向荷重検出器によって直接検出されることから、測定時に上面板の自重による影響を受けることがない。
【0006】
また、上面板が付勢機構によって上下方向移動機構側に圧接されていることから、加圧時に上面板の自重のみが試験対象物に加わることがない。
【0007】
また、請求項2では、請求項1記載の特性試験装置において、前記試験対象物の上下方向の変位を検出する上下方向変位検出器を備え、上下方向変位検出器の検出子を前記上面板に接するように配置している。これにより、請求項1の作用に加え、試験対象物の変位が上面板に接触する上下方向変位検出器によって測定されることから、上下方向移動機構や上下方向荷重検出器の部材変形による変位量の測定誤差を生ずることがない。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1乃至図5は本発明の一実施形態を示すものであり、図1は特性試験装置の正面図、図2及び図3はその要部拡大側面図、図4及び図5はその動作説明図である。
【0009】
この特性試験装置は、装置本体を構成するフレーム1と、ゴム材等の試験対象物Aの上面側を保持する上面板2と、試験対象物Aの下面側を保持する下面板3と、上面板2を上下方向に移動させる上下方向移動機構4と、下面板3を水平方向に移動させる水平方向移動機構5と、試験対象物Aの上下方向の荷重を検出する上下方向荷重検出器6と、試験対象物Aの水平方向の荷重を検出する水平方向荷重検出器7と、試験対象物Aの上下方向の変位を測定する上下方向変位測定器8と、試験対象物Aの水平方向の変位を測定する水平方向変位測定器9とから構成されている。
【0010】
フレーム1は、複数の支柱1aと、各支柱1aの上部に架設された支持部材1bとからなり、各支柱1aの下部には基板1cが設けられている。
【0011】
上面板2は上面側に互いに摺動自在に嵌合する凸球面板2a及び凹球面板2bを有し、これら凸球面板2a及び凹球面板2bは複数の付勢機構10によって互いに圧接している。各付勢機構10は、図2に示すようにシリンダ10a内を摺動するピストン10bのロッド10cを凹球面板2bの縁部を貫通して凸球面板2aの縁部に固定しており、シリンダ10a内の空気圧によって凸球面板2aを上方に付勢することにより、凸球面板2aを凹球面板2bに圧接させるようになっている。また、各付勢機構10はシリンダ10a内の空気を排出して凸球面板2aの上方への付勢を解除することにより、図3に示すようにピストン10bが上面板2の自重でシリンダ10aの一端に当接するようになっている。
【0012】
下面板3は基板1c上に設置され、レール3aによって水平方向に移動自在に支持されている。
【0013】
上下方向移動機構4は油圧シリンダからなり、下方に延びるロッド4aを上面板2の凹球面板2b側に連結し、ロッド4aの摺動により上面板2を上下方向に移動させるようになっている。
【0014】
水平方向移動機構5は油圧シリンダからなり、側方に延びるロッド5aを下面板3に連結し、ロッド5aの摺動により下面板3を水平方向に移動させるようになっている。
【0015】
上下方向荷重検出器6は複数の圧縮・引張型ロードセルからなり、上端側をフレーム1の支持部材1bに連結され、下端側を上下方向移動機構4の油圧シリンダに連結されている。即ち、上面板2及び上下方向移動機構4はフレーム1に上下方向荷重検出器6を介して支持されている。
【0016】
水平方向荷重検出器7は単一の圧縮・引張型ロードセルからなり、一端側を下面板3側に連結され、他端側を水平方向移動機構5の油圧シリンダに連結されている。
【0017】
上下方向変位測定器8は上面板2に接触する複数のストロークセンサからなり、その検出子をそれぞれ上面板2に接触させて配置し、上面板2の幅方向両端側における上下方向の変位を測定するようになっている。
【0018】
水平方向変位測定器9は下面板3に接触するストロークセンサからなり、その検出子を下面板3に接触させて配置し、下面板3の水平方向の変位を測定するようになっている。
【0019】
以上のように構成された特性試験装置においては、試験対象物Aを上面板2及び下面板3間に保持し、上下方向移動機構4によって上面板2を下方に移動させることにより、試験対象物Aに圧縮荷重が加わる。その際、試験対象物Aの上下方向の荷重が上下方向荷重検出器6によって検出され、上下方向の変位が上下方向変位測定器8によって測定される。即ち、試験対象物Aに加わる荷重が上下方向荷重検出器6によって直接検出されることから、測定時に上面板2の自重や上下方向移動機構4の摺動抵抗などの影響を受けることがない。その際、上面板2は各付勢機構10によって凸球面板2a及び凹球面板2bを互いに圧接されていることから、加圧時に上面板2の自重のみが試験対象物Aに加わることがない。更に、試験対象物Aの変位が上面板2に接触する上下方向変位測定器8によって測定されることから、上下方向移動機構4や上下方向荷重検出器6の部材変形による変位量の測定誤差を生ずることがない。
【0020】
また、上下方向移動機構4によって上面板2を上方に移動させることにより、試験対象物Aに引張荷重が加わり、その上下方向の荷重が上下方向荷重検出器6によって検出され、上下方向の変位が上下方向変位測定器8によって測定される。その際、図3に示すように各付勢機構10のシリンダ10a内の空気を排出しておくことにより、ピストン10bが上面板2の自重でシリンダ10aの一端に直接係合し、試験対象物Aに各付勢機構10の緩衝作用が生ずることなく引張荷重が付与される。
【0021】
前記上下方向移動機構4による圧縮試験及び引張試験において、水平方向移動機構5により下面板3を水平方向に移動させることにより、試験対象物Aに圧縮荷重または引張荷重が加わりながら水平方向の荷重が加わり、水平方向の荷重が水平方向荷重検出器7によって検出され、水平方向の変位が水平方向変位測定器9によって測定される。
【0022】
このように、本実施形態の特性試験装置によれば、上面板2及び上下方向移動機構4をフレーム1に上下方向荷重検出器6を介して支持することにより、試験対象物Aに加わる荷重を上下方向荷重検出器6によって直接検出するようにしたので、測定時に上面板2等の自重や上下方向移動機構4の摺動抵抗などの影響を受けることがなく、上下方向の荷重を常に正確に測定することができる。
【0023】
尚、前記実施形態では上下方向及び水平方向にそれぞれ荷重を付与可能な特性試験装置を示したが、上下方向のみの特性試験装置にも本発明を適用することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の特性試験装置によれば、測定時に上面板等の自重による影響を受けることがないので、上下方向の荷重を常に正確に測定することができる。
【0025】
また、加圧時に上面板の自重のみが試験対象物に加わることがないので、上面板の自重が死荷重となる測定誤差を確実に防止することができる。
【0026】
また、請求項2の特性試験装置によれば、請求項1の効果に加え、上下方向移動機構や上下方向荷重検出器の部材変形による変位量の測定誤差を生ずることがないので、変位量の測定を常に正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す特性試験装置の正面図
【図2】特性試験装置の要部拡大側面図
【図3】特性試験装置の要部拡大側面図
【図4】特性試験装置の動作説明図
【図5】特性試験装置の動作説明図
【符号の説明】
1…フレーム、2…上面板、3…下面板、4…上下方向移動機構、5…水平方向移動機構、6…上下方向荷重検出器、7…水平方向荷重検出器、8…上下方向変位測定器、9…水平方向変位測定器、10…付勢機構、A…試験対象物。
Claims (2)
- 試験対象物の上面側を保持する上面板と、
試験対象物の下面側を保持する下面板と、
上面板を上下方向に移動させる上下方向移動機構と、
上面板及び上下方向移動機構が支持される装置本体と上面板及び上下方向移動機構との間に設けられ、試験対象物の上下方向の荷重を検出する上下方向荷重検出器と、
上面板と上下方向移動機構との間に設けられ、上面板側を上方に付勢して上下方向移動機構側に揺動自在に圧接させる付勢機構とを備え、
前記付勢機構を、上面板及び上下方向移動機構の一方に設けられたピストンと、上面板及び上下方向移動機構の他方に設けられたシリンダとから構成し、
上面板側をシリンダ内の空気圧により上方に付勢するように設けるとともに、シリンダ内の空気を排出可能に設けた
ことを特徴とする特性試験装置。 - 前記試験対象物の上下方向の変位を検出する上下方向変位検出器を備え、
上下方向変位検出器の検出子を前記上面板に接触するように配置した
ことを特徴とする請求項1記載の特性試験装置。
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