JP4196145B2 - 圧縮・引張試験装置および出力調整装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮・引張試験装置および出力調整装置に係り、特に、電動機により液体ポンプを小さな駆動力で回転して液圧を吐出し、液体ポンプの吐出液圧で液体アクチュエータを直接動作させ、また、主駆動部と推力微調部とで構成し出力の微調整が行なえる圧縮・引張試験装置および出力調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、試験片の受ける応力状態から引張試験、圧縮試験、曲げ試験、ねじり試験、せん断試験およびかたさ試験などに、また試験片に加える外力の性質から静的試験、衝撃試験、疲れ試験（繰返し応力試験）およびクリープ試験などに分類され、それぞれに適合された試験装置が存在していることは一般的に知られている。このとき、一般的に、試験片に加える外力が小さいものには電気モータが用いられ、外力が大きいものには液圧が用いられていることも知られている。その一例として、図１２に示すように油圧を用いた圧縮・引張試験装置が一般的に知られている。この油圧を用いた圧縮・引張試験装置は、液体ポンプ１５１あるいはアキュムレータ１５３からの液圧をサーボ弁や電磁比例弁１５５を経由して液体アクチュエータ１５７の所定ポートに供給し、図示しない試験片に圧縮荷重あるいは引張荷重を与えている。この圧縮・引張試験装置では、液体アクチュエータ１５７が作動していないときでも液体ポンプ１５１を常時一定速度で回転させ一定量の圧油を生成し液圧エネルギーをアキュムレータ１５３に蓄えるか、あるいは、生成されたエネルギーはリリーフ弁１５９を介してオイルタンク１６１に戻されている。このため、エネルギーロスが非常に大きいものとなっており、また、騒音も非常に大きいものとなっている。さらに、油温が上昇することにより作動油が劣化するので、クーリング装置１６３の設置が必要になることもある。このため、多量の作動油量が必要になるとともに、回路の構成が複雑になり、定常的なメンテナンスが必要になり、また、定常的に騒音が発生しうるさいという問題がある。このため、この問題を改良するものとして、特開平９−８８９０６号公報が提示されている。同公報によれば、図１３に示すように、電動機１７１にフライホィール１７３を直結するともに、このフライホィール１７３を介して二方向吐出形の液圧ポンプ１７５を駆動するようにし、この液圧ポンプ１７５によって液圧シリンダ１７７を駆動するようにしている。これにより、電動機１７１によって直接フライホィール１７３を高速回転させ、その回転エネルギーを蓄積するようにしたからフライホィール１７３および他の装置を従来のものより著しく小型軽量にできる。また、上記公報に記載された液圧駆動装置は、負荷の変動がそのまま圧液の圧力変動となるが、大きな圧力変動があっても、液圧ポンプ１７５およびこの液圧ポンプ１７５と連通する液圧系には何らの問題も発生しない。即ち、減速機による機械的な減速はエネルギーの伝達を点接触で行っているが、液圧の場合は、パスカルの原理により機構部と圧液の接触部は全て面接触と考えて良い。従って、大きな負荷の変動があっても定格出力の範囲内であれば液圧ポンプ１７５は破壊されることはないことが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平９−８８９０６号公報においては、調査する試験片のテスト条件を設定するのが困難であるとともに、設定工程に多くの時間がかかっている。このため、作業にはベテランの計測員が必要になっており、その計測員が不足するという問題がある。また、作動流体としては非圧縮性といわれる液体（油）が用いられているが、実際には液体自身が圧縮性を有するとともに、液体内部に混入する空気のために圧縮性があるため、液体アクチュエータが指令値に応じて作動せず精度が悪くなっている。更に、液体ポンプと液体アクチュエータを接続する配管が可撓管（ゴムホース）で接続されると、可撓管が圧力により拡張するため液体アクチュエータが指令値に応じて作動せず精度がさらに大きく悪くなってくる。また、液体の温度によって液体の粘度が変化し、液体アクチュエータが指令値に応じて作動せず精度がさらに大きく悪くなってくる。さらに、同公報では、試験片に応じたテスト条件の入力が困難であるとともに、テスト条件に応じて測定したテスト結果を正確に確認するのが困難である。また、大型の圧縮・引張試験装置においては、フライホィールが大きくなり、迅速に大きな荷重をかけるのが困難であるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点に着目し、圧縮・引張試験装置および出力調整装置において、テスト条件の設定が容易で、かつ、正確に設定できるとともに、精度良く測定でき、また、大型の試験機あるいは加工機でも迅速に荷重を付与でき、また、微調整の荷重の付与が可能な圧縮・引張試験装置および出力調整装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る圧縮・引張試験装置は、電動機により駆動される液圧ポンプからの圧力を受けた液圧アクチュエータにより試験片に圧縮荷重あるいは引張荷重を付与し、試験片の材料の機械的性質である応力または歪みあるいは両者の関数を試験する圧縮・引張試験装置であって、試験片のテスト条件を入力する入力部と、入力されたテスト条件を受信しテスト条件に適合した指令値を出力する制御本体部とを有する制御手段と、制御本体部からの指令値により回転速度が制御される電動機と、電動機により回転駆動される２方向流れの液体ポンプと、電動機と液体ポンプとの間に配設され電動機により回転駆動されるフライホィールと、液体ポンプあるいは／および液体アクチユエータからのもれ量を補充するチェック弁あるいは／および補充用電動機により駆動されるポンプ補充用ポンプと、チェック弁あるいは／および補充用ポンプに接続されるタンクとで構成するようにしたものである。
【０００６】
また、液圧アクチュエータは、ストローク位置を検出する位置検出センサが付設されており、制御手段は、位置検出センサからのフィードバック信号を受けて制御本体部から電動機への指令値を増減し、電動機の回転速度を増減する加算部とをを有する構成にすると良い。
【０００７】
また、制御手段は、試験片に付与する荷重、位置、あるいは、時間に関する設定された波形モードのテスト条件を記憶する記憶部と、波形モードのテスト条件を選択する選択モード設定部と、選択モード設定部により選択されたテスト条件を入力するテスト条件入力部と、選択したテスト条件の入力項目を表示するとともに図示し、かつ、測定した結果を図示する表示部とを有する構成にすると良い。
【０００８】
また、液体ポンプは、電動機により回転駆動される２方向流れの可変容量形液体ポンプであり、フライホィールの近傍に配設されフライホィールの回転速度を検出する速度センサーが設けられ、制御本体部は、速度センサーからの信号に応じて可変容量形液体ポンプに吐出指令を出力するように構成すると良い。
【０００９】
また、液体ポンプと液圧アクチュエータとの間を接続する二つの配管のそれぞれに付設され、制御本体部からの指令を受けて液圧アクチュエータの加圧側のセット圧力を高圧力に、液圧アクチュエータからの戻り側のセット圧力を低圧力に調圧する、タンクに接続された電磁比例式リリーフ弁を有するように構成すると良い。
【００１０】
本発明に係る圧縮・引張装置の出力調整装置である他の発明は、電動機により駆動される液圧ポンプからの圧力を受けた液圧アクチュエータにより試験片あるいは被加工品に圧縮荷重あるいは引張荷重を付与し、試験片の材料の機械的性質である応力または歪みあるいは両者の関数を試験、あるいは、被加工品を加工する圧縮・引張装置であって、制御本体部からの指令値により回転速度が制御される電動機と、電動機により回転駆動される２方向流れの液体ポンプからの油圧を受けて試験片に圧縮荷重あるいは引張荷重を付与する液体アクチユエータとからなる主駆動部と、制御本体部からの指令値により回転速度が制御される微調用電動機と、微調用電動機により駆動される駆動力を受けて作動し、主駆動部の液体アクチユエータに供給する推力微調用油圧を生ずるプランジャとからなる推力微調部とで構成されている。
【００１１】
また、推力微調部は、微調用電動機により駆動される微調用油圧ポンプからの油圧、あるいは、微調用電動機により駆動されるボールネジにより作動し、油圧を生ずるプランジャと、プランジャからの油圧を主駆動部の液体アクチユエータに供給するシャトル弁とが付設されていると良い。
【００１２】
【作用】
上記構成によれば、圧縮・引張試験装置は、材料の機械的性質である応力または歪みあるいは両者の関数を計測するために、試験片のテスト条件を入力する入力部と、入力されたテスト条件を受信しテスト条件に適合した指令値を電動モータに出力する制御本体部とを有する制御手段を備えている。電動モータは、制御手段の制御本体部からの指令値により回転速度が制御されながら液体ポンプおよびフライホィールを回転し、液体ポンプは、前記電動モータにより駆動され、必要な吐出量を液体アクチュエータに直接吐出する。フライホィールの回転エネルギーは回転速度をＮｒとすると、Ｎｒ²となる。したがって、可能な限り高速度で回転させることにより、フライホィール自体の重量を軽減させることができるので、電動モータに直結させることにより、低コストで最大の効果を得ることができる。液体ポンプあるいは／および液体アクチユエータから作動油がもれた場合には、もれ量に応じた分だけ液体ポンプを経て、チェック弁のみにより補充されるか、あるいは、補充モータにより駆動される補充用ポンプのみにより補充されるか、又は、チェック弁および補充用ポンプの両方により補充されるか、のいずれかにより補充される。また、液体ポンプの回転速度が変動する時にも同様に補充してキャビティーションを防止するようにしている。
【００１３】
また、液圧アクチュエータには位置検出センサが付設され、液体アクチュエータのストローク位置を検出し、その検出値を加算器にフィードバック信号として入力している。
また、試験片のテスト条件を入力する入力部には、選択モード設定部が付設され、試験片に付与するテスト条件の波形モード、例えば、定変位、定速度、三角波、正弦波、不規則波、あるいは、定荷重等のモードのいずれかを設定できるようにされている。
【００１４】
また、入力部には、選択モード設定部により選択されたテスト条件の項目を入力するテスト条件入力部が付設されている。テスト条件入力部が操作されると、表示部には選択したテスト条件の入力項目を表示するとともに図示し、かつ、測定した結果が図示される。
【００１５】
また、可変電動モータにより駆動されるフライホィールおよび可変容量形液体ポンプとが配設されるとともに、フライホィールの近傍には速度センサーが配設されて回転速度を検出している。フライホィールの回転速度が所定の速度になったことが速度センサーにより検出されると、制御本体部は可変容量形液体ポンプに吐出指令を出力して、例えば、ポンプに多量の吐出容量を吐出させて急激な荷重の付加、あるいは、所定のなだらかな吐出量を吐出させて所定のなだらかな荷重を付加するように吐出量を制御している。
【００１６】
また、液体ポンプと液圧アクチュエータとの間を直接接続する二つの配管には、それぞれにリリーフ弁が接続されている。このリリーフ弁は、そのうちのいずれか一方が制御本体部からの指令を受けて液圧アクチュエータの加圧側のセット圧力を高圧力に、液圧アクチュエータからの戻り側の他側のセット圧力を低圧力に調圧して、液圧アクチュエータのストローク位置に対して任意の荷重が付加できるようにされている。このとき、リリーフ弁は電磁比例式リリーフ弁を用いるとよい。
【００１７】
圧縮・引張試験装置の他の発明は、主駆動部と推力微調部とで構成されている。主駆動部は、制御本体部により回転速度が制御される電動モータで回転駆動される２方向流れの液体ポンプからの油圧を受けて試験片に圧縮荷重あるいは引張荷重を付与する液体アクチユエータとからなる。推力微調部は、制御本体部により回転速度が制御される微調用電動モータと、微調用電動モータにより駆動される駆動力を受けて作動し、主駆動部の液体アクチユエータに供給する推力微調用油圧を生ずるプランジャとからなっている。主駆動部により早送りが可能になり作業が迅速になり、推力微調部で増圧により小さい圧力で大きな圧縮荷重および引張荷重を負荷制御できるため省エネルギーが得られ、また、細かい制御が可能となる。特に、微調用油圧シリンダの受圧面積とプランジャの断面積との比を大きくして増圧比を大きくすると、電動モータのトルクむら、および、油圧ポンプのリップル（ポンプが有する固有の脈動）に起因する圧力変動を反比例して小さくすることができる。これにより、油圧シリンダに作用するプランジャの脈動を小さく出来て精密な制御が可能になっている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る圧縮・引張試験装置の好ましい実施の形態を添付図面に従って詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る圧縮・引張試験装置の回路図である。図１において、圧縮・引張試験装置１のポンプには二方向流れ可変容量形液体ポンプである可変容量形油圧ポンプ１１（以下、可変定容量形ポンプ９９という）は、第１配管１３および第２配管１５によって、液体アクチュエータであるダブルロッド形油圧シリンダ１７（以下、油圧シリンダ１７という）に直結されている。可変容量形油圧ポンプ１１は、後述する制御本体部２３からの指令を受けて容量制御用サーボ機構１１Ａにより吐出容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）を可変にしている。可変容量形油圧ポンプ１１は、所定の慣性モーメントＩを有するフライホィール１９を介して、電動機２１に接続されて駆動されて回転する。電動機２１は、二方向の回転が可能であるとともに回転速度が可変のＡＣモータあるいはＤＣモータを用いることができる。電動機２１の回転速度は、制御手段であるコントローラ８８の制御本体部２３からの指令信号に応じて制御されて可変に回転する。フライホィール１９は、特開平９−８８９０６号公報と同様に、電動機２１の回転速度を大きくすることにより、重量を軽減することができる。このフライホィール１９の回転速度は従来使用している速度よりも早くして慣性モーメントＩを同じにしており、その分だけフライホィール１９自体の重量を軽減している。
【００１９】
電動機２１と制御本体部２３との間には、後述する位置検出センサ４１からの信号に応じて制御本体部２３からの指令信号を増減して電動機２１の回転速度を調整する加算部２５が配設されている。この電動機２１の回転速度が加算部２５で調整されることにより、可変容量形油圧ポンプ１１の回転速度が変更されて、可変容量形油圧ポンプ１１からの作動油の吐出量Ｑａが可変に調整される。また、作動油の吐出量Ｑａは、電動機２１の回転速度Ｎｒを一定にしておき、容量制御用サーボ機構１１Ａにより吐出容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）を可変にすることにより調整できる。このとき、作動油の吐出量Ｑａの調整は、可変容量形油圧ポンプ１１の容量制御用サーボ機構１１Ａを制御して作動油の吐出量Ｑａを変更するよりも、吐出容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）を一定にしておいて電動機２１の回転速度Ｎｒを調整することで作動油の吐出量Ｑａを調整する方が制御を容易にでき、かつ、精度も良くなる。以下、吐出容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）を一定にしておいて電動機２１の回転速度を調整する方法について述べる。
【００２０】
電動機２１は制御本体部２３からの指令信号に応じて回転方向および回転速度が設定されている。電動機２１により駆動される可変容量形油圧ポンプ１１は、電動機２１の回転方向および回転速度に応じて第１配管１３あるいは第２配管１５のいずれかに作動油を吐出する。可変容量形油圧ポンプ１１から第１配管１３に吐出された作動油は、油圧シリンダ１７の図示の上側シリンダ室１７ａに供給されて油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａを下降し、試験片２７に圧縮力を付与する。
【００２１】
反対に、可変容量形油圧ポンプ１１から第２配管１５に吐出された作動油は、油圧シリンダ１７の図示の下側シリンダ室１７ｂに供給されて油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａを上昇し、試験片２７に引張力を付与する。油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａには、作動の上限および下限を位置決めする図示しないリミットスイッチが付設されており、この位置信号は制御本体部２３に送信されている。また、シリンダロッド１７Ａの一側先端部に試験片２７を装着する試験片用取着部５が設けられている。また、第１配管１３あるいは第２配管１５には、回路を保護する高圧に設定された図示しないリリーフ弁が装着されている。
【００２２】
可変容量形油圧ポンプ１１は、作動油タンク３１から作動油を吸入可能であるとともに、油圧シリンダ１７からの戻り油を第１配管１３および第２配管１５から吸入する。第１配管１３および第２配管１５の間には、第１チェック弁３３ａと第２チェック弁３３ｂとの二つのチェック弁が対向して配設されている。この第１チェック弁３３ａと第２チェック弁３３ｂとの間には、作動油タンク３１に接続する第３配管３５が配設されている。これにより、可変容量形油圧ポンプ１１あるいは／および油圧シリンダ１７から作動油がもれた場合には、作動油タンク３１から第１チェック弁３３ａを介して第１配管に、また、第２チェック弁３３ｂを介して第２配管に不足した分だけ作動油を補充することができ、キャビテーションの発生を防止することが出来る。即ち、可変容量形油圧ポンプ１１あるいは／および油圧シリンダ１７からもれた作動油は、チェック弁３３から補充される構成としている。また、可変容量形油圧ポンプ１１と油圧シリンダ１７とが第１配管１３および第２配管１５で直結された閉回路は、可変容量形油圧ポンプ１１の回転速度あるいは吐出容積ｑｖが変動し吐出量Ｑａが急激に変更された場合でも、第１チェック弁３３ａあるいは第２チェック弁３３ｂと、作動油タンク３１から吸引されて補充されるためにキャビテーションの発生を防止することが出来る。
【００２３】
油圧シリンダ１７の図示の上側シリンダ室１７ａには、室内の圧力を測定する第１油圧検出センサ３７ａが、また、図示の下側シリンダ室１７ｂには、室内の圧力を測定する第２油圧検出センサ３７ｂが配設され、それぞれの油圧検出センサ３７は検出した圧力を制御本体部２３に送信している。制御本体部２３は、第１油圧検出センサ３７ａの第１圧力Ｐａと第２油圧検出センサ３７ｂの第２圧力Ｐｂから油圧シリンダ１７が発生する荷重Ｆａを演算している。この荷重Ｆａは、試験片２７に付与する引張力、あるいは、圧縮力となっている。荷重Ｆａが制御本体部２３からの指令値よりも小さい場合には、制御本体部２３は加算部２５に電動機２１の回転速度を増加するように指令を出力して回転速度を増し、可変容量形油圧ポンプ１１の回転速度を変更して可変容量形油圧ポンプ１１からの作動油の吐出量Ｑａを増加し、荷重Ｆａを増加するように調整できるようにしている。
【００２４】
反対に、荷重Ｆａが制御本体部２３からの指令値よりも大きい場合には、制御本体部２３は加算部２５に電動機２１の回転速度を減速するように指令を出力して回転速度を減じ、可変容量形油圧ポンプ１１の回転速度を変更して可変容量形油圧ポンプ１１からの作動油の吐出量Ｑａを減量し、荷重Ｆａを減少するように調整できるようにしている。この油圧検出センサ３７は、第１配管１３、あるいは、第２配管１５に配設しても良い。
【００２５】
油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａには、そのストローク位置を検出する位置検出センサ４１が付設されている。位置検出センサ４１は、検出したシリンダロッド１７Ａのストローク位置をフィードバック位置信号として加算部２５に送信している。加算部２５は、制御本体部２３からのシリンダロッド１７Ａの位置指令と、位置検出センサ４１からのフィードバック位置信号とを比較し、不足している場合には指令値に加算して、電動機２１の回転速度Ｎｒを増加して可変容量形ポンプ１１の吐出量Ｑａを増やしてストローク位置の不足分を補充している。反対に、余剰している場合には、指令値に減算して、電動機２１の回転速度を減速して可変容量形ポンプ１１の吐出量Ｑａを減じてストローク位置の余剰分を減じている。これにより、油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａは、制御本体部２３の指令値に応じて正確に作動している。
【００２６】
コントローラ８８には、試験片２７のテスト条件に応じて、テスト条件、テスト項目等を入力する入力部２３ａが付設されている。入力部２３ａには、試験片２７のテスト条件に応じてテスト項目を選択する選択モード設定部４３が配設されている。選択モード設定部４３は、例えば、定変位、定速度、三角波、正弦波、不規則波、あるいは、定荷重等の荷重が付与される入力キー４３ａ、４３ｂ、４３ｃ…が設けられている。また、制御本体部２３には、定変位、定速度、三角波、正弦波、所定の不規則波、あるいは、定荷重等の荷重、位置、あるいは、時間等の波形形状の波形モードが後述するコントローラ８８の内部の記憶部２３ｂに記憶されている。選択モード設定部４３が操作されると選択された波形モードが後述する表示部４７の画面４７ａに表示される。
【００２７】
また、入力部２３ａには、上記の選択モード設定部４３、およびテスト条件入力部４５が配設されている。テスト条件入力部４５は、例えば、選択モード設定部４３により選択された波形モードにテスト条件（例えば、テスト時間、テスト荷重、あるいは、テストストローク等のテスト項目）を入力する。テスト条件入力部４５が操作されると、それに応じた入力値が表示されている後述する表示部４７の画面４７ａが表示される。試験員は、表示部４７の画面４７ａに表示された入力個所４９にテスト条件の入力値を入力すれば良く、簡単に正確に入力することができる。テスト条件は、例えば、三角波変位が選択された場合には、図２に示すような表示部４７の画面４７ａに台形形状の図Ｕａが表示される。この画面４７ａの入力個所４９、計測周期（１００ｍｓｅｃ）、繰り返し回数（Ｎ＝１）、ストローク（６０．０ｍｍ）、Ｔ−１（６０．０ｓｅｃ）、Ｔ−２（０．０ｓｅｃ）、Ｔ−３（６０．０ｓｅｃ）を記入し、試験員は記入項目に間違いがない場合には、ＯＫをクリックすることにより、テスト条件が入力される。これにより間違いがなく正確に入力することができる。
【００２８】
表示部４７は、制御本体部２３に接続されており、テスト条件入力部４５の操作に伴って、テスト条件の入力すべき各項目が、表示部４７の画面４７ａに表示されるとともに、後述する試験片２７に付与された荷重を検出するロードセル５１からの荷重を表示している。例えば、図３に示すように、画面４７ａの第１入力個所４９ａには、油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａの指令位置が黄色の実線Ｙａで表示されるとともに、計測位置が緑色の実線Ｇａ（図示では点線Ｇａで示す）で表示される。また、画面４７ａの第２入力個所４９ｂには、測定した結果の荷重が緑色の実線Ｔａで表示される。この結果よりテストした試験片２７のテスト結果が容易に目視により判別できる。
【００２９】
圧縮・引張試験装置１の試験片２７を取着する取着部にはロードセル５１が配設されている。このロードセル５１の測定結果は、制御本体部２３に送信され演算解析されて表示部４７に送られる。表示部４７の画面４７ａには、試験片２７のテスト指令値とロードセル５１の測定結果が一緒に表示される。例えば、図３に示すように、画面４７ａの第２入力個所４９ｂには、測定した結果の荷重が表示される。この結果よりテストした試験片２７のテスト条件とテスト結果が容易に目視により判別できるため、テストの確認が容易になっている。上記において、制御本体部２３、入力部２３ａ、加算部２５、および、表示部４７はコントローラ８８で構成しても良い。
【００３０】
また、圧縮・引張試験装置１には、図１に点線Ｓａ示すように恒温室５３を有している。この恒温室５３は、様々な温度の環境下で試験片２７のテストが出来るように図示しない温度制御装置が付設できるようにされている。
【００３１】
次に、上記の作動について、弾性体であるゴムの試験片２７を圧縮試験する場合について図４を用いて説明する。図４において、横軸には試験片２７に与える変位量の指令計画位置と実測位置とを表示している。また縦軸には試験片２７に発生した圧縮荷重の実測値を表示している。前記のように、油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａの計画指令位置、即ち、試験片２７の変位量の計画指令位置と圧縮荷重のと関係が黄色（実際の画面４７ａ上）の実線Ｙａ（図４でも実線Ｙａで示している）で表示されている。また、実測位置と圧縮荷重との関係が実際の画面４７ａ上で緑色の実線Ｇａ（図４では点線Ｇａで示す）で表示されている。このとき、油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａの計画指令位置は、可変容量形ポンプ１１の吐出容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）と油圧シリンダ１７の容積との関係より、電動機２１の回転速度の指令値が決定される。また、圧縮荷重の実測値は、ロードセル５１により求められる。
【００３２】
シリンダロッド１７Ａの位置を制御する場合、先ず、図示しないサーボオンスイッチをＯＮ操作すると、制御本体部２３から電動機２１に駆動開始指令が出力されて電動機２１の回転を開始する。電動機２１は、制御本体部２３から指令値に応じて回転速度を増加して行く。このとき、制御本体部２３は、試験片２７の変位量の計画指令位置（実線Ｙａ）に合わせて油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａを作動させるような、可変容量形ポンプ１１の吐出量Ｑａを吐出させるように電動機２１の回転速度Ｎｒを制御する指令値を出力している。このとき、可変容量形ポンプ１１の吐出容積ｑｖは一定の容積となっているものとしている。
【００３３】
これにより、可変容量形ポンプ１１は回転を開始するとともに、電動機２１の増速に合わせて増速していき回転速度に応じて作動油を吐出する。この吐出された作動油は油圧シリンダ１７の上側シリンダ室１７ａに供給されて、制御本体部２３の指令に応じて油圧シリンダ１７の伸長を行ない試験片２７に圧縮荷重を付与する。油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａの位置、および試験片２７の縮小量は、位置検出センサ４１により検出されて加算部２５に送信される。このとき、前記のごとく、作動油自体および空気混入による圧縮性と、可撓管（ゴムホース）の膨張等により、油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａの位置が計画値と異なってくることがある。このときには、位置検出センサ４１がシリンダロッド１７Ａのストローク位置を検出し、その検出値をフィードバック位置信号として加算部２５に送信している。加算部２５は、シリンダロッド１７Ａの位置が所定の位置になるように制御本体部２３からの指令値を増減し、電動機２１の回転速度、即ち可変容量形ポンプ１１の吐出量Ｑａを増減して修正している。
【００３４】
一方、ロードセル５１の測定結果(出力)は、制御本体部２３に送信されて演算解析されて表示部４７に送られ、例えば、図３あるいは図４に示すように、表示部４７の画面４７ａには、試験片２７のテスト指令値とロードセル５１の測定結果が点線Ｇａで示すように一緒に表示される。このとき、油圧シリンダ１７の上側シリンダ室１７ａに付設した第１油圧検出センサ３７ａと、下側シリンダ室１７ｂに付設した第２油圧検出センサ３７ｂとで検出した第１圧力Ｐａと第２油圧検出センサ３７ｂの第２圧力Ｐｂから油圧シリンダ１７が発生する圧縮荷重Ｆｃを演算するようにしても良い。また、この求めた演算による圧縮荷重Ｆｃと、ロードセル５１により測定された圧縮荷重とを比較して計器（ロードセル５１）の確認をするようにしても良い。
【００３５】
シリンダロッド１７Ａのストローク位置が、ストローク点Ｎａに到達する前より電動機２１の回転速度を減じて、ストローク点Ｎａで電動機２１の回転速度を停止する。このとき、フライホィール１９は重量が軽いため小さい制動力で良く、ストローク点Ｎａの近傍で減速することができ、試験時間が短くなる。電動機２１が回転速度を停止したら、制御本体部２３は電動機２１が逆方向に回転するように指令信号を出力し、電動機２１を逆方向に回転する。電動機２１は、制御本体部２３から指令値に応じて回転速度を増加して行く。電動機２１により駆動される可変容量形ポンプ１１の吐出量は回転を開始するとともに、電動機２１の増速に合わせて増速していき回転速度に応じて作動油を吐出する。この吐出された作動油は油圧シリンダ１７の下側シリンダ室１７ｂに供給されて、制御本体部２３の指令に応じて油圧シリンダ１７の縮小を行ない試験片２７に付与していた圧縮荷重を軽減して行く。油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａの位置、および試験片２７の収縮量は、前記と同様に、位置検出センサ４１により検出されてフィードバック位置信号として加算部２５に送信している。加算部２５は、シリンダロッド１７Ａの位置が所定の位置になるように制御本体部２３からの指令値を増減し、電動機２１の回転速度、即ち可変容量形ポンプ１１の吐出量の吐出量Ｑａを増減して修正している。
【００３６】
圧縮荷重が減じていき、圧縮荷重がゼロになった点Ｎｂでは、例えば、ゴム等の弾性体は原点に戻らずに変位量Ｌａを有している場合がある。この変位量Ｌａには無関係にシリンダロッド１７Ａの位置が原点Ｏａに戻ったら電動機２１の回転を停止して圧縮試験は終了する。上記テストのように、船等に用いるゴム防舷材等の試験片に付与する荷重を所定の不規則波の波形モードとして表示し、それに所定のテスト条件、項目を入力して圧縮試験を行なうことができる。
【００３７】
上記実施形態では、油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａの位置、即ち、試験片２７の位置を基準位置として圧縮荷重Ｆｃを求めたが、反対に計画指令荷重Ｆａを基準としてそれに対する変位量を求めることもできる。図５に示すように、油圧シリンダ１７の上側シリンダ室１７ａに付設した第１油圧検出センサ３７ａと、下側シリンダ室１７ｂに付設した第２油圧検出センサ３７ｂとで検出した第１圧力Ｐａと第２油圧検出センサ３７ｂの第２圧力Ｐｂから油圧シリンダ１７が発生する基準となる圧縮荷重を設定して計画指令荷重Ｆａとする。これにより、図５に示すように、試験片２７に付与する計画指令荷重Ｆａが黄色（実際の画面４７ａ上）の実線Ｙａ（図５でも実線Ｙａで示している）で表示されている。また、ロードセル５１により測定された実際の圧縮荷重Ｆｃは実際の画面４７ａ上で緑色の実線Ｇａ（図５では点線Ｇａで示す）で表示されている。このとき、油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａの計画指令荷重Ｆａは、可変容量形ポンプ１１の吐出量の吐出容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）と油圧シリンダ１７の容積との関係より、油圧シリンダ１７の実際の圧縮荷重Ｆｃが計画指令荷重Ｆａになるように、制御本体部２３は電動機２１の回転速度Ｎｒを調整している。このようにして荷重を基準として変位量を求めることもできる。また、前記のごとく、電動機２１の回転速度Ｎｒは一定に保っておいて、制御本体部２３から容量制御用サーボ機構１１Ａに指令を出力して可変容量形ポンプ１１の吐出容積ｑｖを変更することにより可変容量形ポンプ１１の吐出量Ｑａを制御し、油圧シリンダ１７の実際の圧縮荷重Ｆｃが計画指令荷重Ｆａになるようにしても良い。
【００３８】
上記のごとく、本発明では、試験片２７の位置を基準位置として圧縮荷重Ｆｃを求めること、および、計画指令荷重Ｆａを基準として実際の圧縮荷重Ｆｃを一致させるように制御するとともに、そのときの試験片２７の位置を求めることもできる。以下では、引張試験あるいは圧宿試験の作動について説明する。
【００３９】
上記のごとく構成した圧縮・引張試験装置１の第１実施形態の作用は、次の通りである。圧縮・引張試験装置１の作動について、図６に示すフローチャート図を用いて説明する。ステップ１では、圧縮・引張試験装置１の制御本体部２３に付設されている入力部２３ａに設けられている図示しない電源用スイッチの入り操作（以下、ＯＮ操作という）を行う。ステップ２では、ロードセル５１を作動させるため、入力部２３ａに設けられているロードセル用スイッチ５１ａのＯＮ操作を行う。あるいは、ロードセル用装置に付設されている図示しないロードセル用スイッチをＯＮ操作する。これにより、ロードセル５１が正確に作動するように、図示しないロードセルアンプの予熱を開始する。また、このとき、制御本体部２３の図示しない制御装置用電源スイッチをＯＮ操作して制御本体部２３を含むコントローラ８８を立ち上げる。ステップ３では、試験片２７のテスト条件、例えば、定変位、定速度、三角波、正弦波、不規則波、あるいは、定荷重等のテスト条件に合わせて、入力キー４３ａ、４３ｂ、４３ｃ…のいずれかを選択する。ステップ４では、選択されたテスト条件に合わせたテスト項目を入力する入力個所４９が表示される表示部４７の画面４７ａを表示する。ステップ５では、表示部４７の画面４７ａに表示された入力個所４９にテスト条件を入力する。ステップ６では、テスト条件が設定された制御系統を一時オフラインする。ステップ７では、圧縮・引張試験装置１の試験片用取着部５に試験片２７を取着する。ステップ８では、テスト条件が設定された制御系統を再度ＯＮ操作する。
【００４０】
ステップ９では、サーボオンスイッチをＯＮ操作して試験装置の可動を開始する。これにより、制御本体部２３より電動機２１に指令が出力されて、電動機２１の回転が開始するとともに、可変容量形ポンプ１１が回転して作動油を吐出する。吐出された作動油は油圧シリンダ１７に供給されて、制御本体部２３の指令に応じて、油圧シリンダ１７は伸長あるいは縮小のいずれかを行ない試験片２７に引張荷重あるいは圧縮荷重を付与する。このとき、試験片２７の伸びあるいは収縮は、位置検出センサ４１により検出されて制御本体部２３に送信される。また、このとき、試験片２７に付与された引張荷重あるいは圧縮荷重は、ロードセル５１により測定される。このロードセル５１の測定結果は、制御本体部２３に送信された演算解析されて表示部４７に送られ、表示部４７の画面４７ａには、試験片２７のテスト指令値とロードセル５１の測定結果が一緒に表示される。
【００４１】
ステップ１０では、ステップ９が所定回数だけ繰り返され、荷重テストは終了する。
ステップ１１では、テスト条件が設定された制御系統をＯＦＦ操作する。
ステップ１２では、圧縮・引張試験装置１の試験片用取着部５から試験片２７を取り外す。ステップ１３では、制御本体部２３の図示しない電源用スイッチの切り操作（ＯＦＦ操作）を行う。また、ロードセル用スイッチ５１ａの切り操作（ＯＦＦ操作）を行ないテストを終了する。
【００４２】
図７は本発明の第２実施形態に係る圧縮・引張試験装置１Ａの回路図である。なお、第１実施形態と同一部品には同一符号を付して説明は省略する。
第１実施形態では、ポンプには二方向流れ可変容量形液体ポンプである可変容量形油圧ポンプ１１が、また、シリンダには液体アクチュエータであるダブルロッドの油圧シリンダ１７が用いられている。また、第１配管１３および第２配管１５の間に第１チェック弁３３ａと第２チェック弁３３ｂとが対向して配設されており、可変容量形油圧ポンプ１１および油圧シリンダ１７から作動油がもれた場合には、第１チェック弁３３ａを介して第１配管に、また、第２チェック弁３３ｂを介して第２配管に作動油を供給し、ポンプに補充することが出来るようにしている。
【００４３】
これに対して、図７の第２実施形態では、可変容量形油圧ポンプ１１が、また、シリンダには液体アクチュエータであるシングルロッド複動油圧シリンダ６３（以下、複動油圧シリンダ６３という）が用いられている。可変容量形油圧ポンプ１１は、制御本体部２３からの指令を受けて容量制御用サーボ機構１１Ａにより吐出容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）を可変にしている。シングルロッド６３Ａの先端部には、試験片２７を取着する試験片用取着部５が付設されている。ヘッド側シリンダ室６３ａに接続する第１配管１３には、パイロット操作チェック弁６５が配設されており、パイロット操作チェック弁６５はパイロット圧力をロッド側シリンダ室６３ｂに接続する第２配管１５から受けて開き作動油タンク３１に余剰油を放出している。また、第２配管１５側には、第１実施形態と同様に第２チェック弁３３ｂが配設されており、複動油圧シリンダ６３が伸長時に不足している作動油を補充している。第２チェック弁３３ｂは、第４配管６７により補充用ポンプ６９にも接続されており、可変容量形油圧ポンプ１１あるいは／および複動油圧シリンダ６３からの作動油のもれ量は可変容量形油圧ポンプ１１を経て補充される。
【００４４】
また、補充用ポンプ６９は補充用電動機７１により駆動され、その吐出油は、可変容量形油圧ポンプ１１および第２チェック弁３３ｂを経て、第１配管１３および第２配管１５のそれぞれに必要に応じて供給し、補充されるようになっている。補充用ポンプ６９の吐出油は、第１リリーフ弁７３によって低い圧力、例えば、０．３〜０．５ＭＰａに調圧されている。これにより、可変容量形油圧ポンプ１１の回転速度が急激に可変速が行われたときにも、第２チェック弁３３あるいは／および補充用ポンプ６９から可変速時の不足する油量を前記の第１配管１３および第２配管１５に供給することができ、ポンプのキャビテーションの発生を防止することが出来る。また、可変容量形油圧ポンプ１１あるいは／および複動油圧シリンダ６３から作動油がもれた場合には、チェック弁３３のみ、あるいは、補充用ポンプ６９のみ、又は、チェック弁３３と補充用ポンプ６９の両方によりもれた分だけ可変容量形油圧ポンプ１１を経て補充される。可変容量形油圧ポンプ１１は、所定の慣性モーメントＩを有するフライホィール１９を介して、電動機２１に接続されて駆動されて回転する。
【００４５】
上記構成により、次に作動について説明する。なお、試験片２７の試験の方法については、第１実施形態の作動の説明およびフロチャート図と同様なため詳細な説明は省略する。
【００４６】
試験片２７に圧縮荷重Ｆｃを作用させるときには、可変容量形油圧ポンプ１１の吐出油は、第１配管１３を介して複動油圧シリンダ６３の図示の上側にあるヘッド側シリンダ室６３ａに供給される。このとき、可変容量形油圧ポンプ１１は、複動油圧シリンダ６３の図示の下側にあるロッド側シリンダ室６３ｂからの戻り油と、補充用ポンプ６９からの吐出油（シングルロッドの不足分）とが加算されて吸引され、第１配管１３に吐出される。これにより、複動油圧シリンダ６３は伸長し、試験片２７に圧縮荷重を付与することができる。
【００４７】
また、試験片２７に引張荷重Ｆｔを作用させるときには、可変容量形油圧ポンプ１１の吐出油は、第２配管１５を介して複動油圧シリンダ６３の図示のロッド側シリンダ室６３ｂに供給される。このとき、可変容量形油圧ポンプ１１は、複動油圧シリンダ６３の図示のヘッド側シリンダ室６３ａからの戻り油を吸引して第２配管１５に吐出される。このとき、複動油圧シリンダ６３の図示のヘッド側シリンダ室６３ａにある戻り油は、シングルロッド６３Ａの分だけ余剰油となっている。この余剰油は、第２配管１５に吐出された可変容量形油圧ポンプ１１のパイロット圧力により開放されたパイロット操作チェック弁６５を経て作動油タンク３１に戻る。これにより、複動油圧シリンダ６３は縮小し、試験片２７に引張荷重を付与することができる。
【００４８】
第２実施形態では、可変容量形油圧ポンプ１１を駆動するモータとして電動機２１が用いられているために、電動機２１が駆動指令を受けて回転を始めると所定の回転速度で回転している。このため、起動時に可変容量形油圧ポンプ１１の容量制御用サーボ機構１１Ａを作動しないでいると吐出量がゼロになっており、起動時に電動機２１に掛る起動力の負荷を小さくすることができ、電動機２１の立ち上がりを早くすることができる。また、電動機２１およびフライホィール１９が所定の回転速度で回転しているときに、制御本体部２３から容量制御用サーボ機構１１Ａに指令を出力することにより、可変容量形油圧ポンプ１１の吐出容積ｑｖをゼロから最大吐出容積ｑｖｍａｘに可変にすることができる。これにより、図８に示すように、試験片２７に急激な勾配Θａを有する圧縮荷重Ｆｃあるいは引張荷重Ｆｔを付与することができる。
【００４９】
図９は本発明の第３実施形態に係る圧縮・引張試験装置１Ｂの回路図である。なお、第１実施形態および第２実施形態と同一部品には同一符号を付して説明は省略する。
【００５０】
第２実施形態では、可変容量形油圧ポンプ１１が、また、シリンダには液体アクチュエータであるシングルロッド複動油圧シリンダ６３が用いられている。第１配管１３側には第２配管１５からパイロット圧力を受けるパイロット操作チェック弁６５が、また、第２配管１５側には第２チェック弁３３ｂが配設されている。パイロット操作チェック弁６５は作動油タンク３１に接続されており余剰油を作動油タンク３１に戻している。第２チェック弁３３ｂは第４配管６７を介して補充用ポンプ６９が接続されており、その吐出油は、可変容量形油圧ポンプ１１、第１配管１３、および、第２配管１５のそれぞれに必要に応じて供給されるようになっている。
【００５１】
これに対して、図９の第３実施形態では、ポンプおよびシリンダには第２実施形態と同様に、可変容量形油圧ポンプ１１と複動油圧シリンダ６３が用いられている。また、同様にシングルロッド６３Ａの先端部には、試験片２７を取着する試験片用取着部５が付設されている。第１配管１３には第１電磁比例式リリーフ弁８１が、また、第２配管１５には、第２電磁比例式リリーフ弁８３が付設されている。第１電磁比例式リリーフ弁８１および第２電磁比例式リリーフ弁８３は制御本体部２３に接続されており、制御本体部２３からの指令信号に応じて第１電磁比例式リリーフ弁８１は第１配管１３の圧力を、また、第２電磁比例式リリーフ弁８３は第２配管１５の圧力を所定の圧力に可変にしている。第１電磁比例式リリーフ弁８１および第２電磁比例式リリーフ弁８３の調圧された後の作動油は作動油タンク３１に戻る。可変容量形油圧ポンプ１１は、所定の慣性モーメントＩを有するフライホィール１９を介して、電動機２１に接続されて駆動されて回転する。フライホィール１９の近傍には回転センサ８５が配設され、フライホィール１９の回転速度は回転センサ８５により検出されて制御本体部２３に出力されている。上記の第１電磁比例式リリーフ弁８１および第２電磁比例式リリーフ弁８３は、制御本体部２３からばねを弱くしておきソレノイド８４に指令を出力することによりセット圧力が高くなるようして安全性およびコストを安価にしている。また、ばねを強くしておくことにより当初より設定圧力にしておき、ソレノイド８４に指令を出力することによりセット圧力が低くなるようにしても良い。
【００５２】
上記構成により、次に作動について説明する。なお、第１実施形態と同一部品には同一符号を付して説明は省略する。また、試験片２７の試験の方法については、第１実施形態の作動の説明およびフロチャート図と同様なため詳細な説明は省略する。
【００５３】
試験片２７に圧縮荷重Ｆｃを作用させるときには、第２実施形態と同様に、可変容量形油圧ポンプ１１の吐出油は、第１配管１３を介して複動油圧シリンダ６３の図示のヘッド側シリンダ室６３ａに供給される。このとき、第１配管１３に付設されている第１電磁比例式リリーフ弁８１のセット圧力は、制御本体部２３からの指令により圧縮荷重Ｆｃが生ずる圧力以上に調圧されている。このセット圧力は、最大の一定圧力としても良いが、圧縮荷重Ｆｃの増加に沿ってセツト圧力を上昇するようにして異常圧力が発生したときに即時に開放するようにして安全性を高くしても良い。このとき、反対側の第２配管１５に付設されている第２電磁比例式リリーフ弁８３のセット圧力は、制御本体部２３からの指令によりほぼゼロ圧力に調圧されている。
【００５４】
これにより、圧縮荷重Ｆｃは複動油圧シリンダ６３の図示のヘッド側シリンダ室６３ａに供給される圧力により設定される。可変容量形油圧ポンプ１１は、複動油圧シリンダ６３の図示のロッド側シリンダ室６３ｂからの戻り油と、補充用ポンプ６９および第２チェック弁３３ｂからの吐出油（シングルロッドの不足分）とが加算されて吸引され、第１配管１３に吐出される。これにより、複動油圧シリンダ６３は伸長し、試験片２７に圧縮荷重を付与することができる。このとき、前記と同様に、作動油自体および空気混入による圧縮性と、可撓管（ゴムホース）の膨張等により、油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａの位置が計画値と異なってくることがある。この場合には、位置検出センサ４１がシリンダロッド１７Ａのストローク位置を検出し、その検出値をフィードバック位置信号として加算部２５に送信している。加算部２５は、シリンダロッド１７Ａの位置が所定の位置になるように制御本体部２３からの指令値を増減し、電動機２１の回転速度を制御するか、あるいは、可変容量形油圧ポンプ１１の吐出量を増減するか、あるいは、回転速度および吐出量の両方を修正して、シリンダロッド１７Ａの位置を調整している。
【００５５】
次に、弾性体の試験片２７を伸長する場合には、制御本体部２３は容量制御用サーボ機構１１Ａに指令を出力して可変容量形油圧ポンプ１１の吐出方向を第１配管１３から第２配管１５に変更され、可変容量形油圧ポンプ１１の吐出油は、第２配管１５を介して複動油圧シリンダ６３の図示のロッド側シリンダ室６３ｂに供給される。このとき、第２配管１５に付設されている第２電磁比例式リリーフ弁８３のセット圧力は、制御本体部２３からの指令により圧縮荷重Ｆｃが生ずる圧力以上に調圧されている。このセット圧力は、最大の一定圧力としても良いが、圧縮荷重Ｆｃの減少に沿ってセツト圧力を下降するようにして異常圧力が発生したときに即時に開放するようにして安全性を高くしても良い。このとき、反対側の第１配管１３に付設されている第１電磁比例式リリーフ弁８１のセット圧力は、制御本体部２３からの指令によりほぼゼロ圧力に調圧されている。
【００５６】
可変容量形油圧ポンプ１１は、複動油圧シリンダ６３の図示のヘッド側シリンダ室６３ａからの戻り油を吸引して第２配管１５に吐出される。このとき、複動油圧シリンダ６３の図示のヘッド側シリンダ室６３ａにある戻り油は、シングルロッド６３Ａの分だけ余剰油となっている。この余剰油は、第１電磁比例式リリーフ弁８１を経て作動油タンク３１に戻る。これにより、複動油圧シリンダ６３は縮小し、試験片２７に減少する圧縮荷重Ｆｃを付与することができる。
【００５７】
次に、試験片２７に引張荷重Ｆｔを作用させるときには、前記の圧縮荷重の戻り時と同様に、弾性体の試験片２７を伸長する場合と同じ制御を行うことにより実施できる。
【００５８】
第３実施形態では、可変容量形油圧ポンプ１１を駆動するモータとして電動機２１が用いられている。このため複動油圧シリンダ６３は作動を停止するためには、電動機２１の回転速度を停止しても良く、又は、可変容量形油圧ポンプ１１の吐出量をゼロにしても良い。第３実施形態では、可変容量形油圧ポンプ１１の容積効率ηｖおよび機械効率ηｍが良好になるように制御されている。すなわち、可変容量形油圧ポンプ１１は容積効率ηｖが良い所のポンプの吐出容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）を用いるとともに、ポンプの吐出容積ｑｖを大きくすることにより、機械効率ηｍの良いポンプの回転速度をできるだけ小さくして、総効率ηａ（ηａ＝ηｖ×ηｍ）を良くしている。
【００５９】
これにより、制御本体部２３は、先ず、可変容量形油圧ポンプ１１の総効率が良くなるように可変容量形油圧ポンプ１１の容量制御用サーボ機構１１Ａへの指令を出力しポンプの吐出容積ｑｖを制御している。このためには、制御本体部２３は、可変容量形油圧ポンプ１１の傾転角度を大きくするように、容量制御用サーボ機構１１Ａへの指令を出力してポンプの吐出容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）を大きくして容積効率を良くしている。このポンプの吐出容積ｑｖ（ｃｃ／ｒｅｖ）が所定の大きい位置に制御されたら、次に、制御装置１３は、図４に示すように、試験片２７の変位量の計画指令位置（実線Ｙａ）に合わせて複動油圧シリンダ６３のシリンダロッド６３Ａを作動させるため、あるいは、図５に示すように、計画指令荷重Ｆａに対して実際の圧縮荷重Ｆｃを一致させるために、可変容量形油圧ポンプ１１の吐出量を吐出させるように電動機２１の回転速度を制御する指令値を出力している。このように、第３実施形態では、ポンプの吐出容積ｑｖを大きくするとともに、ポンプの回転速度を遅くしてポンプの総効率を良くして省エネルギーを図っている。
【００６０】
また、第３実施形態では、第２実施形態と同様に、フライホィール１９の回転速度を検出し、フライホィール１９が所定の回転速度で回転しているときに、制御本体部２３から容量制御用サーボ機構１１Ａに指令を出力することにより、可変容量形油圧ポンプ１１の吐出容積をゼロから最大吐出容積に可変にすることができる。これにより、図８に示すように、試験片２７に急激な勾配Θａを有する圧縮荷重Ｆｃあるいは引張荷重Ｆｔを付与することができる。
【００６１】
図１０は本発明の第４実施形態に係る圧縮・引張試験装置１Ｃの回路図である。なお、前記実施形態と同一部品には同一符号を付して詳細な説明は省略する。また、第４実施形態に係る圧縮・引張試験装置１Ｃは、出力調整装置としても用いることができる。この出力調整装置は、プレス、ベンダー、および射出成形機等に用いることができる。
【００６２】
前記第１乃至第３実施形態では、二方向流れ液体ポンプと液体アクチュエータとを第１配管１３および第２配管１５によって直結させ、液体ポンプの液圧を液体アクチュエータに供給して圧縮試験あるいは引張試験を行えるようになっている。
【００６３】
これに対して、図１０の第４実施形態では、主駆動部９０と、推力微調部１００とから構成されている。主駆動部９０は、二方向流れ定容量形液体ポンプである定容量形油圧ポンプ９９（以下、定容量形ポンプ９９という）、電動機２１、油圧シリンダ１７、作動油タンク３１、第１チェック弁３３ａ、第２チェック弁３３ｂ、第１油圧検出センサ３７ａ、第２油圧検出センサ３７ｂ、位置検出センサ４１、ロードセル５１、第１パイロットチェック弁９１、および、第２パイロットチェック弁９３からなっている。主駆動部９０の第１パイロットチェック弁９１は、第１配管１３の回路に配設されており、第２配管１５からのパイロット圧力を受けて作動し、油圧シリンダ１７からの戻り油を定容量形ポンプ９９に供給している。第２パイロットチェック弁９３は、第２配管１５の回路に配設されており、第１配管１３からのパイロット圧力を受けて作動し、油圧シリンダ１７からの戻り油を定容量形ポンプ９９に供給している。
【００６４】
上記において、主駆動部９０は、第１実施形態乃至第３実施形態の回路構成を用いるとともに、それに付加して第１パイロットチェック弁９１および第２パイロットチェック弁９３を前記と同様に第１配管１３および第２配管に配設するように構成しても良い。また、第１パイロットチェック弁９１および第２パイロットチェック弁９３は、試験片２７に圧縮荷重あるいは引張荷重を負荷したままで、定容量形ポンプ９９および電動機２１を停止したときに、油圧シリンダ１７からの漏れを防止するようにしている。これにより、長時間の耐久試験時等において試験片２７に負荷を掛けたままで電動機２１を停止することができ、省エネルギーを図ることができる。また、このパイロットチェック弁は、漏れ量が零の２ポート電磁弁を用いて、コントローラ８８からの指令により開閉するようにしても良いし、また、試験片２７に負荷を掛けたままで油圧シリンダ１７のシリンダロッド１７Ａの作動をロックされるものなら機械的なロック装置、あるいは他の油圧機器を用いても良い。
【００６５】
主駆動部９０は、油圧シリンダ１７の作動を迅速におこなうことが出来る。例えば、主駆動部９０は、定容量形ポンプ９９から油圧シリンダ１７に圧油を供給し、油圧シリンダ１７を迅速に作動させて、試験片２７に対して試験片用取着部５を早送りしたり、あるいは、所定の低荷重を付加するまで早送りすることができる。また、主駆動部９０は、コントローラ８８からの指令を受けて、推力微調部１００と同調し試験片２７に圧縮荷重あるいは引張荷重を付加することも可能である。
【００６６】
図１０において、推力微調部１００の二方向流れ微調用定容量形液体ポンプである微調用定容量形油圧ポンプ１０１（以下、微調用ポンプ１０１という）は、第５配管１０３および第６配管１０５によって、液体アクチュエータである微調用シングルロッド複動油圧シリンダ１０７（以下、微調用油圧シリンダ１０７という）に直結されている。第５配管１０３は微調用油圧シリンダ１０７のロッド側シリンダ室１０７ａに、また、第６配管１０５は微調用油圧シリンダ１０７のヘッド側シリンダ室１０７ｂに接続されている。
【００６７】
微調用ポンプ１０１は、微調用電動機１０９に接続されて駆動されて回転する。微調用電動機１０９は、二方向の回転が可能であるとともにコントローラ８８からの回転速度指令によって回転する固定形あるいは可変形のＡＣモータあるいはＤＣモータを用いることができる。微調用油圧シリンダ１０７のシリンダロッド１０７Ａはプランジャ１１１に挿入され機械的に連結されている。微調用油圧シリンダ１０７とプランジャ１１１とは、増圧器としての機能を有しており、微調用油圧シリンダ１０７に小さい圧力に加えることにより、大きなプランジャ１１１からの圧力を出力することができる。微調用油圧シリンダ１０７のシリンダロッド１０７Ａには、微調用位置検出センサ１１３が付設され、その検出値はコントローラ８８に送信されている。微調用位置検出センサ１１３により検出値は、その変位量により、プランジャ１１１からの増圧量をコントローラ８８により演算するようにしても良い。その増圧量は、第１油圧検出センサ３７ａで検出してコントローラ８８で比較し、第１油圧検出センサ３７ａおよび微調用位置検出センサ１１３の精度を確認するようにしても良い。
【００６８】
上記において、微調用油圧シリンダ１０７は、ロッド側シリンダ室１０７ａとヘッド側シリンダ室１０７ｂとの間にシリンダロッド１０７Ａの体積分だけ差がある。また、微調用ポンプ１０１は、吸入量と吐出量とが等しい。このため、第５配管１０３および第６配管１０５との間には、対向して配置される一対の微調用チェック弁１１５が配設されている。例えば、第５配管１０３には第１微調用チェック弁１１５ａを、第６配管１０５には第２微調用チェック弁１１５ｂを配置し対向させて連絡させるとともに、一対の第１微調用チェック弁１１５ａと第２微調用チェック弁１１５ｂとの間にはロッド１１５Ａを配置しておき、また、その間で作動油タンク３１に接続している。
【００６９】
これにより、一方の第１微調用チェック弁１１５ａが閉じているときに、他方の第２微調用チェック弁１１５ｂが開いているようにされ、シリンダロッド１０７Ａの差の体積分だけ作動油タンク３１に戻している。また、反対に一方の第１微調用チェック弁１１５ａが開いているときに、他方の第２微調用チェック弁１１５ｂが閉じており、シリンダロッド１０７Ａの差の体積分だけ作動油タンク３１から吸入している。このシリンダロッド１０７Ａによる油量アンバランスを補償する場合には、例えば、図７に示すように第２チェック弁３３ｂあるいはパイロット操作チェック弁６５を、又は図示しないリリーフ弁を用いても良い。
【００７０】
プランジャ１１１には第７配管１１７が接続されるとともに、第７配管１１７には微調用シャトル弁１１９が接続されている。微調用シャトル弁１１９の一方側シャトル弁１１９ａは、第８配管１２１により油圧シリンダ１７の図示の上側シリンダ室１７ａに接続されている。また、微調用シャトル弁１１９の他方側シャトル弁１１９ｂは、第９配管１２３により油圧シリンダ１７の図示の下側シリンダ室１７ｂに接続されている。
【００７１】
上記の構成により、試験片２７に圧縮荷重Ｆｃを負荷するときには、前記のように油圧シリンダ１７の図示の上側シリンダ室１７ａに油圧が供給される。これにより、微調用シャトル弁１１９は図１０のように下側の他方側シャトル弁１１９ｂでシールするとともに、プランジャ１１１からの油圧は、一方側シャトル弁１１９ａおよび第８配管１２１を経て上側シリンダ室１７ａに油圧が供給されて付加される。
【００７２】
また、試験片２７に引張荷重Ｆｔを負荷するときには、前記のように油圧シリンダ１７の図示の下側シリンダ室１７ｂに油圧が供給される。これにより、微調用シャトル弁１１９は図１０のように上側の一方側シャトル弁１１９ａでシールするとともに、プランジャ１１１からの油圧は、他方側シャトル弁１１９ｂおよび第９配管１２３を経て下側シリンダ室１７ｂに油圧が供給されて付加される。このとき、プランジャ１１１は、微調用油圧シリンダ１０７により押出されることにより、プランジャ１１１からの油圧は増圧され、油圧シリンダ１７の上側シリンダ室１７ａはさらに高圧となり、圧縮荷重Ｆｃを増加することができる。
【００７３】
また、反対に、プランジャ１１１は、微調用油圧シリンダ１０７により引き戻されることにより、プランジャ１１１からの油圧は減圧され、油圧シリンダ１７の上側シリンダ室１７ａは減圧されて低圧となり、圧縮荷重Ｆｃを減少することができる。このように、プランジャ１１１は、微調用油圧シリンダ１０７の作動により油圧シリンダ１７に付加する油圧が調整でき、油圧シリンダ１７により生ずる圧縮荷重Ｆｃあるいは引張荷重Ｆｔを制御することができる。
【００７４】
上記構成により、次に第４実施形態の作動について説明する。なお、試験片２７の試験の方法については、第１実施形態の作動の説明およびフロチャート図と同様なため詳細な説明は省略する。
【００７５】
試験片２７に圧縮荷重Ｆｃを作用させるときには、コントローラ８８の制御本体部２３は、主駆動部９０の電動機２１に回転速度指令を出力し、電動機２１により駆動させる定容量形ポンプ９９から油圧を吐出させる。定容量形ポンプ９９の吐出油は、第１配管１３および第１パイロットチェック弁９１を介して油圧シリンダ１７の図示の上側シリンダ室１７ａに供給される。第１配管１３に吐出された油圧はパイロット圧力として第２パイロットチェック弁９３に作用して開き、油圧シリンダ１７の図示の下側シリンダ室１７ｂからの戻り油を定容量形ポンプ９９に供給し、油圧シリンダ１７の図示の上側シリンダ室１７ａに吐出させる。これにより、油圧シリンダ１７は下降し、試験片２７に圧縮荷重Ｆｃを負荷する。このとき、上側シリンダ室１７ａに供給された油圧は、第８配管１２１を経てシャトル弁１９１に作用して下側の他方側シャトル弁１１９ｂでシールするとともに、第７配管１１７を介してプランジャ１１１に接続される。この位置で電動機２１の回転速度を停止して定容量形ポンプ９９からの吐出を停止する。これにより、油圧シリンダ１７の下降は停止するとともに、第１パイロットチェック弁９１の作動により、その位置に留まる。
【００７６】
次に、コントローラ８８の制御本体部２３は、微調用電動機１０９に回転速度指令を出力し、微調用電動機１０９により駆動させる微調用ポンプ１０１から油圧を吐出させる。微調用ポンプ１０１からの油圧は、第６配管１０５を経て微調用油圧シリンダ１０７のヘッド側シリンダ室１０７ｂに供給され、微調用油圧シリンダ１０７のシリンダロッド１０７Ａを伸長させてプランジャ１１１を押出す。このとき、第６配管１０５の油圧は、他方の第２微調用チェック弁１１５ｂが閉じるとともに、一方の第１微調用チェック弁１１５ａを開き、シリンダロッド１０７Ａの差の体積分だけ作動油タンク３１から吸入して微調用ポンプ１０１に供給している。プランジャ１１１の油圧は、微調用油圧シリンダ１０７により増圧されるとともに、一方側シャトル弁１１９ａおよび第８配管１２１を経て上側シリンダ室１７ａに油圧が供給され、圧縮荷重Ｆｃが漸次増加するように制御できる。
【００７７】
試験片２７に引張荷重Ｆｔを作用させるときには、コントローラ８８の制御本体部２３は、主駆動部９０の電動機２１に回転速度指令を出力し、電動機２１により駆動させる定容量形ポンプ９９から油圧を吐出させる。定容量形ポンプ９９の吐出油は、第２配管１５および第２パイロットチェック弁９３を介して油圧シリンダ１７の図示の下側シリンダ室１７ｂに供給される。第２配管１５に吐出された油圧はパイロット圧力として第１パイロットチェック弁９１に作用して開き、油圧シリンダ１７の図示の上側シリンダ室１７ａからの戻り油を定容量形ポンプ９９に供給し、油圧シリンダ１７の図示の下側シリンダ室１７ｂに吐出させる。これにより、油圧シリンダ１７は上昇し、試験片２７に引張荷重Ｆｔを負荷する。このとき、下側シリンダ室１７ｂに供給された油圧は、第９配管１２３を経てシャトル弁１９１に作用して上側の一方側シャトル弁１１９ａでシールするとともに、第７配管１１７を介してプランジャ１１１に接続される。この位置で電動機２１の回転速度を停止して定容量形ポンプ９９からの吐出を停止する。これにより、油圧シリンダ１７の上昇は停止するとともに、第２パイロットチェック弁９３の作動により、その位置に留まる。
【００７８】
次に、コントローラ８８の制御本体部２３は、前記圧縮荷重時と同様に、微調用電動機１０９に回転速度指令を出力し、微調用電動機１０９により駆動させる微調用ポンプ１０１から油圧を吐出させる。微調用ポンプ１０１からの油圧は、第６配管１０５を経て微調用油圧シリンダ１０７のヘッド側シリンダ室１０７ｂに供給され、微調用油圧シリンダ１０７のシリンダロッド１０７Ａを伸長させてプランジャ１１１を押出す。このとき、第６配管１０５の油圧は、他方の第２微調用チェック弁１１５ｂが閉じるとともに、一方の第１微調用チェック弁１１５ａを開き、シリンダロッド１０７Ａの差の体積分だけ作動油タンク３１から吸入して微調用ポンプ１０１に供給している。プランジャ１１１の油圧は、微調用油圧シリンダ１０７により増圧されるとともに、他方側シャトル弁１１９ｂおよび第９配管１２３を経て下側シリンダ室１７ｂに油圧が供給され、引張荷重Ｆｔが漸次増加するように制御できる。
【００７９】
なお、上記の圧縮荷重および引張荷重の実施形態では、電動機２１の回転速度を停止して定容量形ポンプ９９からの吐出を停止したが、コントローラ８８の制御本体部２３から指令を出力して主駆動部９０と推力微調部１００とを同時に作動させて、圧縮試験および引張試験を行うこともできる。
【００８０】
第４実施形態では、主駆動部９０および推力微調部１００を設けたことにより、主駆動部９０により早送りが可能になり作業が迅速になる。また、推力微調部１００で増圧により小さい圧力で大きな圧縮荷重および引張荷重を負荷制御できるために、省エネルギーが得られるとともに、細かい制御が可能となり精度を向上することができる。特に、微調用油圧シリンダ１０７の受圧面積とプランジャ１１１の断面積との比を大きくすればするほど増圧比は大きくでき、電動モータのトルクむら、および、油圧ポンプのリップル（ポンプが有する固有の脈動）に起因する圧力変動を反比例して小さくすることができる。これにより、油圧シリンダ１７に作用するプランジャ１１１の脈動を小さく出来るので精密な制御が可能になっている。
【００８１】
図１１は、他の実施形態の第１推力微調部１００Ａに関する一部概略側面図を示す。図１１において、第１推力微調部１００Ａの微調用電動機１０９は、コントローラ８８の制御本体部２３から回転速度指令を受けて回転する。微調用電動機１０９の出力軸１３１には、駆動歯車１３３が固定されている。駆動歯車１３３は被駆動歯車１３５と噛み合っており、微調用電動機１０９の回転速度を被駆動歯車１３５に伝達している。被駆動歯車１３５はボールネジ１３７に回転自在に支持されている。また、ボールネジ１３７は、ボールネジ１３７に噛み合うナット１３９に支持されており、ナット１３９は図示しない試験装置１の本体に固定されている。ボールネジ１３７の先端部にはプランジャ棒１４１が付設されるとともに、プランジャ棒１４１はプランジャ１１１に挿入されている。プランジャ１１１には第７配管１１７が接続されるとともに、第７配管１１７には微調用シャトル弁１１９が接続されている。微調用シャトル弁１１９の一方側シャトル弁１１９ａは、第８配管１２１により油圧シリンダ１７の図示の上側シリンダ室１７ａに接続されている。
【００８２】
次に、作動について説明する。電動モータ１０９は、コントローラ８８の制御本体部２３から回転速度指令を受けて回転する。これにより、電動モータ１０９の回転速度は、駆動歯車１３３と被駆動歯車１３５とを介してボールネジ１３７を回転する。この回転はナット１３９により支持されていることにより、ボールネジ１３７が回転しながら、先端部にはプランジャ棒１４１を図示の左右方向に移動する。これにより、プランジャ１１１の先端部の油圧が、前記と同様に、一方側シャトル弁１１９ａおよび第８配管１２１を経て上側シリンダ室１７ａに油圧が供給され、圧縮荷重Ｆｃが漸次増加するように制御するか、または、他方側シャトル弁１１９ｂおよび第９配管１２３を経て下側シリンダ室１７ｂに油圧が供給され、引張荷重Ｆｔが漸次増加するように制御できる。
【００８３】
上記において、第１実施形態および第４実施形態では、チェック弁３３を用いているが、補充用ポンプ６９を用いても良い。また、第１実施形態および第４実施形態において、ダブルロッドの油圧シリンダ１７を用いているが、第２実施形態と同様にシングルロッド複動油圧シリンダ６３を用いるとともに、パイロット操作チェック弁６５を併用するか、あるいは、第２実施形態と同様にシングルロッド複動油圧シリンダ６３と電磁比例式リリーフ弁８１、８３を用いるようにしても良い。
【００８４】
第２実施形態では、シングルロッド複動油圧シリンダ６３を用いるとともに、パイロット操作チェック弁６５を併用しているが、第１実施形態と同様にダブルロッドの油圧シリンダ１７を用いるとともに、チェック弁３３を用いても良い。また、パイロット操作チェック弁６５を用いているが、第３実施形態と同様に電磁比例式リリーフ弁８１、８３を用いるようにしても良い。
【００８５】
第３実施形態では、シングルロッド複動油圧シリンダ６３を用いているが、ダブルロッドの油圧シリンダ１７を用いても良く。また、電磁比例式リリーフ弁８１、８３と補充用ポンプ６９を用いているが、チェック弁３３と図示しないリリーフ弁を用いても良い。
【００８６】
第４実施形態では、定容量形ポンプ９９を用いているが可変形ポンプ１１でも良く、また、パイロットチェック弁９１、９３を用いているが、省略しても良く、また、フライホィール１９、入力部２３ａ、加算部２５、あるいは、表示部４７を付設しても良い。
【００８７】
上記のごとく、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、および、第４実施形態とを適宜組み合わせて用いることができる。また、上記実施形態では、定容量形ポンプ９９および補充用ポンプ６９を用いているが、これはピストンポンプ、歯車ポンプ、ベーンポンプ、トロコイドポンプ等を用いることができる。また、可変容量形油圧ポンプ１１用いているが、これは可変容量形ピストンポンプ、可変ベーンポンプ等を用いることができる。また、電動モータを用いているが、油圧モータ、エンジン等の駆動源を用いても良い。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、圧縮・引張試験装置は、試験片のテスト条件を入力する入力部と、入力されたテスト条件を受信しテスト条件に適合した指令値を電動モータに出力する制御本体部とを有し、電動モータは、制御本体部からの指令値により回転速度が制御されながら液体ポンプおよびフライホィールを回転している。液体ポンプは、制御本体部の回転速度に応じて回転し必要な吐出量を液体アクチュエータにより直接吐出し、フライホィールは、電動モータにより通常より速く回転することにより慣性力を大きくしフライホィール自体の重量を軽減している。これにより、作動油タンクが小さく出来るとともに、配管の本数を少なくできて、装置の簡略化および省スペースを図ることができる。また、試験片のテスト条件を設定する入力部からの入力ができ、容易になるとともに、設定工数を短縮することが出来る。
【００８９】
また、液圧アクチュエータには位置検出センサが付設され、液体アクチュエータのストローク位置を検出し、加算部にフィードバック信号として入力するため、加算部により回転速度を増減できるので液体アクチュエータのストローク位置を補正して精度を向上している。
【００９０】
また、入力部には、選択モード設定部およびテスト条件入力部が付設され、試験片に付与するテスト条件の波形モードを選択でき、かつ、表示部には選択したテスト条件の入力項目を表示するとともに図示し、測定した結果が図示している。これにより、表示部の画面に表示された入力個所にテスト条件を入力すれば良く、また、記入項目に間違いがない場合には、ＯＫをクリックすることにより、テスト条件が入力されので簡単に正確に入力することができる。
【００９１】
また、可変電動モータにより駆動されるフライホィールおよび可変容量形液体ポンプとが配設され、フライホィールの回 転速度が所定の速度になったときに、制御本体部は可変容量形液体ポンプに吐出指令を出力してポンプに多量の吐出容量を吐出している。これにより、圧縮・引張試験装置は、試験片に急激な勾配の圧縮荷重あるいは引張荷重、即ち、衝撃荷重を付与することができ、テスト可能な範囲を広げることができる。
【００９２】
また、液体ポンプと液圧アクチュエータとの間を直接接続する二つの配管のそれぞれに電磁比例式リリーフ弁が接続されており、そのうちの一つは制御本体部からの指令を受けて液圧アクチュエータの加圧側のセット圧力を高圧力に、液圧アクチュエータからの戻り側のセット圧力を低圧力に調圧している。これにより、電磁比例式リリーフ弁のセット圧力を任意に設定することにより、液圧アクチュエータのストロークに対して各種形状の圧縮荷重あるいは引張荷重を付与することができ、テスト可能な範囲を広げることができる。
【００９３】
圧縮・引張試験装置の他の発明では、主駆動部と推力微調部とで構成されている。主駆動部は、制御本体部により回転速度が制御される２方向流れの液体ポンプからの油圧を受けて試験片に圧縮荷重あるいは引張荷重を付与する液体アクチユエータとからなり、推力微調部は、微調用電動モータにより駆動力を受けて作動して、主駆動部の液体アクチユエータに供給する推力微調用油圧を生ずるプランジャとからなっている。これにより主駆動部により早送りが可能になり作業が迅速になり試験効率が向上するとともに、推力微調部で増圧により小さい圧力で大きな圧縮荷重および引張荷重を負荷制御できるため省エネルギーが得られる。また、推力微調用油圧により細かい制御が可能となり、より正確で精度良く測定値を得ることができる。特に、微調用油圧シリンダの受圧面積とプランジャの断面積との比を大きくして増圧比を大きくすると、電動モータのトルクむら、および、油圧ポンプのリップル（ポンプが有する固有の脈動）に起因する圧力変動を反比例して小さくすることができ、油圧シリンダに作用するプランジャの脈動を小さく出来て精密な制御、および細かくより高い精度の測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧縮・引張試験装置の回路図である。
【図２】本発明の圧縮・引張試験装置に関する表示部の画面を説明する図である。
【図３】本発明の圧縮・引張試験装置に関するテスト条件および測定結果の表示部の画面を説明する図である。
【図４】本発明の圧縮・引張試験装置で測定位置を基準として測定する弾性体である試験片のテスト条件および測定結果を説明する図である。
【図５】本発明の圧縮・引張試験装置で荷重を基準にとして測定する弾性体である試験片のテスト条件および測定結果を説明する図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る圧縮・引張試験装置のフロチャート図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る圧縮・引張試験装置の回路図である。
【図８】本発明の圧縮・引張試験装置に関するテスト条件の圧縮荷重あるいは引張荷重を急激に付与したときの結果を説明する図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る圧縮・引張試験装置の回路図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る圧縮・引張試験装置の回路図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る圧縮・引張試験装置の他の推力微調部の一部概略側面図である。
【図１２】従来の圧縮・引張試験装置の回路図である。
【図１３】従来の弾み車を有する液圧駆動装置の回路図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ……圧縮・引張試験装置、５……試験片用取着部、
１１……二方向流れ可変容量形油圧ポンプ、
１１Ａ……容量制御用サーボ機構、 １３……第１配管、
１５………第２配管、１７……ダブルロッドの油圧シリンダ、
１９……フライホィール、２１……電動機、２３……制御本体部、
２３ａ……入力部、２３ｂ……記憶部、２５……加算部、２７……試験片、
３１……作動油タンク、３３……チェック弁、３７……油圧検出センサ、
４１……位置検出センサ、４３……選択モード設定部、
４５……テスト条件入力部、４７……表示部、４７ａ……画面、
４９……入力個所、５１……ロードセル、５３……恒温室、
６３……シングルロッド複動油圧シリンダ、
８１、８３……電磁比例式リリーフ弁、８５……回転センサ、
８８……コントローラ、９０……主駆動部、
９１……第１パイロットチェック弁、９３……第２パイロットチェック弁、
１００……推力微調部、１００……第１推力微調部、
１０１……微調用定容量形油圧ポンプ、
１０７……微調用シングルロッド複動油圧シリンダ、
１０９……微調用電動機、１１１……プランジャ、
１１３……微調用位置検出センサ、１１５……微調用チェック弁、
１１９……微調用シャトル弁、１３３……駆動歯車、１３５……被駆動歯車、
１３７……ボールネジ、１３９……ナット、１４１……プランジャ棒

Claims (7)

1. 電動機により駆動される液圧ポンプからの圧力を受けた液圧アクチュエータにより試験片に圧縮荷重あるいは引張荷重を付与し、試験片の材料の機械的性質である応力または歪みあるいは両者の関数を試験する圧縮・引張試験装置であって、
   試験片のテスト条件を入力する入力部と、入力されたテスト条件を受信しテスト条件に適合した指令値を出力する制御本体部とを有する制御手段と、
   制御本体部からの指令値により回転速度が制御される電動機と、
   電動機により回転駆動される２方向流れの液体ポンプと、
   電動機と液体ポンプとの間に配設され電動機により回転駆動されるフライホィールと、
   液体ポンプあるいは／および液体アクチユエータからのもれ量を補充するチェック弁あるいは／および補充用電動機により駆動されるポンプ補充用ポンプと、
   チェック弁あるいは／および補充用ポンプに接続されるタンクとで構成することを特徴とする圧縮・引張試験装置。
2. 液圧アクチュエータは、ストローク位置を検出する位置検出センサが付設されており、
   制御手段は、位置検出センサからのフィードバック信号を受けて制御本体部から電動機への指令値を増減し、電動機の回転速度を増減する加算部とを有することを特徴とする請求項１記載の圧縮・引張試験装置。
3. 制御手段は、試験片に付与する荷重、位置、あるいは、時間に関する設定された波形モードのテスト条件を記憶する記憶部と、
   波形モードのテスト条件を選択する選択モード設定部と、
   選択モード設定部により選択されたテスト条件を入力するテスト条件入力部と、選択したテスト条件の入力項目を表示するとともに図示し、かつ、測定した結果を図示する表示部とを有することを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の圧縮・引張試験装置。
4. 液体ポンプは、電動機により回転駆動される２方向流れの可変容量形液体ポンプであり、
   フライホィールの近傍に配設されフライホィールの回転速度を検出する速度センサーが設けられ、
   制御本体部は、速度センサーからの信号に応じて可変容量形液体ポンプに吐出指令を出力することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１に記載の圧縮・引張試験装置。
5. 液体ポンプと液圧アクチュエータとの間を接続する二つの配管のそれぞれに付設され、
   制御本体部からの指令を受けて液圧アクチュエータの加圧側のセット圧力を高圧力に、液圧アクチュエータからの戻り側のセット圧力を低圧力に調圧する、タンクに接続された電磁比例式リリーフ弁を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１に記載の圧縮・引張試験装置。
6. 電動機により駆動される液圧ポンプからの圧力を受けた液圧アクチュエータにより試験片あるいは被加工品に圧縮荷重あるいは引張荷重を付与し、試験片の材料の機械的性質である応力または歪みあるいは両者の関数を試験、あるいは、被加工品を加工する圧縮・引張装置であって、
   制御本体部からの指令値により回転速度が制御される電動機と、電動機により回転駆動される２方向流れの液体ポンプからの油圧を受けて試験片に圧縮荷重あるいは引張荷重を付与する液体アクチユエータとからなる主駆動部と、
   制御本体部からの指令値により回転速度が制御される微調用電動機と、微調用電動機により駆動される駆動力を受けて作動し、主駆動部の液体アクチユエータに供給する推力微調用油圧を生ずるプランジャとからなる推力微調部とで構成されることを特徴とするの出力調整装置。
7. 請求項６記載の出力調整装置において、
   推力微調部は、微調用電動機により駆動される微調用油圧ポンプからの油圧、あるいは、微調用電動機により駆動されるボールネジにより作動し、油圧を生ずるプランジャと、プランジャからの油圧を主駆動部の液体アクチユエータに供給するシャトル弁とが付設されていることを特徴とする出力調整装置。

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