JP4200367B2 - 内圧疲労試験機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、供試体に対して高圧の内圧を繰り返し負荷する内圧疲労試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
繰り返し高圧の内圧力を受ける部品においては、その耐久性等を評価するために、高圧・高サイクルの内圧を付加してその状況を観察する内圧疲労試験が行われる。
【０００３】
このような内圧疲労試験を行う試験機として、従来、シリンダとその一端側から内部に挿入されるプランジャを備えるとともに、他端側には圧力取り出し口が設けられた増圧器を有し、その増圧器のプランジャを油圧サーボアクチュエータによって繰り返し往復動させることにより、増圧器内部に充填された作動油を増圧して圧力取り出し口を介して供試体に導くようにした構造のものが知られている。
【０００４】
この種の内圧疲労試験機においては、増圧器のシリンダに対するプランジャの挿入部分における摺動部は、プランジャが比較的高速で動くことや、内部の圧力が例えば３００ＭＰａにも達すること等から、シール部材を用いることができず、ノンシール方式が採用されている。すなわち、シリンダとプランジャとの間に微小な隙間を設け、その隙間をシリンダ内部から漏洩する作動油によって潤滑するように構成される。その隙間から漏洩した作動油は、ドレーンを介して補助油圧源に回収し、その漏洩により増圧器のシリンダ内で不足した作動油は、補助油油圧源から一定の圧力および流量のもとに逐次供給されるように構成されている。
【０００５】
補助油圧源の駆動および停止は、増圧器のプランジャのシリンダに対する挿入量が増圧器内の作動油量と比例することを利用して自動的に行われる。すなわち、プランジャのシリンダに対する挿入量が第１の規定量に達したことをリミットスイッチ等で検知し、その検知信号の発生により補助油圧源を駆動する一方、その駆動により作動油が補給されてプランジャが第２の挿入量にまで戻ったことを同じくリミットスイッチなどで検知して、その検知信号の発生により補助油圧源を停止するように構成される（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１５３７７４号公報（第２−第３頁、図１，図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の内圧疲労試験機においては、内圧試験の圧力によっては、補助油圧源の駆動開始時および停止時に、試験圧力が乱れるという問題があった。すなわち、補助油圧源の駆動により増圧器内に補給されてプランジャが移動する際には試験圧力が目標圧力よりも増大し、補助油圧源を停止してプランジャが停止する際には試験圧力が目標圧力よりも減少する現象が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、内圧試験の圧力に係わらず、補助油圧源の駆動／停止時における試験圧力の変動を抑制し、より正確な試験を行うことのできる内圧疲労試験機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の内圧疲労試験機は、内部に作動油が充填されるとともに、油圧サーボアクチュエータにより往復動されるプランジャが挿入され、そのプランジャの変位により内部の作動油を増圧して供試体の内部に導く増圧器と、その増圧器からの作動油の漏洩分を補給する補助油圧源を有してなる内圧疲労試験機において、
上記補助油圧源から増圧器に供給される作動油の圧力および流量を、供試体に負荷すべき内圧の大きさに応じてそれぞれ任意に設定可能とするためのリリーフ弁からなる圧力調整手段および流量調整手段を備えていることによって特徴づけられる。
【００１０】
従来の内圧疲労試験機において、補助油圧源の駆動／停止時に試験圧力が変動してしまうのは、増圧器内への作動油の補給を常に一定の流量および一定の圧力で行うため、つまり試験圧力に係わらず、一定の速度および圧力でプランジャを移動させるためであることが、本発明者らの実験により確かめられた。
【００１１】
そこで、本発明においては、補助油圧源から増圧器への作動油の補給圧力および補給流量を、供試体に負荷すべき内圧の大きさに応じてそれぞれ調整可能とすることにより、試験圧力に応じて、試験圧力が変動しない適宜の圧力および流量のもとに作動油を補給することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の全体構成図で、機械的構成を表す模式図と、油圧回路図、並びに電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【００１３】
試験機本体１は、ベース１１上に複数のコラム１２を鉛直に固定するとともに、その各コラム１２に水平のビーム１３を位置調整可能に設けた構造を有し、ベース１１の上には増圧器２が固定されている。
【００１４】
増圧器２は、シリンダ２１とその内部に挿入されたプランジャ２２を主体として構成されている。この増圧器２のプランジャ２２は、試験機本体１のビーム１３の上面に固定された油圧アクチュエータ４１とその油圧アクチュエータ４１に作動油を供給するサーボ弁４２からなる油圧サーボ式アクチュエータ４の出力軸の下端に装着されている。そして、増圧器２内の圧力は圧力セル３によって検出される。油圧式サーボアクチュエータ４には、負荷用油圧源６から作動油が供給される。なお、図において７１，７２はアキュムレータである。
【００１５】
油圧アクチュエータ４１の出力軸の変位は変位計８によって検出され、その変位計の出力と、前記した圧力セル５の出力は制御装置９に取り込まれる。制御装置９には波形発生器９１が接続されており、この制御装置９では、波形発生器９１からの波形信号を目標値信号とし、変位計８もしくは圧力セル５の出力がその目標値信号に追随するように、サーボ弁４２に対してその弁開度の駆動制御信号を供給する。
【００１６】
さて、増圧器２のシリンダ２１内には作動油が充填されており、このシリンダ２１は供試体Ｗに対して配管２３ａ，２３ｂを介して連通している。油圧サーボ式アクチュエータ４の駆動によりプランジャ２２が上下動することにより、シリンダ２１内の作動油が増圧されたうえで供試体Ｗに導入され、これによって供試体Ｗに内圧を繰り返し負荷することができる。この試験圧力（内圧）は、圧力セル３によって検出され、制御装置９に刻々と取り込まれる。
【００１７】
増圧器２のシリンダ２１とプランジャ２２間の摺動部には、従来と同様、シール部材が用いられておらず、これらの間に微小な隙間が形成され、その隙間にシリンダ２１から漏出する作動油が潤滑油として供給される。そして、その漏出した作動油は、ドレーン２４を介して補助油圧源２０に回収される。従って、試験中において、作動油の漏出によりシリンダ２１内の作動油が徐々に減少し、プランジャ２２が次第に下降してくる。このプランジャ２２の位置は上下２箇所に配置されたリミットスイッチ２５ａ，２５ｂによって検知され、プランジャ２２が下側のリミットスイッチ２５ａの位置にまで下降したとき、補助油圧源２０が自動的に駆動を開始し、作動油をシリンダ２１内に補給する。その補給によりプランジャ２２が上側のリミットスイッチ２５ｂの位置にまで上昇した時点で、補助油圧源２０が自動的に停止する。
【００１８】
補助油圧源２０と増圧器２のシリンダ２１との間には、逆止弁２６のほか、リリーフ弁２７と絞り弁２８が設けられており、これらを操作することにより、補助油圧源２０からシリンダ２１内に流入する作動油の圧力および流量を任意に調整することができる。
【００１９】
以上の本発明の実施の形態においては、供試体Ｗに負荷すべき内圧の大きさ等に応じて、補助油圧源２０から増圧器２に補給する作動油の圧力および流量を調整することにより、補助油圧源２０の駆動／停止時における試験圧力の変動を抑制することができる。図２（Ａ）は本発明の実施の形態を用いて補助油圧源２０から増圧器２に向けて補給する作動油の圧力および流量を最適に調整した場合の補助油圧源２０の駆動／停止時における試験圧力の測定結果を示すグラフであり、同図（Ｂ）は圧力および流量を調整しない従来装置の補助駆動源の駆動／停止時における試験圧力の測定結果を示すグラフである。
【００２０】
これらのグラフから明らかなように、従来装置においては定格圧力に対して数％の乱れが生じていたのに対し、本発明の実施の形態では、同じ試験圧力であっても、圧力および流量をそれぞれ小さく設定することにより、作動油が緩やかに補給され、試験圧力の変動を定格圧力に対して１％未満に抑制し得ることが確かめられた。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、補助油圧源から増圧器に対して作動油を補給する際の圧力および流量を、供試体に負荷すべき内圧の大きさに応じてそれぞれ任意に設定可能とするためのリリーフ弁からなる圧力調整手段および流量調整手段を備えているので、試験圧力等に応じてこれらの圧力や流量を適宜に調整することによって、補助油圧源の駆動／停止時に発生する試験圧力の変動を従来に比して大幅に低減することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成図であり、機械的構成を表す模式図と、油圧回路図、並びに電気的構成を表すブロック図とを併記して示す図である。
【図２】本発明の実施の形態と従来装置の補助油圧源の駆動／停止時における試験圧力の変動状況の測定結果の例を示すグラフで、（Ａ）は本発明の実施の形態、（Ｂ）は従来装置のグラフである。
【符号の説明】
１ 試験機本体
２ 増圧器
２０ 補助油圧源
２１ シリンダ
２２ プランジャ
２４ ドレーン
２５ａ，２５ｂ リミットスイッチ
２７ リリーフ弁
２８ 絞り弁
３ 圧力セル
４ 油圧サーボ式アクチュエータ
６ 負荷用油圧源
８ 変位計
９ 制御装置
９１ 波形発生器
Ｗ 供試体
Claims (1)
- 内部に作動油が充填されるとともに、油圧サーボアクチュエータにより往復動されるプランジャが挿入され、そのプランジャの変位により内部の作動油を増圧して供試体の内部に導く増圧器と、その増圧器からの作動油の漏洩分を補給する補助油圧源を有してなる内圧疲労試験機において、
上記補助油圧源から増圧器に供給される作動油の圧力および流量を、供試体に負荷すべき内圧の大きさに応じてそれぞれ任意に設定可能とするためのリリーフ弁からなる圧力調整手段および流量調整手段を備えていることを特徴とする内圧疲労試験機。
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| JP2003162115A JP4200367B2 (ja) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | 内圧疲労試験機 |
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| JP2003162115A JP4200367B2 (ja) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | 内圧疲労試験機 |
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