JP4862880B2 - 構造物試験機 - Google Patents

Description

本発明は、構造物の強度を評価する構造物試験機に関する。

構造物の強度を評価する構造物試験機は、油圧シリンダにより構造物の上端に引張圧縮の繰り返し負荷を加える。油圧シリンダのベース側がスイベルジョイントを介して反力壁に固定され、ヘッド側がスイベルジョイントを介して構造物に固定される。スイベルジョイントを介して連結することにより、構造物が変形したときに油圧シリンダに曲げ応力がかからないようにしている。

しかしながら、上述したような構造物試験機においては、割りを形成したブロック体に球座を嵌合させ、割りの締結力を調節してスイベルジョイントの継手性能を管理している。そのため、試験力が大きくなるとスイベルジョイントも大型化せざるをえなかった。

（１）請求項１の発明は、供試体に繰り返し負荷を与える構造物試験機であって、負荷ロッドと負荷アクチュエータを含み、供試体に繰り返し負荷を与える負荷手段と、負荷ロッドと供試体との間、および負荷アクチュエータと反力壁との間をそれぞれ連結するスイベルジョイントを含む連結手段とを備え、スイベルジョイントは、球座と、球座を支承する割が設けられている軸受と、軸受の締め付け力を調節するテーパブッシュとを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載の構造物試験機において、連結手段は、スイベルジョイントが取り付けられる連結板をさらに備え、スイベルジョイントは、連結板に対するテーパブッシュの挿入量を調節する調節リングをさらに備えることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の構造物試験機において、連結手段は、連結板を挟むように設けられた一対の支持板と、スイベルジョイント、連結板および一対の支持板を貫通するピンと、ピンを一対の支持板にそれぞれ固定する一対のテーパブッシュとをさらに備えることを特徴とする。

本発明によれば、コンパクトな構成により大きな試験力に対応可能な構造物試験機を実現することができる。

図１は、供試体ＳＰに負荷を与えて評価する構造物試験機の一実施の形態を示す図である。構造物試験機は、供試体ＳＰの上端部と反力壁５０の上端との間に連結部１１を介して横架された油圧シリンダ１２と、供試体ＳＰに負荷される荷重を検出するロードセル１３と、供試体ＳＰの変形量を測定するストローク計１４と、油圧シリンダ１２を制御する油圧制御弁１５と、目標とする繰り返しの負荷波形に従って油圧シリンダ１２を駆動する制御装置１６とを備えている。油圧シリンダ１２は複動型のシリンダであり、ベース側がスイベルジョイント１１を介して反力壁５０に固定され、ヘッド側が連結部１１を介して供試体ＳＰに固定されている。連結部１１は、２方向の自在継手として機能するスイベルジョイントを有する連結手段である。

以下に、図２および図３を参照して連結部１１を詳細に説明する。
図２は、供試体ＳＰと油圧シリンダ１２との間を連結する連結部１１の要部を示す水平断面図である。供試体ＳＰ側には、一対の支持板１１１が所定の間隔をあけてボルト１１２で取り付けられている。油圧シリンダ１２のロッド１２ａにはロードセル１３が取り付けられ、ロードセル１３には、Ｔ字状の連結板１１３がボルト１１４で連結されている。連結板１１３は、一対の支持板１１１の間に介在されている。一対の支持板１１１と連結板１１３は、それらを貫通するピン１１５で連結されている。連結板１１３内には自在継手（スイベルジョイント）１１６が設けられており、ピン１１５は連結板１１３に設けられた自在継手１１６を貫通している。ピン１１５の両端は、テーパブッシュ１１７により支持板１１１に保持されている。

図３は、自在継手１１６の構成を示す分解斜視図である。自在継手１１６は、球座１１６ａと、球座１１６ａを支承する軸方向に割り１１６ｗが入れられた軸受１１６ｂと、軸受１１６ｂによる球座１１６ａの締め付け力を調節するテーパブッシュ１１６ｃと、テーパブッシュ１１６ｃの挿入量を調節する調節リング１１６ｄとを備える。図３に示すように、テーパブッシュ１１６ｃにも軸方向に割が入れられている。テーパブッシュ１１６ｃのフランジ部および調節リング１１６ｄのフランジ部には、それぞれ複数のボルト穴が設けられている。これらのボルト穴に対応して、連結板１１３には複数のねじ穴が形成されている。

自在継手１１６を連結板１１３に取り付ける場合は、まず、ピン１１５を貫通させた状態で球座１１６ａと軸受１１６ｂを連結板１１３の開口部に配置する。そして、軸受１１６ｂと連結板１１３との隙間にテーパブッシュ１１６ｃを差し込んで、ボルト１１８を締めつける。ボルト１１８の締め付けでテーパブッシュ１１６ｃを挿入することにより、軸受１１６ｂおよび球座１１６ａが締め付けられる。テーパブッシュ１１６ｃの反対側からは調節リング１１６ｄが挿入され、ボルト１１９を締め付けることによって軸受１１６と連結板１１３との隙間にはめ込まれる。ボルト１１９によって調節リング１１６ｄをはめ込んだり抜き出したりすることによって、テーパブッシュ１１６ｃの挿入量を調節する。テーパブッシュ１１６ｃの挿入量により軸受１１６ｂおよび球座１１６ａの締め付け力を調節することができる。

自在継手１１６を介して連結板１１３にピン１１５を取り付けた後、一対の支持板１１１のそれぞれの開口部にピン１１５の端部を差込む。そして、ボルト２００を締め付けてテーパブッシュ１１７をはめ込むことにより、ピン１１５を支持板１１１に取り付ける。なお、テーパブッシュ１１７にもテーパブッシュ１１６ｃと同様に割が入れられており、支持板１１１とピン１１５とを適切に固定することができる。最後に、一対の支持板１１１をボルト１１２により供試体ＳＰに固着する。

なお、以上では供試体ＳＰと油圧シリンダ１２との間を連結する連結部１１について説明したが、油圧シリンダ１２と反力壁５０との間を連結する連結部１１の構成も同様である。

以上説明したように、一実施の形態による構造物試験機は、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）構造物試験機は、供試体ＳＰに繰り返し負荷を与える油圧シリンダ１２と、負荷ロッド１２ａと供試体ＳＰとの間、および油圧シリンダ１２のシリンダチューブ側と反力壁５０との間をそれぞれ連結するスイベルジョイント１１６を含む連結部１１とを備えている。スイベルジョイント１１６は、球座１１６ａと、球座１１６ａを支承する割１１６ｗが設けられている軸受１１６ｂと、軸受１１６ｂの締め付け力を調節するテーパブッシュ１１６ｃとを備えている。なお、連結板１１３および支持板１１１には割りが形成されていない。これによりコンパクトな構成で大きな試験力に対応可能な構造物試験機を実現することができる。
（２）連結部１１は、スイベルジョイント１１６が取り付けられる連結板１１３をさらに備え、スイベルジョイント１１６は、連結板１１３に対するテーパブッシュ１１６ｃの軸方向の挿入量を調節する調節リング１１６ｄをさらに備えている。これにより、テーパブッシュ１１６ｃの挿入量を調節し、軸受１１６ｂの締め付け力を適切に設定することができる。
（３）連結部１１は、連結板１１３を挟むように設けられた一対の支持板１１１と、スイベルジョイント１１６、連結板１１３、および一対の支持板１１１を貫通するピン１１５と、ピン１１５を一対の支持板１１１にそれぞれ固定する一対のテーパブッシュ１１７とをさらに備えている。これにより、コンパクトな構成でピン１１５を介した連結板１１３と支持板１１１との連結を行うことができる。

以上説明した一実施の形態において、油圧シリンダ１２が負荷手段として機能し、油圧シリンダ１２のロッド１２ａが負荷ロッドとして機能し、油圧シリンダ１２のシリンダチューブ側が負荷アクチュエータとして機能し、連結部１１が連結手段として機能することができる。ただし、これらには限定されず、例えば負荷手段として油圧式以外のアクチュエータにより供試体ＳＰに荷重を加えるようにしても良い。この場合も、負荷を与えるアクチュエータの負荷ロッド側を供試体ＳＰと連結し、負荷アクチュエータ本体側を反力壁５０と連結する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、発明を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

本発明の一実施の形態による構造物試験機の概略構成を示す図。 図１に示す構造物試験機の連結部の詳細を示す水平断面図である。 自在継手の構成を示す分解斜視図。

符号の説明

１１：連結部、１２：油圧シリンダ、１１１：支持板、１１３：連結板、１１６：自材継手、１１６ａ：球座、１１６ｂ：軸受、１１６ｃ：テーパブッシュ、１１６ｄ：調節リング、１１７：テーパブッシュ

Claims (3)

1. 供試体に繰り返し負荷を与える構造物試験機であって、
   負荷ロッドと負荷アクチュエータを含み、前記供試体に繰り返し負荷を与える負荷手段と、
   前記負荷ロッドと前記供試体との間、および前記負荷アクチュエータと反力壁との間をそれぞれ連結するスイベルジョイントを含む連結手段とを備え、
   前記スイベルジョイントは、球座と、前記球座を支承する割が設けられている軸受と、前記軸受の締め付け力を調節するテーパブッシュとを備えることを特徴とする構造物試験機。
2. 請求項１に記載の構造物試験機において、
   前記連結手段は、前記スイベルジョイントが取り付けられる連結板をさらに備え、
   前記スイベルジョイントは、前記連結板に対する前記テーパブッシュの挿入量を調節する調節リングをさらに備えることを特徴とする構造物試験機。
3. 請求項２に記載の構造物試験機において、
   前記連結手段は、前記連結板を挟むように設けられた一対の支持板と、前記スイベルジョイント、前記連結板および前記一対の支持板を貫通するピンと、前記ピンを前記一対の支持板にそれぞれ固定する一対のテーパブッシュとをさらに備えることを特徴とする構造物試験機。

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