JP5018509B2

JP5018509B2 - 振動試験装置

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Publication number: JP5018509B2
Application number: JP2008016024A
Authority: JP
Inventors: 了古谷; 雄志浅野
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-01-28
Also published as: JP2009175069A

Description

本発明は、電装品や構造物等の基本振動特性把握等に用いる振動試験装置に関する。

被試験体の基本的な振動特性を把握する場合、１回の振動で加振する方向は１方向で十分な場合が多い。また、コストやメンテナンス、設置スペースの観点から、できる限り加振機台数や被試験体を設置する振動テーブル数は少ないほうが良い。これに対して、従来の振動試験装置について、特許文献１と非特許文献１、非特許文献２に開示されている。

特開平１−５９１３７号公報株式会社鷺宮製作所製品カタログ「 DYNAMIC SERVO 振動試験装置」、2000 年 8 月、P21 谷口修著「振動工学ハンドブック」、1991 年 1 月 10 日、p655 〜 660

特許文献１では、振動テーブル１台に対して水平方向加振機と垂直方向加振機を最低１台ずつ必要とすることが記載されている。加振方向それぞれに少なくとも１台の加振機が設置されるため、加振機台数分のコスト及びメンテナンス、設置スペースが必要とされる。
非特許文献１と非特許文献２では、垂直方向の振動試験あるいは水平方向の振動試験に合わせて、加振機をそれぞれの振動テーブルに段取換えして試験することが記載されている。垂直方向と水平方向の振動試験にあわせて振動テーブルが必要とれるため、振動テーブル分のコスト及び設置スペースが必要とされ、試験段取換えの手間がかかる。
本発明の目的は、上記の問題に鑑み、水平方向と垂直方向それぞれの振動テーブルと加振機を用意する必要がなく、１台の加振機と１台の振動テーブルで垂直方向及び水平方向の振動加振試験を簡単に実施することが可能な振動試験装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の振動試験装置は、被試験体を搭載する振動テーブルを備えた振動試験装置において、垂直方向若しくは水平方向のいずれか１方向にピストン運動するピストンを備えた加振機と、前記加振機を固定するベースと、前記ベースを固定し、外部からの振動を除去する防振床と、前記ピストンと接続し、前記ピストンのピストン運動に連動する継手と、前記継手を支持するスライド機構と、前記継手を前記垂直方向若しくは前記水平方向のいずれか１方向の加振方向にピストン運動させる前記加振機のピストンと、前記ピストンの前記ピストン運動の方向を切換えるために、前記加振機を前記垂直方向から前記水平方向、若しくは、前記水平方向から前記垂直方向に変換する第１の回転機構と、前記振動テーブルと前記継手とを連結し、前記加振機の前記加振方向に合わせて前記振動テーブルのテーブル面を水平にするための第２の回転機構とを備えたものである。
また、上記振動試験装置の前記第１の回転機構は、好ましくは、水平な前記防振床に固定されるベースを備えたものである。
また、上記振動試験装置の前記第１の回転機構は、好ましくは、前記スライド機構も同時に前記垂直方向から前記水平方向、若しくは、前記水平方向から前記垂直方向に変換するものである。
また、上記振動試験装置は、好ましくは、前記加振機の前記加振方向が前記垂直方向の場合には、前記加振機の下部に前記防振床と接触する第１の固定治具を備えたものである。
また、上記振動試験装置は、好ましくは、前記加振機の前記加振方向が前記水平方向の場合には、前記スライド機構の下部に前記防振床と接触する第２の固定治具を備えたものである。

本発明によれば、水平方向と垂直方向の振動試験の段取換えを行う際に、第１の回転機構と第２の回転機構により水平及び垂直方向の加振試験への変換が可能であるため、容易に水平方向と垂直方向の振動試験が実施することができる。

本発明の振動試験装置は、１台の振動テーブルと１台加振機を備えた振動試験装置であって、振動テーブルの被試験体搭載向きを振動テーブル回転機構で回転し、加振機の加振方向をベース回転機構で回転し、水平方向の振動試験と垂直方向の振動試験を切替えて実施することが可能な振動試験装置である。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、各図において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、説明の重複を避け、できるだけ説明を省略する。

図１は、本発明の振動試験装置の一実施例を示す図である。図１(a) は、本発明の振動試験装置によって垂直方向に加振する場合を説明する正面図で、図１(b) は、本発明の振動試験装置によって水平方向に加振する場合を説明する正面図である。
図１によって、本発明の一実施例の振動試験装置の水平加振機構と垂直加振機構の概要を説明する。

1 はテーブル面に被試験体を搭載する振動テーブル、2 は振動テーブル 1 を回転させるための振動テーブル回転機構、3 は継手、5 は油圧で駆動する加振機、4 は加振機 5 のピストン、6 は L 字型ベース、7 はベース回転機構、7-1 はベース回転機構 7 の回転中心、8 は加振機 5 の側面部に取り付けられ加振機 5 の油の流量を切替えるサーボ弁、9 は継手 3 を支持するスライド機構、10 はスライド受装置、11 は水平加振用固定治具、12 は垂直加振用固定治具、13 はベース固定治具、100 は防振床、QV は振動テーブル 1 が搭載した被試験体を垂直に加振する時の加振方向を示す矢印、2V は振動テーブル回転機構 2 が垂直方向加振から水平方向加振に切り替わる際に回転する方向を示す矢印、7V はベース回転機構 7 が垂直方向加振から水平方向加振に切り替わる際に回転する方向を示す矢印、QH は振動テーブル 1 が搭載した被試験体を水平に加振する時の加振方向を示す矢印、2H は振動テーブル回転機構 2 が水平方向加振から垂直方向加振に切り替わる際に回転する方向を示す矢印、7H はベース回転機構 7 が水平方向加振から垂直方向加振に切り替わる際に回転する方向を示す矢印である。

また図１(c) は、L 字型ベース 6 の一実施例を示す正面図である。6-1 は一方のアーム部、6-2 は他方のアーム部、6-3 はアーム部 6-1 と 6-2 を互いに直角に連結する結合部、6-4 は L 字型ベース 6 の回転中心、6-5 はアーム部 6-1 の長手方向の中心線、6-6 はアーム部 6-2 の長手方向の中心線である。
図１(c) において、回転中心 6-4 は、中心線 6-5 と中心線 6-6 が交差する位置にあり、中心線 6-5 と中心線 6-6 は、直角に交差する。
なお、図１(c) の L 字型ベース 6 は、図１(a) の垂直加振の場合の位置で示している。
また、L 字型ベース 6 は、一体構造でも良い。

図１において、ベース固定治具 13 は、水平な接地面 100 に固定されている。

まず、図１(a) によって、本発明の一実施例の振動試験装置の構成について、被試験体を垂直加振する場合を例にとって説明する。
防振床 100 に固定されたベース固定治具 13 には、ベース回転機構 7 が設けられ、ベース回転機構 7 には、L 字型ベース 6 が設けられている。ベース回転機構 7 の回転中心 7-1 は、L 字型ベース 6 の回転中心 6-4 と同じ位置にある。
アーム部 6-1 の下部には垂直加振用固定治具 12 が設けられ、上部には加振機 5 が設けられている。垂直加振用固定治具 12 の下部は、防振床 100 に接触している。加振機 5 にはピストン 4 が取付けられており、油圧でピストン 4 を加振駆動する。ピストン 4 は中心線 4-1 に平行な方向（矢印 QV の方向）に上下運動する。ピストン 4 の上部（突端部）には、ピストン 4 に支えられるようにして、継手 3 が接続されている。そして、継手 3 には、振動テーブル回転機構 2 が取り付けられている。振動テーブル回転機構 2 の回転中心 2-1 は、ピストン 4 の中心線 4-1 線上に位置するように取り付けられ、振動テーブル 1 と継手 3 とを連結している。振動テーブル回転機構 2 の上部には被試験体を搭載するための振動テーブル 1 が設けられている。

アーム部 6-2 の上部にはスライド受装置 10 が設けられ、スライド受装置 10 の右側部には水平加振用固定治具 11 が設けられている。また、反対側、スライド受装置 10 の左側部には、継手 3 を支持するためのスライド機構 9 が設けられている。このスライド機構 9 の左側面部は、継手 3 の右側面部に接触するように設けられる。アーム部 6-2 の中心線 6-6 とスライド機構 9 の中心線 9-1 は、互いに直角で、中心線 9-1 は振動テーブル回転機構 2 の回転中心 2-1 を通るように設けられている。
なお、アーム部 6-1 の中心線 6-5 及びスライド機構 9 の中心線 9-1 は、水平に設置され、ピストン 4 の中心線 4-1 及びアーム部 6-2 の中心線 6-6 は垂直に設置される。

垂直方向に被試験体を振動させる場合には、加振機 5 はピストン 4 を上下にピストン運動させる。このピストン 4 の上下運動に伴い、上述の構成によって、継手 3 、振動テーブル回転機構 2 、及び振動テーブル 1 が上下運動することにより、被試験体が垂直方向に振動する。
このように、加振機 5 がピストン 4 を駆動して上下方向（矢印 QV の方向）に動かす。このとき、加振機 5 、L 字型ベース 6 、及び垂直加振試験用固定治具 12 は、防振床 100 によって固定されているため不動である。

なお、このとき、継手 3 に接しているスライド機構 9 はピストン 4 と干渉しないように継手 3 の側面に接続されているため、上下運動はしない。しかし、スライド機構 9 の継手 3 に接触する面は、継手 3 が垂直方向に上下運動するためのガイド機能及び支持機構を持っている。なお、このスライド機構 9 の継手 3 に接触面は、それらの面がピストンの上下運動の方向（矢印 QV 、中心線 4-1 等）であれば良く、平面、曲面、等形状を問わない。また、ガイドレール構造であっても良い。また、この互いに干渉しない接触面の範囲は、ピストンのストローク範囲をカバーする範囲内であれば良く、ストローク範囲以上になればストップするような構成としても良い。

次に、図１(b) によって、被試験体を水平加振する場合を例にとって、本発明の一実施例の振動試験装置の構成について説明する。
防振床 100 に固定されたベース固定治具 13 には、ベース回転機構 7 が設けられ、ベース回転機構 7 には、L 字型ベース 6 が設けられている。ベース回転機構 7 の回転中心 7-1 は、L 字型ベース 6 の回転中心 6-4 と同じ位置にある。
アーム部 6-2 の先端には、スライド受装置 10 が設けられている。スライド受装置 10 の下部には、水平加振用固定治具 11 が設けられ、上部にはスライド機構 9 が設けられている。水平加振用固定治具 11 の下部は防振床 100 に接触している。
スライド機構 9 の上部面は継手 3 に接触している。

アーム部 6-2 の中心線 6-6 は、水平に設置されている。従って、中心線 6-6 は、スライド機構 9 の中心線 9-1 と直角に交差するように、垂直に設置される。同様に、中心線 6-6 と直角の中心線 6-5 を備えるアーム部 6-1 は、垂直に設置される。
アーム部 6-1 の左側部には垂直加振用固定治具 12 が設けられ、アーム部 6-1 の右側部には加振機 5 が設けられている。加振機 5 にはピストン 4 が取付けられており、油圧でピストン 4 を加振駆動する。ピストン 4 は中心線 4-1 に平行な方向（矢印 QH の方向）に左右（水平）に運動する。ピストン 4 の右側部（突端部）には、継手 3 が取付けられている。そして、継手 3 には、振動テーブル回転機構 2 が取り付けられている。振動テーブル回転機構 2 の回転中心 2-1 は、ピストン 4 の中心線 4-1 線上に位置するように取り付けられている。振動テーブル回転機構 2 の上部には被試験体を搭載するための振動テーブル 1 が設けられている。

水平方向に被試験体を振動させる場合には、加振機 5 はピストン 4 を左右にピストン運動させる。このピストン 4 の左右運動に伴い、上述の構成によって、継手 3 、振動テーブル回転機構 2 、及び振動テーブル 1 が左右運動することにより、被試験体が水平方向に振動する。
このように、加振機 5 がピストン 4 を駆動して左右方向（矢印 QH の方向）に動かす。このとき、加振機 5 、L 字型ベース 6 、及び垂直加振試験用固定治具 12 は、所定の剛性を有するのでほとんど加振方向にぶれない。
また、左右（水平）方向に運動している継手 3 の下部面は、防振床 100 から、水平加振用固定治具 11 、スライド受装置 10 、及びスライド機構 9 によって水平に保持されている。従って、加振機 5 がピストン 4 を駆動すると、振動テーブル 1 に搭載された被試験体に水平方向の振動が加えられる。

次に、垂直加振機構から水平加振機構への切換え方法について、図１(a) 及び図１(b) を参照しながら説明する。
図１(a) において、垂直加振機能から水平加振機能への加振方向の切換えには、振動テーブル回転機構 2 とベース回転機構 7 を利用する。
ベース固定治具 13 は、L 字型ベース 6 の結合部 6-3 の回転中心 6-4 と同軸の回転中心 7-1 を有するベース回転機構 7 によって取付けられており、防振床 100 に固定されて不動である。ベース回転機構 7 は、L 字型ベース 6 を回転させることができるように、例えば、L 字型ベース 6 の L 時の中心部が回転するような軸受けである。
ベース固定治具 13 に取付けられたベース回転機構 7 は、回転中心 7-1（即ち、回転中心 6-4 ）を中心にして L 字型ベース 6 を回転させることができる。例えば、図１(a) の状態から図１(b) の状態に移行するには、L 字型ベース 6 を矢印 7V の方向（右回転方向）に 90［°］（π/2 ［ rad ］）回転させる。これにより、L 字型ベース 6 に設けられた固定治具 13 自体を除く振動試験装置全体を回転させることができる。
そして更に、軸受 3 が振動テーブル回転機構 2 によって矢印 2V の方向（左回転方向）に 90［°］（π/2 ［ rad ］）回転させる。この操作によって、振動試験装置は、図１(a) の状態から図１(b) の状態となる。

図１(b) においても、水平加振機能から垂直加振機能への加振方向の切換えには、振動テーブル回転機構 2 とベース回転機構 7 を利用する。
ベース固定治具 13 は、防振床 100 に固定されて不動である。
ベース固定治具 13 に取付けられたベース回転機構 7 によって、例えば、L 字型ベース 6 を矢印 7H の方向（左回転方向）に 90［°］（π/2 ［ rad ］）回転させる。これにより、L 字型ベース 6 に設けられた固定治具 13 自体を除く振動試験装置全体を回転させることができる。
そして更に、軸受 3 が振動テーブル回転機構 2 によって矢印 2H の方向（右回転方向）に 90［°］（π/2 ［ rad ］）回転させる。この操作によって、振動試験装置は、図１(b) の状態から図１(a) の状態となる。

上述のように、垂直方向に加振するように振動試験装置をセットする場合には、
（１）ベース回転機構 7 を回転させ、L 字型ベース 6 のアーム部 6-1 の中心線 6-5 とスライド機構 9 の中心線 9-1 を水平にし、かつ、L 字型ベース 6 のアーム部 6-2 の中心線 6-6 とピストン 4 の中心線 4-1 を垂直になるようにセットする。
（２）振動テーブル回転機構 2 を回転させ、振動テーブル 1 の被試験体を搭載するテーブル面を上方になるようにセットする。
この結果、水平な防振床 100 に固定されて不動であるベース固定治具 13 を基点として、垂直加振の場合には、垂直加振用固定治具 12 が防振床 100 に設置され、ピストン 4 は垂直方向（矢印 QV の方向）にピストン運動することができる。また水平加振の場合には、水平加振用固定治具 11 が防振床 100 に設置され、ピストン 4 は水平方向（矢印 QH の方向）にピストン運動することができる。

なお、振動テーブル回転機構 2 とベース回転機構 7 の最大回転角度は、図示しないストッパ機構を設け、それぞれ 90［°］（π/2 ［ rad ］）としている。
また、振動テーブル回転機構 2 とベース回転機構 7 のどちらを先に回転させても良く、同時に回転させても良い

図１の実施例によれば、振動テーブル１台と加振機１台で水平方向及び垂直方向それぞれの振動試験を簡単に実施することができる。
また、振動テーブル及び加振機を１台ずつ用意すれば良いため、コストが低減され、メンテナンスも容易となり、設置スペースが小さくて済む。

図２は、図１の振動試験装置の垂直加振状態若しくは水平加振状態に移行させるために、振動テーブル回転機構 2 とベース回転機構 7 を回転させる回転機構の一実施例を説明するための図である。31 は回転対象用の歯車、30 は歯車 31 の回転対象接続用のシャフト、32 は歯車 31 と噛み合う調整用の歯車、33 は歯車32 の回転軸と回転中心が同一の回転部、33 は歯車 32 を回転させるための調整機器、34 は調整機器 33 を手動で回転するための取っ手、30-1 は回転中心 2-1 若しくは回転中心 7-1 と同一線上に位置するシャフト 30 の回転中心である。

図１で説明したように、振動テーブル回転機構 2 の回転方向（矢印 2V の方向）とベース回転機構 7 の回転方向（矢印 7V の方向）とは、互いに逆方向に 90［°］（ π［ rad ］）回転させることで、振動テーブル 1 は被試験体を搭載するテーブル面を上向きとした状態とすることができる。
この時、振動テーブル回転機構 2 とベース回転機構 7 は、図２に示す回転調整機構を備えている。
図２の回転調整機構は、取っ手 34 が取付けられた調整機器 33 が、調整用の歯車 32 に連結され、取っ手 34 を使って手動により調整機器 33 を回転させることで調整用の歯車 32 を回転させるものである。

回転対象用の歯車 31 は、調整用の歯車 32 と噛合っており、調整用の歯車 32 の回転運動が伝達される。回転対象用歯車 31 が回転することで回転対象接続用のシャフト 30 が回転し、シャフト 30 に接続された振動テーブル 1 を回転させる。図２は、平行平歯車方式の場合であるが、他に交さ軸歯車方式、食違い軸歯車方式、遊星歯車機構方式、チェーン等を用いるスプロケット機構方式などの回転伝達方式もある。また、伝達する歯車を複数用意し、多段の連結によって回転伝達をしても良い。
また、手動調整に限らず、調整機器 33 をモータの回転軸とすることで自動調整が可能となる。

図２の実施例によれば、水平方向と垂直方向の振動試験の段取換えを行う際に、２つの回転機構を操作することにより、水平及び垂直方向の加振試験への変換が可能であるため、容易に水平方向と垂直方向の振動試験が実施できる。
また、振動テーブル及び加振機を１台ずつ用意すれば良いため、コストが低減され、メンテナンスも容易となり、設置スペースが小さくて済む。

また、ベース回転機構の別の実施例を図３によって説明する。図３は、本発明のベース回転機構の一実施例を説明するための、本発明の振動試験装置の正面図である。図３は、図１の構成において、更に、ワイヤ駆動装置 18a と 18b 、ワイヤ 19a と 19b 、及び、ワイヤ取付治具 20a と 20b を設けたものである。ワイヤ 19a と 19b は、試験装置の転倒荷重に耐える強度を有する。それぞれのサフィックス“a”は、アーム部 6-1 に関連し、サフィックス“b”は、アーム部 6-2 に関連する。
図３は、垂直加振する状態から水平加振する状態に移行する途中の段階、若しくは、水平加振する状態から垂直加振する状態に移行する途中の段階を示す図である。

図３において、まず２つのワイヤ駆動装置 18a と 18b は、ベース固定治具 13 を中心として水平加振用固定治具 11 と垂直加振用固定治具 12 の近傍に振動試験装置と干渉しないようにそれぞれ地面に固定される。
ワイヤ取付治具 20a 、20b は、振動試験装置の L 字型ベース 6 とスライド受装置 10 に取り付けられる。ワイヤ 19a 、19b は、ワイヤ取付治具 20a 、20b とワイヤ駆動装置 18a 、18b に取付けられる。

図３の状態で垂直加振試験に段取換えする場合、若しくは、水平加振試験の状態から図３の状態に戻す場合には、ワイヤ駆動装置 18a は、ワイヤ 19a を引込み、ワイヤ駆動装置 18b はワイヤ 19b を吐出すように駆動させる。これによって、水平加振と垂直加振の段取換えを実施する。また、この時、振動テーブ 1 については、図１の回転手段を用いる。

また、図３の状態で水平加振試験に段取換えする場合、若しくは、垂直加振試験の状態から図３の状態に戻す場合には、ワイヤ駆動装置 18b は、ワイヤ 19b を引込み、ワイヤ駆動装置 18a はワイヤ 19a を吐出すように駆動させる。これによって、垂直加振と水平加振の段取換えを実施する。また、この時、振動テーブ 1 については、図１の回転手段を用いる。

なお、本試験の振動テーブル 1 は、例えば、 1［ｍ］× 1［ｍ］程度の大きさで最大加振周波数 50［ Hz ］程度から 100［ Hz ］程度までの振動試験が可能である。なお、加振機 5 は油圧駆動に限らず、動電式加振機による振動試験も可能である。

図３の実施例によれば、水平加振振動試験用の振動テーブルと垂直加振振動試験用の振動テーブルそれぞれに加振機５を段取換えすることなく、電動等で簡単に水平方向と垂直方向の振動試験を実施することができる。また、振動テーブルと加振機とをそれぞれ１台用意すればよいので、コスト低減が図れ、メンテナンスが容易となり、占有スペースを小さくすることができる。

次に本発明の他の実施例について説明する。図４は、本発明の振動試験装置の水平加振機構と垂直加振機構の一実施例を説明するための図である。9′はスライド機構、10′はスライド受装置、15 は加振機反力板、16 はベース、17 は加振機回転機構である。
図４の振動試験装置は、図１の振動試験装置に比して、L 字型ベース 6 、ベース回転機構 7 、スライド機構 9 、スライド受装置 10 、水平加振用治具 11 、垂直加振用治具 12 、及びベース固定治具 13 の替わりに、スライド機構 9′、スライド受装置 10′、加振機反力板 15 、ベース 16 、及び加振機回転機構 17 を備えたものである。
即ち、図４の実施例においては、図１の実施例に対して、加振機反力板 15 が加振機 5 の固定側に設置され、加振機 5 の固定側と加振機反力板 15 の間に加振機回転機構 17 を有する。

図４において、加振機回転機構 17 を 90［°］（π/2［ rad ］）回転させることによって、加振機 5 の加振方向が垂直方向および水平方向に切替えられ設置固定される。例えば、図４(a) の垂直加振可能な状態から、図４(b) の水平加振可能な状態に移行させるには、加振機回転機構 17 を矢印 17V の方向に 90［°］（π/2［ rad ］）回転させる。また例えば、図４(b) の水平加振可能な状態から、図４(a) の垂直加振可能な状態に移行させるには、加振機回転機構 17 を矢印 17H の方向に 90［°］（π/2［ rad ］）回転させる。
この時、継手 3 の振動テーブル回転機構 2 を回転させ振動テーブル 1 を図１の実施例と同様に加振方向に合わせて固定する。ベース 16 は加振機反力板 15 とスライド受装置 10 が設置され、防振床 100 に固定される。振動テーブル回転機構 2 と加振機回転機構 17 は、手動若しくは電動モータ等による自動調整機能を備えている。その他の構成は、図１の実施例と同様である。

本実施例によれば、図１の実施例のように回転させるベースを持たず、加振機 5 と振動テーブル 1 を回転させれば良いため、前記実施例と比較して試験の段取換えがより容易となる。また、振動試験装置の構造が簡単になり、コスト低減ができる。
なお、設置場所が振動試験装置の重量に耐え、十分な水平面を確保できる面であれば、ベース 16 も省略できる。

図４において、ベース 16 は、防振床 100 に固定されている。ベース 16 の上には、加振機反力板 15 とスライド受装置 10′が設けられている。またスライド受装置 10′の上には、スライド機構 9′が設けられている。加振機反力板 15 とスライド機構 9′の配置される間隔は、水平加振時の場合に継手 3 がスライド機構 9′と同一位置になるように定められる。
そして、水平方向へ加振する場合には、水平の方向の維持若しくは確保又は水平以外の振動を抑制するために、好ましくは、図５に示す概略図のように、継手 3 の水平方向のストローク W_S よりも、スライド機構 9′の幅 W が広い（ W_S ＜ W ）ことが望ましい。この関係は、図１の実施例においても同様である。

次に、振動試験装置の他の部分の概要と構成を示すブロック図を図６によって説明する。図６は図１、図３、及び図４で示した本発明の振動試験装置における、制御系の構成を示すブロック図である。62 は加振制御部、63 はサーボ制御部、64 は変位センサ、65 は加速度センサ、66a と 66b は圧力センサ、67 は各センサからのフィードバック信号、68 は目標波形信号、69 はサーボ弁 8 への指令信号、70 は表示部、71 は入力部である。
加振機 5 には、油の圧縮状態を検出するための圧力センサ 66a と 66b が取り付けられている。圧力センサ 66a と 66b は、所定の間隔で、加振機 5 の油圧を読み取り、圧力データとして加振制御部 62 及びサーボ制御部 63 に出力する。
また、加振機 5 には、変位センサ 64 が設置されており、所定の間隔で、加振機 5 のピストン 4 の移動量を検出し、検出した変位量を変位データとして加振制御部 62 及びサーボ制御部 63 に出力する。
また、振動テーブル 1 には、加速度センサ 65 が取り付けられている。加速度センサ 65 は、所定の間隔で、振動テーブル 1 の加速度を読み取り、加速度データとして加振制御部 62 及びサーボ制御部 63 に出力する。
このように、加振機 5 、振動テーブル 1 には、その駆動状態を計測する各種センサが取り付けられている。

加振制御部 62 は、加振機 5 を駆動して、被試験体に加える振動の目標波形信号 68 をサーボ制御部 63 に出力する。
表示部 70 は、加振制御部 62 に接続され、ユーザが振動試験機を操作するための操作画面、振動試験機の状態（例えば、振動波形や各種センサ計測結果、等）を表示する。また、入力部 71 は、ユーザが振動試験機を操作するためのボタン、マウス、キーボード、等であり、加振機 5 の他、表示部 70 の画面操作、更には、図示しない記録装置やプリンタ等の操作に使用する。加振制御部 62 は、例えば、CPU（ Central Processing Unit ）や各種情報を記録するメモリやハードディスクとアナログ信号を出力するためのアナログ出力装置や外部からのアナログ信号を取り込むためのアナログ入力装置から構成されている。

サーボ制御部 63 は、加振制御部 62 から出力された目標波形信号 68 を基に、変位センサ 64 、加速度センサ 65 、差圧センサ 66a 、66b から出力されるフィードバック信号 67 から演算して、加振制御部 62 から与えられた目標波形信号 68 となるように、指令信号 69 を作成し、サーボ弁 8 に出力する。
サーボ制御部 63 は、加振制御部 62 と同様に、高速にデジタル演算する CPU や各種情報を記録するメモリやハードディスクとアナログ信号を出力するためのアナログ出力装置や外部からのアナログ信号を取り込むためのアナログ入力装置から構成されている。

上述したように、本発明の振動試験装置は、振動テーブルの被試験体搭載向きを振動テーブル回転機構で、加振機の加振方向をベース回転機構で調整し、水平方向の振動試験と垂直方向の振動試験を切替えて実施する。これにより、振動テーブル１台と加振機１台で水平方向及び垂直方向それぞれの振動試験を簡単に実施することができる。

本発明によれば、水平方向と垂直方向の振動試験の段取換えを行う際に、第一回転機構と第二回転機構により水平及び垂直方向の加振試験への変換が可能であるため、容易に水平方向と垂直方向の振動試験が実施できる。
また、振動テーブル及び加振機を1台ずつ用意すれば良いため、コストが低減され、メンテナンスも容易となり、設置スペースが小さくてすむ。

本発明の振動試験装置の一実施例を示す正面図。本発明の振動試験装置の回転機構の一実施例を説明するための図。本発明の振動試験装置の一実施例を示す正面図。本発明の振動試験装置の一実施例を示す正面図。本発明の振動試験装置の一実施例の一部を示す正面図。本発明の振動試験装置における、制御系の一実施例の構成を示すブロック図。

符号の説明

1：振動テーブル、 2：振動テーブル回転機構、 2-1：回転中心、 3：継手、 4：ピストン、4-1：中心線、 5：加振機、 6：L 字型ベース、 6-1、6-2：アーム部、 6-3：結合部、 6-4：回転中心、 6-5、6-6：中心線、 7：ベース回転機構、 7-1：回転中心、 8：サーボ弁、 9：スライド機構、 9-1：中心線、 10：スライド受装置、 11：水平加振用固定治具、 12：垂直加振用固定治具、 13：ベース固定治具、 15：加振機反力板、 16：ベース、 17：加振機回転機構、 18：ワイヤ駆動装置、 19：ワイヤ、 20：ワイヤ取付治具、 30：シャフト、 31、32：歯車、31-1：回転中心、 33：調整機器、 34：取っ手、 62：加振制御部、 63：サーボ制御部、 64：変位センサ、 65：加速度センサ、 66：圧力センサ、 67：フィードバック信号、 68：目標波形信号、 69：指令信号、 70：表示部、 71：入力部、 100：防振床、 QV、QH：加振方向を示す矢印、 2V、2H：振動テーブル回転機構 2 が回転する方向を示す矢印、 7V、7H、17H、17V：ベース回転機構 7 が回転する方向を示す矢印。

Claims

被試験体を搭載する振動テーブルを備えた振動試験装置において、
ピストン運動するピストンを備えた加振機と、前記加振機を固定するベースと、前記ベースを固定し、外部からの振動を除去する防振床と、前記ピストンと接続し、前記ピストンのピストン運動に連動する継手と、前記継手を支持するスライド機構と、前記継手を垂直方向若しくは水平方向のいずれか１方向の加振方向にピストン運動させる前記加振機のピストンと、前記ピストン運動の方向を切換えるために、前記加振機を前記垂直方向から前記水平方向、若しくは、前記水平方向から前記垂直方向に変換する第１の回転機構と、前記振動テーブルと前記継手とを連結し、前記加振機の前記加振方向に合わせて前記振動テーブルのテーブル面を水平にするための第２の回転機構と、を備えたことを特徴とする振動試験装置。
請求項１記載の振動試験装置において、前記第１の回転機構は、水平な前記防振床に固定されるベースを備えたことを特徴とする振動試験装置。
請求項１または請求項２記載の振動試験装置において、前記第１の回転機構は、前記スライド機構も同時に前記垂直方向から前記水平方向、若しくは、前記水平方向から前記垂直方向に変換することを特徴とする振動試験装置。
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の振動試験装置において、前記加振機の前記加振方向が前記垂直方向の場合には、前記加振機の下部に前記防振床と接触する第１の固定治具を備えたことを特徴とする振動試験装置。
請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の振動試験装置において、前記加振機の前記加振方向が前記水平方向の場合には、前記スライド機構の下部に前記防振床と接触する第２の固定治具を備えたことを特徴とする振動試験装置。