JPH06213790A - クロス荷重負荷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クロス荷重の負荷機能が安定するとともにク
ロス荷重負荷装置がコンパクトになることを目的とす
る。 【構成】 供試体を囲んで連続して設けられた枠体内面
にクロス方向の荷重を発生して供試体に負荷する手段を
設置して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、破壊試験などに適用さ
れるクロス荷重負荷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は破壊試験などに使用されている従
来のクロス荷重負荷装置の説明図である。図において、
符号０１は支柱０２の上下にヨーク梁０３，０４が固着
された門形の本体フレーム、０５はヨーク梁０４とクロ
ス方向に設けられたフレームで取付け台０１５上にサポ
ート材を介して所定の高さに配置されている。０６は取
付け台０１５の上に設けられた供試体０１３のセット用
台、０７は上下のヨーク梁０３，０４に軸受０８を介し
て回動可能に縦方向に設けられ、ヨーク梁０３上の駆動
装置０９により連動して駆動されるねじ軸、０１０はね
じ孔０１１を介して両端部をねじ軸０７と係合した昇降
ヨーク、０１２は昇降ヨーク０１０の下部に設けられた
供試体０１３への押圧部、０１３はセット用台０６上に
セットされた供試体、０１４はフレーム０５の対称の位
置に取付け台０１５を介して供試体０１３に対峙して設
けられた水平方向の油圧ラムである。供試体０１３に
は、２本のねじ軸０７を駆動することにより昇降ヨーク
０１０が下降してセット用台０６との間に縦方向の荷重
が負荷されるのと同時に、一対の油圧ラム０１４の駆動
により水平方向の負荷がクロス状に加えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のク
ロス荷重負荷装置においては、縦方向の力を受ける２本
のねじ軸０７が変形して測定誤差が出易い。また、本体
フレーム０１における水平方向の剛性が小さく構造的に
不安定である。また、水平方向の荷重を負荷する油圧ラ
ム０１４の軸力を支えるフレーム０５が大きな構造物と
なって本負荷装置全体が大型化している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るクロス荷重
負荷装置は上記課題の解決を目的としており、供試体を
囲んで連続して設けられた枠体と、該枠体内面に設置さ
れクロス方向の荷重を発生して上記供試体に負荷する手
段とを備えた構成を特徴とする。

【０００５】また、本発明に係るクロス荷重負荷装置
は、供試体を囲んで連続して設けられた枠体と、該枠体
内面に設置されクロス方向の荷重を四方から均等に発生
して上記供試体に負荷する手段とを備えた構成を特徴と
する。

【０００６】

【作用】即ち、本発明に係るクロス荷重負荷装置におい
ては、供試体を囲んで連続して設けられた枠体内面にク
ロス方向の荷重を発生して供試体に負荷する手段が設置
されており、クロス荷重を発生して供試体に負荷する手
段の反力を受ける枠体が連続した一体型をなすことによ
り枠体がコンパクトで、曲げ剛性が高く、その曲げ剛性
で枠体における桁、梁の寸法が決定されて軸力により発
生する応力が非常に小さく、全体として枠体の剛性が高
くコンパクトである。

【０００７】また、本発明に係るクロス荷重負荷装置に
おいては、供試体を囲んで連続して設けられた枠体内面
にクロス方向の荷重を四方から均等に発生して供試体に
負荷する手段が設置されており、供試体に四方から均等
に荷重が負荷されることにより供試体が均等に変形して
荷重を負荷する手段相互間に曲げ力が生じなくなり供試
体にクロス荷重を正確に負荷することが可能になるとと
もに、クロス荷重を発生して供試体に負荷する手段の反
力を受ける枠体が連続した一体型をなすことにより枠体
がコンパクトで、曲げ剛性が高く、その曲げ剛性で枠体
における桁、梁の寸法が決定されて軸力により発生する
応力が非常に小さく、全体として枠体の剛性が高くコン
パクトである。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るクロス荷重負
荷装置の説明図である。図において、本実施例に係るク
ロス荷重負荷装置は破壊試験などに使用されるもので、
図における符号１は脚台２を介して床３上に設置された
角形環状の本体フレーム、４は本体フレーム１内の中央
下面に設けられた供試体５のセット用台、６はセット用
台４と対向して本体フレーム１内の中央上面に設けられ
垂直下方へ作動する油圧ラムおよびセット用台４を支持
して本体フレーム１内の中央下面に設けられ垂直上方へ
作動する油圧ラム、７は供試体５を挟んで本体フレーム
１内の左右面に設けられ水平方向へ対向して作動する１
対の油圧ラムである。水平方向の油圧ラム７は、油圧ラ
ム７自体に曲げを生じないように適宜の方法で支持され
て本体フレーム１に取付けられている。供試体５の破壊
試験を行う場合は、油圧ラム６，７をそれぞれ縮めた状
態にして供試体５をセットし、油圧ラム６，７を一斉に
伸ばすように駆動すると、角形環状の本体フレーム１が
その高い剛性により殆ど変形せずに油圧ラム６，７の反
力を受け止める。

【０００９】従来のクロス荷重負荷装置においては縦方
向の力を受ける２本のねじ軸が変形して測定誤差が出易
く、また本体フレームにおける水平方向の剛性が小さく
構造的に不安定で、また水平方向の荷重を負荷する油圧
ラムの軸力を支えるフレームが大きな構造物となって負
荷装置全体が大型化しているが、本クロス荷重負荷装置
においてはクロス荷重を発生させる油圧ラム６，７の反
力を受ける本体フレーム１が角形環状で一体型のヨーク
フレームで構成されており、本体フレーム１が高い剛性
で殆ど変形せずに油圧ラム６，７の反力を受け止め、高
い精度で供試体５に大きいクロス荷重を負荷することが
可能になる。このように角形環状の本体フレーム１内面
にセット用台４及び油圧ラム６，７を配置することによ
り、本負荷装置全体の構成が著しくコンパクトになり、
また本体フレーム１の剛性が高まるために本体フレーム
１に発生する応力が小さくなり、全体的に小さな寸法で
小型に構成することができる。また、クロス荷重を発生
する油圧ラム６，７の反力を受ける本体フレーム１を角
形環状の一体型ヨークフレームで構成したことにより、
クロス荷重を供試体５に負荷する機能が著しく安定して
構造をコンパクトにする効果がある。また、本体フレー
ム１がコンパクトな構造になるとともに曲げ剛性が高
く、その曲げ剛性で本体フレーム１の桁、梁の寸法が決
定されるので軸力により発生する応力が非常に小さく、
全体として高い剛性のフレームが得られてクロス荷重を
負荷する精度が高められる。また、角形環状のヨークフ
レーム内に上下、左右方向の油圧ラム６，７を設置して
供試体５にクロス荷重を負荷させることにより、従来の
ねじ軸のように高精度な機械加工が不要で負荷装置が安
価になる。

【００１０】図２および図３は本発明の他の実施例に係
るクロス荷重負荷装置の説明図である。図において、本
実施例に係るクロス荷重負荷装置は破壊試験などに使用
されるもので、図における符号１は脚台２を介して床３
上に設置された角形環状の本体フレーム、１４は本体フ
レーム１内の略中央に設けられた支持フレーム１５上に
支持されている高圧容器でこの高圧容器１４はシリンダ
型の胴部１４ａと、上下の蓋部１４ｂ，１４ｃなどから
なり、高圧容器１４内には加圧流体供給管が接続されて
いて高圧の雰囲気を設定することができるようになって
いる。１６は高圧容器１４の上下の蓋部１４ｂ，１４ｃ
と胴部１４ａとに設けた孔内をシール１７を介して貫通
し、垂直、水平２方向に移動可能に支持された押圧部
材、６，７はこの押圧部材１６の外側基端にピストンロ
ッドを接続して本体フレーム１に取付けられた上下、左
右の油圧ラム、１２は下部の押圧部材１６上に載せられ
て高圧容器１４内にセットされた供試物質、１３は高圧
容器１４の胴部１４ａと蓋部１４ｂ、１４ｃとの間のシ
ールである。

【００１１】上下の油圧ラム６は図３（ａ）に示すよう
にヘッド側の油圧管１８ａ、ロッド側の油圧管１８ｂを
１つの電磁制御弁１９ａから分岐して接続し、同一の圧
力下で連動操作するようになっている。また、左右の油
圧ラム７は同図（ｂ）に示すようにヘッド側の油圧管１
８ｃ、ロッド側の油圧管１８ｄを１つの電磁制御弁１９
ｂから分岐して接続し、同一の圧力下で連動操作するよ
うになっている。高圧容器１４は上部の油圧ラム６を押
圧部材１６及び本体フレーム１から外して上蓋部１４ｂ
を上へ開いて供試物質１２を容器１４内へ入れ出しする
ことができる。供試物質１２は上下の油圧ラム６、押圧
部材１６を後退させた状態で容器１４内にセットし、上
下の油圧ラム６を一斉に伸ばして駆動することにより上
下から同一圧力で均等に押圧されると同時に、左右の油
圧ラム７を一斉に伸ばして駆動することにより左右から
同一圧力で均等に押圧される。このときの各油圧ラム
６，７の反力は本体フレーム１により僅かな撓みで静的
に受け止められ、上下、左右の各油圧ラム６，７間で曲
げ力が発生せず、必要な圧力下で供試物質１２に精度良
くクロス荷重を負荷することができる。

【００１２】従来のクロス荷重負荷装置においては縦方
向の力を受ける２本のねじ軸が変形して測定誤差が出易
く、また本体フレームにおける水平方向の剛性が小さく
構造的に不安定で、またセット用台上にセットされた供
試体に対して昇降ヨークで下向きの荷重を負荷したとき
や供試体の変形に伴い下向きの荷重が負荷されたときな
どには、左右から供試体と接する油圧ラムの押圧部に曲
げ力が働いてピストンに焼き付き等の損傷を与えること
等があるが、本クロス荷重負荷装置においては供試物質
１２が高圧容器１４内の押圧部材１６上にセットされて
高圧容器１４内が一般的な加圧された流体の注入ライン
により一高圧雰囲気にされ、上下、左右の油圧ラム６，
７により同一圧力が負荷されることにより供試物質１２
が上下左右から均等に変形し油圧ラム６，７相互の間に
曲げ力が生じなくなり、同時に任意に設定した圧力の下
でクロス荷重を負荷することが可能になる。また、各油
圧ラム６，７の反力は本体フレーム１で受け止められ、
ヨーク側の変形に起因する構造、機能の不安定が解消さ
れて油圧ラム６，７に生じる故障も起こらなくなる。解
消する。また、供試物質１２を高圧容器１４内に容れて
この供試物質１２に直角２方向の両側から左右、上下に
対称な同一の圧力荷重を発生させて負荷することによ
り、直角２方向に負荷荷重を発生する油圧ラム６，７間
の相対的な曲げ力の発生をなくし、反力を支持する本体
フレーム１の撓み変形に起因する構造、機能の不安定を
なくし、必要な圧力下で精度高く破壊試験を行うことが
可能になる。このように、角形環状の本体フレーム１内
面にセット用台４及び油圧ラム６，７を配置することに
より、本負荷装置全体の構成が著しくコンパクトにな
り、また本体フレーム１の剛性が高まるために本体フレ
ーム１に発生する応力が小さくなり、全体的に小寸法で
小型に構成することができる。また、クロス荷重を発生
する油圧ラム６，７の反力を受ける本体フレーム１を角
形環状の一体型ヨークフレームで構成したことにより、
クロス荷重を供試物質１２に負荷する機能が著しく安定
して構造をコンパクトにする効果がある。また、本体フ
レーム１がコンパクトな構造になるとともに曲げ剛性が
高く、その曲げ剛性で本体フレーム１の桁、梁の寸法が
決定されるので軸力により発生する応力が非常に小さ
く、全体として高い剛性のフレームが得られてクロス荷
重を負荷する精度が高められる。また、角形環状のヨー
クフレーム内に上下、左右方向の油圧ラム６，７を設置
してクロス荷重を負荷させることにより、従来のねじ軸
のように高精度な機械加工が不要で負荷装置が安価にな
る。

【００１３】

【発明の効果】本発明に係るクロス荷重負荷装置は前記
のように構成されており、枠体の剛性が高くコンパクト
であるので、クロス荷重の負荷機能が安定するとともに
クロス荷重負荷装置がコンパクトになる。

【００１４】また、本発明に係るクロス荷重負荷装置は
前記のように構成されており、供試体にクロス荷重を正
確に負荷することが可能になるとともに枠体の剛性が高
くコンパクトであるので、クロス荷重の負荷機能がさら
に安定するとともにクロス荷重負荷装置がコンパクトに
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の一実施例に係るクロス荷
重負荷装置の正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）における
ｂ−ｂ矢視図である。

【図２】図２（ａ）は本発明の他の実施例に係るクロス
荷重負荷装置の正面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけ
るｂ−ｂ矢視図である。

【図３】図３はその油圧ラムのシーケンス図である。

【図４】図４（ａ）は従来のクロス荷重負荷装置の正面
図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけるｂ−ｂ矢視図であ
る。

【符号の説明】

１ 本体フレーム ２ 脚台 ３ 床 ４ 供試体のセット用台 ５ 供試体 ６ 油圧ラム ７ 油圧ラム １２ 供試物質 １３ シール １４ 高圧容器 １４ａ 胴部 １４ｂ 蓋部 １４ｃ 蓋部 １５ 支持フレーム １６ 押圧部材 １７ シール １８ 油圧管 １９ 電磁制御弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供試体を囲んで連続して設けられた枠体
   と、該枠体内面に設置されクロス方向の荷重を発生して
   上記供試体に負荷する手段とを備えたことを特徴とする
   クロス荷重負荷装置。
2. 【請求項２】 供試体を囲んで連続して設けられた枠体
   と、該枠体内面に設置されクロス方向の荷重を四方から
   均等に発生して上記供試体に負荷する手段とを備えたこ
   とを特徴とするクロス荷重負荷装置。