JPH0629723Y2 - 材料試験機の波形発生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ．産業上の利用分野 この考案は、電気油圧サーボ式材料試験機において、試
験片に加えるべき荷重や変位などの負荷波形（設定信
号）を発生する波形発生装置に関する。

Ｂ．従来技術 周知のように、電気油圧サーボ式材料試験機では、試験
片に加えるべき荷重や変位などの所望の負荷波形を波形
発生装置によって発生させ、この負荷波形を設定信号と
してサーボ系に与えて、試験片に所望の負荷を作用させ
るようになっている。

従来、この種の材料試験機の波形発生装置として、第７
図に示すようなものが知られている。

この波形発生装置は、大きく分けて、設定部１，制御回
路２，発振回路３から構成されている。設定部１は、設
定信号Ｓの振幅や周波数などの波形条件の他、スター
ト，ストップ等の命令を装置に与えるためのキー類やス
イッチ類などで構成されている。設定部１から与えられ
た各種の条件や指令は、制御回路２で適宜の信号に変換
されて発振回路３に与えられる。発振回路３は、制御回
路２から与えられたスタート信号に基づいて発振を開始
して、指定された振幅・周波数の正弦波や三角波などの
繰り返し波形を発振し、制御回路２からのストップ信号
に基づいてその動作を停止する。

Ｃ．考案が解決しようとする課題 ところで、材料試験には、試験片に単一負荷を加える、
いわゆる単軸負荷試験と、試験片に複数の負荷を同時に
加える、いわゆる多軸負荷試験とがある。単軸負荷試験
では、前述した従来装置を１台使用して、設定信号をサ
ーボ系に与えればよい。

一方、多軸負荷試験において、従来装置を複数台使用し
て、各サーボ系に複数の設定信号を個別に加えると次の
ような不都合を生じる。

すなわち、多軸負荷試験では、材料試験機の複数個のサ
ーボ系にそれぞれ個別に設定信号を与えるのであるが、
各設定信号は同期のとれた状態で設定される必要があ
る。そこで、多軸負荷試験に使用される複数台の波形発
生装置を各々同一の振幅・周波数に設定しておいても、
スタートのタイミングのずれや、回路定数の誤差などか
ら、設定信号の位相のずれが生じ、複数の設定信号を同
期のとれた状態で各サーボ系に与えることが困難であ
り、正しい条件の下で材料試験を行うことができないと
いう問題点がある。

この考案は、このような事情に鑑みてなされたものであ
って、装置に設けた外部端子に簡単な構成を付加するこ
とによって、単軸負荷試験および多軸負荷試験の両方の
材料試験に容易に適用することができる波形発生装置を
提供することを目的としている。

Ｄ．課題を解決するための手段 この考案は、上記目的を達成するために次のような構成
を備えている。

即ち、この考案に係る材料試験機の波形発生装置は、発
振出力の１周期ごとに発振を停止する発振手段と、前記
発振手段が停止状態となるのに同期して第１同期信号を
出力する同期信号発生手段と、前記第１同期信号を外部
へ取り出すための同期信号外部出力端子と、前記発振手
段の発振を開始させる第２同期信号を外部から入力する
ための同期信号外部入力端子とを備えている。

Ｅ．作用 この考案に係る波形発生装置を複数台使用して、多軸負
荷試験用の複数の設定信号を得る場合には、各波形発生
装置の同期信号外部出力端子から出力された各第１同期
信号の論理積を取り、その論理積出力を、各波形発生装
置の同期信号外部入力端子にそれぞれ入力すれば、位相
の進んでいる波形発生装置は、前記論理積出力が入力さ
れるまで停止状態となるから、換言すれば、前記論理積
出力が各同期信号外部入力端子に入力されることによ
り、全ての波形発生装置の発振手段が１周期ごとに同時
に発振を開始するから、各波形発生装置の位相のずれが
補正される。

一方、１台の波形発生装置を使用して単軸負荷試験用の
一つの設定信号を得る場合には、その波形発生装置の同
期信号外部出力端子と同期信号外部入力端子とを接続す
れば、第１同期信号がそのまま第２同期信号として入力
されるから、発振手段から設定信号が連続的に出力され
る。

Ｆ．実施例 以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この考案の一実施例の概略構成を示したブロ
ック図である。

同図に示した波形発生装置10において、設定部11および
制御回路12は、第７図に示した従来装置の設定部１およ
び制御回路２と同様のものであるから、ここでの説明は
省略する。

発振回路13は、制御回路12からＯＲゲートＧ１を介して
スタート信号ａを、ＯＲゲートＧ２を介してストップ信
号ｂをそれぞれ与えられる他、設定部11から入力された
発振出力（設定信号Ｓ）の振幅，周波数などの条件信号
ｃをそれぞれ与えられる。発振回路13は、設定信号Ｓの
１周期ごとにパルス信号ｄを出力し、このパルス信号ｄ
はフリップ・フロップ14にセット入力として与えられ
る。

フリップ・フロップ14のＱ出力は、第１同期信号ｅとし
て同期信号外部出力端子Ｔ１に与えられるとともに、Ｏ
ＲゲートＧ２を介してストップ信号ｂとして発振回路13
に与えられる。なお、フリップ・フロップ14は本考案に
おける同期信号発生手段に対応している。

この波形発生装置10は、外部から第２同期信号ｆを入力
するための同期信号外部入力端子Ｔ２を備え、この第２
同期信号ｆはＯＲゲートＧ１を介して発振回路13にスタ
ート信号ａとして与えられるにとともに、フリップ・フ
ロップ14にリセット信号として与えられる。

次に、上述した波形発生装置10の基本的な動作を第２図
に基づいて説明する。

設定部11から設定信号Ｓの振幅，周波数などの条件が設
定された後、スタート指令が入力されると、制御回路12
から発振回路13へスタート信号ａが出力される。これに
より、発振回路13は、入力された条件に応じた設定信号
Ｓを出力する（第２図(a)参照）。１周期の設定信号Ｓ
が出力されると、発振回路13は発振動作を停止するとと
もに、パルス信号ｄを出力する。このパルス信号ｄがフ
リップ・フロップ14に与えられることにより、フリップ
・フロップ14がセットされて、そのＱ出力が『Ｈ』レベ
ルになり、これが第１同期信号ｅとして同期パルス外部
出力端子Ｔ１から出力される（第２図(b)参照）。

発振回路13が停止した状態で、適宜の外部装置から、同
期パルス外部入力端子Ｔ２に第２同期信号が入力される
と（第２図(c)参照）、この第２同期信号がＯＲゲート
Ｇ２を介して発振回路13に与えられることにより、発振
回路13が次の１周期分の設定信号Ｓを出力する。また、
第２同期信号がフリップ・フロップ14のリセット端子に
与えられることにより、フリップ・フロップ14がリセッ
トされて、そのＱ出力（第２同期信号）が『Ｌ』レベル
に復帰する。

次に、上述した波形発生装置10を２台使用して、二つの
設定信号Ｓａ，Ｓｂを出力する装置について説明する。

第３図は２台の波形発生装置10Ａ，10Ｂに接続された付
加回路の構成を示している。

すなわち、波形発生装置10Ａおよび波形発生装置10Ｂの
同期パルス外部出力端子Ｔａ１，Ｔａ２に、ＡＮＤゲー
トＧ３の入力端子をそれぞれ接続し、その出力端子を各
波形発生装置10Ａ，10Ｂの同期パルス外部入力端子Ｔａ
２，Ｔｂ２にそれぞれ接続する。

次に第４図に示した動作波形図を参照して、第３図に示
した装置の動作を説明する。

第４図(a),(b)に示すように、波形発生装置10Ａの設定
信号Ｓａが、波形発生装置10Ｂの設定信号Ｓｂよりも、
若干位相が進んでいるとする。そうすると、波形発生装
置10Ａの設定信号Ｓａが１周期の波形を出力すると、同
期パルス外部出力端子Ｔａ１から出力される第１同期信
号が『Ｈ』レベルになる（第４図(c)参照）。続いて、
波形発生装置10Ｂの設定信号Ｓｂが、１周期の波形を出
力すると、同期パルス外部出力端子Ｔｂ１から出力され
る第１同期信号が『Ｈ』レベルになる（第４図(d)参
照）。その結果、波形発生装置10Ｂの第１同期信号の立
ち上がりに同期して、ＡＮＤゲートＧ３から、第４図
(e)に示すようなパルスが出力される。このパルスが波
形発生装置10Ａ，10Ｂの各同期パルス外部入力端子Ｔａ
２，Ｔｂ２に第２同期信号としてそれぞれ入力される。
その結果、各波形発生装置10Ａ，10Ｂの発振回路13が同
時に始動される（第４図(a),(b)参照）。

このように、一方の波形発生装置10Ａの設定信号Ｓａの
位相が進んでいる場合には、その波形発生装置10Ａは、
他の波形発生装置10Ｂの設定信号Ｓｂが１周期を完了す
るまでホールドされ、両設定信号Ｓａ，Ｓｂの位相がそ
ろったところで、１周期の発振を開始し、以後同様に、
１周期ごとに位相のずれが補正されるから、両波形発生
装置10Ａ，10Ｂから、同期した設定信号Ｓａ，Ｓｂが出
力される。

なお、上記例では、２台の波形発生装置10Ａ，10Ｂを使
用して二つの設定信号Ｓａ，Ｓｂを得る場合について説
明したが、３台以上の波形発生装置10を使用して、三つ
以上の設定信号を得る場合にも同様に構成できることは
勿論である。

次に、１台の波形発生装置10を使用して、一つの設定信
号Ｓを得る場合について説明する。

この場合は、第５図に示すように、同期パルス外部出力
端子Ｔ１と、同期パルス外部入力端子Ｔ２とを短絡接続
すればよい。

そうすると、第６図(a)に示すように、設定信号Ｓが１
周期を完了したところで、同期パルス外部出力端子Ｔ_１
から、同図(b)に示す第１同期信号が出力され、この第
１同期信号がそのまま、第２同期信号として同期パルス
外部入力端子Ｔ２に入力されるので、波形発生装置10が
発振を継続して、連続的な設定信号Ｓが出力される。

Ｇ．考案の効果 以上の説明から明らかなように、この考案に係る材料試
験機の波形発生装置は、１周期分の設定信号が出力され
ると、発振が停止するとともに、それに同期して同期パ
ルス外部出力端子から第１同期信号が出力され、一方、
同期パルス外部入力端子から第２同期信号を入力するこ
とによって、発振を開始させるように構成されているか
ら、複数台の波形発生装置を使用し、各同期パルス外部
出力端子と同期パルス外部入力端子とに簡単な付加回路
を接続することにより、多軸負荷試験などで必要とされ
る同期した複数の設定信号を容易に得ることができる。

また、単軸負荷試験などにおいて、一つの設定信号でよ
い場合には、波形発生装置の同期パルス外部出力端子と
同期パルス外部入力端子とを短絡接続することによっ
て、連続した所望の設定信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る材料試験機の波形発生
装置の概略ブロック図、第２図は第１図に示した波形発
生装置の基本的な動作説明に供する波形図、第３図は２
台の波形発生装置を使用して二つの設定信号を得る場合
の付加回路の接続図、第４図は第３図に示した装置の動
作波形図、第５図は１台の波形発生装置を使用して一つ
の設定信号を得る場合の接続図、第６図は第５図に示し
た装置の動作波形図である。 第７図は従来装置の概略ブロック図である。 10,10Ａ，10Ｂ……波形発生装置 11……設定部 12……制御回路 13……発振回路 14……フリップ・フロップ Ｇ１，Ｇ２……ＯＲゲート Ｇ３……ＡＮＤゲート Ｔ１，Ｔａ１，Ｔｂ１……同期パルス外部出力端子 Ｔ２，Ｔａ２，Ｔｂ２……同期パルス外部入力端子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】発振出力の１周期ごとに発振を停止する発
   振手段と、前記発振手段が停止状態となるのに同期して
   第１同期信号を出力する同期信号発生手段と、前記第１
   同期信号を外部へ取り出すための同期信号外部出力端子
   と、前記発振手段の発振を開始させる第２同期信号を外
   部から入力するための同期信号外部入力端子とを備えた
   ことを特徴とする材料試験機の波形発生装置。