JPH07104243B2 - 高速衝撃試験装置 - Google Patents
高速衝撃試験装置Info
- Publication number
- JPH07104243B2 JPH07104243B2 JP59242089A JP24208984A JPH07104243B2 JP H07104243 B2 JPH07104243 B2 JP H07104243B2 JP 59242089 A JP59242089 A JP 59242089A JP 24208984 A JP24208984 A JP 24208984A JP H07104243 B2 JPH07104243 B2 JP H07104243B2
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- piston
- signal
- differential signal
- speed
- circuit
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Servomotors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は高速衝撃試験装置に係り、特に電気油圧サー
ボ機構を備えた負帰還制御方式によって、油圧アクチュ
エータで往復動されるピストンの速度制御、停止位置制
御等を行う高速衝撃試験装置に関する。
ボ機構を備えた負帰還制御方式によって、油圧アクチュ
エータで往復動されるピストンの速度制御、停止位置制
御等を行う高速衝撃試験装置に関する。
（ロ）従来技術 従来、この種の高速衝撃試験装置は第４図に示すよう
に、ピストン１を往復動させる油圧アクチュエータ２
と、前記ピストンの位置を検出する位置検出器３と、前
記位置検出器の位置検出信号を増幅して帰還する増幅器
４と、ランプ信号を出力するランプ信号発生回路５と、
前記帰還された位置検出信号とランプ信号の差動出力を
与える差動回路６と、前記差動出力を増幅するサーボ増
幅器７と、前記サーボ増幅器７の出力信号によって制御
されて、この制御信号に応じて油圧源９から供給される
油圧を油圧アクチュエータ２に与えるサーボ弁８等を含
む。
に、ピストン１を往復動させる油圧アクチュエータ２
と、前記ピストンの位置を検出する位置検出器３と、前
記位置検出器の位置検出信号を増幅して帰還する増幅器
４と、ランプ信号を出力するランプ信号発生回路５と、
前記帰還された位置検出信号とランプ信号の差動出力を
与える差動回路６と、前記差動出力を増幅するサーボ増
幅器７と、前記サーボ増幅器７の出力信号によって制御
されて、この制御信号に応じて油圧源９から供給される
油圧を油圧アクチュエータ２に与えるサーボ弁８等を含
む。
このような従来技術は本質的にはピストン１の位置制御
によって所望の速度を得ているものである。即ち、ラン
プ信号の最終電圧値によってピストン１の停止位置が定
まり、また前記最終値に達するまでの時間を短くするよ
うにランプ信号の時間的変化を早めることによりピスト
ン１を高速で往動するよう駆動している。
によって所望の速度を得ているものである。即ち、ラン
プ信号の最終電圧値によってピストン１の停止位置が定
まり、また前記最終値に達するまでの時間を短くするよ
うにランプ信号の時間的変化を早めることによりピスト
ン１を高速で往動するよう駆動している。
しかしながら、このようにランプ信号によってピストン
１を速度制御する装置において、例えば1m/sec〜20m/se
cの高速で動くピストン１を任意の位置で停止させた場
合、次のような問題が指摘される。即ち、ピストン１を
停止させる際、サボ弁８が急閉鎖する。その結果、前記
ピストン１の慣性力のためにピストン１の背圧が大きく
なり、ひいてはアクチュエータ２に接続されるサーボ弁
８が破壊するという問題が生じる。
１を速度制御する装置において、例えば1m/sec〜20m/se
cの高速で動くピストン１を任意の位置で停止させた場
合、次のような問題が指摘される。即ち、ピストン１を
停止させる際、サボ弁８が急閉鎖する。その結果、前記
ピストン１の慣性力のためにピストン１の背圧が大きく
なり、ひいてはアクチュエータ２に接続されるサーボ弁
８が破壊するという問題が生じる。
（ハ）目的 この発明はピストンを任意の高速度に設定することがで
き、また高速運動するピストンを任意の位置でスムーズ
に停止することができる高速衝撃試験装置を提供するこ
とを目的としている。
き、また高速運動するピストンを任意の位置でスムーズ
に停止することができる高速衝撃試験装置を提供するこ
とを目的としている。
（ニ）構成 この発明に係る高速衝撃試験装置は、電気−油圧サーボ
機構を備えた負帰還制御系における油圧アクチュエータ
によってピストンの高速往復制御、停止位置制御を行
い、ピストンの高速往復で試験片に衝撃を与え試験する
装置であって、 ピストンを往復動させる油圧アクチュエータと、前記ピ
ストンの位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器
の位置検出信号を増幅して帰還させる増幅器と、前記ピ
ストンのスタート位置及び停止位置を指示する位置設定
信号を与えるスタート回路と、前記位置設定信号と帰還
された位置検出器との差動信号を与える差動回路と、前
記差動信号を与えられる非線形回路と、前記非線形回路
の出力信号を増幅するサーボ増幅器と、前記サーボ増幅
器の出力信号に応じた油圧を前記アクチュエータに与え
るサーボ弁とを具備し、かつ前記非線形回路は差動信号
の大きさが予め定められた設定値よりも大きい場合、こ
の差動信号を一定の速度設定電圧に変換する一方、差動
信号の大きさが前記設定値になったとき、この差動信号
を前記一定の速度設定電圧よりも小さい所定の速度設定
電圧に変換するとともに、差動信号の大きさが前記設定
値よりも小さい場合、差動信号の変化に追従して、前記
所定の速度設定電圧から連続的に零に近づく方向に変化
させるものであることを特徴とする。
機構を備えた負帰還制御系における油圧アクチュエータ
によってピストンの高速往復制御、停止位置制御を行
い、ピストンの高速往復で試験片に衝撃を与え試験する
装置であって、 ピストンを往復動させる油圧アクチュエータと、前記ピ
ストンの位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器
の位置検出信号を増幅して帰還させる増幅器と、前記ピ
ストンのスタート位置及び停止位置を指示する位置設定
信号を与えるスタート回路と、前記位置設定信号と帰還
された位置検出器との差動信号を与える差動回路と、前
記差動信号を与えられる非線形回路と、前記非線形回路
の出力信号を増幅するサーボ増幅器と、前記サーボ増幅
器の出力信号に応じた油圧を前記アクチュエータに与え
るサーボ弁とを具備し、かつ前記非線形回路は差動信号
の大きさが予め定められた設定値よりも大きい場合、こ
の差動信号を一定の速度設定電圧に変換する一方、差動
信号の大きさが前記設定値になったとき、この差動信号
を前記一定の速度設定電圧よりも小さい所定の速度設定
電圧に変換するとともに、差動信号の大きさが前記設定
値よりも小さい場合、差動信号の変化に追従して、前記
所定の速度設定電圧から連続的に零に近づく方向に変化
させるものであることを特徴とする。
（ホ）実施例 第１図はこの発明の一実施例に係る高速衝撃試験装置の
構成を略示したブロック図である。
構成を略示したブロック図である。
同図において10は高速衝撃試験装置本体を示す。11は高
速衝撃試験装置本体10のクロスヘッド12に取付けられた
油圧アクチュエータ、13は前記油圧アクチュエータ11に
よって往復動されて図示しない試験片に衝撃荷重を与え
るピストンである。14はピストン13の位置を検出する位
置検出器、15は位置検出器14の出力を与えられてこれを
増幅し、増幅された位置検出信号ｃ帰還する増幅器であ
る。
速衝撃試験装置本体10のクロスヘッド12に取付けられた
油圧アクチュエータ、13は前記油圧アクチュエータ11に
よって往復動されて図示しない試験片に衝撃荷重を与え
るピストンである。14はピストン13の位置を検出する位
置検出器、15は位置検出器14の出力を与えられてこれを
増幅し、増幅された位置検出信号ｃ帰還する増幅器であ
る。
一方、16はピストン13のスタート位置及び停止位置を指
示する位置設定信号ａを与えるスタート回路を示す。ス
タート回路16はピストン13のスタート位置を定める電圧
（スタート位置設定電圧Vi）を与える電圧設定器161
と、ピストン13の停止位置を定める電圧（停止位置設定
電圧Vf）を与える電圧設定器162と、前記両電圧設定器1
61、162に接続されるスタート・スイッチ163を含む。
示する位置設定信号ａを与えるスタート回路を示す。ス
タート回路16はピストン13のスタート位置を定める電圧
（スタート位置設定電圧Vi）を与える電圧設定器161
と、ピストン13の停止位置を定める電圧（停止位置設定
電圧Vf）を与える電圧設定器162と、前記両電圧設定器1
61、162に接続されるスタート・スイッチ163を含む。
17は前記位置設定信号ａと位置検出信号ｃを入力し、こ
れらの差動信号を与える差動回路である。
れらの差動信号を与える差動回路である。
18は前記差動回路17から差動信号を与えられる非線形回
路である。この非線形回路18は第２図に示すように入力
信号Vinが一定電圧（ブレーキ設定電圧）Vx以上の場
合、この入力信号を一定の速度設定電圧Vvとなる出力信
号Voutに変換する非線形領域と、入力信号Vinが前記電
圧Vx以下の場合、その入力信号Vinに比例した電圧値に
変換する線形領域とを備えている。この速度設定電圧Vv
はピストン13の速度に応じて任意に設定される。また、
ブレーキ設定電圧Vxはピストン13のブレーキ力を作用さ
せる領域に応じて任意に設定される。通常、速度設定電
圧Vvを大きくなるに伴い、ブレーキ設定電圧Vxも大きく
なるように構成される。
路である。この非線形回路18は第２図に示すように入力
信号Vinが一定電圧（ブレーキ設定電圧）Vx以上の場
合、この入力信号を一定の速度設定電圧Vvとなる出力信
号Voutに変換する非線形領域と、入力信号Vinが前記電
圧Vx以下の場合、その入力信号Vinに比例した電圧値に
変換する線形領域とを備えている。この速度設定電圧Vv
はピストン13の速度に応じて任意に設定される。また、
ブレーキ設定電圧Vxはピストン13のブレーキ力を作用さ
せる領域に応じて任意に設定される。通常、速度設定電
圧Vvを大きくなるに伴い、ブレーキ設定電圧Vxも大きく
なるように構成される。
19は非線形回路18の出力信号ｂを増幅するサーボ増幅器
である。
である。
20は油圧源21に接続されるサーボ弁であって、このサー
ボ弁20は前記サーボ増幅器19から与えられた信号の大き
さに比例した油圧を油圧アクチュエータ11に与える。
ボ弁20は前記サーボ増幅器19から与えられた信号の大き
さに比例した油圧を油圧アクチュエータ11に与える。
次に上述した構成を備えた高速衝撃試験装置の動作につ
いて説明する。第３図は第１図に示した装置の各部の動
作波形を示す。
いて説明する。第３図は第１図に示した装置の各部の動
作波形を示す。
まず、ピストン13のスタート位置及び停止位置に関連し
て、スタート回路16の電圧設定器161及び162に、スター
ト位置設定電圧Viおよび停止位置設定電圧Vfがそれぞれ
設定される。
て、スタート回路16の電圧設定器161及び162に、スター
ト位置設定電圧Viおよび停止位置設定電圧Vfがそれぞれ
設定される。
スタート回路16のスタート・スイッチ163は常時におい
て電圧設定器161側に接続するから、同図（ａ）に示す
ように位置設定信号ａは前記電圧Viを示す。そのためピ
ストン13は電圧Viによって定められるスタート位置にあ
る。
て電圧設定器161側に接続するから、同図（ａ）に示す
ように位置設定信号ａは前記電圧Viを示す。そのためピ
ストン13は電圧Viによって定められるスタート位置にあ
る。
スタート・スイッチ163が電圧設定器162側に接続される
と、同図（ａ）に示すように位置設定信号ａは電圧Vfに
変化する。この位置設定信号ａは差動回路17を介して非
線形回路18に与えられる。しかして電圧Vfは非線形回路
18に予め設定されているブレーキ設定電圧Vxよりも大き
いので、同図（ｂ）に示すように非線形回路18の出力信
号ｂは速度設定電圧Vvを示す。
と、同図（ａ）に示すように位置設定信号ａは電圧Vfに
変化する。この位置設定信号ａは差動回路17を介して非
線形回路18に与えられる。しかして電圧Vfは非線形回路
18に予め設定されているブレーキ設定電圧Vxよりも大き
いので、同図（ｂ）に示すように非線形回路18の出力信
号ｂは速度設定電圧Vvを示す。
非線形回路18の出力信号ｂはサーボ増幅器19で増幅され
た後、サーボ制御信号としてサーボ弁20に与えられる サーボ弁20はサーボ弁制御信号の値に比例した油圧を油
圧アクチュエータ11に与える。これによりピストン13は
速度設定電圧Vvに応じた速度で駆動される。
た後、サーボ制御信号としてサーボ弁20に与えられる サーボ弁20はサーボ弁制御信号の値に比例した油圧を油
圧アクチュエータ11に与える。これによりピストン13は
速度設定電圧Vvに応じた速度で駆動される。
前記ピストン13の位置は、位置検出器14によって検出さ
れ、さらに増幅器15によって増幅された後、差動回路17
に与えられる。
れ、さらに増幅器15によって増幅された後、差動回路17
に与えられる。
しかしてピストン13の移動に伴い、増幅回路15の出力信
号ｃは同図（ｃ）に示すように当初のスタート位置設定
電圧Viから停止位置設定電圧Vfに近づく。そのため差動
回路17の差動信号は次第に小さくなり、ついには非線形
回路18に予め設定されたブレーキ設定電圧Vx以下にな
る。
号ｃは同図（ｃ）に示すように当初のスタート位置設定
電圧Viから停止位置設定電圧Vfに近づく。そのため差動
回路17の差動信号は次第に小さくなり、ついには非線形
回路18に予め設定されたブレーキ設定電圧Vx以下にな
る。
差動回路17の出力信号が電圧Vxよりも小さくなると、非
線形回路18の線形領域に入る。これと同時に出力信号ｂ
は急激に立ち下がるが、一定の値に達するとそれ以後、
線形領域の特性に応じて緩やかに立ち下がっていく。こ
のように出力信号ｂが緩やかに立ち下がり、ついには零
になるため、この信号に応じて駆動されるピストン13も
緩やかに停止する。
線形回路18の線形領域に入る。これと同時に出力信号ｂ
は急激に立ち下がるが、一定の値に達するとそれ以後、
線形領域の特性に応じて緩やかに立ち下がっていく。こ
のように出力信号ｂが緩やかに立ち下がり、ついには零
になるため、この信号に応じて駆動されるピストン13も
緩やかに停止する。
なお、上述の実施例では非線形回路18の（＋）領域、即
ちピストンが圧縮方向に移動する領域に非線形領域を形
成した。しかしながら、この発明はこれに限られるもの
でなく、非線形回路18の（＋）及び（−）領域の両方に
設定してもよい。このように（＋）、（−）域に非線形
領域をを設けることにより、引張衝撃・圧縮衝撃の両方
向においてピストンのスピードを任意に設定することが
できる。
ちピストンが圧縮方向に移動する領域に非線形領域を形
成した。しかしながら、この発明はこれに限られるもの
でなく、非線形回路18の（＋）及び（−）領域の両方に
設定してもよい。このように（＋）、（−）域に非線形
領域をを設けることにより、引張衝撃・圧縮衝撃の両方
向においてピストンのスピードを任意に設定することが
できる。
また、前述したランプ信号を与えてピストンの速度制御
を行う従来手段と、この発明による手段とを併用するこ
とも好ましい。このような併用により、ピストンを低速
駆動するときは従来方式を使用し、高速駆動するときは
この発明に係る手段を用いることが可能になるから、極
低速から高速までの衝撃試験を行うができる。
を行う従来手段と、この発明による手段とを併用するこ
とも好ましい。このような併用により、ピストンを低速
駆動するときは従来方式を使用し、高速駆動するときは
この発明に係る手段を用いることが可能になるから、極
低速から高速までの衝撃試験を行うができる。
（ヘ）効果 この発明に係る高速衝撃試験装置は、衝撃試験特有のピ
ストンのスタート、任意位置での停止を行う必要がある
という事情に鑑み、特に停止に際してサーボ弁の急閉鎖
による背圧の急上昇、そしてサーボ弁自体の破損を防止
することを目的としたものであり、ピストンのスタート
位置および停止位置を指示するスタート回路を備えると
ともに、差動回路の差動信号をを変換してピストンの移
動速度を任意に設定する非線形回路を備えている。
ストンのスタート、任意位置での停止を行う必要がある
という事情に鑑み、特に停止に際してサーボ弁の急閉鎖
による背圧の急上昇、そしてサーボ弁自体の破損を防止
することを目的としたものであり、ピストンのスタート
位置および停止位置を指示するスタート回路を備えると
ともに、差動回路の差動信号をを変換してピストンの移
動速度を任意に設定する非線形回路を備えている。
したがって、この発明によれば前記非線形回路の定数を
任意に設定して速度設定電圧Vvを可変できるから、ピス
トンを任意の高速度（例えば、１〜20m/sec）で駆動す
ることができる。
任意に設定して速度設定電圧Vvを可変できるから、ピス
トンを任意の高速度（例えば、１〜20m/sec）で駆動す
ることができる。
特に、ピストンのスタート位置及び停止位置を指示する
スタート回路と、差動回路の差動信号を変換してピスト
ンの移動速度を任意に設定する非線形回路とを含んだ構
成となっていることから、油圧アクチュエータ用のサー
ボ弁を破壊させずにピストンを高速度（例えば、１〜20
m/sec）で往動させることができ、衝撃負荷のレンジを
拡大できる。
スタート回路と、差動回路の差動信号を変換してピスト
ンの移動速度を任意に設定する非線形回路とを含んだ構
成となっていることから、油圧アクチュエータ用のサー
ボ弁を破壊させずにピストンを高速度（例えば、１〜20
m/sec）で往動させることができ、衝撃負荷のレンジを
拡大できる。
またスタート回路の停止位置設定電圧を適宜に指定する
ことにより、ピストンを容易に任意の位置で停止するこ
とができる。また、このとき非線形回路の定数を適宜に
選択してサーボ制御信号の立ち下がりを穏やかにできる
ので、ピストンをスムーズに停止させることができる。
したがってこの発明によれば、従来装置のように停止時
のピストンの慣性力によってピストンの背圧が異常に上
昇し、そのためにサーボ弁を破損するということはな
い。また、停止位置の精度も従来装置に比較して向上さ
せることができる。
ことにより、ピストンを容易に任意の位置で停止するこ
とができる。また、このとき非線形回路の定数を適宜に
選択してサーボ制御信号の立ち下がりを穏やかにできる
ので、ピストンをスムーズに停止させることができる。
したがってこの発明によれば、従来装置のように停止時
のピストンの慣性力によってピストンの背圧が異常に上
昇し、そのためにサーボ弁を破損するということはな
い。また、停止位置の精度も従来装置に比較して向上さ
せることができる。
第１図はこの発明の一実施例に係る高速衝撃試験装置の
構成を略示した説明図、第２図は非線形回路18の機能説
明図、第３図は第１図に示した高速衝撃試験装置の各部
の動作波形図、第４図は従来装置の説明図である。 10……高速衝撃試験装置本体、11……油圧アクチュエー
タ、13……ピストン、14……位置検出器、15……増幅
器、16……スタート回路、17……差動回路、18……非線
形回路、19……サーボ増幅器、20……サーボ弁、21……
油圧源。
構成を略示した説明図、第２図は非線形回路18の機能説
明図、第３図は第１図に示した高速衝撃試験装置の各部
の動作波形図、第４図は従来装置の説明図である。 10……高速衝撃試験装置本体、11……油圧アクチュエー
タ、13……ピストン、14……位置検出器、15……増幅
器、16……スタート回路、17……差動回路、18……非線
形回路、19……サーボ増幅器、20……サーボ弁、21……
油圧源。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−86601（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−68388（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−27080（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭55−3654（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−47401（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭58−44359（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (1)
- 【請求項１】電気−油圧サーボ機構を備えた負帰還制御
系における油圧アクチュエータによってピストンの高速
往復制御、停止位置制御を行い、ピストンの高速往復で
試験片に衝撃を与え試験する装置であって、 ピストンを往復動させる油圧アクチュエータと、前記ピ
ストンの位置を検出する位置検出器と、前記位置検出器
の位置検出信号を増幅して帰還させる増幅器と、前記ピ
ストンのスタート位置及び停止位置を指示する位置設定
信号を与えるスタート回路と、前記位置設定信号と帰還
された位置検出器との差動信号を与える差動回路と、前
記差動信号を与えられる非線形回路と、前記非線形回路
の出力信号を増幅するサーボ増幅器と、前記サーボ増幅
器の出力信号に応じた油圧を前記アクチュエータに与え
るサーボ弁とを具備し、かつ前記非線形回路は差動信号
の大きさが予め定められた設定値よりも大きい場合、こ
の差動信号を一定の速度設定電圧に変換する一方、差動
信号の大きさが前記設定値になったとき、この差動信号
を前記一定の速度設定電圧よりも小さい所定の速度設定
電圧に変換するとともに、差動信号の大きさが前記設定
値よりも小さい場合、差動信号の変化に追従して、前記
所定の速度設定電圧から連続的に零に近づく方向に変化
させるものであることを特徴とする高速衝撃試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59242089A JPH07104243B2 (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 高速衝撃試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59242089A JPH07104243B2 (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 高速衝撃試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61120039A JPS61120039A (ja) | 1986-06-07 |
| JPH07104243B2 true JPH07104243B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=17084128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59242089A Expired - Fee Related JPH07104243B2 (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 高速衝撃試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07104243B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0810182B2 (ja) * | 1987-08-25 | 1996-01-31 | 株式会社島津製作所 | 衝撃試験機 |
| JPS6455880A (en) * | 1987-08-27 | 1989-03-02 | Fujitsu Ltd | Manufacture of device having superconductive thin film |
| JP2007303583A (ja) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | High Frequency Heattreat Co Ltd | サーボバルブの制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5368388A (en) * | 1976-11-29 | 1978-06-17 | Hitachi Ltd | Fluid servo-device |
| JPS5786601A (en) * | 1980-11-14 | 1982-05-29 | Shoketsu Kinzoku Kogyo Co Ltd | Actuator controlling apparatus |
-
1984
- 1984-11-15 JP JP59242089A patent/JPH07104243B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61120039A (ja) | 1986-06-07 |
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