JPS6015538A - ２自由度加振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は空力弾性試験にて非定常空気力の測定に用いる
のに好適な加振装置であつ【、試験体に上下振動（Ｈｅ
ａｖｉｎｇ　）と回転振動（Ｐｉｔｃｈｉｎｇ　）の振
動モードで加振をなす２自由度加振装置に関する。

〔従来技術〕

従来、橋梁などに関する空力弾性試験では試験体に振動
を与える加振装置を用い、発生する非定常空気力を測定
することが行われている。この種の加振装置は、試験体
洗上下方向の振動及び横軸中心の回転振動を付与させる
ように構成されている。具体的には、試験体側面部の軸
心位置を支承し、こり支承部を上下方向に直動させるこ
とにより上下振動を与えるようにしている。また回転振
動は試験体の横軸延長線上に水平ロンドを取付げし、こ
のロンドにレバーを設けて当該レバーに往復上下動を与
え、前記水子ロンドを往復回転運動させることで発止さ
せるようになっている。

しかしながら、従来の加振装置は上下振動機構と回転振
動機構とは独立に設げられており、上下振動と回転振動
をそれぞれ個別に発生させるものであった。このため従
来の加振装置はｌ自由度の加振のみが可能であり、上下
振動と回転振動の合成した達成振動を与えることができ
ず、現実の状況に対応した試験を行うことができないと
いう問題点を有していた。

〔発明の目的〕

本発明は上下振動と回転振動とを独立して試験体に与え
ることも、２自由度のモードで連成振動を与えることも
可能な２自由度加振装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために、本発明に係る２自由度加振
装置は、鉛直方向に移動規制された上下倣動用ロッドと
当該ロッドに平行配置された回転振動用ロッドとを有し
、前記上下振動用ロッドの−ｙ′Ａを試験体の任意の軸
心位置におよび前記回転振動用ロッドの一端をその側部
位置にてそれぞれ直接又は間接に試験体に連結し、かつ
両ロッドの他端を相互に連結板に連結して平行リンク機
構を形成し、前記連結板の上下振動用ロッド連結点に上
下方向の往復運動を与える駆動手段と、前記連結板に上
下振動用ロッド連結点を中心とする往復回転運動を与え
る駆動手段とを備えて構成した。

上記構成により、上下振動をなす場合には連結板の上下
振動用ロッド連結点のみに上下往復運動を駆動手段によ
って与えればよく、回転振動をなす場合には連結板を定
位置におき、連結板に対して上下振動用ロッドの連結点
を中心とした往復口＆運動を与えることで平行リンク機
構によって回転動が与えられる。一方、達成振動は両駆
動手段を同時に作動させることにより、上下動される連
結板の運動系内において連結板自身が往復回転されるの
で、上下・回転振動の２自由度で連成運動を試験体に与
えることができるのである。

〔発明の実施例〕

以下に本発明に係る２自由度加振装置の具体的実施例を
図面を参照して詳細に説明する。

図面は本実施例に係る加振装置の構成を示す全体斜視図
である。図示される如（、当該加振装置は試験体１０を
その両側端部分にて支持するものであり、上下振動用ロ
ッド１２と、該ロッド１２に平行配置された一対の回転
振動用ロッド１４とを備えている。上下振動用ロッド１
２は鉛直方向に配置され、図示しないガイドによって移
動方向が鉛直方向とされるように規制されている。この
上下振動μノロラドＩ２はその上端を試験体１０の軸心
部に連結させているものであり、これは試験体ｌＯに間
接的に連結されている。すなわち、試験体１００両端面
には任意に定められた細心（図心、重心などン位置に支
軸１６が取付げられ、該支軸１６には空気力測定用セン
サを具備する支持部材１８が取付げられている。前記上
下振動用ロッド１２は支持部材１８を介し間接的に軸心
部に連結されているものである。一方、回転振動用ロッ
ド１４は上下振動用ロッド１２と同長に形成されてその
両側に平行配置されているが、この回転振動用ロッド１
４もその上端が前記支持部材１８に連結されている。各
連結点は上下振動用ロッド１２の連結点を挾んだ対称位
置とされている。また、両ロッド１２．１４は試験体１
０に連結されて鉛直下方に延設されているが、これらの
下端部はそれぞれ連結、１ｔ２０を介し相互に連結され
ている。連結板２０に対するロッド１２．１４の連結位
置は、上下振動用ロッド１２の連結点を挾んだ対称位置
とされ、前記支持部材１８に対するロッド上端の連結状
態と同等の関係位置とされている。

このようにして平行配置された両ロッド１２．１４は平
行リンク機構を形成し、連結板２ｏの上下動および回転
動は支持部材１８すなわち試験体１０の上下動および回
転動とｌ対ｌの対応関係となる。

また、前記連結板２０には上下振動を付与する駆動手段
と回転振動を付与する駆動手段が連継されている。

まず、上下振動を付与する駆動手段は、前記連結板２０
における上下振動用ロッド１２の連結点２２にビン結合
されたリンク２４を有し、上下振動用ロッド１２の延長
線上の下方に延設している。

このリンク２４は左右それぞれの連結板２　、、ＯＫ連
結されているが、両リンク２４の下端はレバー２６に枢
着されている。レバー２６は前記試験体ｌ。

側の支軸１６と平行に装置下部に配置された回動シャフ
ト２８に投げられているもので、その軸心と直交状態で
両端部から突設され、リンク２４と連結されている。回
動シャフト２８は図示しない軸受により支承されており
、定位置で往復回転されることによりレバー２６を介し
、リンク２４に往復上下運動を伝達可能としている。ま
た、回動シャフト２８にはその軸心と直交するアーム３
０が一体的て設けられており、このアーム３０の先端に
は連結ロッド３２の一端が枢着されている。

ロッド３２の他端はモータ３４により回転される、駆動
シャフト３６の先端に設けられたクランク３８に対して
連結されているものである。したがって、モータ３４に
より駆動軸３６、クランク３８、連結ロッド３２および
アーム３０を介して回動シャフト２８が往復回転され、
レバー２６、リンク２４を介し連結板２０の上下運動と
され、試験体１０が上下加振されることとなる。試験体
ｌＯの上下変位量はクランク３８の変更によって、振動
数はモータ３４の回転数の変更によってそれぞれ任意に
設定できる。

一方、回転振動を付与する。駆動手段は次のように形成
されている。上下・回転部動用ロッド１２．１４を連結
している連結板２００両端部にビン結合されたリンク４
０を有しており、この一対のリンク４０の下端部をドー
ナツ状の回転円盤４２に連結している。回転円盤４２に
対する連結位置は、その回転中心を挾んだｘｓｏｉ対向
する位置とされ、連結板２０の連結位置と同様の関係位
置とすることによって、一対のリンク４０に平行リンク
機構を形成させている。また、回転円盤４２には更に一
対のレバー４１）が連結されている。このＶバー４Ｇ―
前記リンク４０の連結点を結ぶ機と直交する線上におい
て１８０度対向する位置に連結されて、前記上下加振用
のレバー２６と反対方向に延設されている。このレバー
＋６は更に前記上下加振用の回動シャフト２８と平行配
置された別の回動シャフト４８に対し、その両端部のア
ーム５０に連結されている。回動シャフト４８は図示し
ない軸受に支承されて往復回転が可能となっている。ま
た、アーム５０は回動シャフト４８と一体とされ、その
直径方向に延長形成されており、その突端に前記一対の
レバー４６を連結している。

当該一対のレバー４６も平行リンク機構を形成し、回動
シャフト４８の往復回転運動によって回転円盤４２を往
復回転させ、これに連結された一対のリンク４０に逆位
相の上下方向の運動をさせるようにしている。これによ
り、連結板２０は上下振動用ロッド１２の連結点２２を
中心とした往復回転運動をなし、試験体１０に回転振動
を付与可能となる。また、回動シャフト４８を往・区回
転させるため、一方のアーム５０か延長形成され、その
延長ψＩＭに連結ロッド５２が枢着されている。連結ロ
ッド５２は前記上下加振用モータ３４と別に設けられた
モータ５４にて回転される駆動シャフト５６の先端のク
ランク５８に対して連結されている。したがって、モー
タ５４によって駆動軸５６、クランク５８、連結ロッド
５２およびアーム５０を介して回動シャフト４８に往復
回転運動を与え、もって試験体１０に支軸１６を中心と
した回転振動を与えることができるのである。試験体１
０の回転変位量はクランク５８の変更により、倣動数は
モータ５４の回転数の変更によってそれぞれ任意に設定
できる。

なお、上下変位を検出する検出器６０が上下振動用ロッ
ド１２の取付位置に設けられ、回転変位を検出する検出
器６２が回動シャフト４８の軸端側に設げられている。

また、上下振動数および回転振動数を検出する検出器６
４．６６が各駆動シャフト３６．５６の往復回転数とし
て検出するように設置されている。更に図中６８は支軸
１６部分に取付けられたバランスウェイトである。

以上のように構成された加振装置では、試験体１０を加
振するに際し、上下振動と回転振動を独立して行うこと
ができるのみならず、両振動を合成した連成加振も可能
となる。すなわち、モータ３４の回転はクランク３８を
伴う機構により回動シャフト２８の往復回転とされ、こ
れが連結板２０を介して上下振動用ロッド１２を上下方
向に往復振動させることにより、試験体１０に上下振動
が与えられる。一方、モータ５４の回転はクランク５８
を伴なう機構により駆動シャフト４８の往復回転とされ
、これが一対の立上がりリンク４０に逆位相の上下運動
をなさせる。この上下動は連結板２０をその中心（上下
振動用ロッドの連結点２２）回りに往復回転運動させ、
平行リンク機構を形成する一対のロッド１４を介して試
験体１０を回転振動を励起させるのである。したがって
、各々の振動を独立して行うことができる。

また、前記両振動は！・ずれも連結板２０を介在させる
ものであり、回転振動は上下振動用ロッド１２の連結点
２２を中心とした往復回転運動であるために、上下振動
をなす連動座標系にて回転振動を行うことができ、連成
加振が確実になされる。

Ｉ待に当該実施例では、上下振動時に回転円盤４２を同
時に上下振動させるが、この円盤４２と回動シャフト４
８とはレバー４６を含む平行リンク機構により連継させ
ているので、回動シャフト４８自身は上−Ｆｍ動ポ内に
おかな（でもよい。この結果、上下および回転加振用の
駆動源は固定設置できる。斯かることから、上下振動系
内に回転加振用駆動源を含めた回転振動手段を設置する
必要がないので、装置規模のコンパクト化と同時に上下
および回転振動以外の振動要因を排除でき、確実かつ精
度の高い２自由度の加振を行うことができる利点がある
。

なお、上記実施例では試験体ｌＯと上下・回転振動用ロ
ッド１２．１４を間接的に連結したが、試験体ｌＯの端
面に直接連結するようにしてもよい。また、回転振動の
ためのロツドエ４やリンク４０などはそれぞれ一対の部
材より構成されているが運動伝達が可能であればよ（、
片側部材のみでも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本実施例に係る２自由度加振装置
では、上下および回転振動を独立のみならず達成振動と
して試験体を加振できるというすぐれた効果を萎する。

【図面の簡単な説明】

図面は本実施例に係る２自由度加振装置の全体構成を示
す斜視図である。 ｌＯ・・・試験体、１２・・・上下振動用ロッド、１４
・・・回転振動用ロッド、２０・・・連結板、２２・・
・上下振動用ロッド連結点、 ２４・４０・・・リンク、２８・４８・・・回動シャフ
ト、３８・５８・・・クランク、３４・５４・・・モー
タ。 代理人　鵜　沼　辰　之 （ほか１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１１鉛直方向に移動規制された上下振動用ロッドと当
   記ロッドに平行配置された回転振動用μラドとを有し、
   前記上下振動用ロンドの一端を試験体の任意の軸心位置
   におよび前記回転振動用ロンドの一端をその側部位置に
   てそれぞれ直接又は間接に試験体と連結し、かつ前記両
   ロンドの他端を相互に連結板に連結して平行リンク機構
   を形成し、前記連結板の上下振動用ロンド連結点に上下
   方向の往復運動を与える駆動手段と、前記連結板に上下
   振動用ロンド連結点を中心とする往復回転運動を与える
   駆動手段とを備えたことを特徴とする２自由度加振装置
   。