JPS6122773B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は荷重フレームに関し、詳細には荷重フ
レームの上部及び下部のクロスヘツド即ちプラテ
ン間で側方荷重に反応する装置に関する。

従来は、例えば米国特許第3442120号明細書に
開示されているように、共振する液圧疲れ試験機
が直立柱を有する荷重フレームを利用しており、
円滑な垂直柱上に適当ら液圧クランプが使用され
ている（所望するなら、他の型式のクランプを使
用することもできる）。このようなクランプは普
通に使用されており、長年に亘つて使われてき
た。

正方形又は長方形の基部の各隅に１本ずつ合計
４本の柱を有しかつこれらの柱に装着された可動
クロスヘツドを有する重荷重フレームも幅広く使
用されてきた。

装置（プラント）間に使用されたこれらの柱は
垂直荷重（柱の軸線に平行な荷重）を充分に支
え、試験片の不整合により生じる側方向荷重に反
応することができる。荷重フレームのための典型
的な側方荷重支持能力（容量）は軸方向荷重の10
％より小さい。（柱が垂直である場合）水平方向
における柱の応力及び偏向は、実質上２軸方向の
荷重を作用させる必要がある試験片を用いる場合
に問題となる。

本発明は支持部材即ち基部プラテンを有する荷
重フレームに係り、基部プラテンには柱が固定し
てあつて基部プラテンから第１の方向に延びてい
る。クロスヘツド即ちプラテンが柱に装着されて
おりしかも基部プラテンとの間の間隔を調整でき
るようになつており、このようにしてできた組立
体は、２つのプラテンの１つの一縁に隣接してそ
こから延びてプラテンの同じ側の反対の縁部に隣
接した位置まで斜めに上方に延びている斜めに延
長したブレース即ち支柱部材を含む。支柱部材は
他方のプラテンに関してクランプされうる。従つ
て、斜めに延長した支柱部材は垂直柱の軸線に垂
直な荷重を支えるように方向付けられている。

これらの支柱部材はプラテンの外部に位置決め
され、そして所望するなら荷重フレーム内へ試験
片を置くために支柱部材をその位置から動かせる
ように、支柱部材は少なくともの一端を解放可能
に固定されている。支柱部材と一緒に使用するク
ランプはプラテンの相対的な調整を可能にすると
共に充分なクランプを行なうことができる。別の
形式の支柱部材を使用することもでき、種々の形
状の装着ピンやクランプ装置を使用してもよい。

第１図には典型的な荷重フレーム１０の側立面
図を概略的に示す。図示の荷重フレームは平面図
即ち上面図として見たときに正方形の輪郭をして
おり、その４隅に４つの柱を有する。１１にて示
す２つの柱は基部プラテン１２に装着されてお
り、クロスヘツド即ちプラテン１３はこれらの柱
に滑動可能に装着されている。柱１１は正方形形
状をとるように間隔を保つて位置するが、図には
そのうちの２つのみを示す。

プラテン１３は柱１１に可動に装着されてお
り、柱に沿つて滑動することができ、そして基部
プラテン１２から離れた位置において適所にクラ
ンプされうる。これは荷重フレームにおいては普
通のことであり、柱１１上でのクランプ手段も既
知である。図を簡単に示すため、上部プラテン１
３の調整を長い液圧シリンダ組立体１５に行なう
ことにする。このシリンダ組立体１５は基部プラ
テン１２上の支持体１６に取付けられており、ま
た可動プラテン１３上の支持体１７にも取付けら
れている。シリンダ組立体１５は荷重フレームの
１隅にのみ示してあるが、上部プラテン１３を昇
降させるために各隅に別のシリンダ組立体が設け
てあることに注意すべきである。所望するなら
ば、プラテン１３を昇降するための別の手段を使
用してもよい。

上部プラテン１３は左側側部の隅部にあるクラ
ンプシリンダ２０によつて個々の柱１１上にクラ
ンプされうる。これらのクランプシリンダは荷重
フレームに普通に使用されているものでよい。ク
ランプシリンダ及びクランプ作用は、本発明の斜
めの支柱部材のクランプに関して第４図に概略的
に示されている。図示のように、支柱部材が存在
しない隅部にクランプシリンダ２０が存在する。

２軸荷重、即ち柱に平行な方向と垂直な方向の
成分をもつ荷重に反応する能力は斜めの支柱部材
２１を使用することにより大いに高められる。図
示のように、荷重フレームの近い方の側部に支柱
部材が存在し、支柱部材２１によつて示されたと
同じ方向に延長できる同一の支柱部材がフレーム
の反対側に存在する。

図示の形の支柱部材２１は平坦なバーの形をし
ているが、第５，６図に示すように、所望するな
ら丸い棒でもよい。支柱部材２１の一端は基部プ
ラテン１２に固定された適当なピン２２に枢着さ
れている。図示の第１の例において、枢着ピンが
示されているが、このピンはまたクランプ接続の
ものでもよい。例えば、２３にて示したハブをス
プリツト型（割り型）にし、もつて一旦上部プラ
テン１３が適所に固定されかつ斜めの支柱部材２
１の上端も上述のように固定されたときにハブ２
３がバツクラツシユを阻止するようにピン２２に
クランプされるように、ハブ２３を適当な液圧シ
リンダによつてクランプしてもよい。更に、ピン
２２は単一のせん断表面に沿つて荷重を支えるも
のとして示したが、ハブの側部近傍又は外側にピ
ンのための支持体を設けて２つのせん断表面に沿
つてピン上で荷重を支えるようにしてもよい。

支柱部材２１は図示のようにプラテン１３の上
側の隅部２４の方へ斜めに延長している、第２，
３，４図に明示するように、支柱部材２１は枢着
された円板部材２５と係合し、この円板部材２５
はプラテン１３の一側部に設けた適当な丸いみぞ
２６内に収容されている。円板部材はこのみぞ内
で回転できる。支柱部材２１はまた図示のよう
に、円板部材２５の対応する歯２８と係合する歯
２７を有する。２つのプラテン１２，１３の位置
が変わるときにこれら２組の歯は相対的に滑動す
る。これらの歯の機能はこの係合における摩擦係
数を増大させることである（この摩擦係数の増加
は圧力角の正弦に反比例する）。この摩擦係数の
増加即ちクランプ結合の効果の増加を計るために
他の種々の技術を使用できることはにうまでもな
い。

第４図に示すように、プラテン１３の縁部は柱
１１のまわりに嵌入できるように割り型にすると
よい。支柱部材２１はまたプラテン１３の外部へ
延びている。（従来から行なつてにるように）プ
ラテン１３を柱１１にクランプするため、そして
斜めの支柱部材２１を強固にクランプするため、
支柱部材２１の外部にクランプブロツク３０が装
着してある。クランプブロツク３０は適当な液圧
クランプシリンダ３１を担持し、これらのシリン
ダは２０にて示したシリンダと実質的に同一構造
のものでよい。シリンダ３１は第２図に３２にて
示す内部ピストンを有する。ピストンはピストン
棒３３に担持され、ピストン棒３３は図に点線で
３４にて示すようにプラテン１３内に螺入又は適
当に取付けられている。

液圧がピストン３２のピストンロツド側に通じ
る適当な導管３５に供給され得、この圧力が導管
３５を通して供給されたときに、ブロツク３０は
プラテン１３の方へ押圧される。液圧シリンダは
円板部材２５に対して斜めの支柱部材２５をクラ
ンプし、次いで同様にプラテンの表面に対して円
板部材２５をクランプし、もつて適所にクランプ
された支柱部材２１を強固に摩擦的に保持しまた
柱１１上にプラテンをクランプ保持する。ハブ２
３がまたピン２２上にクランプを有する場合、プ
ラテンが一旦位置決めされたときにハブがクラン
プされ、その結果すべてのバツクラツシユやゆる
みが阻止され、柱１１を曲げようとする側方荷重
は支柱部材２１及び柱１１を介して支持される。
そのため柱１１の曲げは殆んど又は全く生じな
い。

前述したように、試験装置をプラテン１２，１
３間の空間に置きたい場合、そして支柱部材２１
（フレームの４隅にある支柱部材も同様）がじや
まになつている場合、ピン２２を取外すは又はハ
ブ２３を所望の方法で解放し、支柱部材２１の下
端を上方へ持上げる。ハブ２３の端部が持上がる
につれて円板部材２５が回転し、上部のクランプ
シリンダが解放される。支柱部材２１を持上げる
ためにウインチやブロツクを用いるとよい。

プラテン１２，１３は柱１１上の適所に固定さ
れ、そして荷重は適当な負荷シリンダ４０，４１
により加えられることに注意すべきである。これ
らのシリンダは所望の試験を行なうためプラテン
１２上方の所望の位置に配列されうる。特に、使
用する荷重フレームの型式は、例えば４２にて示
すような鉱山の屋根支持体（mine roof
supports）を試験することができ、屋根支持体
を構成する構造体をプラテン１２，１３間に置い
て試験できるようなものにすることができる。屋
根支持体はシリンダ４０を用いて垂直方向の荷重
を加えられ、シリンダ４１を用いて水平方向に荷
重を加えられ、もつて鉱山の屋根に垂直方向及び
水平方向の滑りを疑似的に与える。図は単なる図
示のために概略的に示してある。

斜めの支柱部材の上端をクランプするための及
びプラテン１３の特定の隅部を柱１１にクランプ
するためのシリンダ３１の使用は、付加的なコス
トを最少にしそしてプラテン及び支柱部材のため
の充分なクランプを提供する。この場合、水平方
向の能力はクランプ結合部即ちジヨイントの摩擦
係数により決定される垂直方向の能力の比とな
る。代りに、後述するように支柱部材の長さを調
整できるように支柱部材内に設けられた独立のク
ランプ装置と共に斜めの支柱部材の各端部にピン
を使用すると、各構造部材に対する耐力能力を独
立に選択できる。

第５，６図には支柱部材の別の実施例を示す。
荷重フレームは１０にて前に示したものと同じで
あり、また前記実施例と対応する部材には同じ参
照番号が付してある。２軸（水平及び垂直）荷重
は第５図の装置において同様に提供され、第５図
に示すように、上部プラテン１３は２つの液圧シ
リンダ１５を使用することによつて基部プラテン
１２に関して昇降せしめられる。シリンダ１５
は、上部プラテン１３が直立柱１１に沿つて動く
ときに、上部プラテン上に平衡した力を提供す
る。

４０にて示したこの別の実施例の支柱部材は下
部スリーブ即ちハウジング部材４１と、入れ子式
の上部シヤフト４２′とから成る。下部スリーブ
は基部プラテン１２のピン４３上に適当な方法で
枢着され、シヤフト４２′の上端はピン４４によ
り上部プラテン１３に枢着されている。シヤフト
４２′はスリーブ４１内に４１Ａにて示すように
入れ子式に挿入されている。シヤフト４２′は通
常の方法でスリーブ内に収納されている。スリー
ブ４１の上方部分は第６図に４１Ｂにて示すよう
に割りが入つており、この割り部分があるため一
対の液圧シリンダ４５によりスリーブ４１をシヤ
フト４２′に対して締付けたり解放したりするこ
とによつて、スリーブ４１及びプラテン１２に関
するシヤフト４２′の滑動を阻止したり許容した
りする。

シリンダ４５はシリンダ３１と同じように構成
されており、各シリンダ４５はピストン棒４７を
作動させるピストン４６を有し、ピストン棒は図
示のようにスリーブ４１の一部分内に螺入されて
おり、そして割れ部分４１Ｂをまたぐようにして
スリーブの他方の部分内まで延びている。導管４
８を介してシリンダ４５の内部へ圧力が導入され
ると、この圧力がピストン４６の底部に作用して
シヤフト４２′に対してスリーブ４１をクランプ
する力を与える。

確実なクランプを保証するために２つのこのよ
うなシリンダ４５が使用される。必要なときに上
部プラテン１３の運動を許容するためシヤフト４
２′とスリーブ４１との入れ子式運動を許容する
ように、ピストンから圧力を容易に解放できる。

シヤフト４２′の上方端部分の点線位置４４Ａ
にて示すように、シヤフトとスリーブの組立体は
プラテン１３に種々の異なる位置をとらせうるよ
うにかなりの距離を入れ子式に運動できる。

斜めの支柱部材４０は荷重フレーム組立体の４
隅に使用することができ、またピン４４又は４３
を取外し、取外さなかつた方のピン上で支柱部材
を枢動させてこの支柱部材を柱１１間の空間から
離れさせ、それによつて試験装置の出し入れを可
能にする。

上述した２つの実施例において、斜めの支柱部
材が設けられ、この支柱部材は剛直な荷重支持部
材を形成するためプラテンに関して解放可能にク
ランプされる。本発明の第１の実施例において
は、支柱部材はその一端又は両端で解放可能にク
ランプされ得る。また、部材２５，３０は支柱部
材２１を滑動可能に収納し、クランプされたきに
は、支柱部材とプラテンとの間の荷重を支える。
支柱部材はまた相方のプラテンに関して軸方向の
滑動を阻止されるようにクランプ又は保持されう
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る斜めの支柱部材を有する
荷重フレームの概略立面図。第２図は第１図の２
―２線における断面図。第３図は第２図の３―３
線における断面図。第４図は第１図の４―４線に
おける断面図。第５図は第１図と同様の荷重フレ
ームを示す図である。別の実施例に係る支柱部材
を備えた荷重フレームの概略立面図。第６図は第
５図の６―６線における断面図である。 １０：荷重フレーム、１１：柱、１２：基部プ
ラテン、１３：上部プラテン、１５：液圧シリン
ダ、２０：クランプシリンダ、２１：支柱部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 動力作動子を使用することによつて、一方の
   プラテンに装着した隔離した案内柱に沿つて相対
   的に運動できる第１及び第２のプラテンを有する
   荷重フレームにおいて、前記第１及び第２のプラ
   テンの両方に連結されかつ前記案内柱に関して傾
   斜して延びている支柱部材と、前記両方のプラテ
   ンに関して動かないように該支柱部材を解放可能
   に固定できるクランプ手段とを設けて成ることを
   特徴とする荷重フレーム。 ２ 第１項に記載の荷重フレームにおいて、一対
   の離隔した案内柱が設けられており、前記支柱部
   材が該案内柱の１つに隣接して前記プラテンの一
   方に枢着されており、しかも該対をなす案内柱の
   うちの他方の案内柱に隣接して他方のプラテンに
   装着されていることを特徴とする荷重フレーム。 ３ 第２項に記載の荷重フレームにおいて、前記
   解放可能なクランプ手段が一方のプラテンに関す
   る前記支柱部材の少なくとも１部分の滑動運動を
   阻止するため該支柱部材の該１部分をクランプす
   る手段から成ることを特徴とする荷重フレーム。 ４ 第１項に記載の荷重フレームにおいて、前記
   解放可能なクランプ手段が該支柱部材にクランプ
   力を与える液圧作動式のクランプ装置から成るこ
   とを特徴とする荷重フレーム。 ５ 基部プラテンと、この基部プラテ量の１側表
   面に隣接した少なくとも一対の柱と、該柱に装着
   されかつ該基部プラテンに関して調整可能に該柱
   に支持された第２プラテンとを有する荷重フレー
   ムにおいて、長手軸を有する支柱部材と、該支柱
   部材が１方の柱に隣接して一方のプラテンの方へ
   斜めに横方向に延びるように、該支柱部材の一端
   を他方の柱に隣接して他方のプラテンに装着する
   手段と、軸方向に滑動させるように該斜めの支柱
   部材を案内しかつ前記一方の柱に隣接して該一方
   のプラテンと支柱部材との間の荷重を支持する案
   内手段と、この案内手段及び前記一方のプラテン
   に関する支柱部材の軸方向滑動運動を阻止するよ
   うに該支柱部材をクランプ手段とを設けて成るこ
   とを特徴とする荷重フレーム。