KR101305982B1 - Hydraulic actuator and hydraulic vibration test device - Google Patents

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시게루 마츠모토
히로시 미야시타
카즈히로 무라우치
미츠오 카쿠타
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고쿠사이 게이소쿠키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 실시형태에 의해, 유압 펌프와 유압 실린더 유닛을 구비한 유압 액추에이터가 제공된다. 유압 펌프는 제1 흡배구와 제2 흡배구를 가지고, 반전 작동이 가능하다. 유압 실린더 유닛은 피스톤과, 피스톤에 의해 내부공간이 제1 압력실과 제2 압력실로 구획되는 슬리브와, 피스톤에 연결됨과 아울러 선단이 이 슬리브의 외부로 돌출하는 피스톤 로드를 구비하고 있다. 또, 유압 액추에이터는 제1 압력실과 제1 흡배구를 접속하는 제1 배관과, 제2 압력실과 제2 흡배구를 접속하는 제2 배관을 구비하고 있고, 유압 펌프가 반전 작동함으로써 제1 및 제2 압력실에 교대로 유압을 가하여 피스톤을 상하동시킨다. 유압 액추에이터는 또한 제1 및 제2 배관을 연결하는 바이패스관과, 바이패스관의 도중에 설치된 제1 및 제2 압력실에 배압을 가하는 어큐물레이터를 구비하고 있다. 또, 본 발명의 실시형태에 의해, 이 유압 액추에이터를 구비한 진동 시험 장치도 제공된다.According to the embodiment of the present invention, a hydraulic actuator having a hydraulic pump and a hydraulic cylinder unit is provided. The hydraulic pump has a first intake vent and a second intake vent, and the reverse operation is possible. The hydraulic cylinder unit has a piston, a sleeve in which an internal space is divided into a first pressure chamber and a second pressure chamber by a piston, and a piston rod which is connected to the piston and protrudes out of the sleeve. The hydraulic actuator includes a first pipe connecting the first pressure chamber and the first inlet and outlet, and a second pipe connecting the second pressure chamber and the second inlet and outlet. 2 Apply hydraulic pressure to the pressure chamber alternately and move the piston up and down. The hydraulic actuator further includes a bypass pipe for connecting the first and second pipes, and an accumulator for applying back pressure to the first and second pressure chambers provided in the middle of the bypass pipe. Moreover, according to embodiment of this invention, the vibration test apparatus provided with this hydraulic actuator is also provided.

Figure 112011036013953-pct00001
Figure 112011036013953-pct00001

Description

유압 액추에이터 및 유압 진동 시험 장치{HYDRAULIC ACTUATOR AND HYDRAULIC VIBRATION TEST DEVICE}HYDRAULIC ACTUATOR AND HYDRAULIC VIBRATION TEST DEVICE}

본 발명은 고속 반전 구동이 가능한 유압 액추에이터 및 유압식 진동 시험 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydraulic actuator and a hydraulic vibration test apparatus capable of a high speed reverse drive.

유압 실린더에 의해 피검체를 진동시키는 진동 시험 장치로서, 예를 들면 일본 특허 공개 2000-2617에 기재되어 있는 바와 같은, 용적 펌프와 서보 밸브를 사용한 것이 알려져 있다. 이러한 진동 시험 장치는 대하중을 피검체에 가하면서, 높은 주파수로 피검체를 진동시키는 것이 가능하다. 서보 밸브를 사용하는 유압 진동 시험 장치의 회로도의 일례를 도 5에 나타낸다.As a vibration test apparatus which vibrates a subject by a hydraulic cylinder, what used the volumetric pump and servovalve as described, for example in Unexamined-Japanese-Patent No. 2000-2617 is known. Such a vibration test apparatus can vibrate a subject at a high frequency while applying a heavy load to the subject. An example of the circuit diagram of the hydraulic vibration test apparatus using a servovalve is shown in FIG.

도 5에 나타나는 유압 진동 시험 장치(101)는 펌프 유닛(110), 작동유 탱크(120), 유압 실린더 유닛(130), 서보 밸브(140), 및 진동 테이블(150)을 가지고 있다. 진동 테이블(150)상에는 워크(W)가 고정되고, 진동 테이블(150)을 왕복 이동시킴으로써 워크(W)를 가진(加振)한다.The hydraulic vibration test apparatus 101 shown in FIG. 5 has a pump unit 110, a hydraulic oil tank 120, a hydraulic cylinder unit 130, a servovalve 140, and a vibration table 150. The workpiece | work W is fixed on the vibration table 150, and the workpiece | work W is excited by reciprocating the vibration table 150. FIG.

펌프 유닛(110)은 모터(112)에 의해 용적 펌프 본체(111)를 구동하는 것이며, 작동유 탱크(120)와 서보 밸브(140) 사이에서 유압회로에 접속되어 있다. 또한, 모터(112)의 회전 방향은 일방향으로 한정되어 있으며, 즉 모터(112)는 정전만이 가능하게 되어 있다. 또, 모터(112)의 회전속도는 대략 일정하게 유지된다. 펌프 유닛(110)은 작동유 탱크(120)로부터 작동유를 서보 밸브(140)에 보내는 기능만을 가지고 있고, 또한 그 유량은 대략 일정하게 유지되고 있다.The pump unit 110 drives the volumetric pump main body 111 by the motor 112, and is connected to the hydraulic circuit between the hydraulic oil tank 120 and the servovalve 140. FIG. In addition, the rotation direction of the motor 112 is limited to one direction, that is, the motor 112 is only capable of power failure. In addition, the rotation speed of the motor 112 is kept substantially constant. The pump unit 110 has only a function of sending hydraulic oil from the hydraulic oil tank 120 to the servovalve 140, and the flow rate thereof is kept substantially constant.

실린더 유닛(130)은 슬리브(131)와, 이 슬리브(131)내에서 이동 가능한 피스톤(132)과, 피스톤(132)의 편측으로부터 슬리브(131)의 외부로 돌출하는 피스톤 로드(133)를 가지고 있다. 피스톤 로드(133)의 선단에는 진동 테이블(150)이 고정되어 있다. 슬리브(131)의 내부는 피스톤(132)에 의해 제1 압력실(131a)과 제2 압력실(13lb)로 나누어져 있다. 제1 압력실(131a)과 제2 압력실(13lb)에는 작동유가 충전되어 있다. 또, 제1 압력실(131a)과 제2 압력실(13lb)은 각각 배관(161, 162)을 통하여 서보 밸브(140)에 접속되어 있다.The cylinder unit 130 has a sleeve 131, a piston 132 movable within the sleeve 131, and a piston rod 133 protruding out of the sleeve 131 from one side of the piston 132. have. The vibration table 150 is fixed to the tip of the piston rod 133. The inside of the sleeve 131 is divided into the first pressure chamber 131a and the second pressure chamber 13lb by the piston 132. Hydraulic oil is filled in the first pressure chamber 131a and the second pressure chamber 13lb. In addition, the first pressure chamber 131a and the second pressure chamber 13lb are connected to the servovalve 140 via pipes 161 and 162, respectively.

서보 밸브(140)는 펌프 유닛(110)으로부터 보내지는 작동유를 배관(161, 162)의 어느 것에 보낼지를 전환함과 아울러, 배관에 보내지는 작동유의 유압을 제어하기 위해서 사용되고 있다. 또, 서보 밸브(140)는 작동유가 보내지지 않는 배관을 작동유 탱크(120)에 통하게 하는 배관(164)에 접속한다. 서보 밸브(140)의 전환 동작 및 유압 조정 동작은 컨트롤러(102)에 의해 제어된다.The servovalve 140 is used to switch the hydraulic oil sent from the pump unit 110 to which of the pipes 161 and 162 and to control the hydraulic pressure of the hydraulic oil sent to the pipe. In addition, the servovalve 140 is connected to a pipe 164 through which the hydraulic oil is not sent to the hydraulic oil tank 120. The switching operation and hydraulic pressure adjustment operation of the servovalve 140 are controlled by the controller 102.

펌프 유닛(110)으로부터 배관(161)에 작동유가 보내지도록 유압회로가 구성되면, 제1 압력실(131a)에 작동유가 공급되고, 제1 압력실(131a)의 내압이 상승한다. 이것에 의해, 피스톤(132)은 제2 압력실(13lb)을 향하여 밀려내려가고, 진동 테이블(150)이 강하한다. 이 때, 제2 압력실(13lb)내의 작동유는 배관(162) 및 서보 밸브(140)를 통하여 작동유 탱크(120)에 되돌려진다. 한편, 펌프 유닛(110)으로부터 배관(162)에 작동유가 보내지도록 유압회로가 구성되면, 제2 압력실(13lb)에 작동유가 공급되고, 제2 압력실(13lb)의 내압이 상승한다. 이것에 의해, 피스톤(132)은 제1 압력실(131a)을 향하여 밀려올라가고, 진동 테이블(150)이 상승한다. 이 때, 제1 압력실(131a)내의 작동유는 배관(161) 및 서보 밸브(140)를 통하여 작동유 탱크(120)에 되돌려진다.When a hydraulic circuit is comprised so that hydraulic oil may be sent from the pump unit 110 to the piping 161, hydraulic oil is supplied to the 1st pressure chamber 131a and the internal pressure of the 1st pressure chamber 131a raises. As a result, the piston 132 is pushed toward the second pressure chamber 13lb, and the vibration table 150 descends. At this time, the hydraulic oil in the second pressure chamber 13lb is returned to the hydraulic oil tank 120 through the pipe 162 and the servovalve 140. On the other hand, when a hydraulic circuit is comprised so that hydraulic fluid may be sent from the pump unit 110 to the piping 162, hydraulic fluid is supplied to the 2nd pressure chamber 13lb, and the internal pressure of the 2nd pressure chamber 13lb raises. Thereby, the piston 132 is pushed up toward the 1st pressure chamber 131a, and the vibration table 150 raises. At this time, the hydraulic oil in the first pressure chamber 131a is returned to the hydraulic oil tank 120 through the pipe 161 and the servovalve 140.

또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 펌프 유닛(110)으로부터 서보 밸브(140)를 향하는 배관(163)과, 서보 밸브(140)로부터 작동유 탱크(120)를 향하는 배관(164)은 바이패스관(165)에 의해 연결되어 있다. 펌프 유닛(110)이 공급하는 작동유의 전부가 유압 실린더 유닛(130)을 향하는 일은 없고, 일부는 이 바이패스관(165)을 통하여 작동유 탱크(120)로 되돌려진다. 또한, 배관(163 및 164)내에서의 작동유의 역류를 방지하기 위해서, 각 배관에는 각각 역지밸브(166, 167)가 설치되어 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the pipe 163 facing the servo valve 140 from the pump unit 110 and the pipe 164 facing the hydraulic oil tank 120 from the servo valve 140 include a bypass pipe ( 165). All of the hydraulic oil supplied by the pump unit 110 does not face the hydraulic cylinder unit 130, and part of the hydraulic oil is returned to the hydraulic oil tank 120 through the bypass pipe 165. In addition, check valves 166 and 167 are provided in the respective pipes in order to prevent the back flow of the hydraulic oil in the pipes 163 and 164.

이와 같이, 서보 밸브식의 진동 시험 장치에 있어서는, 컨트롤러(102)가 서보 밸브(140)를 제어하여, 제1 압력실(131a)과 제2 압력실(13lb)의 어느 쪽에 작동유를 보낼지를 주기적으로 전환함으로써, 진동 테이블(150)을 왕복 이동시킨다. 서보 밸브식의 유압 진동 시험 장치에 있어서는, 고압, 대유량으로 순환하는 작동유의 일부를 서보 밸브(140)에 의해 유압 실린더 유닛(130)에 보내는 것이기 때문에, 제1 압력실(131a)과 제2 압력실(13lb)의 어느 쪽에 작동유를 보낼지를 전환하면, 작동유가 보내지는 압력실의 압력은 순식간에 고압으로 상승하고, 타임래그를 발생시키지 않고 진동 테이블(150)의 이동 방향이 전환된다. 이 때문에, 높은 주파수로 진동 테이블을 가진하는 것이 가능하다.As described above, in the servovalve type vibration test apparatus, the controller 102 controls the servovalve 140 to periodically send hydraulic oil to which of the first pressure chamber 131a and the second pressure chamber 13lb. By switching to, the vibration table 150 is reciprocated. In the servovalve type hydraulic vibration test apparatus, since a part of the hydraulic oil circulated at high pressure and a large flow rate is sent to the hydraulic cylinder unit 130 by the servovalve 140, the first pressure chamber 131a and the second When switching to which side of the pressure chamber 13lb the hydraulic oil is to be sent, the pressure in the pressure chamber to which the hydraulic oil is sent rises quickly to a high pressure, and the moving direction of the vibration table 150 is switched without generating a time lag. Because of this, it is possible to have a vibration table at high frequencies.

진동 테이블(150)에는 가속도 센서(103)가 설치되어 있고, 가속도 센서(103)가 검출한 가속도를 나타내는 신호는 컨트롤러(102)에 공급된다. 컨트롤러(102)는 가속도 센서(103)의 검출 결과에 기초하여, 진동 테이블(150)의 변위, 속도 또는 가속도를 계산하고, 원하는 변위, 속도 또는 가속도 파형으로 진동 테이블(150)이 진동하도록, 서보 밸브(140)를 제어하는 것이 가능하다.An acceleration sensor 103 is provided in the vibration table 150, and a signal indicating the acceleration detected by the acceleration sensor 103 is supplied to the controller 102. The controller 102 calculates the displacement, velocity or acceleration of the vibration table 150 based on the detection result of the acceleration sensor 103, and causes the vibration table 150 to vibrate with the desired displacement, velocity or acceleration waveform. It is possible to control the valve 140.

서보 밸브를 사용한 유압 액추에이터에 있어서, 원하는 압력을 순식간에 또한 안정적으로 유압 실린더에 공급하기 위해서는, 유량이 충분히 큰 펌프를 연속 구동시키면서 펌프가 공급하는 유압 에너지의 일부만을 유압 실린더에 공급하는 구성이 채용되고 있었다. 이 때문에, 이러한 유압 액추에이터를 사용하는 진동 시험 장치에 의한 에너지의 소비량은 피검체의 가진에 필요한 에너지보다 훨씬 큰 것이 되어, 쓸데 없는 에너지가 소비되고 있었다. 또, 그러한 펌프에 의해 작동유를 순환시키기 위해서는 대용량의 작동유 탱크를 필요로 하고 있었다.In the hydraulic actuator using the servovalve, in order to supply the desired pressure to the hydraulic cylinder in an instant and stably, a configuration in which only a portion of the hydraulic energy supplied by the pump is supplied to the hydraulic cylinder while continuously driving a pump having a large flow rate is adopted. It was. For this reason, the energy consumption by the vibration test apparatus using such a hydraulic actuator became much larger than the energy required for the excitation of a subject, and wasteful energy was consumed. In addition, in order to circulate the hydraulic oil by such a pump, a large-capacity hydraulic oil tank was required.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 대형의 펌프나 작동유 탱크를 필요로 하지 않고, 고출력으로 고속 응답이 가능한 유압 액추에이터, 및 대하중을 피검체에 가하면서 고주파로 피검체를 가진 가능한 진동 시험 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and does not require a large pump or a hydraulic oil tank, and is capable of having a test subject at a high frequency while applying a hydraulic load capable of high-speed response at high power and a heavy load to the test subject. It is an object to provide a vibration test apparatus.

본 발명의 실시형태에 의해, 반전 작동 가능한 유압 펌프와, 피스톤, 피스톤에 의해 내부공간이 제1 압력실과 제2 압력실로 구획되는 슬리브 및 피스톤에 연결됨과 아울러 선단이 슬리브의 외부로 돌출하는 피스톤 로드를 구비한 유압 실린더 유닛과, 제1 압력실을 제1 흡배구에 접속하는 제1 배관과, 제2 압력실을 제2 흡배구에 접속하는 제2 배관을 구비하고, 유압 펌프가 반전 작동함으로써 제1 및 제2 압력실에 교대로 유압을 가하여 피스톤을 상하동시키는 액추에이터가 제공된다. 이 액추에이터는 제1 및 제2 배관을 연결하는 바이패스관과, 바이패스관의 도중에 설치된 제1 및 제2 압력실에 소정의 압력을 가하는 어큐물레이터를 추가로 구비하고 있다.According to an embodiment of the present invention, a piston rod having an inverted actuation hydraulic pump, a piston and a piston connected to a sleeve and a piston, the inner space of which is divided into a first pressure chamber and a second pressure chamber, and the tip protrudes out of the sleeve. A hydraulic cylinder unit including the first cylinder, a first pipe connecting the first pressure chamber to the first inlet and outlet, and a second pipe connecting the second pressure chamber to the second inlet and outlet, An actuator is provided which alternately applies hydraulic pressure to the first and second pressure chambers to move the piston up and down. The actuator further includes a bypass pipe connecting the first and second pipes, and an accumulator for applying a predetermined pressure to the first and second pressure chambers provided in the middle of the bypass pipe.

본 발명의 실시형태에 따른 액추에이터에 있어서는, 정역 양방향으로 반전 작동하는 유압 펌프가 사용된다. 이 유압 펌프는 서보 밸브를 통하지 않고 유압 실린더 유닛에 직접 접속되어, 유압 실린더 유닛을 구동한다. 본 발명의 실시형태에 따른 액추에이터에 있어서는, 펌프로부터 출력되는 작동유의 유량 및 방향에 따라 유압 실린더 유닛이 구동되기 때문에, 서보 밸브식의 액추에이터에 사용되는 것과 같은 대형의 펌프나 작동유 탱크를 필요로 하지 않는다. 또, 상기한 이유에 의해, 본 발명의 실시형태에 따른 액추에이터에 의한 에너지의 소비량은 피검체의 가진에 필요한 에너지에 비해 그다지 큰 것이 되지는 않기 때문에, 서보 밸브식의 액추에이터와 비교하여 에너지 소비량을 대폭 억제하는 것이 가능해진다.In the actuator according to the embodiment of the present invention, a hydraulic pump which reversely operates in both forward and reverse directions is used. This hydraulic pump is directly connected to the hydraulic cylinder unit without going through a servovalve to drive the hydraulic cylinder unit. In the actuator according to the embodiment of the present invention, since the hydraulic cylinder unit is driven in accordance with the flow rate and direction of the hydraulic oil output from the pump, a large pump or hydraulic oil tank such as that used for a servovalve type actuator is not required. Do not. In addition, since the consumption amount of energy by the actuator according to the embodiment of the present invention is not so large as that required for the excitation of the subject, the energy consumption amount is compared with that of the servovalve type actuator. It becomes possible to suppress significantly.

반전 작동하는 유압 펌프에 있어서는, 펌프의 작동 방향을 반전시킬 때에 작동유의 압력이 저하하고, 이 압력이 충분히 상승할 때까지 수십밀리초정도의 타임래그가 발생한다는 특징이 있다. 이 때문에, 단순히 펌프를 유압 실린더 유닛에 접속하기만 한 구성이면, 펌프의 구동 방향을 반전시켜 진동 테이블의 이동 방향을 전환할 때에, 상기한 타임래그가 발생하고, 그 동안 상기 진동 테이블을 움직일 수 없다. 이 때문에, 이 타임래그가 무시할 수 없는 영향을 미치는 것 같은 고주파수(수십Hz 이상)로 피검체를 진동시킬 수 없다. 그러나, 본 발명의 실시형태에 따른 액추에이터에 있어서는, 어큐물레이터가 바이패스관을 통하여 유압 실린더 유닛의 제1 압력실과 제2 압력실에 소정의 압력을 가하고 있기 때문에, 펌프의 작동 방향을 반전했다고 해도 작동유의 압력의 저하는 거의 발생하지 않고, 상기한 타임래그는 매우 작은 것이 된다. 이 때문에, 본 발명의 실시형태에 따른 액추에이터에 있어서는, 고주파로 피검체를 진동시키는 것이 가능해진다.In the hydraulic pump operating in reverse operation, the pressure of the hydraulic oil decreases when the operating direction of the pump is reversed, and a time lag of about several tens of milliseconds occurs until this pressure sufficiently increases. Therefore, when the pump is simply connected to the hydraulic cylinder unit, the above time lag occurs when the driving direction of the pump is reversed to change the movement direction of the vibration table, and the vibration table can be moved during that time. none. For this reason, the subject cannot be vibrated at a high frequency (several tens Hz or more) that this time lag has a non-negligible effect. However, in the actuator according to the embodiment of the present invention, since the accumulator applies a predetermined pressure to the first pressure chamber and the second pressure chamber of the hydraulic cylinder unit through the bypass pipe, the operation direction of the pump is reversed. Even if the pressure drop of the hydraulic fluid hardly occurs, the time lag described above is very small. For this reason, in the actuator which concerns on embodiment of this invention, it becomes possible to vibrate a subject under high frequency.

어큐물레이터가 제1 압력실과 제2 압력실에 가하는 소정의 압력의 크기는 유압 실린더 유닛의 구동에 필요한 최저압력보다 크게 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 유압계에 기인하는 응답 지연이 거의 없어진다.It is preferable that the magnitude | size of the predetermined pressure which an accumulator exerts on a 1st pressure chamber and a 2nd pressure chamber is set larger than the minimum pressure required for driving of a hydraulic cylinder unit. In this case, the response delay caused by the hydraulic system is almost eliminated.

본 발명의 실시형태에 따른 유압 액추에이터에 사용되는 유압 펌프는 전형적으로는 피스톤 펌프이다. 액추에이터는 유압 펌프의 구동원으로서 서보 모터를 추가로 구비하고 있는 것이 바람직하다.The hydraulic pump used for the hydraulic actuator according to the embodiment of the present invention is typically a piston pump. It is preferable that the actuator further includes a servo motor as a driving source of the hydraulic pump.

또, 본 발명의 실시형태에 따른 유압 액추에이터는, 유압 액추에이터의 가동부(또는 유압 액추에이터에 의한 구동 대상)의 움직임을 검출하는 센서와, 서보 모터를 제어하는 컨트롤러를 추가로 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 컨트롤러는 센서의 검출 결과에 기초하여 서보 모터를 제어할 수 있다. 또, 센서는 변위 센서, 속도 센서, 가속도 센서, 하중 센서의 어느 하나를 포함하고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 컨트롤러는 센서의 검출 결과에 기초하여, 소정의 변위, 속도 또는 가속도의 파형에 따라서 피스톤을 구동하도록 서보 모터를 제어할 수 있다. 센서는 유압 액추에이터(구체적으로는 컨트롤러)에 착탈 가능해도 된다.Moreover, the hydraulic actuator which concerns on embodiment of this invention may further be equipped with the sensor which detects the movement of the movable part (or the drive object by a hydraulic actuator) of a hydraulic actuator, and the controller which controls a servo motor. In this case, the controller can control the servo motor based on the detection result of the sensor. Moreover, it is preferable that a sensor contains any of a displacement sensor, a speed sensor, an acceleration sensor, and a load sensor. In this case, the controller can control the servo motor to drive the piston in accordance with a waveform of a predetermined displacement, velocity or acceleration based on the detection result of the sensor. The sensor may be attached to or detached from the hydraulic actuator (specifically, the controller).

센서는 하중 센서를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 컨트롤러는 센서의 검출 결과에 기초하여, 하중 센서에 의해 검출되는 하중이 소정의 파형에 따라서 변화하도록 서보 모터를 제어할 수 있다.The sensor may include a load sensor. In this case, the controller can control the servo motor so that the load detected by the load sensor changes in accordance with a predetermined waveform based on the detection result of the sensor.

또, 본 발명의 실시형태에 의해, 상기한 유압 액추에이터와, 피스톤 로드의 선단에 설치된 진동 테이블을 구비한 진동 시험 장치도 제공된다.Moreover, according to embodiment of this invention, the vibration test apparatus provided with said hydraulic actuator and the vibration table provided in the front-end | tip of a piston rod are also provided.

본 발명의 실시형태에 따른 진동 시험 장치는, 진동 테이블에 설치된 센서와, 서보 모터를 제어하는 컨트롤러를 추가로 구비하고 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the vibration test apparatus which concerns on embodiment of this invention further includes the sensor provided in the vibration table, and the controller which controls a servo motor.

또, 진동 테이블에 설치된 센서가 진동 테이블의 변위, 속도 또는 가속도를 계측하는 센서를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 컨트롤러는 센서의 검출 결과에 기초하여, 변위, 속도 또는 가속도의 소정의 파형에 따라서 진동 테이블을 구동하도록 서보 모터를 제어할 수 있다.Moreover, the sensor provided in the vibration table may contain the sensor which measures the displacement, speed, or acceleration of a vibration table. In this case, the controller can control the servo motor to drive the vibration table according to a predetermined waveform of displacement, velocity or acceleration based on the detection result of the sensor.

또, 센서는 피검체에 가해지는 하중을 계측하는 하중 센서를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 컨트롤러는 센서의 검출 결과에 기초하여, 소정의 파형에 따라서 피검체에 하중을 가하도록 서보 모터를 제어할 수 있다.Moreover, the sensor may include the load sensor which measures the load applied to a subject. In this case, the controller can control the servo motor to apply a load to the subject under a predetermined waveform based on the detection result of the sensor.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 진동 시험 장치의 개략 회로도이다.
도 2는, 본 발명의 실시형태에 따른 진동 시험 장치에 있어서의, 피검체에 정하중을 가하기 위한 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명의 실시예에 있어서의 진동 테이블의 가속도 및 변위를 플롯한 그래프이다.
도 4는, 비교예에 있어서의 진동 테이블의 가속도 및 변위를 플롯한 그래프이다.
도 5는, 서보 밸브를 사용하는 종래의 유압식 진동 시험 장치의 개략 회로도이다.1 is a schematic circuit diagram of a vibration test apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2: is a figure which shows schematic structure for applying a static load to a subject in the vibration test apparatus which concerns on embodiment of this invention.
3 is a graph plotting the acceleration and the displacement of the vibration table in the embodiment of the present invention.
4 is a graph that plots the acceleration and the displacement of the vibration table in the comparative example.
5 is a schematic circuit diagram of a conventional hydraulic vibration test apparatus using a servovalve.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 사용하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 진동 시험 장치의 회로도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 진동 시험 장치(1)는 펌프 유닛(10), 작동유 탱크(20), 유압 실린더 유닛(30), 진동 테이블(50) 및 어큐물레이터(70)를 가지고 있다. 유압 실린더 유닛(30)에 공급되는 유압에 의해 진동 테이블(50)이 상하로 이동하고, 이것에 의해 진동 테이블(50)상에 고정된 피검체(W)가 가진된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described using drawing. 1 is a circuit diagram of a vibration test apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the vibration test apparatus 1 according to the present embodiment includes a pump unit 10, a hydraulic oil tank 20, a hydraulic cylinder unit 30, a vibration table 50, and an accumulator 70. Have The vibration table 50 moves up and down by the hydraulic pressure supplied to the hydraulic cylinder unit 30, and the subject W fixed on the vibration table 50 is excited by this.

펌프 유닛(10)은 펌프 본체(11)와 서보 모터(12)를 가지고 있다. 서보 모터(12)는 서보 앰프(4)로부터 출력되는 교류 전류에 의해 구동된다. 서보 모터(12)는 그 구동축(12a)을 정역 양방향으로 회전시킬 수 있고, 또한 구동축(12a)의 회전속도를 정밀하게 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 서보 모터(12)는 고출력이며 높은 반복 레이트의 반전 구동이 가능한 저 관성 AC 서보 모터이다.The pump unit 10 has a pump main body 11 and a servo motor 12. The servo motor 12 is driven by an alternating current output from the servo amplifier 4. The servo motor 12 is comprised so that the drive shaft 12a can be rotated in both normal and reverse directions, and the rotation speed of the drive shaft 12a can be adjusted precisely. The servo motor 12 is also a low inertia AC servo motor capable of high output and high repetition rate inversion driving.

또, 펌프 본체(11)는 제1 흡배구(11a)로부터 제2 흡배구(1lb)에, 또는 제2 흡배구(1lb)로부터 제1 흡배구(11a)에 작동유를 보내는 것이 가능한 피스톤 펌프이다. 서보 모터(12)에 의해 펌프 본체(11)를 구동함으로써, 펌프 본체(11)가 공급하는 작동유의 유량 및 방향을 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 서보 모터(12)를 일정한 주기로 반전 구동시키면, 제1 흡배구(11a)와 제2 흡배구(1lb) 사이를 흐르는 작동유의 유량 및 방향은 주기적으로 변화한다.Moreover, the pump main body 11 is a piston pump which can send hydraulic fluid from the 1st inlet and outlet 11a to the 2nd inlet and outlet 1lb, or from the 2nd inlet and outlet 1lb to the 1st inlet and outlet 11a. . By driving the pump main body 11 by the servo motor 12, the flow volume and direction of the hydraulic fluid which the pump main body 11 supplies can be changed. For example, when the servo motor 12 is reversely driven at a constant cycle, the flow rate and direction of the hydraulic oil flowing between the first inlet and outlet 11a and the second inlet and outlet 1lb periodically change.

실린더 유닛(30)은 슬리브(31), 슬리브(31)내에서 이동 가능한 피스톤(32), 및 피스톤(32)의 일면으로부터 슬리브(31)의 외부로 돌출하는 피스톤 로드(33)를 가지고 있다. 피스톤 로드(33)의 선단에는 진동 테이블(50)이 고정되어 있다. 슬리브(31)의 내부는 피스톤(32)에 의해 제1 압력실(31a)과 제2 압력실(3lb)로 나누어져 있다. 제1 압력실(31a)과 제2 압력실(3lb)에는 작동유가 충전되어 있다. 또, 제1 압력실(31a)과 제2 압력실(3lb)은 배관(61, 62)을 각각 통하여 펌프 본체(11)의 제1 흡배구(11a)와 제2 흡배구(1lb)에 접속되어 있다. 또한, 배관(61, 62)으로서는 진동 테이블(50)을 이동시킬 때에 발생하는 작동유의 압력상승(수십MPa정도)에 견딜 수 있는(탄성변형을 일으키지 않는) 고압 호스 등이 사용된다.The cylinder unit 30 has a sleeve 31, a piston 32 movable within the sleeve 31, and a piston rod 33 protruding out of the sleeve 31 from one surface of the piston 32. The vibration table 50 is fixed to the tip of the piston rod 33. The interior of the sleeve 31 is divided into a first pressure chamber 31a and a second pressure chamber 3lb by the piston 32. Hydraulic oil is filled in the 1st pressure chamber 31a and the 2nd pressure chamber 3lb. Further, the first pressure chamber 31a and the second pressure chamber 3lb are connected to the first inlet and outlet 11a and the second inlet and outlet 1lb of the pump main body 11 through pipes 61 and 62, respectively. It is. As the pipes 61 and 62, a high pressure hose or the like capable of withstanding the pressure rise (about tens of MPa) of the hydraulic oil generated when the vibration table 50 is moved (not causing elastic deformation) or the like is used.

작동유 탱크(20)는 역지밸브(63, 64)를 각각 통하여 제1 압력실(31a) 및 제2 압력실(3lb)에 접속되어 있다. 각 역지밸브(63, 64)는 각각 제1 압력실(31a) 및 제2 압력실(3lb)의 내압이 작동유 탱크(20)내의 유압(예를 들면 대기압)보다 작아졌을 때에 열고, 작동유 탱크(20)로부터 작동유를 배관(61, 62)에 공급한다. 본 실시형태에 있어서는, 제1 압력실(31a)(또는 제2 압력실(3lb))에 작동유를 충전할 때에, 역지밸브(63)(또는 역지밸브(64))가 열려 작동유 탱크(20)로부터 압력실(31a)(또는 압력실(3lb))에 작동유가 이동한다.The hydraulic oil tank 20 is connected to the 1st pressure chamber 31a and the 2nd pressure chamber 3lb through the check valves 63 and 64, respectively. Each check valve 63 or 64 opens when the internal pressure of the 1st pressure chamber 31a and the 2nd pressure chamber 3lb becomes smaller than the oil pressure (for example, atmospheric pressure) in the hydraulic oil tank 20, and a hydraulic oil tank ( The hydraulic oil is supplied to the pipes 61 and 62 from 20). In this embodiment, when filling hydraulic fluid to the 1st pressure chamber 31a (or 2nd pressure chamber 3lb), the check valve 63 (or check valve 64) opens, and the hydraulic oil tank 20 The working oil moves from the pressure chamber 31a (or the pressure chamber 3lb) to the pressure chamber 31a.

구체적으로는, 각 압력실(31a, 3lb)로의 작동유의 충전은 다음과 같이 행해진다. 제1 압력실(31a) 및 제2 압력실(3lb)에는 에어를 빼기 위한 도시하지 않는 밸브가 설치되어 있다. 우선, 제1 압력실(31a)의 밸브를 열고, 또한 제2 압력실(3lb)의 밸브를 닫은 상태에서, 제2 흡배구(1lb)로부터 제1 흡배구(11a)에 작동유 및 에어가 보내지도록 펌프 유닛(10)을 구동한다. 그러면, 제2 압력실(3lb) 및 배관(62)내의 에어가 배관(61)을 통하여 제1 압력실(31a)의 밸브로부터 빠진다. 드디어, 제2 압력실(3lb) 및 배관(62)의 압력이 작동유 탱크(20)내의 압력보다 낮아지기 때문에, 역지밸브(64)가 열려, 작동유 탱크(20)내의 작동유가 배관(62, 61)을 통하여 제1 압력실(31a)에 충전된다.Specifically, the filling of hydraulic oil to each of the pressure chambers 31a and 3lb is performed as follows. The 1st pressure chamber 31a and the 2nd pressure chamber 3lb are provided with the valve which is not shown in figure for drawing out air. First, while the valve of the 1st pressure chamber 31a is opened and the valve of the 2nd pressure chamber 3lb is closed, hydraulic oil and air are not sent from the 2nd inlet and outlet 1lb to the 1st inlet and outlet 11a. To drive the pump unit 10. Then, the air in the second pressure chamber 3lb and the pipe 62 is released from the valve of the first pressure chamber 31a through the pipe 61. Finally, since the pressure in the second pressure chamber 3lb and the pipe 62 is lower than the pressure in the hydraulic oil tank 20, the check valve 64 opens, so that the hydraulic oil in the hydraulic oil tank 20 passes through the piping 62, 61. Through the first pressure chamber 31a is filled.

작동유가 제1 압력실(31a)에 충전된 후, 제1 압력실(31a)의 밸브를 닫고, 제2 압력실(3lb)의 밸브를 열고, 제1 흡배구(11a)로부터 제2 흡배구(1lb)에 작동유가 보내지도록 펌프 유닛(10)을 구동한다. 그러면, 제2 압력실(3lb) 및 배관(62)내의 에어가 제2 압력실(3lb)의 밸브로부터 빠지고, 또, 피스톤(32)이 상승하여 제1 압력실(31a)측에 충전되어 있는 작동유가 배관(61)으로 밀려나간다. 피스톤(32)이 상사점까지 상승하면, 제1 압력실(31a) 및 배관(61)내의 작동유의 압력이 작동유 탱크(20)내의 압력보다 낮아지기 때문에, 역지밸브(63)가 열리고, 작동유 탱크(20)내의 작동유가 배관(61, 62)을 통하여 제2 압력실(3lb)로 이동한다. 제2 압력실(3lb)에 작동유가 충전된 후, 제2 압력실(3lb)의 밸브를 닫는다.After the hydraulic fluid is filled in the first pressure chamber 31a, the valve of the first pressure chamber 31a is closed, the valve of the second pressure chamber 3lb is opened, and the second inlet and outlet of the first inlet and outlet 11a is closed. The pump unit 10 is driven so that hydraulic oil is sent to 1 lb. Then, the air in the second pressure chamber 3lb and the pipe 62 is released from the valve of the second pressure chamber 3lb, and the piston 32 is raised to fill the first pressure chamber 31a side. The hydraulic oil is pushed out to the pipe 61. When the piston 32 rises to the top dead center, since the pressure of the hydraulic oil in the first pressure chamber 31a and the pipe 61 is lower than the pressure in the hydraulic oil tank 20, the check valve 63 opens, and the hydraulic oil tank ( The hydraulic oil in 20 moves to the second pressure chamber 3 lb through the pipes 61 and 62. After the hydraulic oil is filled in the second pressure chamber 3lb, the valve of the second pressure chamber 3lb is closed.

다음에, 본 실시형태에 따른 진동 시험 장치(1)에 있어서, 진동 테이블(50)을 진동시키는 기구에 대해서 설명한다. 진동 테이블(50)을 상승시킬 때에는, 작동유가 제1 흡배구(11a)로부터 제2 흡배구(1lb)로 이동하도록 펌프 유닛(10)을 구동한다. 그러면, 작동유가 배관(62)을 통하여 제2 압력실(3lb)에 공급되고, 피스톤(32)이 제1 압력실(31a)측으로 밀려들어가, 피스톤 로드(33) 및 진동 테이블(50)이 상승한다. 제1 압력실(31a)내의 작동유는 피스톤(32)의 이동에 따라 배관(61)을 통하여 펌프 유닛(10)으로 이동하고, 펌프 유닛(10)으로부터 배관(62)을 통하여 제2 압력실(3lb)에 보내진다.Next, in the vibration test apparatus 1 which concerns on this embodiment, the mechanism which vibrates the vibration table 50 is demonstrated. When raising the vibration table 50, the pump unit 10 is driven so that hydraulic fluid may move from the 1st suction port 11a to the 2nd suction port 1lb. Then, the hydraulic oil is supplied to the second pressure chamber 3lb through the pipe 62, the piston 32 is pushed toward the first pressure chamber 31a, and the piston rod 33 and the vibration table 50 are raised. do. The hydraulic oil in the first pressure chamber 31a moves to the pump unit 10 through the pipe 61 according to the movement of the piston 32, and from the pump unit 10 through the pipe 62, the second pressure chamber ( 3lb).

진동 테이블(50)을 강하시킬 때에는, 작동유가 제2 흡배구(1lb)로부터 제1 흡배구(11a)로 이동하도록 펌프 유닛(10)이 구동된다. 이 때, 작동유가 배관(61)을 통하여 제1 압력실(31a)에 공급되기 때문에, 피스톤(32)이 제2 압력실(31a)측으로 밀려들어가, 피스톤 로드(33) 및 진동 테이블(50)이 강하한다. 제2 압력실(3lb)내의 작동유는 피스톤(32)의 이동에 따라 배관(62)을 통하여 펌프 유닛(10)으로 이동하고, 또한 펌프 유닛(10)으로부터 배관(61)을 통하여 제1 압력실(31a)에 보내진다.When the vibration table 50 is lowered, the pump unit 10 is driven so that the hydraulic oil moves from the second suction port 1 lb to the first suction port 11a. At this time, since the hydraulic oil is supplied to the first pressure chamber 31a through the pipe 61, the piston 32 is pushed toward the second pressure chamber 31a, so that the piston rod 33 and the vibration table 50 are provided. This drops. The hydraulic oil in the second pressure chamber 3lb moves to the pump unit 10 through the pipe 62 as the piston 32 moves, and also from the pump unit 10 through the pipe 61 to the first pressure chamber. Is sent to 31a.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 진동 시험 장치(1)의 진동 테이블(50)에는 가속도 센서(3)가 부착되어 있다. 가속도 센서(3)는 컨트롤러(2)에 접속되어 있고, 가속도 센서(3)가 검출한 가속도를 나타내는 신호가 컨트롤러(2)에 공급된다. 컨트롤러(2)는 가속도 센서(3)의 검출 결과에 기초하여 진동 테이블(50)의 변위, 속도, 또는 가속도를 계산하고, 이 계산 결과에 기초하여 서보 앰프(4)에 부여하는 목표값을 설정하고, 이것을 서보 앰프(4)에 보낸다. 서보 앰프(4)는 전원(5)으로부터 공급되는 전력으로부터, 컨트롤러(2)가 지정하는 목표값에 기초하여 설정되는 주기 및 진폭을 가지는 교류 전류를 생성하고, 이것을 서보 모터(12)에 출력한다. 상기한 처리에 의해, 예를 들면 소정의 변위, 속도, 또는 가속도 진폭으로 진동 테이블(50)을 가진할 수 있다. 또한, 가속도 센서(3) 대신에 변위 센서 또는 속도 센서를 사용해도 된다.As shown in FIG. 1, the acceleration sensor 3 is attached to the vibration table 50 of the vibration test apparatus 1 which concerns on this embodiment. The acceleration sensor 3 is connected to the controller 2, and a signal indicating the acceleration detected by the acceleration sensor 3 is supplied to the controller 2. The controller 2 calculates the displacement, velocity, or acceleration of the vibration table 50 based on the detection result of the acceleration sensor 3, and sets a target value to be given to the servo amplifier 4 based on the calculation result. Then, this is sent to the servo amplifier 4. The servo amplifier 4 generates, from the power supplied from the power source 5, an alternating current having a period and amplitude set based on the target value specified by the controller 2, and outputs it to the servo motor 12. . By the above-described processing, for example, the vibration table 50 can be excited at a predetermined displacement, velocity, or acceleration amplitude. In addition, a displacement sensor or a speed sensor may be used instead of the acceleration sensor 3.

이와 같이, 본 실시형태에 따른 진동 시험 장치(1)는 정역 양방향으로 구동 가능한 펌프 유닛(10)에 의해 작동유를 유압 실린더 유닛(30)의 제1 압력실(31a) 또는 제2 압력실(3lb)에 공급함으로써, 진동 테이블(50)을 상하 방향으로 이동시켜, 그 위에 고정된 피검체(W)를 진동시키도록 구성되어 있다.Thus, the vibration test apparatus 1 which concerns on this embodiment carries hydraulic fluid by the pump unit 10 which can be driven in both normal and reverse directions, and the 1st pressure chamber 31a or the 3rd pressure chamber 3lb of the hydraulic cylinder unit 30 was carried out. ), The vibration table 50 is moved in the vertical direction to vibrate the subject W fixed thereon.

또한, 본 실시형태에 따른 진동 시험 장치(1)는 배관(61과 62)을 바이패스하는 바이패스관(65)과, 바이패스관(65)의 도중에 설치된 어큐물레이터(70)를 구비하고 있다. 어큐물레이터(70)는 그 내부에 소정의 압력의 가스(건조 질소 가스 등)의 층이 형성되어 있는 압력용기이며, 배관(61 및 62)을 통하여 유압 실린더 유닛(30)의 제1 압력실(31a) 또는 제2 압력실(3lb)을 일정한 압력으로 가압한다.Moreover, the vibration test apparatus 1 which concerns on this embodiment is equipped with the bypass pipe 65 which bypasses piping 61 and 62, and the accumulator 70 provided in the middle of the bypass pipe 65, have. The accumulator 70 is a pressure vessel in which a layer of gas (dry nitrogen gas, etc.) having a predetermined pressure is formed therein, and the first pressure chamber of the hydraulic cylinder unit 30 through the pipes 61 and 62. The 31a or the second pressure chamber 3lb is pressurized to a constant pressure.

바이패스관(65) 및 어큐물레이터(70)를 구비하지 않는 구성에 있어서는, 작동유가 공급되지 않는 측의 배관(진동 테이블(50)의 상승시에 있어서는 배관(61), 강하시에 있어서는 배관(62))은 대기압에 가까울 정도의 낮은 압력으로 되어 있다. 그 때문에, 진동 테이블(50)의 상승과 강하가 전환된 직후는 작동유가 공급되는 측의 배관 및 압력실의 압력을 이 낮은 압력으로부터 피스톤(32)을 이동시킬 수 있을 만큼의 높은 압력(10~수십MPa)까지 상승시키기에, 수십밀리초정도의 시간을 필요로 한다. 이 기간은 진동 테이블(50)이 이동하지 않는 타임래그가 된다. 이 타임래그가 진동의 주기에 대하여 무시할 수 없는 크기가 되기 때문에, 이러한 구성의 유압 시스템에서는 수십Hz 이상의 높은 주파수로 진동 테이블(50)을 가진할 수는 없었다.In the configuration which does not include the bypass pipe 65 and the accumulator 70, the pipe on the side where the hydraulic oil is not supplied (the pipe 61 at the time of the vibration table 50 rises, and the pipe at the time of descent) 62) is at a low pressure close to atmospheric pressure. Therefore, immediately after the vibration table 50 rises and falls, the pressure of the piping 32 and the pressure chamber on the side to which the hydraulic oil is supplied is high enough to move the piston 32 from this low pressure. In order to increase to several tens of MPa), a time of several tens of milliseconds is required. This period is a time lag in which the vibration table 50 does not move. Since this time lag becomes a size that cannot be ignored for the period of vibration, in the hydraulic system of this configuration, the vibration table 50 cannot be excited at a high frequency of several tens of Hz or more.

본 실시형태에 따른 진동 시험 장치(1)에 있어서는, 배관(61, 62) 및 압력실(31a, 3lb)의 압력이 작동유가 피스톤(32)에 충분한 구동력을 전달 가능하게 되는 높은 압력으로 항상 유지되도록 어큐물레이터(70)가 가압하고 있다. 바꾸어 말하면, 어큐물레이터(70)는 제1 압력실(31a) 및 제2 압력실(3lb)에 높은 소정의 압력을 부여함으로써, 압력실(31a, 3lb) 및 배관(61, 62)내의 작동유를 항상 필요한 하중이 전달 가능한 상태로 유지하고 있다. 이 때문에, 어큐물레이터(70)가 없는 구성에 있어서의 타임래그는 거의 발생하지 않고, 수십Hz 이상의 주파수로 진동 테이블(50)을 가진 가능하다. 또한, 타임래그를 가능한 한 작게 하기 위해서, 어큐물레이터(70)의 가스층의 압력, 즉 어큐물레이터(70)가 작동유에 가하는 압력의 크기는 피스톤(32)의 이동에 필요한 최저압력보다 커지도록 설정되어 있다. 또, 바이패스관(65)으로서는 고압 호스 등 어큐물레이터(70)가 작동유에 가하는 압력에 충분히 견딜 수 있는 것이 사용된다.In the vibration test apparatus 1 according to the present embodiment, the pressures in the pipes 61 and 62 and the pressure chambers 31a and 3lb are always maintained at a high pressure at which the hydraulic oil can transmit sufficient driving force to the piston 32. The accumulator 70 is pressurized as much as possible. In other words, the accumulator 70 imparts a high predetermined pressure to the first pressure chamber 31a and the second pressure chamber 3lb, whereby the hydraulic oil in the pressure chambers 31a and 3lb and the pipes 61 and 62 are provided. Maintains the necessary load at all times. For this reason, the time lag in the structure without the accumulator 70 hardly occurs, and it is possible to have the vibration table 50 at a frequency of several tens of Hz or more. In addition, in order to make the time lag as small as possible, the pressure of the gas layer of the accumulator 70, that is, the magnitude of the pressure applied by the accumulator 70 to the hydraulic oil is made larger than the minimum pressure required for the movement of the piston 32. It is set. As the bypass pipe 65, one that can withstand the pressure applied to the hydraulic oil by the accumulator 70, such as a high pressure hose, is used.

또, 펌프 유닛(10)의 펌프 본체(11)에 사용되는 피스톤 펌프는 구동시에 맥동을 발생시키기 쉽다. 본 실시형태에 있어서는, 펌프 유닛(10)과 유압 실린더 유닛(30) 사이에 설치된 어큐물레이터(70)에 의해 맥동이 흡수된다. 이 특징은 도 2(a)에 나타내는 바와 같은 프레임(52)과 가압 테이블(50) 사이에서 피검체(W)를 끼우고 진동 테이블(50)을 상승시키고, 피검체(W)에 상하 방향의 압축 정하중을 가하는 압축시험을 행할 때에 유용하다. 상기 특징은 마찬가지로 도 2(b)에 나타내는 바와 같은 진동 테이블(50) 및 프레임(52')에 부착된 지그(53, 54)를 피검체에 고정하여 진동 테이블(50)을 강하시키고, 피검체(W)에 상하 방향의 인장 정하중을 가하는 인장 시험을 행할 때에도 유용하다.Moreover, the piston pump used for the pump main body 11 of the pump unit 10 tends to generate a pulsation at the time of driving. In this embodiment, the pulsation is absorbed by the accumulator 70 provided between the pump unit 10 and the hydraulic cylinder unit 30. This characteristic sandwiches the subject W between the frame 52 and the press table 50 as shown in FIG. 2 (a), raises the vibration table 50, and moves the subject W in the vertical direction. This is useful when performing compression tests that apply a compressive static load. This feature similarly secures the vibration table 50 and the jig 53 and 54 attached to the frame 52 'to the subject to lower the vibration table 50 as shown in Fig. 2 (b). It is also useful when performing a tensile test in which a tensile static load in the vertical direction is applied to (W).

또, 도 2(a) 및 (b)의 구성과 같이, 프레임과 진동 테이블 사이에 피검체(W)를 배치하고, 진동 테이블을 왕복 이동시켜 피검체(W)에 가하는 하중을 주기적으로 변동시키는 것 같은 진동 시험을 행하는 것도 가능하다. 그 경우는, 프레임 또는 진동 테이블에 로드셀 등의 하중 센서를 설치하고, 컨트롤러(2)가 이 하중 센서의 계측 결과에 기초하여 펌프 유닛을 제어하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, 피검체(W)에 가하는 하중의 진폭이 일정하게 되도록 피검체(W)에 반복 하중을 가하는 소위 피로 시험을 행하는 것이 가능하다.2 (a) and (b), the subject W is disposed between the frame and the vibration table, and the vibration table is reciprocated to periodically vary the load applied to the subject W. It is also possible to carry out a vibration test. In that case, it is also possible to provide a load sensor such as a load cell on the frame or vibration table, and to configure the controller 2 to control the pump unit based on the measurement result of the load sensor. For example, it is possible to perform a so-called fatigue test in which a cyclic load is applied to the subject W so that the amplitude of the load applied to the subject W is constant.

다음에, 이상 설명한 본 실시형태의 진동 시험 장치(1)로 진동 시험을 행한 결과 및 어큐물레이터를 구비하지 않는 진동 시험 장치로 진동 시험을 행한 결과에 대해서 설명한다. 도 3은, 본 실시형태에 따른 진동 시험 장치(1)(실시예)에 주파수 50Hz의 정현파의 목표 파형을 부여하여 피검체(W)를 진동시켰을 때에 계측된 진동 테이블의 가속도 및 변위를 플롯한 그래프이다. 또, 도 4는, 어큐물레이터를 구비하지 않는 진동 시험 장치(비교예)에 주파수 50Hz의 정현파의 목표 파형을 부여하여 피검체(W)를 진동시켰을 때에 계측된 진동 테이블의 가속도 및 변위를 플롯한 그래프이다. 또한, 실시예의 진동 시험 장치와 비교예의 진동 시험 장치에서는 어큐물레이터의 유무 이외의 구성상의 차이는 없다. 또, 서보 앰프(4)로부터 서보 모터(12)에 보내지는 교류 전류의 진폭 및 주파수도 실시예와 비교예 사이에서 차이는 없다.Next, the result of having performed the vibration test with the vibration test apparatus 1 of this embodiment demonstrated above, and the result of having performed the vibration test with the vibration test apparatus which is not equipped with an accumulator are demonstrated. 3 is a graph showing acceleration and displacement of a vibration table measured when a target waveform of a sine wave with a frequency of 50 Hz is applied to the vibration test apparatus 1 (Example) according to the present embodiment to vibrate the subject W. FIG. It is a graph. 4 shows the acceleration and displacement of the vibration table measured when the target waveform of the sine wave having a frequency of 50 Hz is applied to the vibration test apparatus (comparative example) which is not equipped with an accumulator and vibrates the subject W. One graph. In addition, in the vibration test apparatus of an Example and the vibration test apparatus of a comparative example, there is no difference in structure except having an accumulator. The amplitude and frequency of the alternating current sent from the servo amplifier 4 to the servo motor 12 also do not differ between the examples and the comparative examples.

도 3에 나타내는 바와 같이, 실시예에 있어서는 계측된 진동 테이블의 가속도 및 변위의 파형은 정현파 형상을 나타내고 있고, 50Hz의 목표 파형에 충실하게 따라 워크(W)가 가진되고 있는 것을 알 수 있다. 한편, 도 4에 나타내는 바와 같이, 비교예에 있어서는, 계측된 진동 테이블의 가속도 파형은 정현파로부터 크게 무너져 있고, 또 그 진폭도 실시예의 10분의 1 미만이다. 그리고, 비교예에 있어서는, 진동 테이블의 변위는 거의 변화하고 있지 않다.As shown in FIG. 3, in the Example, the waveform of the acceleration and displacement of the measured vibration table shows the sine wave shape, and it turns out that the workpiece | work W is excited according to the target waveform of 50 Hz. On the other hand, as shown in FIG. 4, in the comparative example, the acceleration waveform of the measured vibration table is greatly collapsed from the sine wave, and its amplitude is also less than one tenth of the embodiment. And in the comparative example, the displacement of the vibration table hardly changes.

이와 같이, 본 실시형태에 따른 진동 시험 장치는 높은 주파수로 피검체를 가진할 수 있다.As described above, the vibration test apparatus according to the present embodiment can have the subject under high frequency.

본 발명의 기술적 범위는 상기한 예시적인 실시형태 및 실시예의 구체적인 태양에 한정되지 않는다. 상기한 실시형태에 있어서는, 액추에이터의 유압 펌프로서 피스톤 펌프가 사용되고 있지만, 피스톤 펌프 이외의 다양한 방식의 유압 펌프를 사용하여 본 발명을 실시할 수 있다. 본 발명의 몇가지의 실시형태에 있어서는, 예를 들면, 기어 펌프나 베인 펌프 등의 회전식 펌프가 사용된다.The technical scope of the present invention is not limited to the specific aspects of the above-described exemplary embodiments and examples. In the above embodiment, the piston pump is used as the hydraulic pump of the actuator, but the present invention can be implemented using hydraulic pumps of various systems other than the piston pump. In some embodiments of this invention, rotary pumps, such as a gear pump and a vane pump, are used, for example.

또, 상기한 예시적인 실시형태는, 본 발명에 특징적인 구성을 가지는 액추에이터를 진동 시험 장치에 탑재한 예이지만, 이러한 액추에이터는 높은 주파수 응답성이나 저 진동·저 소음이 요구되는 다양한 유압 장치·시스템에 탑재될 수 있다. 예를 들면, 재료 시험 장치, 로보트 암 등에 본 발명의 구성을 적용할 수 있다.Moreover, although the above-mentioned exemplary embodiment is an example which mounts the actuator which has a structure characteristic to this invention to a vibration test apparatus, such an actuator is various hydraulic systems and systems which require high frequency response, low vibration, and low noise. It can be mounted on. For example, the structure of this invention can be applied to a material test apparatus, a robot arm, etc.

1…진동 시험 장치
2…컨트롤러
3…가속도 센서
4…서보 앰프
5…전원
10…펌프 유닛
11…펌프 본체
11a…제1 흡배구
1lb…제2 흡배구
12…서보 모터
20…작동유 탱크
30…유압 실린더 유닛
31…슬리브
31a…제1 압력실
3lb…제2 압력실
32…피스톤
33…피스톤 로드
50…진동 테이블
65…바이패스관
70…어큐물레이터One… Vibration testing device
2… controller
3 ... Acceleration sensor
4… Servo amplifier
5 ... power
10... Pump unit
11 ... Pump body
11a ... First intake vent
1lb ... 2nd intake vent
12... Servo motor
20... Hydraulic oil tank
30 ... Hydraulic cylinder unit
31 ... sleeve
31a ... First pressure chamber
3 lbs. Second pressure chamber
32 ... piston
33 ... Piston rod
50 ... Vibrating table
65 ... Bypass tube
70 ... Accumulator

Claims (14)

제1 흡배구와 제2 흡배구를 가지는 반전 작동 가능한 유압 펌프와,
피스톤과, 이 피스톤에 의해 내부공간이 제1 압력실과 제2 압력실로 구획되는 슬리브와, 이 피스톤에 연결됨과 아울러 선단이 이 슬리브의 외부로 돌출하는 피스톤 로드를 구비한 유압 실린더 유닛과,
상기 제1 압력실과 상기 제1 흡배구를 접속하는 제1 배관과,
상기 제2 압력실과 상기 제2 흡배구를 접속하는 제2 배관
을 구비한, 상기 유압 펌프가 반전 작동함으로써 상기 제1 및 제2 압력실에 교대로 유압을 가하여 상기 피스톤을 상하동시키는 유압 액추에이터로서,
상기 제1 및 제2 배관을 연결하는 바이패스관과,
상기 바이패스관의 도중에 설치된 상기 제1 및 제2 압력실에 소정의 압력을 가하는 어큐물레이터를 추가로 구비하고,
상기 어큐물레이터가 상기 제1 압력실과 제2 압력실에 가하는 소정의 압력의 크기는 상기 유압 실린더 유닛의 구동에 필요한 최저압력보다 크게 설정되어 있고,
상기 유압 펌프를 구동하는 서보 모터를 추가로 구비하고,
유압 액추에이터의 가동부에 설치된 센서와, 상기 서보 모터를 제어하는 컨트롤러를 추가로 구비하고,
상기 컨트롤러는 상기 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 서보 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 유압 액추에이터.A reverse actuating hydraulic pump having a first intake vent and a second intake vent;
A hydraulic cylinder unit having a piston, a sleeve in which the internal space is divided into a first pressure chamber and a second pressure chamber by the piston, a piston rod connected to the piston and protruding outward of the sleeve;
A first pipe connecting the first pressure chamber and the first suction port;
2nd piping which connects the said 2nd pressure chamber and the said 2nd inlet and outlet
As the hydraulic pump having a reverse operation, the hydraulic actuator for applying the hydraulic pressure to the first and second pressure chamber alternately to move the piston up and down,
A bypass pipe connecting the first and second pipes;
And an accumulator for applying a predetermined pressure to the first and second pressure chambers provided in the middle of the bypass pipe,
The magnitude of the predetermined pressure applied by the accumulator to the first pressure chamber and the second pressure chamber is set larger than the minimum pressure required for driving the hydraulic cylinder unit.
Further provided with a servo motor for driving the hydraulic pump,
And a sensor provided in the movable portion of the hydraulic actuator, and a controller for controlling the servo motor.
And the controller controls the servo motor based on the detection result of the sensor. 제 1 항에 있어서,
상기 유압 펌프가 피스톤 펌프인 것을 특징으로 하는 유압 액추에이터.The method of claim 1,
Hydraulic actuator, characterized in that the hydraulic pump is a piston pump. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 센서가 변위 센서, 속도 센서, 가속도 센서, 하중 센서 중 어느 하나를 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 센서의 검출 결과에 기초하여, 소정의 변위, 속도 또는 가속도의 파형에 따라서 상기 피스톤을 구동하도록 상기 서보 모터를 제어하는
것을 특징으로 하는 유압 액추에이터.The method of claim 1,
The sensor comprises any one of a displacement sensor, a speed sensor, an acceleration sensor, a load sensor,
The controller controls the servo motor to drive the piston according to a waveform of a predetermined displacement, velocity or acceleration based on the detection result of the sensor.
Hydraulic actuator, characterized in that. 제 1 항에 있어서,
상기 센서는 하중 센서를 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 센서의 검출 결과에 기초하여, 상기 하중 센서에 의해 검출되는 하중이 소정의 파형에 따라서 변화하도록 상기 서보 모터를 제어하는
것을 특징으로 하는 유압 액추에이터.The method of claim 1,
The sensor comprises a load sensor,
The controller controls the servo motor to change the load detected by the load sensor according to a predetermined waveform based on the detection result of the sensor.
Hydraulic actuator, characterized in that. 제 1 항에 기재된 유압 액추에이터와,
상기 피스톤 로드의 선단에 설치된 진동 테이블
을 구비한 것을 특징으로 하는 진동 시험 장치.The hydraulic actuator according to claim 1,
Vibration table installed at the tip of the piston rod
Vibration test apparatus, characterized in that provided with. 제 7 항에 있어서,
상기 유압 펌프가 피스톤 펌프인 것을 특징으로 하는 진동 시험 장치.The method of claim 7, wherein
Vibration test apparatus, characterized in that the hydraulic pump is a piston pump. 삭제delete 제 7 항에 있어서,
상기 진동 테이블에 설치된 센서와,
상기 서보 모터를 제어하는 컨트롤러
를 추가로 구비하고,
상기 컨트롤러는 상기 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 서보 모터를 제어하는
것을 특징으로 하는 진동 시험 장치.The method of claim 7, wherein
A sensor installed on the vibration table,
A controller for controlling the servo motor
Additionally provided,
The controller controls the servo motor based on a detection result of the sensor.
Vibration test device, characterized in that. 제 10 항에 있어서,
상기 센서가 진동 테이블의 변위, 속도 또는 가속도를 계측하는 센서를 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 센서의 검출 결과에 기초하여, 변위, 속도 또는 가속도의 소정의 파형에 따라서 상기 진동 테이블을 구동하도록 상기 서보 모터를 제어하는
것을 특징으로 하는 진동 시험 장치.11. The method of claim 10,
The sensor comprises a sensor for measuring displacement, velocity or acceleration of the vibration table,
The controller controls the servo motor to drive the vibration table according to a predetermined waveform of displacement, velocity or acceleration based on the detection result of the sensor.
Vibration test device, characterized in that. 제 10 항에 있어서,
상기 센서는 피검체에 가해지는 하중을 계측하는 하중 센서를 포함하고,
상기 컨트롤러는 상기 센서의 검출 결과에 기초하여, 소정의 파형에 따라서 상기 피검체에 하중을 가하도록 상기 서보 모터를 제어하는
것을 특징으로 하는 진동 시험 장치.11. The method of claim 10,
The sensor includes a load sensor for measuring the load applied to the subject,
The controller controls the servo motor to apply a load to the subject under a predetermined waveform based on a detection result of the sensor.
Vibration test device, characterized in that. 삭제delete 삭제delete
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