JP3959316B2 - Shaking table device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、構造物又は構造部材等の振動試験、耐震試験などに使用される振動台装置の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来、振動台装置に関する技術としては、例えば特公平5−10156号公報に、静圧軸受を用いた、水平・垂直二方向、又は水平二方向に同時加振する二方向加振機が開示されている。
【0003】
特開平9−250965号公報には、加振機からの加振力をリンクジョイントを用いて伝達する振動加振機が開示されている。
【0004】
特開2001−83035号公報には、振動テーブルに対して、加振手段を直交4方向に2基ずつ合計8基配置し、静圧継手を介して振動テーブルと接続した加振機が開示されている。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】
上記したように、従来から各種の振動台装置が開発され、使用されている。しかし、従来の振動台装置はいずれも、振動テーブルに載せた被試験体の加振反力から発生するロッキング、ヨーイング等のモーメントに対する必要十分な反力を確保する手段として、静圧軸受を使用したり、リンクジョイント、静圧継手を使用するほか、加振機も一方向毎に複数基ずつ使用するなど、甚だ複雑で高価な構造、機構、部品等が採用されている。それでいて性能、品質がそれほどに優れているとは言い切れない難点があった。
【0006】
昨今の経済事情はまた、試験装置の類は可能な限り安価であることが望ましいとされている。
【0007】
本発明の目的は、構造が簡単であるが、高性能であり、安価な振動台装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項1に記載した発明に係る振動台装置は、
基礎架台の上面に水平一方向に動く直動ブロック機構が少なくとも二対設置され、前記の直動ブロック機構によりその上の中間架台が支持されていること、
前記中間架台の上面に、前記水平一方向と直交する水平一方向に動く直動ブロック機構が少なくとも二対設置され、前記の直動ブロック機構によりその上の振動テーブルが支持されていること、
前記基礎架台上の少なくとも二対の直動ブロック機構と、前記中間架台上の少なくとも二対の直動ブロック機構は、平面的に見た配置が同一位置とされていること、
前記振動テーブルに対して、前記の各直動ブロック機構と同じ直交二方向に動作する加振用のアクチュエータが各1基ずつ水平方向に配置され、各アクチュエータと振動テーブルとは、当該アクチュエータの動作方向と直交する水平方向の配置とされた直動ブロック機構を介して連結されていることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施形態】
次に、請求項1に記載した発明に係る振動台装置の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【0010】
図1と図2は、本発明に係る振動台装置の実施形態を示し、図3は、振動台装置を構成する基礎架台2と直動ブロック機構3、および中間架台4と直動ブロック機構5並びに振動テーブル6の関係配置を分解状態で示している。
【0011】
床1の上に固定した基礎架台2の上面に、図3に示したように水平一方向(矢印a⇔b方向)に動く直動ブロック機構3が少なくとも二対設置されている。そして、前記の直動ブロック機構3により、その上の中間架台4が水平に支持されている。
【0012】
また、前記中間架台4の上面には、やはり図3に示したように、前記基礎架台2上の直動ブロック機構3が移動する水平一方向と直交する一方向(矢印c⇔d方向)に動く直動ブロック機構5が少なくとも二対設置され、この直動ブロック機構5によりその上の振動テーブル6が支持されている。図1中の符号7は、振動テーブル6の上に載せた被試験体を指している。
【0013】
図3で明らかなように、前記基礎架台2上に配置された二対の直動ブロック機構3、3と、前記中間架台4上に配置された二対の直動ブロック機構5、5とは、これらを平面的に見た配置が同一の位置とされていることが特徴である。各段の直動ブロック機構3又は5は、振動テーブル6を安定な水平姿勢に支持する条件として、少なくとも二対(平面上の合計4基)が必要と考えられている。
【0014】
前記振動テーブル6に対しては、図2で明らかなように、前記の各直動ブロック機構3および5と同じ直交二方向(図3の矢印a⇔b方向、及びc⇔d方向)に動作する加振用のアクチュエータ8、9が、図2のように正方形をなす振動テーブル6の直角2辺のほぼ中央位置に各1基ずつ水平方向に配置され、夫々は床1に固定した反力受け台10に基端を支持されている。
【0015】
前記の各アクチュエータ8、9の出力軸8a、9aと振動テーブル6とは、当該アクチュエータ8又は9の動作方向と直交する水平方向の配置とされた直動ブロック機構11、12を介して連結され、もって直交2方向の加振力を振動テーブル6へ伝達可能に構成されている。
【0016】
ところで、図4は、上述した直動ブロック機構3および5の具体的構成について、その一例を示している。
【0017】
直動ブロック機構3および5は要するに、例えば特公平7−18448号、特公平8−18209号公報その他に開示されて公知、周知の技術である、ボールベアリング機構を応用した低摩擦の直線運動機構の1種であって、ガイドレール20とこれを伝い動くスライダブロック21との組み合わせで構成されている。スライダブロック21のボール溝に多数のボール22…が数珠繋ぎ状に収納、保持されている。当該スライダブロック21の移動と共にボール22が転動して低摩擦で、しかも安定した直線移動を実現する。
【0018】
上記図1〜図3の実施形態において、直動ブロック機構3の場合はガイドレール20が基礎架台2へ固定され、スライダブロック21が中間架台4と接合されて支持している。また、直動ブロック機構5は、スライダブロック21が中間架台4へ固定され、ガイドレール20が振動テーブル6へ固定され支持した実施形態を示している。
【0019】
振動テーブル6に対して、直角2方向に1基ずつ配置された加振用のアクチュエータ8、9を連結する直動ブロック機構11、12の場合は、ガイドレール20が振動テーブル6の側面へ固定され、スライダブロック21は一定の間隔をあけた2個を一組として、共通の支持板25を介して各出力軸8a、9aと連結されている。したがって、各加振用のアクチュエータ8又は9による加振方向と直交する反力は、同方向の直動ブロック機構によって吸収、緩和されてしまい、反力が発生したり伝達されることはない。
【0020】
一方、被試験体7の加振反力から生じるロッキング、ヨーイング等のモーメントは、相対して離れて配置された側の直動ブロック機構によって必要十分な反力を得ることができ、中間架台4により面的にモーメントが基礎架台2へ伝達されるので、加振用アクチュエータ8又は9には反力が伝わらない。
【0021】
鉛直荷重に関しては、基礎架台2上の二対の直動ブロック機構3、3と、中間架台4上の二対の直動ブロック機構5、5とが平面的に見た配置を同一位置とされているので、上下の直動ブロック機構の間で直接伝達され、中間架台4に水平移動によるモーメントが発生するようなことはない。
【0022】
結局、加振用のアクチュエータ8、9は振動テーブル6の直角2辺に1基ずつ配置することで、2方向振動台装置を構成できることになり、既往の方式、装置に比較してきわめて簡易な構造で、安価な振動台装置を提供できるのである。
【0023】
【本発明が奏する効果】
請求項1に記載した発明に係る振動台装置は、構造が簡単であるが、高性能であり、非常に安価であるから、実用的価値がすこぶる高いのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る振動台装置の正面図である。
【図2】同前の振動台装置の平面図である。
【図3】振動台装置の主要部分を分解して示した平面図である。
【図4】Aは直動ブロック機構の一例を一部破断して示した斜視図、Bは同前の断面図である。
【符号の説明】
2 基礎架台
3 直動ブロック機構
4 中間架台
5 直動ブロック機構
6 振動テーブル
8、9 加振用のアクチュエータ
11、12 直動ブロック機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of shaking table devices used for vibration tests, earthquake resistance tests, etc. of structures or structural members.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a technique related to a shaking table device, for example, Japanese Patent Publication No. 5-10156 discloses a two-way vibrator using a hydrostatic bearing and simultaneously vibrating in two horizontal and two vertical directions. ing.
[0003]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-250965 discloses a vibration exciter that transmits an excitation force from the exciter using a link joint.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-83035 discloses a vibration exciter in which a total of eight vibration means are arranged in two orthogonal four directions with respect to the vibration table and are connected to the vibration table via a hydrostatic joint. ing.
[0005]
[Problems to be solved by the present invention]
As described above, various types of shaking table devices have been developed and used. However, all of the conventional shaking table devices use hydrostatic bearings as a means to ensure necessary and sufficient reaction force against moments such as rocking and yawing generated from the excitation reaction force of the DUT mounted on the vibration table. In addition to the use of link joints and hydrostatic joints, and the use of multiple vibrators in each direction, extremely complex and expensive structures, mechanisms, parts, etc. are used. Nevertheless, the performance and quality are not so good.
[0006]
Recent economic circumstances also indicate that it is desirable that the types of test equipment be as cheap as possible.
[0007]
An object of the present invention is to provide a shaking table device that is simple in structure but has high performance and is inexpensive.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above-mentioned problems of the prior art, the shaking table device according to the invention described in claim 1 is:
At least two pairs of linear motion block mechanisms that move in one horizontal direction are installed on the upper surface of the foundation frame, and the intermediate frame thereon is supported by the linear motion block mechanism,
At least two pairs of linear motion block mechanisms that move in one horizontal direction orthogonal to the horizontal one direction are installed on the upper surface of the intermediate frame, and the vibration table thereon is supported by the linear motion block mechanism,
The at least two pairs of linear motion block mechanisms on the foundation frame and the at least two pairs of linear motion block mechanisms on the intermediate frame have the same arrangement in plan view;
One vibration actuator that operates in the same two orthogonal directions as each of the linear motion block mechanisms is arranged in the horizontal direction with respect to the vibration table, and each actuator and vibration table is an operation of the actuator. It is connected through a linear motion block mechanism arranged in a horizontal direction orthogonal to the direction.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a shaking table device according to the invention described in claim 1 will be described based on the drawings.
[0010]
1 and 2 show an embodiment of a shaking table device according to the present invention, and FIG. 3 shows a
[0011]
At least two pairs of linear
[0012]
Further, as shown in FIG. 3, the upper surface of the
[0013]
As apparent from FIG. 3, the two pairs of linear
[0014]
As is apparent from FIG. 2, the vibration table 6 operates in the same two orthogonal directions (directions of arrows a⇔b and c 矢 印 d in FIG. 3) as the linear
[0015]
The
[0016]
FIG. 4 shows an example of the specific configuration of the linear
[0017]
The linear
[0018]
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, in the case of the linear
[0019]
In the case of the linear
[0020]
On the other hand, the moments such as rocking and yawing generated from the vibration reaction force of the
[0021]
Regarding the vertical load, the two pairs of linear
[0022]
Eventually, the
[0023]
[Effects of the present invention]
The vibration table device according to the first aspect of the present invention is simple in structure, but has high performance and is very inexpensive, and therefore has a very high practical value.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a shaking table device according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the previous shaking table device.
FIG. 3 is an exploded plan view showing the main part of the shaking table device.
FIG. 4A is a perspective view showing an example of a linear motion block mechanism with a part broken away, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the same.
[Explanation of symbols]
Claims (1)
前記中間架台の上面に、前記水平一方向と直交する水平一方向に動く直動ブロック機構が少なくとも二対設置され、前記の直動ブロック機構によりその上の振動テーブルが支持されていること、
前記基礎架台上の少なくとも二対の直動ブロック機構と、前記中間架台上の少なくとも二対の直動ブロック機構は、平面的に見た配置が同一位置とされていること、
前記振動テーブルに対して、前記の各直動ブロック機構と同じ直交二方向に動作する加振用のアクチュエータが各1基ずつ水平方向に配置され、各アクチュエータと振動テーブルとは、当該アクチュエータの動作方向と直交する水平方向の配置とされた直動ブロック機構を介して連結されていることを特徴とする、振動台装置。At least two pairs of linear motion block mechanisms that move in one horizontal direction are installed on the upper surface of the foundation frame, and the intermediate frame thereon is supported by the linear motion block mechanism,
At least two pairs of linear motion block mechanisms that move in one horizontal direction orthogonal to the horizontal one direction are installed on the upper surface of the intermediate frame, and the vibration table thereon is supported by the linear motion block mechanism,
The at least two pairs of linear motion block mechanisms on the foundation frame and the at least two pairs of linear motion block mechanisms on the intermediate frame have the same arrangement in plan view;
One vibration actuator that operates in the same two orthogonal directions as each of the linear motion block mechanisms is arranged in the horizontal direction with respect to the vibration table, and each actuator and vibration table is an operation of the actuator. The vibration table device is connected through a linear motion block mechanism arranged in a horizontal direction orthogonal to the direction.
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