JP5353767B2 - Endurance test equipment - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a durability testing apparatus, capable of improving the followability of a vibration applying member, while preventing the occurrence of a hunting phenomenon, when vibration is applied to a sample having a moving member moved by driving of an actuator. <P>SOLUTION: The durability testing apparatus 30 for performing a durability test by applying vibration to the sample 20 having a rod 22 moved by driving of a motor 21 includes a hydraulic cylinder 31 for applying vibration by continuously pressing and towing the rod 22 in the sample 20, and an elastic mechanism 40 where the rigidity is lower than that of the sample 20 and is the same when a cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31 presses or tows the rod 22. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、供試体に対して振動を付与することにより耐久試験を行う耐久試験装置に関し、特に、アクチュエータの駆動により移動する移動部材を備えた供試体に対して耐久試験を行う耐久試験装置に関する。   The present invention relates to an endurance test apparatus for performing an endurance test by applying vibration to a specimen, and more particularly to an endurance test apparatus for performing an endurance test on a specimen having a moving member that moves by driving of an actuator. .

供試体に対して油圧シリンダ等を利用して振動を付与することにより供試体を加振し、これにより供試体の耐久力を試験する耐久試験装置は、例えば、車両の耐久試験等において利用されている（特許文献１参照）。   A durability test apparatus that vibrates a specimen by applying vibration to the specimen using a hydraulic cylinder or the like and thereby tests the durability of the specimen is used, for example, in a vehicle durability test. (See Patent Document 1).

このような耐久試験装置におけるサーボ制御機構は、供試体に対する負荷の大きさや供試体の変位量を常に測定しており、その目標値とフィードバック信号との差（偏差）に対して所定の制御ゲインを乗算したものを制御信号として、油圧シリンダ等のアクチュエータを制御している。   The servo control mechanism in such an endurance test apparatus constantly measures the magnitude of the load on the specimen and the amount of displacement of the specimen, and a predetermined control gain with respect to the difference (deviation) between the target value and the feedback signal. An actuator such as a hydraulic cylinder is controlled by using a control signal obtained by multiplying.

ここで、供試体が試験片であったり、応力が付与されることにより変形する受動部品であった場合には、フィードバック制御に利用される制御ゲインは、供試体の剛性に大きく依存する。すなわち、供試体の剛性が高い場合には、アクチュエータは少ないストローク量で大きな荷重が発生することになるため、制御ゲインを小さく設定する必要がある。これに対して、供試体の剛性が低い場合には、荷重を発生させるために必要となるアクチュエータのストロークが大きくなることから、制御ゲインを大きく設定する必要がある。   Here, when the specimen is a test piece or a passive component that is deformed when stress is applied, the control gain used for feedback control largely depends on the rigidity of the specimen. That is, when the rigidity of the specimen is high, the actuator generates a large load with a small stroke amount, and therefore it is necessary to set the control gain small. On the other hand, when the rigidity of the specimen is low, the actuator stroke required for generating the load becomes large, so that the control gain needs to be set large.

特開２００７−３０３８９３号公報JP 2007-303893 A

上述した特許文献１に記載の耐久試験装置は、車両等の静止した供試体を対象としている。これに対して、供試体に対してモータ等のアクチュエータを搭載し、供試体がアクチュエータによる駆動を実行した状態で耐久性を評価する必要がある場合も生ずる。図４は、アクチュエータによる駆動を実行した供試体７２に対して耐久性を評価する耐久試験装置の実施形態を示す概要図である。これらの耐久試験装置は、アクチュエータにより伸縮する移動部材７３を備えた供試体７２に対して耐久試験を行うためのものである。なお、この供試体７２は、ベース７１上に固定されている。   The durability test apparatus described in Patent Document 1 described above is intended for a stationary specimen such as a vehicle. On the other hand, an actuator such as a motor is mounted on the specimen, and it may be necessary to evaluate the durability in a state where the specimen is driven by the actuator. FIG. 4 is a schematic diagram showing an embodiment of a durability test apparatus that evaluates the durability of the specimen 72 that has been driven by the actuator. These durability test apparatuses are for performing a durability test on a specimen 72 including a moving member 73 that is expanded and contracted by an actuator. The specimen 72 is fixed on the base 71.

図４（ａ）に示す耐久試験装置は、供試体７２における移動部材７３に対して、重錘８２をワイヤー８１を介して接続した構成を有する。この耐久試験装置においては、供試体７２における移動部材７３を往復運動させることにより、この移動部材７３に対して、常に一定の引っ張り荷重を負荷した状態で、耐久試験を実行することが可能となる。   The durability test apparatus shown in FIG. 4A has a configuration in which a weight 82 is connected to a moving member 73 in a specimen 72 via a wire 81. In this durability test apparatus, the endurance test can be executed in a state where a constant tensile load is always applied to the moving member 73 by reciprocating the moving member 73 in the specimen 72. .

図４（ｂ）に示す耐久試験装置は、油圧シリンダ８３におけるシリンダロッド８４を、ロードセル等の荷重検出器８５を介して供試体７２における移動部材７３に接続した構成を有する。この耐久試験装置においては、供試体７２における移動部材７３を往復運動させるとともに、油圧シリンダ８３内の圧力をリリーフ弁などを使用して一定圧力に保つことにより、一定負荷を付与した状態での耐久性試験を実行することが可能となる。   The durability test apparatus shown in FIG. 4B has a configuration in which a cylinder rod 84 in a hydraulic cylinder 83 is connected to a moving member 73 in a specimen 72 via a load detector 85 such as a load cell. In this durability test apparatus, the moving member 73 in the specimen 72 is reciprocated and the pressure in the hydraulic cylinder 83 is maintained at a constant pressure using a relief valve or the like, so that the durability in a state where a constant load is applied. It becomes possible to perform a sex test.

図４（ｃ）に示す耐久試験装置は、バネ８６に接続されたロッド８７を、ロードセル等の荷重検出器８５を介して供試体７２における移動部材７３に接続した構成を有する。この耐久試験装置においては、移動部材７３のストローク量に比例した負荷を供試体７２に付与することが可能となる。   The durability test apparatus shown in FIG. 4C has a configuration in which a rod 87 connected to a spring 86 is connected to a moving member 73 in a specimen 72 via a load detector 85 such as a load cell. In this durability test apparatus, a load proportional to the stroke amount of the moving member 73 can be applied to the specimen 72.

ところで、例えば図４（ｂ）に示す耐久試験装置にサーボバルブのような制御弁を取り付け、アクチュエータにより駆動された供試体７２に対して振動を付与することにより、耐久性を評価する耐久試験を実行する場合においては、供試体７２における移動部材７３の移動ストロークに併せて耐久試験装置における油圧シリンダ８３のシリンダロッド８４を移動させながら、供試体７２に対して荷重を発生させる必要が生ずる。このような場合においては、供試体７２の剛性が高い場合においても、供試体７２における移動部材７３の移動ストロークが大きい場合には、油圧シリンダ８３のシリンダロッド８４も大きなストロークで移動させる必要が生ずることから、上述した、供試体の剛性が高い場合に制御ゲインを小さく設定するという関係が成り立たなくなる。   By the way, for example, a durability test is performed to evaluate durability by attaching a control valve such as a servo valve to the durability test apparatus shown in FIG. 4B and applying vibration to the specimen 72 driven by the actuator. In the case of execution, it is necessary to generate a load on the specimen 72 while moving the cylinder rod 84 of the hydraulic cylinder 83 in the durability test apparatus in accordance with the movement stroke of the moving member 73 in the specimen 72. In such a case, even when the specimen 72 has high rigidity, if the moving stroke of the moving member 73 in the specimen 72 is large, the cylinder rod 84 of the hydraulic cylinder 83 also needs to be moved with a large stroke. For this reason, when the rigidity of the specimen is high, the relationship of setting the control gain to be small does not hold.

このような場合においては、通常のサーボ制御を行う場合に、剛性の高い供試体における移動部材を移動させながら、耐久試験装置の油圧シリンダ８３を利用して荷重制御を実行しようとすると、耐久試験装置の油圧シリンダ８３がこれに追従することができず、供試体におけるアクチュエータが過負荷状態になってしまう場合がある。また、耐久試験装置における油圧シリンダ８３の追従性を向上させるために制御ゲインを大きくすると、ハンチング現象を発生するという問題がある。   In such a case, when normal servo control is performed, if an attempt is made to perform load control using the hydraulic cylinder 83 of the durability test apparatus while moving the moving member of the highly rigid specimen, an endurance test is performed. The hydraulic cylinder 83 of the apparatus cannot follow this, and the actuator in the specimen may be overloaded. Further, when the control gain is increased in order to improve the followability of the hydraulic cylinder 83 in the durability test apparatus, there is a problem that a hunting phenomenon occurs.

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、アクチュエータの駆動により移動する移動部材を備えた供試体に対して振動を付与するときに、ハンチング現象の発生を防止しながら、振動付与部材の追従性を向上させることが可能な耐久試験装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. When applying vibration to a specimen provided with a moving member that is moved by driving an actuator, applying vibration while preventing occurrence of a hunting phenomenon. An object of the present invention is to provide a durability test apparatus capable of improving the followability of a member.

請求項１に記載の発明は、アクチュエータの駆動により移動する移動部材を備えた供試体に対して、前記移動部材を往復移動させながらこの移動部材に振動を付与することにより耐久試験を行う耐久試験装置であって、前記供試体における移動部材を連続して押圧および牽引することにより、当該移動部材に対して振動を付与する振動付与部材と、前記供試体における移動部材と前記振動付与部材との間に配設されるとともに、剛性が、前記供試体の剛性より低く、かつ、前記振動付与部材が前記移動部材を押圧するときと牽引するときにおいて同一である弾性機構とを備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 1 is an endurance test in which an endurance test is performed on a specimen provided with a moving member that moves by driving of an actuator by applying vibration to the moving member while reciprocating the moving member. A device for applying vibration to the moving member by continuously pressing and pulling the moving member in the specimen, and the moving member and the vibration applying member in the specimen. And an elastic mechanism having a rigidity lower than that of the specimen and the same when the vibration applying member presses and pulls the moving member. And

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記弾性機構は、その両端が前記移動部材または前記振動付与部材の一方に接続されるとともに、その中央部が前記移動部材または前記振動付与部材の他方に接続された弾性部材を備える。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein both ends of the elastic mechanism are connected to one of the moving member or the vibration applying member, and a central portion thereof is the moving member or An elastic member connected to the other of the vibration applying members is provided.

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記弾性部材は、板状または棒状の形状を有する金属から構成される。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the elastic member is made of a metal having a plate shape or a rod shape.

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記弾性部材の両端は、前記移動部材または前記振動付与部材の一方に対して、揺動可能な状態で接続される。   According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, both ends of the elastic member are connected to one of the moving member and the vibration applying member in a swingable state.

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記振動付与部材は、油圧シリンダである。   The invention according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the vibration applying member is a hydraulic cylinder.

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明において、前記供試体におけるアクチュエータは、モータである。 The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5 , wherein the actuator in the specimen is a motor.

請求項１乃至請求項６に記載の発明によれば、アクチュエータの駆動により移動する移動部材を備えた供試体に対して振動を付与することにより耐久試験を行う耐久試験装置において、ハンチング現象の発生を防止しながら、振動付与部材の制御ゲインを大きく設定することができる。このため、振動付与部材の追従性を向上させた状態で耐久性試験を実行することが可能となる。   According to the first to sixth aspects of the present invention, in a durability test apparatus that performs a durability test by applying vibration to a specimen having a moving member that moves by driving an actuator, occurrence of a hunting phenomenon The control gain of the vibration imparting member can be set large while preventing the vibration. For this reason, it becomes possible to perform a durability test in a state where the followability of the vibration applying member is improved.

ここで、請求項２乃至請求項４に記載の発明によれば、簡易かつ耐久性を有する構成でありながら、振動付与部材が移動部材を押圧するときの剛性と牽引するときの剛性とを同一とすることが可能となる。   According to the invention described in claims 2 to 4, the rigidity when the vibration applying member presses the moving member is the same as the rigidity when pulling while the structure is simple and durable. It becomes possible.

この発明に係る耐久試験装置の概要図である。It is a schematic diagram of the endurance test device concerning this invention. 弾性機構４０を、供試体２０のロッド２２および油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２等と共に示す図である。FIG. 2 is a view showing an elastic mechanism 40 together with a rod 22 of a specimen 20, a cylinder rod 32 of a hydraulic cylinder 31, and the like. 板バネ４１の平面図である。4 is a plan view of a leaf spring 41. FIG. アクチュエータによる駆動を実行した供試体７２に対して耐久性を評価する耐久試験装置の実施形態を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows embodiment of the durability test apparatus which evaluates durability with respect to the specimen 72 which performed the drive by an actuator.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る耐久試験装置の概要図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a durability test apparatus according to the present invention.

この耐久試験装置は、ベース１１上に固定された供試体２０に対して耐久試験を実行するものである。なお、この供試体２０としては、アクチュエータとしてのモータ２１を備え、移動部材としてのロッド２２を所定ストロークで往復移動させる構成を有する。このような供試体は、産業用ロボットや、輸送機の操舵装置、あるいは、パワーアシスト装置等に使用される。   This durability test apparatus executes a durability test on the specimen 20 fixed on the base 11. The specimen 20 includes a motor 21 as an actuator, and has a configuration in which a rod 22 as a moving member is reciprocated with a predetermined stroke. Such specimens are used in industrial robots, transport steering devices, power assist devices, and the like.

この発明に係る耐久試験装置３０は、供試体２０に対する振動付与部材としての油圧シリンダ３１を備える。この油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２は、ロードセル１２、および、この発明の特徴部分である弾性機構４０を介して、供試体２０のロッド２２と接続されている。また、この耐久試験装置３０は、シリンダロッド３２の往復移動を制御するための制御弁３３と、シリンダロッド３２の移動ストロークを検出するためのストローク検出器３５とを備える。   The durability test apparatus 30 according to the present invention includes a hydraulic cylinder 31 as a vibration applying member for the specimen 20. The cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31 is connected to the rod 22 of the specimen 20 via the load cell 12 and the elastic mechanism 40 which is a characteristic part of the present invention. The durability test apparatus 30 includes a control valve 33 for controlling the reciprocating movement of the cylinder rod 32 and a stroke detector 35 for detecting the moving stroke of the cylinder rod 32.

図２は、弾性機構４０を、供試体２０のロッド２２および油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２等と共に示す図である。ここで、図２(ａ)は弾性機構４０の平面図であり、図２(ｂ)はその側面図である。   FIG. 2 is a view showing the elastic mechanism 40 together with the rod 22 of the specimen 20 and the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31. 2A is a plan view of the elastic mechanism 40, and FIG. 2B is a side view thereof.

この弾性機構４０は、この発明に係る弾性部材としての板バネ４１を備える。この板バネ４１の両端部は、各々、取付具４４と押さえ板４２とにより挟持された状態で３本のネジ４３により固定されている。また、一対の取付具４４は、ベアリング４５を介してベアリングホルダー４６に回動自在に取り付けられている。そして、ベアリングホルダー４６はベース板４７に取り付けられており、このベース板４７は油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２の先端部に、ロードセル１２を介して接続されている。また、板バネ４１の中央部は、フランジ２３を介して、供試体２０のロッド２２と接続されている。   The elastic mechanism 40 includes a leaf spring 41 as an elastic member according to the present invention. Both end portions of the leaf spring 41 are fixed by three screws 43 while being sandwiched between the fixture 44 and the pressing plate 42. Further, the pair of attachments 44 are rotatably attached to the bearing holder 46 via the bearings 45. The bearing holder 46 is attached to a base plate 47, and the base plate 47 is connected to the tip of the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31 via the load cell 12. The central portion of the leaf spring 41 is connected to the rod 22 of the specimen 20 via the flange 23.

図３は、板バネ４１の平面図である。   FIG. 3 is a plan view of the leaf spring 41.

この板バネ４１は、板状の形状を有する金属から構成される。この板バネ４１の両端部には、取付具４４との接続を可能とするための孔部４９が形成されており、板バネ４１の中央部には、フランジ２３との接続を可能とするための孔部４８が形成されている。なお、この板バネ４１のかわりに、適度の剛性(弾性力）を有する金属丸棒または金属角柱等からなる棒状の弾性部材を使用してもよい。   The leaf spring 41 is made of a metal having a plate shape. Holes 49 for enabling connection with the fixture 44 are formed at both ends of the leaf spring 41, and for connection with the flange 23 at the center of the leaf spring 41. The hole 48 is formed. Instead of the leaf spring 41, a rod-like elastic member made of a metal round bar or a metal prism having an appropriate rigidity (elastic force) may be used.

また、この実施形態においては、板バネ４１の両端部を油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２に連結する取付具４４に接続するとともに、板バネ４１の中央部を供試体２０のロッド２２に連結するフランジ２３に接続しているが、これとは逆に、板バネ４１の両端部を供試体２０のロッド２２側に接続するとともに、板バネ４１の中央部を油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２に接続するようにしてもよい。   In this embodiment, both ends of the leaf spring 41 are connected to a fixture 44 that connects to the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31, and a flange that connects the central portion of the leaf spring 41 to the rod 22 of the specimen 20. In contrast to this, both ends of the leaf spring 41 are connected to the rod 22 side of the specimen 20 and the center portion of the leaf spring 41 is connected to the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31. You may do it.

なお、この板バネ４１は、取付具４４およびフランジ２３に対して、着脱自在となっている。このため、供試体２０に付与する荷重の大きさや荷重の変化速度等に対応して複数個の板バネを準備しておき、これらの板バネのうちから適切な板バネを選択して使用することが可能となる。   The leaf spring 41 is detachable with respect to the fixture 44 and the flange 23. For this reason, a plurality of leaf springs are prepared corresponding to the magnitude of load applied to the specimen 20 and the load changing speed, and an appropriate leaf spring is selected and used from these leaf springs. It becomes possible.

この弾性機構４０においては、油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２と供試体２０のロッド２２との距離が変化した場合には、その変化量に応じて板バネ４１が撓むことになる。このとき、板バネ４１の両端部を支持する取付具４４は、ベアリング４５の作用により回動自在となっている。このため、板バネ４１に撓みが発生した場合には、板バネ４１の両端部は、取付具４４の回動に伴って揺動する。すなわち、この板バネ４１は、油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２に対して、ロードセル１２等を介して、揺動可能な状態で接続されていることになる。このような構成を有する弾性機構４０においては、その剛性は、油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２が供試体２０のロッド２２を押圧するときと牽引するときにおいて同一となっている。   In this elastic mechanism 40, when the distance between the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31 and the rod 22 of the specimen 20 changes, the leaf spring 41 bends according to the amount of change. At this time, the fixture 44 that supports both ends of the leaf spring 41 is rotatable by the action of the bearing 45. For this reason, when bending occurs in the leaf spring 41, both end portions of the leaf spring 41 swing as the mounting tool 44 rotates. That is, the leaf spring 41 is connected to the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31 through the load cell 12 and the like in a swingable state. In the elastic mechanism 40 having such a configuration, the rigidity is the same when the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31 presses the rod 22 of the specimen 20 and when it is pulled.

以上のような構成を有する耐久試験装置において供試体２０の耐久試験を実行するときに、供試体２０のモータ２１を位置保持制御してロッド２２を固定した状態で、油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２を往復移動させることにより、ロッド２２を連続して押圧および牽引して供試体２０に振動を付与した場合には、供試体２０は油圧シリンダ３１による負荷力により変形する。これにより、通常の耐久試験装置の場合と同様に耐久試験を行うことができる。   When performing the durability test of the specimen 20 in the durability test apparatus having the above-described configuration, the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31 is fixed in a state where the position of the motor 21 of the specimen 20 is controlled and the rod 22 is fixed. When the rod 22 is continuously pressed and pulled to impart vibration to the specimen 20, the specimen 20 is deformed by the load force of the hydraulic cylinder 31. Thereby, a durability test can be performed similarly to the case of a normal durability test apparatus.

一方、供試体２０のロッド２２を往復移動させながら耐久試験を行う場合においては、供試体２０のロッド２２の往復運動に対応させて、油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２も往復移動させた状態で耐久試験を行う必要がある。この場合には、供試体２０の機械的剛性が高い場合等においては、上述したように、油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２の移動が供試体２０のロッド２２の往復移動速度に追従することができず、供試体２０におけるモータ２１が過負荷となってしまう場合がある。また、これに対応するために、油圧シリンダ３１を制御するための制御ゲインを大きくすると、ハンチング現象が発生して制御が不安定となる。   On the other hand, when the durability test is performed while the rod 22 of the specimen 20 is reciprocated, the durability is maintained in a state where the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31 is also reciprocated corresponding to the reciprocation of the rod 22 of the specimen 20. A test needs to be done. In this case, when the mechanical rigidity of the specimen 20 is high, the movement of the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31 can follow the reciprocating speed of the rod 22 of the specimen 20 as described above. In some cases, the motor 21 in the specimen 20 may be overloaded. In order to cope with this, if the control gain for controlling the hydraulic cylinder 31 is increased, a hunting phenomenon occurs and the control becomes unstable.

しかしながら、この発明に係る耐久試験装置においては、油圧シリンダ３１のシリンダロッド３２と供試体２０のロッド２２との間に、弾性機構４０が介在していることから、制御ゲインを大きく設定した場合においても、ハンチング現象の発生を防止することが可能となる。   However, in the durability test apparatus according to the present invention, since the elastic mechanism 40 is interposed between the cylinder rod 32 of the hydraulic cylinder 31 and the rod 22 of the specimen 20, the control gain is set large. In addition, the occurrence of the hunting phenomenon can be prevented.

すなわち、上述した耐久試験装置において、供試体２０の剛性をＫ１とし、弾性機構４０の剛性をＫ２とした場合に、耐久試験装置における油圧シリンダ３１から見た負荷系全体の剛性Ｋは、下記の式（１）で表される。   That is, in the durability test apparatus described above, when the rigidity of the specimen 20 is K1 and the rigidity of the elastic mechanism 40 is K2, the rigidity K of the entire load system viewed from the hydraulic cylinder 31 in the durability test apparatus is as follows. It is represented by Formula (1).

Ｋ＝Ｋ１×Ｋ２／（Ｋ１＋Ｋ２） ・・・ （１）     K = K1 × K2 / (K1 + K2) (1)

ここで、弾性機構４０の剛性Ｋ２を供試体２０の剛性Ｋ１に対して１／１０〜１／１００というような低い値に設定した場合には、負荷系全体の剛性Ｋは弾性機構４０の剛性Ｋ２に近い値となり、負荷系全体の剛性Ｋを小さな値とすることができる。これにより、耐久試験装置における油圧シリンダ３１の制御ゲインを大きな値に設定した場合においても、ハンチング現象の発生を防止することができる。従って、供試体２０におけるモータ２１のロッド２２の往復移動に対する追従性を向上させながら、制御の安定性を得ることが可能となる。   Here, when the rigidity K2 of the elastic mechanism 40 is set to a low value such as 1/10 to 1/100 of the rigidity K1 of the specimen 20, the rigidity K of the entire load system is the rigidity of the elastic mechanism 40. The value is close to K2, and the rigidity K of the entire load system can be made small. Thereby, even when the control gain of the hydraulic cylinder 31 in the durability test apparatus is set to a large value, the occurrence of the hunting phenomenon can be prevented. Therefore, it is possible to obtain control stability while improving followability of the rod 21 of the motor 21 in the specimen 20 with respect to the reciprocating movement.

なお、上述した供試体２０の剛性Ｋ１とは、供試体２０全体の機械的な剛性であり、アクチュエータとしてのモータ２１と、このモータ２１により往復移動するロッド２２とを含む供試体２０の見かけ上の剛性を意味する。   The rigidity K1 of the specimen 20 described above is the mechanical rigidity of the specimen 20 as a whole, and the appearance of the specimen 20 including a motor 21 as an actuator and a rod 22 reciprocated by the motor 21 is apparent. Means rigidity.

一方、弾性機構４０の剛性Ｋ２は、板バネ４１の幅をｂ、板バネ４１の厚さをｔ、板バネ４１の長さをＬ、板バネ４１の素材のヤング率をＥとした場合、下記の式（２）で表される。   On the other hand, the rigidity K2 of the elastic mechanism 40 is such that the width of the leaf spring 41 is b, the thickness of the leaf spring 41 is t, the length of the leaf spring 41 is L, and the Young's modulus of the material of the leaf spring 41 is E. It is represented by the following formula (2).

Ｋ２＝４Ｅｂｔ３ ／Ｌ３ ・・・ （２） K2 = 4Ebt 3 / L 3 (2)

この弾性機構４０の剛性Ｋ２は、低いほど制御の安定性を得ることはできるが、これを過度に低くすると、供試体２０に必要な負荷を付与するために必要な油圧シリンダ３１のストローク量が増えてしまうという問題が生ずる。   The lower the rigidity K2 of the elastic mechanism 40, the more stable the control can be obtained. However, when the rigidity K2 is excessively lowered, the stroke amount of the hydraulic cylinder 31 necessary for applying the load necessary for the specimen 20 is reduced. The problem of increasing will arise.

ここで、所定の荷重Ｐを付与したときの板バネ４１の変形量ｄは、下記の式（３）で表される。   Here, the deformation amount d of the leaf spring 41 when the predetermined load P is applied is expressed by the following equation (3).

ｄ＝Ｐ／Ｋ２ ・・・ （３）     d = P / K2 (3)

耐久試験装置における油圧シリンダ３１のストローク速度は、装置ごとに決まっている。このため、上記変形量ｄと必要な荷重速度とに基づいて弾性機構４０の剛性を決定する必要がある。   The stroke speed of the hydraulic cylinder 31 in the durability test apparatus is determined for each apparatus. For this reason, it is necessary to determine the rigidity of the elastic mechanism 40 based on the deformation amount d and the required load speed.

なお、上述した実施形態においては、供試体２０におけるアクチュエータとしてのモータ２１の駆動により、移動部材としてのロッド２２を所定ストロークで往復移動させながら耐久試験を行っている。しかしながら、アクチュエータの駆動による移動部材の移動は、必ずしも往復運動である必要はない。すなわち、一方向にのみ移動する移動部材を有する供試体に対して振動を付与することにより耐久試験を行う耐久試験装置に、この発明を適用することも可能である。   In the above-described embodiment, the durability test is performed while the rod 22 as the moving member is reciprocated by a predetermined stroke by driving the motor 21 as the actuator in the specimen 20. However, the movement of the moving member by driving the actuator is not necessarily a reciprocating motion. That is, the present invention can be applied to a durability test apparatus that performs a durability test by applying vibration to a specimen having a moving member that moves only in one direction.

１１ ベース
１２ ロードセル
２０ 供試体
２１ モータ
２２ ロッド
３０ 耐久試験装置
３１ 油圧シリンダ
３２ シリンダロッド
３３ 制御弁
３５ ストローク検出器
４０ 弾性機構
４１ 板バネ
４２ 押さえ板
４３ ネジ
４４ 取付具
４５ ベアリング
４６ ベアリングホルダー
４７ ベース板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base 12 Load cell 20 Specimen 21 Motor 22 Rod 30 Endurance test device 31 Hydraulic cylinder 32 Cylinder rod 33 Control valve 35 Stroke detector 40 Elastic mechanism 41 Leaf spring 42 Holding plate 43 Screw 44 Mounting tool 45 Bearing 46 Bearing holder 47 Base plate

Claims (6)

アクチュエータの駆動により移動する移動部材を備えた供試体に対して、前記移動部材を往復移動させながらこの移動部材に振動を付与することにより、耐久試験を行う耐久試験装置であって、
前記供試体における移動部材を連続して押圧および牽引することにより、当該移動部材に対して振動を付与する振動付与部材と、
前記供試体における移動部材と前記振動付与部材との間に配設されるとともに、剛性が、前記供試体の剛性より低く、かつ、前記振動付与部材が前記移動部材を押圧するときと牽引するときにおいて同一である弾性機構と、
を備えたことを特徴とする耐久試験装置。 An endurance test apparatus that performs an endurance test by applying vibration to the moving member while reciprocating the moving member with respect to a specimen provided with a moving member that moves by driving an actuator,
A vibration applying member that applies vibration to the moving member by continuously pressing and pulling the moving member in the specimen; and
When the specimen is disposed between the moving member and the vibration applying member of the specimen, the rigidity is lower than the rigidity of the specimen, and the vibration applying member presses and pulls the moving member An elastic mechanism that is identical in
An endurance test apparatus characterized by comprising: 請求項１に記載の耐久試験装置において、
前記弾性機構は、その両端が前記移動部材または前記振動付与部材の一方に接続されるとともに、その中央部が前記移動部材または前記振動付与部材の他方に接続された弾性部材を備える耐久試験装置。 The durability test apparatus according to claim 1,
An endurance test apparatus comprising an elastic member having both ends connected to one of the moving member or the vibration applying member and having a central portion connected to the other of the moving member or the vibration applying member. 請求項２に記載の耐久試験装置において、
前記弾性部材は、板状または棒状の形状を有する金属から構成される耐久試験装置。 The durability test apparatus according to claim 2, wherein
The endurance test apparatus, wherein the elastic member is made of a metal having a plate shape or a rod shape. 請求項３に記載の耐久試験装置において、
前記弾性部材の両端は、前記移動部材または前記振動付与部材の一方に対して、揺動可能な状態で接続される耐久試験装置。 The durability test apparatus according to claim 3, wherein
An endurance test apparatus in which both ends of the elastic member are connected to one of the moving member and the vibration applying member in a swingable state. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の耐久試験装置において、
前記振動付与部材は、油圧シリンダである耐久試験装置。 The durability test apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The durability test apparatus, wherein the vibration applying member is a hydraulic cylinder. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の耐久試験装置において、
前記供試体におけるアクチュエータは、モータである耐久試験装置。 The durability test apparatus according to any one of claims 1 to 5 ,
The durability test apparatus in which the actuator in the specimen is a motor.
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