JP6942302B2 - Vibration tester - Google Patents

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JP6942302B2 JP2017154047A JP2017154047A JP6942302B2 JP 6942302 B2 JP6942302 B2 JP 6942302B2 JP 2017154047 A JP2017154047 A JP 2017154047A JP 2017154047 A JP2017154047 A JP 2017154047A JP 6942302 B2 JP6942302 B2 JP 6942302B2
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Description

本発明は、振動試験機に関する。 The present invention relates to a vibration tester.

振動試験機は、直動型のアクチュエータを備えており、このアクチュエータで試験体を加振して振動試験を行う。振動試験機に用いられるアクチュエータは、たとえば、油圧シリンダとされており、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されてシリンダ内に二つの作動室を区画するピストンと、ピストンに連結されるピストンロッドと、油圧ポンプと、油圧ポンプが吐出する圧油を前記作動室へ供給するサーボ弁とを備えている。そして、振動試験機は、前記サーボ弁を制御する制御部を備えており、アクチュエータを駆動して試験体に所望する振動を与えるようになっている。 The vibration tester is equipped with a linear acting actuator, and the test piece is vibrated by this actuator to perform a vibration test. The actuator used in the vibration tester is, for example, a hydraulic cylinder, a cylinder, a piston that is movably inserted into the cylinder and divides two operating chambers into the cylinder, and a piston rod that is connected to the piston. A hydraulic pump and a servo valve that supplies the pressure oil discharged by the hydraulic pump to the operating chamber are provided. The vibration tester is provided with a control unit that controls the servo valve, and drives an actuator to give a desired vibration to the test piece.

アクチュエータのピストンは、シリンダに摺接し、さらに、ピストンロッドの外周にはシリンダに保持されるシール部材が摺接しているので、アクチュエータの可動部であるピストンとピストンロッドのシリンダに対する変位の際には絶えず摩擦が生じる。 The piston of the actuator is in sliding contact with the cylinder, and a sealing member held by the cylinder is in sliding contact with the outer periphery of the piston rod. There is constant friction.

そして、アクチュエータの伸縮の切換わりでは、可動部がシリンダに対して静止するので動き始めるまでは静止摩擦による摩擦力が可動部の動きに対して抵抗となり、可動部が動き始めると今度は動摩擦による摩擦力が可動部の動きに対する抵抗となる。一般に、静止摩擦による摩擦力は、動摩擦による摩擦力よりも大きいため、アクチュエータの伸縮の切換わりでは必ず摩擦力の変動が発生するために、試験体に与える振動波形に前記摩擦力の変動に起因する歪みが生じる。 Then, in the switching of expansion and contraction of the actuator, since the movable part is stationary with respect to the cylinder, the frictional force due to the static friction becomes resistance to the movement of the movable part until it starts to move, and when the movable part starts to move, this time due to the dynamic friction. The frictional force becomes resistance to the movement of the moving part. In general, the frictional force due to static friction is larger than the frictional force due to dynamic friction. Therefore, the frictional force always fluctuates when the actuator is switched between expansion and contraction. Distortion occurs.

そこで、アクチュエータの可動部に錘を取り付けて可動する部品全体（可動部と錘）の質量を大きくして、摩擦力の急変の影響による振動波形の歪みを緩和する振動試験機が提案されるに至っている（たとえば、特許文献１参照）。 Therefore, a vibration tester has been proposed in which a weight is attached to the movable part of the actuator to increase the mass of the entire movable part (movable part and weight) to alleviate the distortion of the vibration waveform due to the influence of a sudden change in frictional force. It has been reached (see, for example, Patent Document 1).

特開２０００−７４７８０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-74780

このようにアクチュエータの可動部品の質量を大きくすれば摩擦力に起因する振動波形の歪みは緩和されるが、錘に作用する重力によるバイアスフォースが常に可動部に負荷されているので前記振動波形にバイアスフォースに起因する別の歪みが生じてしまう。 By increasing the mass of the moving parts of the actuator in this way, the distortion of the vibration waveform caused by the frictional force is alleviated, but since the bias force due to the gravity acting on the weight is always applied to the moving part, the vibration waveform is changed to the above-mentioned vibration waveform. Another distortion is caused by the bias force.

そこで、本発明は、振動波形の歪みを低減可能な振動試験機の提供を目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a vibration tester capable of reducing distortion of a vibration waveform.

上記した目的を達成するため、本発明の振動試験機は、試験体へ振動を与える可動部を有する直動型のアクチュエータと、可動部へ質量体の回転による慣性質量を付加する慣性質量付加部とを備えているので、摩擦等の外乱による振動波形の歪のみならずバイアスフォースに起因する歪も解消でき、振動波形の歪みを低減できる。 In order to achieve the above object, the vibration tester of the present invention has a linear actuator having a movable part that gives vibration to the test body and an inertial mass addition part that adds an inertial mass due to the rotation of the mass body to the movable part. Therefore, not only the distortion of the vibration waveform due to the disturbance such as friction but also the distortion caused by the bias force can be eliminated, and the distortion of the vibration waveform can be reduced.

また、振動試験機における慣性質量付加部は、可動部に設けた螺子部と、螺子部に螺合されるボールナットと、ボールナットの回転運動が伝達される質量体と、質量体を回転支持する支持部とを備えていてもよい。このように構成された振動試験機によれば、簡単な構成で可動部の軸方向の直線運動を円滑に質量体の回転運動に変換して、可動部に質量体の回転による慣性質量を効率的に付加できる。 In addition, the inertial mass addition part in the vibration tester is a screw part provided in the movable part, a ball nut screwed into the screw part, a mass body to which the rotational motion of the ball nut is transmitted, and a mass body that rotationally supports the mass body. It may be provided with a support portion to be provided. According to the vibration tester configured in this way, the linear motion in the axial direction of the moving part is smoothly converted into the rotational motion of the mass body with a simple configuration, and the inertial mass due to the rotation of the mass body is efficiently converted into the movable part. Can be added as a target.

さらに、振動試験機における慣性質量付加部は、可動部に設けたラックと、ラックに歯合するピニオンギアと、ピニオンギアの回転運動が伝達される質量体と、質量体を回転支持する支持部とで構成されてもよい。このように構成された振動試験機によれば、簡単な構成で可動部の軸方向の直線運動を円滑に質量体の回転運動に変換して、可動部に質量体の回転による慣性質量を効率的に付加できる。 Further, the inertial mass addition part in the vibration tester is a rack provided in the movable part, a pinion gear that meshes with the rack, a mass body to which the rotational motion of the pinion gear is transmitted, and a support part that rotationally supports the mass body. It may be composed of and. According to the vibration tester configured in this way, the linear motion in the axial direction of the moving part is smoothly converted into the rotational motion of the mass body with a simple configuration, and the inertial mass due to the rotation of the mass body is efficiently converted into the movable part. Can be added as a target.

本発明の振動試験機によれば、振動波形の歪みを低減できる。 According to the vibration tester of the present invention, distortion of the vibration waveform can be reduced.

一実施の形態における振動試験機の側面図である。It is a side view of the vibration tester in one Embodiment. 一実施の形態の一変形例における振動試験機の側面図である。It is a side view of the vibration tester in one modification of one Embodiment.

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。図１に示すように、一実施の形態における振動試験機１は、試験体を加振するアクチュエータＡと、慣性質量付加部Ｍと、アクチュエータＡを駆動制御する制御部としてのコントローラＣとを備えて構成されている。 Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiments shown in the figure. As shown in FIG. 1, the vibration tester 1 according to the embodiment includes an actuator A that vibrates the test body, an inertial mass addition unit M, and a controller C as a control unit that drives and controls the actuator A. It is composed of.

以下、各部について詳細に説明する。アクチュエータＡは、架台Ｂ上に設置された門型のフレームＦに取付けられている。フレームＦは、架台Ｂから立ち上がる左右一対の柱２，３と、柱２，３に架け渡されてアクチュエータＡを保持する梁４とを備えている。また、フレームＦの梁４の上方には、一対の支柱５，６が設けられており、支柱５，６に対して昇降可能にクロスヘッド７が装着されている。クロスヘッド７には、試験体を保持可能なクランプ８が設けられており、クロスヘッド７の昇降により長さの異なる試験体の取付を可能としている。 Hereinafter, each part will be described in detail. The actuator A is attached to a gate-shaped frame F installed on the gantry B. The frame F includes a pair of left and right pillars 2 and 3 that rise from the gantry B, and a beam 4 that is bridged over the pillars 2 and 3 and holds the actuator A. Further, a pair of columns 5 and 6 are provided above the beam 4 of the frame F, and a crosshead 7 is mounted on the columns 5 and 6 so as to be able to move up and down. The crosshead 7 is provided with a clamp 8 capable of holding the test piece, and the crosshead 7 can be raised and lowered to attach test pieces having different lengths.

アクチュエータＡは、シリンダ１０と、シリンダ１０内に摺動自在に挿入されてシリンダ１０内を伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の二つの作動室に区画するピストン１１と、シリンダ１０内に移動自在に挿入されてピストン１１に連結されるとともに両端がそれぞれシリンダ１０の両端から外方へ突出するピストンロッド１２と、ポンプ１３と、タンク１４と、サーボ弁１５とを備えている。アクチュエータＡは、所謂両ロッド型の直動シリンダ装置とされているが、片ロッド型とされてもよい。また、作動流体は、作動油の他、気体や水、水溶液とされてもよい。なお、アクチュエータＡは、本例では、流体圧を利用したシリンダ装置とされているが、電動リニアアクチュエータであってもよい。 The actuator A is slidably inserted into the cylinder 10, a piston 11 that is slidably inserted into the cylinder 10 and divides the inside of the cylinder 10 into two operating chambers, an extension side chamber R1 and a compression side chamber R2, and a piston 11 that is slidably inserted into the cylinder 10. It is provided with a piston rod 12, a pump 13, a tank 14, and a servo valve 15 which are connected to the piston 11 and whose both ends project outward from both ends of the cylinder 10, respectively. The actuator A is a so-called double-rod type linear acting cylinder device, but may be a single-rod type. Further, the working fluid may be a gas, water, or an aqueous solution in addition to the hydraulic oil. Although the actuator A is a cylinder device using fluid pressure in this example, it may be an electric linear actuator.

シリンダ１０は、シリンダ本体１０ａと、シリンダ本体１０ａの両端の開口部を閉塞するとともにピストンロッド１２の移動を案内するロッドガイド１０ｂ，１０ｃとを備え、内部が密閉状態に維持されている。また、ピストンロッド１２は、図１中上端に試験体を保持するクランプ１２ａを備え、図１中下端にはアクチュエータＡが伸縮してもシリンダ１０内に進入しない位置に螺子部１２ｂを備えている。ポンプ１３は、タンク１４から作動流体を吸込んでサーボ弁１５側へ向けて作動流体を吐出するようになっている。 The cylinder 10 includes a cylinder body 10a and rod guides 10b and 10c that close the openings at both ends of the cylinder body 10a and guide the movement of the piston rod 12, and the inside is maintained in a sealed state. Further, the piston rod 12 is provided with a clamp 12a at the upper end in FIG. 1 for holding the test piece, and a screw portion 12b is provided at the lower end in FIG. 1 at a position where the actuator A does not enter the cylinder 10 even if the actuator A expands and contracts. .. The pump 13 sucks the working fluid from the tank 14 and discharges the working fluid toward the servo valve 15.

そして、サーボ弁１５は、電磁差圧制御弁とされておりコントローラＣによって制御されており、ポンプ１３を選択的に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の一方に連通しつつタンク１４を選択的に伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の他方に連通して、伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の圧力差を制御できるようになっている。 The servo valve 15 is an electromagnetic differential pressure control valve and is controlled by the controller C. The servo valve 15 selectively extends the tank 14 while selectively communicating the pump 13 with one of the extension side chamber R1 and the compression side chamber R2. The pressure difference between the extension side chamber R1 and the compression side chamber R2 can be controlled by communicating with the other of the side chamber R1 and the compression side chamber R2.

たとえば、サーボ弁１５を駆動して、作動流体を伸側室Ｒ１へ供給しつつ作動流体を圧側室Ｒ２からタンク１４へ排出させると、ピストン１１およびピストンロッド１２でなる可動部Ｐを図１中下方へ移動せしめてアクチュエータＡを収縮させ得る。反対に、サーボ弁１５を駆動して、作動流体を圧側室Ｒ２へ供給しつつ作動流体を伸側室Ｒ１からタンク１４へ排出させると、可動部Ｐを図１中上方へ移動せしめてアクチュエータＡを伸長させ得る。 For example, when the servo valve 15 is driven to supply the working fluid to the extension side chamber R1 and the working fluid is discharged from the compression side chamber R2 to the tank 14, the movable portion P composed of the piston 11 and the piston rod 12 is moved downward in FIG. The actuator A can be contracted by moving to. On the contrary, when the servo valve 15 is driven to supply the working fluid to the compression side chamber R2 and discharge the working fluid from the extension side chamber R1 to the tank 14, the movable portion P is moved upward in FIG. 1 to move the actuator A. Can be stretched.

そして、シリンダ１０は、フレームＦにおける梁４に固定されていて、ピストンロッド１２は、梁４に設けた開口孔４ａ内に挿通されていてクランプ１２ａをクロスヘッド７に設けたクランプ８に対向させている。よって、試験体の一端をクランプ８に取付け、試験体の他端をクランプ１２ａに取付けて、アクチュエータＡを伸縮させれば、試験体に図１中で上下方向の振動を与えて加振できるようになっている。 The cylinder 10 is fixed to the beam 4 in the frame F, and the piston rod 12 is inserted into the opening hole 4a provided in the beam 4 so that the clamp 12a faces the clamp 8 provided in the crosshead 7. ing. Therefore, if one end of the test body is attached to the clamp 8 and the other end of the test body is attached to the clamp 12a to expand and contract the actuator A, the test body can be vibrated by vibrating in the vertical direction in FIG. It has become.

慣性質量付加部Ｍは、可動部Ｐにおけるピストンロッド１２に設けた螺子部１２ｂと、螺子部１２ｂに螺合されるボールナット１６と、ボールナット１６の回転運動が伝達される質量体１７と、質量体１７を回転支持する支持部１８とを備えて構成されている。 The inertial mass addition portion M includes a screw portion 12b provided on the piston rod 12 in the movable portion P, a ball nut 16 screwed into the screw portion 12b, and a mass body 17 to which the rotational motion of the ball nut 16 is transmitted. It is configured to include a support portion 18 that rotationally supports the mass body 17.

質量体１７は、本例では環状であって、内周側にピストンロッド１２が挿通されており、図１中下方にボールナット１６が装着されている。そして、支持部１８は、本例では、架台Ｂ上に設置されており、ベアリング１９を介してボールナット１６を回転自在に保持して質量体１７の重量を支持している。よって、ボールナット１６は、軸方向となる図１中上下方向への移動が支持部１８によって拘束されるが周方向への回転は許容されている。このように、質量体１７は、支持部１８によって回転自在に支持されており、可動部Ｐには、ボールナット１６および質量体１７の質量による図１中下向きのバイアスフォースが作用しないようになっている。 The mass body 17 has an annular shape in this example, a piston rod 12 is inserted on the inner peripheral side, and a ball nut 16 is mounted on the lower side in FIG. In this example, the support portion 18 is installed on the gantry B and rotatably holds the ball nut 16 via the bearing 19 to support the weight of the mass body 17. Therefore, the ball nut 16 is restricted from moving in the vertical direction in FIG. 1 in the axial direction by the support portion 18, but is allowed to rotate in the circumferential direction. In this way, the mass body 17 is rotatably supported by the support portion 18, so that the downward bias force in FIG. 1 due to the mass of the ball nut 16 and the mass body 17 does not act on the movable portion P. ing.

そして、アクチュエータＡの伸縮に伴って可動部Ｐが図１中上下動すると、螺子部１２ｂに螺合するボールナット１６が周方向へ回転し、質量体１７も同じく回転する。ボールナット１６および質量体１７が回転するとこれらの慣性によって可動部Ｐに対して動的な慣性抵抗が負荷される。 Then, when the movable portion P moves up and down in FIG. 1 as the actuator A expands and contracts, the ball nut 16 screwed into the screw portion 12b rotates in the circumferential direction, and the mass body 17 also rotates. When the ball nut 16 and the mass body 17 rotate, a dynamic inertial resistance is applied to the movable portion P by these inertias.

計算を簡単とするため、摩擦による抵抗がなくボールナット１６の質量を無視し質量体１７を円盤として、螺子部１２ｂのリードをＬ、質量体１７の直径をＤ、質量体１７の質量をｍとすると、質量体１７の可動部Ｐに移動方向の慣性質量は、（π２・Ｄ２・ｍ）／（２Ｌ２）となる。よって、リードＬの値に比して質量体１７の直径Ｄは非常に大きい。単に可動部Ｐに質量体１７を取り付けた場合の質量体１７の慣性質量はｍであるから、慣性質量付加部Ｍにて可動部Ｐに付加できる慣性質量は、質量体１７の質量ｍよりも非常に大きな質量になる。よって、小さな質量体１７を用いて可動部Ｐに大きな慣性質量を付加できる。なお、慣性質量付加部Ｍは、可動部Ｐの直線運動を質量体１７の回転運動へ変換できればよいので、可動部Ｐの直線運動に伴って回転するボールナット１６の回転運動を質量体１７へ伝達する伝達機構を有していてもよい。伝達機構は、たとえば、ベルト、チェーン、歯車といった機構で構成されればよい。 To simplify the calculation, there is no resistance due to friction, the mass of the ball nut 16 is ignored, the mass body 17 is used as a disk, the lead of the screw portion 12b is L, the diameter of the mass body 17 is D, and the mass of the mass body 17 is m. Then, the inertial mass in the moving direction to the movable portion P of the mass body 17 is (π 2 , D 2 , m) / (2L 2 ). Therefore, the diameter D of the mass body 17 is very large compared to the value of the lead L. Since the inertial mass of the mass body 17 when the mass body 17 is simply attached to the movable portion P is m, the inertial mass that can be added to the movable portion P by the inertial mass addition portion M is larger than the mass m of the mass body 17. It has a very large mass. Therefore, a large inertial mass can be added to the movable portion P by using the small mass body 17. Since the inertial mass addition portion M only needs to be able to convert the linear motion of the movable portion P into the rotational motion of the mass body 17, the rotational motion of the ball nut 16 that rotates with the linear motion of the movable portion P is transferred to the mass body 17. It may have a transmission mechanism for transmission. The transmission mechanism may be composed of, for example, a mechanism such as a belt, a chain, or a gear.

他方、コントローラＣは、本例では、シリンダ１０内の伸側室Ｒ１と圧側室Ｒ２の差圧を検知する圧力検知部２０と、アクチュエータＡの可動部Ｐの加速度を検知する加速度センサ２１と、前記差圧と前記加速度に基づいてサーボ弁１５を駆動する制御指令を求める制御演算部２２と、制御指令に基づいてサーボ弁１５を駆動する駆動部２３とを備えている。コントローラＣは、差圧フィードバックによってサーボ弁１５を駆動してアクチュエータＡを目標波形通りに伸縮させる。なお、詳細な制御方法の一例として、特開２０００−７４７８０に開示された制御方法を利用できる。具体的には、制御演算部２２は、試験体へ負荷すべき振動波形を指示する目標波形から目標差圧を求め、目標差圧と圧力検知部２０が検知した差圧との偏差から目標加速度を求め、目標加速度と加速度センサ２１が検知した可動部Ｐの加速度との偏差から制御指令を求める。 On the other hand, in this example, the controller C includes a pressure detection unit 20 that detects the differential pressure between the extension side chamber R1 and the compression side chamber R2 in the cylinder 10, an acceleration sensor 21 that detects the acceleration of the movable portion P of the actuator A, and the above. It includes a control calculation unit 22 that obtains a control command for driving the servo valve 15 based on the differential pressure and the acceleration, and a drive unit 23 for driving the servo valve 15 based on the control command. The controller C drives the servo valve 15 by the differential pressure feedback to expand and contract the actuator A according to the target waveform. As an example of a detailed control method, the control method disclosed in JP-A-2000-74780 can be used. Specifically, the control calculation unit 22 obtains the target differential pressure from the target waveform that indicates the vibration waveform to be loaded on the test body, and the target acceleration from the deviation between the target differential pressure and the differential pressure detected by the pressure detection unit 20. Is obtained, and the control command is obtained from the deviation between the target acceleration and the acceleration of the movable portion P detected by the acceleration sensor 21.

圧力検知部２０が検知する差圧は、アクチュエータＡが発揮する推力に比例するので、差圧フィードバックすれば、外乱入力を無視すればアクチュエータＡに目標波形を実現する推力を発揮させ得る。しかし現実には、可動部Ｐには摩擦力等による外乱が入力されるので、コントローラＣは、この外乱に対応するために加速度フィードバックを行って振動波形の歪を緩和する制御を行っている。このようなフィードバック制御を行えば、振動試験機１のシステムにおける共振周波数、共振点における減衰特性、共振周波数以下の低周波領域の特性を調整できるが、制御のみでは高周波領域の特性の変更はできない。 Since the differential pressure detected by the pressure detection unit 20 is proportional to the thrust exerted by the actuator A, if the differential pressure is fed back, the actuator A can exert the thrust to realize the target waveform if the disturbance input is ignored. However, in reality, since a disturbance due to frictional force or the like is input to the movable portion P, the controller C performs control to alleviate the distortion of the vibration waveform by performing acceleration feedback in order to deal with this disturbance. By performing such feedback control, the resonance frequency in the system of the vibration tester 1, the attenuation characteristic at the resonance point, and the characteristic in the low frequency region below the resonance frequency can be adjusted, but the characteristic in the high frequency region cannot be changed only by the control. ..

ところが、本発明の振動試験機１では、可動部Ｐに対して慣性質量付加部Ｍによって慣性質量を付加できる。このように慣性質量を付加すれば、可動部Ｐの質量に慣性質量を加えた質量がアクチュエータＡの可動する部分の全質量となるので高周波領域の特性の変更が可能となる。そして、慣性質量を大きくすれば、摩擦等の外乱による振動波形の歪を小さくできる。また、本発明の振動試験機１では、慣性質量付加部Ｍは慣性質量の負荷にあたり、可動部Ｐに錘を取り付けるのではなく、可動部Ｐに質量体１７の回転による慣性質量を付加するので、質量体１７の自重によるバイアスフォースが可動部Ｐに作用せず、振動波形にバイアスフォースに起因する歪を生じさせずに済む。 However, in the vibration tester 1 of the present invention, the inertial mass can be added to the movable portion P by the inertial mass adding portion M. When the inertial mass is added in this way, the mass obtained by adding the inertial mass to the mass of the movable portion P becomes the total mass of the movable portion of the actuator A, so that the characteristics in the high frequency region can be changed. Then, if the inertial mass is increased, the distortion of the vibration waveform due to disturbance such as friction can be reduced. Further, in the vibration tester 1 of the present invention, the inertial mass addition portion M hits the load of the inertial mass, and instead of attaching a weight to the movable portion P, the inertial mass due to the rotation of the mass body 17 is added to the movable portion P. , biasing forces due to the weight of the mass body 17 does not act on the movable portion P, it is not necessary to cause a distortion due to bias force to the vibration waveform.

以上より、本発明の振動試験機１によれば、試験体へ振動を与える可動部Ｐを有する直動型のアクチュエータＡと、可動部Ｐへ質量体１７の回転による慣性質量を付加する慣性質量付加部Ｍとを備えているので、摩擦等の外乱による振動波形の歪のみならずバイアスフォースに起因する歪も解消でき、振動波形の歪みを低減できる。 From the above, according to the vibration tester 1 of the present invention, the linear acting actuator A having the movable portion P that gives vibration to the test body and the inertial mass that adds the inertial mass due to the rotation of the mass body 17 to the movable portion P. Since the additional portion M is provided, not only the distortion of the vibration waveform due to the disturbance such as friction but also the distortion caused by the bias force can be eliminated, and the distortion of the vibration waveform can be reduced.

また、慣性質量付加部Ｍは、質量体１７の回転によって慣性質量を可動部Ｐに付加するから、質量体１７の質量ｍよりも非常に大きな慣性質量を可動部Ｐに付加できる。よって、質量体１７の質量ｍを小さくできるから、振動試験機１を軽量にできるとともに質量体１７の交換による特性のチューニング作業も容易となる。 Further, since the inertial mass adding portion M adds the inertial mass to the movable portion P by the rotation of the mass body 17, an inertial mass much larger than the mass m of the mass body 17 can be added to the movable portion P. Therefore, since the mass m of the mass body 17 can be reduced, the vibration tester 1 can be made lighter, and the characteristic tuning work by exchanging the mass body 17 becomes easy.

また、本例では、慣性質量付加部Ｍが可動部Ｐに設けた螺子部１２ｂと、螺子部１２ｂに螺合されるボールナット１６と、ボールナット１６の回転運動が伝達される質量体１７と、質量体１７を回転支持する支持部１８とを備えている。このように構成された振動試験機１によれば、簡単な構成で可動部Ｐの軸方向の直線運動を円滑に質量体１７の回転運動に変換して、可動部Ｐに質量体１７の回転による慣性質量を効率的に付加できる。 Further, in this example, the screw portion 12b provided by the inertial mass addition portion M on the movable portion P, the ball nut 16 screwed into the screw portion 12b, and the mass body 17 to which the rotational motion of the ball nut 16 is transmitted. , A support portion 18 that rotationally supports the mass body 17 is provided. According to the vibration tester 1 configured in this way, the linear motion in the axial direction of the movable portion P is smoothly converted into the rotational motion of the mass body 17 with a simple configuration, and the rotation of the mass body 17 is performed on the movable portion P. The inertial mass can be added efficiently.

なお、慣性質量付加部Ｍは、質量体１７の回転による慣性質量を可動部Ｐへ負荷できればよいので、他の構成で実現されてもよい。たとえば、図２に示すように、慣性質量付加部Ｍ１は、可動部Ｐにおけるピストンロッド１２に形成されるラック１２ｃと、ラック１２ｃに歯合するピニオンギア２５と、ピニオンギア２５の回転運動が伝達される質量体２６と、質量体２６を回転支持する支持部２７とで構成されてもよい。 The inertial mass addition portion M may be realized by another configuration as long as the inertial mass due to the rotation of the mass body 17 can be loaded on the movable portion P. For example, as shown in FIG. 2, the inertial mass addition portion M1 transmits the rotational motion of the rack 12c formed on the piston rod 12 in the movable portion P, the pinion gear 25 meshing with the rack 12c, and the pinion gear 25. It may be composed of a mass body 26 to be formed and a support portion 27 that rotationally supports the mass body 26.

質量体２６とピニオンギア２５とは、軸２８で連結されており、軸２８が架台Ｂ上に設置された支持部２７に回転自在に支持されている。このように、質量体２６、ピニオンギア２５および軸２８の重量は、支持部２７によって支持されているので、可動部Ｐに直接にこれらの重量は負荷されない。ピストンロッド１２には、螺子部１２ｂの代わりにラック１２ｃが設けられていて、ラック１２ｃにピニオンギア２５が歯合している。よって、アクチュエータＡが可動部Ｐを駆動すると、可動部Ｐの直線運動がラック１２ｃとピニオンギア２５によって質量体２６の回転運動に変換され、可動部Ｐに対して質量体２６の回転による慣性質量が付加される。 The mass body 26 and the pinion gear 25 are connected by a shaft 28, and the shaft 28 is rotatably supported by a support portion 27 installed on the gantry B. As described above, since the weights of the mass body 26, the pinion gear 25, and the shaft 28 are supported by the support portion 27, these weights are not directly loaded on the movable portion P. The piston rod 12 is provided with a rack 12c instead of the screw portion 12b, and the pinion gear 25 is meshed with the rack 12c. Therefore, when the actuator A drives the movable portion P, the linear motion of the movable portion P is converted into the rotational motion of the mass body 26 by the rack 12c and the pinion gear 25, and the inertial mass due to the rotation of the mass body 26 with respect to the movable portion P. Is added.

このように、質量体２６は、支持部２７によって回転自在に支持されており、可動部Ｐには、ピニオンギア２５、質量体２６および軸２８の質量による図２中下向きのバイアスフォースが作用しないようになっている。 As described above, the mass body 26 is rotatably supported by the support portion 27, and the downward bias force in FIG. 2 due to the mass of the pinion gear 25, the mass body 26, and the shaft 28 does not act on the movable portion P. It has become like.

よって、慣性質量付加部Ｍ１が可動部Ｐに設けたラック１２ｃと、ラック１２ｃに歯合するピニオンギア２５と、ピニオンギア２５の回転運動が伝達される質量体２６と、質量体２６を回転支持する支持部２７とで構成されても、摩擦等の外乱による振動波形の歪のみならずバイアスフォースに起因する歪も解消でき、振動波形の歪みを低減できる。このように構成された振動試験機１によれば、簡単な構成で可動部Ｐの軸方向の直線運動を円滑に質量体２６の回転運動に変換して、可動部Ｐに質量体２６の回転による慣性質量を効率的に付加できる。 Therefore, the rack 12c provided by the inertial mass addition portion M1 on the movable portion P, the pinion gear 25 meshing with the rack 12c, the mass body 26 to which the rotational motion of the pinion gear 25 is transmitted, and the mass body 26 are rotationally supported. Even if it is composed of the support portion 27, not only the distortion of the vibration waveform due to the disturbance such as friction but also the distortion caused by the bias force can be eliminated, and the distortion of the vibration waveform can be reduced. According to the vibration tester 1 configured in this way, the linear motion in the axial direction of the movable portion P is smoothly converted into the rotational motion of the mass body 26 with a simple configuration, and the rotation of the mass body 26 is performed on the movable portion P. The inertial mass can be added efficiently.

また、慣性質量付加部Ｍ１は、質量体２６の回転によって慣性質量を可動部Ｐに付加するから、質量体２６の質量よりも非常に大きな慣性質量を可動部Ｐに付加できる。よって、質量体２６の質量を小さくできるから、振動試験機１を軽量にできるとともに質量体２６の交換による特性のチューニング作業も容易となる。 Further, since the inertial mass adding portion M1 adds the inertial mass to the movable portion P by the rotation of the mass body 26, it is possible to add an inertial mass much larger than the mass of the mass body 26 to the movable portion P. Therefore, since the mass of the mass body 26 can be reduced, the vibration tester 1 can be made lighter, and the characteristic tuning work by exchanging the mass body 26 becomes easy.

なお、慣性質量付加部Ｍ１は、可動部Ｐの直線運動を質量体２６の回転運動へ変換できればよいので、可動部Ｐの直線運動に伴って回転するピニオンギア２５の回転運動を質量体２６へ伝達する伝達機構を有していてもよい。伝達機構は、たとえば、ベルト、チェーン、歯車といった機構で構成されればよい。 Since the inertial mass addition portion M1 only needs to be able to convert the linear motion of the movable portion P into the rotational motion of the mass body 26, the rotational motion of the pinion gear 25 that rotates with the linear motion of the movable portion P is transferred to the mass body 26. It may have a transmission mechanism for transmission. The transmission mechanism may be composed of, for example, a mechanism such as a belt, a chain, or a gear.

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, modifications, modifications, and changes can be made as long as they do not deviate from the claims.

１・・・振動試験機、１２ｂ・・・螺子部、１２ｃ・・・ラック、１６・・・ボールナット、１７，２６・・・質量体、１８，２７・・・支持部、２５・・・ピニオンギア、Ａ・・・アクチュエータ、Ｍ，Ｍ１・・・慣性質量付加部、Ｐ・・・可動部 1 ... Vibration tester, 12b ... Screw part, 12c ... Rack, 16 ... Ball nut, 17,26 ... Mass body, 18,27 ... Support part, 25 ... Pinion gear, A ... Actuator, M, M1 ... Inertial mass addition part, P ... Movable part

Claims (3)

試験体へ振動を与える可動部を有する直動型のアクチュエータと、
前記可動部の直線運動に伴って回転駆動される質量体を有して前記可動部へ前記質量体の回転による慣性質量を付加する慣性質量付加部とを備えた
ことを特徴とする振動試験機。 A linear actuator with a moving part that vibrates the test piece,
A vibration tester having a mass body that is rotationally driven by the linear motion of the movable portion, and provided with an inertial mass addition portion that adds an inertial mass due to the rotation of the mass body to the movable portion. .. 前記慣性質量付加部は、
前記可動部に設けた螺子部と、
前記螺子部に螺合されるボールナットと、
前記ボールナットの回転運動が伝達される前記質量体と、
前記質量体を回転支持する支持部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動試験機。 The inertial mass addition part is
With the screw part provided on the movable part,
A ball nut screwed into the screw portion and
The mass body to which the rotational motion of the ball nut is transmitted, and
The vibration tester according to claim 1, further comprising a support portion that rotationally supports the mass body. 前記慣性質量付加部は、
前記可動部に設けたラックと、
前記ラックに歯合するピニオンギアと、
前記ピニオンギアの回転運動が伝達される前記質量体と、
前記質量体を回転支持する支持部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動試験機。 The inertial mass addition part is
The rack provided on the movable part and
The pinion gear that meshes with the rack and
The mass body to which the rotational motion of the pinion gear is transmitted, and
The vibration tester according to claim 1, further comprising a support portion that rotationally supports the mass body.
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