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JP3909843B2 - Coupled vibration tester - Google Patents
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JP3909843B2 - Coupled vibration tester - Google Patents

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JP3909843B2 JP2003006499A JP2003006499A JP3909843B2 JP 3909843 B2 JP3909843 B2 JP 3909843B2 JP 2003006499 A JP2003006499 A JP 2003006499A JP 2003006499 A JP2003006499 A JP 2003006499A JP 3909843 B2 JP3909843 B2 JP 3909843B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連成振動を実験的に学習する際に使用される連成振動実験器に関し、更に詳しくは、連成振子を用いた連成振動実験器に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、2つ以上の振動子が相互に作用を及ぼしながら振動する現象を連成振動という。連成振動は力学の基本概念の1つであり、自然界の様々な現象を理解する上で重要な振動現象である。従って、大学や高等専門学校のような専門的な教育現場において、理工系の学生がこうした振動現象を定量的に測定し、その結果を考察することにより理解を深めることが重要である。連成振動実験器はこうした際に利用されるものである。
【0003】
図6は、従来用いられている一般的な連成振動実験器10の概略斜視図である(例えば特許文献1、非特許文献1など参照)。この実験器10は2連成の振動系のものであって、図示しない支持体に対して、ナイフエッジによる支点12、14により、第1、第2なる2本の振子11、13が揺動自在に懸装されている。第1及び第2振子11、13は円筒コイルばね15を介して互いに連結されている。実験を行う際には、例えば第1振子11を図中のA方向に揺動させると、その振動エネルギーが円筒コイルばね15を経て第2振子13へと伝搬され、それによって第2振子13が揺動する。このときの振子11、13の振幅や位相を計測し、それらからそれぞれの角振動数を計算したり、或いは振動エネルギーが移動するのに要した時間を計測したりする。
【0004】
【特許文献1】
特開昭59−231578号公報(図2)
【非特許文献1】
「剛性連成振子 PT−60」、500号(教育用理化学器械)総合カタログ2001−2002、p.230、島津理化器械株式会社
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の連成振動実験器において、円筒コイルばね15は軸に平行な方向に伸縮するのみならず、軸に直交又は斜交する方向にも撓んだり捻れたりする。また、ばね15のリング間での衝突や摩擦も起きる。これら要因は全て振動エネルギーの損失を生じるため、これが計測の際の誤差の一因となり得る。また、振動解析を行うにはパラメータの一つとしてばね定数が必要であるが、円筒コイルばねのばね定数の計算は複雑である上に、高い精度で算出することは非常に困難である。更に別の問題として、上記のような従来の連成振動実験器では、実験の自由度が低いため、連成振動系の各種パラメータを変更した状態での計測が非常に困難である。
【0006】
本発明はかかる課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、取り扱いが容易でありながら精度の高い計測が可能である連成振動実験器を提供することにある。また、本発明の他の目的とするところは、連成振動系の各種パラメータの変更が容易で、バリエーションに富んだ計測が可能である連成振動実験器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段、及び効果】
上記課題を解決するために成された本発明に係る連成振動実験器は、互いに所定間隔離間し、それぞれ該離間方向と略直交する方向に揺動自在に設置された少なくとも2個の振子と、該少なくとも2個の振子を連結するトーションバーと、前記振子と前記トーションバーとの連結部の位置を、該トーションバーの延伸方向に移動可能とするための位置調整機構と、を備えることを特徴としている。
【0008】
周知のように、トーションバーは捻り変形によるばね作用を利用するもので、断面が例えば円形(中空又は中実)、矩形、六角等の棒状体である。例えば振子が2個である場合には、このトーションバーの2箇所に振子がそれぞれ固定される。一方の振子をその固定部を支点としてトーションバーの延伸方向と直交する方向に揺動させると、振動エネルギーがトーションバーを伝播して他方の振子に移動する。そして、他方の振子が同一方向に揺動する。
【0009】
トーションバーはその変形の態様がほぼ捻り方向のみに限定されるため、振動エネルギーが伝播する途中で損失が少なく、高精度な計測が行える。また、寸法や弾性係数からばね定数を高い精度で且つ比較的簡単に求めることができるので、振動の解析精度も向上する。更にまた、構造や動きが単純であるので、学習者が直感的に理解し易く、実験器としての学習効果が高い。
【0011】
具体的な一態様としては、略水平に架設されたビームと、該ビームの延伸方向に移動可能であるトーションバー支承部と、該トーションバー支承部により前記ビームの延伸方向と同一方向に延伸した状態で支承される前記トーションバーに対し、前記振子を移動可能に固定する振子固定部と、を備え、前記トーションバー支承部及び振子固定部により前記位置調整機構が構成されるものとすることができる。
【0012】
この構成では、位置調整機構により振子の固定位置を容易に変更することができるので、連成振動系の重要なパラメータの一つである、両振子を連結するトーションバーの有効長を適宜に且つ自由に変更することができる。また、トーションバー自体の交換も容易であるので、材質や寸法(断面の径や断面積等)の相違するものに交換することができる。更にまた、1本のトーションバーに2個の振子を装着するのみならず、3個以上の振子を装着することも容易である。従って、2連成のみならず、3連成以上の連成振動の実験も容易に行うことができる。
【0013】
また逆に1本のトーションバーに1個のみの振子を装着し、そこから離れた位置のトーションバー支承部においてトーションバーを固定すれば、連成振動系ではなく、振子に取り付けた重錘の慣性モーメントによる捻れ振動系を構成することができる。これにより、そのトーションバーのヤング率等の特性の測定を行うことが可能となる。
【0014】
なお、トーションバーの横剛性があまり大きくない場合、前記トーションバー支承部を、前記振子固定部を挟んで2個一対で設けることが好ましい。これにより、振子の揺動が安定し、計測の精度も向上する。
【0015】
以上のように、本発明に係る連成振動実験器によれば、従来に比べて、精度の高い実験が簡単に行える。また、連成振動系(及び捻れ振動系も)の各種パラメータを容易に且つ広範に変更することができる。その結果、教育現場における実験レベルとして、例えば高校生程度の初歩的な現象観察を目的とするものから、理系大学院生程度の高度な解析を要する実習レポートの作成等を目的とするものまで、非常に広い範囲で利用することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明に係る連成振動実験器の一実施例を、図1〜図5を参照して説明する。図1は本実施例の連成振動実験器20の外観斜視図、図2は図1中の矢印aの方向から見た部分的な上面図、図3は図2中の矢視線b-b’での断面図である。
【0017】
この連成振動実験器20では、水平を確保するために高さが調節自在である4本の脚部22に支持された台板21の両端に、一対の支柱23が立設されている。これら2本の支柱23の上端には、ネジ25により取り外し可能な状態で、ビーム24が水平に架設されている。この架設状態でのビーム24の断面は◇形状である(図3参照)。ビーム24の延伸方向の任意の位置には、任意の個数のクランパ26を装着することが可能であるが、基本的な構成としては、図1に示すように、近接した2個を一対とし、二対4個のクランパ26をそれぞれクランパ固定用ネジ27でビーム24に固定する。このクランパ固定用ネジ27の締付けを緩めれば、クランパ26はビーム24に沿って任意の位置に移動が可能である。
【0018】
各クランパ26には、上面がU字状に窪んだU字溝28aに形成されているU字受金具28が、金具固定用ネジ29により取り外し可能に固定されている。この4個のU字受金具28はビーム24の延伸方向に沿って略一直線上に並んだ状態となっており、それら4つのU字溝28aによりトーションバー30を水平に支承する。トーションバー30は例えばφ2.0mmの円柱棒体であり、U字溝28aの溝径はそれよりも一回り大きなφ3.5mmとしている。従って、僅かな範囲ではあるがU字溝28a内でトーションバー30は移動自在であり、両者の接触面積は狭いので摩擦は小さく、ここでの振動エネルギーの損失を非常に小さくすることができる。
【0019】
下端に近い位置にそれぞれ重錘34、36を装着して成る第1及び第2振子33、35の上端には、それぞれ振子固定金具31が設けられている。振子固定金具31は上面に深い縦溝を有し、該縦溝内に突出するように前方から固定用ネジ32が螺設されている。この振子固定金具31の縦溝に上からトーションバー30を嵌め込み、固定用ネジ32を締め付けることによって、振子33、35の上端がトーションバー30に固定される。このトーションバー30と固定用ネジ32との接触部付近が、振子33、35が揺動する際の支点となる。
【0020】
上述したようにクランパ26はビーム24に沿って任意の位置に移動自在であるが、好ましくは、図1及び図2に示すように、振子33、35は近接して取り付けられた2個のクランパ26で挟まれるように配置される。これにより、振子33、35の支点を挟んだ両側の比較的近い位置で、トーションバー30がU字受金具28により支承されることになる。ここで使用されるトーションバー30は断面積が小さく横剛性があまり高くないが、1つの支点を2個のU字受金具28で両側から支承することにより、振子33、35の揺動が不安定になることを防止することができる。
【0021】
第1及び第2振子33、35の基本的な揺動の方向は、トーションバー30の延伸方向Bと直交するA方向である。両振子33、35の直下の台板21上には、このA方向に、上記のような振子33、35の揺動の振幅を計測するためのスケール37が取り付けられている。振子33、35はビーム24及びトーションバー30の延伸方向Bにスライド移動が可能であるから、スケール37を固定しているネジ38を緩めることにより、スケール37も同様にB方向に移動可能である。
【0022】
本実施例の連成振動実験器20を用いて実験を行う際には、一方の、例えば第1振子33を図に示すA方向に揺動させる。すると、この振動エネルギーが支点を介してトーションバー30に伝播し、トーションバー30を経て他の支点から第2振子35に伝播する。これにより、第2振子35がA方向に揺動し始める。この振子33、35の揺動の振幅をスケール37で計測したり、両振子33、35の揺動の位相差を計測したりする。
【0023】
クランパ26はビーム24の任意の位置に移動が可能であるとともに、振子固定金具31はトーションバー30の任意の位置に移動が可能であるので、両振子33、35を連結するトーションバー30の有効長を任意に変更することができる。また、トーションバー30はU字受金具28のU字溝28aに載っているだけであり、固定用ネジ32を緩めるだけで振子固定金具31からトーションバー30を引き抜くことができる。従って、トーションバー30を材質や寸法、断面形状等が相違するものに容易に交換することができる。
【0024】
例えば、断面形状が長方形状であるような帯状のトーションバーを用いる場合、その断面の短辺がU字受金具28のU字溝28aの底に接触するようにトーションバーは装着される。この場合、トーションバーとU字溝28aとの摩擦はきわめて小さくなり、振動エネルギーの損失も殆ど生じない。従って、高精度の計測を行うのに非常に有効である。もちろん、それ以外の任意の断面形状、寸法、材質のトーションバーを使用できることは明らかである。
【0025】
更にまた、図1は2連成の構成であるが、ビーム24には可能な範囲で任意の個数のクランパ26を取り付けることができるから、例えば、一対のクランパと1個の振子の組を追加して取り付けさえすれば、3連成振子を構成することができる。もちろん、必要に応じてそれ以上の複数連成の構成も可能である。
【0026】
なお、振子33、35に取り付けられる重錘34、36の位置は上下にスライド移動が可能であるとともに、取り外して他の重量のものに交換することもできる。これによって、振動系の重要なパラメータの一つである慣性モーメントも、容易且つ自由に変更することができる。
【0027】
更にまた、この実験器20は、連成振動系以外に捻り振動系の実験にも利用することができる。図5は、捻り振動系の実験用に変更した実験器20’の構成を示す外観斜視図、図4は上記図3に相当する断面図である。
【0028】
ビーム24の一方の端部(図5では左端部)近くに1個のクランパ26を装着し、そのクランパ26には、上記のようなU字受金具28に代えて図4に示すようなトーションバー固定金具41を取り付ける。このトーションバー固定金具41は振子固定金具31と同様に、固定用ネジ42を螺入することによってトーションバー30を挟み込んで固定するものである。従って、この固定用ネジ42とトーションバー30との接触点近傍が、トーションバー30の固定点となる。
【0029】
一方、ビーム24の他端部側の構成は、図1の2連成振子の構成と同じである。従って、振子は第2振子35のみの構成となる。この構成において、第2振子35を図5に示すようにA方向に揺動させるとき、その揺動は上記固定点を支点とするトーションバー30のばね性に依存する。従って、揺動の振幅の状態を計測し、慣性モーメント等のパラメータを用いて計算を行うことにより、トーションバー30のヤング率等の特性を求めることができる。このように本実施例による連成振動実験器20は、容易に捻り振動系の実験器に変更することができる。
【0030】
なお、上記実施例は本発明の一例にすぎず、本発明の趣旨に沿って適宜変形や修正を行えることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る連成振動実験器の一実施例を示す外観斜視図。
【図2】 図1中の矢印aの方向から見た部分的な上面図。
【図3】 図2中の矢視線b-b’での断面図。
【図4】 捻れ振動系の実験を行う場合の、図3に相当する断面図。
【図5】 本実施例の連成振動実験器を捻れ振動系の構成に変更した場合の外観斜視図。
【図6】 従来の連成振動実験器を示す斜視図。
【符号の説明】
20…連成振動実験器
21…台板
22…脚部
23…支柱
24…ビーム
25、38…ネジ
26…クランパ
27…クランパ固定用ネジ
28…U字受金具
28a…U字溝
29…金具固定用ネジ
30…トーションバー
31…振子固定金具
32、42…固定用ネジ
33、35…振子
34、36…重錘
37…スケール
41…トーションバー固定金具
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coupled vibration experimenter used for experimentally learning coupled vibrations, and more particularly to a coupled vibration experimenter using a coupled pendulum.
[0002]
[Prior art]
In general, a phenomenon in which two or more vibrators vibrate while acting on each other is called coupled vibration. Coupled vibration is one of the basic concepts of mechanics and is an important vibration phenomenon for understanding various phenomena in nature. Therefore, it is important for science and engineering students to quantitatively measure these vibration phenomena and deepen their understanding by considering the results in professional education such as universities and colleges of technology. The coupled vibration tester is used in such cases.
[0003]
FIG. 6 is a schematic perspective view of a general coupled vibration experimental device 10 that has been conventionally used (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). This experimental apparatus 10 is of a two-coupled vibration system, and the first and second pendulums 11 and 13 are swung by a fulcrum 12 and 14 by a knife edge with respect to a support (not shown). Suspended freely. The first and second pendulums 11 and 13 are connected to each other via a cylindrical coil spring 15. In conducting the experiment, for example, when the first pendulum 11 is swung in the direction A in the figure, the vibration energy is propagated to the second pendulum 13 through the cylindrical coil spring 15, thereby causing the second pendulum 13 to move. Swing. The amplitude and phase of the pendulums 11 and 13 at this time are measured, and the angular frequency of each is calculated from them, or the time required for the vibration energy to move is measured.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 59-231578 (FIG. 2)
[Non-Patent Document 1]
“Rigidly Coupled Pendulum PT-60”, No. 500 (Educational physics and chemistry instrument) General Catalog 2001-2002, p. 230, Shimadzu Rika Instruments Co., Ltd. [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional coupled vibration experimental device as described above, the cylindrical coil spring 15 not only expands and contracts in a direction parallel to the axis, but also bends or twists in a direction perpendicular or oblique to the axis. Further, collision and friction between the rings of the spring 15 also occur. All of these factors cause loss of vibration energy, which can contribute to errors in measurement. Further, in order to perform vibration analysis, a spring constant is required as one of the parameters. However, calculation of the spring constant of the cylindrical coil spring is complicated and very difficult to calculate with high accuracy. As another problem, in the conventional coupled vibration experimental device as described above, since the degree of freedom of the experiment is low, it is very difficult to measure in a state where various parameters of the coupled vibration system are changed.
[0006]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a coupled vibration experimental device that can be easily handled while being easy to handle. Another object of the present invention is to provide a coupled vibration tester in which various parameters of the coupled vibration system can be easily changed and measurement can be performed in a variety of ways.
[0007]
[Means for solving the problems and effects]
The coupled vibration experiment device according to the present invention, which has been made to solve the above-mentioned problems, includes at least two pendulums that are spaced apart from each other by a predetermined distance and are swingable in a direction substantially perpendicular to the separation direction. A torsion bar that connects the at least two pendulums, and a position adjustment mechanism that enables the position of the connecting part between the pendulum and the torsion bar to move in the extending direction of the torsion bar. It is a feature.
[0008]
As is well known, the torsion bar utilizes a spring action caused by torsional deformation, and is a rod-shaped body having a cross section of a circle (hollow or solid), a rectangle, a hexagon, or the like. For example, when there are two pendulums, the pendulum is fixed at two locations on the torsion bar. When one pendulum is swung in the direction perpendicular to the extending direction of the torsion bar with the fixed portion as a fulcrum, vibration energy propagates through the torsion bar and moves to the other pendulum. The other pendulum swings in the same direction.
[0009]
Since the deformation mode of the torsion bar is limited only to the twisting direction, there is little loss during the propagation of vibration energy, and highly accurate measurement can be performed. Further, since the spring constant can be obtained with high accuracy and relatively easily from the dimensions and the elastic coefficient, the vibration analysis accuracy is also improved. Furthermore, since the structure and movement are simple, the learner can easily understand intuitively, and the learning effect as an experimental device is high.
[0011]
As a specific aspect, the beam laid substantially horizontally, the torsion bar support part movable in the extending direction of the beam, and the torsion bar support part extended in the same direction as the extending direction of the beam. A pendulum fixing portion for movably fixing the pendulum to the torsion bar supported in a state, and the position adjustment mechanism is configured by the torsion bar support portion and the pendulum fixing portion. it can.
[0012]
In this configuration, the fixed position of the pendulum can be easily changed by the position adjusting mechanism, so that the effective length of the torsion bar connecting the two pendulums, which is one of the important parameters of the coupled vibration system, is appropriately set. It can be changed freely. In addition, since the torsion bar itself can be easily replaced, it can be replaced with one having a different material or size (cross-sectional diameter, cross-sectional area, etc.). Furthermore, it is easy to mount not only two pendulums on one torsion bar but also three or more pendulums. Accordingly, not only two-coupled experiments but also three or more coupled vibration experiments can be easily performed.
[0013]
On the other hand, if only one pendulum is attached to one torsion bar, and the torsion bar is fixed at the torsion bar support part located away from the torsion bar, the weight attached to the pendulum is not a coupled vibration system. A torsional vibration system based on the moment of inertia can be configured. This makes it possible to measure characteristics such as Young's modulus of the torsion bar.
[0014]
In addition, when the lateral rigidity of the torsion bar is not so large, it is preferable to provide a pair of the torsion bar support portions with the pendulum fixing portion interposed therebetween. Thereby, the swinging of the pendulum is stabilized, and the measurement accuracy is improved.
[0015]
As described above, according to the coupled vibration experimental device according to the present invention, a highly accurate experiment can be easily performed as compared with the conventional case. Further, various parameters of the coupled vibration system (and torsional vibration system) can be easily and widely changed. As a result, the experiment level in the education field, for example, from the purpose of observing elementary phenomena as high school students, to the creation of training reports that require advanced analysis as high as science graduate students, It can be used in a wide range.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a coupled vibration experimental device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an external perspective view of the coupled vibration experimental device 20 of the present embodiment, FIG. 2 is a partial top view seen from the direction of arrow a in FIG. 1, and FIG. 3 is a line bb in FIG. It is sectional drawing in '.
[0017]
In this coupled vibration tester 20, a pair of support columns 23 are erected on both ends of a base plate 21 supported by four leg portions 22 that can be adjusted in height to ensure horizontality. A beam 24 is laid horizontally on the upper ends of these two columns 23 in a state where the beam 24 can be removed by screws 25. The cross section of the beam 24 in this installed state is a ◇ shape (see FIG. 3). It is possible to mount an arbitrary number of clampers 26 at an arbitrary position in the extending direction of the beam 24, but as a basic configuration, as shown in FIG. Two to four clampers 26 are fixed to the beam 24 with clamper fixing screws 27, respectively. If the tightening of the clamper fixing screw 27 is loosened, the clamper 26 can be moved along the beam 24 to an arbitrary position.
[0018]
A U-shaped metal fitting 28 formed in a U-shaped groove 28 a whose upper surface is recessed in a U shape is detachably fixed to each clamper 26 by a metal fitting fixing screw 29. The four U-shaped brackets 28 are arranged in a substantially straight line along the extending direction of the beam 24, and the torsion bar 30 is supported horizontally by the four U-shaped grooves 28a. The torsion bar 30 is, for example, a cylindrical rod body having a diameter of φ2.0 mm, and the groove diameter of the U-shaped groove 28a is set to φ3.5 mm that is slightly larger than that. Accordingly, the torsion bar 30 is movable within the U-shaped groove 28a although it is a slight range, and since the contact area between the two is narrow, the friction is small and the loss of vibration energy here can be very small.
[0019]
A pendulum fixing bracket 31 is provided at each of the upper ends of the first and second pendulums 33 and 35 each having a weight 34 and 36 mounted at a position close to the lower end. The pendulum fixing bracket 31 has a deep vertical groove on the upper surface, and a fixing screw 32 is screwed from the front so as to protrude into the vertical groove. The upper ends of the pendulums 33 and 35 are fixed to the torsion bar 30 by fitting the torsion bar 30 into the vertical groove of the pendulum fixing bracket 31 from above and tightening the fixing screw 32. The vicinity of the contact portion between the torsion bar 30 and the fixing screw 32 becomes a fulcrum when the pendulums 33 and 35 swing.
[0020]
As described above, the clamper 26 can be moved to any position along the beam 24. Preferably, as shown in FIGS. 1 and 2, the pendulums 33 and 35 have two clampers attached in close proximity. 26 to be sandwiched between. As a result, the torsion bar 30 is supported by the U-shaped bracket 28 at positions relatively close to both sides across the fulcrum of the pendulums 33 and 35. Although the torsion bar 30 used here has a small cross-sectional area and is not so high in lateral rigidity, the swinging of the pendulums 33 and 35 can be prevented by supporting one fulcrum from both sides with two U-shaped brackets 28. It can be prevented from becoming stable.
[0021]
The basic swing direction of the first and second pendulums 33 and 35 is the A direction orthogonal to the extending direction B of the torsion bar 30. A scale 37 for measuring the swing amplitude of the pendulums 33 and 35 as described above is mounted on the base plate 21 directly below the both pendulums 33 and 35 in the A direction. Since the pendulums 33 and 35 can be slid in the extending direction B of the beam 24 and the torsion bar 30, the scale 37 can be similarly moved in the B direction by loosening the screw 38 fixing the scale 37. .
[0022]
When conducting an experiment using the coupled vibration experiment device 20 of the present embodiment, one of the first pendulums 33 is swung in the A direction shown in the figure. Then, this vibration energy propagates to the torsion bar 30 via the fulcrum, and propagates from the other fulcrum to the second pendulum 35 via the torsion bar 30. As a result, the second pendulum 35 starts to swing in the A direction. The amplitude of the swing of the pendulums 33 and 35 is measured by the scale 37, or the phase difference of the swing of the pendulums 33 and 35 is measured.
[0023]
The clamper 26 can be moved to an arbitrary position of the beam 24 and the pendulum fixing bracket 31 can be moved to an arbitrary position of the torsion bar 30, so that the torsion bar 30 connecting both the pendulums 33 and 35 is effective. The length can be changed arbitrarily. Further, the torsion bar 30 is only placed in the U-shaped groove 28 a of the U-shaped metal fitting 28, and the torsion bar 30 can be pulled out from the pendulum fixing metal 31 simply by loosening the fixing screw 32. Therefore, the torsion bar 30 can be easily replaced with one having a different material, size, cross-sectional shape, or the like.
[0024]
For example, when a belt-like torsion bar having a rectangular cross section is used, the torsion bar is mounted such that the short side of the cross section is in contact with the bottom of the U-shaped groove 28a of the U-shaped bracket 28. In this case, the friction between the torsion bar and the U-shaped groove 28a becomes extremely small, and vibration energy is hardly lost. Therefore, it is very effective for performing highly accurate measurement. Of course, it is obvious that a torsion bar having any other cross-sectional shape, size, and material can be used.
[0025]
Furthermore, although FIG. 1 shows a two-coupled configuration, an arbitrary number of clampers 26 can be attached to the beam 24 as much as possible. For example, a pair of clampers and one pendulum is added. As long as it is attached, a triple coupled pendulum can be constructed. Of course, it is possible to have a multiple coupled structure if necessary.
[0026]
The positions of the weights 34 and 36 attached to the pendulums 33 and 35 can be slid up and down, and can be removed and replaced with other weights. As a result, the moment of inertia, which is one of the important parameters of the vibration system, can be easily and freely changed.
[0027]
Furthermore, the experimental device 20 can be used for an experiment of a torsional vibration system in addition to the coupled vibration system. FIG. 5 is an external perspective view showing the configuration of an experimental device 20 ′ modified for a torsional vibration system experiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to FIG.
[0028]
One clamper 26 is mounted near one end (the left end in FIG. 5) of the beam 24, and the torsion as shown in FIG. A bar fixing bracket 41 is attached. Like the pendulum fixing bracket 31, the torsion bar fixing bracket 41 sandwiches and fixes the torsion bar 30 by screwing a fixing screw 42. Accordingly, the vicinity of the contact point between the fixing screw 42 and the torsion bar 30 is a fixing point of the torsion bar 30.
[0029]
On the other hand, the configuration on the other end side of the beam 24 is the same as the configuration of the double coupled pendulum of FIG. Therefore, the pendulum has only the second pendulum 35. In this configuration, when the second pendulum 35 is swung in the direction A as shown in FIG. Therefore, characteristics such as the Young's modulus of the torsion bar 30 can be obtained by measuring the state of the swing amplitude and performing calculation using parameters such as moment of inertia. Thus, the coupled vibration experiment device 20 according to the present embodiment can be easily changed to a torsional vibration system test device.
[0030]
It should be noted that the above embodiment is merely an example of the present invention, and it is apparent that appropriate modifications and corrections can be made in accordance with the spirit of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view showing an embodiment of a coupled vibration experimental device according to the present invention.
FIG. 2 is a partial top view as seen from the direction of arrow a in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line bb ′ in FIG. 2;
FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 3 when an experiment of a torsional vibration system is performed.
FIG. 5 is an external perspective view when the coupled vibration experimental device of the present embodiment is changed to a torsional vibration system configuration.
FIG. 6 is a perspective view showing a conventional coupled vibration experimental device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Coupled vibration experiment device 21 ... Base plate 22 ... Leg part 23 ... Support column 24 ... Beam 25, 38 ... Screw 26 ... Clamper 27 ... Clamper fixing screw 28 ... U-shaped metal fitting 28a ... U-shaped groove 29 ... Metal fitting fixing Screw 30 ... Torsion bar 31 ... Pendulum fixing bracket 32, 42 ... Fixing screw 33, 35 ... Pendulum 34, 36 ... Weight 37 ... Scale 41 ... Torsion bar fixing bracket

Claims (3)

互いに所定間隔離間し、それぞれ該離間方向と略直交する方向に揺動自在に設置された少なくとも2個の振子と、該少なくとも2個の振子を連結するトーションバーと、前記振子と前記トーションバーとの連結部の位置を、該トーションバーの延伸方向に移動可能とするための位置調整機構と、を備えることを特徴とする連成振動実験器。At least two pendulums spaced apart from each other by a predetermined distance and arranged to be swingable in a direction substantially orthogonal to the separation direction, a torsion bar connecting the at least two pendulums, the pendulum and the torsion bar, And a position adjusting mechanism for allowing the position of the connecting portion to move in the extending direction of the torsion bar . 略水平に架設されたビームと、該ビームの延伸方向に移動可能であるトーションバー支承部と、該トーションバー支承部により前記ビームの延伸方向と同一方向に延伸した状態で支承される前記トーションバーに対し、前記振子を移動可能に固定する振子固定部と、を備え、前記トーションバー支承部及び振子固定部により前記位置調整機構が構成されることを特徴とする請求項に記載の連成振動実験器。The beam installed substantially horizontally, the torsion bar support part movable in the extending direction of the beam, and the torsion bar supported in the state extended by the torsion bar support part in the same direction as the extending direction of the beam respect, Coupling according to claim 1, wherein the pendulum includes a pendulum fixing portion for movably securing the said torsion bar bearing and the position adjusting mechanism by pendulum fixing unit characterized in that it is configured Vibration tester. 前記トーションバー支承部は、前記振子固定部を挟んで2個が一対であることを特徴とする請求項に記載の連成振動実験器。The coupled vibration tester according to claim 2 , wherein two of the torsion bar support portions are paired with the pendulum fixing portion interposed therebetween.
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