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JP4948153B2 - Centrifugal loading device - Google Patents
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a centrifugal force loading device having a short rotation arm length, placeable on a narrow space, capable of loading a great centrifugal force onto an experimental sample. <P>SOLUTION: On one end side of the rotation arm, a platform 7 for both dynamic and static experiments suspended rockably between horizontal beams 4<SB>1</SB>, 4<SB>2</SB>is provided, and a back plate 10 for preventing vibration caused by a reaction at a sample excitation time by seating thereon an outer surface bottom part of the platform 7 in the swung-up state horizontally by a centrifugal force is provided. On the other end side of the rotation arm, a platform 12 for an exclusive static experiment having no back plate mechanism suspended rockably between the pair of horizontal beams 4<SB>1</SB>, 4<SB>2</SB>is provided, and each balance weight 14, 14 is provided on the outward of a suspension position of the platform for the exclusive static experiment of the pair of horizontal beams, to be supported by frame bodies 16, 16 wherein the center shaft of the balance weight is positioned on a straight line P connecting the center Q of the balance weight to the center S of a rotating shaft 1. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、盛土や地盤等の強度実験等を、これらの縮尺模型を使用し、その縮尺度に応じた遠心力を付与することにより、上記盛土や地盤等の実物大の重さを再現して行なう遠心力載荷装置の構造に関する。   The present invention reproduces the full-scale weight of the above-mentioned embankment, ground, etc. by applying a centrifugal force according to the scale scale for strength experiments, etc. of embankment, ground, etc., using these scale models. This relates to the structure of a centrifugal loading device.

この種の遠心力載荷装置としては、図6に示すような構造のものが、一般的に知られている。すなわち、遠心基台2にて垂直に支持された回転軸1と、該回転軸1に取り付けられ、回転軸1を中心に水平回転する回転アーム4と、回転アーム4両端の回転軸1から等距離の位置に、該回転アーム4と直角な水平軸8で揺動自在に吊り下げられた一対のプラットホーム17,17とを備えており、一方のプラットホーム17に試料の縮尺模型9を載せ、他方のプラットホーム17にダミーのウエイト18を載せて、回転軸1に回転を付与し、回転アーム4を高速回転させると、一対のプラットホーム17,7が回転アーム4と平行な位置まで振り上げられ、試料の縮尺模型9に遠心力が負荷される仕組みのものである。   As this type of centrifugal force loading device, one having a structure as shown in FIG. 6 is generally known. That is, the rotating shaft 1 vertically supported by the centrifuge base 2, the rotating arm 4 attached to the rotating shaft 1 and rotating horizontally around the rotating shaft 1, the rotating shafts 1 at both ends of the rotating arm 4, etc. A pair of platforms 17, 17, which are swingably suspended by a horizontal axis 8 perpendicular to the rotary arm 4, are provided at a distance, and the scale model 9 of the sample is placed on one platform 17, while the other When a dummy weight 18 is placed on the platform 17 and rotation is applied to the rotary shaft 1 to rotate the rotary arm 4 at a high speed, the pair of platforms 17 and 7 are swung up to a position parallel to the rotary arm 4, This is a mechanism in which centrifugal force is applied to the scale model 9.

ところで、このような遠心力載荷装置を用いて行なう実験には、静的実験と動的実験とがある。静的実験とは、例えば、大深度地下の掘削や建物の不同沈下などの地盤安定化に関する実験で、試料の縮尺模型9に対して単に回転アーム4の高速回転による遠心力のみを長時間負荷して行なうような実験である。また動的実験とは、例えば、地震時における地盤と構造物の挙動を予測する実験で、試料の縮尺模型9に対して回転アーム4の高速回転による遠心力を負荷するとともに、振動等の加力を付与するような実験である。   By the way, there are a static experiment and a dynamic experiment in an experiment performed using such a centrifugal loading device. A static experiment is an experiment related to ground stabilization, such as deep underground excavation or uneven settlement of a building. For example, a centrifugal force due to high-speed rotation of the rotary arm 4 is simply applied to the scale model 9 for a long time. It is an experiment to be performed. The dynamic experiment is, for example, an experiment for predicting the behavior of the ground and the structure at the time of an earthquake. A centrifugal force due to high-speed rotation of the rotary arm 4 is applied to the scale model 9 of the sample, and vibration and the like are applied. It is an experiment that gives power.

しかし、前記図6に示した構造の遠心力載荷装置では、静的実験はできても、動的実験を正確に行なうことはできなかった。すなわち、回転アーム4が高速回転する遠心力場において、水平に振り上げられたプラットホーム17に搭載されている試料の縮尺模型9に対して振動台等で振動を付与すると、その反力によりプラットホーム17全体が振動し、振動台が停止するなどの悪影響が生じて、上記縮尺模型9に加振すべき地震波の正確な再現ができなくなるのである。   However, in the centrifugal loading device having the structure shown in FIG. 6, a dynamic experiment could not be accurately performed even though a static experiment could be performed. That is, in the centrifugal force field where the rotating arm 4 rotates at a high speed, if vibration is applied to the scale model 9 of the sample mounted on the platform 17 swung up horizontally by a vibration table or the like, the entire platform 17 is caused by the reaction force. As a result, the seismic wave to be vibrated on the scale model 9 cannot be accurately reproduced.

このため、最近の遠心力載荷装置では、動的実験における上記のような反力を負担する対策として、図7に示すように、回転アーム4の両端部を延長して、遠心力にて水平に振り上げられた状態のプラットホーム17底部が着座し、反力による振動等の動きが吸収されるようにしたプラットホーム17のバックプレート10,10が設けられている。これにより、静的実験のみならず動的実験においても地震波等の正確な再現が可能となった。(特許文献1参照)   For this reason, in a recent centrifugal loading device, as shown in FIG. 7, as shown in FIG. The back plate 10, 10 of the platform 17 is provided so that the bottom of the platform 17 in the state of being swung up is seated and the movement such as vibration caused by the reaction force is absorbed. As a result, it was possible to accurately reproduce seismic waves in dynamic experiments as well as static experiments. (See Patent Document 1)

特開2002−357511号公報JP 2002-357511 A

しかしながら、このようなバックプレート10,10付きの遠心力載荷装置は、回転アーム4の全長Lがほぼ同じで着座部の無い従来の同規模の遠心力載荷装置に比べると、バックプレート10を設けた分だけ有効半径R’(回転軸1中心Sから遠心力にて水平に振り上げられた状態のプラットホームの試料載置面までの距離)が短くなり、プラットホーム17に載せた資料の縮尺模型9に対して負荷される遠心力が小さくなる。したがって、同程度の性能で比べると、新たにバックプレート10付きの遠心力載荷装置を導入する場合には、バックプレートの無い従来の遠心力載荷装置よりも、必然的に回転アーム4の全長Lが長く、規模的に大きなものとなるために、従来の設置スペースをそのまま利用することができず、設置スペースの拡張工事や、別の広い設置スペースを用意する必要等が生じて、導入に支障をきたす場合が多々あった。   However, the centrifugal loading device with the back plates 10 and 10 has the back plate 10 as compared with the conventional centrifugal loading device having the same overall length L of the rotary arm 4 and no seating portion. Accordingly, the effective radius R ′ (the distance from the center S of the rotating shaft 1 to the sample mounting surface of the platform that is swung up horizontally by centrifugal force) is shortened, and the scale model 9 of the material placed on the platform 17 is reduced. On the other hand, the centrifugal force loaded becomes small. Therefore, when compared with the same level of performance, when a centrifugal loading device with a back plate 10 is newly introduced, the total length L of the rotating arm 4 is inevitably higher than that of a conventional centrifugal loading device without a back plate. Since the installation space is long and large, the conventional installation space cannot be used as it is, and installation work for the installation space or the need to prepare another wide installation space arises. There were a lot of cases.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、回転アームにプラットホームのバックプレートを備える動的実験が可能な構造でありながら、回転アーム長さが短く、狭いスペースに設置することが可能で、しかも静的実験時には、プラットホームに載せた資料の縮尺模型に対して大きな遠心力を負荷することができる遠心力載荷装置の提供を目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and has a structure in which a dynamic experiment can be performed by providing a platform back plate on a rotating arm, but the rotating arm has a short length and is installed in a narrow space. An object of the present invention is to provide a centrifugal loading device capable of applying a large centrifugal force to a scale model of a material placed on a platform during a static experiment.

上記目的を達成する本発明の遠心力載荷装置は、動力にて回転駆動される垂直な回転軸に支持され、該回転軸を挟んで両側に対峙する対の水平ビームよりなる回転アームの一端側に、上記水平ビーム間に揺動自在に吊り下がる動的・静的両実験用プラットホームを設けるとともに、遠心力にて水平に振り上げられた状態の上記動的・静的両実験用プラットホームの外面底部を着座させて試料加振時の反力による振動を防止するバックプレートを設け、前記回転アームの他端側に、前記対の水平ビーム間に揺動自在に吊り下がるバックプレート機構のない静的実験専用プラットホームを設けるとともに、対の水平ビームの上記静的実験専用プラットホーム吊り下げ位置外方に、それぞれバランスウェイトを設けて、これらの各バランスウェイトを、対応する各水平ビームの外側面より外方へ突出し、その中心軸が上記バランスウェイトの中心と回転軸中心とを結ぶ直線上に位置する伸縮可能なフレーム体で支持するように構成したことを特徴とする。   The centrifugal loading device of the present invention that achieves the above object is supported by a vertical rotating shaft that is rotationally driven by power, and one end side of a rotating arm that is composed of a pair of horizontal beams facing each other across the rotating shaft. In addition, a dynamic and static experimental platform suspended in a swingable manner between the horizontal beams is provided and the bottom of the outer surface of the dynamic and static experimental platform swung horizontally by centrifugal force. A back plate that prevents the vibration due to the reaction force when the sample is vibrated is provided, and the other end of the rotating arm has no back plate mechanism that swings freely between the pair of horizontal beams. In addition to providing an experimental platform, a pair of horizontal beams is provided outside the above-described static experimental platform suspension position of the pair of horizontal beams. , It is configured to be supported by a stretchable frame body that protrudes outward from the outer surface of each corresponding horizontal beam and whose center axis is located on a straight line that connects the center of the balance weight and the rotation axis center. Features.

この場合、バランスウェイトは、その中央部にピンを通して複数個を積み重ねた重量調整可能な構造に設けておくのが良く、バランスウェイトを支持するフレーム体は、軸方向に伸縮可能な構造であるのが望ましい。また、回転アームは、回転軸を中心として、その一端側または他端側へ一定量水平移動するバランス微調整機能を備えておくのが好ましい。   In this case, the balance weight is preferably provided in a weight-adjustable structure in which a plurality of weights are stacked through pins at the center, and the frame body that supports the balance weight has a structure that can be expanded and contracted in the axial direction. Is desirable. Further, it is preferable that the rotary arm has a fine balance adjustment function that horizontally moves a certain amount to the one end side or the other end side around the rotation axis.

上記構成よりなる本発明の遠心力載荷装置によれば、回転アームの一端側がバックプレートを有する動的・静的両実験用のプラットホームを備え、その他端側がバックプレートのない静的実験専用のプラットホームを備えた構造となっている。したがって、回転アームの全長は、回転アームの両端にバックプレートを備えたものに比べて短く、狭いスペースへの設置が可能である。しかも、動的、静的の両実験が可能であり、特に静的実験においては、大きな有効半径が確保でき、実験試料に対して大きな遠心力を負荷することができる。   According to the centrifugal loading device of the present invention having the above-mentioned configuration, the platform for exclusive use in static experiments is provided with a platform for both dynamic and static experiments in which one end side of the rotary arm has a back plate and the other end side has no back plate. It has a structure with. Therefore, the total length of the rotary arm is shorter than that of the rotary arm provided with the back plate at both ends, and the rotary arm can be installed in a narrow space. In addition, both dynamic and static experiments are possible. Particularly in static experiments, a large effective radius can be secured, and a large centrifugal force can be applied to the experimental sample.

また、回転アームの一端側と他端側の構造的相違による重量のアンバランスが、回転アームの他端側に設けたバランスウェイトの重量を調整することにより解消されるから、回転アームは常にスムーズに回転し、実験に支障をきたすことがない。   In addition, the unbalance in weight due to the structural difference between the one end side and the other end side of the rotating arm is eliminated by adjusting the weight of the balance weight provided on the other end side of the rotating arm, so the rotating arm is always smooth. It will not interfere with the experiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1〜図3は、本発明に係る遠心力載荷装置を地下ピットに設置した一例であり、1は回転軸、4は回転アーム、7は動的・静的両実験用プラットホーム、10はバックプレート、12は静的実験専用プラットホーム、14,14はバランスウェイトを示している。   1 to 3 show an example in which a centrifugal loading device according to the present invention is installed in an underground pit. 1 is a rotating shaft, 4 is a rotating arm, 7 is a platform for both dynamic and static experiments, and 10 is a back. The plate, 12 is a platform for static experiments, and 14 and 14 are balance weights.

すなわち、回転軸1は、ピット内のほぼ中央部に遠心基台2により垂直に支持され、動力Mにて回転駆動されるようになっている。また、回転軸1の頂部には、スリップリング3が設けてあり、これを介して装置内に取り付けられた各種計測器からの情報が外部へ取り出せるようになっている。   That is, the rotating shaft 1 is vertically supported by the centrifugal base 2 at a substantially central portion in the pit, and is rotated by the power M. In addition, a slip ring 3 is provided on the top of the rotary shaft 1, and information from various measuring instruments attached to the inside of the apparatus can be taken out via the slip ring 3.

回転アーム4は、上記回転軸1の中央部に取り付けてあり、回転軸1の回転に伴って水平回転する。この回転アーム4は、図4に示すように、回転軸1を挟んで両側に対峙する対の水平ビーム41 ,42 よりなり、これらの水平ビーム41 ,42 の中央部が、回転軸1周囲に固定された計測器搭載用の上下の板状フレーム5a,5b間に挟持される形で取り付けられている。なお、図示例では、水平ビーム41 ,42 を取り付ける上下の板状フレーム5a,5b間に、バランス微調整用の油圧シリンダ6,6が組み込みんであり、これらの油圧シリンダ6,6を同期的に伸縮させると、その量に応じて回転アーム4全体が、その一端側4’方向または他端側4”方向へと上記板状フレーム5a,5b間を摺動するようになっている。 The rotating arm 4 is attached to the central portion of the rotating shaft 1 and rotates horizontally as the rotating shaft 1 rotates. As shown in FIG. 4, the rotating arm 4 is composed of a pair of horizontal beams 4 1 and 4 2 facing each other across the rotating shaft 1, and the central portions of these horizontal beams 4 1 and 4 2 are rotated. It is attached so as to be sandwiched between upper and lower plate-like frames 5a and 5b for mounting a measuring instrument fixed around the shaft 1. In the illustrated example, hydraulic cylinders 6 and 6 for fine adjustment of balance are incorporated between the upper and lower plate frames 5a and 5b to which the horizontal beams 4 1 and 4 2 are attached, and these hydraulic cylinders 6 and 6 are synchronized. When it is extended or contracted, the entire rotary arm 4 slides between the plate-like frames 5a and 5b in the direction of the one end 4 ′ or the other end 4 ″ depending on the amount.

回転アーム4の一端側4’には、動的・静的両実験用のプラットホーム7と、そのバックプレート10とが設けてある。対の水平ビーム41 ,42 間に吊り下げられた動的・静的両実験用のプラットホーム7は、溝形の枠体形状をなし、その平坦な試料搭載面7a両側の側壁面7b,7b上端部が、それぞれ対応する水平ビーム41 ,42 に軸8,8にて可回転に取り付けられている。そして、回転アーム4が回転し、遠心力がかかると、実験試料の縮尺模型9またはカウンターウェイトを搭載する試料搭載面7aが、水平ビーム41 ,42 と平行に揺動するようになっている。また、このプラットホーム7は、その外面底部7cを円弧面に形成して、後述するバックプレート10に着座しやすくしている。 On one end side 4 ′ of the rotating arm 4, a platform 7 for both dynamic and static experiments and a back plate 10 are provided. A platform 7 for both dynamic and static experiments suspended between a pair of horizontal beams 4 1 and 4 2 has a groove-like frame shape, and side wall surfaces 7b on both sides of the flat sample mounting surface 7a. 7b upper end portions are rotatably attached to the corresponding horizontal beams 4 1 and 4 2 by shafts 8 and 8, respectively. When the rotating arm 4 rotates and a centrifugal force is applied, the scale mounting model 9 or the sample mounting surface 7a on which the counterweight is mounted swings in parallel with the horizontal beams 4 1 and 4 2. Yes. Further, the platform 7 has an outer surface bottom portion 7c formed in an arc surface so that it can be easily seated on a back plate 10 described later.

バックプレート10は、回転アーム4他端側4’の対の水平ビーム41 ,42 を所要長さ延長して、その両延長部41 ’,42 ’間に設けられている。バックプレート10の内面側には、前記プラットホーム7の外面底部7cと密に嵌合する円弧面状の着座デッキ11が取り付けてある。この着座デッキ11は、上記プラットホーム7が遠心力により対の水平ビーム41 ,42 と平行に振り上げられた際に、プラットホーム7の外面底部7cを、そのデッキ面に密に嵌合させ、着座させることにより、動的実験時の各種加力の反力でプラットホーム7に伝播する振動等の動きを吸収するものである。 The back plate 10 is provided between the extended portions 4 1 ′ and 4 2 ′ by extending the pair of horizontal beams 4 1 and 4 2 on the other end side 4 ′ of the rotating arm 4 by a required length. On the inner surface side of the back plate 10, there is attached an arcuate seating deck 11 that fits closely with the outer bottom 7 c of the platform 7. When the platform 7 is swung up in parallel with the pair of horizontal beams 4 1 and 4 2 by centrifugal force, the seating deck 11 is seated by closely fitting the outer bottom 7c of the platform 7 to the deck surface. By doing so, the motions such as vibrations propagating to the platform 7 are absorbed by reaction forces of various applied forces during dynamic experiments.

ちなみに、図示例の遠心力載荷装置は、回転アーム4の全長Lが5355mmであり、その一端側4’における回転軸1中心Sから端部までの長さL1 は2750mm、有効半 径R’は2200mmとなっている。また、プラットホーム7は、これを吊り下げる軸8中心から外部底面7cまでの高さTが1000mmで、試料搭載面7aが950mm×1100mmの大きさとなっている。 Incidentally, the centrifugal force loading device of the illustrated example, the overall length L of the rotary arm 4 is 5355Mm, one end 4 'length L 1 from the axis of rotation 1 center S at the up end 2750Mm, effective half the diameter R' Is 2200 mm. Further, the platform 7 has a height T of 1000 mm from the center of the shaft 8 from which it is suspended to the outer bottom surface 7c, and the sample mounting surface 7a has a size of 950 mm × 1100 mm.

回転アーム4の他端側4”には、静的実験専用のプラットホーム12と、バランスウェイト14,14とが設けてあり、前記のようなバックプレートは設けられていない。静的実験専用のプラットホーム12は、前記した一端側4’のプラットホーム7とほぼ同様の溝形の枠体形状をなしているが、その平坦な試料搭載面12aは前記した一端側4’のプラットホームよりも一回り大きく形成してあり、より大きな実験試料の縮尺模型9またはカウンターウェイトが搭載できるようになっている。このプラットホーム12は、その試料搭載面12a両側の側壁面12b,12b上端部が、それぞれ対応する水平ビーム41 ,42 の端部に軸13,13にて可回転に吊り下げてある。そして、回転アーム4が回転し、遠心力がかかると、実験試料の縮尺模型9またはカウンターウェイトを搭載した試料搭載面12aが、水平ビーム41 ,42 と平行に揺動するようになっている。プラットホーム12の外面底部12Cは平坦面に形成してある。 The other end side 4 ″ of the rotary arm 4 is provided with a platform 12 dedicated to static experiments and balance weights 14 and 14, and is not provided with a back plate as described above. 12 has a groove-like frame shape substantially the same as the platform 7 on the one end side 4 ', but the flat sample mounting surface 12a is formed slightly larger than the platform on the one end side 4'. Thus, the scale model 9 or counterweight of a larger experimental sample can be mounted on the platform 12. The upper ends of the side wall surfaces 12b and 12b on both sides of the sample mounting surface 12a are respectively corresponding horizontal beams. 4 1 and 4 2 are rotatably suspended by shafts 13 and 13. When the rotating arm 4 rotates and a centrifugal force is applied, A sample mounting surface 12a on which the scale model 9 or the counterweight is mounted swings in parallel with the horizontal beams 4 1 and 4 2. The outer surface bottom portion 12C of the platform 12 is formed on a flat surface.

バランスウェイト14,14は、図5に示すように、いずれも複数個の金属ウェイト14’(図示例では円盤状)を、これらの中心部にピン15を通して複数段に積み重ねてなる(総重量500kg)ものである。したがって、積み重ねる金属ウェイト14’の個数を調節することにより、重量調整が可能となっている。これらのバランスウェイト14,14は、いずれも対応する対の水平ビーム41 ,42 のプラットホーム12吊り下げ部(軸13取り付け位置)外方に位置するように、水平ビーム41 ,42 の外側面同位置より突出する支持フレーム16,16にて支持されている。各支持フレーム16,16は、所要長さのアーム状をなし、その中心軸が、支持するバランスウェイト14の中心Qと回転軸1の中心Sとを結ぶ直線P上に位置するように配置してある。図示例の各支持フレーム16,16は、一定長さに固定したものであるが、支持フレーム全体を油圧シリンダ等で形成し、その伸縮操作により各バランスウェイト14,14の位置を上記直線Pに沿って移動調整できるようにしておいてもよい。 As shown in FIG. 5, each of the balance weights 14 and 14 is formed by stacking a plurality of metal weights 14 '(in the illustrated example in a disk shape) in a plurality of stages through pins 15 at the center (total weight 500 kg). ) Therefore, the weight can be adjusted by adjusting the number of metal weights 14 'to be stacked. These balance weights 14 and 14 are both to be located in the horizontal beams 4 1, 4 2 platform 12 suspended portion (shaft 13 mounting position) outside of the corresponding pair of horizontal beams 4 1, 4 2 It is supported by support frames 16 and 16 protruding from the same position on the outer surface. Each support frame 16, 16 has an arm shape with a required length, and is arranged so that its central axis is located on a straight line P connecting the center Q of the balance weight 14 to be supported and the center S of the rotary shaft 1. It is. Each of the support frames 16 and 16 in the illustrated example is fixed to a certain length. However, the entire support frame is formed of a hydraulic cylinder or the like, and the position of each balance weight 14 and 14 is set to the straight line P by the expansion / contraction operation. It may be possible to adjust the movement along.

ちなみに、回転アーム4の他端側4”における回転軸1中心Sから端部までの長さL2 は2605mm、有効半径R’は2380mmとなっている。また、プラットホーム12は、これを吊り下げる軸13中心から外部底面12cまでの高さTが1080mmで、試料搭載面12aが950mm×1500mmの大きさとなっている。 Incidentally, the length L 2 from the center S to the end of the rotating shaft 1 at the other end side 4 ″ of the rotating arm 4 is 2605 mm, and the effective radius R ′ is 2380 mm. The platform 12 suspends it. The height T from the center of the shaft 13 to the external bottom surface 12c is 1080 mm, and the sample mounting surface 12a is 950 mm × 1500 mm.

上記構成よりなる本発明の遠心力載荷装置を使用するには、まず、行なおうとする実験が動的実験であるか、静的実験であるかを見極める。そして動的実験である場合には、回転アーム4の一端側4’に吊り下げられた動的・静的両実験用プラットホーム7に実験試料の縮尺模型9を搭載し、他端側4”のプラットホーム12には、上記縮尺模型に見合う重量のカウンターウェイトを搭載する。また、実験内容が静的実験である場合には、その規模により、比較的大きな遠心力を必要とする場合に、回転アーム4他端側4”の静的実験専用プラットホーム12に実験試料の縮尺模型9を搭載し、他端側4”のプラットホーム12には、上記縮尺模型に見合う重量のカウンターウェイトを搭載する。さほど大きな遠心力を必要としない静的実験では、上記一端側4’のプラットホーム7に実験試料の縮尺模型9を搭載する。   In order to use the centrifugal loading device of the present invention having the above-described configuration, first, it is determined whether an experiment to be performed is a dynamic experiment or a static experiment. In the case of a dynamic experiment, a scale model 9 of an experimental sample is mounted on both the dynamic and static experimental platform 7 suspended on one end side 4 ′ of the rotating arm 4 and the other end side 4 ″ is mounted. A counterweight having a weight suitable for the scale model is mounted on the platform 12. If the experiment is a static experiment, the rotating arm may be used when a relatively large centrifugal force is required due to its scale. The scale model 9 of the experimental sample is mounted on the platform 12 for static experiments on the other end side 4 ″, and a counterweight having a weight corresponding to the scale model is mounted on the platform 12 on the other end side 4 ″. In a static experiment that does not require centrifugal force, a scale model 9 of an experimental sample is mounted on the platform 7 on the one end side 4 ′.

そして、動的、静的のいずれの実験を行なう場合でも、バックプレート10を備える回転アーム4の一端側4’は、バックプレートのない他端側4”よりも重く、両側で重量のアンバランスを生じているから、これを遠心力の負荷時において、バランスするように事前に調節しておく。表1は、その一例である。   In both dynamic and static experiments, one end side 4 ′ of the rotary arm 4 provided with the back plate 10 is heavier than the other end side 4 ″ without the back plate, and the weight is unbalanced on both sides. Table 1 shows an example of this adjustment, which is adjusted in advance so as to balance when a centrifugal force is applied.

Figure 0004948153
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すなわち、まず、「停止時アンバランス量」として、実験開始前の回転アーム4両側4’,4”の各プラットホーム7,12が吊り下がった状態(図1に実線で示す状態)における、回転軸1を中心とする回転アーム4の一端側4’(動的・静的両実験用プラットホーム7側)に掛かる総重量(4910kgm)と、同じく回転軸1を中心とする回転アーム4の他端側4”(静的実験専用プラットホーム12側)に掛かる総重量(2998kgm)とを、それぞれ算出する。   That is, first, as the “unbalance amount at the time of stop”, the rotation axis in a state where the platforms 7 and 12 on both sides 4 ′ and 4 ″ of the rotary arm 4 before the start of the experiment are suspended (indicated by a solid line in FIG. 1). The total weight (4910 kgm) applied to one end side 4 '(both dynamic and static experimental platform 7 side) of the rotating arm 4 centered on 1, and the other end side of the rotating arm 4 also centered on the rotating shaft 1 The total weight (2998 kgm) applied to 4 ″ (the static experiment dedicated platform 12 side) is calculated.

次いで、「回転時アンバランス量」として、上記の各算出値をもとに、回転アーム4が回転し、その両側4’,4”の各プラットホーム7,12が遠心力にて水平に振り上げられた状態(図1に想像線で示す状態)における、前記回転アーム4の一端側4’(動的・静的両実験用プラットホーム7側)の総重量(5384kgm)と、同じく他端側4”(静的実験専用プラットホーム12側)の総重量(4000kgm)とを、それぞれ予測算出する。   Next, as the “rotational unbalance amount”, the rotating arm 4 rotates based on the above calculated values, and the platforms 7 and 12 on both sides 4 ′ and 4 ″ are swung up horizontally by centrifugal force. The total weight (5384 kgm) of one end side 4 ′ (both dynamic and static experimental platform 7 side) of the rotating arm 4 in the state (shown by the imaginary line in FIG. 1) and the other end side 4 ″ The total weight (4000 kgm) of the static experiment dedicated platform 12 side is predicted and calculated.

そうして、上記他端側4”(静的実験専用プラットホーム12側)の予測値(4000kgm)が、一端側4’(動的・静的両実験用プラットホーム7側)の予測値(5384kgm)に限りなく近づくように、バランス微調整用の油圧シリンダ6,6を作動させるとともに、回転アーム他端側4”にある両バランスウェイト14,14の重量を調整するのである。   Then, the predicted value (4000 kgm) of the other end side 4 ″ (the static experiment dedicated platform 12 side) is the predicted value (5384 kgm) of the one end side 4 ′ (the dynamic and static experimental platform 7 side). The hydraulic cylinders 6 and 6 for fine balance adjustment are operated so as to approach as much as possible, and the weights of the balance weights 14 and 14 on the other end side 4 ″ of the rotary arm are adjusted.

表1の例では、上記の「バランスウェイト調整量」が「344kg×2×1.6m=1385.6kgm」となっており、この調整によって、回転アーム4の一端側4’と他端側4”の「アンバランス量」が、回転アーム4の停止時には526.4kgmであっても、遠心力のかかる回転時には僅か1.6kgmとなっており、重量バランスの均衡したスムーズな回転運動が実現されている。   In the example of Table 1, the “balance weight adjustment amount” is “344 kg × 2 × 1.6 m = 1385.6 kgm”, and by this adjustment, one end side 4 ′ and the other end side 4 of the rotary arm 4 are obtained. "Unbalance amount" is 526.4 kgm when the rotating arm 4 is stopped, but only 1.6 kgm when the centrifugal force is applied, and a smooth rotational motion with a balanced weight balance is realized. ing.

本発明に係る遠心力載荷装置の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the centrifugal loading apparatus which concerns on this invention. 図1の平面図である。It is a top view of FIG. 図1のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 図1のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 図4のC−C断面拡大図である。It is CC sectional enlarged view of FIG. 従来の遠心力載荷装置の一例を説明する正面図である。It is a front view explaining an example of the conventional centrifugal force loading apparatus. 従来の他の遠心力載荷装置の一例を説明する正面図である。It is a front view explaining an example of other conventional centrifugal loading devices.

符号の説明Explanation of symbols

1 回転軸
4 回転アーム
1 ,42 対の水平ビーム
6 バランス微調整用油圧シリンダ
7 動的・静的両実験用プラットホーム
9 実験試料の縮尺模型
10 バックプレート
11 着座デッキ
12 静的実験専用プラットホーム
14 バランスウェイト
16 支持フレーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating shaft 4 Rotating arm 4 1 and 4 2 pairs of horizontal beams 6 Hydraulic cylinder for fine balance adjustment 7 Platform for both dynamic and static experiments 9 Scale model of experimental sample 10 Back plate 11 Seating deck 12 Platform for static experiments 14 Balance weight 16 Support frame

Claims (4)

動力にて回転駆動される垂直な回転軸に支持され、該回転軸を挟んで両側に対峙する対の水平ビームよりなる回転アームの一端側に、上記水平ビーム間に揺動自在に吊り下がる動的・静的両実験用プラットホームを設けるとともに、遠心力にて水平に振り上げられた状態の上記動的・静的両実験用プラットホームの外面底部を着座させて試料加振時の反力による振動を防止するバックプレートを設け、前記回転アームの他端側に、前記対の水平ビーム間に揺動自在に吊り下がるバックプレート機構のない静的実験専用プラットホームを設けるとともに、対の水平ビームの上記静的実験専用プラットホーム吊り下げ位置外方に、それぞれバランスウェイトを設けて、これらの各バランスウェイトを、対応する各水平ビームの外側面部より外方へ突出し、その中心軸が上記バランスウェイトの中心と回転軸中心とを結ぶ直線上に位置するフレーム体で支持するように構成したことを特徴とする遠心力載荷装置。   A motion that is supported by a vertical rotating shaft that is rotationally driven by power, and swings between the horizontal beams on one end side of a rotating arm that is composed of a pair of horizontal beams facing both sides of the rotating shaft. Both the static and static experimental platforms are installed, and the bottom of the outer surface of both the dynamic and static experimental platforms swung up horizontally by centrifugal force is seated to vibrate due to the reaction force during sample excitation. A back plate for preventing static electricity and a platform for static experiments without a back plate mechanism swingably suspended between the pair of horizontal beams on the other end of the rotating arm, and the static beam of the pair of horizontal beams Balance weights are provided outside the platform suspension position for the special experiment, and each balance weight is moved outward from the outer surface of each corresponding horizontal beam. Out, centrifugal force loading apparatus to which the central axis is characterized by being configured to support the frame body located on the straight line connecting the rotation center and the center of the balance weight. バランスウェイトは、その中央部にピンを通して複数個を積み重ねた重量調整可能な構造である請求項1に記載の遠心力載荷装置。   The centrifugal force loading device according to claim 1, wherein the balance weight has a weight adjustable structure in which a plurality of balance weights are stacked through a pin at a central portion thereof. バランスウェイトを支持するフレーム体は、その軸方向に伸縮可能である請求項1又は2に記載の遠心力載荷装置。   The centrifugal force loading device according to claim 1 or 2, wherein the frame body that supports the balance weight can be expanded and contracted in an axial direction thereof. 回転アームは、回転軸を中心として、その一端側または他端側へと一定量水平移動するバランス微調整機能を備えている請求項1又は2、3に記載の遠心力載荷装置。   4. The centrifugal force loading device according to claim 1, wherein the rotary arm has a balance fine adjustment function of horizontally moving a fixed amount horizontally toward one end side or the other end side around the rotation axis.
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