JP2000136979A - 衝撃・振動試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、直下型地震での初期の高周波衝撃
荷重の後に続く低周波振動加速度を、前記振動伝達体を
介して連続的に作用させることができるような衝撃・振
動試験装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 衝突による衝撃力と加振力による振動加
速度とを供試体に順次若しくは同時に付加して該供試体
強度を試験する衝撃・振動試験装置において、衝突体の
衝突による衝撃力を前記供試体に直接若しくは間接的に
伝達する伝達体に両効きのアブソーバを配置し、前記衝
撃力付勢方向と反対方向に作用する運動エネルギー吸収
特性を持たせ、該吸収体の作用力が、前記衝突体の衝突
直後の所定変位量若しくは所定時間作用しないようにす
るとともに、供試体の飛び上がりを押さえ、かつ供試体
の飛び上がり後の自由落下を軟着座させるように構成し
た衝撃・振動試験装置を提案する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝撃荷重と振動加
速度とを供試体に付加して該供試体強度を試験する衝撃
・振動試験装置に係り、特に直下型地震に類する衝撃的
な応力波を効果的に付与可能な擬似地震試験装置として
適用可能な衝撃・振動試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より地震波には衝撃波に類する高周
波成分と低周波の２つの振動成分を有している。一方、
地震は海洋プレートの沈み込みによる海洋型地震と、活
断層等の存在する陸地直下で起きる直下型地震があり、
前者の海洋型地震の場合は地震発生源から陸地までが遠
いために、高周波成分が減衰し低周波が大きな問題とな
る。

【０００３】さて従来の地震対策は関東大震災がモデル
とされ、このため例えば相模プレートが沈み込んで発生
した地震源における京浜地区における地震防災のみが考
慮され、このため建築基準法や高圧ガス取り締まり法そ
の他の地震対策基準についても、阪神大震災以前は、地
震は海洋プレートの沈み込みによる海洋型地震が想定さ
れていたので、ゆっくりした周期の地震波形が想定され
ていたために低周波振動試験装置による破壊強度試験で
充分であった。

【０００４】しかしながら、阪神大震災のような直下型
地震では高周波成分が大きく影響し、この初期周期が短
く（周期Ｔが０．１ｓとほぼ同じか、若しくはより小さ
い）、速度が大きい（速度Ｖが１０ｃｍ／ｓとほぼ同じ
か、若しくはより大きい）場合は、固体の衝突以外の方
法でこの波形を発生させるのは難しい。

【０００５】また、前記直下型地震の場合は、シャルビ
ー衝撃試験法のような打撃物を供試体に衝突させる試験
方法では、衝撃試験の後に連続して低周波の振動試験を
行なうことはできない。また、例え２つの試験装置を組
合せることが出来たとしても、打撃物の衝撃荷重を上げ
るにつれて試験装置本体への衝撃が大きくなり、試験装
置本体の耐久性が低下するという問題がある。

【０００６】かかる課題に鑑み、衝撃試験の後に連続し
て低周波の振動試験を行なうことの出来る試験装置が特
開平９−２９２３０４号に開示されている。図８はかか
る公知の直撃地震に類する振動を発生する振動伝達体装
置で、基礎１００に一端が固定された三軸方向（Χ、
Ｙ、Ｚ）の加振機１０１に軸受１０２を介して連結され
た第１の加振テーブル１０５が設けられていると共に、
該第１の加振テーブル１０５には穴が開けられ軸受１０
６を介して第２の加振テーブル１０７が差込まれてい
る。１１１は加振機１０１夫々に地震波等の振動を付与
する油圧源である。

【０００７】第２の加振テーブル１０７は軸受１０６を
介して第１の加振テーブル１０５に対し、水平及び回転
方向に拘束され、垂直方向にのみ可動に構成され、供試
体１１０は前記第２の加振テーブル１０７上に搭載され
る。前記第２のテーブルの１０７下方には垂直方向に衝
撃荷重を加える衝撃加振機１０９が、油圧シリンダによ
り高速昇動可能に垂設されている。

【０００８】かかる従来技術においては、衝撃荷重を加
える垂直方向以外は拘束されているために、前記衝撃加
振機１０９を油圧シリンダにより高速に第２の加振テー
ブル１０７下面に衝突させて該第２の加振テーブル１０
７を介して供試体１１０に衝撃荷重を加えた後、加振機
１０１により第１及び第２の加振テーブル１０５，１０
７を介して前記衝撃試験の後に連続して地震波等の振動
試験を行なうことが出来る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらかかる従
来技術においてもなお次のような課題がある。即ち、衝
撃加振機１０９の高速昇動により該加振機頭部を第２の
加振テーブル１０７下面に衝突させた場合、衝突後第２
の加振テーブル１０７が大きく飛び上がり、落下時の衝
突荷重が生じ無視できなくなる。又逆に第２の加振テー
ブル１０７を第１の加振テーブル１０５に剛性的に固定
すれば前記衝撃荷重により第１の加振テーブル１０５が
破損してしまう。

【００１０】本発明はかかる技術的課題に鑑み、直下型
地震での初期の高周波衝撃荷重の後に続く低周波振動加
速度は、水平加振力と垂直加振力により振動成分を生成
する前記振動伝達体を介して連続的に作用させることが
でき、このため地震発生源が極めて近接している直々下
型地震に極めて有効な衝撃・振動試験装置を提供するこ
とを目的とする。本発明の他の目的は、衝突後の加振テ
ーブルが大きく飛び上がり、落下時の衝突荷重が生じる
ことなく、又衝撃荷重により加振テーブル等が破損する
ことのない衝撃・振動試験装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
かかる課題を解決するために、衝突による衝撃力と加振
力による振動加速度とを供試体に順次若しくは同時に付
加して該供試体強度を試験する衝撃・振動試験装置にお
いて、衝突体の衝突による衝撃力を前記供試体に直接若
しくは間接的に伝達する伝達体に、前記衝撃力付勢方向
と反対方向に作用する運動エネルギー吸収体を介装し、
該吸収体の作用力が、前記衝突体の衝突直後の所定変位
量若しくは所定時間作用しないように構成した衝撃・振
動試験装置を提案する。

【００１２】かかる発明によれば、運動エネルギー吸収
体により衝撃が作用したときに大きく飛び上がらせず且
つ前記衝突体の衝突直後の所定変位量若しくは所定時
間、吸収体の作用力が作用しないように構成したため
に、衝突時の運動エネルギが吸収されることなく精度の
良い衝撃試験が行なえる。

【００１３】請求項２記載の発明は、前記運動エネルギ
ー吸収体がショックアブソーバであり、該アブソーバ
の、流体圧を受圧して移動するピストンストローク初期
位置においてのみピストン受圧面側に高圧が生じないよ
うに流体圧の絞り調整をしたことを特徴とする。かかる
発明によれば、前記運動エネルギー吸収体がショックア
ブソーバで構成したために構成が簡単化すると共に、流
体圧の絞り調整のみで請求項１記載の発明が円滑に達成
し得る。

【００１４】請求項３記載の発明は、衝突による衝撃力
と加振力による振動加速度とを供試体に順次若しくは同
時に付加して該供試体強度を試験する衝撃・振動試験装
置において、衝突体の衝突による衝撃力を前記供試体に
直接若しくは間接的に伝達する伝達体に、前記衝撃力付
勢方向と反対方向の両方向に作用する、例えば両効きア
ブソーバ等の運動エネルギー吸収体を介装したことを特
徴とする。

【００１５】かかる発明によれば、両効きアブソーバ等
により運動エネルギー吸収体が衝撃力付勢方向と反対方
向の両方向に作用する為に、衝突体により突き上げられ
た供試体やその取り付け板が、自由落下により加振テー
ブルと衝突して、供試体や試験設備に悪影響を与えてし
まう恐れを解消できる。

【００１６】請求項４記載の発明は、前記吸収体の衝突
体の衝突による衝撃力を吸収する方向の作用力が、前記
衝突体の衝突直後の所定変位量若しくは所定時間作用し
ないように構成したことを特徴とし、これにより請求項
３記載の発明においても請求項１記載の効果と同様な効
果を上げることが出来る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。

【００１８】図７は、本発明の衝撃振動装置の衝撃荷重
印加方式の概念図である。同図に示すように、供試体３
に地震波形の縦波に相当する高周波応力波を発生させる
ため、コンクリートからなる供試体本体３１を鉄ブロッ
ク３０，３０で上下に挟持して反射による衝撃波を得る
ようにした供試体３を衝撃伝達テーブル２に設置した
後、衝撃伝達テーブル２下方より衝突体１を衝突させる
ものである。

【００１９】図６に応力波解析モデルの一例を示す。衝
突体１が衝撃伝達テーブル２に速度Ｖ₀で衝突する時、
供試体本体３１（コンクリート）に発生する圧縮衝撃応
力δ₃は図６の記号を用いると次式で与えられる。 δ₃＝ρ₃ｃ₃υ₃ ＝（４ρ₃ｃ₃Ｖ₀）／（Ｍ_１×Ｍ_２×Ｍ_３） ・・・・（１） 但し、Ｍ_１＝（１＋Ａ₁／Ａ₀）、 Ｍ_２＝（１＋Ａ₂／Ａ₁）、 Ｍ_３＝（１＋Ａ₃ρ₃ｃ₃／Ａ₂ρ₂ｃ₂） ρ：密度、ｃ：弾性波速度、υ：粒子速度、δ：応力 Ａ₀ ：衝突体１の断面積、Ａ₁ ：衝撃伝達テーブル２の
断面積、 Ａ₂ ：鉄ブロック３０，３０の断面積、Ａ₃ ：供試体本
体３１の断面積

【００２０】よって、今、構造が図６に示すような数値
をもつ時、供試体３のコンクリート（供試体本体３１）
を圧縮で破壊させる圧縮衝撃応力（δ₃＝３Ｋｇｆ／ｍ
ｍ²）を得るためには、衝突体１の衝突速度Ｖ₀ は１０
ｍ／ｓ以上が必要になる。そこで、図６の衝突体１の衝
突速度を１０ｍ／ｓにするためには、例えば大規模な油
圧システムが考えられる。

【００２１】図５はかかる衝撃荷重印加方式が組込まれ
た本発明の実施形態に係る衝撃振動装置で、コンクリー
トからなる供試体本体３１を鉄ブロック３０，３０で上
下に挟持して反射による衝撃波を得るようにした供試体
３を衝撃伝達テーブル２に設置した後、衝撃伝達テーブ
ル２下方より衝突体１を衝突させる油圧シリンダ等の発
射装置６を設けると共に、衝撃伝達テーブル２は中央に
穴７ａが開設された振動伝達テーブル７上に載設されて
いる。

【００２２】一方、固定ボルト軸１０は、衝撃伝達テー
ブル２から振動伝達テーブル７、固定シリンダ９（中空
式）、連結リング１３までを貫通し、かつ衝撃伝達テー
ブル２上面より突設した上端は固定ナット２ａにより、
また連結リング１３下面より突設した下端は固定ナット
２ｄにより螺着されている。これにより、衝撃伝達テー
ブル２と連結リング１３とは、固定ボルト軸１０によ
り、一体的に連結されている。又、前記両効き用ショッ
クアブソーバ８は、上端を前記振動伝達テーブル７に、
下端を連結リング１３に螺着されている。

【００２３】かかる構成によれば、固定シリンダ９の伸
張作動により前記衝撃伝達テーブル２と振動伝達テーブ
ル７は挟着固定され、逆に固定シリンダ９の縮小作動に
より衝撃伝達テーブル２と振動伝達テーブル７は挟着固
定から解放される。

【００２４】よって、固定シリンダ９を縮小作動させた
状態で、衝突体１により衝撃伝達テーブル２が衝撃を受
け、飛び上がり又は自由落下すると、連結リング１３も
同じ動きとなり、振動伝達テーブル７と連結リング１３
に挟着されているショックアブソーバ８は、衝撃力付勢
方向と反対方向の両方向に作用するように取付けられて
いる。そして前記ショックアブソーバ８は、該シリンダ
作動油圧を受圧して移動するピストンストローク初期位
置においてのみピストン受圧面側に高圧が生じないよう
に流体圧の絞り調整されている。（後記参照）

【００２５】かかる発明によれば図５に示すように、コ
ンクリートからなる供試体本体３１を鉄ブロック３０，
３０で上下に挟持して反射による衝撃波を得るようにし
た供試体３を衝撃伝達テーブル２に設置した後、円筒弾
からなる衝突体１を下方から衝撃伝達テーブル２に衝突
させ、その上の供試体３に最初に衝撃圧縮波を発生さ
せ、ついで供試体本体３１の自由端から反射による衝撃
引張波を発生させることができる。

【００２６】この衝撃伝達テーブル２を振動伝達テーブ
ル７に固定せずに設置すれば衝撃伝達テーブル２と供試
体３は大きく飛び上がり、落下時の衝突荷重が生じ無視
できなくなる。又逆に衝撃伝達テーブル２を振動伝達テ
ーブル７に剛性的に固定すれば前記衝撃荷重により振動
伝達テーブル７が破損してしまう。

【００２７】そこで本発明は前記衝撃伝達テーブル２と
振動伝達テーブル７間を固定シリンダ９及びボルト軸１
０により固定し振動伝達テーブル７からの飛び上がりを
少なくするとともに、連結リング１３によってショック
アブソーバ８を連結することで前記衝突体１の衝突直後
の所定変位量若しくは所定時間、ショックアブソーバ８
の作用力が作用しないように構成したために供試体３に
は衝撃体１の衝撃力を忠実に付与することができ、精度
よい衝撃試験が可能である。

【００２８】又両効きショックアブソーバ８が衝撃力付
勢方向と反対方向にも作用する為に、衝突体１により突
き上げられた供試体３やその取り付け板が、自由落下に
より供試体や試験設備に悪影響を与えてしまう恐れを解
消できる。

【００２９】その後、振動試験時には固定シリンダ９の
作用即ち固定シリンダ軸を伸ばして連結リング１３を押
し下げることで衝撃伝達テーブル２は振動伝達テーブル
７に固定、一体化され、加振機１１，１２によって生成
される地震波等の振動成分を前記振動伝達テーブル７及
び衝撃伝達テーブル２を介して供試体３に作用させるこ
とにより、直下型地震での初期の高周波衝撃荷重の後に
続く低周波振動加速度を連続して加えることができ、こ
のため地震発生源が極めて近接している直下型地震に類
する衝撃及び振動成分の加振が可能となる。なお、衝突
体１の発射装置６は、衝突体１の衝突速度Ｖが調整でき
るものなら油圧利用式でも重力利用式でも爆薬利用式等
のいずれでも可である。

【００３０】図１及び図２は、図５の実施形態の具体的
な装置に関する正面図及び断面図である。図１におい
て、コンクリートからなる供試体本体３１を鉄ブロック
３０，３０で上下に挟持して反射による衝撃波を得るよ
うにした供試体３を衝撃伝達テーブル２に設置してい
る。

【００３１】一方、振動伝達テーブル７は図２に示すよ
うに、仮想線で示すΧ軸／Ｙ軸方向夫々に各一対づつ配
設された水平加振機１１にΧ／Ｙ軸の２側面が当接し且
つその左右両側の下面は、中心を挟んで対角線状に夫々
配置された４つの垂直加振機１２上に設置され、該振動
伝達テーブル７をΧ、Ｙ、Ｚ軸の３次元方向に加振可能
に構成されている。振動伝達テーブル７の下面には、
Χ、Ｙ、Ｚ軸夫々の座標軸の振動を検知する加速度セン
サ１４，１５，１６が取り付けられ、該センサ１４，１
５，１６により３次元方向の振動検知が可能となる。

【００３２】方形盤状に形成された振動伝達テーブル７
中央には、開口孔７ａ1、７ａ2が段差状に開設され、ま
た、振動伝達テーブル７下面には衝突体１を中心として
その周囲に４５°間隔で８個のショックアブソーバ８が
設けられていると共に、該ショックアブソーバ取り付け
位置の間に８個の中空式固定シリンンダ９が設けられて
いる。（図１、図２参照）又、該固定シリンダ９の上部
の振動伝達テーブル７には開口孔７ｂが開設されてい
る。

【００３３】振動伝達テーブル７の上面７ｇには衝撃伝
達テーブル２が載置され、該衝撃伝達テーブル２の供試
体取り付け位置周囲には、前記８個の開口孔７ｂと対応
する開口穴２ｂが穿設されており、両開口穴７ｂ、２ｂ
を貫通するごとく固定ボルト軸１０が挿通されている。
該固定ボルト軸１０は、衝撃伝達テーブル２から振動伝
達テーブル７、固定シリンダ９、連結リング１３までを
貫通している。

【００３４】また、固定ボルト軸１０の上端は、図１丸
拡大図に示すように、衝撃伝達テーブル２上面より突設
し、フランジ型固定ナット２ａを固定ボルト軸１０上端
に螺着するとともに、該フランジ型固定ナット２ａを取
り付けボルト２ｃにより固着させ、固定ボルト軸１０と
衝撃伝達テーブル２とを一体的に固定している。同様に
固定ボルト軸１０の下端側も連結リング１３の側端部を
ナット２ｄによって連結リング１３に螺着している。こ
れにより、衝撃伝達テーブル２と連結リング１３とは、
固定ボルト軸１０により、一体的に連結されている。

【００３５】一方、ショックアブソーバ８は、片端を振
動伝達テーブル７に、片端を連結リング１３にボルト止
めされている。また、固定シリンダ９の片端は、振動伝
達テーブル７にボルト止めされているが、他端は連結リ
ング１３には固定されていない。

【００３６】この結果、衝撃・振動試験時において、固
定シリンダ９により連結リング１３を下方に押し下げる
ことにより該ボルト軸１０で振動伝達テーブル７と衝撃
伝達テーブル２とを固定する。従って、供試体３は衝撃
伝達テーブル２を介して振動伝達テーブル７と一体で運
動する。

【００３７】図３及び図４は、本発明の実施形態に係る
両効きショックアブソーバで、図３は正面断面図、図４
は図３のＢ−Ｂ断面図である。本ショックアブソーバ８
は、シリンダ６１とピストン軸８０からなる筒型油圧ア
ブソーバであり、そして該ピストン軸８０を往復動可能
に支持するシリンダ６１には、ピストン軸８０の往動面
側に位置する第一の油室５４と、該第一の油室５４の周
囲に設けた絞り穴壁５３の外周側に位置する第二の油室
５５と、該第二の油室５５と通路５７，５９を介して連
通し、前記ピストン軸８０の復動面側に位置する第三の
油室５６とからなり、前記第二の油室５５と第三の油室
５６とを連通する複数の通路５７，５９の内、一の通路
５７に第三の油室５６から第二の油室５５への逆流を阻
止する逆止弁５８を介装し、他の通路（絞り通路）５９
を前記一の通路５７より小径にして絞り機能を持たせ、
ピストン軸８０往動時には前記絞り穴壁５３によりピス
トン軸８０往動面側に位置する第一の油室５４内の作動
液を加圧して往動方向の運動エネルギーの吸収を図り、
ピストン軸８０復動時には前記絞り通路５９の絞り機能
によりピストン軸８０復動面に位置する第三の液室５６
内の作動液を加圧して復動方向の運動エネルギーの吸収
を図り、これにより両効き可能に構成している。

【００３８】又前記第三の油室５６反対側のピストンス
トローク終端側に位置する第二の油室５５の背部（図上
上部）に圧縮空気による予圧空間６０を形成し、ピスト
ン往動時に、前記予圧空間６０内の予圧を利用して第二
の油室５５から第三の油室５６への液流の侵入の容易化
を図っている。

【００３９】更に、該第一の油室５４と第二の油室５５
の間に設けた絞り穴壁５３の形状を図４に示すように、
第三の油室５６側の絞り通路５９は小径にして絞り機能
を持たせ、又ピストン軸８０のストローク側に位置する
絞り穴６４は、ピストン初期位置においては大径６４ａ
にし、往動方向に進むに連れ徐々に小径６４ｂになるよ
うに構成している。

【００４０】この結果本ショックアブソーバ８によれ
ば、ピストン往動時、ピストン受圧面側に高圧を生じさ
せる絞り穴６４が、ピストン初期位置においては大径６
４ａにし、往動方向に進むに連れ徐々に小径６４ｂに形
成している為に、流体圧を受圧して移動するピストンス
トローク初期位置においてのみピストン受圧面側に高圧
が生じない。この結果、流体圧の絞り調整のみで前記衝
突体の衝突直後の所定変位量若しくは所定時間、ショッ
クアブソーバ８の作用力が作用しないように構成するこ
とが出来る。

【００４１】かかる点をより詳細に説明すると、前記シ
ョックアブソーバ８は前記第三の油室５６と絞り通路５
９及び一の通路５７に設けた逆止弁５８の作用により、
衝撃力付勢方向と反対方向の両方向の運動エネルギーの
吸収を図ることができる。即ち前記衝撃力付勢方向にお
けるピストン往動時においては、前記逆止弁５８が開放
されているために絞り通路５９が作用することなく一の
通路５７を介して第二の油室５５より第三の油室５６へ
の作動油の流入が容易な状態にある。この結果第一の油
室５４と第二の油室５５の間に設けた絞り穴壁５３の形
状によりエネルギーの吸収が行なわれ、又第二の油室５
５には予圧空間６０が存在するために、その圧力により
一の通路５７より第三の油室５６側に円滑に油が流入す
る。

【００４２】一方、ピストン軸８０が衝撃力付勢方向の
反対方向である復動方向に作用する場合は、一の通路５
７は逆止弁５８により閉塞されるために、前記第三の油
室５６に貯溜した油が絞り通路５９のみを介して第二の
油室５５に連通する。そしてピストン軸８０の復動によ
り前記第三の油室５６に圧力がかかると、該第三の油室
５６内の作動油が絞り通路５９を戻る際に高圧化してエ
ネルギーの吸収が行なわれる。

【００４３】図１に戻り、発射装置６は配管を介して図
示しない油圧駆動装置と接続されるとともに、鉄製で円
筒状に形成された衝突体１は前記発射装置６の油圧力に
より垂直方向に急速に昇動する軸６ａ先端に固着され、
油圧の力で衝突体１を衝撃伝達テーブル下面２ｆに衝突
離間可能に構成されている。

【００４４】このように構成された本実施形態の動作は
図５と同様であるが簡単に説明すると、図１において、
衝撃試験時においては、固定シリンダ９を縮めることに
より固定ボルト軸１０での振動伝達テーブル７と衝撃伝
達テーブル２の一体化を解除させ、衝撃試験を行なう。
即ち衝突体１の衝突により供試体３は衝撃伝達テーブル
２と一体で運動しながら衝撃伝達テーブル２が衝撃的に
上昇下降して衝撃試験を行なう。

【００４５】この際、衝突体１の衝突により衝撃伝達テ
ーブル２が衝撃的に上昇下降する時、ショックアブソー
バ８が両効きで作用し、前記したように供試体３には衝
突体１が衝突する時の衝撃力が精度良く作用することに
なり、コントロール可能な衝撃試験を実施できる。次に
振動試験を行なう際には、固定シリンダ９を伸ばして連
結リング１３を押し下げ、固定ボルト軸１０によって振
動伝達テーブル７と衝撃伝達テーブル２を一体化する。
これにより供試体３は衝撃伝達テーブル２を介して振動
伝達テーブル７と一体で運動することになる。

【００４６】そして垂直加振機１２と水平加振機１１を
利用して３次元振動成分を振動伝達テーブル７に付与す
ることにより地震波試験が可能となる。よって、衝撃試
験に連続して振動試験が行なわれ、実際の直下型地震を
モデル化できる。

【００４７】以上詳述したように、本実施形態は、衝撃
試験と振動試験を連続して行なうように構成しているの
で、その初期周期が短く（周期Ｔが０．１ｓとほぼ同じ
か、若しくはより小さい）、速度は大きい（速度Ｖが１
０ｃｍ／ｓとほぼ同じか、若しくはより大きい）衝撃試
験に続いてゆっくりとした低周期振動試験を連続して行
なうことができ、直下型地震に対応する建築材料等の試
験を行なうことができる。

【００４８】また、本実施の形態は、予め衝突面積Ａ及
び密度ρが既知な衝突体１を用いて、予め設定された速
度Ｖで前記衝撃伝達テーブル２に衝突させているので、
その速度Ｖにおける応力σを付与することができる。よ
って、該衝突体１の速度Ｖを予め適宜変更設定して試験
することにより、供試体３の弾性限界を越えた応力σを
付与することができる。そして、衝突体１を衝突させる
ことにより衝撃を供試体３に与えた後に、該供試体３を
振動させて試験を行なっているので、一連の衝撃・振動
試験の結果として、構造物の各部材の最適な強度や形状
を容易に決定することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上記載のごとく請求項１及び請求項３
記載の発明によれば、運動エネルギー吸収体により衝撃
が作用したときに大きく飛び上がらせず且つ戻り側にお
いても軟着座させることが出来る。また、本発明は請求
項２に記載したように、流体圧を受圧して移動するピス
トンストローク初期位置においてのみピストン受圧面側
に高圧が生じないように流体圧の絞り調整をしたショッ
クアブソーバを用いれば、前記衝突体の衝突直後の所定
変位量若しくは所定時間、吸収体の作用力が作用しない
ようにできるので、前記衝突体の衝突時に運動エネルギ
ー吸収体の吸収力が作用することなく、精度よい衝撃力
の試験が可能となる。

【００５０】又本発明によれば、直下型地震での初期の
高周波衝撃荷重の後に続く低周波振動加速度は、水平加
振力と垂直加振力により振動成分を生成する前記振動伝
達テーブル７を介して連続的に作用させることができ、
このため地震発生源が極めて近接している直下型地震に
極めて有効である。

【００５１】また請求項３記載の発明によれば、前記衝
撃力付勢方向と反対方向の両方向に作用する運動エネル
ギー吸収体（両効きアブソーバ）を介装したために、衝
突体により突き上げられた供試体やその取り付け板が、
自由落下により加振テーブルと衝突して、供試体や試験
設備に悪影響を与えてしまう恐れを解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１及び図２は本発明の実施形態に係る衝撃
・振動試験装置を示す一構成図で、図１はその正面図で
ある。

【図２】 図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】 本発明の衝撃・振動試験装置に用いる両効き
ショックアブソーバの正面断面図である。

【図４】 図３の両効きショックアブソーバのＢ−Ｂ断
面図である。

【図５】 本発明の一実施形態に用いられる衝撃振動装
置の概略図である。

【図６】 図１の応力波解析モデルを示す図である。

【図７】 本発明の衝撃荷重印加方式の概念図である。

【図８】 従来技術に係る衝撃振動装置の概略図であ
る。

【符号の説明】

１ 円筒弾（衝突体） ２ 衝撃伝達テーブル ３ 供試体 ６ 発射装置 ７ 振動伝達テーブル ８ 両効きショックアブソーバ ９ 固定シリンダ（中空式） １０ 固定ボルト軸 １３ 支持リング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北洞 敬彦 愛知県小牧市大字東田中1200番地 三菱重 工業株式会社名古屋誘導推進システム製作 所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝突による衝撃力と加振力による振動加
   速度とを供試体に順次若しくは同時に付加して該供試体
   強度を試験する衝撃・振動試験装置において、 衝突体の衝突による衝撃力を前記供試体に直接若しくは
   間接的に伝達する伝達体に、前記衝撃力付勢方向と反対
   方向に作用する運動エネルギー吸収体を介装し、該吸収
   体の作用力が、前記衝突体の衝突直後の所定変位量若し
   くは所定時間作用しないように構成したことを特徴とす
   る衝撃・振動試験装置。
2. 【請求項２】 前記運動エネルギー吸収体がショックア
   ブソーバであり、該アブソーバの、流体圧を受圧して移
   動するピストンストローク初期位置においてのみピスト
   ン受圧面側に高圧が生じないように流体圧の絞り調整を
   したことを特徴とする請求項１記載の衝撃・振動試験装
   置。
3. 【請求項３】 衝突による衝撃力と加振力による振動加
   速度とを供試体に順次若しくは同時に付加して該供試体
   強度を試験する衝撃・振動試験装置において、 衝突体の衝突による衝撃力を前記供試体に直接若しくは
   間接的に伝達する伝達体に、前記衝撃力付勢方向と反対
   方向の両方向に作用する運動エネルギー吸収体を介装し
   たことを特徴とする衝撃・振動試験装置。
4. 【請求項４】 前記吸収体の衝突体の衝突による衝撃力
   を吸収する方向の作用力が、前記衝突体の衝突直後の所
   定変位量若しくは所定時間作用しないように構成したこ
   とを特徴とする請求項３記載の衝撃・振動試験装置。