発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

被試験体ＴＰとして、図１０（ａ）に示すように、柱状ゴムからなる弾性部材８１で構成された被試験体８０がある。この被試験体８０は、伸長方向及び圧縮方向の剛性が均等となる特性を有する。上述した振動試験装置８０１において、このような被試験体８０に対し荷重振動を加えると、図１１に示すように、試験開始後は目標振幅値Ａｔに向かって徐々に荷重の振幅値Ａが大きくなっていく。 一方、図１０（ｂ）に示すように、柱状ゴムからなる弾性部材８１と、弾性部材８１より硬質でかつ長さの短い金属などからなる支持部材８２と、を組み合わせて構成された複合的な被試験体９０がある。支持部材８２は、例えば、棒状のステンレスからなる本体部８２ａと、本体部８２ａの先端に貼り付けられたゴム製のシートからなる緩衝部８２ｂと、を有している。この被試験体９０は、変形量が所定値以下の範囲では伸長方向及び圧縮方向に剛性が均等で、かつ、変形量が所定値を超えると伸長方向の剛性に対して圧縮方向の剛性が急激に高くなる特性を有している。 そして、振動試験装置８０１において、被試験体８０と同様に、被試験体９０に対し荷重振動を加えると、図１２に示すように、試験開始直後は目標振幅値Ａｔに向かって徐々に荷重の振幅値Ａが大きくなるが、被試験体９０の変形量が所定値を超えた時点の期間Ｐ１において、アクチュエータ８１５のピストン８１５ｂが被試験体９０の支持部材８２に当たって圧縮方向の変位が抑制される。このとき、アクチュエータ８１５は指令信号に応じた動作（変位）を行おうとするため圧縮方向の荷重が急激に大きくなり、荷重振動の振幅に偏りが生じる。しかし、この期間Ｐ１では荷重の振幅値Ａ１が目標振幅値Ａｔに満たないため、その次の期間Ｐ２でさらに振幅値Ａを大きくするために、アクチュエータ８１５のピストン８１５ｂをより大きく変位させる指令信号が生成される。そして、この指令信号を受けてアクチュエータ８１５が動作すると、期間Ｐ２において圧縮方向の荷重がさらに大きくなり、荷重振動の振幅により大きな偏りが生じて、これにより、荷重の振幅値Ａ２が目標振幅値Ａｔを大きく超え、振動試験装置の安全機構が働いて当該振動試験装置が停止してしまうという問題があった。構成は荷重振動をフィードバックするものであったが、ピストン８１５ｂの変位振動（即ち、被試験体の変位振動）をフィードバックする構成においても同様の問題があった。 そこで、本発明は、伸長方向と圧縮方向とで剛性の異なる特性を有する被試験体に対して振動を加えたときに生じる恐れのある振動の偏りを抑制することができる振動試験装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

請求項１に記載された発明によれば、被試験体に加えられた荷重値を計測し、この荷重値に示される荷重振動の振幅値及び平均値を取得して、これら荷重振動の振幅値及び平均値が目標振幅値及び目標平均値に近づくように、これら荷重振動の振幅値及び平均値をフィードバックして振動手段への指令信号を生成する。そして、指令信号に対する荷重振動の平均値が取りうる期待値の範囲を取得して、荷重振動が安定する前の過渡状態において、荷重振動の平均値がその期待値の範囲に含まれるとき、直前の指令信号に対して荷重振動の振幅値及び平均値が所定の目標値に近づくようにフィードバック制御して指令信号を生成し、かつ、荷重振動の平均値がその期待値の範囲に含まれないとき、直前の指令信号からの振幅値の増加量が、直前の指令信号からの平均値の変化量の２倍以下となるように前記指令信号を生成する。 荷重振動が安定する前の過渡状態において、荷重振動の平均値がその期待値の範囲から外れたときは、被試験体の剛性の変化により荷重振動の振幅値が片側に大きく振れて偏りが生じたものと考えられる。このようなときに、新たに生成する指令信号において、直前の指令信号からの振幅値の増加量を、直前の指令信号に対して荷重振動の振幅値及び平均値が所定の目標値に近づくようにフィードバック制御して指令信号を生成することで、指令信号全体を、当該指令信号の振幅値におけるその中央値を挟んだ片側の増加量より大きくシフト（平均値を変化）させて、当該片側方向への荷重振動の振幅値の増加を抑制することができる。これにより、伸長方向と圧縮方向とで剛性の異なる特性を有する被試験体に対して振動を加えたときに生じる恐れのある振動の偏りを抑制することができる。 請求項２に記載された発明によれば、荷重振動の平均値がその期待値の範囲に含まれないとき、直前の指令信号からの振幅値の増加量が０となるように指令信号を生成する。そのため、指令信号全体を、当該指令信号の振幅値を増加することなくシフト（平均値を変化）させて、当該片側方向への荷重振動の振幅値の増加をより確実に抑制することができる。これにより、伸長方向と圧縮方向とで剛性の異なる特性を有する被試験体に対して振動を加えたときに生じる恐れのある振動の偏りをより確実に抑制することができる。 請求項３に記載された発明によれば、被試験体の変位値を計測し、この変位値に示される変位振動の振幅値及び平均値を取得して、これら変位振動の振幅値及び平均値が目標振幅値及び目標平均値に近づくように、これら変位振動の振幅値及び平均値をフィードバックして振動手段への指令信号を生成する。そして、指令信号に対する変位振動の平均値が取りうる期待値の範囲を取得して、変位振動が安定する前の過渡状態において、変位振動の平均値がその期待値の範囲に含まれるとき、直前の指令信号に対して変位振動の振幅値及び平均値が所定の目標値に近づくようにフィードバック制御して指令信号を生成し、かつ、変位振動の平均値がその期待値の範囲に含まれないとき、直前の指令信号からの振幅値の増加量が、直前の指令信号からの平均値の変化量の２倍以下となるように指令信号を生成する。 変位振動が安定する前の過渡状態において、変位振動の平均値がその期待値の範囲から外れたときは、被試験体の剛性の変化により変位振動の振幅値が片側に大きく振れて偏りが生じたものと考えられる。このようなときに、新たに生成する指令信号において、直前の指令信号に対して変位振動の振幅値及び平均値が所定の目標値に近づくようにフィードバック制御して指令信号を生成することで、指令信号全体を、当該指令信号の振幅値におけるその中央値を挟んだ片側の増加量より大きくシフト（平均値を変化）させて、当該片側方向への変位振動の振幅値の増加を抑制することができる。これにより、伸長方向と圧縮方向とで剛性の異なる特性を有する被試験体に対して振動を加えたときに生じる恐れのある振動の偏りを抑制することができる。 請求項４に記載された発明によれば、変位振動の平均値がその期待値の範囲に含まれないとき、直前の指令信号からの振幅値の増加量が０となるように指令信号を生成する。そのため、指令信号全体を、当該指令信号の振幅値を増加することなくシフト（平均値を変化）させて、当該片側方向への変位振動の振幅値の増加をより確実に抑制することができる。これにより、伸長方向と圧縮方向とで剛性の異なる特性を有する被試験体に対して振動を加えたときに生じる恐れのある振動の偏りをより確実に抑制することができる。