JP2005195414A - Pneumatic material testing machine - Google Patents

Pneumatic material testing machine Download PDF

Info

Publication number
JP2005195414A
JP2005195414A JP2004000885A JP2004000885A JP2005195414A JP 2005195414 A JP2005195414 A JP 2005195414A JP 2004000885 A JP2004000885 A JP 2004000885A JP 2004000885 A JP2004000885 A JP 2004000885A JP 2005195414 A JP2005195414 A JP 2005195414A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pneumatic
testing machine
material testing
test piece
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004000885A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4059197B2 (en
Inventor
Terutsugu Matsubara
輝次 松原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2004000885A priority Critical patent/JP4059197B2/en
Publication of JP2005195414A publication Critical patent/JP2005195414A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4059197B2 publication Critical patent/JP4059197B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pneumatic material testing machine loading a test piece with a medium grade load of about 1,000N-5,000N. <P>SOLUTION: A pneumatic cylinder device 15 is used as an actuator for loading the test piece TP gripped by a pair of grippers 16, 17. A piston rod 40 of the pneumatic cylinder device 15 constitutes a noncontact type air bearing on a part penetrating the end of the pneumatic cylinder device 15. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、空圧式材料試験機に関するものである。   The present invention relates to a pneumatic material testing machine.

従来から、負荷用アクチュエータとして油圧シリンダ装置を用いた材料試験機が知られている（例えば、特許文献１）。油圧シリンダ装置による材料試験機は、一般には、５０００Ｎから数百ｋＮ程度の高負荷荷重で試験片を負荷する場合に使用される。   Conventionally, a material testing machine using a hydraulic cylinder device as a load actuator has been known (for example, Patent Document 1). A material testing machine using a hydraulic cylinder device is generally used when a test piece is loaded with a high load of about 5000 N to several hundred kN.

また、近年、１００Ｎから５００Ｎ程度の小さい負荷荷重で試験片を負荷する材料試験機として、電磁アクチュエータを用いるものが知られている（例えば、特許文献２）。   In recent years, as a material testing machine that loads a test piece with a small load of about 100 N to 500 N, an apparatus using an electromagnetic actuator is known (for example, Patent Document 2).

特開平１０−３８７８０号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-38780 特開平１１−４０４１３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-40413

しかし、従来、１０００Ｎから５０００Ｎ程度の中程度の負荷荷重で試験片を負荷する場合の材料試験も、適当な材料試験機がなく、油圧シリンダによる材料試験機により行われている。油圧シリンダによる材料試験機には、以下のような欠点がある。   However, conventionally, a material test when a test piece is loaded with a medium load of about 1000 N to 5000 N has been performed by a material testing machine using a hydraulic cylinder without an appropriate material testing machine. The material testing machine using a hydraulic cylinder has the following drawbacks.

（１）油圧シリンダは重量が重い。このことは、試験片を負荷して回転させた状態で、試験片にＸ線を照射して行う試験片を観察するような試験の場合、油圧シリンダと共に試験片を回転させるために必要な回転駆動力が大きくなり、装置全体が大型化する。
（２）油圧用の作動油を使用するので、環境に対する配慮が必要である。
（３）油圧源と油圧シリンダ装置を接続する配管と、油圧シリンダ装置とドレンタンクを接続する配管とが必要であり、配管の引き回しが複雑である。
（４）油圧シリンダのピストンロッド摺動部からの油漏れを防止するオイルシールを使用するので、始動時と停止時に摩擦力によりショックが発生しやすい。 (1) The hydraulic cylinder is heavy. This is the rotation required to rotate the test piece together with the hydraulic cylinder in the case of observing the test piece by irradiating the test piece with X-rays while the test piece is loaded and rotated. The driving force increases, and the entire device becomes larger.
(2) Since hydraulic fluid is used, environmental considerations are necessary.
(3) Piping for connecting the hydraulic source and the hydraulic cylinder device and piping for connecting the hydraulic cylinder device and the drain tank are required, and the piping is complicated.
(4) Since an oil seal that prevents oil leakage from the sliding portion of the piston rod of the hydraulic cylinder is used, a shock is likely to occur due to frictional force during starting and stopping.

このことに対し、１０００Ｎから５０００Ｎ程度の中程度の負荷荷重で試験片を負荷する材料試験を、電磁アクチュエータ駆動の材料試験機で行おうとすると、負荷能力不足が生じる。このため、従来は、中程度の負荷荷重で試験片を負荷する材料試験を、オーバースペックであっても、上述のような欠点を生じる油圧シリンダによる材料試験機で行わざるを得なかった。   On the other hand, if a material test in which a test piece is loaded with a medium load of about 1000 N to 5000 N is performed by a material testing machine driven by an electromagnetic actuator, a load capacity shortage occurs. For this reason, conventionally, a material test in which a test piece is loaded with a medium load is unavoidably carried out by a material testing machine using a hydraulic cylinder that causes the above-described drawbacks even if it is over-spec.

（１）この発明は、一対のつかみ具に把持された試験片を負荷する空圧シリンダ装置を備えた空圧式材料試験機に適用され、空圧シリンダ装置は、シリンダと、シリンダ内に移動可能に設けられたピストンと、ピストンに一体的に設けられてシリンダの端部を貫通して延在するピストンロッドとを有し、ピストンロッドがシリンダの端部を貫通する部分に空気軸受を設けたことを特徴とする。
（２）この発明による空圧式材料試験機は、機器の防錆のために、好ましくは、空圧シリンダ装置に供給する圧縮空気の除湿を行う除湿手段を有する。
（３）この発明による空圧式材料試験機は、空圧シリンダ装置の防錆性向上と軽量化のために、好ましくは、空圧シリンダ装置のシリンダ、ピストン、ピストンロッドがアルミニウムあるいはその合金により製作する。
（４）また本発明の空圧式材料試験機は、試験片の一端を把持する第１のつかみ具が設けられる基台と、基台上に設けられた透明樹脂製の筒と、筒を介して基台に設けられ、試験片の他端を把持する第２のつかみ具を駆動して試験片を負荷する空圧シリンダと、基台上で筒を回転するように保持する回転テーブルと、筒の外周面からＸ線を試験片に照射するＸ線源と、試験片に照射されたＸ線源を受光するＸ線検出器とを備えることを特徴とする。この空圧式材料試験機においては、空圧シリンダのピストン摺動部に空気軸受を設けるのが好ましい。 (1) The present invention is applied to a pneumatic material testing machine equipped with a pneumatic cylinder device that loads a test piece held by a pair of gripping tools, and the pneumatic cylinder device is movable within the cylinder. And a piston rod provided integrally with the piston and extending through the end of the cylinder, and an air bearing is provided in a portion where the piston rod passes through the end of the cylinder. It is characterized by that.
(2) The pneumatic material testing machine according to the present invention preferably has a dehumidifying means for dehumidifying the compressed air supplied to the pneumatic cylinder device in order to prevent corrosion of the equipment.
(3) The pneumatic material testing machine according to the present invention is preferably made of aluminum or an alloy thereof in order to improve the rust prevention and reduce the weight of the pneumatic cylinder device. To do.
(4) The pneumatic material testing machine according to the present invention includes a base on which a first gripping tool for gripping one end of a test piece is provided, a transparent resin cylinder provided on the base, and a cylinder. A pneumatic cylinder that is provided on the base and drives a second gripping tool that grips the other end of the test piece to load the test piece; a rotary table that holds the cylinder so as to rotate on the base; An X-ray source for irradiating the test piece with X-rays from the outer peripheral surface of the cylinder, and an X-ray detector for receiving the X-ray source irradiated on the test piece are provided. In this pneumatic material testing machine, it is preferable to provide an air bearing at the piston sliding portion of the pneumatic cylinder.

この発明による空圧式材料試験機は、負荷用アクチュエータとして空圧シリンダ装置を用いているから、１０００Ｎから５０００Ｎ程度の中程度の負荷荷重で試験片を負荷する材料試験を行うことができ、油圧式材料試験機に比べてコンパクトかつ軽量な材料試験機を提供できる。また、軽量かつコンパクトであるため、回転テーブル上に搭載して試験片を回転させながらＸ線観察を行うことができる。   Since the pneumatic material testing machine according to the present invention uses a pneumatic cylinder device as a load actuator, it is possible to perform a material test in which a test piece is loaded with a medium load load of about 1000 N to 5000 N. Compared to material testing machines, a compact and lightweight material testing machine can be provided. Moreover, since it is lightweight and compact, it can be mounted on a rotary table and X-ray observation can be performed while rotating a test piece.

この発明による空圧式材料試験機の一実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。   An embodiment of a pneumatic material testing machine according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図１はこの発明による空圧式材料試験機の全体構成を示している。この空圧式材料試験機は、回転テーブル１１と、回転テーブル１１上に設けられた円筒状の基台１２と、基台１２上に取り付けられた円筒部材（筒体）１３と、円筒部材１３上に取り付けられた円筒状のアクチュエータ取付台１４と、アクチュエータ取付台１４上に取り付けられた空圧シリンダ装置１５とを有する。   FIG. 1 shows the overall configuration of a pneumatic material testing machine according to the present invention. This pneumatic material testing machine includes a rotary table 11, a cylindrical base 12 provided on the rotary table 11, a cylindrical member (tubular body) 13 attached on the base 12, and a cylindrical member 13 A cylindrical actuator mounting base 14 attached to the actuator mounting base 14 and a pneumatic cylinder device 15 attached to the actuator mounting base 14.

円筒部材１３は、可視光およびＸ線を透過する樹脂材料により構成される。この円筒部材１３の軸線方向の上下両側に、後述の対をなす下側つかみ具１６と上側つかみ具１７とが配置される（図２参照）。このつかみ具１６，１７によって試験片ＴＰが把持され、つかみ具１６，１７によって把持された試験片ＴＰが円筒部材１３内に設置される。   The cylindrical member 13 is made of a resin material that transmits visible light and X-rays. A pair of a lower grip 16 and an upper grip 17 which will be described later are disposed on both the upper and lower sides in the axial direction of the cylindrical member 13 (see FIG. 2). The test piece TP is gripped by the grips 16 and 17, and the test piece TP gripped by the grips 16 and 17 is installed in the cylindrical member 13.

回転テーブル１１上の基台１２と、円筒部材１３と、アクチュエータ取付台１４と、空圧シリンダ装置１５とは、回転テーブル１１の回転中心上に同軸連結され、その全体が回転テーブル１１によって円筒部材１３の中心軸線Ａ周りに回転する。つまり、回転テーブル１１に材料試験機本体が搭載され、テーブル１１上で円筒部材１３の中心軸線Ａ周りに材料試験機全体が回転される。   The base 12, the cylindrical member 13, the actuator mounting base 14, and the pneumatic cylinder device 15 on the rotary table 11 are coaxially connected to the rotation center of the rotary table 11, and the whole is cylindrical by the rotary table 11. Rotate around 13 central axis A. That is, the main body of the material testing machine is mounted on the rotary table 11, and the entire material testing machine is rotated around the central axis A of the cylindrical member 13 on the table 11.

円筒部材１３の外側には、円筒部材１３内に設置された試験片ＴＰにＸ線を照射するＸ線源１８が設けられている。円筒部材１３を挟んでＸ線源１８の配置位置とは反対の側には、試験片ＴＰに照射されたＸ線を感知するＸ線検出器１９が設けられている。   An X-ray source 18 for irradiating the test piece TP installed in the cylindrical member 13 with X-rays is provided outside the cylindrical member 13. On the opposite side of the cylindrical member 13 from the position where the X-ray source 18 is disposed, an X-ray detector 19 for detecting X-rays irradiated on the test piece TP is provided.

つぎに、この発明による空圧式材料試験機の本体部分を、図２を参照して説明する。基台１２は、ボルト３２、連結ベース部材２０、ボルト３３等によって回転テーブル１１の上面に固定されている。   Next, the main body portion of the pneumatic material testing machine according to the present invention will be described with reference to FIG. The base 12 is fixed to the upper surface of the turntable 11 with bolts 32, a connecting base member 20, bolts 33, and the like.

下側つかみ具１６は、円筒状をなし、基台１２の上壁部１２ａを軸線方向（上下方向）に貫通する孔２１に回転可能に挿入され、ホルダ２２によって基台１２より中心軸線周りに回転可能に支持されている。   The lower grip 16 has a cylindrical shape, is rotatably inserted into a hole 21 that penetrates the upper wall portion 12a of the base 12 in the axial direction (vertical direction), and is positioned around the central axis from the base 12 by the holder 22. It is rotatably supported.

下側つかみ具１６の上端壁部１６ａは孔２１を貫通して円筒部材１３内に位置している。下側つかみ具１６の上端壁部１６ａには、図３に示されているように、スリット孔２３があけられている。   The upper end wall portion 16 a of the lower gripping tool 16 passes through the hole 21 and is positioned in the cylindrical member 13. As shown in FIG. 3, a slit hole 23 is formed in the upper end wall portion 16 a of the lower gripping tool 16.

スリット孔２３には試験片ＴＰの下側の幅広の把持部ＴＰａを通すことができ、スリット孔２３に把持部ＴＰａを通したのち、下側つかみ具１６を中心軸線周りに９０度回転させることによって把持部ＴＰａの肩部が上端壁部１６ａの下底面側に抜け止め係合する。この抜け止め係合によって下側つかみ具１６が試験片ＴＰの下側を円筒部材１３の中心軸線上で把持する。   The wide gripping portion TPa on the lower side of the test piece TP can be passed through the slit hole 23. After passing the gripping portion TPa through the slit hole 23, the lower gripping tool 16 is rotated by 90 degrees around the central axis. As a result, the shoulder portion of the gripping portion TPa engages with the lower bottom surface of the upper end wall portion 16a to prevent it from coming off. By this retaining engagement, the lower gripping tool 16 grips the lower side of the test piece TP on the central axis of the cylindrical member 13.

下側つかみ具１６の下側は基台１２内にあり、下側つかみ具１６の下端には手回し用つまみ２４が取り付けられている。基台１２の側部には、外側より手を入れることができ、手回し用つまみ２４を手回しするための開口１２ｂがあけられている。   The lower side of the lower grip 16 is in the base 12, and a hand-operated knob 24 is attached to the lower end of the lower grip 16. A hand can be put in from the outside on the side of the base 12, and an opening 12 b for turning the hand knob 24 is opened.

円筒部材１３の上下両端には、ボルト２５，２６によってリング２７，２８が取り付けられている。下側のリング２７はボルト２９によって基台１２の上端壁部１２ａ上に固定されている。上側のリング２８上にはボルト３０によってアクチュエータ取付台１４が着脱可能に取り付けられている。アクチュエータ取付台１４上にはボルト３１によって空圧シリンダ装置１５が縦置き固定されている。   Rings 27 and 28 are attached to the upper and lower ends of the cylindrical member 13 by bolts 25 and 26, respectively. The lower ring 27 is fixed on the upper end wall portion 12 a of the base 12 by bolts 29. The actuator mounting base 14 is detachably mounted on the upper ring 28 by bolts 30. A pneumatic cylinder device 15 is vertically fixed on the actuator mounting base 14 by bolts 31.

空圧シリンダ装置１５の詳細を図４に示す。空圧シリンダ装置１５は、上エンド３６を一体に有するシリンダ３５と、シリンダ３５の下端部に取り付けられた下エンド部材３７と、シリンダ３５内に移動可能に設けられたピストン３８と、ピストン３８の下側に一体的に設けられる下側ピストンロッド４０と、ピストン３８に上側に一体的に設けられる上側ピストンロッド４２とを有する。下側ピストンロッド４０は、シリンダ３５の下エンド部材３７に形成された貫通孔３９を貫通して下側に延在する。上側ピストンロッド４２は、シリンダ３５の上エンド３６に形成された貫通孔４１を貫通して上側に延在する。   The details of the pneumatic cylinder device 15 are shown in FIG. The pneumatic cylinder device 15 includes a cylinder 35 integrally having an upper end 36, a lower end member 37 attached to a lower end portion of the cylinder 35, a piston 38 movably provided in the cylinder 35, The lower piston rod 40 is provided integrally on the lower side, and the upper piston rod 42 is provided integrally on the piston 38 on the upper side. The lower piston rod 40 extends downward through a through-hole 39 formed in the lower end member 37 of the cylinder 35. The upper piston rod 42 extends upward through a through hole 41 formed in the upper end 36 of the cylinder 35.

空圧シリンダ装置１５の構成部品、すなわち、シリンダ３５と、下エンド部材３７と、ピストン３８と、下側ピストンロッド４０と、上側ピストンロッド４２は、表面が酸化被膜処理されたアルミニウムあるいはアルミニウム合金によって製作されている。   The components of the pneumatic cylinder device 15, that is, the cylinder 35, the lower end member 37, the piston 38, the lower piston rod 40, and the upper piston rod 42 are made of aluminum or aluminum alloy whose surface is treated with an oxide film. It has been produced.

シリンダ３５内において、ピストン３８と上エンド３６との間に上側シリンダ室４３が、ピストン３８と下エンド部材３７との間に下側シリンダ室４４が各々形成されている。シリンダ３５には、上側シリンダ室４３に対する圧縮空気の給排を行うための上側ポート４５と、下側シリンダ室４４に対する圧縮空気の給排を行うための下側ポート４６とが形成されている。   In the cylinder 35, an upper cylinder chamber 43 is formed between the piston 38 and the upper end 36, and a lower cylinder chamber 44 is formed between the piston 38 and the lower end member 37. The cylinder 35 is formed with an upper port 45 for supplying and discharging compressed air to and from the upper cylinder chamber 43 and a lower port 46 for supplying and discharging compressed air to and from the lower cylinder chamber 44.

下側ピストンロッド４０が下エンド部材３７を貫通する部分、すなわち、貫通孔３９には静圧ポケット４７が形成されている。静圧ポケット４７にはシリンダ３５に形成された空気圧通路４８より空気圧が供給され、下側ピストンロッド４０を無接触支持する静圧式の空気軸受４９が構成されている。   A static pressure pocket 47 is formed in a portion where the lower piston rod 40 penetrates the lower end member 37, that is, in the through hole 39. The static pressure pocket 47 is supplied with air pressure from a pneumatic passage 48 formed in the cylinder 35, and constitutes a static pressure type air bearing 49 that supports the lower piston rod 40 in a contactless manner.

上側ピストンロッド４２が上エンド３６を貫通する部分、すなわち、貫通孔４１には静圧ポケット５０が形成されている。静圧ポケット５０にはシリンダ３５に形成された空気圧通路５１より空気圧が供給され、上側ピストンロッド４２を無接触支持する静圧式の空気軸受５２が構成されている。   A static pressure pocket 50 is formed in a portion where the upper piston rod 42 penetrates the upper end 36, that is, in the through hole 41. The static pressure pocket 50 is configured with a static pressure type air bearing 52 that is supplied with air pressure from a pneumatic passage 51 formed in the cylinder 35 and supports the upper piston rod 42 without contact.

なお、空圧シリンダ装置１５には、図示していないが、停止時にピストン無力化を行うために、上側シリンダ室４３と下側シリンダ室４４とを選択的に直結連通させる電磁開閉弁付きのピストン無力化機構が設けられている。また、停止時にピストンロッドをクランプする空気圧式のブレーキ機構が設けられている。   Although not shown in the drawings, the pneumatic cylinder device 15 has a piston with an electromagnetic on-off valve that selectively connects the upper cylinder chamber 43 and the lower cylinder chamber 44 directly in order to disable the piston when stopped. A neutralization mechanism is provided. In addition, a pneumatic brake mechanism that clamps the piston rod when stopped is provided.

図２および図４を参照すると、下側ピストンロッド４０の下端にはボルト５３によってロードセルアダプタ５４が固定装着されている。ロードセルアダプタ５４はアクチュエータ取付台１４内に位置し、ロードセルアダプタ５４の下部にはボルト５５によってロードセル５６が取り付けられている。   2 and 4, a load cell adapter 54 is fixedly attached to the lower end of the lower piston rod 40 with a bolt 53. The load cell adapter 54 is located in the actuator mounting base 14, and a load cell 56 is attached to the lower portion of the load cell adapter 54 with a bolt 55.

ロードセル５６は、下部つかみ具１６と上側つかみ具１７に取り付けられた試験片ＴＰに作用する負荷荷重を検出するものであり、ロードセル５６の出力信号はコントローラ７５（図４参照）に入力される。   The load cell 56 detects a load applied to the test piece TP attached to the lower grip 16 and the upper grip 17, and an output signal of the load cell 56 is input to the controller 75 (see FIG. 4).

ロードセル５６の下部にはジョイント５７がとりつけられている。このジョイント５７に上側つかみ具１７が螺着されている。上側つかみ具１７は、円筒状をなし、下側は円筒部材１３内に位置している。上側つかみ具１７の下端壁部１７ａには、図３に示されているように、スリット孔５８があけられている。   A joint 57 is attached to the lower part of the load cell 56. The upper grip 17 is screwed to the joint 57. The upper grip 17 has a cylindrical shape, and the lower side is located in the cylindrical member 13. As shown in FIG. 3, a slit hole 58 is formed in the lower end wall portion 17 a of the upper gripping tool 17.

スリット孔５８には試験片ＴＰの上側の幅広の把持部ＴＰｂを通すことができ、スリット孔５８に把持部ＴＰｂを通したのち、試験片ＴＰを上側つかみ具１７の中心軸線周りに９０度回転させることによって把持部ＴＰｂの肩部が下端壁部１７ａの上面側に抜け止め係合する。この抜け止め係合によって上側つかみ具１７が試験片ＴＰの上側を円筒部材１３の中心軸線上で把持する。   The wide gripping part TPb on the upper side of the test piece TP can be passed through the slit hole 58. After passing the gripping part TPb through the slit hole 58, the test piece TP is rotated 90 degrees around the central axis of the upper gripping tool 17. By doing so, the shoulder portion of the grip portion TPb is engaged with the upper surface side of the lower end wall portion 17a to prevent it from coming off. By this retaining engagement, the upper gripping tool 17 grips the upper side of the test piece TP on the central axis of the cylindrical member 13.

上側つかみ具１７内には、ばね５９によって下側に付勢された試験片押さえ部材６０が設けられており、試験片ＴＰの把持部ＴＰｂが上側つかみ具１７に抜け止め係合した状態を維持するようになっている。   A test piece pressing member 60 urged downward by a spring 59 is provided in the upper grip 17, and the state in which the gripping portion TPb of the test piece TP is engaged with the upper grip 17 is prevented from coming off. It is supposed to be.

ここで、試験片ＴＰの取付手順を説明する。試験片ＴＰの取り付けに際しては、ボルト３０を弛めてアクチュエータ取付台１４およびそれより上側のものを円筒部材１３より取り外す。そして、取り外し状態の上側つかみ具１７に、試験片ＴＰの上側の把持部ＴＰｂを、上述の如く抜け止め係合させる。   Here, a procedure for attaching the test piece TP will be described. When attaching the test piece TP, the bolt 30 is loosened and the actuator mounting base 14 and the upper part thereof are removed from the cylindrical member 13. Then, as described above, the upper gripping part TPb of the test piece TP is engaged with the upper gripping tool 17 in the removed state so as to prevent it from coming off.

つぎに、試験片ＴＰが取り付けられている上側つかみ具１７と共に、アクチュエータ取付台１４をボルト３０によって円筒部材１３の上部に再固定する。このとき、試験片ＴＰは円筒部材１３内に位置し、試験片ＴＰの下側の把持部ＴＰａを下側つかみ具１６のスリット孔２３に挿入する。   Next, together with the upper grip 17 to which the test piece TP is attached, the actuator mounting base 14 is re-fixed to the upper portion of the cylindrical member 13 by the bolt 30. At this time, the test piece TP is positioned in the cylindrical member 13, and the lower holding portion TPa of the test piece TP is inserted into the slit hole 23 of the lower grip 16.

この後、基台１２の側部にあけられている開口１２ｂより基台１２内に手を入れ、手回し用つまみ２４をつかんで下側つかみ具１６を９０度回転させる。これにより、試験片ＴＰの下側の把持部ＴＰａが下側つかみ具１６に抜け止め係合し、試験片ＴＰの取り付けが完了する。   Thereafter, a hand is put into the base 12 through the opening 12b formed in the side of the base 12, and the lower grip 16 is rotated 90 degrees by grasping the hand turning knob 24. As a result, the lower gripping portion TPa on the lower side of the test piece TP is engaged with the lower gripping tool 16 to prevent the test piece TP from being attached.

空圧シリンダ装置１５の上部にはリニア変位計６１が取り付けられている。リニア変位計６１は、図４に示すように、シリンダ３５の上部に固定装着された円筒状の筐体６２と、筐体６２に取り付けられた円筒状のコイル部６３と、上側ピストンロッド４２に取り付けられた可動コア６４とを有する差動トランス式の変位計であり、上側つかみ具１７の軸線方向位置（上下方向位置）、すなわち、試験片ＴＰの変形量を検出する。リニア変位計６１の出力信号はコントローラ７５に入力される。   A linear displacement meter 61 is attached to the upper part of the pneumatic cylinder device 15. As shown in FIG. 4, the linear displacement meter 61 includes a cylindrical casing 62 fixedly attached to the upper portion of the cylinder 35, a cylindrical coil portion 63 attached to the casing 62, and an upper piston rod 42. It is a differential transformer type displacement meter having a movable core 64 attached, and detects the axial position (vertical position) of the upper gripping tool 17, that is, the deformation amount of the test piece TP. The output signal of the linear displacement meter 61 is input to the controller 75.

図４に示されているように、空圧シリンダ装置１５の上側ポート４５および下側ポート４６は、各々空気圧配管６５，６６によって電動式のサーボ弁６７に接続されている。サーボ弁６７は、サーボ弁パワーアンプ７４によって駆動され、空圧シリンダ装置１５の上側シリンダ室４３と下側シリンダ室４４に対する圧縮空気の給排を制御する。そして。サーボ弁パワーアンプ７４は、コントローラ７５が出力する制御信号により動作する。   As shown in FIG. 4, the upper port 45 and the lower port 46 of the pneumatic cylinder device 15 are connected to an electric servo valve 67 by pneumatic pipes 65 and 66, respectively. The servo valve 67 is driven by a servo valve power amplifier 74 and controls supply and discharge of compressed air to and from the upper cylinder chamber 43 and the lower cylinder chamber 44 of the pneumatic cylinder device 15. And then. The servo valve power amplifier 74 is operated by a control signal output from the controller 75.

サーボ弁６７には、空気圧縮機等を含む空気圧源６８より空気圧が、途中に除湿手段であるドライヤ６９、プレッシャレギュレータ７０を含む空気圧供給配管７１によって供給される。   The servo valve 67 is supplied with air pressure from an air pressure source 68 including an air compressor and the like by a pneumatic supply pipe 71 including a dryer 69 and a pressure regulator 70 as dehumidifying means.

ドライヤ６９は、空圧シリンダ装置１５に供給する圧縮空気の除湿を行うものであり、乾燥剤によるものや、加熱式のもの等がある。プレッシャレギュレータ７０は、空気圧源６８より空気圧を規定圧に設定する。   The dryer 69 performs dehumidification of the compressed air supplied to the pneumatic cylinder device 15, and includes a desiccant and a heating type. The pressure regulator 70 sets the air pressure from the air pressure source 68 to a specified pressure.

空気圧供給配管７１より空気軸受用の空気圧供給配管７２が分岐している。空気圧供給配管７２には、空気圧を空気軸受用の規定圧に調圧するプレッシャレギュレータ７３が設けられており、調圧後の空気圧が空気軸受用の空気圧通路４８、５１に供給される。   A pneumatic supply pipe 72 for an air bearing branches from the pneumatic supply pipe 71. The air pressure supply pipe 72 is provided with a pressure regulator 73 for adjusting the air pressure to a specified pressure for the air bearing, and the adjusted air pressure is supplied to the air pressure passages 48 and 51 for the air bearing.

このように構成された空圧式材料試験機では次のようにして試験片ＴＰに負荷を与えつつ試験片ＴＰの変形量と荷重の関係をサンプリングする。すなわち、試験片ＴＰは、下部つかみ具１６と上側つかみ具１７に取り付けられ、空圧シリンダ装置１５によって負荷される。たとえば、空圧シリンダ装置１５の下側シリンダ室４４に圧縮空気が供給されると試験片ＴＰに引張方向の負荷荷重が作用し、その負荷荷重がロールセル５６によって検出される。また、負荷された試験片ＴＰの変位量がリニア変位計６１によって検出される。このとき、回転テーブル１１によって試験機全体を回転させ、試験片ＴＰにＸ線を照射する。試験片ＴＰを透過したＸ線はＸ線検出器１９で受像され、可視画像が不図示のモニタに表示される。   In the pneumatic material testing machine configured as described above, the relationship between the deformation amount of the test piece TP and the load is sampled while applying a load to the test piece TP as follows. That is, the test piece TP is attached to the lower grip 16 and the upper grip 17 and is loaded by the pneumatic cylinder device 15. For example, when compressed air is supplied to the lower cylinder chamber 44 of the pneumatic cylinder device 15, a load load in the tensile direction acts on the test piece TP, and the load load is detected by the roll cell 56. Further, the displacement amount of the loaded test piece TP is detected by the linear displacement meter 61. At this time, the entire testing machine is rotated by the rotary table 11, and the test piece TP is irradiated with X-rays. X-rays transmitted through the test piece TP are received by the X-ray detector 19 and a visible image is displayed on a monitor (not shown).

この実施の形態の空圧式材料試験機は、空圧シリンダ装置１５によって試験片ＴＰを負荷するから、空圧シリンダ装置１５のピストン径や空圧シリンダ装置１５に供給する圧縮空気の規定圧によるが、１０００Ｎから５０００Ｎ程度の中程度の負荷荷重で試験片ＴＰを負荷する材料試験を過不足なく適切に行うことができる。その結果、油圧式材料試験機で生じる問題が発生しない。   Since the pneumatic material testing machine of this embodiment loads the test piece TP by the pneumatic cylinder device 15, it depends on the piston diameter of the pneumatic cylinder device 15 and the specified pressure of the compressed air supplied to the pneumatic cylinder device 15. The material test for loading the test piece TP with a moderate load of about 1000 N to 5000 N can be appropriately performed without excess or deficiency. As a result, problems that occur in the hydraulic material testing machine do not occur.

すなわち、この実施の形態の空圧式材料試験機によれば次のような利点を奏することができる。
（１）油圧式のものに比べてコンパクトな材料試験機となる。
（２）作動油を使用しないので環境に対する特別な配慮が不要となる。
（３）ドレン系は大気開放でよいから、油圧回路におけるようなドレン系配管が不要になり、配管の引き回しが簡単になる。 That is, according to the pneumatic material testing machine of this embodiment, the following advantages can be obtained.
(1) It becomes a compact material testing machine compared to the hydraulic type.
(2) Since no hydraulic oil is used, special environmental considerations are not required.
(3) Since the drain system may be open to the atmosphere, drain system piping as in a hydraulic circuit is not required, and piping is simplified.

（４）油圧シリンダの場合、ピストンロッド摺動部からの油漏れを防止するオイルシールを使用するのでピストンロッドに働く摺動抵抗が大きいが、本実施の形態の空圧シリンダ装置１５では空気圧軸受４９，５２を用いるので、ピストンロッド４０，４２の摺動抵抗が著しく小さくなる。そのため、始動時と停止時に摩擦力により生じるショックをなくすことができ、ミクロンオーダの位置制御のもとに高精度な材料試験を行うことができる。 (4) In the case of a hydraulic cylinder, since an oil seal that prevents oil leakage from the piston rod sliding portion is used, the sliding resistance acting on the piston rod is large, but in the pneumatic cylinder device 15 of the present embodiment, the pneumatic bearing Since 49 and 52 are used, the sliding resistance of the piston rods 40 and 42 is remarkably reduced. Therefore, it is possible to eliminate the shock caused by the friction force at the time of starting and stopping, and a highly accurate material test can be performed under the position control of micron order.

（５）空圧シリンダ装置１５の主要部品をアルミニウムあるいはその合金で製作するので、試験片ＴＰを負荷するアクチュエータの軽量化を図ることができる。その結果、回転テーブル１１によって材料試験機全体を回転させつつ試験片ＴＰに負荷を与えながらＸ線を照射して行う試験片ＴＰを観察する場合、材料試験機を回転するための回転駆動力を小さくできる。その結果、回転テーブル１１を小型化できる。 (5) Since the main components of the pneumatic cylinder device 15 are made of aluminum or an alloy thereof, the weight of the actuator that loads the test piece TP can be reduced. As a result, when observing the test piece TP by irradiating X-rays while applying a load to the test piece TP while rotating the entire material testing machine with the rotary table 11, a rotational driving force for rotating the material testing machine is used. Can be small. As a result, the rotary table 11 can be reduced in size.

（６）除湿手段であるドライヤ６９によって空圧シリンダ装置１５に供給する圧縮空気の除湿を行い、さらには、空圧シリンダ装置１５がアルミニウムあるいはその合金により製作するから、これら機器の防錆が行われ、充分な耐久性を確保することができる。 (6) The compressed air supplied to the pneumatic cylinder device 15 is dehumidified by the dryer 69, which is a dehumidifying means, and furthermore, the pneumatic cylinder device 15 is made of aluminum or an alloy thereof, so that these devices are rust-proof. And sufficient durability can be ensured.

以上説明した空圧式材料試験機は一例を示すものであり、本発明の特徴を損なわない限り、種々の変形が可能である。たとえば、回転テーブルを省略した材料試験機、Ｘ線源とＸ線検出器を省略した材料試験機にも本発明を適用できる。   The pneumatic material testing machine described above shows an example, and various modifications are possible as long as the characteristics of the present invention are not impaired. For example, the present invention can be applied to a material testing machine that omits the rotary table and a material testing machine that omits the X-ray source and the X-ray detector.

また、図５に示すように、基台１０１と、基台１０１に立設された一対の支柱１０２と、一対の支柱１０２に横架されたクロスヘッド１０３と、クロスヘッド１０３に設置された上記空圧シリンダ装置１５とを備え、基台１０１と空圧シリンダ装置１５の下端ピストンロッド４０との間で試験片ＴＰを負荷する材料試験機にも本発明を適用できる。なお、図５において図２および図４と同様な箇所には同一の符号を付し、説明は省略する。   Further, as shown in FIG. 5, the base 101, the pair of support columns 102 erected on the base 101, the crosshead 103 horizontally mounted on the pair of support columns 102, and the above-described installation installed on the crosshead 103 The present invention can also be applied to a material testing machine that includes the pneumatic cylinder device 15 and loads the test piece TP between the base 101 and the lower end piston rod 40 of the pneumatic cylinder device 15. In FIG. 5, the same parts as those in FIGS. 2 and 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

この発明による空圧式材料試験機の一つの実施の形態の全体構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an overall configuration of one embodiment of a pneumatic material testing machine according to the present invention. この発明による空圧式材料試験機の本体部分の一つの実施の形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows one Embodiment of the main-body part of the pneumatic material testing machine by this invention. この発明による空圧式材料試験機の試験片把持部の一つの実施の形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the test piece holding part of the pneumatic type material testing machine by this invention. この発明による空圧式材料試験機の制御系の一つの実施の形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one Embodiment of the control system of the pneumatic material testing machine by this invention. この発明による空圧式材料試験機の他のの実施の形態の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of other embodiment of the pneumatic material testing machine by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１１： 回転テーブル １３：円筒部材
１４：アクチュエータ取付台 １５：空圧シリンダ装置
１６：下側つかみ具 １７：上側つかみ具
１８：Ｘ線源 １９：Ｘ線検出器
３５：シリンダ ３７：下エンド
３８：ピストン ４０：下側ピストンロッド
４２：上側ピストンロッド ４９，５２：空気軸受
５６：ロードセル ６１：リニア変位計
６７：サーボ弁 ６８：空気圧源
６９：ドライヤ ７５：コントローラ 11: Rotary table 13: Cylindrical member 14: Actuator mount 15: Pneumatic cylinder device 16: Lower gripping tool 17: Upper gripping tool 18: X-ray source 19: X-ray detector 35: Cylinder 37: Lower end 38: Piston 40: Lower piston rod 42: Upper piston rod 49, 52: Air bearing 56: Load cell 61: Linear displacement meter 67: Servo valve 68: Air pressure source 69: Dryer 75: Controller

Claims (5)

一対のつかみ具に把持された試験片を負荷する空圧シリンダ装置を備えた空圧式材料試験機であって、
前記空圧シリンダ装置は、シリンダと、前記シリンダ内に移動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに一体的に設けられて前記シリンダの端部を貫通して延在するピストンロッドとを有し、
前記ピストンロッドが前記シリンダの端部を貫通する部分に空気軸受が設けられていることを特徴とする空圧式材料試験機。 A pneumatic material testing machine including a pneumatic cylinder device for loading a test piece held by a pair of gripping tools,
The pneumatic cylinder device includes a cylinder, a piston movably provided in the cylinder, and a piston rod provided integrally with the piston and extending through an end of the cylinder. ,
A pneumatic material testing machine, wherein an air bearing is provided in a portion where the piston rod penetrates an end of the cylinder. 請求項１記載の空圧式材料試験機において、
前記空圧シリンダ装置に供給する圧縮空気の除湿を行う除湿手段をさらに有することを特徴とする空圧式材料試験機。 The pneumatic material testing machine according to claim 1,
The pneumatic material testing machine further comprising dehumidifying means for dehumidifying the compressed air supplied to the pneumatic cylinder device. 請求項１または２記載の空圧式材料試験機において、
前記空圧シリンダ装置の前記シリンダ、前記ピストン、前記ピストンロッドがアルミニウムあるいはその合金により製作されていることを特徴とする空圧式材料試験機。 The pneumatic material testing machine according to claim 1 or 2,
The pneumatic material testing machine, wherein the cylinder, the piston, and the piston rod of the pneumatic cylinder device are made of aluminum or an alloy thereof. 試験片の一端を把持する第１のつかみ具が設けられる基台と、
基台上に設けられた透明樹脂製の筒と、
前記筒を介して前記基台に設けられ、前記試験片の他端を把持する第２のつかみ具を駆動して前記試験片を負荷する空圧シリンダ装置と、
前記基台上で前記筒を回転するように保持する回転テーブルと、
前記筒の外周面からＸ線を前記試験片に照射するＸ線源と、
前記試験片に照射されたＸ線源を受光するＸ線検出器とを備えることを特徴とする空圧式材料試験機。 A base provided with a first gripping tool for gripping one end of the test piece;
A tube made of transparent resin provided on the base;
A pneumatic cylinder device that is provided on the base via the cylinder and drives a second gripping tool that grips the other end of the test piece to load the test piece;
A rotary table for holding the cylinder to rotate on the base;
An X-ray source for irradiating the test piece with X-rays from the outer peripheral surface of the cylinder;
A pneumatic material testing machine comprising: an X-ray detector that receives an X-ray source irradiated on the test piece. 請求項４記載の空圧式材料試験機において、
前記空圧シリンダのピストン摺動部に空気軸受を設けたことをが特徴とする空圧式材料試験機。 The pneumatic material testing machine according to claim 4,
A pneumatic material testing machine characterized in that an air bearing is provided at a piston sliding portion of the pneumatic cylinder.
JP2004000885A 2004-01-06 2004-01-06 Pneumatic material testing machine Expired - Lifetime JP4059197B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004000885A JP4059197B2 (en) 2004-01-06 2004-01-06 Pneumatic material testing machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004000885A JP4059197B2 (en) 2004-01-06 2004-01-06 Pneumatic material testing machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005195414A true JP2005195414A (en) 2005-07-21
JP4059197B2 JP4059197B2 (en) 2008-03-12

Family

ID=34708982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004000885A Expired - Lifetime JP4059197B2 (en) 2004-01-06 2004-01-06 Pneumatic material testing machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4059197B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007333671A (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Shimadzu Corp Material testing machine
JP2009276140A (en) * 2008-05-13 2009-11-26 Toshiba It & Control Systems Corp Impact testing machine
JP2018048973A (en) * 2016-09-23 2018-03-29 住友電気工業株式会社 Fixture for x-ray ct analysis
JP2019090802A (en) * 2017-11-10 2019-06-13 東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社 Non-destructive analyzer
EP3623802A1 (en) 2018-09-14 2020-03-18 Shimadzu Techno-Research, Inc. Material testing machine and radiation ct device
JP2021165757A (en) * 2021-07-16 2021-10-14 株式会社島津製作所 Flange nut and material tester

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5229179B2 (en) * 2009-10-09 2013-07-03 株式会社島津製作所 Material testing machine

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007333671A (en) * 2006-06-19 2007-12-27 Shimadzu Corp Material testing machine
JP2009276140A (en) * 2008-05-13 2009-11-26 Toshiba It & Control Systems Corp Impact testing machine
JP2018048973A (en) * 2016-09-23 2018-03-29 住友電気工業株式会社 Fixture for x-ray ct analysis
JP2019090802A (en) * 2017-11-10 2019-06-13 東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社 Non-destructive analyzer
JP7281892B2 (en) 2017-11-10 2023-05-26 東芝Ｉｔコントロールシステム株式会社 Nondestructive analysis equipment
EP3623802A1 (en) 2018-09-14 2020-03-18 Shimadzu Techno-Research, Inc. Material testing machine and radiation ct device
US11353410B2 (en) 2018-09-14 2022-06-07 Shimadzu Techno-Research, Inc. Material testing machine and radiation CT device
JP2021165757A (en) * 2021-07-16 2021-10-14 株式会社島津製作所 Flange nut and material tester
JP7147935B2 (en) 2021-07-16 2022-10-05 株式会社島津製作所 Flanged nut and material testing machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP4059197B2 (en) 2008-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104245241B (en) Portable drilling machine
US20190250067A1 (en) Fault diagnosis and life testing machine for flexible precision thin-wall bearing
JP4464141B2 (en) Friction push welding spindle with axially displaceable spindle shaft
US5611948A (en) Apparatus and method for remotely positioning a probe in a tubular member
JP4059197B2 (en) Pneumatic material testing machine
AU2002311377B2 (en) Drill rod holder
JP2011508225A (en) Apparatus and method for forming pipes of different lengths and testing the pipes
US8584560B2 (en) Main spindle device
WO2021227376A1 (en) Measuring device for measuring friction coefficient under condition of periodic deformation of material
CN219065121U (en) Special equipment pressure pipeline quality detection device
WO2015101697A1 (en) Automatic pneumatic vice
KR101761696B1 (en) Thrust applying apparatus for sensitive test of torque measurement system of model hydraulic turbine
JP3608294B2 (en) Material testing machine
US20060266105A1 (en) Wheel balancer system with automatic wheel clamping and wheel centering
CN205209932U (en) A auxiliary device for permeating detect
JPH11513777A (en) Method and apparatus for inserting self-propelled in-pipe manipulator into pipe
KR20170091373A (en) Torque measuring device for a portable ball valve
CN207379829U (en) Intensity detecting device at the exit of axial lead device and sealing
JPS58114875A (en) Industrial robot
JP6539763B1 (en) Support tool
KR200385234Y1 (en) Rotation apparatus for pipe
JP2001087910A (en) Tool fixing device of machine tool spindle
SE502546C2 (en) Coordinate
JP2008233056A (en) Inspection apparatus and inspection method of buffer
CN213632567U (en) Small-bore valve leakage test platform

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060412

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070829

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070904

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20071026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071210

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101228

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4059197

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111228

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121228

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121228

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131228

Year of fee payment: 6

EXPY Cancellation because of completion of term