JP2006078365A - 引張試験機 - Google Patents
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Abstract
【課題】試料を高温・高湿下で引張破壊試験或いは引張クリープ試験を行う装置において、筐体の加熱による熱歪の影響を受けずに、試料自体の変形・歪のみを高精度で測定できる装置を提供する。
【解決手段】特に、熱歪を受けやすい加熱部分である試験室底部に試料の固定端を取り付けず、筐体の上端部に試料の固定端の一つを設け、且つ、同じ上端部と荷重伝達部材間に試料の変位を測定するセンサーを構成し、圧縮方向の荷重により試料に引張荷重をかける。
【選択図】 図３
【解決手段】特に、熱歪を受けやすい加熱部分である試験室底部に試料の固定端を取り付けず、筐体の上端部に試料の固定端の一つを設け、且つ、同じ上端部と荷重伝達部材間に試料の変位を測定するセンサーを構成し、圧縮方向の荷重により試料に引張荷重をかける。
【選択図】 図３
Description
資料を恒温・恒湿の環境条件下で、荷重を次第に増大させ破壊に至るまで試験する引張破壊試験装置、或いは所定の湿度・温度で一定荷重をかけ長時間引張試験を行いクリープ量を変位測定する引張クリープ試験機。
従来、図1に示すごとく、試験室内にある試料の一端を資料取付け台に固定し、他端を引張棒に固定され、エアーシリンダーの引張方向荷重で単純に引張り、その時の変位と引張り荷重を測定するという破壊試験機が一般的であった。
また、図２に示すごとく、レバーの支点を錘位置と荷重点の間に設け、引張り方向荷重が中間棒にかかるようにし、所定の環境下で一定の引張り荷重でのクリープ(変位、変形）量を計測する引張試験機などが一般的である。
また、図２に示すごとく、レバーの支点を錘位置と荷重点の間に設け、引張り方向荷重が中間棒にかかるようにし、所定の環境下で一定の引張り荷重でのクリープ(変位、変形）量を計測する引張試験機などが一般的である。
通常これらの試験機の試験室を所定の温度まで昇温するため、試験室の周囲特に、底部をボディヒータ等で加熱する必要がある。この昇温により、試験室を構成する筐体は数百μmの熱歪を生じ、変位センサーはこの熱歪を資料の変形と判断して計測することとなる。勿論、筐体の熱歪のみならず、資料を取り付ける台やチャック引張棒の熱歪も合算されるため変形量の精度がはなはだしく落ちるという欠点があった。
特に、100℃以上の高温を得るためには試験室の底部をボディヒータで集中的に加熱する必要があるが、底部は加熱温度に比例して凸形に大きく変形するため、資料の取り付け台は上下に数百μm変位することは実験的に明らかにされている。
特に、高温での引張クリープ試験時に高精度に変形量を測定する場合には、熱歪は精度維持の上で大きな問題となる。
特開平07-035665
特に、100℃以上の高温を得るためには試験室の底部をボディヒータで集中的に加熱する必要があるが、底部は加熱温度に比例して凸形に大きく変形するため、資料の取り付け台は上下に数百μm変位することは実験的に明らかにされている。
特に、高温での引張クリープ試験時に高精度に変形量を測定する場合には、熱歪は精度維持の上で大きな問題となる。
資料を高温・高湿下で引張破壊試験或いは引張クリープ試験を行う装置において、筐体の加熱による熱歪の影響を受けずに、資料自体の引張時の変形・歪のみを高精度で測定できる装置を提供する。このために、特に、熱歪を受けやすい加熱部分である試験室底部に試料の固定端を取り付けず、筐体の上端部を基準に資料の変位を測定する構成とする必要がある。
加圧機2は引張ではなく圧縮方向に加圧する構成とする。圧縮荷重を測定するロードセル5を含む荷重伝達部材7は低膨張係数材料であり、弾性部材８を介して試験室18に延長され、試料の一端を取り付けるためのチャッキング１０を先端に有している。また、前記資料の他端を取り付けるチャッキング手段9はヒンジ12で筐体１７に固定される。尚、変位センサ11は計測手段６で前記荷重伝達部材７に適時固定できるように構成されており、加圧機２の圧縮荷重が作用した際の、資料１３のｙ軸方向に伸びる変位量を筐体１７の上部壁を基準に正確に測定する。
このような構成とすることで、試験室昇温のためボディヒータ16で加熱されて、筐体１７の底部が変形しても全くその影響を受けない。更に、資料13の他端は筐体17の上部と一体のヒンジ12で固定されたチャッキング9に取り付けられる構成となっているため、筐体17の上部で計測される変位センサ11には筐体17のｙ軸方向の熱歪による誤差は殆ど生じない。
尚、荷重伝達部材7自体も低熱膨張係数の材料で製作されることで、試験機内温度の昇温時でも熱歪による変位誤差を最小限に抑えることが可能となる。
尚、荷重伝達部材7自体も低熱膨張係数の材料で製作されることで、試験機内温度の昇温時でも熱歪による変位誤差を最小限に抑えることが可能となる。
恒温・恒湿の条件下で荷重を加え引張試験を行うとか長時間定荷重で引張試験を行い、高精度に変位を計測する引張試験機の実施例に関し以下説明を行う。
図3に実施例1を示す。加圧機2は圧縮荷重をかけるようにｙ軸方向にねじが形成されたロッド3を有しており、該ロッド3にはｙ軸距離を調整可能な調整ねじ4がねじ勘合されている。該ロッド3の下端部はロードセル5のセンシング部分と常に接触するように手動で調整ねじ4で調整される構成となっている。該ロードセル5は変位計測手段6と試験機室18に延長する荷重伝達部材7と同軸上に固定されている。
前記変位計測手段6には変位センサ11が荷重伝達部材7に平行に摺動可能に取り付けられ、変位計測のステップでは前記荷重伝達部材7にしっかりとねじ固定される構成となっている。また、前記変位計測手段6と筐体17上部間に弾性手段8が配置され、前記、荷重系の自重が不本意に資料13に作用しないように常に上方向へ押し上げている。更に、試料の一端を取り付けるためのチャッキング１０が前記荷重伝達部材7の下端に設けられており、前記資料13の他端を取り付けるチャッキング手段9はヒンジ12で筐体１７に固定される構成となっている。したがって、荷重伝達部材7に圧縮荷重がかかると資料13は上下に引張られることとなる。そして、資料13の荷重による変位は変位センサ11により正確に計測される。
該変位センサー11はセンシング先端が前記筐体17の上部に接しているため、該筐体17の上部が熱歪などで変形してもヒンジ12でとめられたチャッキング9部分と前記センシングが同期するため変位センサー11は熱歪の影響を受けない。
A矢視には資料13の取付け詳細がしめされている。資料13の下部と前記荷重伝達部材７の下部はビス15でチャッキングされ、資料13の上端部とチャッキング9はビス14でチャッキングされる構成となっている。尚、試験機室18には所定の湿度・温度を供給する入り口とその出口が設けられており、筐体17の下部には試験室を加温するためのヒータ16が配置されている。該ヒータによる加熱では筐体17の底部が凸形に熱変形するが、この影響は測定系のどこにも現れない構成となっているのが特徴である。
前記変位計測手段6には変位センサ11が荷重伝達部材7に平行に摺動可能に取り付けられ、変位計測のステップでは前記荷重伝達部材7にしっかりとねじ固定される構成となっている。また、前記変位計測手段6と筐体17上部間に弾性手段8が配置され、前記、荷重系の自重が不本意に資料13に作用しないように常に上方向へ押し上げている。更に、試料の一端を取り付けるためのチャッキング１０が前記荷重伝達部材7の下端に設けられており、前記資料13の他端を取り付けるチャッキング手段9はヒンジ12で筐体１７に固定される構成となっている。したがって、荷重伝達部材7に圧縮荷重がかかると資料13は上下に引張られることとなる。そして、資料13の荷重による変位は変位センサ11により正確に計測される。
該変位センサー11はセンシング先端が前記筐体17の上部に接しているため、該筐体17の上部が熱歪などで変形してもヒンジ12でとめられたチャッキング9部分と前記センシングが同期するため変位センサー11は熱歪の影響を受けない。
A矢視には資料13の取付け詳細がしめされている。資料13の下部と前記荷重伝達部材７の下部はビス15でチャッキングされ、資料13の上端部とチャッキング9はビス14でチャッキングされる構成となっている。尚、試験機室18には所定の湿度・温度を供給する入り口とその出口が設けられており、筐体17の下部には試験室を加温するためのヒータ16が配置されている。該ヒータによる加熱では筐体17の底部が凸形に熱変形するが、この影響は測定系のどこにも現れない構成となっているのが特徴である。
図4に他の実施例を示す。荷重系は基本的には錘18、レバー20、荷重ON-OFFカム19および支点21で構成されている。レバー20の支点21の位置により錘荷重が増幅される。また、荷重ON-OFFカム19により荷重点にある調整ロッド3に作用する圧縮荷重のON-OFFの切り替えができる構成となっている。該調整ロッド3にはｙ軸距離を調整可能な調整ねじ4がねじ勘合されている。該ロッドの下端部はロードセル5のセンシング部分と常に接触するように手動で調整ねじ4で調整される構成となっている。該ロードセル5は変位計測手段6と試験機室18に延長する荷重伝達部材7と同軸上に固定されている。
前記変位計測手段6には変位センサ11が荷重伝達部材7に平行に摺動可能に取り付けられ、変位計測のステップでは前記荷重伝達部材7にしかりと固定される構成となっている。また、前記変位計測手段6と筐体17上部間に弾性手段8が配置され、前記、荷重系の自重が不本意に資料13に作用しないように常に上方向へ押し上げている。更に、試料の一端を取り付けるためのチャッキング１０が前記荷重伝達部材の下端に設けられており、前記資料13の他端を取り付けるチャッキング手段9はヒンジ12で筐体１７に固定される構成となっている。したがって、荷重伝達部材7に圧縮荷重がかかると資料13は上下に引張られることとなる。そして、資料13の荷重による変位は変位センサ11により正確に計測される。
該変位センサー11はセンシング先端が前記筐体17の上部に接しているため、該筐体17の上部が熱歪などで変形してもヒンジ12でとめられたチャッキング9部分と前記センシングが同期するため変位センサー11は熱歪の影響を受けない。
A矢視には資料13の取付け詳細がしめされている。資料13の下部と前記荷重伝達部材７の下部はビス15でチャッキングされ、資料13の上端部とチャッキング9はビス14でチャッキングされる構成となっている。尚、試験機室18には所定の湿度・温度を供給する入り口とその出口が設けられており、筐体17の下部には試験室を加温するためのヒータ16が配置されている。該ヒータによる加熱では筐体17の底部が凸形に熱変形するが、この影響は測定系のどこにも現れない構成となっているのが特徴である。
前記変位計測手段6には変位センサ11が荷重伝達部材7に平行に摺動可能に取り付けられ、変位計測のステップでは前記荷重伝達部材7にしかりと固定される構成となっている。また、前記変位計測手段6と筐体17上部間に弾性手段8が配置され、前記、荷重系の自重が不本意に資料13に作用しないように常に上方向へ押し上げている。更に、試料の一端を取り付けるためのチャッキング１０が前記荷重伝達部材の下端に設けられており、前記資料13の他端を取り付けるチャッキング手段9はヒンジ12で筐体１７に固定される構成となっている。したがって、荷重伝達部材7に圧縮荷重がかかると資料13は上下に引張られることとなる。そして、資料13の荷重による変位は変位センサ11により正確に計測される。
該変位センサー11はセンシング先端が前記筐体17の上部に接しているため、該筐体17の上部が熱歪などで変形してもヒンジ12でとめられたチャッキング9部分と前記センシングが同期するため変位センサー11は熱歪の影響を受けない。
A矢視には資料13の取付け詳細がしめされている。資料13の下部と前記荷重伝達部材７の下部はビス15でチャッキングされ、資料13の上端部とチャッキング9はビス14でチャッキングされる構成となっている。尚、試験機室18には所定の湿度・温度を供給する入り口とその出口が設けられており、筐体17の下部には試験室を加温するためのヒータ16が配置されている。該ヒータによる加熱では筐体17の底部が凸形に熱変形するが、この影響は測定系のどこにも現れない構成となっているのが特徴である。
圧縮方向に荷重をかけることで引張試験が行えることから、筐体内部の資料を取り付ける部品のみ入れ替えることで、圧縮破壊・クリープ試験機に容易に変更可能となる。
１引張試験機、２加圧機、３ロッド、４調整ねじ、５ロードセル、６変位計測手段、７荷重伝達部材、８弾性手段 ９、１０チャッキング、11変位センサ
Claims (3)
- 所定の湿度・温度の環境下で引張破壊或いは引張クリープ試験を行う試験装置において、加圧機とその直下にあってロードセルを含み荷重を伝達する比較的熱膨張係数の低い材料で作られた荷重伝達部材、該荷重伝達部材に適時固定される変位センサを含む変位計測手段、前記荷重伝達手段の下部一端にあって試験機室内にある試料の一端を取り付けるチャキング手段、筐体にヒンジで回転自由に取り付けられ資料の他端を取り付けるチャキング手段で構成され、圧縮方向の荷重により資料に引張荷重をかけることができる引張試験装置。
- 請求項1の引張試験機において、空圧シリンダ或いは油圧シリンダのロッドに形成されたねじと調整ねじで荷重伝達部材に適切に圧縮方向荷重をかけることができる加圧機を有する引張試験機。
- 請求項1の引張クリープ試験機において、錘荷重がレバーにより増幅され、カムにより荷重の入り切が行え、調整ロッドに形成されたねじと調整ねじで荷重伝達部材に適切に圧縮方向荷重をかけることができる加圧機を有する引張試験機。
Priority Applications (1)
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