JP3214335U

JP3214335U - 材料試験機用つかみ具および材料試験機

Info

Publication number: JP3214335U
Application number: JP2017004827U
Authority: JP
Inventors: 健岡村
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2027-10-23

Abstract

【課題】定盤上で分割移動させることが可能な材料試験機用つかみ具およびこの材料試験機用つかみ具を備えた材料試験機を提供する。【解決手段】材料試験機を、引張試験を行う状態から実物製品等の圧縮試験・耐久試験を行う状態にするときには、作業者は、一対のつかみ具ユニット２１を相互に連結している連結板２７を取り外すとともに、ボルト２６を台座部から取り外すことにより、つかみ具ユニットの定盤３０への固定を解除し、各つかみ具ユニットを、互いに離間する方向にスライド移動させる。各つかみ具ユニットは、カバー１４内のネジ棹１１と支柱１２との間のスペースに格納される。【選択図】図３

Description

この考案は、定盤上に配置される材料試験機用つかみ具およびこのつかみ具を備えた材料試験機に関する。

材料試験機で試験片に対して引張試験を実行するときには、試験片の両端を把持するための一対のつかみ具が使用される。材料試験機では、負荷機構の駆動により移動するクロスヘッドに一対のうちの一方のつかみ具が接続され、テーブル上に他方のつかみ具が固定される。そして、試験片の両端を一対のつかみ具で把持させ、クロスヘッドを移動させることにより、試験片に引張試験力を付与する（特許文献１参照）。

また、試験片の引張試験と、実物製品等の試験体への耐久試験の両方を行うことができるように構成された材料試験機では、テーブル上に定盤が配置される。図６は、従来のつかみ具１１２を定盤上に配置した材料試験機の概要図である。図７は、従来のつかみ具１１２を取り外すときの作業を説明する側断面概要図である。なお、図７においては、説明の便宜上、クロスヘッド１３およびカバー１４を取り払った状態の材料試験機を示し、定盤１３０以外の試験機構成を一点鎖線で示している。また、図７において、つかみ具１１２を矩形に簡略化して図示している。

試験片の引張試験と実物製品への耐久試験の両方を行うことができるように構成された材料試験機で引張試験を行うときには、図６に示すように、定盤上につかみ具１１２が固定される。このつかみ具１１２は、クロスヘッド１３に配設されたつかみ具１１１と対をなすものであり、つかみ具１１１と同じ構造を有する。なお、つかみ具１１１、１１２は、図示しない油圧機構により一対のつかみ歯を開閉させる油圧式つかみ具である。

引張試験を行った後に耐久試験を行うときには、定盤１３０上に試験体を固定するスペースを確保するため、定盤１３０から引張試験用のつかみ具１１２を取り外し、つかみ具１１１にアダプターを介して耐久試験用の圧盤を連結する作業が行われる。なお、圧盤は、定盤１３０に固定された試験体に接触させて圧縮負荷を与えるための試験治具である。定盤１３０に固定していたつかみ具１１２が重いときには、定盤１３０上に台車１３２を載せ、この台車１３２を使ってつかみ具１１２を、図７に仮想線で示す位置から実線で示す位置に移動させることで、クロスヘッド１３と定盤１３０とカバー１４により囲まれた試験空間から退避させる。しかる後、クレーンなどを使って、つかみ具１１２を定盤１３０上から下す作業が行われている。

特開２００５−２０１７７０号公報

上述したように、つかみ具１１２の重量が重いと、つかみ具１１２を試験機本体から取り外すときの作業が煩雑なものとなり、取り外しに時間がかかるという問題がある。また、つかみ具１１２を移動させるための台車１３２を定盤１３０上に載せるため、定盤１３０も、テーブル１５よりも奥行きが大きいサイズが必要となり、定盤１３０のテーブルに載りきれない領域は、支柱１３１により支持することになる。

この考案は上記課題を解決するためになされたものであり、定盤上で分割移動させることが可能な材料試験機用つかみ具およびこの材料試験機用つかみ具を備えた材料試験機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の考案は、引張試験において定盤上に配置される材料試験機用つかみ具において、台座部と、前記台座部に移動可能に支持されたつかみ歯と、を各々有する一対のつかみ具ユニットと、前記一対のつかみ具ユニットを前記つかみ歯のつかみ面を対向させた状態で、所定の距離だけ離隔させて相互に連結する連結板と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の材料試験機用つかみ具において、前記一対のつかみ具ユニットの各々は、前記連結板による連結を解除した状態で、前記定盤上をスライド移動可能である。

請求項３に記載の考案は、試験片に与える負荷を与えるために移動部材を移動させる負荷機構を備える材料試験機において、テーブル上に配設された定盤と、前記移動部材に配設される移動側つかみ具と、を備え、請求項１または請求項２に記載の材料試験機用つかみ具を、固定側つかみ具として前記定盤上に取り付けたことを特徴とする。

請求項４に記載の考案は、請求項３に記載の材料試験機において、前記移動部材は、前記テーブル上の対角線上に配置された一対のネジ棹と、前記一対のネジ棹とは異なる前記テーブル上の対角線上に立設された一対の支柱と架設され、前記一対のネジ棹を同期して回転させることにより前記一対の支柱に沿って移動するクロスヘッドであり、前記固定側つかみ具の前記一対のつかみ具ユニットの各々は、前記連結板による連結が解除された状態で互いに離間するように移動させることにより、前記クロスヘッドの端部と係合する前記ネジ棹と前記支柱との間の空間に収納される。

請求項１から請求項４に記載の考案によれば、つかみ具をつかみ具ユニットに分割することができることから、つかみ具の移動を容易に行うことが可能となる。

請求項２に記載の考案によれば、つかみ具をつかみ具ユニットに分割して定盤上をスライド移動させることができることから、引張試験以外の試験を行うためのスペースを定盤上に設けるときに、従来のように、つかみ具と定盤との接続／接続解除の前後で、つかみ具を定盤に対して上げ下げする必要がない。このため、作業者は、短時間かつ省労力で、定盤上に引張試験以外の試験治具または試験対象を配設することができる。

請求項３に記載の考案によれば、定盤上につかみ具ユニットを直接接続することから、試験空間におけるつかみ具としての高さ寸法を従来よりも小さくすることができ、その分、材料試験機の縦方向の試験空間を広くとることができる。したがって、１台の材料試験機で試験可能な試験片の種類が広がる。

請求項４に記載の考案によれば、つかみ具をつかみ具ユニットに分割して試験機のネジ棹と支柱の間の空きスペースに収納することから、引張試験以外の試験治具または試験対象を定盤上に配設するときに、作業者は、試験機本体から固定側つかみ具を取り除く必要がなく、試験に応じた試験治具構成の変更を容易に行うことが可能となる。

この考案に係る材料試験機の正面概要図である。固定側つかみ具２０の正面概要図である。図２におけるＡ−Ａ矢視図である。定盤３０の溝３３と台座部２２の凸部２５を説明する断面概要図である。固定側つかみ具２０を分割して収納した状態の材料試験機を示す正面概要図である。従来のつかみ具１１２を定盤上に配置した材料試験機の概要図である。従来のつかみ具１１２を取り外すときの作業を説明する側断面概要図である。

以下、この考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この考案に係る材料試験機の正面概要図である。図２は、固定側つかみ具２０の正面概要図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ矢視図である。図４は、定盤３０の溝３３と台座部２２の凸部２５を説明する断面概要図である。

この材料試験機は、クロスヘッド１３と、テーブル１５と、テーブル上に配置した定盤３０とを備え、クロスヘッド１３と、定盤３０と、テーブル１５の左右に立設されたカバー１４とにより囲まれた材料試験機本体の試験空間に試験片等の試験対象を配置して材料試験を実行するものである。引張試験を実行するときには、クロスヘッド１３側に配設された移動側つかみ具１１１と定盤３０上に固定された固定側つかみ具２０とによって試験片の両端部が把持される。

テーブル１５の左右に立設されたカバー１４内には、一対のネジ棹１１と一対の支柱１２が配設されている。一対のネジ棹１１は、矩形状のテーブル１５の対角線上に配置され、一対の支柱１２は、一対のネジ棹１１とは異なるテーブル１５上の対角線上に配設される。クロスヘッド１３の両端部には、一対のネジ棹１１と螺合する図示しないナット部と、一対の支柱１２を貫通する図示しない孔部とが設けられている。一対のねじ棹がテーブル１５内に配設されたモータの駆動により同期して回転することで、クロスヘッド１３が支柱１２にガイドされて上下方向に移動する。クロスヘッド１３が上昇することにより、移動側つかみ具１１１と固定側つかみ具２０により両端を把持された試験片に引張荷重（試験力）が負荷される。

試験片に負荷される試験力は、試験力検出器としてのロードセル１６により検出される。また、試験片の上下の標点間の変位量は、図示を省略した接触方式または非接触方式の変位計により検出される。ロードセル１６および変位計からの信号は、制御部１７に入力される。制御部１７は、ロードセル１６および変位計からの信号に基づいて、クロスヘッド１３を昇降させるためのモータの駆動制御信号を作成する。これにより、モータの回転が制御されクロスヘッド１３が負荷軸に沿って移動し、引張試験等の各種材料試験が実行される。また、制御部１７は、液晶表示パネル等から構成される表示部１８と、試験の開始や停止等の各種の動作入力を行う操作部１９とに接続されている。

固定側つかみ具２０は、台座部２２と、台座部２２に対して移動可能に配設されたつかみ歯２３とを各々備えた一対のつかみ具ユニット２１と、一対のつかみ具ユニット２１を互いに連結する連結板２７から成る。台座部２２は、図示を省略した油圧機構に接続されており、このつかみ具ユニット２１では、台座部２２に配置したつかみ歯２３を、油圧により移動させている。

図４に示すように、つかみ具ユニット２１の台座部２２の底面には、定盤３０の上面に形成された溝３３と係合する凸部２５が配設されている。定盤３０側の溝３３は、所謂、Ｔ溝と呼称されるものであり、定盤３０の上面につかみ具ユニット２１の移動範囲に亘って沿って延設されている。台座部２２側の凸部２５を溝３３に係合させることで、つかみ具ユニット２１の移動が溝３３により案内される。一対のつかみ具ユニット２１は、試験中に互いの位置関係がずれることがないように、連結板２７により所定の距離だけ離隔させて相互に連結される。また、台座部２２には底面まで貫通する孔部が設けられており、ボルト２６を挿通して、定盤３０の上面に形成された雌ネジ穴にボルト２６を螺合させることにより、つかみ具ユニット２１が定盤３０上に固定される。この固定側つかみ具２０に試験片を把持させるときには、つかみ具ユニット２１のつかみ歯２３を互いが近接するように移動させる。つかみ歯２３が試験片を把持した時の反力は連結板２７によって支えられる。

この固定側つかみ具２０は、定盤３０に固定するに際し、図６に示す従来のつかみ具１１２のように継手を介する必要がなく、定盤３０と台座部２２とが直接接続される。このため、試験空間におけるつかみ具としての高さ寸法を従来よりも小さくすることができ、その分、縦方向の試験空間を広くとることができる。したがって、１台の材料試験機で試験可能な試験片の種類が広がる。

図５は、固定側つかみ具２０を分割して収納した状態の材料試験機を示す正面概要図である。

材料試験機を、図１に示す引張試験を行う状態から、図５に示す、実物製品等の圧縮試験・耐久試験を行う状態にするには、作業者は、一対のつかみ具ユニット２１を相互に連結している連結板２７を取り外すとともに、ボルト２６を台座部２２から取り外すことにより、つかみ具ユニット２１の定盤３０への固定を解除する。そして、各つかみ具ユニット２１を、互いに離間する方向にスライド移動させる。定盤３０上の溝３３に案内されて、図３に実線で示す位置から、仮想線で示す位置に移動させた各つかみ具ユニット２１は、カバー１４内のネジ棹１１と支柱１２との間のスペースに格納される。

この材料試験機では、固定側つかみ具２０は、各つかみ具ユニット２１に分割され、図５に示すように、テーブル１５の左右に立設されたカバー１４内に、それぞれ収納される。これにより、クロスヘッド１３とカバー１４と定盤３０で囲まれた試験空間から、固定側つかみ具２０が除かれることになる。しかる後、移動側つかみ具１１１に圧縮試験用の圧盤を取り付け、定盤３０の中央の空間に試験体Ｗを配置することで、圧縮試験が可能となる。なお、定盤３０には、試験体Ｗの大きさ、形状等に応じて、試験体Ｗ保持用の試験治具が適宜取り付けられる。また、曲げ試験を行うときには、曲げ試験用の試験片を保持するための曲げ試験治具を定盤３０に取り付け、移動側つかみ具１１１側にアダプターを介してポンチを取り付ければよい。

この材料試験機の固定側つかみ具２０は、図６および図７に示す従来のつかみ具１１２のように、クレーンを使って定盤１３０に対して上げ下げする必要がなく、使用するときは、定盤３０の中央に移動させ、使用しないときは、つかみ具ユニット２１に分割して定盤３０の端に移動させるだけで済む。このため、作業者は、短時間かつ省労力で、定盤３０上に、引張試験以外の試験治具や試験対象を配置するスペースを確保することができ、異なる材料試験に対応させるための試験機構成の変更を容易に行うことが可能となる。

再度、引張試験を行うときには、カバー１４内に収納していた各つかみ具ユニット２１を互いが近接する定盤３０の中央に移動させ、互いを連結板２７で連結し、ボルト２６により定盤３０に固定する。

また、この実施形態では、材料試験機のカバー１４内のネジ棹１１と支柱１２との間のスペースにつかみ具ユニット２１を収納するようにしているが、これに限定されない。すなわち、クロスヘッド１３に配設した移動側つかみ具１１１などの、移動側の試験治具や、定盤３０上に取り付けられる試験体保持用の他の治具等と干渉しない位置までつかみ具ユニット２１を移動させることができれば、カバー１４内に収納されなくてもよい。したがって、例えば、カバー１４内のネジ棹１１と支柱１２との間に十分なスペースがない、あるいは、ネジ棹１１のみでクロスヘッド１３を支持し、支柱１２がない他の機種の材料試験機においても、この固定側つかみ具２０を取り付けることが可能である。なお、このような材料試験機に固定側つかみ具２０を取り付けるときには、材料試験機のネジ棹１１等の配置に応じて、定盤３０の形状を変更すればよい。

また、上述した実施形態においては、移動側つかみ具１１１のつかみ歯の開閉を油圧により行うことから、つかみ歯により把持される試験片の両端にかかるつかみ圧力が同等となるように、固定側つかみ具２０のつかみ歯２３の移動にも油圧を使用している。固定側つかみ具２０のつかみ歯２３を移動させる動力は、油圧に限定されるものではなく、試験片の両端にかかるつかみ圧力を上下つかみ具（移動側つかみ具および固定側つかみ具）で同等に調整することができるものであれば、空圧等、他の動力を採用することができる。

１１ネジ棹
１２支柱
１３クロスヘッド
１４カバー
１５テーブル
１６ロードセル
１７制御部
１８表示部
１９操作部
２０固定側つかみ具
２１つかみ具ユニット
２２台座部
２３つかみ歯
２７連結板
３０定盤
１１１移動側つかみ具
１１２つかみ具
１３０定盤
１３１支柱
１３２台車

Claims

引張試験において定盤上に配置される材料試験機用つかみ具において、
台座部と、前記台座部に移動可能に支持されたつかみ歯と、を各々有する一対のつかみ具ユニットと、
前記一対のつかみ具ユニットを前記つかみ歯のつかみ面を対向させた状態で、所定の距離だけ離隔させて相互に連結する連結板と、
を備えることを特徴とする材料試験機用つかみ具。
請求項１に記載の材料試験機用つかみ具において、
前記一対のつかみ具ユニットの各々は、前記連結板による連結を解除した状態で、前記定盤上をスライド移動可能である材料試験機用つかみ具。
試験片に与える負荷を与えるために移動部材を移動させる負荷機構を備える材料試験機において、
テーブル上に配設された定盤と、
前記移動部材に配設される移動側つかみ具と、
を備え、
請求項１または請求項２に記載の材料試験機用つかみ具を、固定側つかみ具として前記定盤上に取り付けたことを特徴とする材料試験機。
請求項３に記載の材料試験機において、
前記移動部材は、前記テーブル上の対角線上に配置された一対のネジ棹と、前記一対のネジ棹とは異なる前記テーブル上の対角線上に立設された一対の支柱と架設され、前記一対のネジ棹を同期して回転させることにより前記一対の支柱に沿って移動するクロスヘッドであり、
前記固定側つかみ具の前記一対のつかみ具ユニットの各々は、前記連結板による連結が解除された状態で互いに離間するように移動させることにより、前記クロスヘッドの端部と係合する前記ネジ棹と前記支柱との間の空間に収納される材料試験機。