JP5312971B2 - Particle compression tester and sample table for particle compression tester - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粒子圧縮試験機及び粒子圧縮試験機用試料台に関する。 The present invention relates to a particle compression tester and a sample stage for a particle compression tester.
粒径0.1〜数百μm程度の粒子状の試料の機械的強度を評価する試験として、粒子圧縮試験機を用いた粒子圧縮試験が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この粒子圧縮試験は、粒子圧縮試験機に取り付けられた平面圧子により試料に荷重を負荷し、荷重の増加に伴う試料の変位量(押込み深さ)を測定して変位量と荷重との関係から、試料の硬さ等の物性値を測定するものである。
A particle compression test using a particle compression tester is known as a test for evaluating the mechanical strength of a particulate sample having a particle size of about 0.1 to several hundred μm (see, for example, Patent Document 1).
In this particle compression test, a sample is loaded with a flat indenter attached to a particle compression tester, and the amount of displacement (indentation depth) of the sample as the load increases is measured. Measure physical properties such as sample hardness.
図9(a)(b)に、粒子圧縮試験により得られる荷重負荷曲線の一例を示す。なお、図9(a)(b)において、縦軸は試料に負荷した荷重(試験力)であり、横軸は試料の変位量(押込み深さ)である。
具体的に、図9(a)は、試料A、Bを同一条件で圧縮した一例であり、例えば、得られた最大変位量の差から、試料A、Bの機械的性質の差異を定性的に判断することができる。また、図9(b)は、変位量が急激に変化する点まで試料A、Bに負荷する荷重を漸増させた一例であり、この変位量の急激な変化から試料の降伏点や破壊強度に関する情報を得ることができる。
FIGS. 9A and 9B show examples of load / load curves obtained by the particle compression test. 9A and 9B, the vertical axis represents the load (test force) applied to the sample, and the horizontal axis represents the amount of displacement of the sample (indentation depth).
Specifically, FIG. 9A is an example in which the samples A and B are compressed under the same conditions. For example, the difference in mechanical properties of the samples A and B is qualitatively determined from the difference in the obtained maximum displacement. Can be judged. FIG. 9B shows an example in which the load applied to the samples A and B is gradually increased up to a point where the displacement amount changes abruptly, and the yield point and fracture strength of the sample are determined from the sudden change in the displacement amount. Information can be obtained.
ところで、このような粒子状試料の圧縮試験においては、試料が球形であるため試料台に載置された試料の固定が難しいという問題がある。即ち、試験機のXYステージの作動により試料台の試料が転がってしまい、位置決めした試料を的確に狙えないことがあったり、複数の試料が密着してしまい、試料1つずつを試験できなかったりすることがある。
また、複数の試料を一度に圧縮する方法も考えられるが、これは常に同数の試料を圧縮できるものではないため再現性に乏しい。
By the way, in the compression test of such a particulate sample, since the sample is spherical, there is a problem that it is difficult to fix the sample placed on the sample stage. In other words, the sample on the sample table rolls due to the operation of the XY stage of the testing machine, and it may not be possible to accurately aim at the positioned sample, or a plurality of samples may be in close contact with each other, so that one sample cannot be tested one by one There are things to do.
A method of compressing a plurality of samples at a time is also conceivable, but this is not always reproducible because the same number of samples cannot be compressed.
こうした問題の対策として、例えば、図10に示すように、試料を載置する試料台81に、試料の粒径より僅かに幅の大きいガイド部82、82を設けることで試料が転がるのを防止する方法が提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。
また、試料台81と試料とを接着により固定する方法も考えられる(例えば、非特許文献2参照。)。
As a countermeasure against such a problem, for example, as shown in FIG. 10, the sample is prevented from rolling by providing
A method of fixing the sample table 81 and the sample by bonding is also conceivable (for example, see Non-Patent Document 2).
しかしながら、試料台81にガイド部材82、82を設ける方法は、試料がガイド部材82、82に接触する場合(図11(a)参照。)と、接触しない場合(図11(b)参照。)と、が想定されるため、試験結果のばらつきの要因となる恐れがある。つまり、物性の測定実験において、できるだけ同一条件で試験を行なうことが重要であることを考慮すると好ましくないという問題があった。また、この試料台81にガイド部材82、82を設ける方法は、粒径が異なる試料に対しては、異なる寸法のガイド部材を用意しなければならず、設定上手間がかかるという問題があった。
また、接着により固定する方法は、使用する接着剤の量のばらつき、試料への巻き込みや湿潤等が想定されるため、常時同一の状態で固定することは極めて困難であるとともに、こうした影響を除去した接着方法を実現するためには高価な設備が必要であるので工業的ではなく、更に接着剤が試料を汚損してしまう可能性も高い、という問題があった。
However, the method of providing the
In addition, since the method of fixing by bonding is assumed to be a variation in the amount of adhesive used, entanglement or wetting in the sample, it is extremely difficult to always fix in the same state, and this effect is eliminated. In order to realize the bonding method, expensive equipment is required, which is not industrial, and there is a high possibility that the adhesive may contaminate the sample.
本発明の課題は、簡便な構成でありながら、再現性の良い試験結果を得ることができる粒子圧縮試験機及び粒子圧縮試験機用試料台を提供することである。 An object of the present invention is to provide a particle compression tester and a sample stage for a particle compression tester that can obtain a test result with good reproducibility while having a simple configuration.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
粒子状の試料を載置するための試料台と、
前記試料台の上方に上下移動可能に備えられた圧子と、
前記圧子に荷重を負荷し、前記圧子を試料の表面に押し付ける荷重負荷手段と、
前記荷重負荷手段により前記圧子を試料の表面に押し付けた時の試料に負荷される試験力を検出する試験力検出手段と、
前記圧子の変位を検出する変位検出手段と、
を備えた粒子圧縮試験機において、
前記試料台は、試料の載置面に、試料に対して大きな曲率半径を有する曲面形状の窪みからなる載置部を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is:
A sample stage for placing a particulate sample;
An indenter provided above the sample stage so as to be movable up and down;
A load-loading means for applying a load to the indenter and pressing the indenter against a surface of a sample;
A test force detecting means for detecting a test force applied to the sample when the indenter is pressed against the surface of the sample by the load loading means;
Displacement detecting means for detecting displacement of the indenter;
In a particle compression tester equipped with
The sample stage is provided with a mounting portion made of a curved recess having a large radius of curvature with respect to the sample on the sample mounting surface.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の粒子圧縮試験機において、
前記試料台は、試料の載置面に前記載置部を複数備えていることを特徴とする。
The invention according to
The sample stage is provided with a plurality of placement units on the sample placement surface.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の粒子圧縮試験機において、
前記複数の載置部の載置面は、それぞれ異なる曲率を有することを特徴とする。
The invention according to
The mounting surfaces of the plurality of mounting units have different curvatures.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の粒子圧縮試験機において、
前記圧子の先端部は、凸又は凹の曲面形状であることを特徴とする。
The invention according to
The tip portion of the indenter has a convex or concave curved shape.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の粒子圧縮試験機において、
前記載置部に載置された試料を載置面に吸着固定するためのエアー吸着手段を備えていることを特徴とする。
The invention according to
An air adsorbing means for adsorbing and fixing the sample placed on the placing portion to the placing surface is provided.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の粒子圧縮試験機において、
前記載置部に載置された試料を載置面に吸着固定するための静電気力を発生させる静電気力発生手段を備えていることを特徴とする。
The invention according to
It is characterized by comprising electrostatic force generating means for generating an electrostatic force for adsorbing and fixing the sample placed on the placing portion to the placing surface.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の粒子圧縮試験機において、
前記載置部に載置された試料を載置面に吸着固定するための電磁力を発生させる電磁力発生手段を備えていることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the particle compression tester according to any one of claims 1 to 4,
An electromagnetic force generating means for generating an electromagnetic force for attracting and fixing the sample placed on the placing portion to the placing surface is provided.
請求項8に記載の発明は、
上下移動可能に備えられた圧子により、粒子状の試料に荷重を負荷して圧縮試験を行う粒子圧縮試験機に用いられる粒子圧縮試験機用試料台において、
試料を載置する載置面に、試料に対して大きな曲率半径を有する曲面形状の窪みからなる載置部を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 8 provides:
In a sample table for a particle compression tester used in a particle compression tester that performs a compression test by applying a load to a particulate sample by an indenter that is movable up and down,
The mounting surface on which the sample is mounted is provided with a mounting portion made of a curved recess having a large radius of curvature with respect to the sample .
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の粒子圧縮試験機用試料台において、
試料の載置面に、前記載置部を複数備えていることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the sample stage for the particle compression tester according to claim 8,
The sample mounting surface is provided with a plurality of the mounting units described above.
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の粒子圧縮試験機用試料台において、
前記複数の載置部の載置面は、それぞれ異なる曲率を有することを特徴とする。
The invention according to claim 10 is the sample table for the particle compression tester according to claim 9,
The mounting surfaces of the plurality of mounting units have different curvatures.
本発明によれば、試料台は、試料を載置する載置面に、試料に対して大きな曲率半径を有する曲面形状の窪みからなる載置部を備える構成である。このため、試料を載置部に置くだけで試料の位置決めができるとともに試料の転がりが防止され、常時、同一条件で試料を保持することができる。
また、常時同一条件で試料を保持することができるため、粒子圧縮試験機において、安定した試験結果、ばらつきの少ない試験結果を得ることができる。
よって、簡便な構成でありながら、再現性の良い試験結果を得ることができる。
According to this invention, a sample stand is a structure provided with the mounting part which consists of a hollow of the curved shape which has a big curvature radius with respect to a sample in the mounting surface which mounts a sample. For this reason, it is possible to position the sample only by placing the sample on the mounting portion, to prevent the sample from rolling, and to always hold the sample under the same conditions.
In addition, since the sample can always be held under the same conditions, a stable test result and a test result with little variation can be obtained in the particle compression tester.
Therefore, it is possible to obtain a test result with good reproducibility while having a simple configuration.
以下、図を参照して、本発明に係る粒子圧縮試験機について、詳細に説明する。
なお、本発明に係る粒子圧縮試験機は、圧子に負荷する荷重(試験力)と、圧子の変位量(押込み深さ)とを連続してモニター可能な計装化押込み試験機である。
また、本発明の粒子圧縮試験機に適用する試料は、例えば金属やセラミックスの粉末などの、粒径が0.1〜数100μm程度の粒子状の試料である。
Hereinafter, the particle compression tester according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The particle compression tester according to the present invention is an instrumented indentation tester capable of continuously monitoring a load (test force) applied to an indenter and a displacement amount (indentation depth) of the indenter.
The sample applied to the particle compression tester of the present invention is a particulate sample having a particle size of about 0.1 to several 100 μm, such as metal or ceramic powder.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態における粒子圧縮試験機100の試験機本体1を示す概略構成図であり、図2は、粒子圧縮試験機100の制御構成を示すブロック図である。また、図3は、粒子圧縮試験機100の試料台2及び圧子3を示す拡大断面図であり、(a)は試料Sに荷重を負荷していない状態、(b)は試料Sに荷重を負荷している状態を示している。また、図4は、粒子圧縮試験機100の試料台2を示す平面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a test machine main body 1 of a
粒子圧縮試験機100は、図1、図2に示すように、試料Sに試験力を付与する試験機本体1と、試験機本体1の各部を制御する制御部200と、表示部300と、操作部400等を備えて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
試験機本体1は、試料Sが載置される試料台2と、試料Sに荷重を負荷する圧子3と、圧子3を先端に有する圧子軸3aを一端側に備え、他端側にフォースモータ4を備える荷重レバー5と、荷重レバー5の移動量を検出する変位センサ6等を備えている。
The testing machine main body 1 is provided with a
試料台2は、その上面(載置面)に載置された試料Sが、試験測定中にずれないように保持するものである。
具体的には、試料台2の載置面には、図3、図4に示すように、曲面形状の窪みからなる載置部21が設けられている。載置部21は、試料Sに対して十分に大きな曲率半径Rを有しており、この載置部21に試料Sが載置された場合、載置部21の中心点Pにおいて試料Sが支持され、試料Sの不用意な転がりによる位置ずれが防止されるようになっている。
試料台2は、XYZステージ2aに搭載されており、XYZステージ2aによって上下方向、左右方向、前後方向に移動されて、圧子3に対する試料Sの位置を調整可能になっている。
The
Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, a mounting
The
また、試料台2には、載置部21に載置された試料Sを載置面に吸着固定するためのエアー吸着手段としてのエアー吸引装置22が設けられている。
具体的には、試料台2の載置部21には、図4に示すように、中心点Pの周囲に複数の吸引孔22aが設けられている。吸引孔22aには接続路(図示省略)が接続されており、この接続路は、例えばソレノイドバルブのような切換弁を介して、例えば真空ポンプ等の負圧を発生するエアー吸引装置22に接続自在かつ大気圧に解放自在に構成されている。すなわち、吸引孔22aは負圧状態又は大気圧に開放した状態に切換え自在となっており、吸引孔22aを負圧状態に切換えると、試料Sを試料台2の載置部21に吸着固定することができるようになっている。
Further, the
Specifically, as shown in FIG. 4, a plurality of suction holes 22 a are provided around the center point P in the mounting
圧子3は、その先端が平面形状の平面圧子であり、試料台2の上方に上下移動可能に備えられている。圧子3は、この圧子3に荷重を負荷することのできるフォースモータ4及び荷重レバー5に連動して鉛直下方に変位し、試料台2上の試料Sに対して圧縮負荷を加える。
The
荷重レバー5は、略中央部において回動軸5aによって回動可能に軸支されており、一端の下面側に圧子軸3aを介して圧子3を備えている。また、荷重レバー5の他端の上面側にフォースモータ4を備えている。
フォースモータ4は、フォースコイル4aとマグネット4bとにより構成されており、マグネット4bがつくる磁界と、フォースコイル4aに流れる電流との電磁誘導に応じて発生する力を駆動力として用い、荷重レバー5を回動させて、荷重レバー5の一端側を押し下げたり、押し上げたりする。
The
The
そして、フォースモータ4の駆動によって、荷重レバー5の一端側を押し下げるようにして、圧子3に荷重を負荷し、その圧子3を試料Sの表面に押し付けることが可能になっている。
つまり、フォースモータ4と荷重レバー5とが協働し、荷重負荷手段として、圧子3に荷重を負荷し、圧子3を試料Sの表面に押し付けるようになっている。
なお、制御部200が、フォースモータ4のフォースコイル4aに流す電流量を無段階に調整することによって、フォースモータ4は無段階の駆動力を出力し、荷重レバー5を介して圧子3に無段階の荷重(試験力)を負荷することができる。
Then, by driving the
That is, the
The
変位センサ6は、荷重レバー5の一端側の上面に設けられた被検知部6aと、その被検知部6aとの距離(間隔)を検出するセンサ部6bとにより構成されており、回動する荷重レバー5の一端側の変位量を検出可能なセンサである。
そして、変位センサ6は、荷重レバー5が回動した際の、その一端側の変位を検出するようにして、荷重レバー5の一端側に設けられている圧子3の変位を検出することができる。
つまり、変位センサ6は、変位検出手段の一部として、圧子3の変位を検出する。
なお、変位センサ6は、検出した荷重レバー5の一端側の変位(圧子3の変位)に基づく圧子変位信号を制御部200に出力する。
The
The
That is, the
The
表示部300は、例えば、液晶表示パネルであって、制御部200から入力される表示信号に従って、試験結果等、各種表示画面の表示処理を行う。
The
操作部400は、例えば、キーボードなどの操作キー群であって、ユーザにより操作されると、その操作に伴う操作信号を制御部200に出力する。なお、操作部400は、必要に応じてマウスやタッチパネルなどのポインティングデバイスや、リモートコントローラなど、その他の操作装置を備えるようにしてもよい。
そして、この操作部400は、ユーザが試料Sの粒子圧縮試験を行う指示入力を行う際に操作される。また、操作部400は、ユーザが試料Sの表面に押し付ける荷重の設定を行う際に操作される。
The
The
制御部200は、図2に示すように、CPU210と、RAM220と、記憶部230を備えている。そして、制御部200は、システムバスなどを介して、XYZステージ2a、フォースモータ4、変位センサ6、表示部300、操作部400、エアー吸引装置22、等と接続している。
As illustrated in FIG. 2, the
CPU210は、例えば、記憶部230に記憶されている粒子圧縮試験機用の各種処理プログラムに従って、各種制御処理を行う。
CPU210 performs various control processing according to the various processing programs for particle | grain compression test machines memorize | stored in the memory |
RAM220は、例えば、CPU210によって実行される処理プログラムなどを展開するためのプログラム格納領域や、入力データや処理プログラムが実行される際に生じる処理結果などを格納するデータ格納領域などを備えている。
The
記憶部230は、例えば、粒子圧縮試験機100で実行可能なシステムプログラムや、そのシステムプログラムで実行可能な各種処理プログラム、これら各種処理プログラムを実行する際に使用されるデータ、CPU210によって演算処理された各種処理結果のデータなどを記憶する。なお、プログラムは、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードの形で記憶部230に記憶されている。
The
具体的には、記憶部230は、例えば、試験力検出プログラム231、変位検出プログラム232、等を記憶している。
Specifically, the
試験力検出プログラム231は、例えば、CPU210に、圧子3を試料Sの表面に押し付けた際の試料Sに負荷される試験力を検出する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、CPU210は、試験力検出プログラム231を実行することにより、フォースモータ4のフォースコイル4aに所定の荷重に応じた電流を供給しフォースモータ4を動作させる。そして、そのフォースモータ4の駆動で荷重レバー5を回動させて、圧子3が試料Sに対して所定の荷重を負荷して押し込むようになっており、この際、CPU210は、圧子3に負荷された荷重を、試料Sに負荷される試験力として検出する。
CPU210は、かかる試験力検出プログラム231を実行することで、試験力検出手段として機能する。
The test
Specifically, the
The
変位検出プログラム232は、例えば、CPU210に、圧子3の変位を検出する機能を実現させるプログラムである。
具体的には、CPU210は、変位検出プログラム232を実行することにより、変位センサ6に、荷重レバー5が回動した際の一端側の変位を検出させることにより、荷重レバー5の一端側に設けられている圧子3の変位を検出させる。
CPU210は、かかる変位検出プログラム232を実行することで、変位センサ6と共に変位検出手段として機能する。
The
Specifically, the
The
次に、粒子圧縮試験機100による試料Sに対する粒子圧縮試験について、図3を用いて説明する。
かかる粒子圧縮試験を実行するにあたり、ユーザは、圧子軸3aに圧子3を取り付け、試料台2の載置部21に試料Sを載せ、XYZステージ2aにより試料台2の位置調整を行う。すなわち、図3(a)に示すように、試料Sの真上に圧子3が位置するように試料台2の位置調整を行う。このとき、試料Sは試料台2の載置部21の中心点Pに位置するようになるため、試料Sと圧子3との位置が調整後にずれることがない。
また、ユーザは、圧子3を試料Sの表面に押し付ける荷重の設定を入力部300に入力し、測定を開始する。
圧縮試験が開始されると、CPU210は、フォースモータ4及び荷重レバー5により圧子3に対して荷重の負荷を開始する。すなわち、図3(b)に示すように、試料Sの上方から圧子3が試料Sに対して荷重の負荷を開始する。そして、CPU210は、所定の速度で圧子3に負荷する荷重を増加させて圧子3と試料台2との間で試料S(1個)を圧縮し、圧縮荷重の増加に伴う圧縮変位(変位量)の変化を測定して圧縮変位が急激に増加した時点の圧縮荷重を崩壊荷重とする。即ち、試料Sが完全に崩壊する時点の荷重値が圧縮強度となる。
この圧縮試験中、試料Sは試料台2の載置部21の中心点Pに常時固定されることとなる。
Next, a particle compression test on the sample S by the
In executing such a particle compression test, the user attaches the
In addition, the user inputs a setting of a load for pressing the
When the compression test is started, the
During this compression test, the sample S is always fixed to the center point P of the mounting
以上のように、本第1実施形態の粒子圧縮試験機100によれば、試料台2が試料Sの載置面に曲面形状の窪みからなる載置部21を備えた構成となっているため、試料Sは載置部21の内部に保持されることとなり、粒子状の試料Sが載置部21の外に転がるのを防止することができ、常時、同一条件で試料を保持することができる。
また、常時同一条件で試料を保持することができるため、粒子圧縮試験機において、安定した試験結果、ばらつきの少ない試験結果を得ることができる。
また、試料Sは載置部21の中心点Pで支持されることとなるので、試料台2上の試料Sの位置決めを自然に行うことができる。
よって、簡便な構成でありながら、再現性の良い試験結果を得ることができる。
As described above, according to the particle
In addition, since the sample can always be held under the same conditions, a stable test result and a test result with little variation can be obtained in the particle compression tester.
Further, since the sample S is supported at the center point P of the mounting
Therefore, it is possible to obtain a test result with good reproducibility while having a simple configuration.
なお、上記実施形態においては、先端面が平面形状の圧子を用いたが、この平面圧子3の代わりに、図5(a)(b)に示すように、その先端形状が凸又は凹の曲面形状となるよう構成された圧子3A、3Bを用いることとしても良い。
これら圧子3A、3Bの先端の曲面形状は、試料Sに対して十分に大きい曲率半径をするように構成されている。
このように構成した場合、圧子3A、3Bは、平面圧子3と比較して、試料Sとの接触面積を小さくできるため、試験の精度をより向上させることができる。
In the above embodiment, an indenter having a flat tip surface is used. Instead of the
The curved shapes of the tips of the
When configured in this way, the
(変形例1)
次に、変形例1として、第1実施形態の変形例について図6を参照して説明する。
変形例1の基本的構成は第1実施形態と同様であるが、変形例1の粒子圧縮試験機100aは、第1実施形態のエアー吸引装置22の代わりに、静電気力発生手段としての静電気力発生装置23を備えている。
すなわち、静電気力発生装置23により静電気力を発生させ、この静電気力により載置部21と試料Sとを吸着させる構成となっている。
(Modification 1)
Next, as a first modification, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the first modification is the same as that of the first embodiment, but the
That is, an electrostatic force is generated by the
具体的には、静電気力発生装置23は、例えば、試料台2に、誘電体内部に2枚の金属電極が埋設された基板を備え、両電極間に電圧を印加することで静電気力を発生させる、いわゆる静電チャック等を用いることができる。
つまり、この静電気力発生装置23は、金属電極を包囲する誘電体において誘電分極現象が起こり、これにより試料Sとの間に静電気力が生じ、基板に試料Sが吸着されることとなる。
なお、他の静電気力発生手段として、例えばポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン等の高絶縁体又は上述の絶縁体を互いに接触又は摩擦したり、絶縁体と導体とを接触又は摩擦する等して静電気力を発生させてもよい。或いは、コロナ放電により静電気力を発生させたり、紫外線、X線、電子ビーム、イオンビーム等の照射により静電気力を発生させてもよい。
Specifically, the electrostatic
That is, in the
In addition, as another means for generating electrostatic force, for example, a high insulator such as polymethyl methacrylate or polyethylene, or the above-mentioned insulator is brought into contact with or rubbed with each other, or an insulator and a conductor are brought into contact or rubbed with each other. May be generated. Alternatively, an electrostatic force may be generated by corona discharge, or an electrostatic force may be generated by irradiation with ultraviolet rays, X-rays, an electron beam, an ion beam, or the like.
(変形例2)
次に、変形例2として、第1実施形態の変形例について図7を参照して説明する。
変形例2の基本的構成は第1実施形態と同様であるが、変形例2の粒子圧縮試験機100bは、第1実施形態のエアー吸引装置22の代わりに、電磁力発生手段としての電磁力発生装置24を備えている。
すなわち、電磁力発生装置24により電磁力を発生させ、この電磁力により載置部21と試料Sとを吸着させる構成となっている。
具体的には、電磁力発生装置24は、例えば、磁極用鋼材に巻いたコイルに電流を通して磁石とし、電流を切って磁力をなくす原理を応用した、多数の電磁石をS極とN極が交互となるように並べてその間を非磁性体で囲んだいわゆる角テ−ブル型チャック等を用いることができる。
(Modification 2)
Next, as a second modification, a modification of the first embodiment will be described with reference to FIG.
The basic configuration of
That is, an electromagnetic force is generated by the
Specifically, the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について第1実施形態と異なる点を中心に説明し、同じ箇所には第1実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の粒子圧縮試験機200は、試料台2の試料Sの載置面に、3つの載置部21a、21b、21cを備えて構成されている。
図8(a)(b)は、粒子圧縮試験機200の試料台2を示す拡大断面図である。
3つの載置部21a、21b、21cは、図8(a)に示すように、それぞれ異なる曲率(曲率半径)を有するように構成しても良いし、図8(b)に示すように、全て同一の曲率(曲率半径)を有するように構成しても良い。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the first embodiment, and the same portions will be denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment and description thereof will be omitted.
The
8A and 8B are enlarged cross-sectional views showing the
The three
図8(a)に示すように、3つの載置部21a、21b、21cがそれぞれ異なる曲率(曲率半径)を有する場合、試料Sの粒径に応じて載置部を選択できるようになっている。
一方、図8(b)に示すように、3つの載置部21a、21b、21cが全て同一の曲率(曲率半径)を有する場合、複数の試料Sに対して同時に荷重を負荷することができるようになっている。
なお、本実施形態においては、試料台2に3つの載置部21a、21b、21cを備えた例について説明しているが、載置部の数はこれに限定されるものではい。
As shown in FIG. 8A, when the three
On the other hand, as shown in FIG. 8B, when all of the three mounting
In the present embodiment, an example in which the
以上のように、本実施形態の粒子圧縮試験機200によれば、第1実施形態と同様の効果が得られるのは勿論のこと、試料台2における試料Sの載置面に載置部を複数備えているため、測定試験に応じて適した試料台の態様が選択可能となり、ユーザの使い勝手を向上させることができる。
すなわち、複数の載置部が同一の曲率(曲率半径)を有する場合、常に同数の複数の試料を一度に圧縮できるため再現性がよく、精度の高い測定試験を行うことができる。
また、複数の載置部がそれぞれ異なる曲率(曲率半径)を有する場合、試料Sの粒径に応じて載置部を選択することができ、より精度の高い測定試験を行うことができる。
As described above, according to the
That is, when a plurality of placement parts have the same curvature (curvature radius), the same number of samples can always be compressed at a time, so that a reproducible and highly accurate measurement test can be performed.
Further, when the plurality of placement portions have different curvatures (curvature radii), the placement portion can be selected according to the particle size of the sample S, and a more accurate measurement test can be performed.
なお、上記実施形態以外にも、例えば、試料台2の試料Sの載置面に、3つの載置部21a、21b、21cを複数列設けるように構成することもできる。
In addition to the above-described embodiment, for example, the mounting surface of the sample S of the
100、100a、100b 粒子圧縮試験機
2 試料台
21、21a〜21c 載置部
22 エアー吸引装置(エアー吸着手段)
23 静電気力発生装置(静電気力発生手段)
24 電磁力発生装置(電磁力発生手段)
3 圧子
4 フォースモータ(荷重負荷手段)
5 荷重レバー(荷重負荷手段)
6 変位センサ(変位検出手段)
200 制御部
210 CPU
220 RAM
230 記憶部
231 試験力検出プログラム(試験力検出手段)
232 変位検出プログラム(変位検出手段)
P 中心点
S 試料
100, 100a, 100b
23 Electrostatic force generator (electrostatic force generator)
24 Electromagnetic force generator (electromagnetic force generating means)
3
5 Load lever (load load means)
6 Displacement sensor (displacement detection means)
200
220 RAM
230
232 Displacement detection program (displacement detection means)
P Center point S Sample
Claims (10)
前記試料台の上方に上下移動可能に備えられた圧子と、
前記圧子に荷重を負荷し、前記圧子を試料の表面に押し付ける荷重負荷手段と、
前記荷重負荷手段により前記圧子を試料の表面に押し付けた時の試料に負荷される試験力を検出する試験力検出手段と、
前記圧子の変位を検出する変位検出手段と、
を備えた粒子圧縮試験機において、
前記試料台は、試料の載置面に、試料に対して大きな曲率半径を有する曲面形状の窪みからなる載置部を備えることを特徴とする粒子圧縮試験機。 A sample stage for placing a particulate sample;
An indenter provided above the sample stage so as to be vertically movable;
A load-loading means for applying a load to the indenter and pressing the indenter against a surface of a sample;
A test force detecting means for detecting a test force applied to the sample when the indenter is pressed against the surface of the sample by the load loading means;
Displacement detecting means for detecting displacement of the indenter;
In a particle compression tester equipped with
The sample stage is provided with a placing portion made of a curved depression having a large radius of curvature with respect to the sample on the placing surface of the sample .
試料を載置する載置面に、試料に対して大きな曲率半径を有する曲面形状の窪みからなる載置部を備えることを特徴とする粒子圧縮試験機用試料台。 In a sample table for a particle compression tester used in a particle compression tester that performs a compression test by applying a load to a particulate sample by an indenter that is movable up and down,
A sample stage for a particle compression tester, comprising: a mounting surface comprising a curved recess having a large radius of curvature with respect to a sample on a mounting surface on which the sample is mounted.
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