JPH06323973A - Parallel plate spring type tension tester - Google Patents
Parallel plate spring type tension testerInfo
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- JPH06323973A JPH06323973A JP13534193A JP13534193A JPH06323973A JP H06323973 A JPH06323973 A JP H06323973A JP 13534193 A JP13534193 A JP 13534193A JP 13534193 A JP13534193 A JP 13534193A JP H06323973 A JPH06323973 A JP H06323973A
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- parallel plate
- plate spring
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、材料の機械的特性を
測定するための引張試験機である。このような引張試験
機は各種材料を製造する分野や、新素材の研究開発を行
う分野において、その材料の機械的特性を測定するのに
利用され、また、機械部品等の検査、例えばスプリング
のばね特性の検査等にも使用される。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is a tensile tester for measuring the mechanical properties of materials. Such a tensile tester is used to measure the mechanical properties of various materials in the fields of manufacturing various materials and in the field of research and development of new materials, and also in the inspection of mechanical parts such as springs. Also used for inspection of spring characteristics.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の引張試験機は同一中心線上に対向
して位置する一対のチャックを有していて、この一対の
チャックが協動して試験片の両端を把持し、この状態で
モータや油圧装置等で発生した大きな力を歯車やねじを
介してチャックに伝達し、試験片に作用させて試験を行
っている。2. Description of the Related Art A conventional tensile tester has a pair of chucks located on the same center line and opposed to each other. The pair of chucks cooperate to grip both ends of a test piece, and in this state A large force generated by a hydraulic system or a hydraulic device is transmitted to the chuck via gears or screws and applied to the test piece to perform the test.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとしている課題】しかるに、このよ
うな従来の引張試験機は元々変形や破壊について、ある
程度力を要する試験片を対象としているものである。従
って、このような引張試験機では微小な力や変位の制御
にはもともと限界がある。これはそもそもこれら従来の
引張試験機においては、駆動部で発生する力が大きいこ
とや、変位・力の伝達機構、歯車送りねじ等の伝達機構
に摩擦やバックラッシュによるがたがあるためである。However, such a conventional tensile testing machine is intended for a test piece which originally requires a certain amount of force for deformation and breakage. Therefore, in such a tensile tester, control of minute force and displacement is inherently limited. This is because, in the first place, in these conventional tensile testing machines, the force generated in the drive part is large, and the displacement / force transmission mechanism and the transmission mechanism such as the gear feed screw have rattling due to friction and backlash. .
【０００４】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、極めて小さな材料や極めて強度の弱い
材料の機械的特性及び極めて剛性の小さな構造物、部
品、部材、製品等の構造物の剛性強度等を測定すること
ができる引張試験機を提供することを目的とするもので
ある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a structure such as a structure, a part, a member, or a product having extremely small mechanical properties and extremely small rigidity and mechanical properties of a material having extremely weak strength. It is an object of the present invention to provide a tensile tester capable of measuring the rigidity strength and the like.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の平行板ばね式引張試験機は、同一中心線上に対
向して位置し、協動して試験片を把握し得る固定の一方
のチャック部材と、可動の他方のチャック部材と、一方
のチャック部材に取り付けられている一方の平行板ばね
と、他方のチャック部材に取付けられている他方の平行
板ばねと、一方の平行板ばねと他方の平行板ばねとを連
結している剛性を有する連結部材と、他方のチャックの
変位を非接触で検出する非接触式変位計と、他方のチャ
ックに中心線方向に荷重を作用させる変位機構と、他方
のチャックに作用する中心線方向の荷重を検出するロー
ドセルとを備えることを特徴としている。To solve this problem, the parallel leaf spring type tension tester of the present invention is fixed so as to be positioned opposite each other on the same center line and cooperate to grasp the test piece. One chuck member, the other movable chuck member, one parallel plate spring attached to one chuck member, the other parallel plate spring attached to the other chuck member, and one parallel plate A rigid connecting member that connects the spring and the other parallel leaf spring, a non-contact displacement gauge that detects the displacement of the other chuck in a non-contact manner, and a load is applied to the other chuck in the center line direction. It is characterized by including a displacement mechanism and a load cell that detects a load acting on the other chuck in the direction of the center line.
【０００６】[0006]
【作用】変位機構が連結棒を介して他方のチャック部材
を引張ると、これにつれて他方のチャックが変位する。
この時、他方のチャック部材は平行板ばねに支えられて
おり、平行板ばねは板ばねと連結部材と他方のチャック
部材が平行四辺形リンク機構を構成するので、他方のチ
ャックの動きは平行運動となる。これと同時に一方のチ
ャック部材との相対運動も平行運動となり、結局中心線
上の位置を保ったまま、中心線上に変位するので試験片
には軸荷重のみが作用し、曲げやねじりの荷重が作用す
ることはない。他方のチャック部材の変位は非接触式変
位形で検出され、また他方のチャックに作用する中心線
方向の力の変位はロードセルにより検出される。When the displacement mechanism pulls the other chuck member via the connecting rod, the other chuck is displaced accordingly.
At this time, the other chuck member is supported by the parallel leaf springs, and the parallel leaf springs, the connecting member, and the other chuck member constitute a parallelogram link mechanism, so that the movement of the other chuck moves in parallel. Becomes At the same time, the relative motion with one of the chuck members also becomes a parallel motion, and after all, the test piece is displaced along the center line while maintaining the position on the center line, so only the axial load acts on the test piece, and the bending and twisting loads act. There is nothing to do. The displacement of the other chuck member is detected by the non-contact displacement type, and the displacement of the force acting on the other chuck in the direction of the center line is detected by the load cell.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面
について説明する。図１及び図２において、１は引張試
験機である。引張試験機１は対をなす一方のチャック部
材２ａと他方のチャック部材２ｂとを有する。一方のチ
ャック部材２ａと他方のチャック部材２ｂとは中心線３
上に対向して配置されている。この一方のチャック部材
２ａと他方のチャック部材２ｂとは協動して試験片４を
把持する。一方のチャック部材２ａは後述する固定ブロ
ックに固定されていて固定位置にあり、他方のチャック
部材２ｂは可動であって、一方のチャック部材２ａに対
して中心線３上に相対変位する。一方のチャック部材２
ａと他方のチャック部材２ｂとは板ばねガイド５によっ
て連結されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the drawings showing an embodiment. 1 and 2, reference numeral 1 is a tensile tester. The tensile tester 1 has a pair of one chuck member 2a and the other chuck member 2b. The one chuck member 2a and the other chuck member 2b have a center line 3
It is placed facing up. The one chuck member 2a and the other chuck member 2b cooperate to hold the test piece 4. One chuck member 2a is fixed to a fixed block described later and is in a fixed position, and the other chuck member 2b is movable and is displaced relative to one chuck member 2a on the center line 3. One chuck member 2
A and the other chuck member 2b are connected by a leaf spring guide 5.
【０００８】板ばねガイド５は対をなす平行板ばね６ａ
と平行板ばね６ｂとを有する。平行板ばね６ａ及び平行
板ばね６ｂはそれぞれ平行に配置された板ばね７ａ、７
ｂとからなっている。平行板ばね６ａ及び平行板ばね６
ｂにおいて、両板ばね７ａ、７ｂは両端部において、連
結枠８によって間隔を保って連結されており、かつ平行
板ばね６ａ及び６ｂはこの連結枠８によって間隔を保っ
て連結されている。一方のチャック部材２ａは平行板ば
ね６ａの中央に固定されると共に固定ブロック１１の先
端に固定される。一方、他方のチャック部材２ｂは平行
板ばね６ｂの中央に連結されると共に、可動ブロック１
２の先端に固定されている。可動ブロック１２の側面か
らは反射板１３ａ、１３ｂが張り出している。可動ブロ
ック１２は連結棒１４を介して変位機構１５に連結して
おり、変位機構１５は固定ブロック１１と固定関係にあ
る。The leaf spring guide 5 is a pair of parallel leaf springs 6a.
And a parallel leaf spring 6b. The parallel leaf springs 6a and 6b are leaf springs 7a, 7 arranged in parallel, respectively.
It consists of b and. Parallel leaf spring 6a and parallel leaf spring 6
In b, both plate springs 7a and 7b are connected at both ends by a connecting frame 8 with a space therebetween, and the parallel plate springs 6a and 6b are connected with this connecting frame 8 at a space. One chuck member 2a is fixed to the center of the parallel leaf spring 6a and also fixed to the tip of the fixed block 11. On the other hand, the other chuck member 2b is connected to the center of the parallel plate spring 6b, and the movable block 1
It is fixed to the tip of 2. Reflecting plates 13 a and 13 b project from the side surface of the movable block 12. The movable block 12 is connected to a displacement mechanism 15 via a connecting rod 14, and the displacement mechanism 15 has a fixed relationship with the fixed block 11.
【０００９】変位機構１５にはロードセル１７が付属し
ており、ロードセル１７は連結棒１４に作用する中心線
３方向の荷重を検出する。可動ブロック１２の変位は非
接触式変位計１８によって検出される。非接触式変位計
１８は可動ブロック１２の変位を非接触で検出するもの
で、このような非接触式変位計１８としてはレーザー変
位計、渦電流変位計或いは静電容量変位計を使用するこ
とができるが、この実施例ではレーザー変位計を使用し
ている。A load cell 17 is attached to the displacement mechanism 15, and the load cell 17 detects the load acting on the connecting rod 14 in the direction of the center line 3. The displacement of the movable block 12 is detected by the non-contact displacement gauge 18. The non-contact type displacement gauge 18 detects the displacement of the movable block 12 in a non-contact manner. As such a non-contact type displacement gauge 18, a laser displacement gauge, an eddy current displacement gauge or a capacitance displacement gauge should be used. However, a laser displacement meter is used in this embodiment.
【００１０】このように構成された引張試験機１におけ
る引張試験は次のように行われる。一方のチャック部材
２ａが固定ブロック１１に固定し、他方のチャック部材
２ｂが可動ブロック１２に固定している状態において試
験片４の両端を一方のチャック部材２ａ、他方のチャッ
ク部材２ｂに固定する。この状態で変位機構１５を作動
させて、連結棒１４を介して他方のチャック部材２ｂを
試験片４に引張力を作用させる。他方のチャック部材２
ｂは連結棒１４に引かれて変位するが、平行板ばね６
ａ、６ｂのそれぞれの板ばね７ａ，７ｂと連結枠８と及
び固定ブロック１１、可動ブロック１２は平行リンク機
構を構成し、従って、図３に示すように、板ばね７ａ、
７ｂの弾性変形によって一方のチャック部材２ａと他方
のチャック部材２ｂとは相対変位するが、中心線３に直
角な方向には相対変位しないので試験片４には曲げ荷重
やねじり荷重が作用せず、中心線３に平行な引張荷重だ
けが作用する。The tensile test in the tensile tester 1 thus constructed is carried out as follows. While one chuck member 2a is fixed to the fixed block 11 and the other chuck member 2b is fixed to the movable block 12, both ends of the test piece 4 are fixed to the one chuck member 2a and the other chuck member 2b. In this state, the displacement mechanism 15 is operated so that the other chuck member 2b exerts a tensile force on the test piece 4 via the connecting rod 14. The other chuck member 2
b is pulled by the connecting rod 14 and displaced, but the parallel leaf spring 6
The leaf springs 7a and 7b of a and 6b, the connecting frame 8 and the fixed block 11 and the movable block 12 constitute a parallel link mechanism. Therefore, as shown in FIG.
The one chuck member 2a and the other chuck member 2b are displaced relative to each other by the elastic deformation of 7b, but they are not displaced in the direction perpendicular to the center line 3, so that no bending load or torsion load acts on the test piece 4. , Only a tensile load parallel to the center line 3 acts.
【００１１】こうして試験片４の垂直荷重に対する機械
的特性だけが試験されることになる。試験片４に作用す
る荷重はロードセル１７によって検出され、また試験片
４に生ずるひずみは可動ブロック１２の変位を非接触式
変位計１８で検出することによって検出するが、この変
位の検出は非接触で行われて試験片４に作用する荷重に
影響を与えないので試験片４に作用する荷重が微小の場
合にもその荷重だけに対応する試験片４の機械的特性を
測定することができる。変位機構１５としては微小機構
を変位できる変位機構、例えばピエゾ素子やＤＣサーボ
モーター等を使用することができるので希少な力を試験
片４に加えることができる。Thus, only the mechanical properties of the test piece 4 with respect to the vertical load are tested. The load acting on the test piece 4 is detected by the load cell 17, and the strain generated in the test piece 4 is detected by detecting the displacement of the movable block 12 by the non-contact type displacement meter 18. The displacement is detected by the non-contact type. Since it does not affect the load acting on the test piece 4, the mechanical characteristics of the test piece 4 corresponding to only the load can be measured even when the load acting on the test piece 4 is very small. As the displacement mechanism 15, a displacement mechanism capable of displacing a minute mechanism, for example, a piezo element or a DC servo motor can be used, so that a rare force can be applied to the test piece 4.
【００１２】（実験例）図４は直径０．１ｍｍのステン
レスファイバーの引張試験をこの発明の装置を使用して
行った機械的特性のデータである。図中線ａは測定荷重
Ｆm を示し、また線ｂは板ばねに加わる荷重Ｆs を示
す。従って、試験片に加わる荷重Ｆo は Ｆo ＝Ｆm −Ｆs で求めることができる。この図４から明らかなように、
この発明の引張試験機においては、微小な荷重で破断す
る強度の小さい材料に対して有効に材料試験をすること
ができることを示している。(Experimental Example) FIG. 4 shows data of mechanical properties of a tensile test of a stainless fiber having a diameter of 0.1 mm by using the apparatus of the present invention. In the figure, line a shows the measured load Fm, and line b shows the load Fs applied to the leaf spring. Therefore, the load Fo applied to the test piece can be obtained by Fo = Fm-Fs. As is clear from FIG. 4,
It has been shown that the tensile tester of the present invention can effectively perform a material test on a material having a small strength that breaks under a small load.
【００１３】[0013]
【発明の効果】このようにこの発明の引張試験機におい
ては、従来の材料試験機では測定できないファイバー、
薄膜、マイクロマシン用材料、マイクロセンサ用材料等
の微小材料や強度の弱い材料若しくは素材、剛性の小さ
な部品や製品の機械的特性やばね定数の小さいスプリン
グなどの強度も測定することができる。As described above, in the tensile tester of the present invention, fibers that cannot be measured by the conventional material tester,
It is possible to measure minute materials such as thin films, materials for micromachines, materials for microsensors, materials or materials having low strength, mechanical properties of parts or products having low rigidity, and strengths of springs having small spring constant.
【図１】材料試験機の平面説明図。FIG. 1 is an explanatory plan view of a material testing machine.
【図２】材料試験機の側面構成説明図。FIG. 2 is an explanatory side view of a material testing machine.
【図３】試験片が破断した時の板ばねガイドの状態を示
す平面説明図。FIG. 3 is an explanatory plan view showing a state of a leaf spring guide when a test piece is broken.
【図４】引張試験結果を示すグラフ。FIG. 4 is a graph showing a tensile test result.
１ 引張試験機 ２ａ 一方のチャック部材 ２ｂ 他方のチャック部材 ３ 中心線 ４ 試験片 ５ 板ばねガイド ６ａ 平行板ばね ６ｂ 平行板ばね ７ａ 板ばね ７ｂ 板ばね ８ 連結枠 １１ 固定ブロック １２ 可動ブロック １３ａ 反射板 １３ｂ 反射板 １４ 連結棒 １５ 変位機構 １７ ロードセル １８ 非接触式変位計 1 Tensile tester 2a One chuck member 2b The other chuck member 3 Center line 4 Test piece 5 Leaf spring guide 6a Parallel leaf spring 6b Parallel leaf spring 7a Leaf spring 7b Leaf spring 8 Connection frame 11 Fixed block 12 Movable block 13a Reflector 13b reflector 14 connecting rod 15 displacement mechanism 17 load cell 18 non-contact displacement meter
Claims (1)
て試験片を把握し得る固定の一方のチャック部材と、可
動の他方のチャック部材と、前記一方のチャック部材に
取り付けられている一方の平行板ばねと、前記他方のチ
ャック部材に取付けられている他方の平行板ばねと、前
記一方の平行板ばねと前記他方の平行板ばねとを連結し
ている剛性を有する連結部材と、前記他方のチャックの
変位を非接触で検出する非接触式変位計と、前記他方の
チャックに前記中心線方向に荷重を作用させる変位機構
と、前記他方のチャックに作用する前記中心線方向の荷
重を検出するロードセルとを備えることを特徴とする平
行板ばね式引張試験機。1. A fixed chuck member, which is positioned on the same center line so as to face each other and can cooperate to grasp a test piece, another movable chuck member, and which is attached to the one chuck member. One parallel plate spring, the other parallel plate spring attached to the other chuck member, and a connecting member having rigidity connecting the one parallel plate spring and the other parallel plate spring. , A non-contact type displacement gauge that detects the displacement of the other chuck in a non-contact manner, a displacement mechanism that applies a load to the other chuck in the center line direction, and a displacement mechanism that acts on the other chuck in the center line direction. A parallel leaf spring tension tester, comprising a load cell for detecting a load.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13534193A JPH0816642B2 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Parallel leaf spring tension tester |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13534193A JPH0816642B2 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Parallel leaf spring tension tester |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323973A true JPH06323973A (en) | 1994-11-25 |
| JPH0816642B2 JPH0816642B2 (en) | 1996-02-21 |
Family
ID=15149513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13534193A Expired - Lifetime JPH0816642B2 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Parallel leaf spring tension tester |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0816642B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011064508A (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Fukuoka Univ | Fatigue tester |
| JP2015184216A (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 株式会社原子力安全システム研究所 | Method for measuring strength of grain boundary |
| KR20190043675A (en) * | 2017-10-19 | 2019-04-29 | (주)지엘테크 | Plate spring and scanning system using thereof |
| CN114252362A (en) * | 2021-12-02 | 2022-03-29 | 北京建筑大学 | Biaxial loading fretting wear testing machine |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP13534193A patent/JPH0816642B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011064508A (en) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Fukuoka Univ | Fatigue tester |
| JP2015184216A (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 株式会社原子力安全システム研究所 | Method for measuring strength of grain boundary |
| KR20190043675A (en) * | 2017-10-19 | 2019-04-29 | (주)지엘테크 | Plate spring and scanning system using thereof |
| CN114252362A (en) * | 2021-12-02 | 2022-03-29 | 北京建筑大学 | Biaxial loading fretting wear testing machine |
| CN114252362B (en) * | 2021-12-02 | 2024-03-19 | 北京建筑大学 | Double-shaft loading fretting wear testing machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0816642B2 (en) | 1996-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |