JPH0633402Y2

JPH0633402Y2 - 多点曲げ試験治具

Info

Publication number: JPH0633402Y2
Application number: JP1987149147U
Authority: JP
Inventors: 進高野
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1987-09-28
Filing date: 1987-09-28
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2002-09-28
Also published as: JPS6451851U

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野本考案は、セラミックスや超硬合金等の脆性材料の曲げ
試験に用いられる多点曲げ試験治具に関する。

B.従来の技術例えば、３点曲げ試験治具や４点曲げ試験治具により上
述した脆性材料の曲げ試験を行なう場合、試験片が破断
するまでの変形量が極くわずかであるため、例えば矩形
断面形状の試験片の上下面の不平行等、試験片に僅かな
製造誤差があると正しい測定データが得られず、測定に
バラツキが生じるという問題点があった。そこで従来
は、第10図〜第12図に示すような治具によりこの種の問
題点を解決している。

３点曲げ試験治具を示す第10図〜第12図において、支持
具81には、互いに平行な一対の支持ピン位置決め溝81a
と、これらの溝81aと直交する試験片位置決め溝81bと、
この試験片位置決め溝81bと直交する負荷ピン位置決め
溝81cとが形成されている。支持ピン位置決め溝81aには
一対の支持ピン82がそれぞれ幅方向に移動不能に嵌め込
まれ、試験片位置決め溝81bには試験片TPが、一対の支
持ピン82に架け渡された状態で幅方向に移動不能に嵌め
込まれている。また、負荷ピン位置決め溝81cには負荷
ピン83が試験片TP上部に線接触した状態で長手方向の垂
直面内を揺動可能に、かつ幅方向に移動不能に嵌め込ま
れている。さらに、試験片位置決め溝81b上部には中間
部材84および中間ピン85が負荷ピン83に載置された状態
で嵌め込まれている。

支持具81には案内部材86が嵌合され、その上部に形成さ
れた貫通孔86aには、負荷具87が摺動可能に挿入されて
おり、負荷具87の下面が中間ピン85と線接触している。
88は負荷用のボールである。

このように構成された３点曲げ試験治具を図示せぬ試験
機に装着し、負荷ロッドによりボール88を介して負荷具
87に負荷荷重を加えると、中間ピン85,中間部材84,負荷
ピン83を介して試験片TPに曲げ荷重が作用する。負荷ピ
ン83は長手方向の垂直面内に揺動可能とされているた
め、試験片TPの上下面が平行でない場合でも、負荷ピン
83が試験片TPの上面に常に線接触するように傾斜し、こ
れにより試験片TPに不所望な荷重が作用することが防止
される。

C.考案が解決しようとする問題点しかしながら、以上の構成では、支持ピン82が揺動不能
であるため、試験片TPがよじれている場合、試験片TPは
支持ピン82と線接触せずに点接触し、これにより試験片
TPに不所望の荷重が作用したり、点接触部に荷重が集中
し正確な測定が難しい。

本考案の目的は上述の問題点を解決した多点曲げ試験治
具を提供することにある。

D.問題点を解決するための手段本考案は、一対の支持部材上に試験片を横架し、この試
験片の支持部材と反対側の上面の少なくとも１箇所に接
するように負荷部材を試験片と直交して配置し、負荷具
を介して負荷部材に負荷軸方向の負荷荷重を伝達して曲
げ試験を行なう多点曲げ試験治具に適用される。そして
上述の問題点は、一対の支持部材を定置する第１の方向
に延在する一対の支持溝部と、この一対の支持溝部の間
でかつこの溝部と略平行に延在し負荷部材を定置する負
荷溝部と、一対の支持溝部と略直交した第２の方向に延
在し試験片を一対の支持部材上で定置する試験片溝部と
が設けられた支持具を備え、上記負荷部材および一方の
支持部材を次の如く構成することにより上記問題点を解
決する。

すなわち負荷部材には、試験片と直交する方向に延在し
試験片の一部に線接触される直辺部と負荷具が接触され
る凸弧状部とが形成され、支持部材の一方には、試験片
に接触する直辺部と一方の支持溝部の底部に形成された
凹弧状溝に第１の方向の垂直面内で揺動可能に嵌合され
る凸弧状部とが形成されている。

E.作用負荷部材は、試験片と直交した状態でその直辺部が試験
片の一部に線接触されるとともに、凸弧状部が負荷具と
接触されるから、試験片の形状等によって第１の方向の
垂直面内で揺動可能とされる。また、一方の支持部材
は、その凸弧状部が負荷溝部の底部に形成された凹弧状
溝に嵌合されているため、同様に第１の方向の垂直面内
で揺動可能とされる。したがって、試験片がよじれてい
る場合でも、負荷部材および支持部材の直辺部が常に試
験片と線接触し、不所望な荷重が作用することが防止さ
れる。

F.実施例第１図〜第６図に基づいて本考案を３点曲げ試験治具に
適用した場合の一実施例について説明する。

（Ｉ）実施例の構成第１図は３点曲げ試験治具100の正面断面図、第２図は
そのII−II線断面図、第３図はこの試験治具100を構成
する支持具10を示す第１図のIII−III線断面図である。

支持具10は、下方から順に大径円柱部11,中径円柱部12
および小径円柱部13を一体的に積層して成り、大径円柱
部11の底面には円形の凹部11aが形成されている。第３
図に示すように、中径円柱部12には、図示左右端におい
てｘ方向に延在する支点位置決め溝（支持溝部）12a,12
bが形成されている。また、小径円柱部13の上部から中
径円柱部12の上部にかけて支点位置決め溝12a,12bと直
交する試験片位置決め溝（試験片溝部）13aがｙ方向に
延設されるとともに、この試験片位置決め溝13aと中心
で直交する負荷ポンチ位置決め溝（負荷溝部）13bがｙ
方向に延設されている。すなわち、支点位置決め溝12a,
12bが延びる方向がｘ、試験片位置決め溝13aが延びる方
向がｙである。

試験片TPの３点曲げ試験を行なう際、支点位置決め溝12
aには第４図（ｂ）に示すようなピン状の支点（支持部
材）31がｙ方向の移動が規制された状態で嵌め込まれ、
支点位置決め溝12bには第４図（ｃ）または（ｄ）に示
すような形状の支点（支持部材）32がｙ方向の移動が規
制された状態で嵌め込まれる。支点32の下面は凸弧状と
され、この凸弧状部が、一方の支点位置決め溝12bの底
部に形成された凹弧状溝に揺動可能に嵌合される。した
がって支点32は、長手方向（ｘ方向）の垂直面内で揺動
可能となる。また支点32の上面は、試験片の下面に線接
触する直辺部とされる。また、試験片位置決め溝13aに
は、試験片TPが支点31,32に架け渡された状態で、かつ
ｘ方向の移動が規制された状態で嵌め込まれ、さらに、
負荷ポンチ位置決め溝13bには、第４図（ａ）に示すよ
うな負荷ポンチ（負荷部材）33が試験片TPと直交する状
態でかつｙ方向の移動が規制された状態で嵌め込まれ
る。この負荷ポンチ33の上面は凸弧状とされ、この凸弧
状部が小径円柱部13の上面から少し突出され、後述する
負荷具50と線接触または点接触される。また負荷ポンチ
33の下面は、試験片TPの一部と接触する直辺部とされ
る。このように負荷ポンチ33の直辺部は試験片TPと直交
する状態で試験片TPの一部と接触するとともに、凸弧状
部は負荷具と線接触または点接触するから、試験片TPの
上面の形状に応じて負荷ポンチ33が長手方向（ｘ方向）
の垂直面内で揺動し、直辺部は試験片TPと常に線接触す
ることになる。

支持具10には、円筒状の案内部材20が嵌合され、その下
面が支持具10の大径円柱部11の上面と接している。案内
部材20の上部中央に形成された貫通孔21には負荷具50が
上下方向に摺動可能に挿入され、上述した負荷ポンチ33
上に支持されている。また、負荷具50の頭部51の上部中
央に形成された円錐形の凹部51aには負荷用のボール60
が嵌め込まれている。

以上のように構成された試験治具100は、例えば第５図
に示すような試験機に装着される。

第５図において、テーブル71上に立設された一対のねじ
棒72には、その上部にヨーク73が架設されるとともにク
ロスヘッド74が昇降可能に螺合されている。クロスヘッ
ド74の下面中央には荷重検出用のロードセル75が設けら
れ、これに負荷軸76が接続されている。テーブル71中央
には、試験治具100がその底面凹部11aをテーブル上の位
置決め突起（不図示）に嵌合して設置され、負荷軸76と
負荷具50とが同軸で対向配置されている。

（II）実施例の動作曲げ試験を行なうにあたり、まず、各溝に支点31,32,試
験片TP,負荷ポンチ33を上述の如くセットして支持具10
に案内部材20を被せる。ねじ棹72を回転させクロスヘッ
ド74を降下させると、負荷軸76によりボール60を介して
負荷具50に下向きの負荷が加わり、これにより負荷ポン
チ33を介して試験片TPに曲げ荷重が作用する。その負荷
荷重はロードセル75により検出され図示せぬ記録計によ
り記録される。

ここで、試験片TPが第６図（ａ）に示すようによじれて
いる場合、例えば一方の支点31と試験片TPとは第６図
（ｂ）に示すように線接触するが、他方の支点32と試験
片TPとは第６図（ｃ）の実線で示すように点接触する。
ここで負荷ポンチ33を介して試験片TPに負荷が働くと支
点32は第６図（ｃ）の破線で示すように揺動し、試験片
TPとほぼ線接触する。したがって、負荷荷重が試験片TP
に均一に作用し、正確な測定データが得られる。一方、
従来例では支点32に相当する支点が揺動しないから、第
６図（ｃ）の実線で示すような点接触のまま試験片TPに
負荷荷重が働き、試験片TPに不所望な荷重が作用すると
ともに点接触部に荷重が集中し、正確な測定データが得
られない。

また、この場合負荷ポンチ33も第６図（ｃ）のように揺
動するが、その上部が弧状に形成されているため、負荷
具50と常に点または線接触しつつ負荷荷重が伝達され
る。

試験片TPが破断すると負荷ポンチ33は自重により溝13b
の最下端まで落下するが、負荷具50はその頭部のフラン
ジ51が案内部材20の上面に当接して停止する。

（III）他の実施例また、本考案は、第７図〜第９図に示すような４点曲げ
試験治具にも適用できる。

第７図〜第９図に示すように小径円柱部13の上部から中
径円柱部12の上部にかけて一対の負荷ポンチ位置決め溝
13bが形成され、ここに第４図（ａ）に示すような一対
の負荷ポンチ33が試験片TPの上面に線接触した状態で、
かつｙ方向の移動が規制された状態で嵌め込まれる。こ
れらの負荷ポンチ33の上部は負荷具50の下面と点接触す
るとともに、試験片TPの形状に依存して上述したと同様
にｘ方向の垂直面内で揺動可能とされている。一対の負
荷ポンチ33は、ともに上部が弧状に形成されているた
め、それらがｘ方向の垂直面内で揺動しても両ポンチは
必ず負荷具50と点または線接触するから、一対の負荷ポ
ンチ33から負荷荷重を試験片TPに均等に入力することが
でき、不所望な荷重が作用することが防止される。この
ため、正確な測定データが得られる。なお、支点32の動
きについては３点曲げ試験治具の場合と同様である。

G.考案の効果本考案は上述のように構成したから、負荷部材および一
方の支持部材が揺動して常に試験片と線接触し、これに
より試験片がよじれている場合でも不所望な荷重が作用
することが防止され、常に正確な測定データが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本考案の一実施例を説明するもので、
第１図は３点曲げ試験治具の正面断面図、第２図はその
II−II線断面図、第３図は第１図のIII−III線断面図、
第４図（ａ）は負荷ポンチを示す斜視図、第４図（ｂ）
〜（ｄ）は支点の３例を示す斜視図、第５図は３点曲げ
試験治具を試験機に装着した場合を示す正面図、第６図
（ａ）はよじれのある試験片の斜視図、第６図（ｂ），
（ｃ）は一対の支点と試験片との接触状態を示す図、第
７図〜第９図は本考案を４点曲げ試験治具に適用した他
の実施例を示し、それぞれ第１図〜第３図に相当する図
である。第10図〜第12図は第１図〜第３図に相当する従来例を示
す図である。 10:支持具 12a,12b:支点位置決め溝 13a:試験片位置決め溝 13b:負荷ポンチ位置決め溝 20:案内部材、31,32:支点 33:負荷ポンチ、50:負荷具 100:3点曲げ試験治具、TP:試験片

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一対の支持部材上に試験片を横架し、この
試験片の前記支持部材と反対側の上面の少なくとも１箇
所に接するように負荷部材を試験片と直交して配置し、
負荷具を介して負荷部材に負荷軸方向の負荷荷重を伝達
して曲げ試験を行なう多点曲げ試験治具において、前記
一対の支持部材を定置する第１の方向に延在する一対の
支持溝部と、この一対の支持溝部の間でかつこの溝部と
略平行に延在し前記負荷部材を定置する少なくともひと
つの負荷溝部と、前記一対の支持溝部と略直交した第２
の方向に延在し前記試験片を一対の支持部材上で定置す
る試験片溝部とが設けられた支持具を備え、前記負荷部
材には試験片と直交する方向に延在し試験片の一部に線
接触される直辺部と前記負荷具が接触される凸弧状部と
が形成され、前記支持部材の一方には試験片に接触する
直辺部と一方の支持溝部の底部に形成された凹弧状溝に
前記第１の方向の垂直面内で揺動可能に嵌合される凸弧
状部とが形成されていることを特徴とする多点曲げ試験
治具。