JPH11281545A - 材料試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 荷重検出器での変位に左右されることなく供
試体に加わる変位を高精度に検出することのできる簡易
な構成の材料試験機を提供する。 【解決手段】 互いに対向して配置されて前記供試体の
保持に供される一対のチャック間に変位計を設け、該チ
ャック間の対向距離の変化として前記供試体の変位を直
接的に検出することを特徴とする。つまり供試体に負荷
を加える移動体の移動量に代えて一対のチャック間の変
位を直接的に検出することで、荷重検出計での変位を除
外して、高精度な計測を実現した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、負荷を加えた供試
体における荷重と変位との関係から、該供試体の材料特
性を試験する材料試験機に係り、特に前記供試体に生じ
る圧縮や伸び等の変位を高精度に検出することのできる
材料試験機に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】材料試験片等の供試体の材料特性
を試験する材料試験機は、供試体に対して圧縮荷重や引
っ張り荷重等の負荷を加える手段と、上記負荷により前
記供試体に加えられている荷重を検出するロードセル等
の荷重検出手段と、前記負荷により供試体に生じる伸び
や縮み、或いは曲げ等の変位を検出する為の位置検出器
等からなる変位検出手段を備えて構成される。そして検
出された上記荷重と変位との関係から前記供試体の強度
や耐力等の材料特性を求めるものとなっている。

【０００３】具体的には前記材料試験機は、その対向間
距離が可変される固定体（第１ユニット）と移動体（第
２ユニット）に、供試体が装着される一対のチャックを
取り付け、上記移動体を移動駆動することで前記チャッ
ク間に装着された供試体に負荷を加える如く構成され
る。そして前記チャックと前記固定体（第１ユニット）
との間に介挿されたロードセルにて該供試体に加えられ
た荷重を検出しながら、前記移動体（第２ユニット）の
移動量を計測する変位計を用いて前記供試体に加えられ
た変位を検出するように構成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
如く構成される材料試験機におけるロードセルは、荷重
による弾性変形を利用してその荷重を検出するものであ
る。この為、上記ロードセルを介して固定体（第１ユニ
ット）に支持されたチャックによって規定される供試体
の固定位置が、厳密には変位することが否めない。従っ
て前述した如く移動体（第２ユニット）の移動量から供
試体の変位を求めると、その変位には上記ロードセルで
の変位が検出誤差として含まれることになる。

【０００５】特にロードセルにおける荷重検出精度を高
めるべく、該ロードセルの荷重に対する弾性変形量を大
きくした場合、その変位が無視できなくなり、変位計で
の計測精度が悪くなる。具体的には、例えば電子デバイ
スや電子機器等に用いられる部品のように異種材マイク
ロ接合構造をなす供試体の強度やその機械的性質を評価
するような場合、比較的軽い負荷を加えながら微小な荷
重や変位を検出してその試験が行われるので、上述した
誤差が無視できなくなる。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、供試体に負荷を加えた際、供試
体に加わる荷重を検出する荷重検出器での変位に拘わる
ことなく、供試体に加わる変位を高精度に検出すること
のできる簡易な構成の材料試験機を提供することにあ
る。即ち、本発明は、負荷が加えられた供試体に生じる
変位を直接的に、しかも高精度に検出することのできる
材料試験機を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る材料試験機は、供試体に負荷を加えた
ときの該供試体における荷重と変位との関係から前記供
試体の材料特性を試験するものであって、互いに対向し
て配置されて前記供試体の保持に供される一対のチャッ
クと、これらのチャックをそれぞれ支持し、少なくとも
その一方を前記チャックが対向する負荷方向で進退移動
可能に設けた第１および第２ユニットと、上記第１およ
び第２ユニットの一方を移動させて前記チャック間に保
持された前記供試体に負荷を加える負荷手段とを備え、
特に前記チャックの一方と、該チャックを支持したユニ
ットとの間に前記供試体に加えられた荷重を検出する荷
重検出器を介挿すると共に、前記供試体に加えられた変
位を検出する変位計を前記一対のチャック間に設け、該
チャック間の対向距離の変化を検出するようしたことを
特徴としている。

【０００８】即ち、本発明に係る材料試験機は、供試体
を保持する一対のチャックの一方を支持して該チャック
を移動させ、これによって前記供試体に負荷を加えるユ
ニット（移動体）の移動量を前記供試体に加えた変位と
して検出するのではなく、相対的に変位する前記一対の
チャック間の変位を直接的に検出することで、負荷によ
って生じる荷重検出器での変位に拘わらず、上記供試体
に加わった変位を直接的に、且つ高精度に検出するよう
にしたことを特徴としている。

【０００９】本発明の好ましい態様は、請求項２に記載
するように前記変位検出器を、供試体の長さ等に応じて
初期設定される前記一対のチャック間の対向距離に応じ
て前記ユニットの移動方向に位置調整されて前記チャッ
クの一方に取り付けられる検出器本体と、この検出器本
体による位置検出面をなし前記チャックの他方に取り付
けられたセンシング体として実現することを特徴として
いる。特に請求項３に記載するように、前記検出器本体
または前記センシング体を、マイクロメータヘッドを介
して前記ユニットの移動方向に微調整可能に設けること
を特徴としている。

【００１０】また本発明の好ましい態様は請求項４に記
載するように、前記変位検出器を前記一対のチャック間
がなす軸心から横方向に偏心した位置に該軸心と平行に
設けることで、チャック間への供試体の装着性を妨げる
ことがないようにしたことを特徴としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る小型の材料試験機について説明する。こ
の実施形態に係る材料試験機は、例えば電子デバイスや
電子機器等に用いられる部品のように異種材マイクロ接
合構造をなす供試体の強度やその機械的性質の評価に用
いるに好適なものであり、電気を動力源として作動する
ディスクトップ型の装置として実現される。

【００１２】図１は材料試験機本体の概略構成を示す斜
視図であり、１は防振構造を有する定盤等からなる基台
である。この基台１上には、試験に供する供試体Ｓに対
して圧縮や引っ張り、或いは曲げ等の荷重や変位からな
る負荷を加える為の第１ユニット１０と第２ユニット２
０とが、上記負荷を加える方向（Ｘ軸方向）に離間して
装着される。

【００１３】ちなみに上記第１ユニット１０は、前記負
荷方向（Ｘ軸方向）に対して垂直に設けられた２軸（Ｙ
軸およびＺ軸）テーブルを主体とし、例えば前記供試体
Ｓの一端部を把持するチャック１１を前記２軸テーブル
に取り付けて構成される。そして２軸テーブルにより、
前記チャック１１を前記基台１の奥行き方向（Ｙ軸方
向）および上下方向（Ｚ軸方向）にそれぞれ位置調整可
能に設けたものとなっている。また第２ユニット２０
は、前記負荷方向（Ｘ軸方向）に移動可能に設けられた
移動テーブルを主体としたもので、該移動テーブルに前
記チャック１１と対をなすチャック２１を取り付けて構
成される。このチャック２１は、例えば前記供試体Ｓの
他端部を保持し、前記移動テーブルによるＸ軸方向への
移動に伴って前記供試体Ｓに負荷を加える役割を果た
す。

【００１４】尚、ここでは一対のチャック１１,２１に
より供試体Ｓの両端を保持し、移動テーブル（第２ユニ
ット）を駆動することでチャック２１のＸ軸方向の位置
を変位させ、これによって前記供試体Ｓに圧縮荷重また
は引っ張り荷重からなる負荷を加えるものとして説明す
るが、圧縮変位または引っ張り変位を負荷として加える
ことも勿論可能である。またチャック１１,２１の一方
に、供試体ＳをＸ軸と直交する方向（ＹＺ面）に装着
し、上記チャック１１,２１の他方側に上記供試体Ｓに
曲げを与える治具を装着することで、前記移動テーブル
の駆動により前記供試体Ｓに対して直角方向から曲げ荷
重や曲げ変位を与えるようにすることも可能である。

【００１５】さて前記第１ユニット１０は、前記基台１
上にＸ軸方向に位置調整可能に取り付けられて前述した
２軸テーブルの台座をなすＸテーブル１２と、このＸテ
ーブル１２上にＹ軸方向に位置調整可能に取り付けられ
た衝立状のＹテーブル１３、およびこのＹテーブル１３
の垂直壁面にＺ軸方向に位置調整可能に取り付けられて
前記チャック１１を支持するＺテーブル１４からなる２
軸テーブルとを備えている。そして前記チャック１１
は、後述するように棒状のロードセル１５と、このロー
ドセル１５を保持する棒状の保持部材１６とを介して前
記Ｚテーブル１４に固定支持されている。

【００１６】ちなみに前記Ｘテーブル１２は、前記チャ
ック１１,２１間に装着される供試体Ｓの長さに応じて
前記基台１上における取り付け位置（Ｘ軸方向の位置）
が調整された後、該基台１にボルト締めにより強固に固
定される。また前記２軸テーブルを構成するＹテーブル
１３は、上記Ｘテーブル１２の上面に設けられたレール
にその基部をガイドされてＹ軸方向に位置調整可能に設
けられている。そしてＹテーブル１３は、図２に示すよ
うに前記Ｘテーブル１２の両端に設けられた左右一対の
送りねじ機構１３ａ,１３ａにより高精度に位置調整さ
れた後、前記Ｘテーブル１２に対してボルト締めにより
強固に固定される。更に前記Ｚテーブル１４は、Ｙテー
ブル１３の直立面（前面）に設けられたガイド体１３ｂ
に保持されてＺ軸方向に位置調整可能に設けられてい
る。そしてガイド体１３ｂの上下端に設けられた上下一
対の送りねじ機構１４ａ,１４ａにより高精度に位置調
整された後、前記Ｙテーブル１３に対してボルト締めに
より強固に固定される。

【００１７】このようなＹテーブル１３およびＺテーブ
ル１４の位置調整は、前記一対のチャック１１,１２間
の軸心を高精度に位置合わせするべく行われる。尚、前
記送りねじ機構１３ａ,１３ａ,１４ａ,１４ａは、マイ
クロメータに見られるようなラチェットストップ機構を
内蔵したシンブル（マイクロメータヘッド）の回転によ
りその軸部を進退させ、該軸部により前記各テーブル１
３,１４の側面を押圧することでその位置を調整する如
く構成される。

【００１８】一方、前記Ｚテーブル１４の前面への前記
ロードセル１５および保持部材１６を介するチャック１
１の取り付けは次のようにしてなされている。例えば棒
状のロードセル１５は、前記負荷方向（Ｘ軸方向）に対
して垂直に設けられている。このロードセル１５は、物
理的にはその一端に負荷を受けて両端間を平行に変位さ
せる平行リンクを構成したもので、その変位に伴う主体
部の撓みに応じて、上記一端に加わった荷重を電気的に
検出する如く構成されている。特にここではロードセル
１５のＹ軸方向の長さを長くすることで、上記荷重を分
解能良く高精度に検出するものとなっている。尚、棒状
のロードセル１５に代えて、従来一般的な磁歪式のもの
を用いることも勿論可能である。

【００１９】しかして前記保持部材１６は、このような
ロードセル１５の軸心から離れた位置に設定された他端
側（固定端）を固定保持すると共に、該ロードセル１５
の負荷が加えられる上記一端側（変位端）を前記Ｚテー
ブル１４の軸心に一致させる役割を担うもので、ロード
セル１５と略平行に配置される棒状体をなす。このよう
な保持部材１６を用いて前記ロードセル１５を支持し、
該ロードセル１５の変位端にチャック１１を取り付ける
ことで、該チャック１１が前記Ｚテーブル１４の軸心線
上に配置され、チャック１１に加わる負荷が前記Ｚテー
ブル１４（第１ユニット１０）にて確実に受け止められ
るようになっている。

【００２０】さて上述した如く構成される第１ユニット
１０に対して、前記第２ニット２０は次のように構成さ
れている。即ち、第２ユニット２０は、前述したように
前記基台１上に前記負荷方向（Ｘ軸方向）に移動自在に
設けられた移動テーブルを主体とし、この移動テーブル
に前記チャック２１を取り付けて構成される。この移動
テーブルは、図３に示すように基台１上に固定され、後
述するリニアモータ機構の収納空間を形成してなる台座
２２のＸ軸方向両端部間に、脚部２３,２３を介して架
設された断面矩形状の軸体２４に移動自在に軸支された
もので、これによって該移動テーブル２５を負荷方向
（Ｘ軸方向）に進退移動可能に設けた構造を有する。前
記チャック２１は、このような移動テーブル２５上に略
三角形状のブロック体（反力台）２６を介して、その前
端垂直面に固定されて前記第１ユニット１０のチャック
１１に対向配置される。そして上記移動テーブル２５の
前記負荷方向（Ｘ軸方向）への移動変位により前記チャ
ック２１が移動されて、前記チャック１１,２１間に装
着された供試体Ｓに対して所定の負荷が加えられるよう
になっている。

【００２１】尚、前記移動テーブル２５は、図４にその
断面構成を示すように前記軸体２４を囲繞して設けられ
た上部構造体２５ａ、一対の側部構造体２５ｂ,２５
ｂ、および下部構造体２５ｃからなり、その軸受部は、
空気導入路２７を介して軸体２４との間に圧縮空気を導
入して該軸体２４に非接触に軸支するエアベアリングを
構成している。特にこのエアベアリングは、前記下部構
造体２５ｃの下面と前記台座２２の上面との間にも圧縮
空気を導入することで移動テーブル２５を効率的に軸支
している。この結果、移動テーブル２５は摩擦抵抗の影
響を受けることなく前記軸体２４に支持されて円滑に移
動し得るようになっている。

【００２２】一方、上記移動テーブル２５の駆動源に
は、ここではリニアモータ機構３０が用いられている。
このリニアモータ機構３０は、例えば前記軸体２４に沿
って前記台座２２に配設された複数本の棒状の永久磁石
３１からなる第１の磁気機構と、コイル保持部材３３に
組み込まれて前記移動テーブル２５の両側部にそれぞれ
取り付けられて前記永久磁石３１に対向して配置された
電磁コイル３２からなる第２の磁気機構とによって構成
される。ちなみに前記永久磁石３１は、その極性を交互
に異ならせながら所定のピッチで等間隔に配設され、且
つその両極を前記台座２２の幅方向（Ｙ軸方向）の両端
にそれぞれ位置付けられている。前記電磁コイル３２
は、その磁極（図示せず）を前記各永久磁石３１の両端
部（極）にそれぞれ微小な間隙を隔てて対向配置されて
選択的に磁気結合するものとなっている。

【００２３】このように構成されたリニアモータ機構３
０は、上記電磁コイル３２の駆動する位相を制御するこ
とで、前述した如く固定的に配設された永久磁石３１の
Ｎ極とＳ極との間で吸引・反発力を発生しながら、上記
永久磁石３１の配列方向に移動推力を生起し、これによ
って永久磁石３１間を順に移動する。このようなリニア
モータ機構３０により、前記移動テーブル２５が前記軸
体２４に沿ってＸ軸方向に移動制御され、該リニアモー
タ機構３０の推力が前述した負荷として与えられる。

【００２４】尚、リニアモータ機構３０によって移動駆
動される移動テーブル２５には、軸体２４に対する移動
変位位置を検出するための、例えば光学式の位置センサ
（図示せず）が組み込まれている。前記リニアモータ機
構３０は、このような位置センサにより検出される位置
情報（変位情報）に従ってサーボ制御され、その移動位
置が高精度に制御されるようになっている。ちなみにこ
の実施形態に係る移動テーブルにおいては、前記移動テ
ーブル２５の移動ストロークＬを最大１００ｍｍとし、
また０.１μｍの分解能で前記移動テーブル２５を高精
度に位置制御し得るように構成した。

【００２５】また図３に示すように前記移動テーブル２
５の移動方向前後端には、その移動範囲を制限する検出
片３５が設けられている。この検出片３５は、移動テー
ブル２５がその移動範囲限界に到達したとき、前記脚部
２３,２３に取り付けられたフォトカプラ３６,３６の光
学路に進入してその光路を遮るもので、これによって前
記移動テーブル２５の移動限界位置（ストップ位置）が
検出されるようになっている。

【００２６】さて上述した如く構成された第２ユニット
２０の前記移動テーブル２５にブロック体２６を介して
取り付けられたチャック２１は、図５に示すように前述
した第１ユニット１０に取り付けられたチャック１１に
対向して配置される。そしてこれらのチャック１１,２
１間に供試体Ｓが装着されて、その材料試験に供せられ
る。この際、前述したように第１ユニット１０における
２軸テーブルによりＹ軸方向およびＺ軸方向への位置調
整によりチャック１１,２１間の相対位置が調整され、
供試体Ｓが軸ずれを生じることなくチャック１１,２１
間に装着されるようになっている。この状態で第２ユニ
ット２０のリニアモータ機構３０を駆動することでその
移動テーブル、ひいてはチャック２１がＸ軸方向に進退
して前記供試体Ｓに負荷が加えられる。そしてこの負荷
により供試体Ｓに加えられた荷重が、前述したロードセ
ル１５により検出される。

【００２７】次に本発明に係る材料試験機における特徴
的な構成である変位検出器の取り付け構造について説明
すると、この変位検出器は図５に示すように前記一対の
チャック１１,２１間の変位を直接検出するように設け
られている。即ち、前記各チャック１１,２１の基部に
は、その軸心から横方向に延びるアーム体４１,４２が
それぞれ取り付けられている。そして一方のアーム体４
１にはＸ軸方向に進退するスライド軸を備えたマグネッ
トスケールからなる変位計４３が装着され、また他方の
アーム体４２には上記変位計４３における変位検出の基
準面をなす治具４４が設けられている。この治具４４
は、上記変位計４３のスライド軸の先端に接触して該ス
ライド軸を進退させるセンシング体として機能する。特
に前記変位計４３は、これを保持する保持部材４５を介
して前記アーム体４１にＸ軸方向に位置調整可能に設け
られており、また前記治具４４は送りねじ機構４６を介
して前記アーム体４２に位置調整可能に設けられてい
る。この送りねじ機構４６は、その移動（進退）量を微
調整することで前記変位計４３のスライド軸に対する前
記治具４４の位置を調整する、例えばマイクロメータヘ
ッドからなる。

【００２８】ちなみに前記保持部材４５は、供試体Ｓの
長さに応じて調整されるチャック１１,２１間の距離に
応じて、前記アーム体４１に対してＸ軸方向に粗調整さ
れた後、該アーム体４１に強固にねじ止めされる。これ
に対して前記送りねじ機構４６は、上記の如く保持部材
４５の取り付け位置を粗調整して位置決めされる変位計
４３に対して、前記供試体Ｓが無負荷状態であるときの
前記治具４４の位置を微調整するもので、前記変位計４
３のスライド軸を零点調整する役割を担う。

【００２９】このようにしてチャック１１,２１間に取
り付けられた変位計４３は、チャック１１,２１間に装
着された供試体Ｓに負荷を加えた際の、該供試体Ｓの圧
縮や伸びからなる変位を、該チャック１１,２１間の距
離Ｌ2の変化として直接的に計測する。即ち、前述した
如くサーボ制御されて駆動されるリニアモータ機構３０
により移動されるチャック２１の変位（移動位置）は、
前述した位置センサにより移動テーブル２５の変位量と
して検出可能である。しかしこの変位は基台１に対する
チャック２１の絶対位置の変位、ひいては図５に示すよ
うに第１ユニット１０と第２ユニット２０（移動テーブ
ル）との距離Ｌ1の変位を示すものである。従って上記
変位には該第２ユニット２０の移動により供試体Ｓに加
えた負荷に伴う前述したロードセル１５の撓みに起因す
る変位Δが含まれることが否めない。

【００３０】この点、上述した如く一対のチャック１
１,２１間の距離Ｌ2の変化を検出する如く、前記チャッ
ク１１,２１間に設けられた変位計４３によれば、負荷
により前記ロードセル１５に撓みが生じたとしても、供
試体Ｓに生じた変位そのものがチャック１１,２１間の
距離変化として検出されるので、その変位を直接的に、
しかも高精度に検出することが可能となる。特に負荷に
よって供試体Ｓに加えられる荷重を高感度に、且つ高精
度に検出するべくロードセル１５の荷重に対する変位
（撓み）を大きくした場合であっても、その変位に拘わ
ることなく供試体Ｓの負荷による変位量を前記チャック
１１,２１間の変位として直接的に、且つ高精度に検出
することが可能となる。

【００３１】尚、上述した如く構成された第１ユニット
１０および第２ユニット２０を備えて構成される試験機
本体は、例えば図６に示すように、マイクロプロセッサ
を主体とする制御部５１の制御の下で駆動される。具体
的にはエアポンプ５２を作動させて前記エアベアリング
を機能させ、この状態でリニアモータ駆動部５３を作動
させて前記リニアモータ機構３０を駆動する。上記リニ
アモータ駆動部５３はサーボ制御回路をなし、前述した
位置センサを用いて前記軸体２４に対する移動テーブル
２５の位置（チャック２１の位置）を検出しながら、前
記制御部５１からの荷重、または変位に関する指令に従
ってリニアモータ機構３０を駆動する。このようにして
駆動されるリニアモータ機構３０の作動により、前記チ
ャック１１,２１間に保持された供試体Ｓに対して荷重
または変位からなる負荷が加えられることになる。

【００３２】しかして上述したようにして負荷が掛けら
れた供試体Ｓにおける荷重とその変位は、ロードセル１
５および変位計（マグネットスケール）４３の出力とし
て荷重検出部５４および変位検出部５５にてそれぞれ検
出され、例えば所定の周期でサンプリングされたディジ
タルデータとして前記制御部５１における計測部５６に
取り込まれる。そしてこの計測部５６にて、例えば所定
の計測演算処理が施されて前記供試体Ｓの材料特性や機
械的強度特性が評価される。

【００３３】かくして上述した如く構成された材料試験
機によれば、第２ユニット２０を駆動して前記一対のチ
ャック１１,２１間に保持した供試体Ｓに負荷を加えた
ときの、該供試体Ｓに加わる荷重とその変位をそれぞれ
高精度に検出することが可能となる。特に前記一対のチ
ャック１１,２１間の距離Ｌ2の変化として供試体Ｓの変
位を直接的に検出するので、荷重によるロードセル（荷
重計）１５の変形量の影響を受けることなく供試体Ｓの
変位を高精度に検出することができる。従って供試体Ｓ
に加える負荷自体が小さく、供試体Ｓに加わる荷重やそ
の変位が小さい場合であっても、これを高感度に検出す
ることが可能となるので、その計測精度の大幅な向上を
図ることが可能となる等の実用上多大なる効果が奏せら
れる。

【００３４】更には前述した如く一対のチャック１１,
２１の基部にアーム体４１,４２を介して、チャック１
１,２１の軸心と平行に、且つその軸心から変位させて
変位計４３を取り付けた構造なので、上記変位計４３が
チャック１１,２１に対する供試体Ｓの装着性を妨げる
ことがない。また保持部材４５を介して変位計４３の取
り付け位置自体をＸ軸方向に粗調整可能に設け、また送
りねじ機構４６により上記変位計４３の計測基準面をな
す治具４４の位置をＸ軸方向に微調整するので、供試体
Ｓの長さ等に応じて調整されるチャック１１,２１間の
距離Ｌ2に拘わることなく、その距離Ｌ2の変位を高精度
に計測することができる。従ってこの点でも、その変位
計測の精度を高めることができる。

【００３５】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば実施形態においては供試体Ｓに
圧縮負荷を与える場合を例に説明したが、引っ張り負荷
を与える場合も同様に計測可能である。但し、この場合
には治具４４として変位計４３のスライド軸を引っ張る
ような構造として実現するようにすれば良い。またマグ
ネットスケールの変位軸を押し込んだ状態でその位置を
零点として設定し、この零点位置からの突出量から引っ
張り量を計測することも可能である。また変位計４３と
しては、前述したスライド軸を有するマグネットスケー
ルのようなものではなく、レーザ測長器のようなものを
用いることも可能である。この場合には前記治具４４と
してはレーザ光の反射体として実現するようにすれば良
い。

【００３６】更には第２ユニット２０の駆動機構として
は、前述したリニアモータ機構３０のみならず、従来一
般的な送りねじ機構を用いても良く、更には油圧シリン
ダ機構を用いることも勿論可能である。また実施形態に
示した小型の材料試験機のみならず、大型の材料試験機
に適用可能なことは言うまでもない。その他、本発明は
その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、供
試体を保持する一対のチャック間に設けた変位検出器に
て該チャック間に保持された供試体に生じる変位を直接
的に検出するので、負荷によって生じる荷重検出器での
弾性変形に拘わらず、上記供試体に加わった変位を高精
度に検出することができる。換言すれば供試体に負荷を
加える移動体の変位ではなく、チャック間の変位自体を
直接的に検出するので、荷重計（ロードセル）での変形
量に起因する計量誤差をその計測値から効果的に除外す
ることができる。従って負荷を加えた供試体の荷重およ
び変位が小さい場合であっても、これを高感度に、且つ
高精度に検出することができ、簡易な構造でありながら
その計測精度を十分に高め得る等の実用上多大なる効果
が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る材料試験機の概略構
成を示す斜視図。

【図２】実施形態に係る材料試験機の第１ユニットにお
ける２軸テーブルの構成を示す図。

【図３】実施形態に係る材料試験機の第２ユニットにお
ける移動テーブルの構成を示す図。

【図４】軸体と移動テーブルとの間のエアベアリングの
構成と、リニアモータ機構の配置関係を示す断面図。

【図５】本発明に係る材料試験機における特徴的な構造
である変位検出器の取り付け構造を示す図。

【図６】材料試験機の全体的な制御系を示すブロック
図。

【符号の説明】

１ 基台 １０ 第１ユニット １１ チャック １５ ロードセル １６ 保持部材 ２０ 第２ユニット ２１ チャック ２２ 台座 ２５ 移動テーブル ２６ ブロック体 ３０ リニアモータ機構 ４１,４２ アーム体 ４３ 変位計（変位検出器） ４４ 治具（センシング体） ４５ 保持部材 ４６ 送りねじ機構

フロントページの続き (72)発明者 于 強 神奈川県横浜市保土ヶ谷区東川島町87 サ ンコートガーデンＡ202 (72)発明者 奥本 裕 東京都北区堀船２−20−46 日本たばこ産 業株式会社機械事業部内 (72)発明者 石井 勇三 愛知県豊橋市北島町字北島202 ＪＴトー シ株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供試体に負荷を加えたときの該供試体に
   おける荷重と変位との関係から前記供試体の材料特性を
   試験する材料試験機であって、 互いに対向して配置されて前記供試体の保持に供される
   一対のチャックと、 上記チャックをそれぞれ支持してなり、少なくともその
   一方を前記チャックが対向する負荷方向に進退移動可能
   に設けた第１および第２ユニットと、 移動可能に設けられた上記第１および第２ユニットの一
   方を移動させて前記チャック間に保持された前記供試体
   に負荷を加える負荷手段と、 前記チャックの一方と、該チャックを支持したユニット
   との間に介挿されて前記供試体に加えられた荷重を検出
   する荷重検出器と、 前記チャック間に設けられて該チャック間の対向距離の
   変化を検出する変位検出器とを具備したことを特徴とす
   る材料試験機。
2. 【請求項２】 前記変位検出器は、前記チャック間の初
   期設定される対向距離に応じて前記ユニットの移動方向
   に位置調整されて前記チャックの一方に取り付けられる
   検出器本体と、この検出器本体による位置検出面をなし
   前記チャックの他方に取り付けられたセンシング体とか
   らなることを特徴とする請求項１に記載の材料試験機。
3. 【請求項３】 前記検出器本体または前記センシング体
   は、マイクロメータヘッドを介して前記ユニットの移動
   方向に微調整可能に設けられることを特徴とする請求項
   ２に記載の材料試験機。
4. 【請求項４】 前記変位検出器は、前記一対のチャック
   間がなす軸心から横方向に偏心した位置に該軸心と平行
   に設けられることを特徴とする請求項１に記載の材料試
   験機。