JP2000121524A - 平面曲げ疲労試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、試験片に対し、その一面側への平面
曲げ揺動時と他面側への平面曲げ揺動時とで同一の疲労
試験条件が得られることや、振動の影響を低減するこ
と、金属板新素材を試験片として用いた場合であっても
平面曲げ疲労試を精度よくなし得る平面曲げ疲労試験装
置を提供することを課題とする。 【解決手段】本発明、平面曲げ疲労試験装置１は、基部
２と、基部２に保持され平面曲げ疲労試験片９Ａの一端
９１ａを拘束する固定側拘束台３と、基部２に揺動自在
に保持された揺動軸４ａ、４ｃと揺動軸４ａ、４ｃに固
定された揺動腕４ｂ、４ｄと揺動腕４ｂ、４ｄに固定さ
れ試験片９Ａの他端９２ａを拘束する揺動側拘束台４ｅ
とをもつ揺動部材４と、揺動軸４ａを揺動させる揺動駆
動手段５と、を具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面曲げ疲労試験
対象とする試験片（金属板）に対し、疲労破壊に至たる
までの間、繰り返し応力を作用させるための揺動を付与
できる平面曲げ疲労試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、平面曲げ疲労試験を施す装置とし
て、回転駆動部の一方向の回転運動を往復運動に変換
し、試験片を載置した揺動載置台に揺動駆動力として伝
達するクランク機構を用いた構成が知られている。例え
ば、図１８に示される従来の平面曲げ疲労試験装置１Ｄ
は、平面曲げ疲労試験片（以下、試験片と称す）９Ａの
取り付け孔ｋ１を備えた一端９１ａを第１押さえ板８ａ
とで拘束する載置面３１をもつ固定側拘束台３Ｄと、図
略の軸受け部材に水平に保持された中心軸４０ｄを備え
試験片９Ａの取り付け孔ｋ１を備えた他端９２ａを第２
押さえ板８ｂとで拘束する載置面４１をもつ揺動側拘束
台４Ｄと、前記中心軸４０ｄと平行な位置で図略の軸受
け部材に保持された回転駆動軸６０を中心として回転可
能な回転体６と、一端７０を回転体６の回転駆動軸６０
から半径外方向の所定の位置に軸支（回転可能な状態で
連結）されるとともに、他端７１を揺動側拘束台４Ｄの
揺動端部４１ｄに軸支され、回転体６の回転駆動力を前
記揺動端部４１ｄに円弧状軌跡を描く往復運動（揺動）
に変換して伝達するリンク７と、よりなる。

【０００３】なお、前記載置面３１、４１および第１押
さえ板８ａ、第２押さえ板８ｂには、それぞれ取り付け
ボルトｋ３を螺合するネジ孔ｋおよび挿通する取り付け
孔ｋ２が形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】（１）前記従来のクラ
ンク機構を用いた平面曲げ疲労試験機１Ｄによると、試
験片９Ａは、平面曲げ疲労試験に先立ち、一端９１ａお
よび他端９２ａが固定側拘束台３Ｄの載置面３１および
揺動側拘束台４Ｄの載置面４１と、取り付けボルトｋ３
によって締め付けられた第１押さえ板８ａおよび第２押
さえ板８ｂとで挟持され、かつ拘束される。

【０００５】ついで、平面曲げ疲労試験機１Ｄは、回転
体６の回転駆動力を、リンク７により円弧状軌跡を描く
往復運動に変換して揺動側拘束台４Ｄの揺動端部４１ｄ
に直接、伝達する。すると、揺動側拘束台４Ｄは、リン
ク７によって、揺動端部４１ｄを上方向側（水平基準位
置Ｘ１から試験片９Ａの一面９００側への揺動角度θ
１）に突き上げる作用と、前記突き上げ作用に引き続く
下方向側（水平基準位置Ｘ１から試験片９Ａの他面９０
１側への揺動角度θ２）に引き戻す作用とを交互に繰り
返され、かつ中心軸４０ｄを中心として揺動する。

【０００６】以下に、回転体６の回転駆動、リンク７の
往復運動、揺動端部４１ｄの揺動に伴う移動位置の関係
を、図２０に基づき、リンク７の他端７１におけるクラ
ンク上死点Ａ、下死点Ｂ間の往復運動中、例えば、揺動
角度θ１＝θ２と仮定した場合を説明する。ここで、回
転体６の回転駆動時における回転体６上のリンク７の一
端７０の軸支点の軌跡は、円周ＣＲ上となる。そしてク
ランク上死点Ａのとき、リンク７の一端７０の軸支点は
ａ位置、クランク下死点Ｂのとき、リンク７の一端７０
の軸支点はｂ位置となるが、クランク中間点Ｃの時、上
昇行程と下降行程とは、例えばＣａ位置およびＣｂ位置
であるとすると、ｂからＣａを経てａに至る行程と、ａ
からＣｂを経てｂに至る行程とでは、移動量が同じであ
っても、直線Ｙ（クランク上死点Ａ、クランク下死点
Ｂ、ａ位置、回転体６の回転駆動軸６０、ｂ位置を通る
直線）に直交する直線Ｘを基準とする回転体６の回転角
度θ１０およびθ２０とに角度差が発生する。

【０００７】これは、クランク構造がクランク上死点
Ａ、クランク中間点Ｃ、クランク下死点Ｂの順に、円弧
を描く軌跡となるために生じる差であり、行程差を回避
することができない。また、回転体６は、同一速度で回
転するため、その結果としてクランク上死点Ａからクラ
ンク下死点Ｂに移動するまでの時間と、クランク下死点
Ｂからクランク上死点Ａに移動するまでの時間とで差を
生じることになる。

【０００８】さらに、例えば、ａ位置からＣｂ位置に移
動する場合と、Ｃａ位置からａ位置に移動する場合とで
同じ距離となるように、回転体６の回転駆動軸６０（あ
るいはモータの回転軸）を設定したとしても、ｂ位置か
らＣａ位置に移動する場合と、Ｃａ位置からａ位置に移
動する場合の行程差、すなわち時間差が生じるため、正
の曲げと、負の曲げが同一条件とはならない。

【０００９】このため、試験片９Ａの平面曲げ疲労試験
における条件は、リンク７による突き上げ作用と引き戻
し作用とで同一とならず、試験片９Ａに対し、その平面
曲げ疲労試験精度の低下を免れない。 （２）また、前記クランク機構を用いた従来の平面曲げ
疲労試験装置１Ｄは、リンク７が上下方向運動するもの
であるため、それ自体に上下振動を発生しやすく、かつ
試験片９Ａは上下方向の曲げ作用に伴い振動の影響を受
け、平面曲げ疲労試験精度の低下を免れない。 （３）さらに、近年、曲げ強度を高めた金属板新素材と
して例えば高張力ステンレス板が市場に提供されてい
る。この金属板新素材を前記従来の平面曲げ疲労試験装
置１Ｄを用いて精度よく平面曲げ疲労試験を行うには、
無理がある。

【００１０】すなわち、前記（１）の理由からと、クラ
ンク機構を用いては、物理的な曲げ角度に機構上ゆえの
限界があるので曲げ角度を大きく設定することができな
いが、試験片としては曲げ角度を大きく設定することを
要求される場合があり、かつこの場合に対応できない。
本発明は、前記問題点に鑑みなされたもので、試験片に
対し、その一面側への平面曲げ揺動時と他面側への平面
曲げ揺動時とで同一の疲労試験条件が得られることや、
振動の影響を低減すること、金属板新素材を試験片とし
て用いた場合であっても平面曲げ疲労試験を精度よくな
し得る平面曲げ疲労試験装置を提供することを課題とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の平面曲げ疲労
試験装置は、基部と、該基部に保持され平面曲げ疲労試
験片の一端を拘束する固定側拘束台と、該基部に揺動自
在に保持された揺動軸と該揺動軸に固定された揺動腕と
該揺動腕に固定され該試験片の他端を拘束する揺動側拘
束台とをもつ揺動部材と、該揺動軸を揺動させる揺動駆
動手段と、を具備する。

【００１２】請求項２の平面曲げ疲労試験装置は、請求
項１記載の構成において、前記揺動駆動手段は、前記揺
動軸と垂直な回転軸をもつ回転腕と該回転軸を回転駆動
させる駆動モータと該回転腕の一端と該揺動軸とを連結
し該回転腕の回転を該揺動軸の揺動に変える連結腕とか
らなる。請求項３の平面曲げ疲労試験装置は、請求項１
記載の構成において、前記揺動駆動手段は、前記揺動軸
に同軸的に固定された従動プーリと前記連結腕により揺
動し駆動プーリをもつ駆動軸と該従動プーリおよび該駆
動プーリを連結するタイミングベルトをもつ。

【００１３】

【発明の実施の形態】前記揺動駆動手段は、駆動源と、
駆動源からの駆動力を揺動側拘束台に伝達する駆動力伝
達部材とで構成することができる。駆動源としては、揺
動側拘束台に対して、予め設定された所定の平面曲げ角
度で板状の試験片の一面側および他面側に確実に精度よ
く繰り返し揺動させるための駆動力を供給できるもので
あればよく、揺動部材の揺動軸に直接あるいは間接的に
連動するように設けられたものを用いることができる。

【００１４】例えば、前記駆動源は、回転駆動モータ
や、直線的に往復移動する軸を備えた油圧シリンダーあ
るいはソレノイドや、ピニオンによって直線的に往復移
動するラックや、リニアモータなどを用いることができ
る。また揺動駆動手段としては、厚みの異なる複数種類
の試験片毎や、金属（材質）の種類、金属板の形状など
種々の試験条件に応じて、試験片に付与する平面曲げ角
度を種々設定するための平面曲げ角度調整部を備えた構
成を用いることや、試験片の一面（表面）側および他面
（裏面）側に、同じ揺動角度で繰り返し揺動できるよう
に、試験片の厚み方向の中心位置（試験片の表面より厚
さ方向に１／２の位置）を揺動中心に一致させるための
水平位置調整部（揺動中心位置調整部）を備えた構成を
用いることができる。

【００１５】駆動力伝達部材は、その構成要素を、駆動
源の種類毎に応じて種々選択し、適するものを採用する
ことができる。例えば、駆動源が回転駆動モータである
場合に採用される駆動力伝達部材としては、回転駆動モ
ータに連動し、かつ入力された回転駆動力を揺動力に変
換して出力するクランク機構と、クランク機構から出力
された揺動力によって水平方向で直線的に往復運動する
水平往復移動部材（スライダー）と、水平往復移動部材
の直線的な往復運動を揺動運動に変換する変換部材（揺
動部カムフォロア）と、変換部材の揺動量に応じた揺動
角で揺動し、かつ変換部材の揺動中心となる駆動側揺動
軸（スイングシャフト）と、駆動側揺動軸に装着された
駆動側タイミングプーリ（駆動側プーリ）と、揺動部材
の揺動軸に装着された従動側タイミングプーリ（従動側
プーリ）と、駆動側タイミングプーリと従動側タイミン
グとに架設されたタイミングベルトとを主構成要素とす
ることができる。

【００１６】この場合には、回転駆動モータの回転駆動
力は、クランク機構に入力され、クランク機構から水平
往復移動部材、変換部材、駆動側揺動軸、駆動側タイミ
ングプーリ、タイミングベルト、従動側タイミングプー
リ、揺動部材の揺動軸を経て揺動側拘束台を往復揺動さ
せ得る。前記クランク機構は、回転駆動モータの出力軸
に連結された回転円盤と、回転円盤の回転中心に交差す
る水平位置の直線に沿って半径方向に位置調整および固
定可能に装着された水平移動台と、この水平移動台に前
記直線上でかつ前記出力軸と平行に直立する位置に軸支
されるとともに、水平方向に揺動可能な揺動腕と一体に
形成された駆動側回転軸〔第１駆動伝達垂直軸（第１ボ
ール・ジョイント）〕と、案内レールに水平方向で直線
的に往復移動可能に案内される往復水平移動台と、往復
水平移動台に直立に軸支されるとともに、水平方向に揺
動可能な揺動腕と一体に形成された従動側回転軸〔第２
駆動伝達垂直軸（第２ボール・ジョイント）〕と、一端
および他端を駆動側回転軸の揺動腕および従動側回転軸
の揺動腕に連結された連結腕（クランク・ロッド）とで
構成される。

【００１７】駆動側回転軸は、揺動側拘束台の揺動角度
を調整設定するための回転駆動モータの出力軸に取り付
けられた円盤（カウンタ・ディスク）の回転中心に交差
する直線上を半径方向に水平移動できる揺動量調整用の
水平移動台（スライド・ブロック）に直立した状態で軸
支され揺動可能である。この駆動側回転軸は、水平移動
台を位置調整することによって回転中心から半径方向に
最大１３ｍｍ隔てた位置の範囲内で位置移動可能であ
り、回転駆動モータの回転時に前記回転中心に対し同心
円状の軌跡で周回し、回転力を揺動力に変換して連結腕
（クランク・ロッド）に伝達する機能をもつ。

【００１８】前記駆動側回転軸は、回転駆動モータの回
転に伴い、出力軸および回転円盤の回転中心から揺動側
拘束台の揺動角度の約１／２（例えば、駆動側タイミン
グプーリの歯数と従動側タイミングプーリの歯数とが
１：１．８の場合である。なお、この比率は目的に応じ
て種々設定可能である。）に相当する回転半径で前記回
従って、駆動側回転軸の前記回転半径は、予め前記揺動
量調整用の水平移動台の位置を種々設定することによっ
て、目的とする揺動側拘束台の揺動角度の１／２の値に
対応する値とすることができる。

【００１９】水平移動台の位置を調整するための調整機
構としては、例えば、回転円盤あるいは回転円盤に連結
された保持部材に両端部を回転可能に保持されたネジ軸
と、揺動量調整用水平移動台に装着され前記ネジ軸に螺
合するとともに、ネジ軸の時計方向および反時計方向の
回転によってネジ軸の軸心線に沿って前進および後退す
る雌ねじ部材と、よりなるものや、先端部を軸方向の遊
びなく、かつ回転可能に揺動量調整用水平移動台に装着
されたネジ軸と、前記ネジ軸に螺合するとともに、回転
円盤あるいは回転円盤に連結された保持部材に係合する
雌ねじ部材と、よりなるものを用いることができる。

【００２０】この調整機構によって水平移動台は、前記
回転円盤の回転中心から半径方向〔半径外方向（回転中
心から離れる方向）側および半径内方向（回転中心に接
近する方向）側〕への移動量を微調整され、かつ駆動側
回転軸の前記回転半径を精密に設定できる。また、従動
側回転軸は、クランク機構の駆動力の出力側に用いら
れ、前記駆動側回転軸に一端を連結された連結腕（クラ
ンク・ロッド）の他端に連結されるとともに、下端を前
記水平往復移動部材に直立した状態で軸支され揺動可能
である。この従動側回転軸は、連結腕からの揺動力を水
平往復移動部材の水平方向の直線的な往復移動に変換さ
せて伝達する機能をもつ。

【００２１】前記連結腕（クランク・ロッド）は、駆動
側回転軸と従動側回転軸とを連結するとともに、その間
の長さを伸縮調整機能をもつ構成が用いられる。連結腕
の長さを伸縮調整することによって、揺動側拘束台をそ
の揺動開始時点の水平基準位置（揺動側拘束台に拘束さ
れた試験片の一面側への揺動および他面側への揺動の中
心水平位置に相当する平面曲げ角度ゼロ位置）に一致さ
せることができる。

【００２２】前記連結腕の長さを伸縮調整する構成とし
ては、例えば、連結腕の両端の一方および他方に形成さ
れた逆ネジ部および正ネジ部を、駆動側回転軸と従動側
回転軸との対向する位置に形成された逆ネジ孔および正
ネジ孔に螺合させたものを用いることができる。この場
合、連結腕は、時計方向の回動に伴いその両端が逆ネジ
孔および正ネジ孔にネジ込まれて前記長さを短縮でき、
反時計方向の回動に伴いその両端が逆ネジ孔および正ネ
ジ孔からネジ戻されて前記長さを伸長できる。

【００２３】前記変換部材としては、水平移動台から付
与される運動力を、垂直線上の揺動中心の上方位置ある
いは下方位置のいずれに設定してもよい。前記タイミン
グベルトは、駆動側タイミングプーリの歯と従動側タイ
ミングプーリの歯に対しバックラッシのない噛み合い
で、駆動側タイミングプーリの時計方向および反時計方
向における回転角量相当の往復駆動量を、誤差なく確実
に従動側タイミングプーリに伝達できる。

【００２４】また、駆動側タイミングプーリの側に振動
が発生した場合であっても、タイミングベルトのもつ弾
力によって振動を吸収減衰でき、かつ従動側タイミング
プーリの側に伝達される振動を低減できる。タイミング
ベルトは、その内周側に形成された歯および歯溝を、駆
動側タイミングプーリの歯溝および歯と、従動側タイミ
ングプーリの歯溝および歯に確実に噛み合わせることが
できる。

【００２５】さらに、前記タイミングベルトは、駆動側
タイミングプーリおよび従動側タイミングプーリとに架
設された状態で駆動側タイミングプーリと従動側タイミ
ングプーリとの間隔を微調整した場合であっても、前記
噛み合わせ状態を安定保持できるように、テンション
（緊張力）を付与させるテンションプーリ（回転ロー
ラ）を外周面に係合する構成を用いることができる。

【００２６】また、駆動側タイミングプーリの歯数と従
動側タイミングプーリの歯数とは、１：１〜１：１．８
あるいは１：１〜１．８：１のように、いずれにも調整
できる。駆動側タイミングプーリの歯数と従動側タイミ
ングプーリの歯数とが同じ（１：１）場合には、付加し
た移動量と同一の回転角となる。

【００２７】駆動側タイミングプーリの歯数＜従動側タ
イミングプーリの歯数の場合には、付加した移動量＞回
転角となる。駆動側タイミングプーリの歯数＞従動側タ
イミングプーリの歯数の場合には、付加した移動量＜回
転角となる。駆動源として前記回転駆動モータを用い
ず、直線的に往復運動する機構を用いた場合には、前記
回転駆動モータに連動するクランク機構を除いた他の構
成要素をそのまま使用することができる。

【００２８】すなわち、この場合には、直線的に往復運
動する機構から直接、前記水平移動台に入力され、かつ
水平往復移動部材から変換部材、駆動側揺動軸、駆動側
タイミングプーリ、タイミングベルト、従動側タイミン
グプーリ、揺動部材の揺動軸を経て揺動側拘束台を往復
揺動させ得る。

【００２９】

【実施例】本発明、平面曲げ疲労試験装置の実施例を図
１〜図１８に基づいて説明する。図１に平面、図２に側
面を示す実施例の平面曲げ疲労試験装置（以下、試験装
置と称する）１は、その構成要素として基部２と、基部
２に保持された固定側拘束台３と、揺動部材４と、揺動
駆動手段５と、よりなる。この試験装置１は、平面曲げ
疲労試験片（以下、試験片と称する）９Ａ（図４参照）
に曲げモーメントを繰り返し与える機能をもつ。

【００３０】前記試験片９Ａは、ＪＩＳ Ｚ２２７５に
規定された形状、寸法を備えた１号試験片に相当のもの
である。試験片９Ａは、厚さが０．５ｍｍのステンレス
製の平板で、長手方向Ｓに沿って所定間隔を隔てた位置
で対向するそれぞれ四角形状の一端９１ａおよび他端９
２ａと、一端９１ａと他端９２ａとの間に両側部分が円
弧（７．５Ｒ）状に欠損した中央部９３ａをもつ。

【００３１】また、試験片９Ａの一端９１ａおよび他端
９２ａには、取り付けネジｋ３（図６参照）を挿通する
ための取り付け孔ｋ１が設けられている。以下、試験装
置１を構成する各構成要素を説明する。基部２（図１、
図２参照）は、所定の剛性を備え堅固な組付け体であ
り、鋼またはアルミ合金製の略長方形で、四隅に垂下す
る脚部２１を備え水平に保持された下方基盤２ａと、下
方基盤２ａより上方に向かって垂直に延びる４本の柱２
ｂと、各柱２ｂの上端部に載置、連結され水平に固定、
保持された上方基盤２ｃとを備える。

【００３２】下方基盤２ａの上面２０には、後で述べる
駆動側揺動軸５ｊを水平位置に軸支するための軸受け部
材２５（図２参照）を装着した厚板２４が載置固定され
ている。上方基盤２ｂの上面２２には、後で述べる固定
側拘束台３および揺動部材４を軸支するための２つの軸
受け部材２６、２７（図２参照）が所定の間隔を隔てた
平行位置に装着されている。

【００３３】固定側拘束台３は、図６に示されるように
ネジ孔ｋを備え試験片９Ａの一端９１ａを載置する載置
面３１と、揺動部材４の揺動軸４ａ、４ｃの中心線Ｚ２
に一致する位置に沿って設けられた嵌挿孔３ａ、３ｂ
（図７参照）が形成された垂直側壁３２、３３と、載置
面３１の後辺側に若干の間隔（中心線Ｚ３に沿う方向の
間隔）を隔てて直立し取り付け孔３ｃ、３ｄが形成され
た後方突起３４、３５とを備える。

【００３４】前記載置面３１のネジ孔ｋには、第１押さ
え板８ａとで試験片９Ａの一端９１ａを載置、拘束する
ための取り付けネジｋ３が螺合される。後方突起３４、
３５の取り付け孔３ｃ、３ｄは、その中心線Ｚ３位置を
載置面３１に載置固定される試験片９Ａの板厚の１／２
の延長線上に設定される。これは、ロードセル３ｈに付
与される出力を試験片９Ａの曲げ中心に合致するための
配慮である。

【００３５】この固定側拘束台３は、図７に示されるよ
うに垂直側壁３２、３３の嵌挿孔３ａ、３ｂにブッシュ
３ｅ、３ｆを嵌挿した状態で揺動部材４の揺動軸４ａ、
４ｃに軸支され、載置面３１を水平基準位置（揺動角度
ゼロ位置）Ｘ１（図１、図３、図６参照）と平行位置に
保持される。また、固定側拘束台３の後方突起３４、３
５（図１参照）の下方には、下方基盤２ａの上面２０に
装着されたロードセル・ベース（取り付け台）３ｇ、ロ
ードセル３ｈ、連結シャフト３ｊ、ロッドエンド３ｋが
上方に向って順に設置されている。

【００３６】後方突起３４、３５には、それらの間に介
置されたロッドエンド３ｋが連結される。この連結は、
図７に示されるように後方突起３５の取り付け孔３ｄ、
ロッドエンド３ｋの取り付け孔３６、後方突起３４の取
り付け孔３ｃに挿通するとともに、取り付け孔３ｃより
外部に突出する支軸３７の先端部にその軸方向に交差す
る小孔３８に抜け止めピン３９を取り付けることによっ
てなされる。

【００３７】ロッドエンド３ｋは、平面曲げ疲労試験時
の試験片９Ａに発生する荷重の伝達方向を図１の鉛直方
向に変換し、連結シャフト３ｊを介してロードセル３ｈ
に伝達する機能をもつ。連結シャフト３ｊは、図１に示
されるようにロッドエンド３ｋとロードセル３ｈとを連
結するとともに、連結長さを素早く容易に調整可能な上
下逆ねじ３０ｊ、３１ｊを備える。

【００３８】ロードセル３ｈは、試験片９Ａに発生する
荷重を電気信号に変換する荷重変換器である。揺動部材
４は、図２、図６、図８に示されるように基部２の上方
基盤２ｃに装着された軸受け部材２６、２７に揺動自在
に軸支された２つの揺動軸４ａ、４ｃと、揺動軸４ａ、
４ｃに固定された揺動腕４ｂ、４ｄと、揺動腕４ｂ、４
ｄに連結された揺動側拘束台４ｅと、試験片９Ａの他端
９２ａを拘束するとともに揺動側拘束台４ｅに摺動可能
に保持された摺動部材（スライド・ブロック）４ｆとよ
りなる。

【００３９】揺動軸４ａには、図２に示されるように軸
受け部材２６より外側に向かって順に従動側タイミング
プーリ５ｎとロータリ・エンコーダ４ｆが装着される。
ロータリ・エンコーダ４ｆは、試験片９Ａの振れ角（揺
動角度）をパルス数（数値）に変換する機能をもつ。こ
のパルス数は、図略の表示装置に出力され、かつ視認可
能に表示される。

【００４０】揺動側拘束台４ｅは、図６、図７に示され
るように、摺動載置面４１と、垂直側壁４２、４３とを
もつ。垂直側壁４２、４３の頂端面４２０、４３０には
ネジ孔ｋ４が形成されている。摺動部材４ｆは、試験片
９Ａの他端９２ａを載置、拘束するための載置面４０ｆ
及びネジ孔ｋ５と、揺動側拘束台４ｅの摺動載置面４１
に摺動可能に載置される摺動面４１ｆを備える。

【００４１】また、摺動部材４ｆの載置面４０ｆには、
前記他端９２ａを載置する領域に隣合う両側に、摺動部
材４ｆが揺動側拘束台４ｅの摺動載置面４１を摺動する
場合、上方向の移動（試験に支障を来すガタツキ）を回
避できるように、左右２個の押さえ部材４ｇを摺接させ
ている。押さえ部材４ｇは、略逆Ｌ字状のもので、取り
付け孔ｋ６を備えた上方水平部４０ｇと、上方水平部４
０ｇから下方に垂下する垂直部４１ｇとよりなる。

【００４２】各押さえ部材４ｇは、揺動側拘束台４ｅの
摺動載置面４１に摺動部材４ｆが載置された状態で、取
り付け孔ｋ６に挿通された取り付けネジｋ３を前記頂端
面４２０、４３０のネジ孔ｋ４に螺合することによっ
て、揺動側拘束台４ｅの揺動腕４ｂ、４ｄに固定され
る。このとき、各押さえ部材４ｇの垂直部４１ｇは、摺
動部材４ｆの載置面４０ｆの両側に下端面４２ｇを摺接
させる。

【００４３】前記摺動部材４ｆの載置面４０ｆは、前記
固定側拘束台３の載置面３１とともに、試験片９に対し
その厚み方向の中央（試験片９Ａの厚みの１／２）位置
を中心として表面（一面）９００側と裏面（他面）９０
１側とに、同じ曲げ角度で繰り返し曲げ作用（揺動）を
付与できるように配慮されている。なお、揺動側拘束台
４ｅの摺動載置面４１に摺動可能に載置それた摺動部材
４ｆには、その載置面４０ｆに、試験片９Ａの他端９２
ａが、板厚の１／２位置（板厚の中心）と水平基準位置
（ゼロ角度を基準とする位置）Ｚ１とが一致する状態
に、前記他端９２ａを直接載置することができる板厚に
設定することや、前記他端９２ａを設置位置調整用の図
略のシムを介して間接的に設置することができる。

【００４４】各載置面３１、４０ｆは、揺動側拘束台４
ｅを揺動させる回転軸４ａの中心線Ｚ２と交差する水平
基準位置（揺動角度ゼロ位置）Ｘ１に対し、前記拘束さ
れた状態にある試験片９Ａの表面９００からその厚み方
向の中央（試験片９Ａの厚みの１／２位置）が一致し、
かつ揺動中心となるように設定される。これによって予
め試験片９Ａの厚みを種々、設定された複数の前記試験
に対応することができる。

【００４５】例えば、試験片９Ａの厚さを最大１ｍｍと
した範囲内で用いることができるように設定する場合に
は、予め各載置面３１、４０ｆを、前記水平基準位置Ｘ
１より０．５ｍｍ下位置に平行にセットすることによっ
て、厚さを１ｍｍの試験片９Ａの厚みの１／２位置に揺
動中心を一致することができる。ここで、試験片９Ａの
最大厚みが１ｍｍ以下の場合には、試験片９Ａの厚みの
１／２位置が確実に回転軸４ａの中心線Ｚ２と交差する
水平基準位置Ｘ１と一致するように、各載置面３１、４
０ｆと試験片９Ａとの間に所定の厚みをもつ厚さ調整板
部材〔（シム）図示せず〕を介置することによって調整
がなされる。

【００４６】要するに、前記固定側拘束台３と揺動側拘
束台４ｅとは、平面曲げ疲労試験に際して用いられる試
験片９Ａの厚みがその都度、異なるような場合であって
も、試験片９Ａに対し、その厚みの１／２位置の水平基
準位置Ｘ１を中心として、表面（一面）９００側と裏面
（他面）９０１側とに、同じ曲げ角度で繰り返し曲げ作
用（揺動）を付与できる。

【００４７】揺動側拘束台４ｅあるいは揺動腕４ｄに若
干の間隔を保持した位置に、揺動側拘束台４ｅの水平位
置検出用のファイバーセンサ４ｇおよび揺動側拘束台４
ｅの揺動方向検出用の位置検出フォトセンサ４ｈが設置
されている（図２参照）。ファイバーセンサ４ｇは、揺
動側拘束台４ｅが上方向から下方向に揺動する途中でそ
の下面４４位置（図６参照）が水平基準位置Ｘ１と平行
になった瞬間を測定し、かつ水平基準位置Ｘ１に対応す
る垂直揺動軸５１ｊの垂直基準位置（垂直揺動角度ゼロ
位置）Ｙ（図１、図３、図９参照）を検出するととも
に、ロータリ・エンコーダ４ｆの原点位置を設定するた
めの情報（信号）を図略の演算装置に出力する。

【００４８】フォトセンサ４ｈは、揺動側拘束台４ｅが
上方向から下方向に揺動する途中でその下面４４位置
（図６参照）が水平基準位置Ｘ１と平行になった瞬間を
測定し、揺動側拘束台４ｅの接近方向の判別するととも
に、ロータリ・エンコーダ４ｆの原点位置を設定するた
めの情報（信号）として図略の演算装置に出力する。揺
動駆動手段５（図１参照）は、基部２の下方基盤２ａに
装着されるとともに、上方向に垂直伸び回転駆動する駆
動軸ｍ１をもつ回転駆動モータＭと、回転駆動モータＭ
からの回転駆動力を往復揺動力に変換するとともに、前
記揺動部材４の揺動軸４ａに伝達するための以下に示す
各機能部品よりなる。

【００４９】各機能部品は、前記回転駆動モータＭの駆
動軸ｍ１に装着されて駆動軸ｍ１の回転駆動により連動
し水平位置で回転する回転円盤（カウンタ・ディスク）
５ａと、回転円盤５ａに設置され揺動側拘束台４ｅの揺
動角度θ（水平基準位置Ｘ１である揺動角度ゼロ位置よ
り上方側への揺動角度θ１＋下方側への揺動角度θ２）
を調整可能な揺動角度調整部５ｂと、揺動角度調整部５
ｂに直立した状態で回転可能に軸支されるとともに水平
に揺動する水平揺動腕５０ｃをもつ駆動側回転軸（第１
ボール・ジョイント）５ｃと、基部２の下方基盤２ａに
装着された案内レール５ｇに水平方向で直線的に往復移
動可能に案内される水平往復移動部材５ｆと、水平往復
移動部材５ｆに直立した状態で回転可能に軸支されると
ともに水平に揺動する水平揺動腕５０ｅをもつ従動側回
転軸（第２ボール・ジョイント）５ｅと、前記駆動側垂
直揺動軸５ｃの水平揺動腕５０ｃに螺合する一端側逆ネ
ジ部５０ｄおよび前記従動側揺動垂直軸５ｅの揺動腕５
０ｅに螺合する他端側逆ネジ部５１ｄ、一端側逆ネジ部
５０ｄと他端側正ネジ部５１ｄとの間に設けられ操作用
工具を係合させる六角形状の係合操作部５２ｄとをもつ
連結腕（クランク・ロッド）５ｄと、下方基盤２ａに装
着された軸受け部材２５に水平位置で揺動可能に軸支さ
れる駆動側揺動軸（スイング・シャフト）５ｊと、水平
往復移動部材（スライダー）５ｆに係合するベアリング
５０ｈを水平に軸支し駆動側揺動軸５ｊを揺動中心とし
て揺動する垂直揺動部材（カムフォロア）５ｈと、駆動
側揺動軸５ｊに装着された駆動側タイミングプーリ５ｋ
と、前記揺動部材４の揺動軸４ａに装着された従動側タ
イミングプーリ５ｎと、駆動側タイミングプーリ５ｋお
よび従動側タイミングプーリ５ｎに架設されたタイミン
グベルト５ｍとよりなる。

【００５０】従って、回転円盤５ａの回転駆動力は、駆
動側回転軸５ｃ、連結腕５ｄ、従動側回転軸５ｅ、水平
往復移動部材５ｆ、垂直揺動部材５ｈ、駆動側揺動軸５
ｊ、駆動側タイミングプーリ５ｋ、タイミングベルト５
ｍ、従動側タイミングプーリ５ｎ、揺動部材４の揺動軸
４ａの順に揺動側拘束台４ｅに伝達される。前記モータ
Ｍは、回転速度を目的の値に制御可能なものである。モ
ータＭには、その１回転を試験片９Ａの１往復揺動数と
し、かつ揺動回数に対応するモータの回転数を計測する
機能をもつ回転検出フォトセンサ５１ａが設置されてい
る。

【００５１】前記揺動角度調整部５ｂは、前記回転円盤
５ａに固定、保持され前記中心線Ｐと直交する水平方向
に伸びる所定巾、深さの案内溝５１ｂを形成する断面略
凹状の案内部材５０ｂと、案内溝５１ｂに回転円盤５ａ
の半径方向〔半径外方向（図９の矢印Ｒ１参照）および
半径内方向（図９の矢印Ｒ２参照）〕に摺動可能に収
容、保持された断面略凸状の水平移動台（スライド・ブ
ロック）５２ｂと、案内溝５１ｂの長手方向の前端側、
後端側を覆うように案内部材５０ｂに装着され水平移動
台５２ｂの摺動を制限する第１ストッパー５３ｂ、第２
ストッパー５４ｂと、案内部材５０ｂの長手方向に沿う
両側部上面ｂ１および水平移動台５２ｂの肩部分ｂ２、
ｂ２を覆うように案内部材５０ｂに装着されたカバー板
５５ｂ、５５ｂと、水平移動台５２ｂの一部に軸支、連
結される先端部ｂ３および先端部ｂ３より後方に伸び、
第１ストッパー５３ｂに形成されたｂ４に螺合し外部に
突出する軸ネジ部ｂ５をもつ調整ネジ５６ｂと、調整ネ
ジ５６ｂの軸ネジ部ｂ５に螺合し第１ストッパー５３ｂ
とでロックおよびロック解除する締め付けナット５７ｂ
と、よりなる。

【００５２】前記、連結腕５ｄの一端側逆ネジ部５０ｄ
および他端側正ネジ部５１ｄには、締め付けナット５３
ｄおよび５４ｄが螺合されている。締め付けナット５３
ｄ、５４ｄは、駆動側回転軸５ｃの水平揺動腕５０ｃ、
従動側回転軸５ｅの水平揺動腕５０ｅに対し、連結腕５
ｄを回動しないように固定（ロック）すること、および
固定（ロック）解除して連結腕５ｄの時計方向の回動、
反時計方向の回動を許容することができる。

【００５３】連結腕５ｄは、回動をロック状態に保持す
る締め付けナット５３ｄおよび５４ｄを緩めロックを解
除操作した後、図１、２を右側から視認して、操作部５
２ｄを反時計方向に回動することにより一端側逆ネジ部
５０ｄおよび他端側正ネジ部５１ｄがネジ戻され前記長
さＬ１を伸長することができる。逆に、操作部５２ｄを
時計方向に回動することにより一端側逆ネジ部５０ｄお
よび他端側正ネジ部５１ｄがネジ込まれ前記長さＬ１を
短縮することができる。

【００５４】また、連結腕５ｄの長さＬ１を調整するこ
とによって、試験片９Ａの他端９２ａの揺動中心位置
（上方向および下方向へ所定角度で揺動する中心となる
揺動角度ゼロ位置）を、揺動水平基準位置Ｘ１に一致さ
せることができる。軸受け部材２５は、図略の取り付け
ボルトによって下方基盤２ａに装着されているが、取り
付けボルトを緩めることによって、取り付けボルトを案
内軸とする図略の長孔あるいは溝に沿って、駆動側揺動
軸５ｊを従動側揺動軸４ａに平行状態を保持したままの
状態で互いに接近あるいは離れる方向に微量、移動可能
な構成である。この軸受け部材２５は、併設された揺れ
中心微調整ネジ部材２８を用い、前記接近方向に押した
り、離れる方向に引っ張ることによって、前記連結腕５
ｄで調整しきれない微量の振れを調整可能である。

【００５５】前記タイミングベルト５ｍは、駆動側タイ
ミングプーリ５ｋの歯５０ｋと従動側タイミングプーリ
５ｎの歯５０ｎに対しバックラッシのない噛み合いで、
駆動側タイミングプーリ５ｋの時計方向および反時計方
向における回転角量相当の往復駆動量を、誤差なく確実
に従動側タイミングプーリ５ｎに伝達できる。駆動側タ
イミングプーリ５ｋの歯５０ｋと従動側タイミングプー
リ５ｎの歯５０ｎの歯数の比率は、１：１．８に設定さ
れる。また、タイミングベルト５ｍには、常時、所定の
テンションを付与するためのテンションプーリ５ｐを係
合させている。

【００５６】前記のように構成された実施例の試験装置
１を用い、試験片９Ａ（図３参照）の平面曲げ疲労試験
を施す場合を以下に説明する。この試験片９Ａは、平面
曲げ疲労試験の対象領域となる中央部９３ａを除き、か
つ中央部９３ａを介して面方向に対向する一端９１ａと
他端９２ａが、それぞれ固定側拘束台３の載置面３１お
よび揺動側拘束台４ｅ上の摺動部材４ｆの載置面４０ｆ
に、板厚の１／２位置（板厚の中心）と水平基準位置
（ゼロ角度を基準とする位置）Ｚ１とが一致する状態に
載置される。

【００５７】一方、一端９１ａに第１押さえ板８ａが載
置されるとともに、締め付けボルトｋ３を前記取り付け
孔ｋ２、ｋ１の順に挿通し、かつネジ孔ｋに螺合するこ
とによって、試験片９Ａの一端９１ａが固定側拘束台３
の載置面３１と第１押さえ板８ａとで拘束される。ま
た、他端９２ａに第２押さえ板８ｂが載置されるととも
に、締め付けボルトｋ３を前記取り付け孔ｋ２、ｋ１の
順に挿通し、かつネジ孔ｋ４に螺合することによって、
試験片９Ａの他端９２ａが摺動部材４ｆの載置面４０ｆ
と第２押さえ板８ｂとで拘束される。

【００５８】この後、揺動側拘束台４ｅは、試験片９Ａ
の他端９２ａを目的とする揺動角度θで揺動できるよう
に、平面曲げ揺動角度調整部５ｂを用いて調整、設定す
るための操作が行われる。この操作は、回転円盤５の回
転停止を定められた位置にセットした状態で行われる。
すなわち、まず、回転円盤５は、その回転中心線Ｐに水
平に直交する水平線Ｚ（水平調整移動台５１ｂが移動す
る半径方向に伸びる線）が、揺動軸５ｊの揺動中心線Ｚ
１および揺動軸４ａの揺動中心線Ｚ２と平行となる位置
にセットされる。

【００５９】一方、これに連動して駆動側回転軸５ｃの
揺動中心線Ｐ１は、回転円盤５の回転中心線Ｐと一致す
る。また、垂直揺動部材５ｈは、前記駆動側水平揺揺動
垂直軸５ｃの位置合わせに伴い、連結腕５ｄ、従動側水
平揺動垂直軸５ｅ、水平往復移動部材５ｆを介して垂直
基準線Ｙと一致した垂直位置に保持される。そして揺動
側拘束台４ｅは、垂直揺動部材５ｈに連動する駆動側揺
動軸５ｊ、駆動側タイミングプーリ５ｋ、タイミングベ
ルト５ｍ、従動側タイミングプーリ５ｎ、揺動軸４ａ、
揺動腕４ｃを介して水平基準線Ｘ１に一致した位置に保
持される。

【００６０】この状態において、揺動角度調整部５ｂの
操作がなされる。すなわち、この操作は、揺動角度調整
部５ｂの締め付けナット５７ｂを緩め、調整ネジ５６ｂ
を時計方向に回動することによって、水平移動台５２ｂ
を基準水平線Ｚに沿って、水平移動させる。すると、駆
動側回転軸５ｃは、水平移動台５２ｂの移動に伴いその
揺動軸心線Ｐ１を、前記調整ネジ５６ｂの回転量に対応
する量、回転円盤５ａの回転中心線Ｐから半径外方向
（図３、９の矢印Ｒ１参照）に移動する。

【００６１】この駆動側回転軸５ｃの移動は、連結腕５
ｄ、従動側回転軸５ｅ、水平往復移動部材５ｆを介して
垂直揺動部材５ｈに伝達され垂直揺動部材５ｈを垂直基
準線Ｙより右方向（時計方向）に揺動し、さらに垂直揺
動部材５ｈより駆動側揺動軸５ｊ、駆動側タイミングプ
ーリ５ｋ、タイミングベルト５ｍ、従動側タイミングプ
ーリ５ｎを介して揺動部材４の揺動軸４ａに伝達され揺
動側拘束台４ｅを水平基準線Ｘ１より下方向（時計方
向）に揺動し、その揺動角度が最大６０°に設定され
る。

【００６２】この後、揺動角度調整部５ｂの締め付けナ
ット５７ｂを締め付けることによって調整ネジ５６ｂを
固定、保持する。ついで、前記揺動角度の中心位置を揺
動角度水平基準位置Ｘ１に一致させる位置合わせのため
の揺動腕５ｄの長さＬの調整、設定する操作が行われ
る。この操作は、連結腕５ｄの長さ（駆動側回転軸５ｃ
の揺動腕５０と従動側揺動垂直軸５ｅの揺動腕５０ｅと
の間の長さ）Ｌ１を伸長、調整することによって行われ
る。

【００６３】すなわち、連結腕５ｄは、回動をロック状
態に保持する締め付けナット５３ｄおよび５４ｄを緩め
ロックを解除操作した後、図１、２を右側から視認し
て、操作部５２ｄを反時計方向に回動することにより一
端側逆ネジ部５０ｄおよび他端側正ネジ部５１ｄがネジ
戻され前記長さＬ１を伸長し、かつ伸長した分が移動力
として、連結腕５ｄから従動側回転軸５ｅ、水平往復移
動部材５ｆを介して垂直揺動部材５ｈに伝達され垂直揺
動部材５ｈを左方向（反時計方向）に揺動し垂直基準線
Ｙに一致する。

【００６４】すると、この垂直揺動部材５ｈの揺動は、
垂直揺動部材５ｈより駆動側揺動軸５ｊ、駆動側タイミ
ングプーリ５ｋ、タイミングベルト５ｍ、従動側タイミ
ングプーリ５ｎを介して揺動部材４の揺動軸４ａに伝達
され揺動側拘束台４ｅを上方向（反時計方向）に揺動
し、水平基準線Ｘ１に一致する。このように、連結腕５
ｄの長さＬ１を調整することによって、試験片９Ａの他
端９２ａの揺動中心位置（上方向および下方向へ所定角
度で揺動する中心となる揺動角度ゼロ位置）を、揺動水
平基準位置Ｘ１に一致させることができる。この後、連
結腕５ｄは、締め付けナット５３ｄおよび５４ｄを締め
付けることによって回動をロック状態に保持される。

【００６５】また、平面曲げ揺動角度調整部５ｂを用い
る場合には、試験片９Ａの他端９２ａおよび揺動側拘束
台４ｅの揺動角度θ〔水平基準位置（ゼロ角度を基準と
する位置）Ｘ１を境界とし、上方向（図１参照）への上
方揺動角度θ１が最大６０°および下方向（図１参照）
への下方揺動角度θ２が最大６０°〕の範囲を繰り返し
往復揺動させ得る状態に設定を完了できる。

【００６６】ついで、試験装置１を作動する操作がなさ
れ、回転駆動モータＭの駆動軸ｍ１が回転円盤５ａを回
転数（最大１５００ｒｐｍ）で反時計方向（図２参照）
に回転駆動させる。すると、駆動側回転軸５ｃは、回転
円盤５ａの回転中心Ｐから半径外方向（図３の矢印Ｒ１
参照）に半径値Ｌ（１３ｍｍ）隔てた位置Ｐ１で円軌跡
を描いて周回する。

【００６７】このとき、駆動側回転軸５ｃは、回転円盤
５ａに保持された水平移動台５０ｂに軸支されているた
め、周回しつつ、前記位置Ｐ１を揺動中心として水平揺
動腕５０ｃを水平方向に揺動し、かつ回転運動を連結腕
５ｄ、従動側回転軸５ｅを介して水平往復移動部材５ｆ
の水平位置での直線方向の往復運動に変換する。この水
平往復移動部材５ｆの往復運動は、ベアリング４０ｈを
介して連動する垂直揺動部材５ｈによって円弧状の往復
運動に変換され、かつ垂直揺動部材５ｈの揺動中心であ
る駆動側揺動軸５ｊを往復揺動する。

【００６８】駆動側揺動軸５ｊの往復揺動は、駆動側タ
イミングプーリ５ｋ、タイミングベルト５ｍ、従動側タ
イミングプーリ５ｎ、揺動部材４の揺動軸４ａ、揺動腕
４ｂの順に揺動側拘束台４ｅに伝達される。従って、揺
動側拘束台４ｅの水平基準位置Ｘ１から上方への揺動角
度θ１および下方への揺動角度θ２への揺動は、試験片
９Ａの揺動側他端面９２ａとともに、所定の速さで、試
験片９Ａの中央部９３ａが破損するまで繰り返される。

【００６９】なお、揺動側拘束台４ｅの前記揺動角度θ
１および揺動角度θ２への揺動時に、試験片９Ａに対し
て、試験に不都合な圧縮応力が発生した場合には、これ
を解消する方向に、試験片９Ａの他端９２ａを取り付け
ネジｋ３とで拘束している摺動部材４ｆが、前記応力に
よって極めて僅かに摺動し、前記試験片９Ａへの試験結
果に影響しない。

【００７０】試験片９Ａに繰り返し付与される揺動作用
に伴う荷重は、その都度、固定側拘束台３の後方突起３
４、３５からロッドエンド３ｋ、連結シャフト３ｊを介
してロードセル３ｈに伝達され、かつ前記荷重を電気信
号に変換し、図略の演算装置に出力される。なお、回転
円盤５ａの回転駆動に伴い、前記半径値Ｌで周回する駆
動側回転軸５ｃは、回転中心線Ｐを回転中心Ｏとして揺
動軸心線Ｐ１までを半径値Ｌとして周回し、その円軌跡
上で前記基準水平線Ｚと交差する円周位置Ｏ１から９０
°位相する円周位置Ｏ２と、１８０°位相する円周位置
Ｏ３と、２７０°位相する円周位置Ｏ４を経て３６０°
の元の円周位置Ｏ１に戻る。

【００７１】この駆動側回転軸５ｃ（揺動軸心線Ｐ１）
の円周位置と、垂直揺動部材５０ｊの揺動状態と、試験
片９Ａの曲げ揺動状態との関係は、図１０、図１１、図
１２と 図１３、図１４、図１５と図１６、図１７、図
１８のようになる。すなわち、駆動側回転軸５ｃがＯ
１、Ｏ３の円周位置にある場合には、垂直揺動部材５０
ｊが垂直位置、試験片９Ａが水平位置にある。

【００７２】駆動側回転軸５ｃがＯ２の円周位置にある
場合には、垂直揺動部材５０ｊが垂直基準線Ｙより左に
揺動した位置、試験片９Ａが水平基準位置Ｘ１より上方
に揺動した位置にある。駆動側回転軸５ｃがＯ４の円周
位置にある場合には、垂直揺動部材５０ｊが垂直基準線
Ｙより右に揺動した位置、試験片９Ａが揺動水平基準位
Ｘ１より下方に揺動した位置にある。

【００７３】回転円盤５ａの回転に伴う駆動側水平揺動
軸５ｃの周回運動は、水平揺動腕５０ｃから連結腕５
ｄ、従動側水平揺動軸５ｅの水平揺動腕５０ｅを介して
水平往復移動体５ｆに、その直線往復運動に変換して伝
達される。このため、水平往復移動体５ｆは、案内レー
ル５ｇに沿い水平直線上で往復移動する。

【００７４】この水平往復移動体５ｆの水平方向の直線
的な往復運動は、水平位置に保持され揺動中心となる駆
動側揺動軸５ｊとともに、駆動側揺動軸５ｊの半径方向
に伸びる垂直揺動部材５１ｊを半径としてその端部に軸
支されたベアリング５ｈを介して、それらを垂直基準位
置Ｙから反時計方向側に所定の揺動角度位置Ｙ１および
時計方向側に所定の揺動角度位置Ｙ２にまでの往復揺動
運動に変換させて伝達される。

【００７５】従って、駆動側揺動軸５ｊは、水平往復移
動体５ｆの往復運動に伴い、矢印Ｓ１方向に回動角最大
約２７．５°、矢印Ｓ２方向に回動角最大約２７．５°
で繰り返し回動する。この繰り返し揺動運動は、駆動側
揺動軸５ｊに装着された駆動側タイミングプーリ５ｋか
らタイミングベルト５ｍを介して揺動側拘束台４ｅの揺
動軸４ａに装着された従動側タイミングプーリ５ｎに伝
達される。

【００７６】従動側タイミングプーリ５ｎに伝達された
繰り返し揺動運動は、揺動側拘束台４ｅの揺動軸４ａを
図１に示される水平基準位置（ゼロ角度を基準とする位
置）Ｘ１を境界とし、上方向側（水平基準位置Ｘ１から
試験片９Ａの一面９００側）への揺動角度θ１が最大６
０°および下方向側（水平基準位置Ｘ１から試験片９Ａ
の他面９０１側）への揺動角度θ２が最大６０°の範囲
を交互に繰り返し往復揺動させる。

【００７７】この結果、揺動側拘束台４ｅは、試験片９
Ａの他端９２ａを連動させ、かつ試験片９Ａの平面曲げ
疲労試験の対象領域となる中央部９３ａを上方向側およ
び下方向側に繰り返し曲げる。そして、前記試験片９Ａ
の中央部９３ａは、平面曲げ疲労限界に達した時点で破
損する。

【００７８】試験片９Ａの中央部９３ａが破損すると、
これを検出部で検出し、平面曲げ疲労耐久値として測定
でき、この時点で回転体の回転駆動モータの駆動停止制
御するための信号としてフィードバックされ、かつ回転
駆動モータＭが停止する。このように試験片９Ａは、そ
の材質により条件が異なるが、例えば高張力ステンレス
鋼の場合おおむね試験条件として、往復揺動角度θ（θ
１＋θ２）が３０°、往復揺動回転数１２００ｒｐｍで
中央部９３ａが疲労破壊した時点の平面曲げ回数を測定
される。

【００７９】以上のように、実施例の試験装置１によれ
ば、試験片９Ａに対し、その一端９１ａおよび他端９２
ａを固定側拘束台３および揺動側拘束台４ｅに拘束した
状態で繰り返し揺動させるために必要とする駆動力を、
前記試験片９Ａの揺動中心と同軸の揺動軸４ａから揺動
側拘束台４ｅに付与することができる。このため、実施
例の試験装置１の場合には、図１９に示す前記従来の上
下突き上げ方式の試験装置１Ｄの駆動力の伝達系統（揺
動側拘束台４Ｄの揺動中心４０ｄより半径方向の最も隔
てた位置の揺動後端部４１ｄに軸支、連結され上下往復
移動するクランク７からの駆動力伝達方式）における駆
動力のアンバランスを起因として発生する振動を低減で
き、かつ試験片９に対し、その一面９００側への平面曲
げ揺動時と他面９０１側への平面曲げ揺動時とで同一の
疲労試験条件が得られ、目的とする条件に沿った平面曲
げ疲労試験を精度よく、確実になし得る。

【００８０】さらに、実施例の試験装置１によれば、前
記従来の上下突き上げ方式の試験装置１Ｄでは、前記
（１）（２）（３）などの理由からＪＩＳ Ｚ２２７５
に規定された形状、寸法を備えた１号試験片などに適用
して平面曲げ疲労試験を精度よく行うことが困難であっ
た、最近の金属板新素材に対しても、ベルト式駆動力伝
達方式としたため、平面曲げ疲労試験を精度よく行うこ
とができる。

【００８１】なお、前記実施例では、図４に示す試験片
９Ａを用いた場合に適用して説明したが、前記試験片９
Ａに限定されるものではなく、その他、種々の形状、寸
法を備えた試験片用いることができる。例えば、図５に
示す試験片９Ｂを用いることもできる。この試験片９Ｂ
は、厚さが０．３ｍｍのステンレス製板で、全体が長方
形の長手方向Ｐの中央位置で両側辺側からそれぞれＵ字
形の対称的に切り欠き、二つのＵ字の円弧状底辺間隔
（中央部平面巾）を５ｍｍに設定した中央部平面９３ｂ
と、中央部平面９３ｂを境にした両側の正方形の一端９
１ｂおよび他端９２ｂとよりなる。

【００８２】また、前記実施例では、各部品の数値の一
例を示したが限定されるものではなく、目的に応じて種
々設定できる。

【００８３】

【発明の効果】（１）請求項１の平面曲げ疲労試験装置
によれば、予め、平面曲げ疲労試験対象とする板状の試
験片は、一端が固定側拘束台に拘束され、他端が揺動側
拘束台に拘束し、かつセットされる。一方、試験片の他
端を拘束した揺動側拘束台は、平面曲げ疲労試験装置の
運転に先立ち、目的とする揺動角度で試験片を平面曲げ
することができるように、揺動角度を調整、設定され
る。

【００８４】この後、揺動側拘束台は、さらに試験片の
一面側への揺動角度と他面側への揺動角度とが同じもの
となるように、試験片の揺動中心位置（試験片の厚さの
１／２の位置）を水平基準位置（揺動角度ゼロ位置）と
一致するように調整、設定される。前記のように、揺動
角度および揺動中心位置が調整、設定された後の揺動側
拘束台は、揺動駆動手段から揺動軸、揺動腕を経て伝達
された揺動駆動力によって、前記揺動軸を揺動中心軸と
して揺動する。

【００８５】すると、試験片は、前記揺動側拘束台の揺
動に伴い、他端を中央部の揺動中心位置から一面側およ
び他面側に揺動する。従って、請求項１の平面曲げ疲労
試験装置によれば、試験片の他端を揺動側拘束台ととも
に、繰り返し揺動させるために必要とする揺動駆動手段
からの揺動駆動力を、前記試験片の揺動中心と同軸の揺
動軸から揺動側拘束台に付与することができる。

【００８６】このため、請求項１の平面曲げ疲労試験装
置は、前記従来のクランク機構のリンクによる揺動側拘
束台の揺動端部を突き上げ、引き戻し時の揺動作用に比
べ、著しく振動を抑えた状態で揺動できるため、試験片
の一面側の揺動時と他面側の揺動時とで同じ曲げ応力を
精度よく確実に付与することができる。すなわち、試験
片の中央部には、平面曲げ疲労破壊の発生に至るまでの
間、前記振動を抑えた状態の揺動を繰り返し付与でき
る。

【００８７】そして試験片への揺動付与開始から疲労破
壊した時点までの値（回数）を測定することによって、
試験後の試験片に対し、精度のよい平面曲げ疲労データ
を得ることができる。 （２）請求項２の発明、平面曲げ疲労試験装置の場合に
は、前記請求項１記載の構成において、揺動部材の揺動
軸に伝達されるとともに、試験片の他端の揺動中心と同
軸の揺動軸から揺動側拘束台に付与される揺動駆動力
を、駆動モータから回転軸をもつ回転腕、回転腕の一端
と揺動軸とを連結し前記回転腕の回転を揺動軸の揺動に
変える連結腕とからなる揺動駆動手段が用いられる。

【００８８】このため、請求項２の発明、平面曲げ疲労
試験装置によれば、前記請求項１記載の構成と同じ効果
を得ることができる他、前記揺動駆動手段の駆動モータ
の回転駆動力を回転軸をもつ回転腕から連結腕に伝達す
るとともに、前記連結腕によって前記回転腕の回転を揺
動駆動力に変換して揺動軸に伝達することができ、かつ
揺動駆動力の駆動原として市販の駆動モータを利用でき
るため、コスト面で有利となる。 （３）請求項３の発明、平面曲げ疲労試験装置の場合に
は、請求項１記載の構成において、揺動部材の揺動軸に
伝達されるとともに、試験片の他端の揺動中心と同軸の
揺動軸から揺動側拘束台に付与される揺動駆動力を、駆
動源から駆動プーリをもつ駆動軸、前記駆動プーリから
タイミングベルトを介して従動プーリに同期して揺動軸
に伝達する揺動駆動手段が用いられる。

【００８９】このため、請求項３の発明、平面曲げ疲労
試験装置によれば、前記請求項１記載の構成と同じ効果
を得ることができる他、駆動源からの駆動力は、若干の
振動を伴っていても、駆動プーリ側からタイミングベル
トを介して従動プーリに伝達される過程で、前記タイミ
ングベルトがもつ弾性によって吸収、減衰できるため、
前記請求項２記載の構成の場合よりも、試験片に対しそ
の試験中に発生する振動の影響を低減できる。なお、例
えば、金属製歯車などを用いて駆動力を伝達する場合に
比べ、揺動側拘束台の振動は殆ど平面曲げ疲労試験に影
響を与えない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の平面曲げ疲労試験装置を示す側面図。

【図２】実施例の平面曲げ疲労試験装置を示す平面図。

【図３】実施例の平面曲げ疲労試験装置の要部駆動系統
を示す概略骨格図。

【図４】実施例の平面曲げ疲労試験装置を用いて平面曲
げ疲労試験を施す対象となる試験片のー例を示す斜視
図。

【図５】実施例の平面曲げ疲労試験装置を用いて平面曲
げ疲労試験を施す対象となる試験片の他の例を示す斜視
図。

【図６】実施例の平面曲げ疲労試験装置における固定側
拘束台および揺動側拘束台に試験片を拘束する状態を示
す分解斜視図。

【図７】図６における揺動側拘束台を揺動端面側より視
認した図。

【図８】実施例の平面曲げ疲労試験装置における固定側
拘束台と揺動側拘束台との関係を拡大して示す拡大平面
図。

【図９】実施例の平面曲げ疲労試験装置における揺動駆
動手段の要部を示す斜視図。

【図１０】実施例の疲労試験装置における回転円盤の回
転中心から半径方向に所定の間隔を隔てた位置に直立
し、回転円盤とともに回転する駆動側回転軸が、回転円
盤の回転中心を通る基準線上で互いに１８０°位相する
位置（２点）にある状態を示す平面図。

【図１１】図１０における駆動側回転軸の位置（２点）
にある場合に対応して、スイングレバーが垂直位置にあ
る状態を示す側面図。

【図１２】図１０における駆動側回転軸の位置（２点）
にある場合に対応して、試験片および揺動側拘束台が水
平位置にある状態を示す側面図。

【図１３】図１０の上方側位置にある駆動側回転軸が９
０°反時計方向に回転した位置にある場合を示す平面
図。

【図１４】図１３における駆動側回転軸の位置にある場
合に対応して、スイングレバーが垂直位置より左に傾斜
した位置にある状態を示す側面図。

【図１５】図１３における駆動側回転軸の位置にある場
合に対応して、試験片の平面他端部および揺動側拘束台
が水平位置より上方に揺動した位置にある状態を示す側
面図。

【図１６】図１０の下方側位置にある駆動側回転軸が９
０°反時計方向に回転した位置にある場合を示す平面
図。

【図１７】図１６における駆動側回転軸の位置にある場
合に対応して、スイングレバーが垂直位置より右に傾斜
した位置にある状態を示す側面図。

【図１８】図１６における駆動側回転軸の位置にある場
合に対応して、試験片の平面他端部および揺動側拘束台
が水平位置より下方に揺動した位置にある状態を示す側
面図。

【図１９】従来の平面曲げ疲労試験装置を示す概略斜視
図。

【図２０】従来の平面曲げ疲労試験装置における作動部
の動きを示す概略作動図。

【符号の説明】

１…平面曲げ疲労試験装置 ２…基台 Ｍ…回転駆動モ
ータ ｍ１…出力軸 ３…固定側拘束台 ４…揺動駆動手段 ４ａ…揺動軸 ４ｂ
…揺動腕 ４ｅ…揺動側拘束台 ４ｆ…摺動部材 ４
ｇ…押さえ部材 ５…揺動駆動手段 ５ａ…回転円盤 ５ｂ
…揺動角度調整部 ５ｃ…駆動側回転軸 ５０ｃ…水平揺動回転腕 ５ｄ…連結腕 ５０ｄ…一端側逆ネジ部 ５１
ｄ…他端側正ネジ部 ５２ｄ…操作部 ５ｅ…従動側回転軸 ５０ｅ…水平揺動回転腕 ５
ｆ…水平往復移動部材 ５ｇ…案内レール ５ｈ…垂直揺動部材 ５０
ｈ…ベアリング ５ｊ…駆動側揺動軸 ５ｋ…駆動側タイミングプー
リ ５ｍ…タイミングベルト ５ｎ…従動側タイミングプー
リ ８ａ…第１押さえ板 ８ｂ…第２押さえ板 ｋ
３…取り付けボルト ９Ａ、９Ｂ…試験片 ９１ａ、９２ｂ…一端 ９２ａ、９２ｂ…中央部 ９３ａ、９３ｂ…他端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G061 AA07 AB05 BA15 CA01 CA02 CB01 CB07 DA01 DA07 EA01 EA10 EB05 EC02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基部と、 該基部に保持され平面曲げ疲労試験片の一端を拘束する
   固定側拘束台と、 該基部に揺動自在に保持された揺動軸と該揺動軸に固定
   された揺動腕と該揺動腕に固定され該試験片の他端を拘
   束する揺動側拘束台とをもつ揺動部材と、 該揺動軸を揺動させる揺動駆動手段と、を具備すること
   を特徴とする平面曲げ疲労試験装置。
2. 【請求項２】前記揺動駆動手段は、前記揺動軸と垂直な
   回転軸をもつ回転腕と該回転軸を回転駆動させる駆動モ
   ータと該回転腕の一端と該揺動軸とを連結し該回転腕の
   回転を該揺動軸の揺動に変える連結腕とからなる請求項
   １記載の平面曲げ疲労試験装置。
3. 【請求項３】前記揺動駆動手段は、前記揺動軸に同軸的
   に固定された従動プーリと前記連結腕により揺動し駆動
   プーリをもつ駆動軸と該従動プーリおよび該駆動プーリ
   を連結するタイミングベルトをもつ請求項２記載の平面
   曲げ疲労試験装置。