JP2001013052A - 熱間曲げ強度試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 雰囲気ガスの無駄をなくし、炉内温度を安定
に保って試験精度の向上を計り、しかも搬送機構をシン
プル化させて設備コストを低減する。 【解決手段】 加熱炉１００と試料搬送機構２００の
間、加熱炉１００と荷重負荷機構３００の間、加熱炉１
００の試料排出口１０２および炉内観察口１０３を完全
な気密構造とし、試料装入口を通して外気と遮断された
状態で試料搬送機構２００により試料を加熱炉１００内
の試験位置に搬送させるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は炭素含有耐火物等の
高温での無酸化雰囲気下における熱間曲げ強度試験に資
する熱間曲げ強度試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】炭素含有耐火物等の高温で行われる曲げ
強度試験では、試験中における試験片の酸化を防ぐため
無酸化雰囲気で試験をしなければ正確なデータを得るこ
とはできない。そのため、試験片をサヤに入れた状態で
曲げ試験ができるように支持し、ブリーズ詰めしたもの
を箱型電気炉中にセットして試験温度まで加熱し、サヤ
を順次試験点に押し込んで荷重を加えて試験し、得られ
た荷重データから手計算で曲げ強さを求めるものが既に
考案されている（実開平２−６５１４５号公報参照）。
また、トンネルタイプの加熱炉で試験片をプッシャーに
より試験点まで押し込む方式で、無酸化雰囲気試験の場
合には窒素ガスを流し、試験片の酸化を防ぎながら試験
温度まで昇温し、試験できるようにした自動熱間曲げ強
さ測定装置が知られている。

【０００３】しかし、無酸化雰囲気で試験するために試
験片をサヤ詰めする方式ではサヤ詰めが煩雑で能率が悪
く、試験できる試料数が１回３個と少なく、処理能力が
大幅に不足し、研究開発等の要請に十分な対応ができ
ず、また、人がついて作業する必要があり、試料の入っ
たサヤの押し込みは高熱下での作業となり、作業条件に
問題があった。また、トンネルタイプの加熱炉で試験片
をプッシャーにより試験点まで押し込む方式で、無酸化
雰囲気試験の場合に窒素ガス使用したものでは、炉の気
密性を考慮していないため、多量の雰囲気ガスが必要に
なるとともに、多量のガスを流しても完全な無酸化雰囲
気にならず、試料が酸化してしまう。このような、試験
片の酸化は表面より進み、曲げ試験強さに大きな影響を
及ぼしてしまう。これらの対策として特許公報第２６９
３１２１号公報では、試料の酸化を完全に防止するとと
もに、連続試験により処理能力を高めた熱間曲げ強度試
験装置が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特許公報
第２６９３１２１号公報に記載の熱間曲げ強度試験装置
では、下記の問題があった。 試料を試験位置まで送り込む際炉内への空気の侵入を
防ぐため、入口扉の開閉用エアーシリンダーの動作信号
を利用し、入口扉が開く直前から雰囲気ガスを流し、入
口扉が閉じた後も炉内圧の低下を回復させるため、数秒
間ガスを流し、また、内圧はプラス圧になるようにして
酸素の侵入を防いでいるが、完全に空気を遮断するには
多量のアルゴンガスを要し不経済であった。 また、扉を開いて試料を挿入するため、カーテンガス
等による熱放散で温度が低下し易く、炉内へ挿入する試
料とスペーサをできるだけ均一な温度に保つために加熱
炉を３ゾーンに分割し、それぞれに温度コントロールを
行うようにしているため、炉の温度コントロールが複雑
で設備コストが高く、しかも入口近くのゾーンは温度変
動が大きく試験データに影響を与えていた。 さらに試料搬送機構は、試料搬送レールの両側にスペ
ーサストッカーと試料ストッカーが備えられており、試
料またはスペーサを開放し、拘束するそれぞれのアーム
とそれを駆動させるためのエアシリンダーと、搬送レー
ル上に供給されたスペーサと試料を入口搬送レール上に
送るセットシリンダと、加熱炉内へ試料を送入する送り
込みシリンダー等を要し、部品の構成数が多く機構も複
雑なためエアシリンダーに微妙なタイミングのズレが生
じて搬送エラーが発生し易かった。

【０００５】本発明の目的は、試料およびスペーサの搬
送に伴う入口扉の開閉をなくすことにより、カーテンガ
スを不要として雰囲気ガスの無駄をなくすとともに、炉
内温度を安定に保って試験精度の向上を計り、しかも搬
送機構をシンプル化させることにより、搬送精度を向上
させて試料およびスペーサの搬送ミスをなくすととも
に、設備コストの低い高精度の熱間曲げ強度試験装置を
開発することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、無酸化性のガ
スが満たされて試験温度まで加熱される加熱炉と、シー
ケンス制御され試料およびスペーサを試験位置へ搬送す
る試料搬送機構と、加圧棒により炉体を貫通して試料に
対して荷重を加えるとともに、荷重信号、変位信号を検
出する荷重負荷機構と、試料搬送機構、荷重負荷機構を
制御するとともに荷重信号、変位信号、加熱炉内温度信
号等を取り込んでデータ処理するコンピュータとを備
え、高温下における試料の熱間曲げ強度を測定する熱間
曲げ強度試験装置において、前記加熱炉は、試料搬送機
構との間の気密を保持するシール部材が設けられて気密
を保持した状態で試料が装入される試料装入口と、金属
性ベローズにより気密が保持された加圧棒挿入用のプレ
ス孔と、シール部材が設けられた試料排出口及び炉内観
察口と、試料装入口から試験位置まで延びる耐火性の搬
送レールと、試料を試験温度まで加熱するためのヒータ
と、試験中に加熱炉に無酸化性のガスを供給するための
ガス供給手段と、排気孔とを備え、前記試料搬送機構
は、試料装入口に対向して設けられたテーブルと、テー
ブル上部に設けられたレール上を滑動自在な前部走行部
材、後部走行部材、先端部が前部走行部材の挿通孔を貫
通し、後端部がシール部材で気密を保持された状態で後
部走行部材に固定された耐熱性の押棒、および押棒を囲
繞して前部走行部材と後部走行部材間に設けられた金属
ベローズを有し、前部走行部材には試料装入口に当接し
て気密を保持するシール部材が設けられている試料搬送
手段と、試料搬送手段の押棒を水平移動させる駆動機構
とを備え、試料装入口を通して外気と遮断された状態で
押棒を介して試料を加熱炉内の試験位置に搬送させるよ
うにしたことを特徴とする。また、本発明は、前記駆動
機構は、テーブルの下面に固設された駆動モータと、前
記駆動モータに軸着し、両端部がテーブル下面に軸支さ
れたネジ棒と、前記ネジ棒に係合したメネジと、メネジ
の上部に位置するテーブルに形成されたスリットを貫通
して、メネジを後部走行部材に固着する連結部材と、前
記駆動モータの回転数を検出する回転数検出手段とを備
え、前記コンピュータは、前記回転数検出手段により前
記駆動モータの回転数を検出しながら駆動モータの回転
数を制御し、前記駆動モータによりネジ棒を回転駆動し
てネジ棒に係合したメネジを移動させ、メネジと連結さ
れた後部走行部材に固定された押棒を介して、搬送レー
ル上に配置された試料を加熱炉内の試験位置まで送出制
御することを特徴とする。

【０００７】このように本発明は、加熱炉１００と試料
搬送機構２００の間、加熱炉１００と荷重負荷機構３０
０の間、加熱炉１００の試料排出口１０２および炉内観
察口１０３を完全な気密構造にすることにより、少量の
無酸化性雰囲気ガスで試料の酸化を完全に防止すること
ができるため、ランニングコストが低減できるととも
に、試験温度を安定に保持させることができることと相
まって試験精度の向上を図ることができる。さらにシン
プルな試料搬送機構にすることにより、試料搬送精度を
高め設備コストを低くすることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の熱間曲げ強度試験
装置のシステム構成を説明するための図で、図中、１０
はコンピュータ、２０は荷重制御盤、３０は試料搬送シ
ーケンサー、３１はコンバータ、４０は加熱炉の温度制
御用プログラムコントローラ、５０は試料、６０は試験
温度測定用温度計、７０はプリンタ、１００は加熱炉、
１５０，１５５は熱電対、２００は試料搬送機構、２０
３はロータリーエンコーダ、２０４はステッピングモー
タ、３００は荷重負荷機構、３０１は加圧棒、３１０は
サーボモータ、３１１は減速機、３１２はネジザオ、３
１３はクロスヘッド、３２０はロードセルを示してい
る。

【０００９】試験装置全体の動作はコンピュータ１０に
より制御され、後述するように、外気と気密が保たれ、
雰囲気調整される加熱炉１００に所定数の試料、スペー
サ、ダミーをセットし、加熱炉の試料装入口と試料搬送
装置の間をシールした後、試験温度に昇温して熱間曲げ
強度試験を実施する。

【００１０】加熱炉１００内の温度制御は、熱電対１５
５で測定した温度が温度信号１５５ａとして温度制御用
プログラムコントローラ４０を介してコンピュータ１０
に転送され、予めコンピュータ１０に入力された温度勾
配に設定された目標温度と比較しながら図示しないヒー
タ用電源の出力を制御することにより行っている。ま
た、熱電対１５０で測定した試験位置での温度信号１５
０ａが試験温度測定用温度計６０からコンピュータ１０
に入力され、所定温度に達するとコンピュータ１０が荷
重制御盤２０を介して荷重負荷機構３００の駆動原であ
るサーボモータ３１０を制御して負荷試験を行う。

【００１１】試料搬送機構２００は、ステッピングモー
タ２０４で試料を加熱炉内の試験位置まで搬送する装置
で、１試料の試験が終了し、次の試料の試験位置への搬
送をコンピュータ１０によりプログラム変更が容易に行
える試料搬送シーケンサー３０を介してステッピングモ
ータ２０４を制御して行う。すなわち、１試料測定毎に
次の試料５０を試験位置まで搬送するため、予めコンピ
ュータ１０に設定された移動量だけ、ロータリーエンコ
ンダ２０３からの変位信号２０３ａをコンバータ３１を
通して取り込んで検出しながらステッピングモータ２０
４を制御して試験位置まで試料を搬送する。

【００１２】荷重負荷機構３００は加熱炉１００内の試
料５０に対して荷重を加える装置であり、コンピュータ
１０がロータリーエンコーダから試料が試験位置にセッ
トされたことを示す信号を受け取り、荷重制御盤２０に
負荷スタート信号を送ると、荷重制御盤２０からの制御
信号により動作する。この荷重負荷機構３００は駆動源
であるサーボモータ３１０からの動力を減速機３１１を
介してネジザオ３１２に伝達し、さらにネジザオ３１２
からクロスヘッド３１３に伝達したのち、荷重検出器で
あるロードセル３２０を介して加圧棒３０１より試料５
０に荷重を加えるようになっている。ロードセル３２０
で検出された荷重信号３２０ａ、変位検出器（エンコー
ダ）３２１で検出された変位信号３２１ａは荷重制御盤
２０を介してコンピュータ１０に取り込まれ、測定結果
はプリンタ７０を通してプリントアウトされる。

【００１３】次に、さらに図２〜図５も参照して各部の
詳細について説明する。なお、図２、図３は試料搬送機
構と荷重付加機構を説明する断面図で、図４は図３のＡ
ーＡ断面図、図５は荷重負荷機構の要部を説明する図で
ある。図中、５０は試料、５１はスペーサ、５２はダミ
ー、１００は加熱炉、１０１は試料装入口、１０２は試
料排出口、１０２ａはＯリング、１０３は炉内観察口、
１０３ａはＯリング、１０４は炉体、１０５は水冷ジャ
ケット、１２０は炉内搬送レール、１３０はプレス孔、
１５１はガス導入口、１５０，１５５は熱電対、１６０
は試料ポケット、１８０は排気孔、１９０は炉内空間、
２００は試料搬送機構、２０１は押棒、２０２は前部走
行部材、２０２ａはＯリング、２０３はロータリーエン
コーダ、２０４は駆動モータ（ステッピングモータ）、
２０５は金属ベローズ、２５０はテーブル、２５０ａは
テーブル面、２５１は昇降調節手段、２５２はレール、
２５３は後部走行部材、２５４は支持部、２５５は挿通
孔、２５６はフランジ、２５７はセットボルト、２５８
はカプラ、２５９はネジ棒、２６０はメネジ、２６１は
連結部、２６２はキャップ、２７０はスリット、２９０
は位置調整用金具、３０１は加圧棒、３０１ａはエッジ
部、３０３は試験位置、３５０は抗折台である。 （Ａ）加熱炉 〔シール構造〕加熱炉１００および対向配置された試料
搬送機構２００の間のシールは、試料装入口１０１（図
２参照）の周囲と試料搬送機構２００の前部走行部材２
０２との間にＯリング２０２ａを介在させて両者を当接
し、この状態でトグル機構等により圧着固定させること
により炉外との気密が保たれる構造であり、図３に示す
ように、試料装入口１０１と前部走行部材２０２をＯリ
ング２０２ａを介して密着させて気密状態とする。な
お、試料搬送機構２００の前部走行部材２０２と接する
炉体側には水冷枠ジャケット１０５を設けて冷却し、Ｏ
リング２０２ａの熱による劣化を防ぐようにしている。

【００１４】図２に示すように、加熱炉１００と、荷重
負荷機構３００の間は、加熱炉１００の炉体１０４と荷
重負荷機構３００の加圧棒３０１の間に金属ベローズ等
３０２を設けてシールする。また、加熱炉１００と、試
料排出口１０２および炉内観察口１０３の間は、炉体１
０４と試料排出口１０２および炉内観察口１０３の間に
Ｏリング１０２ａ、１０３ａ等を介在させてトグル等の
固定手段によりシールする。なお、Ｏリングを使用する
場合には熱による劣化を防ぐため、近傍に水冷ジャケッ
トを設けることが望ましい。

【００１５】〔雰囲気ガスの供給〕試料の酸化防止のた
めの雰囲気ガスは、試料装入口１０１付近に設けられた
ガス導入口１５１（図３参照）より供給されて炉内の空
気と置換した後、試料ポケット１６０の下部に設けられ
た排気孔１８０から排気される。なお、排気孔は試料ポ
ケット１６０の上部に設けてもよい。また、ガス導入口
はキャップ２６２に設けることが好ましい。この場合は
前部走行部材２０２と後部走行部材２５３に雰囲気調整
ガスをスムーズに加熱炉に送入するための貫通孔を設け
る。

【００１６】このように、炉自体を気密構造とし、さら
に雰囲気ガスを炉内に導入することにより、炉内を無酸
化雰囲気化して試料の酸化を防止することができる。ま
た、完全に気密構造とすることにより、雰囲気ガスの試
料量を従来の１／３程度にすることにができ、金属含有
耐火物であっても、窒化物の生成がなく、試験片本来の
強度特性を持った状態での試験を行うことができるＡｒ
ガスの使用も可能である。

【００１７】〔発熱体〕発熱体の種類としては黒鉛、二
珪化モリブデン、炭化珪素、ランタンクロマイト等の発
熱体が使用できる。

【００１８】〔温度制御〕炉内の温度制御は、予めコン
ピュータ１０に入力された温度勾配に設定された目標温
度に対して、熱電対１５５で測定した温度を温度信号１
５５ａを温度制御用プログラムコントローラ４０を介し
てコンピュータ１０に転送し、目標温度と比較しながら
図示しないヒータ用電源路の電力出力を制御することに
より行う。後述するように、炉内へは試料５０と同数の
スペーサ５１およびスパン調整のためのダミー５２が入
り、この試料をできるだけ均一な温度に保つため、加熱
炉１００を複数のゾーンに分割し、それぞれに温度コン
トロールを行うようにしてもよい。この場合、入口近く
のゾーンは無酸化性ガスの送入で熱放散して温度が低下
し易く、試料の熱による影響を最小限にするため、入口
側の温度を試験位置より１〜５％程度高く設定するのが
望ましい。

【００１９】〔炉の内張〕本加熱炉の内張は、高アルミ
ナレンガおよびセラミックボードで行っているが内張材
に黒鉛断熱材を使えば一層無酸化雰囲気にすることがで
きる。

【００２０】〔試料への荷重の負荷および試料の搬送〕
炉内奥域の中央部には、炉壁を通してプレス孔１３０が
設けられ（図２参照）、このプレス孔１３０を通して荷
重負荷機構３００の加圧棒３０１が送入されて上下動す
る。装入口１０１からプレス孔の位置まで炉内搬送レー
ル１２０が設けられている。この搬送レール１２０は試
料の送入抵抗を小さくするため中央部が試料およびスペ
ーサに接触しない状態で、かつ、両端にガイドが設けら
れた一体構造となっている。なお、搬送レール１２０の
材質としては、熱間強度が大きく滑りが良くて、送入抵
抗が小さい黒鉛等が好ましい。試験が終わった試料は試
料ポケット１６０に落とされ、試験終了後に試料排出口
１０２を通して取り出される。

【００２１】〔試料とスペーサおよび加圧棒の関係〕図
５に示すように、試料５０に荷重を負荷するための加圧
棒３０１のエッジ部３０１ａの幅は、加圧棒３０１の機
械的強度、試料５０の寸法誤差、熱膨張による位置ずれ
等に対して対応できるように、試料５０の幅５０ａより
広くする必要がある。したがって、試料５０のみを連続
して送ると、試験試料の１個手前の試料も同時に破断さ
せてしまうため、試料５０と試料の間を一定に保つため
スペーサ５１を送入する。

【００２２】また、加圧棒３０１が下降したとき加圧棒
のエッジ３０１ａがスペーサ５１に触れないように、曲
げ試験において試料５０に接触してから試料が破断する
までの加圧棒３０１の下降距離よりも大きい間隔だけ、
スペーサの高さ５１ａは試料に対して低くしておく必要
がある。このようにすることでスペーサ５１は繰り返し
使用することが可能となる。

【００２３】〔試験温度〕試験温度は、試験位置３０３
の近くに設けられた熱電対１５０からの電気信号１５０
ａを温度計６０に取込みコンピュータ１０に転送して監
視している。 （Ｂ）荷重負荷機構 図１に示すように、荷重負荷機構３００は、駆動源であ
るサーボモータ３１０からの動力を減速機３１１を介し
てネジザオ３１２に伝達し、さらにネジザオ３１２から
クロスヘッド３１３に伝達したのち、荷重検出機（ロー
ドセル）３２０を介して加圧棒３０１より試料５０に荷
重を加えるようになっており、炉壁を通して上下動する
加圧棒３０１と炉体間は金属ベローズ３０２により気密
に保たれている。加圧速度は、コンピュータ１０に入力
された基準値と変位検出器（エンコーダ）３２１で検出
された変位信号３２１ａが荷重制御盤２０を介してコン
ピュータ１０に転送されて基準値と比較されながら制御
される。ロードセル３２０で検出された荷重信号３２０
ａは、荷重制御盤２０を介してコンピュータ１０へ転送
され、測定結果はプリンタ７０によりプリントアウトさ
れる。 （Ｃ）試料搬送装置 図２、図３に示すように、主要部を載置する昇降調節手
段２５１が設けられたテーブル２５０の上部にレール２
５２が設けられ、レール２５２上には試料を搬送する機
構が載置される。この機構について説明すると、試料装
入口１０１側の前部走行部材２０２と後部走行部材２５
３の間に試料５０を搬送する耐火性の押棒２０１が設け
られ、前部走行部材２０２の中央部に形成された挿通孔
２５５を通して押し棒２０１が遊嵌して貫通し、また、
後部走行部材２５３の中央部に形成された挿通孔を通し
て押棒２０１が貫通し、後部走行部材２５３に固定され
たフランジ２５６に設けられたセットボルト２５７によ
り、押棒２０１を任意の位置で固定できるようになって
いる。押棒２０１の後端には、押棒の先端が摩耗した場
合繰り出すための位置調整用金具２９０が設けられてい
る。この押棒２０１の周囲には前部走行部材２０２と後
部走行部材２５３の間に押棒２０１を密閉する金属ベロ
ーズ２０５が設けられ、金属ベローズ２０５の中間はレ
ール上に設けられた複数の支持部２５４で支持されてい
る。

【００２４】前部走行部材２０２と試料装入口１０１と
の間のシールは、前述したように試料装入口１０１に当
接して気密を保持するＯリング２０２ａが設けられ、押
棒２０１と後部走行部材２５３の間のシールは、後部走
行部材２５３とキャップ２６２の間にＯリング等を介在
させて圧着させることにより行っている。

【００２５】試料を搬送する押棒２０１の駆動機構はテ
ーブル面２５０ａの下側に設けられる。すなわち、テー
ブル２５０の下面に固定されたステッピングモータ２０
４にカプラ２５８を軸着させて両端がテーブル２５０の
下面に固定軸支されたネジ棒２５９と連結する。一方、
ネジ棒２５９に沿ってテーブル面２５０ａにスリット２
７０を形成し、スリット２７０を貫通する連結部２６１
でメネジ２６０を後部走行部材２５３に固着させ、ネジ
棒２５９の回転数をロータリエンコンダ２０３で検出す
るようになっている。この機構により、ステッピングモ
ータ２０４でカプラ２５８を介してネジ棒２５９を回転
させるとメネジ２６０とこれに固着された後部走行部材
２５３が前進または後退し、その結果押棒２０１は前部
走行部材２０２の挿通孔２５５を前進または後退し、前
部走行部材２０２と後部走行部材２５３の間隔の変化は
金属ベローズ２０５で吸収される。なお、押棒２０１の
駆動手段は、図４に示すように、２本併設すればより安
定して試料５０を試験位置３０３まで搬送することがで
きる。

【００２６】かかる構成により、ステッピングモータ２
０４によりネジ棒２５９を回転駆動させ、予めコンピュ
ータ１０に入力した試料５０の移動量を、ステッピング
モータ２０４の回転数をロータリエンコンダ２０３から
コンバータ３１を介して検出しながら、ステッピングモ
ータ２０４の回転数を試料搬送シーケンサ３０を介して
制御することにより、メネジ２６０と連結された後部走
行部材２５３に固定された押棒２０１を水平方向に繰り
出して、搬送レール上に配置された試料を試験位置まで
送出制御することができる。 （Ｄ）試験方法 次に、試験方法を説明する図６、図７をも参照して本発
明の装置による試験方法について説明する。 （１）試料数量、試料名、試料寸法、試験温度、昇温速
度等のデータをコンピュータ１０に入力する。 （２）試料のセット ・コンピュータ１０により試料搬送シーケンサ３０を介
して試料搬送機構２００のステッピングモータ２０４を
駆動して押棒２０１を後退させた後、試料搬送レール上
に試料５０、スペーサ５１、場合によってはダミー５２
をセットする。 ・図６に示すように、試料とスペーサは規定の寸法Ｘに
調製されており、最初に試料５０を、次にスペーサ５１
と交互にロータ内のレール１２０上に定数の試料５０と
スペーサ５１を同数送入し、試料５０が定数に満たない
場合には、図７に示すように、試料より高さの低いダミ
ー５２を装入して規定の長さＸにする。 ・１回（１バッチ）で測定できる試料数は、試料断面が
２５ｍｍ角の試料で１２個、４０ｍｍ角で８個で、この
数量より少ない場合には所定の長さＸとなるようダミー
５２により調整する。 （３）コンピュータ１０により試料搬送シーケンサ３０
を介して試料搬送機構２００のステッピングモータ２０
４を駆動させ、押棒２０１を前進させてスペーサ５１ま
たはダミー５２に押棒２０１を当接させて先頭の試料を
試験位置３０３に搬送させる。 （４）走行部２０２を手動により、試料装入口１０１に
当接させてトグル機構で圧着固定させることにより、外
気との気密を保つ。 （５）炉内観察口１０３を開けた後、試料が試験位置３
０３に正しくセットされているかどうか確認し、炉内観
察口１０３を閉める。 （６）次に、所定流量の無酸化性のガス（例えばアルゴ
ンガス、窒素ガス等）で炉内を置換した後、冷却水を流
す。 （７）コンピュータ１０をスタートさせることにより、
入力した昇温パターンと加熱炉制御用熱電対１５５から
の信号に基づき、加熱炉温度制御用プログラムコントロ
ーラ４０により電源部（図示しない）を制御してヒータ
に電力を供給し、加熱炉１００を試験温度まで昇温させ
る。正確な試験温度に保つためには、あらかじめ試験位
置３０３の温度（試験温度測定用熱電対１５０）を把握
したうえで、加熱炉制御用熱電対１５５の温度を入力す
る必要がある。 （８）試験温度測定用熱電対１５０からの温度信号１５
０ａは試験温度測定用温度計６０からコンピュータ１０
に入力され、所定温度に到達すると、コンピュータ１０
が荷重制御盤を介して荷重負荷機構３００の駆動源であ
るサーボモータ３１０を駆動制御する。 （９）サーボモータ３１０からの動力は減速機３１１を
介してネジザオ３１２に伝達され、さらにネジザオ３１
２からクロスヘッド３１３に伝達したのち、荷重検出器
（ロードセル）３２０を介して加圧棒３０１より試料５
０に荷重が加えられる。 （１０）ロードセル３２０で検出された荷重信号３２０
ａは、荷重制御盤２０を介してコンピュータ１０へ転送
され、演算された測定結果はプリンタ７０によりプリン
トアウトされる。 （１１）コンピュータ１０は、入力された試料寸法だけ
試料を試験位置３０３に搬送するため、ロータリーエン
コーダ２０３からの変位信号２０３ａを監視しながら、
試料搬送シーケンサ３０を介して荷重負荷機構２００の
ステッピングモータ２０４により、ネジ棒２５９を回転
駆動させ、これに係合されたメネジ２６０と連結され、
後部走行部材２５３に固定された押棒２０１を水平方向
に繰り出して、搬送レール１２０上に配置された試料５
０を試験位置３０３まで送出制御する。 （１２）（９）〜（１１）までの操作が試料数量が終了
するまでコンピュータ１０により自動的に行われる。 （１３）試験が終了すると、加熱炉１００の電源を切断
して加熱炉１００を降温させた後、試料ポケット１６０
に落下した試験後の試料およびスペーサ５１、ダミー５
２を試料排出口１０２から取り出す。

【００２７】

【発明の効果】本発明の目的とする試料およびスペーサ
の搬送に伴う入口扉の開閉をなくすことにより、カーテ
ンガスを不要とし、雰囲気ガスの無駄を無くすととに
も、炉内温度を安定に保って試験精度の向上が図られ、
しかも搬送機構をシンプル化させることにより、搬送精
度を向上させて、試料およびスペーサの搬送ミスを無く
するとともに、設備コストの低い高精度の熱間曲げ強度
試験装置を開発することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 熱間曲げ強度試験装置のシステム構成を説明
する図である。

【図２】 試料搬送機構と荷重付加機構を説明する断面
図である。

【図３】 試料搬送機構と荷重付加機構を説明する断面
図である。

【図４】 図３のＡーＡ断面図である。

【図５】 荷重負荷機構の要部を説明する図である。

【図６】 試験方法を説明する図である。

【図７】 試験方法を説明する図である。

【符号の説明】

１０…コンピュータ、２０…荷重制御盤、３０…試料搬
送シーケンサー、３１…コンバータ、４０…加熱炉の温
度制御用プログラムコントローラ、５０…試料、６０…
試験温度測定用温度計、７０…プリンタ、１００…加熱
炉、１５０，１５５…熱電対、２００…試料搬送機構、
２０３…ロータリーエンコーダ、２０４…ステッピング
モータ、３００…荷重負荷機構、３０１…加圧棒、３１
０…サーボモータ、３１１…減速機、３１２…ネジザ
オ、３１３…クロスヘッド、３２０…ロードセル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中務正幸 東京都千代田区大手町二丁目２番１号 品 川白煉瓦株式会社内 Ｆターム(参考） 2G061 AA07 AB01 AC03 AC10 BA01 DA01 EA01 EA02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無酸化性のガスが満たされて試験温度ま
   で加熱される加熱炉と、シーケンス制御され試料および
   スペーサを試験位置へ搬送する試料搬送機構と、加圧棒
   により炉体を貫通して試料に対して荷重を加えるととも
   に、荷重信号、変位信号を検出する荷重負荷機構と、試
   料搬送機構、荷重負荷機構を制御するとともに荷重信
   号、変位信号、加熱炉内温度信号等を取り込んでデータ
   処理するコンピュータとを備え、高温下における試料の
   熱間曲げ強度を測定する熱間曲げ強度試験装置におい
   て、 前記加熱炉は、試料搬送機構との間の気密を保持するシ
   ール部材が設けられて気密を保持した状態で試料が装入
   される試料装入口と、金属性ベローズにより気密が保持
   された加圧棒挿入用のプレス孔と、シール部材が設けら
   れた試料排出口及び炉内観察口と、試料装入口から試験
   位置まで延びる耐火性の搬送レールと、試料を試験温度
   まで加熱するためのヒータと、試験中に加熱炉に無酸化
   性のガスを供給するためのガス供給手段と、排気孔とを
   備え、 前記試料搬送機構は、試料装入口に対向して設けられた
   テーブルと、テーブル上部に設けられたレール上を滑動
   自在な前部走行部材、後部走行部材、先端部が前部走行
   部材の挿通孔を貫通し、後端部がシール部材で気密を保
   持された状態で後部走行部材に固定された耐熱性の押
   棒、および押棒を囲繞して前部走行部材と後部走行部材
   間に設けられた金属ベローズを有し、前部走行部材には
   試料装入口に当接して気密を保持するシール部材が設け
   られている試料搬送手段と、試料搬送手段の押棒を水平
   移動させる駆動機構とを備え、 試料装入口を通して外気と遮断された状態で押棒を介し
   て試料を加熱炉内の試験位置に搬送させるようにしたこ
   とを特徴とする熱間曲げ強度試験装置。
2. 【請求項２】 前記駆動機構は、テーブルの下面に固設
   された駆動モータと、前記駆動モータに軸着し、両端部
   がテーブル下面に軸支されたネジ棒と、前記ネジ棒に係
   合したメネジと、メネジの上部に位置するテーブルに形
   成されたスリットを貫通して、メネジを後部走行部材に
   固着する連結部材と、前記駆動モータの回転数を検出す
   る回転数検出手段とを備え、 前記コンピュータは、前記回転数検出手段により前記駆
   動モータの回転数を検出しながら駆動モータの回転数を
   制御し、前記駆動モータによりネジ棒を回転駆動してネ
   ジ棒に係合したメネジを移動させ、メネジと連結された
   後部走行部材に固定された押棒を介して、搬送レール上
   に配置された試料を加熱炉内の試験位置まで送出制御す
   ることを特徴とする熱間曲げ強度試験装置。