JP2001083056A - 伸び測定装置 - Google Patents

伸び測定装置

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JP2001083056A
JP2001083056A JP25970399A JP25970399A JP2001083056A JP 2001083056 A JP2001083056 A JP 2001083056A JP 25970399 A JP25970399 A JP 25970399A JP 25970399 A JP25970399 A JP 25970399A JP 2001083056 A JP2001083056 A JP 2001083056A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】試験片の材質や形状に関わらず試験片を安定に
挟持する。 【解決手段】試験片10を挟むための一対のアームの一
端はベース板15にピン19でその軸のまわりで自由に
回動できるように固定されている。アームの他端には試
験片10に対する複数の接触面を持った右接触子13と
左接触子14が取り付けられており、またアームの中程
には左右のアームが互いに近づく方向の力を付勢するバ
ネ17が設けられている。試験片の材質や形状に応じ
て、接触子を回動し、試験片に対する接触面を選択して
最適な挟持力を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、試験片に引張り荷
重をかけながら試験片の伸び量を求め荷重と伸び量との
関係を測定するための材料試験機に付属し、引張られた
結果生じる試験片の伸び量を測定する伸び測定装置に関
する。特にゴムなどの比較的伸び量の大きい材料、また
は、さまざまな断面形状を持つ試験片に適用することが
好適な伸び測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】材料試験機はベースの上に立てられた2
本の支柱とその最上部で左右に渡されたクロスヨークか
らなるフレームの中に、支柱に内蔵されたネジ竿などに
よって上下動可能なクロスヘッドが設けられている。ベ
ース上に上方を向いた形で固定された下チャックとクロ
スヘッドにぶら下がる形で固定された上チャックに試験
片の両端を把持させる。この上下一対のチャックで試験
片を把持させたままクロスヘッドを上方に移動させるこ
とによって試験片を引張り、そのときの引張り荷重は上
チャックに取り付けられたロードセルによって測定さ
れ、試験片の伸びは試験片に取り付けられた伸び測定装
置によって測定される。
【0003】伸び測定装置にはいろいろな形式のものが
知られているが、伸び量が比較的大きな材料の場合に
は、所定位置で試験片を挟む二つのアームが試験片の伸
びに追随して移動するようにしておき、その移動量を測
定して試験片の伸びを測定する形式のものが知られてい
る。
【0004】試験片に伸びの荷重を与える上下のチャッ
クに把持された試験片には所定距離だけ離れた2つの位
置が伸び測定の基準位置として指定されている。伸びを
測定する場合には、そのうち上側の位置に伸び測定装置
の上アームを取り付け、下側の位置に下アームを取り付
ける。上アームと下アームはそれぞれがシャフトに沿っ
て非常に軽い力で上下動可能であるから、上側のチャッ
クが上方に移動して試験片が引張られて伸びるのに従っ
て、上アームと下アームも上方に移動していくが、これ
らのアームの移動距離の差が試験片の伸び量として計測
される。
【0005】図5に従来の伸び計におけるアームの一例
を平面図で示した。一つのアームは試験片60を挟む右
アーム61と左アーム62が一枚のベース板65に取り
付けられている。左右のアームはピン69を中心に自由
に回動できるようになっており、その左右のアームには
互いに引きつけるような力を付勢するバネ67が渡され
ている。アームの先端には接触子63および64が設け
られており、試験片60を挟むにあたって接触子63と
64がバネ67の力によって試験片を挟み込み、試験片
の所定の位置にアームが固定される。接触子63および
64は円板形をしており、その中心にあるピンの周りで
アームに対して回転可能となっている。接触子63等の
外周には試験片との間の滑り止めのためOリングなどが
はめ込まれることもある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記で説明したような
従来の接触子が円板形となっているのは、試験片に対す
る接触はなるべく点接触の方がよいと考えられていたた
めである。試験片は引張り荷重を受けて伸ばされていく
に従って変形していくので、接触子の接する試験片の部
分も変形していき接触子との接点も少し滑る状態とな
る。このとき接触子と試験片との間が点接触であれば滑
りの影響は少ない。
【0007】しかしながら、試験片がゴムのように大き
く伸びる試料では、試験片が伸びるに従って試験片の幅
がかなり細くなるので、左右から試験片を挟んでいる接
触子が試験片の左右の中心からずれたり、試験片からは
ずれてしまうことがある。さらに、試験片の断面形状に
よっては円板形の接触子では安定に試験片を挟めない場
合がある。すなわち、断面形状が円形であるようなひも
状の試験片やチューブのような試験片を長手方向に試験
する場合、円板形の接触子によって試験片を挟むことは
かなり困難である。
【0008】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、試験片の材質や形状に関わらず伸び測定
装置のアームが常に安定に試験片を挟持することがで
き、もって精度のよい測定ができる伸び測定装置を提供
することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、試験片の所定箇所を左右から挟持するア
ームを有し、引張り荷重をかけられた該試験片の伸びに
追随して移動する前記アームの試験片伸び方向の移動量
を測定することによって前記試験片の伸び量を測定する
伸び測定装置において、前記左右アームのそれぞれの先
端に、試験片に対して複数の接触面を有する板状の接触
子を備えることを特徴とする。
【0010】本発明の伸び測定装置では、試験片を挟持
するアームの先端に設けられた接触子の形状が複数の接
触面を有するようにしている。この複数の接触面のそれ
ぞれを種々の試験片の種類や形状などに応じた形態にし
ておき、試験片に応じて接触面を変更することによって
最適な接触子の形態を選択するようにする。たとえば接
触面の一つを引張り方向とは垂直方向に細長くのびた直
線に近い長方形の面とすれば、その直線状の面で左右か
ら試験片を挟むから、試験片が伸びて変形した場合でも
最後まで安定して試験片を挟持していることができる。
さらに、たとえば接触面の他の一つを直線的な面の中央
に窪みを形成したものにすれば、試験片の断面形状が円
形である場合に、その窪みに試験片を挟めるから安定し
て試験片を挟持することができる。この際に、一つの接
触子がそれぞれ形状の異なる複数の接触面を有している
ので、試験片の性質に応じて接触面を変更することが容
易である。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図面を参
照しながら説明する。図1は本発明の伸び測定装置2
を、試験片に伸び荷重を与える材料試験機本体1と共に
示す図である。材料試験機本体1はベース3の上に立て
られた2本の支柱4とその最上部で左右に渡されたクロ
スヨーク5からなるフレームの中に、支柱4に内蔵され
たネジ竿などによって上下動可能なクロスヘッド6が設
けられている。ベース上に上方を向いた形で固定された
下チャック7とクロスヘッド6にぶら下がる形で固定さ
れた上チャック8に試験片10の両端を把持させる。こ
の上下一対のチャックで試験片を把持させたままクロス
ヘッドを上方に移動させることによって試験片10を引
張り、そのときの引張り荷重は上チャック8に取り付け
られたロードセル9によって測定され、試験片10の伸
びは試験片10に取り付けられた伸び測定装置2によっ
て測定される。
【0012】図3に本発明の伸び測定装置2の概略を立
面図で示し、図2には本発明の要部がわかるように伸び
測定装置2のアームの部分を平面図で示している。はじ
めに図2を用いて伸び測定装置のアームを試験片に取り
付ける方法を説明する。図2(a)に示されるように、
試験片10を挟むための一対のアーム(右アーム11と
左アーム12)の一端はベース板15にピン19でその
ピンの軸のまわりで自由に回動できるように固定されて
いる。アームの他端には試験片10に接触させるための
右接触子13と左接触子14が取り付けられており、ま
たアームの中程には左右のアームが互いに近づく方向の
力を付勢するバネ17が設けられている。レバー16は
左右のアームを開閉操作するためのものであって、右ア
ームの一点で回動可能なようにピンで取り付けられ、左
アームに設けられた溝にそってレバー上に設けられたピ
ンが滑るようになっている。レバー16を矢印Aの方向
に倒すと左右アームが押し広げられて左右の接触子は試
験片10から離れ、矢印Bの方向に倒すとバネ17の力
によって左右のアームは閉じられて試験片10は左右の
接触子13と14によって挟まれる。
【0013】接触子13および14とアーム11および
12とは、それぞれピン18によって回転可能に結合さ
れている。接触子13と14は四角形の板によって形成
されており、試験片の種類によって4つの辺のいずれか
を試験片10に接触させることができる。図2(b)は
接触子14の部分を矢印Cの方向から見た図である。ア
ーム12の先端は接触子14を乗せる部分が他の部分に
比べて厚さを薄くされて段加工されており、その上に接
触子14がピン18によって結合されている。このとき
接触子14の一辺とアームの段部分には隙間20が形成
されている。この隙間20があることによって接触子1
4が試験片10に接触したときに、接触子14がピン1
8を中心に少し回転して試験片表面に接触子の一辺が沿
うように接触するとともに、接触子が試験片から離れて
いるときにアーム12の長手方向と接触子14の試験片
との接触面との位置関係(両者がほぼ平行になっている
こと)が大幅に狂うことなく取り扱いが容易になってい
る。ただしアームの段部分は必須のものではなく、単に
アームの上面に接触子を回転可能に固定しておくだけで
もよい。アームと接触子の連結はねじなどでかるく固定
してもよく、要はガタがなく、接触子が少し回転できる
ようになっていればよい。
【0014】次に図3を用いて伸び測定の手順を説明す
る。伸び測定装置は試験片に設定された上側標線の移動
量を測定するための上アーム31と下側標線の移動量を
測定する下アーム32を有する。この二つのアームはそ
れぞれが図2を用いて上記で説明したような構造となっ
ている。二つのアームは一本のシャフト33に対して自
由に上下できるように軸受37を介して取り付けられて
いる。そしてそれぞれのアームの端に固定されたワイヤ
38がプーリ34に巻き付けられ、ワイヤ38の他端に
はおもり36がぶら下げられている。アーム部分とおも
り36が重量的に釣り合っており、上下のアーム31お
よび32は非常に小さな力で上下に自由に動くことがで
きる。プーリ34の回転量はプーリ34の回転軸に取り
付けられたロータリーエンコーダ35などによって測定
され、回転量とプーリ34の直径値などからアーム31
および32の移動量が計算される。
【0015】試験片には基準の長さを示す一組の標線
(仮想的なものでもよい)があり、その上側の標線の位
置に上アームが取り付けられ、下側の標線の位置に下ア
ームが取り付けられる。材料試験機本体1の作用によっ
て試験片10を保持している上チャック8が上昇を始め
ると、試験片10は引き伸ばされ、それにつれて上アー
ム31と下アーム32がそれぞれ上方に移動していく。
この移動量は上記したようにロータリーエンコーダ35
によって測定され、上アーム31の移動量と下アーム3
2の移動量の差が試験片10の伸び量となる。このよう
にして得られた試験片10の伸び量と材料試験機本体1
が有するロードセル9によって測定された荷重値に基づ
いて各種の材料試験演算が行われる。
【0016】図4は接触子の試験片に当接する面の形状
の例を示しており、図2の矢印D方向から見たものであ
って、図4のそれぞれの図の左端部分が試験片に接触す
る面の断面形状を示している。図4(a)は幅の狭い平
面で試験片に接触する形状である。(b)は試験片への
接触断面がほぼ半円形の曲線としている。(c)は接触
面の先端をとがらせている。(d)は(a)と同じよう
に平面であるが、(a)よりも試験片に当たる幅を小さ
くしている。(e)は接触面を小さくし、かつ、先端を
とがらせている。(f)は試験片が円筒形またはチュー
ブ状のときに適した形状であり、(g)に矢印E方向か
ら見た図を示すように、接触子の試験片に対する接触面
をくぼませて円筒形などの試験片をしっかりと挟み込む
ことができる形状としてある。一つの接触子の各辺に図
4に例示したようないくつかの形状を形成しておけば、
試験片の種類や形状に応じて接触子を回転させて辺を適
宜選択することで、その試験片に対する最適な挟持力を
持たせることができる。
【0017】接触子そのものはステンレスなどの金属で
作成されるので試験片には金属材料が接触することにな
る。そのまま試験片を挟持するようにしてもよいが、試
験片の種類などによっては、接触子の試験片に対する接
触面を包むようにビニルテープやセロハンテープなどを
貼り付けてもよい。こうすることによってより安定的に
試験片を挟持することができる。
【0018】本発明の伸び測定装置を用いて板状のゴム
の伸び測定を行った結果の一例を示す。伸び計の標線間
距離は20mm、引張試験速度は100mm/minである。接触子
の接触面として図4(b)の形状のものを用いて、同種
の試験片を4個測定し測定値の再現性を確認した。最大
点荷重は4個の測定値が84.7〜87.8Nの範囲におさま
り、最大点伸びの値は86.9〜88.8mmの範囲、破断点伸び
の値は87.2〜88.9mmの範囲におさまって、4回の測定で
よい再現性を示し、本発明の伸び計が効果的であること
が確認できた。
【0019】
【発明の効果】本発明の伸び測定装置では、伸び計のア
ームに取り付けられる接触子が複数の接触面を有するの
で、試験片の性質や形状に応じて最適な接触面を選択す
ることができ、精度および再現性のよい伸び測定データ
を得ることができる。また、接触子の試験片に対する接
触面が試験片の伸び方向に対して直角方向の直線状であ
ると、ゴムなどの材料に対して安定してアームが試験片
を挟持することができた。試験片が紐状の材料に関して
は、接触面にその試験片がはまり込むような窪みを付け
ると効果的であった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の伸び測定装置を材料試験機に組み合わ
せた状態を示す図である。
【図2】本発明の伸び測定装置のアーム部を示す平面図
である。
【図3】本発明の伸び測定装置を示す立面図である。
【図4】接触子の試験片に対する接触面の断面形状の例
を示す図である。
【図5】従来の伸び測定装置のアーム部を示す平面図で
ある。
【符号の説明】
1…材料試験機本体 2…伸び測定装置 3…ベース 4…支柱 5…クロスヨーク 6…クロスヘッド 7…下チャック 8…上チャック 9…ロードセル 10…試験片 11…右アーム 12…左アーム 13…右接触子 14…左接触子 15…ベース板 16…レバー 17…バネ 18…ピン 19…ピン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験片の所定箇所を左右から挟持するア
    ームを有し、引張り荷重をかけられた該試験片の伸びに
    追随して移動する前記アームの試験片伸び方向の移動量
    を測定することによって前記試験片の伸び量を測定する
    伸び測定装置において、前記左右アームのそれぞれの先
    端に、試験片に対して複数の接触面を有する板状の接触
    子を備えることを特徴とする伸び測定装置。
JP25970399A 1999-09-14 1999-09-14 伸び測定装置 Expired - Lifetime JP3468173B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015052563A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 株式会社島津製作所 変位計
JP2018105627A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 株式会社インテスコ 標線間伸度測定装置及びこれを含んで構成される標線間伸度測定システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015052563A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 株式会社島津製作所 変位計
JP2018105627A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 株式会社インテスコ 標線間伸度測定装置及びこれを含んで構成される標線間伸度測定システム

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