JP2004191227A - 高速引張試験機 - Google Patents
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Abstract
【課題】高速引張荷重を加えた後にピストンを停止させたときのショックを従来に比して小さくすることができると同時に、装置をコンパクト化することのできる高速引張試験機を提供する。
【解決手段】引張荷重を加えるための油圧シリンダのピストン３に、その軸線に沿った孔３ａを形成し、その孔３ａ内に、一方の掴み具１ａに一端部が固着されたロッド２１を摺動自在に挿入し、ピストン３の先端部に係合部（内テーパ面）３１ａを、ロッド２１の他端部に被係合部（テーパ面）２１ａを形成して、ピストン３が助走区間Ｌを移動した後に係合部３１ａが被係合部２１ａに係合して移動させるように構成することで、助走機構を実質的にシリンダ３の内部に形成する。
【選択図】 図１
【解決手段】引張荷重を加えるための油圧シリンダのピストン３に、その軸線に沿った孔３ａを形成し、その孔３ａ内に、一方の掴み具１ａに一端部が固着されたロッド２１を摺動自在に挿入し、ピストン３の先端部に係合部（内テーパ面）３１ａを、ロッド２１の他端部に被係合部（テーパ面）２１ａを形成して、ピストン３が助走区間Ｌを移動した後に係合部３１ａが被係合部２１ａに係合して移動させるように構成することで、助走機構を実質的にシリンダ３の内部に形成する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、両端部を把持した試験片に対して高速度の引張荷重を加え、そのときの試験片の挙動を調査するための高速引張試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試験片に対して高速度の引張荷重を加え、試験片に作用する荷重と伸び（変位）との関係を計測するとともに、破断点などを調査する高速引張試験機が知られている。この種の引張試験機においては、油圧シリンダを駆動源とし、その油圧シリンダの駆動により試験片に衝撃的な引張負荷を加えるべく、油圧シリンダのピストンが起動してから所要の速度に達するまで助走区間を設ける構成が一般的に採用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
助走区間の設け方には種々の方法があるが、従来の高速引張試験機における一般的な構造としては、図２に要部断面図を示すように、試験片Ｗの両端部を掴み具６１ａ，６１ｂによって把持するとともに、その一方の掴み具６１ａを助走機構６２を介して油圧シリンダのピストン６３に係合させ、他方の掴み具６１ｂはロードセル６４を介してテーブル６５に固定した構造が採用されている。
【０００４】
助走機構６２は、掴み具６１ａに対して結合されるロッド６２１と、一端側にそのロッド６２１が摺動自在に挿入される孔６２２ａが形成され、他端側がピストン６３に結合されるガイド部材６２２を主体として構成されている。ロッド６２１の上端部には、上向きに広がりを持つテーパ面６２１ａが形成されている一方、ロッドガイド部材６２２の孔６２２ａの下端部には、上向きに広がりを持つ内テーパ面６２２ｂが形成されている。
【０００５】
以上の構成において、図２に示す状態からピストン６３を上昇させると、当初はそのピストン６３に結合されているガイド部材６２２のみが上昇し、その下端部の内テーパ面６２２ｂがロッド６２１のテーパ面６２１ａに当接することによって、内テーパ面６２２ｂがテーパ面６２１ａに対して係合し、ロッド６２１が上昇する。すなわち、ピストン６３は、図２においてＬで示される区間を助走区間として、起動開始後に所定の速度に達した時点でロッド６２１に対して係合してこれを上昇させる。従ってロッド６２１とこれに固定された一方の掴み具６１ａは、高速度の初速のもとに上昇し、これによって試験片Ｗには衝撃的な引張荷重が付与される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２７００６号公報（第２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２に例示した従来の高速引張試験においては、油圧シリンダを駆動して試験片Ｗに高速引張荷重を加える際にピストン６３とともに移動する部材の質量が大きく、高速引張荷重を加えた後にピストンを停止させたときに大きな衝撃が生じるという問題があるとともに、掴み具６１ａ，６１ｂによって把持された試験片Ｗと、助走機構６２および油圧シリンダを直線的に配置するため、図２のようにこれらを上下に並べた場合に、装置高さが高くなるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、高速引張荷重を加えた後にピストンを停止させたときのショックを従来に比してより小さくすることができると同時に、装置をよりコンパクト化することのできる高速引張試験機の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の高速引張試験機は、試験片の両端部を把持する一対の掴み具のうちの一方を、助走機構を介して油圧シリンダのピストンに連結し、そのピストンの駆動により上記一方の掴み具を他方の掴み具に対して急速に離隔させることによって、試験片に高速度の引張負荷を作用させる高速引張試験機において、上記助走機構が、上記一方の掴み具に一端部が固着され、他端部外周に被係合部が形成されたロッドと、上記ピストンの先端側にその軸線に沿って形成され、上記ロッドの他端側が摺動自在に挿入される孔と、上記ピストンの先端部に設けられ、当該ピストンが所定の助走区間だけ移動した時点で上記ロッドの被係合部に係合する係合部によって構成されていることによって特徴づけられる。
【００１０】
本発明は、ピストンの助走機構を実質的にピストン内部に設けることによって所期の目的を達成しようとするものである。
【００１１】
すなわち、一方の掴み具に固着されてピストンの所定の助走の後に当該ピストンに係合されて移動するロッドを、従来装置ではピストンの先端部に固定されたガイド部材に形成された孔に挿入するのに対し、本発明ではピストン内部に形成された孔に挿入する。これにより、従来のガイド部材が実質的に不要となり、高速引張荷重を加える際に移動する部材の総質量が軽くなると同時に、引張方向への装置の所要長さを短くすることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【００１３】
試験片Ｗはその両端が掴み具１ａ，１ｂに把持された状態で試験に供される。一方の掴み具１ａは、後述する助走機構２を構成するロッド２１に固着されており、他方の掴み具１ｂはロードセル４を介してテーブル５に固定されている。
【００１４】
掴み具１ａ，１ｂの上方には油圧シリンダのピストン３が配置されており、このピストン３は油圧シリンダの駆動により引張負荷方向である鉛直上方に移動する。そして、このピストン３には、その軸心に沿って孔３ａが形成されているとともに、その下端部には内面が上向きに広がりを持つ内テーパ面３１ａとなった略円筒状の係合部材３１が固着されている。この係合部材３１の下端面には凹部３１ｂが形成されており、この凹部３１ｂ内にゴムなどの弾性部材３１ｃが嵌め込まれている。
【００１５】
前記したロッド２１は、係合部材３１を介してピストン３の孔３に３ａ内に摺動自在に挿入されており、これらによって助走機構２を構成している。ロッド２１の上端部には、上向きに広がりを持つテーパ面２１ａが形成されているとともに、その下端部にはねじ部２１ｂが形成されており、このねじ部２１ｂに前記した一方の掴み具１ａを支持する支持部材２１ｃがねじ込まれている。
【００１６】
以上の構成において、高速引張試験を行う場合、図１に示す状態から、油圧シリンダを駆動してピストン３を高速度で上昇させる。これにより、油圧シリンダの起動当初はピストン３のみが上昇し、図中Ｌで示す助走区間を経て所要の速度に達した時点で、係合部材３１の内テーパ面３１ａがロッド２１の上端部のテーパ面２１ａに係合し、ロッド２１を急激に上方に持ち上げる。これにより、掴み具１ａが高速度で上昇し、被試験体Ｗに高速度の引張荷重が加えられる。
【００１７】
以上の本発明の実施の形態において特に注目すべき点は、ピストン３とロッド２１とが係合するまでの助走区間が、図２に示した従来装置のようにピストンの外側に設けられるのではなく、ピストン３の内側に設けられ、ここによって図２におけるガイド部材６２２が実質的に不要となる点であり、その分、ピストン３とともに移動する部材の総質量を軽くすることができ、ピストン３の急停止時に発生する衝撃が従来の比して少なくなると同時に、引張負荷方向への装置長さ、つまりこの例では装置高さを低くすることができる。
【００１８】
また、高速引張荷重を与えてピストン３を停止させた後に試験片Ｗが破断すると、ロッド２１は試験片Ｗによる拘束が解かれてピストン３内を高速度で上昇することになるが、このとき、ロッド２１の下端部に取り付けられている支持部材２１ｃが係合部材３１の下端面に衝突することになるが、この係合部材３１の下端面には、凹部３１ｂ内に嵌め込んだ状態で弾性部材３１ｃが設けられているため、支持部材２１ｃの衝突による衝撃荷重が弾性部材３１ｃを変形させ、その水平方向への弾性部材３１ｃの弾性変形が凹部３１ｂの周壁によって抑制される結果、その衝撃荷重を極めて効率的に吸収し、支持部材２１ｃおよび係合部材３１が損傷することがない。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、一方の掴み具に対して固定されたロッドを、油圧シリンダのピストンに引張負荷方向に沿って形成された孔内に摺動自在に挿入するとともに、そのロッドに形成された被係合部を、ピストンが所定の助走区間を移動した後に当該ピストンの先端に設けられた係合部に係合させて移動させるように構成しているので、従来のこの種の試験機においてピストンの先端に設けられていたガイド部材が実質的に不要となり、その分、引張負荷を与えるときに移動する部品の総質量が軽くなり、ピストンを停止させたときの衝撃が少なくすることができると同時に、装置をコンパクト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２】従来の高速引張試験機における助走機構の構成例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 掴み具
２ 助走機構
２１ ロッド
２１ａ テーパ面
３ ピストン
３ａ 孔
３１ 係合部材
３１ａ 内テーパ面
３１ｂ 凹部
３１ｃ 弾性部材
４ ロードセル
５ テーブル
Ｗ 試験片
【発明の属する技術分野】
本発明は、両端部を把持した試験片に対して高速度の引張荷重を加え、そのときの試験片の挙動を調査するための高速引張試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試験片に対して高速度の引張荷重を加え、試験片に作用する荷重と伸び（変位）との関係を計測するとともに、破断点などを調査する高速引張試験機が知られている。この種の引張試験機においては、油圧シリンダを駆動源とし、その油圧シリンダの駆動により試験片に衝撃的な引張負荷を加えるべく、油圧シリンダのピストンが起動してから所要の速度に達するまで助走区間を設ける構成が一般的に採用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
助走区間の設け方には種々の方法があるが、従来の高速引張試験機における一般的な構造としては、図２に要部断面図を示すように、試験片Ｗの両端部を掴み具６１ａ，６１ｂによって把持するとともに、その一方の掴み具６１ａを助走機構６２を介して油圧シリンダのピストン６３に係合させ、他方の掴み具６１ｂはロードセル６４を介してテーブル６５に固定した構造が採用されている。
【０００４】
助走機構６２は、掴み具６１ａに対して結合されるロッド６２１と、一端側にそのロッド６２１が摺動自在に挿入される孔６２２ａが形成され、他端側がピストン６３に結合されるガイド部材６２２を主体として構成されている。ロッド６２１の上端部には、上向きに広がりを持つテーパ面６２１ａが形成されている一方、ロッドガイド部材６２２の孔６２２ａの下端部には、上向きに広がりを持つ内テーパ面６２２ｂが形成されている。
【０００５】
以上の構成において、図２に示す状態からピストン６３を上昇させると、当初はそのピストン６３に結合されているガイド部材６２２のみが上昇し、その下端部の内テーパ面６２２ｂがロッド６２１のテーパ面６２１ａに当接することによって、内テーパ面６２２ｂがテーパ面６２１ａに対して係合し、ロッド６２１が上昇する。すなわち、ピストン６３は、図２においてＬで示される区間を助走区間として、起動開始後に所定の速度に達した時点でロッド６２１に対して係合してこれを上昇させる。従ってロッド６２１とこれに固定された一方の掴み具６１ａは、高速度の初速のもとに上昇し、これによって試験片Ｗには衝撃的な引張荷重が付与される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２７００６号公報（第２頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図２に例示した従来の高速引張試験においては、油圧シリンダを駆動して試験片Ｗに高速引張荷重を加える際にピストン６３とともに移動する部材の質量が大きく、高速引張荷重を加えた後にピストンを停止させたときに大きな衝撃が生じるという問題があるとともに、掴み具６１ａ，６１ｂによって把持された試験片Ｗと、助走機構６２および油圧シリンダを直線的に配置するため、図２のようにこれらを上下に並べた場合に、装置高さが高くなるという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、高速引張荷重を加えた後にピストンを停止させたときのショックを従来に比してより小さくすることができると同時に、装置をよりコンパクト化することのできる高速引張試験機の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の高速引張試験機は、試験片の両端部を把持する一対の掴み具のうちの一方を、助走機構を介して油圧シリンダのピストンに連結し、そのピストンの駆動により上記一方の掴み具を他方の掴み具に対して急速に離隔させることによって、試験片に高速度の引張負荷を作用させる高速引張試験機において、上記助走機構が、上記一方の掴み具に一端部が固着され、他端部外周に被係合部が形成されたロッドと、上記ピストンの先端側にその軸線に沿って形成され、上記ロッドの他端側が摺動自在に挿入される孔と、上記ピストンの先端部に設けられ、当該ピストンが所定の助走区間だけ移動した時点で上記ロッドの被係合部に係合する係合部によって構成されていることによって特徴づけられる。
【００１０】
本発明は、ピストンの助走機構を実質的にピストン内部に設けることによって所期の目的を達成しようとするものである。
【００１１】
すなわち、一方の掴み具に固着されてピストンの所定の助走の後に当該ピストンに係合されて移動するロッドを、従来装置ではピストンの先端部に固定されたガイド部材に形成された孔に挿入するのに対し、本発明ではピストン内部に形成された孔に挿入する。これにより、従来のガイド部材が実質的に不要となり、高速引張荷重を加える際に移動する部材の総質量が軽くなると同時に、引張方向への装置の所要長さを短くすることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【００１３】
試験片Ｗはその両端が掴み具１ａ，１ｂに把持された状態で試験に供される。一方の掴み具１ａは、後述する助走機構２を構成するロッド２１に固着されており、他方の掴み具１ｂはロードセル４を介してテーブル５に固定されている。
【００１４】
掴み具１ａ，１ｂの上方には油圧シリンダのピストン３が配置されており、このピストン３は油圧シリンダの駆動により引張負荷方向である鉛直上方に移動する。そして、このピストン３には、その軸心に沿って孔３ａが形成されているとともに、その下端部には内面が上向きに広がりを持つ内テーパ面３１ａとなった略円筒状の係合部材３１が固着されている。この係合部材３１の下端面には凹部３１ｂが形成されており、この凹部３１ｂ内にゴムなどの弾性部材３１ｃが嵌め込まれている。
【００１５】
前記したロッド２１は、係合部材３１を介してピストン３の孔３に３ａ内に摺動自在に挿入されており、これらによって助走機構２を構成している。ロッド２１の上端部には、上向きに広がりを持つテーパ面２１ａが形成されているとともに、その下端部にはねじ部２１ｂが形成されており、このねじ部２１ｂに前記した一方の掴み具１ａを支持する支持部材２１ｃがねじ込まれている。
【００１６】
以上の構成において、高速引張試験を行う場合、図１に示す状態から、油圧シリンダを駆動してピストン３を高速度で上昇させる。これにより、油圧シリンダの起動当初はピストン３のみが上昇し、図中Ｌで示す助走区間を経て所要の速度に達した時点で、係合部材３１の内テーパ面３１ａがロッド２１の上端部のテーパ面２１ａに係合し、ロッド２１を急激に上方に持ち上げる。これにより、掴み具１ａが高速度で上昇し、被試験体Ｗに高速度の引張荷重が加えられる。
【００１７】
以上の本発明の実施の形態において特に注目すべき点は、ピストン３とロッド２１とが係合するまでの助走区間が、図２に示した従来装置のようにピストンの外側に設けられるのではなく、ピストン３の内側に設けられ、ここによって図２におけるガイド部材６２２が実質的に不要となる点であり、その分、ピストン３とともに移動する部材の総質量を軽くすることができ、ピストン３の急停止時に発生する衝撃が従来の比して少なくなると同時に、引張負荷方向への装置長さ、つまりこの例では装置高さを低くすることができる。
【００１８】
また、高速引張荷重を与えてピストン３を停止させた後に試験片Ｗが破断すると、ロッド２１は試験片Ｗによる拘束が解かれてピストン３内を高速度で上昇することになるが、このとき、ロッド２１の下端部に取り付けられている支持部材２１ｃが係合部材３１の下端面に衝突することになるが、この係合部材３１の下端面には、凹部３１ｂ内に嵌め込んだ状態で弾性部材３１ｃが設けられているため、支持部材２１ｃの衝突による衝撃荷重が弾性部材３１ｃを変形させ、その水平方向への弾性部材３１ｃの弾性変形が凹部３１ｂの周壁によって抑制される結果、その衝撃荷重を極めて効率的に吸収し、支持部材２１ｃおよび係合部材３１が損傷することがない。
【００１９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、一方の掴み具に対して固定されたロッドを、油圧シリンダのピストンに引張負荷方向に沿って形成された孔内に摺動自在に挿入するとともに、そのロッドに形成された被係合部を、ピストンが所定の助走区間を移動した後に当該ピストンの先端に設けられた係合部に係合させて移動させるように構成しているので、従来のこの種の試験機においてピストンの先端に設けられていたガイド部材が実質的に不要となり、その分、引張負荷を与えるときに移動する部品の総質量が軽くなり、ピストンを停止させたときの衝撃が少なくすることができると同時に、装置をコンパクト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の要部構成を示す断面図である。
【図２】従来の高速引張試験機における助走機構の構成例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ 掴み具
２ 助走機構
２１ ロッド
２１ａ テーパ面
３ ピストン
３ａ 孔
３１ 係合部材
３１ａ 内テーパ面
３１ｂ 凹部
３１ｃ 弾性部材
４ ロードセル
５ テーブル
Ｗ 試験片
Claims (1)
- 試験片の両端部を把持する一対の掴み具のうちの一方を、助走機構を介して油圧シリンダのピストンに連結し、そのピストンの駆動により上記一方の掴み具を他方の掴み具に対して急速に離隔させることによって、試験片に高速度の引張負荷を作用させる高速引張試験機において、
上記助走機構が、上記一方の掴み具に一端部が固着され、他端部外周に被係合部が形成されたロッドと、上記ピストンの先端側にその軸線に沿って形成され、上記ロッドの他端側が摺動自在に挿入される孔と、上記ピストンの先端部に設けられ、当該ピストンが所定の助走区間だけ移動した時点で上記ロッドの被係合部に係合する係合部によって構成されていることを特徴とする高速引張試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002360496A JP4041969B2 (ja) | 2002-12-12 | 2002-12-12 | 高速引張試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002360496A JP4041969B2 (ja) | 2002-12-12 | 2002-12-12 | 高速引張試験機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004191227A true JP2004191227A (ja) | 2004-07-08 |
| JP4041969B2 JP4041969B2 (ja) | 2008-02-06 |
Family
ID=32759553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002360496A Expired - Lifetime JP4041969B2 (ja) | 2002-12-12 | 2002-12-12 | 高速引張試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4041969B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011074490A1 (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-23 | 日本電気株式会社 | 高速引張試験機 |
| CN104020048A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-03 | 吉林大学 | 超高速拉伸试验装置 |
| CN108730263A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-02 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 拉力行程补偿装置 |
| JP7540409B2 (ja) | 2021-09-06 | 2024-08-27 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機 |
-
2002
- 2002-12-12 JP JP2002360496A patent/JP4041969B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011074490A1 (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-23 | 日本電気株式会社 | 高速引張試験機 |
| JP5700302B2 (ja) * | 2009-12-16 | 2015-04-15 | 日本電気株式会社 | 高速引張試験機 |
| CN104020048A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-03 | 吉林大学 | 超高速拉伸试验装置 |
| CN108730263A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-02 | 江苏省特种设备安全监督检验研究院 | 拉力行程补偿装置 |
| JP7540409B2 (ja) | 2021-09-06 | 2024-08-27 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4041969B2 (ja) | 2008-02-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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