JP2004333221A - 衝撃引張試験機用スパナ、衝撃引張試験機の試験片装着方法および衝撃引張試験機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上下スパナ22U,22Lの間隔を上下つかみ具に合わせて調節し、上スパナ22Uで上つかみ具のテーパーナットを、下スパナ22Lで下つかみ具のテーパーナットをそれぞれ挟持し、回転させる。これにより試験片が試験機に装着される。上下テーパーナットが同時に回転するため、試験片の上下端部に同時に同様の回転トルクを与えることができ、試験片にねじれが発生することはない。
【選択図】 図5
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝撃引張試験機用スパナ、衝撃引張試験機の試験片装着方法および衝撃引張試験機に関する。
【0002】
【従来の技術】
引張衝撃試験機は、上下つかみ具で試験片の両端を把持し、上つかみ具を油圧シリンダで高速駆動して試験片を引張り、試験片破断時の衝撃力をロードセルで検出する。油圧シリンダのピストンロッドには、ピストンロッドの速度が安定してから引張負荷を与えるための助走治具が連結され、その助走治具の先端に上つかみ具が連結される。一方、下つかみ具は上記ロードセルに連結される。いずれのつかみ具もナット部を有し、それぞれ助走治具およびロードセルのねじ部にナット部を螺合することで装着される。またその装着と同時に各一対のくさび式つかみ歯が閉じ、試験片の両端を把持する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
試験片の上端を上つかみ具に把持した後、下端を下つかみ具に把持させる。このとき、下つかみ具のナット部を回転させると、一対のつかみ歯が一体に回転し、その回転は試験片,上つかみ具を介して助走治具にまで及ぶ。助走治具のうち上つかみ具に連結された部分は特に回転を拘束されていないが、ピストンロッドに連結された部分との摩擦が回転抵抗となり、試験片がねじれてしまうことがある。
【0004】
本発明の目的は、試験片装着時の試験片のねじれを防止することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係る衝撃引張試験機用スパナは、衝撃引張試験機の一対の試験片つかみ具を回転させて試験機本体に螺着するのに用いるスパナであって、一方のつかみ具を挟む第1挟持部と、他方のつかみ具を挟む第2挟持部とを有し、第1,第の挟持部で一対のつかみ具を同時に回転可能に構成したものである。
請求項2の発明は、上記第1,第2挟持部の間隔を調整可能に構成したものである。
請求項3の発明に係る衝撃引張試験機の試験片装着方法は、上記スパナの第1,第2挟持部で一対の試験片つかみ具を同時に回転させることで、一対のつかみ具を衝撃引張試験機に装着しつつ試験片を両つかみ具に把持するものである。
請求項4の発明は、油圧シリンダのピストンロッドに助走治具を介して螺着され、一対のつかみ歯を有する負荷つかみ具と、荷重検出器に螺合され、一対のつかみ歯を有する固定つかみ具とを有し、油圧シリンダにより負荷つかみ具を駆動して、両つかみ具のつかみ歯にそれぞれ両端を把持された試験片に引張負荷を与え、試験片破断時の衝撃力を荷重検出器で検出する衝撃引張試験機に適用される。両つかみ具は、助走治具および荷重検出器にそれぞれ螺合装着されるナット部を有するとともに、少なくともいずれか一方のつかみ具は、そのナット部に螺合されることで一対のつかみ歯を閉じる試験片把持用ねじ部材を有する。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1〜図7により本発明の一実施の形態を説明する。
図1は本実施形態における衝撃引張試験機の全体構成図である。まず基本構成を説明すると、テーブル1に立設された支柱2にはクロスヨーク3が架け渡され、そのクロスヨーク3に油圧シリンダ4が固定される。油圧シリンダ4のピストンロッド4aには助走治具5およびつかみ具基部6を介して上つかみ具7が取り付けられる。一方、テーブル1上にはロードセル8を介して下つかみ具9が上つかみ具7と同軸で取り付けられる。上下のつかみ具7,9に板状の試験片TPの両端を把持し、油圧シリンダ4を駆動して上つかみ具7を高速で上昇させることで、試験片TPに高速引張負荷が作用する。試験片破断時の衝撃力をロードセル8で検出し、試験データとする。
【0007】
図2,図3の拡大図によりつかみ具回りの詳細構造を説明する。
助走治具5は、油圧シリンダ4のピストンロッド4aに固定される筒体5aと、筒体5aに摺動可能に挿入されるロッド5bとから成り、ロッド5bの下端がつかみ具基部6に螺合される。筒体5aの内面とロッド5bの外面とにはテーパー面5c,5dがそれぞれ形成され、当初はこれらのテーパー面は非接触状態にある。したがって、ピストンロッド4aと一体に筒体5aが上昇しても、筒体5aの動きはロッド5bつまり上つかみ具7には伝達されない。筒体5aがある程度上昇してテーパー面同士が接触すると、くさび効果を発揮しつつ筒体5aの動きがロッド5bを介して上つかみ具7に伝達される。このような助走治具5を設けるのは、ピストンロッド4aの上昇速度が安定してから試験片TPに引張負荷を与えるためである。
なお、つかみ具基部6の上面には、例えばゴム製の緩衝材10が設けられ、試験片破断時に緩衝材10が筒体5aにぶつかることで、筒体5aを衝撃から保護する。
【0008】
つかみ具基部6の下端ねじ部には、上つかみ具7が連結される。上つかみ具7は、下端にテーパー面が形成されたテーパーナット7aと、テーパーナット7aのテーパー面に接するテーパー面を有する一対のくさび式つかみ歯7bと、つかみ歯7bの上部に配置され、テーパーナット7aに螺合される試験片把持用ねじ部材7cとから成る。ねじ部材7cの中心には非円形の孔が形成され、上つかみ具単体の状態でこの孔に不図示の工具を挿通して回転させることで、ねじ部材7cの螺進/螺退が行える。ねじ部材7cを図示下方に螺進させると、テーパー面同士の作用によりつかみ歯7bが互いに閉じ、試験片TPの一端を把持させることができる。そして、くさび効果により、引張負荷が高くなるほどつかみ歯7bによる把持力が高まる。
【0009】
一方、下つかみ具9は、テーパーナット9aと、テーパーナット9aのテーパー面T(図4)に接するテーパー面を有する一対のくさび式つかみ歯9bとから成る。テーパーナット9aをロードセル8のねじ部に螺合することで、下つかみ具9がロードセル8に連結されると同時に、一対のつかみ歯9bがテーパー面同士の作用で互いに閉じ、試験片TPの下端を把持することができる。
【0010】
図4に示すように、テーパーナット9aの外周面には、対向する一対の平面Pから成る2面カット部が2組設けられている。平面Pは、後述するスパナ20でテーパーナット9aを挟持する際の挟持面となる。また上つかみ具7のテーパーナット7aにも同様の2面カット部が2組設けられる。
【0011】
試験片TPを上下つかみ具7,9に把持させて試験機に取り付けるには、図5,〜図7に示すスパナ20を用いる。スパナ20は、把手21が一体化された下スパナ22Lと、下スパナ22Lに立設された角棒23と、角棒23に昇降可能にかつ回転不能に取り付けられる上スパナ22Uと、上スパナ22Uの下面に螺着された固定用ブロック24とを有する。上スパナ22Uを角棒23に沿って上下に位置調整し、ブロック24に形成されたねじ孔24aに固定ねじをねじ込み、ねじの先端を角棒23に押圧することで、上スパナ22Uを任意の位置で固定できる。換言すれば、上下スパナ22U,22Lの間隔を任意に調整できる。上下スパナ22U,22Lは同形状であり、挟持部分の間隔Sは、上下テーパーナット7a,9aの二面幅W(図4)と実質的に同等とされる。また上下方向に見たときに、上下スパナ22U,22Lが完全に重なるようになっている。
【0012】
試験片TPの試験機への装着手順について説明する。
まず上つかみ具7をつかみ具基部6から外した状態で、試験片TPの一端を上つかみ具7の一対のつかみ歯7b間に挿入し、ねじ部材7cを螺進させる。これにより一対のつかみ歯7bが閉じ、試験片TPが把持される。このようにねじ部材7cを設けたことで、上つかみ具単体の状態で試験片TPを把持させることができる。
【0013】
次に、上つかみ具7のテーパーナット7aをつかみ具基部6にねじ込むことで、上つかみ具7をつかみ具基部6に連結する。下つかみ具9は、つかみ歯9bが閉じない程度にテーパーナット9aをロードセル8に緩く螺合しておく。試験片TPの他端を下つかみ具9のつかみ歯9b間に挿入し、下つかみ具9のテーパーナット9aをねじ込めば、つかみ歯9bが閉じて試験片TPの他端を把持させることができる。しかし、テーパーナット9aを回転させると、つかみ歯9bも一体に回転し、その回転は、試験片TP,上つかみ具7,つかみ具基部6を介して助走治具5のロッド5bにまで及ぶ。ロッド5bは筒体5aに対して積極的に回転を阻止されておらず、ロッド5bが抵抗なく回転すれば問題はないが、実際にはロッド5bと筒体5aとの間の摩擦がロッド5bの回転抵抗になるため、テーパーナット9aのみを回転させると試験片TPにねじれが生じてしまう。
【0014】
そこで本実施形態では、下つかみ具9を締める際に上述したような2段式のスパナ20を用いる。まず上下スパナ22U,22Lの間隔を上下テーパーナット7a,9aの間隔に合わせて調節し、上スパナ22Uでテーパーナット7aの2面カット部を、下スパナ22Lでテーパーナット9aの2面カット部をそれぞれ挟持し、回転させる。2面カット部は、上下つかみ歯7b,9bで試験片TPを把持したときに上下で同一位相となるよう設けられているため、必ず上下スパナ22U,22Lで上下二面カット部を挟持できる。この状態でスパナ20を回転させると、上下テーパーナット9a,7aが同時に回転し、試験片TPの上下端部に同時に同様の回転トルクを与えることができ、試験片TPにねじれが発生することはない。そして、下テーパーナット9aの回転で試験片TPの下端が把持され、試験片装着が完了する。上テーパーナット7aは、つかみ具基部6および助走治具5のロッド5bと一体に回転する。
【0015】
なお、スパナ20を上下逆、つまり上スパナ22Uで下テーパーナット9aを、下スパナ22Lで上テーパーナット7aを挟持して回転させるようにしてもよい。また上つかみ具7に試験片把持用ねじ部材7cを設けたが、下つかみ具に設けてもよいし、双方に設けてもよい。双方に設けた場合は、上下つかみ具がいずれも単体の状態で試験片の両端を把持させた後、上述したような2段式のスパナを用いて上下つかみ具を同時に試験機に装着すればよい。
【0016】
【発明の効果】
本発明に係る衝撃引張試験機用スパナおよび試験片装着方法によれば、第1,第2挟持部で一対のつかみ具を同時に回転させることができるので、試験片装着時における試験片のねじれを防止できる。
本発明に係る衝撃引張試験機によれば、少なくともいずれか一方のつかみ具が試験片把持用ねじ部材を有しているので、そのつかみ具に関してはつかみ具単体の状態で試験片をつかみ歯に把持させることができ、試験片装着の段取りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】衝撃引張試験機の一例を示す正面図。
【図2】上記試験機の要部拡大図で、上下つかみ具近傍を示す。
【図3】上記試験機の要部拡大図で、上つかみ具と助走治具の近傍を示す。
【図4】下つかみ具のテーパーナットを示す半断面図および底面図。
【図5】実施形態で用いるスパナの斜視図。
【図6】上記スパナの平面図。
【図7】上記スパナの側面図。
【符号の説明】
4 油圧シリンダ
4a ピストンロッド
5 助走治具
5a 筒体
5b ロッド
6 つかみ具基部
7 上つかみ具
7a テーパーナット
7b つかみ歯
7c 試験片把持用ねじ部材
8 ロードセル
9 下つかみ具
9a テーパーナット
9b つかみ歯
20 スパナ
21 把手
22L 下スパナ
22U 上スパナ
33 角棒
34 固定用ブロック
TP 試験片
Claims (4)
- 衝撃引張試験機の一対の試験片つかみ具を回転させて試験機本体に螺着するのに用いるスパナであって、一方のつかみ具を挟む第1挟持部と、他方のつかみ具を挟む第2挟持部とを有し、これら第1,第2挟持部で一対のつかみ具を同時に回転可能に構成したことを特徴とする衝撃引張試験機用スパナ。
- 前記第1,第2挟持部の間隔を調整可能に構成したことを特徴とする請求項1に記載の衝撃引張試験機用スパナ。
- 請求項1または2のスパナの第1,第2挟持部で前記一対の試験片つかみ具を同時に回転させることで、該一対のつかみ具を衝撃引張試験機に装着しつつ試験片を両つかみ具に把持することを特徴とする衝撃引張試験機の試験片装着方法。
- 油圧シリンダのピストンロッドに助走治具を介して螺着され、一対のつかみ歯を有する負荷つかみ具と、荷重検出器に螺合され、一対のつかみ歯を有する固定つかみ具とを有し、油圧シリンダにより負荷つかみ具を駆動して、両つかみ具のつかみ歯に両端を把持された試験片に引張負荷を与え、試験片破断時の衝撃力を荷重検出器で検出する衝撃引張試験機において、前記両つかみ具は、前記助走治具および荷重検出器にそれぞれ螺合装着されるナット部を有するとともに、少なくともいずれか一方のつかみ具は、そのナット部に螺合されることで前記一対のつかみ歯を閉じる試験片把持用ねじ部材を有していることを特徴とする衝撃引張試験機。
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