JP2006078384A

JP2006078384A - 荷重可変型強度試験機

Info

Publication number: JP2006078384A
Application number: JP2004263804A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Momose; 豊百瀬
Original assignee: Toyota Tsusho Corp; Momose Kikai Sekkei KK
Current assignee: Toyota Tsusho Corp; Momose Kikai Sekkei KK
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】引張・圧縮荷重を長時間安定的に維持するため、レバーを介して荷重を増幅する錘荷重方式をベースとし、更に、荷重を任意に変えることが可能な強度試験機とする。
【解決手段】レバーは支点と荷重作用点と錘をかける荷重点の３点から構成し、一定の錘荷重を連続的に且つ、速度を可変とし、レバー上で前記支点を連続的に移動せしめるようにモータとボールねじ手段によって錘を前後に移動する構造とし、荷重作用点にかかる荷重を任意にモータ速度を変えることで制御できる引張・圧縮試験機を提供する。
【選択図】図１

Description

資料を恒温・恒湿の環境条件下で、荷重を次第に増大させ破壊に至るまで試験する引張・圧縮破壊試験装置、或いは所定の湿度・温度で一定荷重をかけ長時間引張試験を行いクリープ量を変位測定する引張・圧縮クリープ試験機に関するものである。

従来、引張・圧縮破壊試験機は空圧・油圧・電動モータ＆ボールねじで連続的に荷重を直接制御するものが殆どであり、静的な錘荷重方式は連続的に荷重を変えることができないためこのような破壊試験機として用いられることは少なかった。
一方、引張・圧縮クリープ試験機は、空圧・油圧・電動モータ＆ボールねじで長時間一定荷重を精度高くかけるのは困難であるため、錘式のものが殆どであった。錘式は長時間荷重の変動がないという特徴があるからである。

また、荷重が大きい場合には荷重作用点をレバーの支点と錘位置との間に設け、引張り方向荷重が荷重伝達部材にかかるようにし、所定の環境下で一定の引張り荷重でのクリープ(変位、変形）量を計測する引張荷重試験機などが一般的である。
更に、精度高く荷重を安定的に且つ連続して荷重を変えることが可能で且つ荷重のかける速度を任意に変えることができる引張・圧縮破壊試験機兼引張・圧縮クリープ試験機が要求され、且つ、1台で多目的試験が可能で安価な試験装置が市場で要求されていた。
特願2004-263466

引張・圧縮荷重を長時間安定的に維持するため、レバーを介して荷重を増幅する錘荷重方式をベースとする。該レバーは支点と荷重作用点と錘をかける荷重点の３点から構成されるが、一定の錘荷重を連続的に且つ、速度を可変とするには、レバー上で前記支点を連続的に移動せしめる構造とし、荷重作用点にかかる荷重を任意に制御する必要がある。

圧縮および引張は錘荷重を加え、レバー比で該荷重の増幅をする構成の圧縮・引張試験機において、該レバーの一端の支点は回転自由に架台26上に支持され、荷重作用点には圧縮荷重を、調整ねじ、ロードセルおよび荷重伝達部材を介して資料に直接の引張・圧縮荷重をかけるように作用し、そして、前記レバー上にあって荷重を増幅する位置に錘が配置される。該錘を受けるスライダと該スライダをレバーに添う方向に前後に強制的に移動せしめるモータとボールねじからなる移動手段で荷重作用点に作用する圧縮荷重を調整可能にする。

また、レバー比のみで荷重を変えるには限度があるので、錘自体の重量を段階的に変えることで幅広い荷重範囲での引張・圧縮試験が行える。更に、荷重移動と錘自体の選択により、比較的精度の高い引張・圧縮荷重の移動速度設定も可能となる引張・圧縮試験機を提供する。

時間に対して変化する荷重下で引張・圧縮試験を行うとか高精度に荷重を設定する引張・圧縮試験機の実施例に関し以下説明を行う。

図1に引張試験機1における本発明の実施例１を示す。荷重系は基本的には錘18、レバー20、ベース26に配置された荷重ONーOFFカム19および支持台27に形成された支点21で構成されている。前記錘１８は錘吊り25を介してスライダ23に取り付けられている。また、該スライダ23は前記レバー20上にあって、モータ2とボールねじ24により、前後方向に移動可能に取り付けられている。前記レバー20の支点21の位置と錘１８の位置により荷重作用点に作用する荷重が増幅される構成となっている。
そして、荷重ＯＮーＯＦＦカム１９により荷重作用点である調整ロッド3の上部に作用する圧縮荷重のONーOFFの切り替えができる構成となっている。該調整ロッド3にはｙ軸距離を調整可能な調整ねじ4がねじ勘合されている。該ロッドの下端部はロードセル5のセンシング部分と常に接触するように手動で調整ねじ4で調整される構成となっている。該ロードセル5は変位計測手段6と試験機室18に延長する荷重伝達部材7と同軸上に固定されている。
前記変位計測手段6には変位センサ11が荷重伝達部材7に平行に摺動可能に取り付けられ、変位計測のステップでは前記荷重伝達部材7にしかりと固定される構成となっている。また、前記変位計測手段6と筐体17上部間に弾性手段8が配置され、前記、荷重系の自重が不本意に資料13に作用しないように常に上方向へ押し上げている。更に、試料の一端を取り付けるためのチャッキング１０が前記荷重伝達部材の下端に設けられており、前記資料13の他端を取り付けるチャッキング手段9はヒンジ12で筐体１７に固定される構成となっている。したがって、荷重伝達部材7に圧縮荷重がかかると資料13は上下に引張られることとなる。そして、資料13の荷重による変位は変位センサ11により正確に計測される。
A矢視には資料13の取付け詳細がしめされている。資料13の下部と前記荷重伝達部材７の下部はビス15でチャッキングされ、資料13の上端部とチャッキング9はビス14でチャッキングされる構成となっている。尚、試験機室18には所定の湿度・温度を供給する入り口とその出口が設けられており、筐体17の下部には試験室を加温するためのヒータ16が配置されている。

図2に圧縮試験機における本発明の実施例２を示す。圧縮試験機１’の荷重系は基本的には錘18、レバー20、ベース26に配置された荷重ON-OFFカム19および支持台27に形成された支点21で構成されている。前記錘１８は錘吊り25を介してスライダ23に取り付けられている。また、該スライダ23は前記レバー20上にあって、モータ2とボールねじ24により、前後方向に移動可能に取り付けられている。前記レバー20の支点21の位置と錘１８の位置により荷重作用点に作用する荷重が増幅される構成となっている。
そして、荷重ＯＮーＯＦＦカム１９により荷重作用点である調整ロッド3の上部に作用する圧縮荷重のONーOFFの切り替えができる構成となっている。該調整ロッド3にはｙ軸距離を調整可能な調整ねじ4がねじ勘合されている。該ロッドの下端部はロードセル5のセンシング部分と常に接触するように手動で調整ねじ4で調整される構成となっている。該ロードセル5は変位計測手段6と試験機室18に延長する荷重伝達部材7と同軸上に固定されている。
前記変位計測手段6には変位センサ11が荷重伝達部材7に平行に摺動可能に取り付けられ、変位計測のステップでは前記荷重伝達部材7にしかりと固定される構成となっている。また、前記変位計測手段6と筐体17上部間に弾性手段8が配置され、前記、荷重系の自重が不本意に資料13に作用しないように常に上方向へ押し上げている。
資料13は前記荷重伝達部材７の下端部と浮動板１４’の間にセットされ、該資料13に均一な面圧がかかるようにボール手段15’を介してベース12’に支えられる構成となっている。
前記変位センサー１１と前記浮動板14’に両端を接し、前記荷重伝達部材7と平行に配置された校正棒９’は、試験機18内に延長する前記荷重伝達部材７と同じ材質で作られており、試験機１８内の温度変化に対して同じ熱変化をする。したがって、資料13の実質的な荷重による変化のみ前記変位センサ11に表れる構成となっている。

最近の高分子材料は最終的な荷重は同じでも荷重をかける速度によって破損応力が異なることがあるが、高精度で安定的に測定する用途に適した試験装置として使用される。

引張試験機における本発明の実施例を示す。圧縮試験機における本発明の他の実施例を示す。

符号の説明

１引張試験機、１’圧縮試験機、２モータ、３調整ねじ、５ロードセル、６変位計測手段、７荷重伝達部材、８弾性手段９、１０チャッキング、１１変位センサ、２０レバー、２３スライダ、２４ボールねじ

Claims

所定の湿度・温度の環境下で引張・圧縮破壊或いは引張・圧縮クリープ試験を行う錘式試験装置で特に、レバー比で荷重を増幅する試験機において、電動モータ、ボールねじ手段および該ねじ手段で動くスライダが前記レバー上に直列に配列され、前記スライダに取り付けられた錘による荷重の作用するレバー比を変化せしめ、資料にかかる引張・圧縮荷重を連続的に変化させるように電動モータを制御する引張・圧縮試験装置。
請求項1の引張圧縮試験機において、スライダに錘吊りを介して調整可能な錘を取り付けたことを特徴とする引張・圧縮試験装置。