JP2006275876A

JP2006275876A - 材料試験機

Info

Publication number: JP2006275876A
Application number: JP2005097524A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Seki; 貴浩關
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2006-10-12

Abstract

【課題】テーブル上に支柱を介してクロスヘッドを配置するともとに、そのクロスヘッドの上下方向の位置を変更可能な構造を持つ材料試験機において、試験機の上方に生じるデッドスペースをなくすることができ、例えば格納時や輸送時における所要スペースを小さくすることのできる材料試験機を提供する。
【解決手段】テーブル１上に設けた複数の支柱４ａ，４ｂとクロスヘッド５とを一体化し、その各支柱４ａ，４ｂを、テーブル１に設けられた上下動機構７によって上下動させる構造を採用することにより、クロスヘッド５を昇降させることによって試験機の全高が変化し、格納時や輸送時における所要スペースを小さくすることを可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は材料試験機に関し、更に詳しくは、テーブル上に複数の支柱を介してクロスヘッドを配置した構造の材料試験機に関する。

材料試験機においては、一般に、掴み具や圧盤などの一対の試験用治具に試験片を装着し、一方の治具を負荷用のアクチュエータにより変位を与えることによって試験片に負荷を加える。

このような材料試験機において、負荷用のアクチュエータとして例えば油圧シリンダや空圧シリンダのような直動型のアクチュエータを用いる場合には、図５に正面図を例示するように、テーブル５１上に複数の支柱５２を介してクロスヘッド５３を配置するとともに、そのテーブル５１とクロスヘッド５３のいずれか一方、例えばテーブル５１に油圧シリンダ等のアクチュエータ５４を固定した構造が多用されている（例えば特許文献１参照）。

この構造において、アクチュエータ５４のピストン５４ａとクロスヘッド５３にそれぞれ掴み具等の治具５５ａ，５５ｂを装着し、これらの間に試験片Ｗを取り付けてアクチュエータ５４を駆動することによって、試験片Ｗに負荷を加える。

クロスヘッド５３は昇降機構（図示せず）によって支柱５２をガイドとして上下方向に移動させることができるようになっており、このクロスヘッド５３を適宜に位置決めすることにより、試験片Ｗの長短に対応できるようになっている。なお、複数の支柱５２の頂部を互いにクロスヨーク（固定されたクロスヘッド）で連結したものも知られている（例えば特許文献２参照）。
特開平９−１５９８９号公報特開２００３−６５９１８号公報

ところで、上記した従来の構造においては、支柱５２をガイドとしてクロスヘッド５３を昇降させるため、試験機の高さ（全高）は設置面から支柱５２の頂部であって、クロスヘッド５３の位置に係わらず一定となる。そのため、使用時、あるいは格納時や輸送時においても常に最大高さ分の空間が必要であり、殆どの場合において高さ方向にデッドスペースが生じてしまうという問題がある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、テーブル上に支柱を介してクロスヘッドを配置するとともに、そのクロスヘッドの上下方向位置を変更可能な材料試験機において、上記したデッドスペースを解消することをその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明の材料試験機は、テーブル上に複数の支柱を介してクロスヘッドを配置し、そのテーブルとクロスヘッドのいずれか一方の部材に負荷用のアクチュエータを取り付けるとともに、そのアクチュエータと他方の部材との間に試験片を装着して、上記アクチュエータの駆動により試験片に対して負荷を加える材料試験機において、上記複数の支柱とクロスヘッドとが一体化されているとともに、その各支柱が、上記テーブルに設けられた上下動機構により上下動するように構成されていることによって特徴づけられる（請求項１）。

ここで、本発明においては、上記上下動機構を、上記テーブルに回転自在に支持された複数のねじと、これらの各ねじに同期した回転を与える回転駆動機構と、これらの各ねじに螺合し、かつ、上記各支柱に固定された複数のナットによって構成すること（請求項２）ができる。

本発明は、支柱をガイドとしてクロスヘッドを上下動させるのではなく、支柱ごとクロスヘッドを上下動させることによって、課題を解決しようとするものである。

すなわち、本発明においては、クロスヘッドを複数の支柱と一体化するとともに、その各支柱をテーブルに設けた上下動機構によって上下動させる構成としている。この構成によれば、支柱を上下動させることによってクロスヘッドが上下動する。従って、クロスヘッドの位置に応じて試験機の高さが変化し、上方にデッドスペースが生じない。

本発明によれば、クロスヘッドを昇降させることによって試験機の高さが変化し、支柱をガイドとしてクロスヘッドが昇降する従来の試験機のように上方にデッドスペースが生じることがなく、特に試験機の格納時や輸送時においてその所要スペースを小さくすることが可能となる。

また、請求項２に係る発明のように、テーブル側に回動自在に支持され、回転駆動機構により回転が与えられる複数のねじと、支柱側に固定され、これらの各ねじに螺合するナットによって支柱の上下動機構を構成すると、各ねじを回転させない限り支柱は昇降せず、従って支柱を固定し忘れても支柱並びにクロスヘッドが落下するおそれがなくなるという利点がある。

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正面図であり、図２はそのＡ−Ａ断面図である。また、図３には支柱４ａ，４ｂとその上下動機構７を主体に抽出した要部斜視図を示す。なお、この図３は図１の裏面側から見た斜視図である。

テーブル１には負荷用のアクチュエータ、例えば空圧シリンダ２が取り付けられており、その空圧シリンダ２のピストンロッド２ａはテーブル１を貫通して上方に伸び、その上端部に下側の掴み具３ａが装着されている。テーブル１の上には２本の支柱４ａ，４ｂを介してクロスヘッド５が支持されており、このクロスヘッド５には、ロードセル６を介して上側の掴み具３ｂが装着されている。試験片Ｗ（図１において図示せず、後述する図４参照）はこれらの掴み具３ａ，３ｂにその両端部が把持された状態で試験に供され、空圧シリンダ２を駆動して下側の掴み具３ａを変位させることによって負荷が加えられる。

各支柱４ａ，４ｂは、それぞれテーブル１を貫通して当該テーブル１に対して上下方向に移動自在に支持されており、上下動機構７によって上下動させることができるようになっている。

すなわち、テーブル１にはその左右両側にそれぞれブラケット８ａ，８ｂが固定されており、この各ブラケット８ａ，８ｂにそれぞれ軸受９ａ，９ｂを介して鉛直方向に伸びるねじ１０ａ，１０ｂが回動自在に支持されている。前記した各支柱４ａ，４ｂの下端部には、それぞれ各ねじ１０ａ，１０ｂに螺合するナット１１ａ，１１ｂが刻まれたブロック１２ａ，１２ｂが固定されている。また、これらの各ねじ１０ａ，１０ｂの頂部には、それぞれ傘歯車１３ａ，１３ｂが固着されている。

ブラケット８ａ，８ｂにはまた、軸受１４ａ，１４ｂにより水平のシャフト１５が回転自在に支持されている。このシャフト１５の一端にはハンドル１６が設けられているとともに、各ねじ１０ａ，１０ｂの頂部の傘歯車１３ａ，１３ｂに噛み合う傘歯車１７ａ，１７ｂが固着されている。

また、テーブル１の両側面には、それぞれ支柱４ａ，４ｂの位置を固定するためのロック機構１８ａ，１８ｂが設けられている。

以上の構成において、ハンドル１６を回転させることにより、シャフト１５を介して各傘歯車１７ａ，１７ｂが回転し、これらに噛み合う傘歯車１３ａ，１３ｂが回転して各ねじ１０ａ，１０ｂが回転する。これらの各ねじ１０ａ，１０ｂはそれぞれ支柱４ａ，４ｂに固定されているブロック１２ａ，１２ｂに刻まれたナット１１ａ，１１ｂにねじ込まれているので、各ねじ１０ａ，１０ｂの回転によりブロック１２ａ，１２ｂが上下動して支柱４ａ，４ｂ並びにクロスヘッド５が上下動する。ハンドル１６の回動によりクロスヘッド５を任意の高さに移動させた後、ロック機構１８ａ，１８ｂを操作することにより、その位置にクロスヘッド５を固定することができる。

図１〜図３はクロスヘッド５を最上部に位置させた状態で示すものであり、図４に使用状態における正面図を示すように、試験片Ｗの長さに応じてクロスヘッド５を下降させた状態では、クロスヘッド５は支柱４ａ，４ｂごと下降するが故に、試験機の全高が低くなり、従来のように上方にデッドスペースが生じない。

従って、例えば試験機の格納時や輸送時においては、その全高を自由に低くさせることが可能となり、格納や輸送のために必要な空間をを従来の試験機に比して大幅に小さくすることができる。

また、この実施の形態によると、上下動機構７はテーブル１の下で、かつ、テーブル１の後方に配置され、オペレータが作業するテーブル１の上並びに前方、更にはテーブル１の上方に伸びる支柱４ａ，４ｂの近辺には存在しないため、クロスヘッド５の昇降に伴う巻き込み等の危険を抑制することもできる。

更に、以上のようにねじ１０ａ，１０ｂとナット１１ａ，１１ｂを用いた上下動機構７の採用により、ロック機構１８ａ，１８ｂの操作を忘れた場合でも、支柱４ａ，４ｂ並びにクロスヘッド５は落下せず、安全性の点において有利である。

ここで、以上の実施の形態においては、ハンドル１６を回すことによってねじ１０ａ，１０ｂを回転させ、クロスヘッド５を昇降させた例を示したが、ハンドル１６に代えて電動機を設け、その電動機の駆動によりねじ１０ａ，１０ｂを回転させてクロスヘッド５を昇降させるように構成してもよい。

また、以上のようなねじ１０ａ，１０ｂとナット１１ａ，１１ｂを用いた機構のほか、油・空圧シリンダなどの直動型アクチュエータを用いて支柱とクロスヘッドを昇降させるように構成することもできる。

更に、以上の実施の形態では負荷用のアクチュエータとして空圧シリンダ２を用い、その空圧シリンダ２をテーブル１側に固定した例を示したが、空圧シリンダに代えて油圧シリンダを用いることもできるとともに、そのアクチュエータをクロスヘッド５側（クロスヘッド５の上方）に固定してもよいことは勿論である。

本発明の実施の形態の正面図である。図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施の形態における支柱４ａ，４ｂとその上下動機構７を主体に抽出した要部斜視図である。本発明の実施の形態の使用状態の例を現す正面図である。負荷用のアクチュエータとして油圧シリンダや空圧シリンダ等の直動型のアクチュエータを用いた従来の材料試験機の構成例を示す正面図である。

符号の説明

１テーブル
２空圧シリンダ
３ａ，３ｂ掴み具
４ａ，４ｂ支柱
５クロスヘッド
７上下動機構
８ａ，８ｂブラケット
９ａ，９ｂ，１４ａ，１４ｂ軸受
１０ａ，１０ｂねじ
１１ａ，１１ｂナット
１２ａ，１２ｂブロック
１３ａ，１３ｂ．１７ａ．１７ｂ傘歯車
１５シャフト
１６ハンドル
１８ａ，１８ｂロック機構
Ｗ試験片

Claims

テーブル上に複数の支柱を介してクロスヘッドを配置し、そのテーブルとクロスヘッドのいずれか一方の部材に負荷用のアクチュエータを取り付けるとともに、そのアクチュエータと他方の部材との間に試験片を装着して、上記アクチュエータの駆動により試験片に対して負荷を加える材料試験機において、
上記複数の支柱とクロスヘッドとが一体化されているとともに、その各支柱が、上記テーブルに設けられた上下動機構により上下動するように構成されていることを特徴とする材料試験機。
上記上下動機構が、上記テーブルに回転自在に支持された複数のねじと、これらの各ねじに同期した回転を与える回転駆動機構と、これらの各ねじに螺合し、かつ、上記各支柱に固定された複数のナットによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の材料試験機。