JP2009103596A - 材料試験機 - Google Patents

Abstract

【課題】保持棚４の試験片５に、押し付け杆１０を押し付けると、押し付け杆１０は試験片５に当接したままとなり、試験片５を移送する際、試験片５が押し付け杆１０に係止して移送供給の妨げになる。
【解決手段】本発明が提供する試験機本体ＴＭは、押し付け杆１０を揺動自在に保持する揺動アームと保持棚４の固定部との間に弾性体１２を介設したものである。したがって押し付け杆１０を試験片５に押し当てても弾性体１２の弾力で押し付け杆１０は試験片５から１ｍｍから２ｍｍ程度退避し、押し付け杆１０が試験片５に当接したままの状態は解消される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多数の試験片を積載保持し、これらを順次自動的に試験位置に移送供給するための試験片保持棚装置を備えた材料試験機に関する。

材料の引張試験等を自動的に行うため、多数の試験片を保持棚に積み上げ、これらの試験片を順次試験位置に移送供給させて試験を連続的かつ自動的に行う自動材料試験機が提案されている（特許文献１参照）。自動材料試験機は試験片の保持棚から１個ずつ試験片を取り出して試験位置に移送しチャックに装着して引張試験を行う。試験片を保持棚に積載する際には試験片を位置決めし整列させておくことが重要であり、試験片保持棚装置は積み上げた試験片を押し付ける押し付け杆を備えている。なお、この押し付け杆は積載された試験片の崩れ防止機能も兼ねている。

本発明に係るこの種の材料試験機は、図５に示すとおり引張試験等を行う試験機本体ＴＭと、試験片５を積載保持するとともに積載された試験片５を１個ずつ順次試験機本体ＴＭ側に移送できるよう作動する試験片５のための保持棚装置ＨＤおよびこの保持棚装置ＨＤを上下動駆動する駆動装置ＴＤから構成される。そして試験片５を適正に保持するとともに保持された試験片５の移送に対しては、積層された試験片５の荷崩れを生じないよう構成されているものであり、以下保持棚装置ＨＤを含む材料試験機について、その構成ならびに作動を図５に従って説明する。

図５は保持棚装置ＨＤを前方上方よりみた図で、右方側に試験機本体ＴＭが配設されている。４は試験片５を積載保持する保持棚で背板４Ｐと一体でＬ字形をなし、支持板３に対して上下動可能に接合されている。支持板３は試験機本体ＴＭの機台１上方の架台２に固定的に架設されている。図５における符号ＴＤは試験片５の移送のための駆動装置で、保持棚４を上下動させる駆動機構が内設されている。なお、この駆動装置ＴＤは本発明には直接的に関係ないのでその詳細な説明は省略する。

試験片５の試験機本体ＴＭ側への移送については、保持棚４が駆動装置ＴＤの駆動によって前記のとおり上下動可能に架設されており、上方で待機する吸着パット１３の位置まで試験片５を上方へ変位される。そして、試験片５を吸引した吸着パット１３は試験機本体ＴＭへ移動し、試験片５を試験機本体ＴＭにおけるチャック部（図示せず）に受け渡すように構成されている。吸着パット１３は上下動ならびに図示位置と試験機本体ＴＭとの間を往復動するがその機構についても本発明には直接関係ないので図示しておらず説明も省略する。

本発明が提供する材料試験機の概略的な説明は以上詳述したとおりであるが、上述したとおり、積載される試験片５の整列、移送時における試験片５の荷崩れを防止するために、試験片５を保持棚４の背板４Ｐに押し付ける試験片押し付け機構が設けられている。このような試験片押し付け機構は試験片５の両端に対応する両側２本の押し付け杆１０を扉形式に設置しており、以下においては押し付け扉装置ＳＤとして説明する。

押し付け扉装置ＳＤの構成は図５と図４に示されている。図５は前述したとおり多量の試験片５を積載し保持する保持棚装置ＨＤ全体を示しているが、図４は保持棚装置ＨＤの下方部における特定部位を示している。すなわち図５には押し付け扉装置ＳＤは保持棚装置ＨＤの前方側に設置され、扉のごとく開閉するものではあるが、板状の扉を有するものではなく、主として試験片５を押し付ける両側の押し付け杆１０と、このそれぞれの押し付け杆１０をそれぞれ自在に揺動させる上方位の揺動アーム９Ｕと、下方位の揺動アーム９Ｄが組み合わされた状態が示されている。なお図２および、図４において符号１は機台を示している。

ところで、この主体をなす上位の揺動アーム９Ｕと下位の揺動アーム９Ｄは、機台１と上方位の支持枠６との間に立設された支柱１１の上方部位と下方部位にそれぞれ立設された固定支軸７Ｓに軸支されている。この固定支軸７Ｓは図４に示すように、支柱１１の上方端部と下方端部に近接してそれぞれ取り付けられた支持台７の上面に立設されている。

図４は前述したとおり支柱１１の下方端部の構成を詳しく斜視的に示す図で、固定支軸７Ｓが立設された状態が示されているが、もちろん、図５に示すように支柱１１の上方端部にも支持台７が架設され同様に固定支軸７Ｓが立設されている。そしてこの上下の固定支軸７Ｓに対して、前記揺動アーム９Ｕと揺動アーム９Ｄの基端部が対置され、図５に示すとおり軸支されている。すなわち揺動アーム９Ｄの基端部に穿設された貫通孔９Ｈに固定支軸７Ｓが挿入されて係合される。９Ｈは、揺動アーム９Ｕと揺動アーム９Ｄのそれぞれの基端に穿設された支軸用の貫通孔である。この貫通孔９Ｈは図５および図６において図示されている。

図４は支柱１１の左方下部を示すが、この揺動アーム９Ｄの揺動を保障する支技方法は右方の支柱１１の上下における軸支の仕方と同様のものである。なお図６は揺動アーム９Ｄと試験片５との位置関係も含む全体の構成が示されている。このようにして上方における２個の揺動アーム９Ｕと、下方における２個の揺動アーム９Ｄが揺動可能となり、前記した押し付け扉装置ＳＤにより、試験片５の両端に対応する両側に２本の押し付け杆１０が試験片５を押し付けることができ、試験片５の整列を維持するようにしている。図６はこの押し付けた状態を示しているが、押し付け杆１０は、試験片５を押し付けた後、そのままその位置に残置される。

特開平５−２７３１０１号公報

以上説明した従来における試験片５の押し付け扉装置ＳＤでは、試験片５は保持棚４上で且つ背板４Ｐに接した状態であるが、押し付け杆１０が試験片５の位置決めのため試験片５に押し当てたとき、図６に示すように押し付け杆１０が試験片５に当接したままの状態となる。したがって試験片５を試験位置に移送する際、保持棚４の昇降動作時に、押し付け杆１０が試験片５に接していると、移送供給の妨げになる。

場合によっては試験片５の荷崩れが生起する。そのため、操作者は押し付け杆１０の位置決め部を試験片５に押し当てた後、荷崩れしないように押し付け杆を一定距離（１〜２ｍｍ程度）退避させる操作が必要である。この操作は簡単な操作に見えるが退避距離の設定は微妙であって熟練を要し、しかも失念すると試験片５の崩れを生じかねないという問題を有している。

本発明は上記課題を解決するため、第一に提供する材料試験機は、多数の試験片を積載保持する試験片の保持棚を備えた材料試験機において、前記保持棚に積載された試験片の位置決めと崩れ阻止の機能を有する試験片押し付け杆と、押し付けた押し付け杆を試験片から微少距離退避させる退避機構を備えたものである。したがって、退避機構によって押し付け杆は試験片から自動的に微少距離退避する。

さらに本発明による材料試験機は上記課題を解決するために、退避機構が、材料試験機台上の固定部で上下鉛直線上の上下２地点に立設されたそれぞれの固定支軸と、この上下両固定支軸それぞれに近接して配置されたそれぞれの固定当面と、前記それぞれの固定支軸を中心に揺動する上下それぞれの揺動アームと、この上下両揺動アームのそれぞれの端部間に取り付けられ試験片を押し付ける押し付け杆と、この押し付け杆が揺動アームの揺動によって試験片に押し付けられた時前記揺動アームと前記固定当面との間に介在され圧縮される弾性体で構成されたものである。したがって、圧縮された弾性体がその弾力にて復元するとき、押し付け杆が試験片から離脱される。

さらに本発明による材料試験機は上記課題を解決するために、上下２地点に立設された一組の固定支軸を試験片の保持棚の両側に設け、両組の固定支軸に揺動アームと押し付け杆との組み合わせを扉の形式に配設させたものである。したがって、２本の揺動アームにて積載保持された試験片は確実に整列される。

押し付け杆を試験片に押し付けた後は押し付け杆から手を放すのみで、押し付け杆と試験片の間隔は微少の間隔が得られ、しかも隙間の量も固定支軸それぞれに近接して配置されたそれぞれの固定当面と一定になり、積み上げた試験片の崩れも防止できる。しかも、弾性体は揺動アームと一体的に保持され、押し付け杆を確実に退避させることができる。

押し付け杆は左右２本設けるのが望ましい。その理由は試験片が一定の長さを有するものであり、１本にすると試験片の中央位置のみの押し付けとなって位置決めが正確にできない。しかも押し付け杆は固定支軸の中心に揺動する揺動アームの外方端に設ける。揺動アームは上下２個で１本を支承し、これを左右２本設けると、保持棚の中心から対称的になり、押し付けが確実に発揮されるので望ましい。固定支軸に近接配置された固定当面と揺動アーム側の面との間に弾性体を常に介在させるためには、弾性体をケースで収容するのが望ましく、このケースの外側面と固定当面とが当接する方式が望ましい。したがって本発明としてはこれらの構成を備えた材料試験機が最良の形態である。

以下本発明が提供する材料試験機についての実施例を、図１から図４に従って説明する。
本発明に係る材料試験機は、図３に示すとおり引張試験等を行う試験機本体ＴＭと、試験片５を積載保持するとともに積載された試験片５を１個ずつ順次試験機本体ＴＭ側に移送できるよう作動する試験片５のための保持棚装置ＨＤおよびこの保持棚装置ＨＤを上下動駆動する駆動装置ＴＤから構成される。そして試験片５を適正に保持するとともに保持された試験片５の移送に対しては、積層された試験片５の荷崩れを生じないよう構成されているものである。

保持棚４は試験片５を積載保持するものであり背板４Ｐと一体でＬ字形をなし、支持板３に対して上下動可能に接合されている。支持板３は試験機本体ＴＭの機台１上方の架台２に固定的に架設されている。

試験片５の試験機本体ＴＭ側への移送については、保持棚４が駆動装置ＴＤの駆動によって前記のとおり上下動可能に架設されており、上方で待機する吸着パット１３の位置まで試験片５を上方へ変位される。そして、試験片５を吸引した吸着パット１３は試験機本体ＴＭへ移動し、試験片５を試験機本体ＴＭにおけるチャック部（図示せず）に受け渡すように構成され、上下動ならびに図示位置と試験機本体ＴＭとの間を往復動するがその機構も本発明には直接関係ないので説明も省略する。

本発明が提供する材料試験機は上述したとおり、積載される試験片５の整列、移送時における試験片５の荷崩れを防止するために、試験片５を保持棚４の背板４Ｐに押し付ける試験片の押し付け機構を設けたもので、以下この押し付け扉装置ＳＤを説明する。

押し付け扉装置ＳＤは図３に示すとおり、機台１上において試験片５を積載し保持する保持棚装置ＨＤの前方側に設置されている。しかも押し付け扉装置ＳＤは扉のごとく開閉するものではあるが、板状の扉を有するものではなく、主として試験片５を押し付ける両側の押し付け杆１０と、このそれぞれの押し付け杆１０をそれぞれ自在に揺動させる上方位の揺動アーム９Ｕと、下方位の揺動アーム９Ｄが主体となって組み合わされている。

他方、図２および図４は保持棚装置ＨＤの下方部における特定部位の構成を示しているが、これは試験片５を押し付ける両側の押し付け杆１０と、このそれぞれの押し付け杆１０をそれぞれ自在に揺動させる上方位の揺動アーム９Ｕと、下方位の揺動アーム９Ｄが軸支された状態が示されているが、この構成によって両側の押し付け杆１０の組み立てが構成されている。

すなわち、この構成によれば、この主体をなす上位の揺動アーム９Ｕと下位の揺動アーム９Ｄは、図３に示すように機台１と上方位の支持枠６との間に立設された支柱１１の上方部位と下方部位にそれぞれ立設された固定支軸７Ｓに軸支されている。この固定支軸７Ｓは図４に示すように、支柱１１の上方端部と下方端部に近接してそれぞれ取り付けられた支持台７の上面に立設されている。

具体的には図４に示すように、支柱１１の下方端部に固定支軸７Ｓが立設されているが、この構成が図３に示すように支柱１１の上方端部にも同様の支持台７が架設され同様に固定支軸７Ｓが立設されている。そしてこの上下の固定支軸７Ｓに対して、前記揺動アーム９Ｕと揺動アーム９Ｄの基端部が対置され軸支される。すなわち揺動アーム９Ｕと揺動アーム９Ｄのそれぞれの基端部には貫通孔９Ｈが穿設され、この貫通孔９Ｈに固定支軸７Ｓが挿入されて係合される。

図４は支柱１１の左方下部のみを示すが、図３に示すように、支柱１１の右方下部にも同様の構成が設置されており、揺動アーム９Ｕと揺動アーム９Ｄは左右の支柱１１の上下において同一の仕方で軸支している。このようにして上方における２個の揺動アーム９Ｕと、下方における２個の揺動アーム９Ｄが揺動可能となり、前記した押し付け扉装置ＳＤにより、試験片５の両端に対応する両側に２本の押し付け杆１０が試験片５を押し付けられ、試験片５の整列を維持するようにしている。

本発明は以上説明した試験片のための押し付け扉装置ＳＤにおいて、保持棚４に積載された試験片５の位置決めと崩れ阻止の機能を有する両方の押し付け杆１０について、押し付けた押し付け杆を試験片５から微少距離退避させる退避機構を備えたものであり、本発明は試験片のための押し付け扉装置ＳＤに特徴がある。以下この押し付け扉装置ＳＤの要部となる構成を、図１と図２に従って説明する。
図１は左方側の揺動アーム９Ｕ（９Ｄ）と試験片５との位置関係も含む全体の構成が示されている。支柱１１の下方位における固定支軸７Ｓに対する上方位の揺動アーム９Ｕと、下方位の揺動アーム９Ｄの支持機構を示す上面図で、支持台７上に固定支軸７Ｓが取り付けられている。また、試験片５は保持棚４の背板４Ｐに接して積載されている。

なお、以下においては、下方位の揺動アーム９Ｄを代表してとりあげ説明する。固定支軸７Ｓに対して、揺動アーム９Ｄの基端部は穿設された貫通孔９Ｈを介して軸支されるが、図１ならびに図２示すように揺動アーム９Ｄの基端部はケース８（図３）に挿入され、さらにこのケース８と揺動アーム９Ｄとの間には弾性体（バネ）１２が介設されている。さらに支柱の前面が図４に示すように固定当面Ｆとして設定されている。

上記の弾性体（バネ）１２はケース８の内面に取り付けられている。この場合、弾性体１２はその一端が固定ピン１２Ｓにて、ケース８の内面に固定され、他端側は曲折され解放されている。したがってケース８が固定された状態で且つ、揺動アーム９Ｄが固定支軸７Ｓを中心に揺動すると弾性体１２が圧縮されることになる。図２はこの状態に外方から示す図で、外方から見えない部品は破線で示されている。

本発明は以上の構成であるから、揺動アーム９Ｄの揺動範囲が一定の角度以内であればケース８はその揺動に追従しないが、一定の角度範囲以上、すなわち揺動アーム９Ｄがケース８の開口側の枠に当接しそれ以上の揺動角度であれば、ケース８は揺動アーム９Ｄと同期して揺動する。ケース８も固定支軸７Ｓに軸支され回動自在で且つ支柱に当接するよう配設されている。しかも支柱１１の前面が固定当面Ｆとして設定されている。したがって、図２に示すようにケース８が固定支軸７Ｓに軸支されてケース８の外側面が、支柱１１の前面の固定当面Ｆに当接したとき回動が制止される。

したがって、試験片５を積載整列させるために、保持棚と反対の側に揺動アーム９Ｄを大きく揺動させると、ケース８も支持台７に対して固定支軸７Ｓを中心に回動し、支柱１１の固定当面Ｆから離れることになる。そして、押し付け杆１０を試験片５に対して押し付ける場合には、揺動アーム９Ｄの揺動に同期してケース８も回動し、図１に示すように支柱１１の固定当面Ｆにケース８が当接する。するとケース８は固定されるも揺動アーム９Ｄが揺動すると、弾性体１２はケース８の内面と揺動アーム９Ｄとの間で圧縮される。

操作者が、押し付け杆１０による押し付け操作を終了し揺動アーム９Ｄを放すと、揺動アーム９Ｄには弾性体１２の弾力が作用して押し付け方向と逆方向、すなわち試験片５と反対側の方向に付勢される。その結果図１に示すとおり、押し付け杆１０は試験片５から微小距離（１ｍｍないし２ｍｍ）離反する。その結果試験片５の整列は維持されるとともに、押し付け杆１０は試験片５に対して無接触であるから、その移送時に荷崩れが発生することはない。

本発明は以上詳述したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定されるものではなく、種々の変形実施例を包含するものである。たとえば図示例では弾性体１２の介在が、ケース挿入方式になっているが、必ずしもケース８に収容形にする必要はなく、揺動アーム９Ｄと支柱１１における固定当面Ｆとの間に弾性体１２を介在させればよい。さらに本発明による材料試験機は上記課題を解決するために、圧縮される弾性体は固定ピンに係支され揺動アームの端部を包囲するケース内に収容されているものである。したがって、弾性体が他の部品に衝突して離脱したり、紛失する恐れは少なくなり、圧縮が確実となる。

弾性体１２の介在すなわち取り付け方法については、図示例のようにケース８内でケース８内面に固定させる方式と、揺動アーム９Ｄ側に固定保持させる方式と、支柱の固定当面Ｆの側に固定保持させる方式があるが、さらにはいずれにも保持させない方式、たとえば支柱や揺動アーム９Ｄ側ではなく、機台１や架台２から保持腕を植設しこの保持腕に固定させる方式などが挙げられ、このように種々の方式が採用できる。また、弾性体１２の形状や材料は図示例に限定されない。ただ、図示例の弾性体は小型化でき、コストも小さくできる。形状としてはコイル型にしてもよい。ゴム材料で構成することも可能である。

押し付け杆１０の個数については、図示例では２個になっているが、一定の幅を有する１本の杆とすることも可能である。押し付けた試験片５を上方に順次移動させる方式について吸着パット１３を上下動させる方式を示しているが、吸着パット１３を利用する以外に把持装置を利用する方式もあり、これらの構成についても図示例に限定されるものではない。

本発明による構成と作動を示す図である。 本発明における構成の要部を示す図である。 本発明に係る材料試験機全体の斜視的に示す図である。 揺動アームを支持する構成を示す図である。 従来における構成で揺動アームの支持構成を斜視的に示す図である。 従来における揺動アームの支持とその作動を示す図である。

符号の説明

１ 機台
２ 架台
３ 支持板
４ 保持棚
４Ｐ 背板
５ 試験片
６ 支持枠
７ 支持台
７Ｓ 固定支軸
８ ケース
９Ｕ 揺動アーム
９Ｄ 揺動アーム
９Ｈ 貫通孔
１０ 押し付け杆
１１ 支柱
１２ 弾性体
１２Ｓ 固定ピン
１３ 吸着パット
Ｆ 固定当面
ＨＤ 保持棚装置
ＳＤ 押し付け扉装置
ＴＭ 試験機本体
ＴＤ 駆動装置

Claims (3)

1. 多数の試験片を積載保持する試験片の保持棚を備えた材料試験機において、前記保持棚に積載された試験片の位置決めと崩れ阻止の機能を有する押し付け杆と、押し付けた押し付け杆を試験片から微少距離退避させる退避機構を備えたことを特徴とする材料試験機。
2. 前記退避機構は、材料試験機の機台上の固定部で上下鉛直線上の上下２地点に立設されたそれぞれの固定支軸と、この上下両固定支軸それぞれに近接して配置されたそれぞれの固定当面と、前記それぞれの固定支軸を中心に揺動する上下それぞれの揺動アームと、この上下両揺動アームのそれぞれの端部間に取り付けられ試験片を押し付ける押し付け杆と、この押し付け杆が揺動アームの揺動によって試験片に押し付けられた時前記揺動アームと前記固定当面との間に介在されて圧縮される弾性体で構成され、圧縮された弾性体がその弾力にて復元し押し付け杆を試験片から離脱させることを特徴とする請求項１記載の材料試験機。
3. 前記上下２地点に立設された一組の固定支軸を試験片の保持棚の両側に設け、両組の固定支軸に揺動アームと押し付け杆との組み合わせを扉の形式に配設させたことを特徴とする請求項２記載の材料試験機。

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