JP2010117224A - 試験片センタリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮圧盤上で試験片のセンタリングを容易に行う。
【解決手段】試験片ＴＰが載置される下圧盤５の周囲に、下圧盤５の中心部に向けて回動可能に３本のアーム１４を配設する。テーブル１の側方につまみ具２０を設け、つまみ具２０と各アーム１４とにベルト１８を掛け回す。この状態で、つまみ具２０を操作すると、各アーム１４が互いに同期して回動し、試験片ＴＰが各アーム１４に押されながら下圧盤５の中央部に向けて移動し、センタリングが行われる。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮試験用の圧盤に載置された試験片のセンタリングを行う試験片センタリング装置に関する。

試験片の引張試験や圧縮試験等を行う万能試験機が知られている（例えば特許文献１参照）。万能試験機により圧縮試験を行う場合には、テーブル上に下圧盤を設置し、その上方に配置される負荷枠に上圧盤を設置して、下圧盤と上圧盤の間に試験片を挟んで圧縮試験力を負荷する。この際、圧縮試験を精度良く行うためには、試験片を下圧盤の中央部にセットする必要があるが、従来、ユーザは定規などを用いてこれを行っていた。

特開２００４−２１２１７１号公報

しかしながら、定規を用いて試験片を下圧盤の中央部に精度良くセットするのは難しく、時間もかかる。

本発明による試験片センタリング装置は、試験片が載置される圧縮試験用の圧盤の周囲に回動可能に設けられた複数本のアームと、複数本のアームを圧盤の中心部に向けて、略水平方向に互いに同期して回動させるアーム駆動機構とを備えることを特徴とする。
複数本のアームの駆動部にそれぞれ掛け回されるベルト部材と、ベルト部材を駆動するベルト駆動部とによりアーム駆動機構を構成することが好ましい。
回動前の複数本のアームの初期位置を規制する位置規制部材を設けることもできる。

本発明によれば、圧盤の周囲に配設した複数本のアームを、圧盤の中心部に向けて略水平方向に互いに同期して回動させるようにしたので、試験片はアームに押されながら中心部に移動し、試験片を容易にセンタリングすることができる。

以下、図１〜図３を参照して本発明による試験片センタリング装置の一実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る試験片センタリング装置が適用される材料試験機の全体構成を概略的に示す図である。この材料試験機は、試験片の引張試験、圧縮試験、曲げ試験等、各種試験を行うことができる万能試験機であり、図では圧縮試験を行う場合の例を示している。

試験機本体１００は、周面にねじ部が設けられてテーブル１上に立設する一対のねじ棹２と、ねじ棹２に昇降可能に保持されるクロスヘッド３と、ねじ棹２の上端に横架されるヨーク４と、テーブル１上に設置される下圧盤５と、クロスヘッド３の下面に設置される上圧盤６と、下圧盤５上に搭載された試験片ＴＰを下圧盤５の中央部に移動するセンタリング装置１０とを有する。

ねじ棹２はモータ７の駆動により回転し、ねじ棹２の回転によりクロスヘッド３が昇降する。クロスヘッド３の下降により下圧盤５と上圧盤６との間に試験片ＴＰが挟まれ、試験片ＴＰに圧縮試験力が負荷される。試験片ＴＰに負荷される試験力はロードセル８で検出され、ロードセル８からの信号は制御回路９に入力される。制御回路９は、試験片ＴＰに所定の圧縮試験力を負荷するようにモータ７の駆動を制御する。なお、ロードセル８の信号に関係なくモータ７を一定の速度で駆動して試験力を負荷することもできる。

図２（ａ）は、センタリング装置１０の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ線断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のｃ−ｃ線断面図である。なお、図２（ａ）ではテーブル１を２点鎖線で表し、テーブル１の下方の部品およびテーブル１の上に出ている部品の配置を示している。

テーブル１の下方にはベースプレート１１が配設され、ベースプレート１１には、下圧盤５の周囲に等間隔（１２０°毎）に３本のプーリ軸１２が立設されている。各プーリ軸１２はテーブル１を貫通し、ベアリング１３を介してベースプレート１１およびテーブル１から回転可能に支持されている。プーリ軸１２の上端部には、略水平方向に延設された略円柱形状のアーム１４が支持されている。アーム１４は、図２（ｂ）の矢印に示す水平方向および上下方向にプーリ軸１２に沿って移動可能に設けられ、固定具１５によりプーリ軸１２に固定されている。アーム１４は断面が円形の棒状部材である。

テーブル１の上面には、各アーム１４の初期位置を規制する３本のピン部材１７が突設されている。各プーリ軸１２の下部には、テーブル１とベースプレート１１との間に、プーリ軸１２と一体に略円柱形状のプーリ１６が設けられている。各プーリ１６の外周面には全周にわたって溝１６ａが形成されている。

テーブル１の側方にはつまみ具２０が設けられ、つまみ具２０はベアリング２１を介してベースプレート１１から回転可能に支持されている。つまみ具２０の外周面には全周にわたって溝２０ａが形成され、上端部にはユーザが把持して回転操作する把持部２０ｂが設けられている。

プーリ１６の外周面の溝１６ａおよびつまみ具２０の外周面の溝２０ａには、それぞれベルト１８が掛け回されている。ベルト１８はつまみ具２０の回転により移動し、ベルト１８の移動に伴い摩擦力によって各プーリ１６が互いに同期して回転し、各アーム１４が回動する。

本実施の形態の主要な動作を説明する。圧縮試験を行う場合には、まず、固定具１５を緩め、試験片ＴＰの大きさに合わせてアーム１４の上下方向および水平方向の位置を調整する。次いで、ユーザはつまみ具２０の把持部２０ｂを把持し、図２（ａ）のＲ１方向につまみ具２０を回転操作する。これにより図のＡ方向にベルト１８が移動し、ベルト１８の移動に連動して各プーリ１６が同時に回転し、各アーム１４が下圧盤５の外側（図のＲ１方向）に向けて回動する。

アーム１４がピン部材１７に当接すると、アーム１４のＲ１方向への回転が阻止される。これにより各アーム１４が下圧盤５の中心部に対して対称な初期位置にセットされ、下圧盤５の上方が開放される。この状態では、つまみ具２０をＲ１方向に操作しても、プーリ１６は回転せずにプーリ１６の外周面をベルト１８が滑るだけであり、アーム１４は初期位置に保たれる。アーム１４が初期位置にセットされた後、ユーザは試験片ＴＰを下圧盤５上に載置する。

次いで、ユーザは図３の矢印Ｒ２方向につまみ具２０を回転操作する。これにより図のＢ方向にベルト１８が移動し、各アーム１４が図のＲ２方向、すなわち下圧盤５の中心方向に向けて互いに同期して回動する。このとき各アーム１４は互いに対称位置を保ったまま中心部に向けて回動するため、試験片ＴＰの側面にアーム１４が当接し、試験片ＴＰが下圧盤５の中心部に向けて移動する。

試験片ＴＰが中心部に移動した状態では、試験片ＴＰの周囲３方向がアーム１４により押さえ付けられ、試験片ＴＰの位置が拘束される。この状態では、つまみ具２０をＲ２方向に操作してもプーリ１６は回転せずにプーリ１６の外周面をベルト１８が滑るだけであり、試験片ＴＰの位置は下圧盤５の中心部に保たれる。このようにして試験片ＴＰをセンタリングした後、つまみ具２０をＲ１方向に操作して各アーム１４をピン部材１７に当接させ、アーム１４を下圧盤５の外側に退避させる。この状態で、モータ７を駆動して上圧盤６を下降し、試験片ＴＰに圧縮試験力を負荷する。

本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）下圧盤５の周囲に中心部に向けて略水平方向に回動可能に３本のアーム１４を配設し、つまみ具２０の操作によりベルト１８を介して各アーム１４を互いに同期して回動させるようにした。これにより試験片ＴＰが各アーム１４に押されながら中心部に移動し、簡易な操作により試験片ＴＰを精度よく下圧盤５上にセンタリングすることができる。その結果、ロードセル８による荷重検出の精度が向上する。
（２）各アーム１４の回動軸部のプーリ１６とつまみ具２０とにベルト１８を掛け回し、つまみ具２０の操作によりベルト１８を駆動することで、各アーム１４を同期して回動させるようにしたので、アーム駆動用のアクチュエータが不要であり、安価に構成できる。
（３）各アーム１４の外側にピン部材１７を突設してアーム１４を初期位置に位置決めするようにしたので、各アーム１４を対称位置にセットしてから中心部に向けてのアーム１４の回動を開始することができ、試験片ＴＰを精度よくセンタリングすることができる。

なお、上記実施の形態では、アーム１４を略円柱状としたが、アームは角柱状でもよい。下圧盤５の周囲に３本のアーム１４を配設したが、アーム１４の本数はそれ以上であってもよい。上記実施の形態では、アーム１４の駆動部であるプーリ１６にベルト部材としてのベルト１８を掛け回し、ベルト駆動部としてのつまみ具２０の操作により各アーム１４を互いに同期して回動させるようにしたが、アーム駆動機構はこれに限らない。例えばベルト１８に代えてタイミングベルトを用いることもできる。ベルト以外を用いて各アーム１４を同期して駆動するようにしてもよい。上記実施の形態では、各アーム１４の外側にピン部材１７を突設してアーム１４を初期位置に規制するようにしたが、位置規制部材はこれに限らない。

以上では、万能試験機に本発明を適用する例を示したが、圧縮試験用の圧盤を有する試験機であれば、他の材料試験機にも本発明を同様に適用できる。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の試験片センタリング装置に限定されない。

本実施の形態に係る試験片センタリング装置が適用される材料試験機の全体構成を示す図。 （ａ）は本実施の形態に係る試験片センタリング装置の構成を示す平面図、（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ線断面図、（ｃ）は図２（ｃ）のｃ−ｃ線断面図。 本実施の形態に係る試験片センタリング装置の動作の一例を示す図。

符号の説明

５ 下圧盤
１０ センタリング装置
１４ アーム
１６ プーリ
１７ ピン部材
１８ ベルト
２０ つまみ具

Claims (3)

1. 試験片が載置される圧縮試験用の圧盤の周囲に回動可能に設けられた複数本のアームと、
   前記複数本のアームを前記圧盤の中心部に向けて、略水平方向に互いに同期して回動させるアーム駆動機構とを備えることを特徴とする試験片センタリング装置。
2. 請求項１に記載の試験片センタリング装置において、
   前記アーム駆動機構は、
   前記複数本のアームの駆動部にそれぞれ掛け回されるベルト部材と、
   前記ベルト部材を駆動するベルト駆動部とを有することを特徴とする試験片センタリング装置。
3. 請求項１または２に記載の試験片センタリング装置において、
   回動前の前記複数本のアームの初期位置を規制する位置規制部材をさらに有することを特徴とする試験片センタリング装置。

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