JP2013033070A - Material testing machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、試験片のつかみ具にチャック機構を備える材料試験機に関する。 The present invention relates to a material testing machine including a chuck mechanism for a gripping tool of a test piece.
従来より、試験片の引張試験や疲労試験等を行う材料試験機では、上クロスヘッドと下クロスヘッドに配設されたつかみ具に試験片を挟持させた状態で、試験片に種々の負荷を与える試験が行われている(特許文献1参照)。このようなつかみ具としては、つかみ歯(チャック)を有するチャックホルダーを備えたくさび式つかみ具と呼称されるつかみ具が使用されている。このつかみ具では、一対のつかみ歯間の間隔が狭くなる試験片の挟持位置で試験片を挟持し、つかみ歯間の間隔が広くなる開放位置で試験片を開放する構成となっている。そして、つかみ歯の挟持位置および開放位置への移動は、チャックを支持するチャックホルダーを上下に移動させることにより行っている(特許文献1および特許文献2参照)。 Conventionally, in a material testing machine that performs a tensile test or a fatigue test of a test piece, various loads are applied to the test piece in a state where the test piece is sandwiched between grips disposed on the upper crosshead and the lower crosshead. The test to give is performed (refer patent document 1). As such a gripping tool, a gripping tool called a wedge-type gripping tool having a chuck holder having gripping teeth (chuck) is used. In this gripping tool, the test piece is clamped at the holding position of the test piece where the distance between the pair of gripping teeth is narrow, and the test piece is opened at the open position where the distance between the gripping teeth is widened. The gripping teeth are moved to the clamping position and the opening position by moving the chuck holder supporting the chuck up and down (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
さらに図3および図4を参照して、従来の材料試験機におけるつかみ具について、上クロスヘッドのつかみ具を例に説明する。図3は、従来の材料試験機の上クロスヘッド123の断面図である。従来のつかみ具は、上クロスヘッド123内に形成された孔部53に、それぞれつかみ歯51を配設した一対のくさび型のチャックホルダー52を備え、上クロスヘッド123とチャックホルダー52との間にはライナー54が配設された構成となっている。チャックホルダー52の側面には、ラック57が形成されており、ピニオン軸41にはラック57の歯型に対応するピニオン58が形成されている。このようなラックアンドピニオン構造によりチャックホルダー52は、上クロスヘッド123を貫通するピニオン軸41の回転と同期して、上下移動する。そして、上クロスヘッド123における孔部53はチャックホルダー52のくさび型に対応するテーパー面を有し、ライナー54もテーパー面に沿って傾斜した状態で備えられる。このため、チャックホルダー52の傾斜に沿った上下移動に伴って、つかみ歯51間の間隔が狭くなり試験片を挟持する挟持位置と、つかみ歯51間の間隔が広くなる試験片の開放位置とに移動可能となっている。
Further, with reference to FIGS. 3 and 4, the grip in the conventional material testing machine will be described by taking the grip of the upper crosshead as an example. FIG. 3 is a cross-sectional view of the
ピニオン軸41は、上クロスヘッド123に固定された一対の軸受け42に軸支されるとともに、その両端には一対のナットからなるロックナット43が締結される。これにより、ピニオン軸41の軸方向の移動が規制され、ピニオン軸41の上クロスヘッド123からの抜けや、ラック57とピニオン58との噛み合わせ位置のズレが防止される。なお、ロックナット43と軸受け42との間には皿ばね46と菊座金60(ベアリングワッシャー)が介挿されており、ピニオン軸41の一端にはピニオン軸41を回転させるためのハンドル30が配設される。また、クロスヘッド123の上部から軸受け42の摺動部(ブッシュ)に向かって潤滑油を供給するための油穴48が形成されている。
The
図4は、従来の材料試験機における菊座金60を示す説明図である。この菊座金60は、その内側に形成された歯61をピニオン軸41に形成されたキー溝44に噛み合わせるように挿入される。そして、菊座金60を介挿したピニオン軸41の両端をロックナット43で締めた後、ロックナット43側に向かって菊座金60の外側の歯62を変形させる。このようにして、ロックナット43の回転を防止してピニオン軸41の位置を固定している。
FIG. 4 is an explanatory view showing a
このようなつかみ具に試験片を挟持させた状態で試験片に負荷を付与する材料試験では、その試験実行中に試験片が破断した場合には、試験片に加えられていた力が急激に開放される。このため、試験片が、特に上クロスヘッド123に向かって押し上げられる。このときの試験片を上方に移動させる力は、つかみ歯51を介してチャックホルダー52に伝達され、チャックホルダー52が上方に移動し、さらに、このチャックホルダー52の動きに同期してピニオン軸41が回転する。しかしながら、試験力の大きさによっては、チャックホルダー52の動きに同期したピニオン軸41の回転に、ピニオン軸41の両端部まで同期しきれない場合がある。そうすると、ピニオン軸41の両端に締結されたロックナット43およびその付近に回転負荷がかかることになり、菊座金60を破損したり、ロックナット43に緩みが生じる恐れがある。
In a material test in which a load is applied to a test piece while holding the test piece in such a gripping tool, if the test piece breaks during the execution of the test, the force applied to the test piece is suddenly increased. Opened. For this reason, the test piece is pushed up toward the
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、試験片の破断ショックによるピニオン軸両端部への負荷に耐えることが可能なピニオン軸固定構造を備えた材料試験機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a material testing machine having a pinion shaft fixing structure capable of withstanding a load on both ends of a pinion shaft due to a breaking shock of a test piece. Objective.
請求項1に記載の発明は、各々チャック歯を有する一対のチャック部材と、ピニオン軸と、前記チャック部材と前記ピニオン軸の軸受けとを支持する支持部材とを備え、前記チャック部材には前記ピニオン軸の回転と共働して前記チャック部材を移動させるラックが形成され、前記チャック部材を前記チャック部材間の間隔が広くなる試験片の開放位置と、前記チャック部材間の間隔が狭くなる試験片の挟持位置とに移動させて、試験片のつかみ具を開閉させる材料試験機において、前記ピニオン軸の両端部に、当該ピニオン軸を中心に向かって互いに付勢する一対のバネ部材と、前記一対のバネ部材を押さえるための、前記支持部材に固定された押さえ部材と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1 includes a pair of chuck members each having a chuck tooth, a pinion shaft, and a support member that supports the chuck member and a bearing of the pinion shaft, and the chuck member includes the pinion. A rack for moving the chuck member in cooperation with the rotation of the shaft is formed, and the test piece is opened at a position where the interval between the chuck members becomes wider and the interval between the chuck members becomes smaller. In the material testing machine that opens and closes the gripping tool of the test piece, the pair of spring members that urge each other toward the center of the pinion shaft at the both ends of the pinion shaft, and the pair And a pressing member fixed to the support member for pressing the spring member.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記チャック部材に形成されたラックと前記ピニオン軸のピニオンは、はす歯である。 The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the rack formed on the chuck member and the pinion of the pinion shaft are helical teeth.
請求項1および請求項2に記載の発明によれば、支持部材に固定された押さえ部材を備え、この押さえ部材でピニオン軸の両端の位置を固定することにより、ピニオン軸の両端への回転負荷に対して、ピニオン軸の軸方向のズレを防止することが可能となる。 According to invention of Claim 1 and Claim 2, it is provided with the pressing member fixed to the supporting member, and the rotational load to the both ends of a pinion shaft is fixed by fixing the position of the both ends of a pinion shaft with this pressing member. On the other hand, the axial displacement of the pinion shaft can be prevented.
請求項2に記載の発明によれば、はす歯のラックアンドピニオン構造を備えることにより、チャックホルダーの移動を滑らかに行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, the chuck holder can be smoothly moved by providing the rack and pinion structure of the helical teeth.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1はこの発明に係る材料試験機の平面図および正面図である。図2は、この発明に係る材料試験機の上クロスヘッド23の断面図である。なお、先に図3を参照して説明した従来の材料試験機と同様の部材については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view and a front view of a material testing machine according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the
この材料試験機は、試験片10に負荷を与えるラムシリンダ18と、ラムシリンダ18により昇降されるテーブル16と、このテーブル16上の対角線位置に立設された一対の支柱15と、一対の支柱15の上端に設けられた上クロスヘッド23と、テーブル15を貫通して支柱15とは異なる対角線位置に立設された一対のねじ棹17と、一対のねじ棹17と螺合するナットを備え、ねじ棹17に対して昇降する下クロスヘッド24とを備える。上クロスヘッド23と下クロスヘッド24には、それぞれつかみ具が内設されおり、試験片10は、その両端をこれらのつかみ具により挟持される。
This material testing machine includes a
上クロスヘッド23には、後述する上クロスヘッド23を貫通するピニオン軸41が配設され、ピニオン軸41の一端にはピニオン軸41を回転させるためのハンドル30が配設される。なお、このハンドル30は、下クロスヘッド24を貫通するピニオン軸41の一端にも配設されるが、図1においては、下クロスヘッド24のハンドルの図示を省略している。
The
また、一対のねじ棹17は図示しない回転機構に接続されている。回転機構により一対のねじ棹17が同期して回転することにより、下クロスヘッド24は、一対のねじ棹17の軸心方向に昇降する。
The pair of
次に、上クロスヘッド23におけるピニオン軸41の固定構造について説明する。なお、下クロスヘッド24のつかみ具としての構造は、チャックホルダー52を収容するくさび型の孔部が上下反転して形成されている以外はほぼ同様である。
Next, the fixing structure of the
図2に示すように、この材料試験機では、従来の材料試験機の上クロスヘッド123のピニオン軸41における菊座金60とロックナット43に換えて、ピニオン軸41を中心に向かって互いに付勢する一対の皿ばね46を押さえる押さえ部材70を備える。
As shown in FIG. 2, in this material testing machine, instead of the star washer 60 and the
この押さえ部材70は、その内部においてチャックホルダー52およびピニオン軸41を支持する支持部材である上クロスヘッド23にボルト71により固定されている。また、押さえ部材70には、ピニオン軸41の端部の太さに対応する孔部が形成され、この孔部にピニオン軸41の端部が挿入される。このため、押さえ部材70で、ピニオン軸41の端部の周りに配設された皿ばね46を押さえるだけでなく、ピニオン軸41を回転自在な状態で上クロスヘッド23に固定することができる。
The
このように、この発明に係る材料試験機では、上クロスヘッド23に固定された押さえ部材70にピニオン軸41の両端を挿入することで、ピニオン軸41の軸方向の動きを規制している。試験片10が試験実行中に破断し、試験片10に加えられていた力が急激解放されたときに、試験片10を上方に移動させる力は、チャックホルダー52からピニオン軸41へと伝達され、ピニオン軸41を回転させる。ここでの試験力が大きく、ピニオン軸41の両端部までチャックホルダー52の動きに同期することができず、ピニオン軸41の両端部に回転負荷がかかったとしても、押さえ部材70は上クロスヘッド23に固定されているため、従来の材料試験機のロックナット43のように破断ショックの回転負荷に耐えられず押さえ部材70が回転することはない。すなわち、このピニオン軸固定構造により、試験片10の破断ショックに起因したピニオン軸41の両端部への回転負荷に耐えることができ、ピニオン軸41の軸方向の位置がズレることを防止できる。
As described above, in the material testing machine according to the present invention, the movement of the
また、この材料試験機において、チャックホルダー52の側面に形成されたラック57は、はす歯であり、ピニオン軸41のピニオン58の歯形もこのはす歯に対応する形状となっている。このため、チャックホルダー52を試験片の挟持位置と開放位置とに滑らかに移動させることが可能となる。
In this material testing machine, the
10 試験片
15 支柱
16 テーブル
17 ねじ棹
18 ラムシリンダ
23 上クロスヘッド
24 下クロスヘッド
30 ハンドル
41 ピニオン軸
42 軸受け
43 ロックナット
46 皿ばね
48 油穴
51 つかみ歯
52 チャックホルダー
53 孔部
54 ライナー
57 ラック
58 ピニオン
60 菊座金
70 押さえ部材
10
Claims (2)
前記ピニオン軸の両端部に、当該ピニオン軸を中心に向かって互いに付勢する一対のバネ部材と、前記一対のバネ部材を押さえるための、前記支持部材に固定された押さえ部材と、を備えることを特徴とする材料試験機。 A pair of chuck members each having a chuck tooth; a pinion shaft; and a support member that supports the chuck member and a bearing of the pinion shaft, wherein the chuck member cooperates with the rotation of the pinion shaft. A rack for moving the chuck member is formed, and the chuck member is moved to an open position of the test piece where the interval between the chuck members is widened and a holding position of the test piece where the interval between the chuck members is narrowed, In the material testing machine that opens and closes the grip of the test piece,
A pair of spring members that urge each other toward the center of the pinion shaft, and a pressing member fixed to the support member for pressing the pair of spring members, are provided at both ends of the pinion shaft. A material testing machine featuring.
前記チャック部材に形成されたラックと前記ピニオン軸のピニオンは、はす歯である材料試験機。 The material testing machine according to claim 1,
A material testing machine in which the rack formed on the chuck member and the pinion of the pinion shaft are helical teeth.
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