JP2017096713A - Fatigue tester - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fatigue tester that can give a testing force to a test subject with a smaller number of components.SOLUTION: The fatigue tester includes a base board 11, a cross head 13, and a pair of mechanical lock cylinders 12 connected to the base board 11 and the cross head 13. The mechanical lock cylinder 12 includes a piston, a cylinder rod connected to the piston, and a cylinder arranged to the piston in an interference fit state. In the piston and the cylinder rod, a flow path is formed for supplying a hydraulic oil to the interference fit region. The flow path is connected to an unlocked port.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

この発明は、試験体に繰り返し負荷を付与することにより疲労試験を行う疲労試験機に関する。   The present invention relates to a fatigue testing machine that performs a fatigue test by repeatedly applying a load to a specimen.

従来より、昇降用シリンダの伸縮により、基台に立設された支柱に沿ってクロスヘッドを昇降させてクロスヘッドの高さ位置を設定するとともに、基台とクロスヘッドの間に設置された試験体に対してクロスヘッドに固定されたアクチュエータを使用して試験力を与えることにより疲労試験等を行う疲労試験機が知られている（例えば特許文献１）。このような疲労試験機においては、クロスヘッドを所定の高さ位置に固定するための油圧クランプ等のクランプ手段がクロスヘッドに配設されており、試験中においては、この油圧クランプに油圧源から圧油を供給して加圧することにより、クロスヘッドを支柱に固定し、試験体の大きさに応じてクロスヘッドの高さ位置を調整するときには、油圧クランプ内の圧油を抜いて圧力を解放し、昇降用シリンダの伸縮によりクロスヘッドを支柱に沿って昇降可能としている。   Conventionally, the height of the crosshead is set by raising and lowering the crosshead along the pillars erected on the base by expanding and contracting the lifting cylinder, and a test installed between the base and the crosshead. There is known a fatigue testing machine that performs a fatigue test or the like by applying a test force to an object using an actuator fixed to a crosshead (for example, Patent Document 1). In such a fatigue testing machine, a clamping means such as a hydraulic clamp for fixing the crosshead at a predetermined height position is disposed on the crosshead. During the test, a hydraulic source is connected to the hydraulic clamp. By supplying and pressurizing pressure oil, the crosshead is fixed to the column and when adjusting the height position of the crosshead according to the size of the specimen, the pressure oil in the hydraulic clamp is removed to release the pressure. In addition, the crosshead can be moved up and down along the column by expansion and contraction of the lifting cylinder.

図７は、このような従来の疲労試験機の概要図である。なお、図７(ａ)は疲労試験機の平面概要図であり、図７（ｂ）は疲労試験機の正面概要図である。   FIG. 7 is a schematic diagram of such a conventional fatigue testing machine. 7A is a schematic plan view of the fatigue testing machine, and FIG. 7B is a schematic front view of the fatigue testing machine.

この疲労試験機は、基台８１と、この基台８１に立設された一対の支柱８２と、これらの支柱８２に昇降可能に支持されたクロスヘッド８３とを備える。クロスヘッド８３には、支柱８２を挿入可能な孔部と、この孔部と連結されたわり溝が形成されており、クロスヘッド８３は、クランプ用油圧シリンダ８７を利用したクランプ機構により支柱８２の任意の高さ位置に固定される。クロスヘッド８３には、アクチュエータとしての油圧シリンダ８５が配設されており、この油圧シリンダ８５のシリンダロッド８６の下端部には、上つかみ具９１が付設されている。また、基台８１には下つかみ具９２が、ロードセル８８を介して付設されている。試験体１００は、その両端をこれらの上つかみ具９１および下つかみ具９２により把持される。クロスヘッド８３の両端部には、一対の昇降用油圧シリンダ８４が配設されており、試験体１００の大きさに応じてクロスヘッド８３の高さ位置が変更される。このような疲労試験機において疲労試験を実行するときには、油圧シリンダ８５のシリンダロッド８６を往復移動させることにより試験体１００に試験力が付与され、そのときの試験力の大きさがロードセル８８により測定される。   This fatigue testing machine includes a base 81, a pair of support posts 82 erected on the support base 81, and a crosshead 83 supported by these support posts 82 so as to be movable up and down. The cross head 83 is formed with a hole portion into which the support 82 can be inserted, and a slit groove connected to the hole. The cross head 83 is formed by the clamping mechanism using the hydraulic cylinder 87 for clamping. It is fixed at an arbitrary height position. The cross head 83 is provided with a hydraulic cylinder 85 as an actuator, and an upper grip 91 is attached to the lower end portion of the cylinder rod 86 of the hydraulic cylinder 85. Further, a lower grip 92 is attached to the base 81 via a load cell 88. The test body 100 is gripped at both ends by the upper grip 91 and the lower grip 92. A pair of lifting hydraulic cylinders 84 is disposed at both ends of the cross head 83, and the height position of the cross head 83 is changed according to the size of the test body 100. When a fatigue test is performed in such a fatigue tester, a test force is applied to the test body 100 by reciprocating the cylinder rod 86 of the hydraulic cylinder 85, and the magnitude of the test force at that time is measured by the load cell 88. Is done.

実用新案登録第３１３４７２３号公報Utility Model Registration No. 3134723

図７に示す従来の疲労試験機においては、基台８１と、一対の支柱８２と、クロスヘッド８３とが、試験体１００に試験力を付与するための負荷枠（反力枠）を構成する。そして、クロスヘッド８３の昇降に対しては、以下の要件が必要となる。すなわち、第１に、クロスヘッド８３を試験体１００のサイズに応じて昇降させうることである。また第２に、クロスヘッド８３の昇降に伴って試験体１００に対する試験力の負荷軸線がずれないことである。さらに、第３に、クロスヘッド８３の昇降完了後に、クロスヘッド８３を試験力に耐えうる力で固定するために、クロスヘッド８３を再度支柱８２に締結できることである。   In the conventional fatigue testing machine shown in FIG. 7, the base 81, the pair of struts 82, and the crosshead 83 constitute a load frame (reaction force frame) for applying a test force to the test body 100. . The following requirements are required for raising and lowering the crosshead 83. That is, first, the crosshead 83 can be raised and lowered according to the size of the test body 100. Second, the load axis of the test force against the test body 100 does not shift as the cross head 83 moves up and down. Third, the crosshead 83 can be fastened to the support 82 again after the crosshead 83 has been raised and lowered in order to fix the crosshead 83 with a force that can withstand the test force.

図７に示す従来の疲労試験機においては、一対の支柱８２と、クランプ用油圧シリンダ８７と、昇降用油圧シリンダ８４とにより、上述した３つの要件を充足している。すなわち、昇降用油圧シリンダ８４の作用により、一対の支柱８２をガイドとして、クロスヘッド８３を昇降させた後、クランプ用油圧シリンダ８７によりクロスヘッド８３を支柱８２に締結している。このため、負荷枠を構成する部品の点数が増加するという問題が生ずる。   In the conventional fatigue testing machine shown in FIG. 7, the pair of support columns 82, the clamping hydraulic cylinder 87, and the lifting hydraulic cylinder 84 satisfy the above three requirements. That is, the crosshead 83 is fastened to the support 82 by the clamping hydraulic cylinder 87 after the crosshead 83 is moved up and down by the action of the lifting hydraulic cylinder 84 using the pair of support posts 82 as a guide. For this reason, there arises a problem that the number of parts constituting the load frame increases.

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、より少ない部品点数により、試験体に対して試験力を付与することが可能な疲労試験機を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a fatigue testing machine capable of imparting a test force to a specimen with a smaller number of parts.

請求項１に記載の発明は、基台と、クロスヘッドと、前記基台と前記クロスヘッドとの間に設置される試験体に試験力を負荷する負荷アクチュエータと、を備えた疲労試験機において、前記基台と前記クロスヘッドとに連結され、前記クロスヘッドを前記試験力の付与方向に往復移動させる移動機構を備え、当該移動機構は、移動部材と、前記移動部材の外周部に対して締まりばめ状態で配設されたシリンダと、前記移動部材の外周部と前記シリンダとの間の領域に流体を供給することにより、前記締まりばめによる締結状態を解除する第１流体供給機構と、前記第１流体供給機構により前記締まりばめが解除された状態で、前記シリンダ内に流体を供給することにより、前記移動部材を前記シリンダに対して移動させる第２流体供給機構と、を有するメカニカルロックシリンダから構成されることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a fatigue testing machine comprising: a base; a cross head; and a load actuator that applies a test force to a test body installed between the base and the cross head. A moving mechanism connected to the base and the crosshead and reciprocatingly moving the crosshead in the direction in which the test force is applied, the moving mechanism being connected to the moving member and the outer periphery of the moving member A cylinder disposed in an interference fit state, and a first fluid supply mechanism for releasing a fastening state due to the interference fit by supplying fluid to a region between an outer peripheral portion of the moving member and the cylinder; A second fluid supply mechanism that moves the moving member relative to the cylinder by supplying fluid into the cylinder in a state where the interference fit is released by the first fluid supply mechanism; Characterized in that it is composed of a mechanical lock cylinder having a.

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の疲労試験機において、前記メカニカルロックシリンダは、前記試験体の両側に少なくとも一対配設される。   According to a second aspect of the present invention, in the fatigue testing machine according to the first aspect, at least a pair of the mechanical lock cylinders are disposed on both sides of the test body.

請求項１に記載の発明によれば、メカニカルロックシリンダの作用により、クロスヘッドを、試験力の負荷軸線をずらすことなく移動させた上で静止状態とすることができる。このため、より少ない部品点数により、試験体に対して試験力を付与することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, the cross head can be moved to the stationary state without shifting the load axis of the test force by the action of the mechanical lock cylinder. For this reason, it becomes possible to give a test force with respect to a test body by a smaller number of parts.

請求項２に記載の発明によれば、クロスヘッドの移動と固定を、より確実に実行することが可能となる。   According to the second aspect of the present invention, the movement and fixation of the crosshead can be more reliably executed.

この発明に係る疲労試験機の概要図である。1 is a schematic diagram of a fatigue testing machine according to the present invention. メカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。3 is a schematic diagram showing a configuration of a mechanical lock cylinder 12. FIG. メカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。3 is a schematic diagram showing a configuration of a mechanical lock cylinder 12. FIG. この発明に係る疲労試験機における油圧回路を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the hydraulic circuit in the fatigue testing machine which concerns on this invention. 第２実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the mechanical lock cylinder 12 which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the mechanical lock cylinder 12 which concerns on 3rd Embodiment. 従来の疲労試験機の概要図である。It is a schematic diagram of a conventional fatigue testing machine.

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る疲労試験機の概要図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a fatigue testing machine according to the present invention.

この疲労験機は、基台１１と、クロスヘッド１３と、これらの基台１１とクロスヘッド１３とを連結する一対のメカニカルロックシリンダ１２とを備える。これらの基台１１、一対のメカニカルロックシリンダ１２およびクロスヘッド１３は、試験体１００に試験力を付与するための負荷枠を構成する。   The fatigue testing machine includes a base 11, a cross head 13, and a pair of mechanical lock cylinders 12 that connect the base 11 and the cross head 13. The base 11, the pair of mechanical lock cylinders 12, and the crosshead 13 constitute a load frame for applying a test force to the test body 100.

クロスヘッド１３には、アクチュエータとしての油圧シリンダ１５が配設されており、この油圧シリンダ１５のシリンダロッド１６の下端部には、上つかみ具２１が付設されている。また、基台１１には下つかみ具２２が、ロードセル１８を介して付設されている。試験体１００は、その両端をこれらの上つかみ具２１および下つかみ具２２により把持される。上つかみ具２１および下つかみ具２２により把持された試験体１００の両側には、基台１１とクロスヘッド１３とを連結する一対のメカニカルロックシリンダ１２が配設されており、試験体１００の大きさに応じてクロスヘッド１３の高さ位置が変更される。この疲労試験機において疲労試験を実行するときには、油圧シリンダ１５のシリンダロッド１６を往復移動させることにより試験体１００に試験力が付与され、そのときの試験力の大きさがロードセル１８により測定される。   The cross head 13 is provided with a hydraulic cylinder 15 as an actuator, and an upper gripping tool 21 is attached to the lower end portion of the cylinder rod 16 of the hydraulic cylinder 15. A lower grip 22 is attached to the base 11 via a load cell 18. The test body 100 is gripped at both ends by the upper gripping tool 21 and the lower gripping tool 22. A pair of mechanical lock cylinders 12 for connecting the base 11 and the crosshead 13 are disposed on both sides of the test body 100 held by the upper gripping tool 21 and the lower gripping tool 22. Accordingly, the height position of the crosshead 13 is changed. When a fatigue test is performed in this fatigue tester, a test force is applied to the test body 100 by reciprocating the cylinder rod 16 of the hydraulic cylinder 15, and the magnitude of the test force at that time is measured by the load cell 18. .

なお、図１に示す材料試験機では、試験治具として上つかみ具２１および下つかみ具２２が、負荷枠内に配設されている例を示しているが、上つかみ具２１または下つかみ具２２にかえて、圧盤が使用される場合もある。また、アクチュエータとしての油圧シリンダ１５を基台１１に配設し、ロードセル１８をクロスヘッド１３に配設するようにしてもよい。   In the material testing machine shown in FIG. 1, an example is shown in which the upper gripping tool 21 and the lower gripping tool 22 are arranged in the load frame as test jigs. However, the upper gripping tool 21 or the lower gripping tool is shown. Instead of 22, a platen may be used. Alternatively, a hydraulic cylinder 15 as an actuator may be disposed on the base 11 and the load cell 18 may be disposed on the crosshead 13.

このような構成を有する疲労試験機においては、上述したように、クロスヘッド１３を試験体１００のサイズに応じて昇降させ得ること、クロスヘッド１３の昇降に伴って試験体１００に対する試験力の負荷軸線がずれないこと、および、クロスヘッド１３の昇降完了後にクロスヘッド１３を試験力に耐えうる力で固定し得ることが要求される。これを実現するために、この発明に係る疲労試験機においては、試験体１００の両側に配設された一対のメカニカルロックシリンダ１２を利用している。   In the fatigue testing machine having such a configuration, as described above, the crosshead 13 can be raised and lowered according to the size of the test body 100, and the test force applied to the test body 100 as the crosshead 13 is raised and lowered. It is required that the axis does not deviate and that the crosshead 13 can be fixed with a force capable of withstanding the test force after the lifting and lowering of the crosshead 13 is completed. In order to realize this, in the fatigue testing machine according to the present invention, a pair of mechanical lock cylinders 12 disposed on both sides of the test body 100 are used.

図２および図３は、メカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。なお、図２はシリンダロッド３３が後退した状態を示し、図３はシリンダロッド３３が前進した状態を示している。   2 and 3 are schematic views showing the configuration of the mechanical lock cylinder 12. 2 shows a state in which the cylinder rod 33 has been retracted, and FIG. 3 shows a state in which the cylinder rod 33 has advanced.

このメカニカルロックシリンダ１２は、ピストン３２と、このピストン３２に連結されたシリンダロッド３３と、ピストン３２に対して締まりばめ状態で配設されたシリンダ３１とを備える。図２および図３に示すピストン３２の左側の領域には、作動油の貯留部３４が形成されており、この貯留部３４には、前進ポート３５が連結されている。また、図２および図３に示すピストン３２の右側の領域には、作動油の貯留部３６が形成されており、この貯留部３６には、後退ポート３７が連結されている。なお、ピストン３２およびシリンダロッド３３は、この発明に係る移動部材を構成する。   The mechanical lock cylinder 12 includes a piston 32, a cylinder rod 33 connected to the piston 32, and a cylinder 31 disposed in an interference fit state with respect to the piston 32. A hydraulic oil reservoir 34 is formed in the left region of the piston 32 shown in FIGS. 2 and 3, and a forward port 35 is connected to the reservoir 34. A hydraulic oil reservoir 36 is formed in the right region of the piston 32 shown in FIGS. 2 and 3, and a backward port 37 is connected to the reservoir 36. The piston 32 and the cylinder rod 33 constitute a moving member according to the present invention.

図２および図３において太線で示す領域４３は、シリンダ３１の、ピストン３２に対する締まりばめ領域となっている。この領域４３において、ピストン３２とシリンダ３１とは、締まりばめ状態で互いに固定される。ピストン３２およびシリンダロッド３３内には、領域４３に作動油を供給するための流路４１が形成されている。この流路４１には、アンロックポート４２が連結されている。また、領域４３の両側には、パッキング４４が配設されている。   A region 43 indicated by a thick line in FIGS. 2 and 3 is an interference fit region of the cylinder 31 with respect to the piston 32. In this region 43, the piston 32 and the cylinder 31 are fixed to each other with an interference fit. A flow path 41 for supplying hydraulic oil to the region 43 is formed in the piston 32 and the cylinder rod 33. An unlock port 42 is connected to the flow path 41. Further, packings 44 are disposed on both sides of the region 43.

図２は、領域４３に作動油が供給されていない状態を示している。この状態においては、領域４３においてピストン３２とシリンダ３１とが締まりばめ状態となっており。ピストン３２とシリンダ３１とは互いに締結状態となっている。このときには、ピストン３２とシリンダ３１との軸心は互いに一致している。   FIG. 2 shows a state where hydraulic oil is not supplied to the region 43. In this state, the piston 32 and the cylinder 31 are in an interference fit state in the region 43. The piston 32 and the cylinder 31 are fastened to each other. At this time, the axes of the piston 32 and the cylinder 31 coincide with each other.

この状態から、図３に示すように、アンロックポート４２および流路４１を介して領域４３に作動油が供給されたときには、領域４３においてシリンダ３１が外側に湾曲する。これにより、ピストン３２とシリンダ３１との締まりばめによる締結状態が解除される。そして、図３に示すように前進ポート３５から貯留部３４に作動油を流入させることにより、ピストン３２およびシリンダロッド３３が、図３に示す右側方向に移動する。ピストン３２およびシリンダロッド３３の移動後に、領域４３への作動油の供給を停止したときには、領域４３においてピストン３２とシリンダ３１とが、再度、締まりばめ状態となる。これにより、ピストン３２とシリンダ３１とは、再び、互いに締結状態となる。   From this state, as shown in FIG. 3, when hydraulic oil is supplied to the region 43 through the unlock port 42 and the flow path 41, the cylinder 31 is curved outward in the region 43. Thereby, the fastening state by the interference fit between the piston 32 and the cylinder 31 is released. Then, as shown in FIG. 3, by causing the hydraulic oil to flow from the advance port 35 into the storage portion 34, the piston 32 and the cylinder rod 33 move in the right direction shown in FIG. When the supply of hydraulic oil to the region 43 is stopped after the movement of the piston 32 and the cylinder rod 33, the piston 32 and the cylinder 31 are again in an interference fit state in the region 43. As a result, the piston 32 and the cylinder 31 are brought into the fastening state again.

ピストン３２およびシリンダロッド３３を図３に示す左側方向に移動させるときには、再度、アンロックポート４２および流路４１を介して領域４３に作動油を供給し、領域４３においてシリンダ３１を外側に湾曲させる。これにより、ピストン３２とシリンダ３１との締まりばめによる締結状態が解除される。そして、後退ポート３７から貯留部３６に作動油を流入させることにより、ピストン３２およびシリンダロッド３３が、図３に示す左側方向に移動する。   When the piston 32 and the cylinder rod 33 are moved in the left direction shown in FIG. 3, the hydraulic oil is supplied again to the region 43 through the unlock port 42 and the flow path 41, and the cylinder 31 is bent outward in the region 43. . Thereby, the fastening state by the interference fit between the piston 32 and the cylinder 31 is released. And by making hydraulic oil flow in into the storage part 36 from the reverse port 37, the piston 32 and the cylinder rod 33 move to the left direction shown in FIG.

図４は、この発明に係る疲労試験機における油圧回路を示す概要図である。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a hydraulic circuit in the fatigue testing machine according to the present invention.

この油圧回路は、ピストン３２の外周部とシリンダ３１との間の領域に作動油を供給することにより締まりばめによる締結状態を解除するこの発明に係る第１流体供給機構、および、この第１流体供給機構により締まりばめが解除された状態でシリンダ３１内に作動油を供給することによりピストン３２およびシリンダロッド３３をシリンダ３１に対して移動させるこの発明に係る第２流体供給機構を構成するものであり、油圧ポンプ６３と、油源６４と、逆止弁６５、６６と、絞り弁６７、６８と、レバー式の切替弁６１、６２とを備える。ここで、切替弁６１は３位置弁であり、切替弁６２は２位置弁である。   The hydraulic circuit includes a first fluid supply mechanism according to the present invention that releases a fastening state by an interference fit by supplying hydraulic oil to a region between the outer peripheral portion of the piston 32 and the cylinder 31, and the first fluid supply mechanism. The second fluid supply mechanism according to the present invention is configured to move the piston 32 and the cylinder rod 33 with respect to the cylinder 31 by supplying the hydraulic oil into the cylinder 31 with the interference fit released by the fluid supply mechanism. It includes a hydraulic pump 63, an oil source 64, check valves 65 and 66, throttle valves 67 and 68, and lever-type switching valves 61 and 62. Here, the switching valve 61 is a three-position valve, and the switching valve 62 is a two-position valve.

図４は、メカニカルロックシリンダ１２が、図２に示すようにロックされた状態を示している。試験体１００に対する疲労試験は、この状態において実行される。   FIG. 4 shows a state in which the mechanical lock cylinder 12 is locked as shown in FIG. The fatigue test for the specimen 100 is executed in this state.

図１に示すクロスヘッド１３を移動させる場合においては、レバー式の切替弁６２を、図４に示す領域６２ａが有効となる状態から、領域６２ｂが有効となる状態に切り替える。これにより、各メカニカルロックシリンダ１２におけるアンロックポート４２に作動油が供給される。このため、図３に示すように、領域４３においてシリンダ３１が外側に湾曲する。これにより、ピストン３２とシリンダ３１との締まりばめによる締結状態が解除される。   When the crosshead 13 shown in FIG. 1 is moved, the lever-type switching valve 62 is switched from a state where the region 62a shown in FIG. 4 is effective to a state where the region 62b is effective. As a result, hydraulic oil is supplied to the unlock port 42 in each mechanical lock cylinder 12. For this reason, as shown in FIG. 3, the cylinder 31 is curved outward in the region 43. Thereby, the fastening state by the interference fit between the piston 32 and the cylinder 31 is released.

この状態で、切替弁６１を操作して、ピストン３２およびシリンダロッド３３を移動させる。この場合に、切替弁６１を、図４に示す領域６１ｃが有効となる状態から、領域６１ｂが有効となる状態に切り替えた場合においては、逆止弁６５および絞り弁６７を介して、メカニカルロックシリンダ１２における後退ポート３７から貯留部３６内に作動油が供給される。また、逆止弁６６にパイロット圧が付与され、メカニカルロックシリンダ１２における貯留部３４内の作動油が、前進ポート３５から、絞り弁６８および逆止弁６６を介して排出される。これにより、メカニカルロックシリンダ１２におけるピストン３２およびシリンダロッド３３は、図４における下方向（図２および図３における左側方向）に移動する。このときの移動速度は、絞り弁６７、６８の作用によりコントロールされる。   In this state, the switching valve 61 is operated to move the piston 32 and the cylinder rod 33. In this case, when the switching valve 61 is switched from the state in which the region 61c shown in FIG. 4 is enabled to the state in which the region 61b is enabled, the mechanical lock is set via the check valve 65 and the throttle valve 67. Hydraulic fluid is supplied into the reservoir 36 from the retreat port 37 in the cylinder 12. Further, a pilot pressure is applied to the check valve 66, and the hydraulic oil in the reservoir 34 in the mechanical lock cylinder 12 is discharged from the forward port 35 through the throttle valve 68 and the check valve 66. As a result, the piston 32 and the cylinder rod 33 in the mechanical lock cylinder 12 move downward in FIG. 4 (leftward direction in FIGS. 2 and 3). The moving speed at this time is controlled by the action of the throttle valves 67 and 68.

一方、切替弁６１を、図４に示す領域６１ｃが有効となる状態から、領域６１ａが有効となる状態に切り替えた場合においては、逆止弁６６および絞り弁６８を介して、メカニカルロックシリンダ１２における前進ポート３５から貯留部３４内に作動油が供給される。また、逆止弁６５にパイロット圧が付与され、メカニカルロックシリンダ１２における貯留部３６内の作動油が、後退ポート３７から、絞り弁６７および逆止弁６５を介して排出される。これにより、メカニカルロックシリンダ１２におけるピストン３２およびシリンダロッド３３は、図４における上方向（図２および図３における右側方向）に移動する。このときの移動速度は、絞り弁６７、６８の作用によりコントロールされる。   On the other hand, when the switching valve 61 is switched from the state in which the region 61c shown in FIG. 4 is enabled to the state in which the region 61a is enabled, the mechanical lock cylinder 12 is connected via the check valve 66 and the throttle valve 68. The hydraulic oil is supplied into the reservoir 34 from the forward port 35 in FIG. Further, a pilot pressure is applied to the check valve 65, and the hydraulic oil in the storage portion 36 in the mechanical lock cylinder 12 is discharged from the reverse port 37 through the throttle valve 67 and the check valve 65. Thereby, the piston 32 and the cylinder rod 33 in the mechanical lock cylinder 12 move in the upward direction in FIG. 4 (rightward direction in FIGS. 2 and 3). The moving speed at this time is controlled by the action of the throttle valves 67 and 68.

以上のように、この発明に係る疲労試験機によれば、一対のメカニカルロックシリンダ１２の作用により、クロスヘッド１３を試験体１００のサイズに応じて昇降させることと、クロスヘッド１３の昇降に伴って試験体１００に対する試験力の負荷軸線がずれないことと、クロスヘッド１３の昇降完了後にクロスヘッド８３を試験力に耐えうる力で固定することとが可能となる。   As described above, according to the fatigue testing machine according to the present invention, the action of the pair of mechanical lock cylinders 12 raises and lowers the crosshead 13 according to the size of the test body 100 and as the crosshead 13 moves up and down. Thus, the load axis of the test force with respect to the test body 100 does not shift, and the crosshead 83 can be fixed with a force that can withstand the test force after the lifting and lowering of the crosshead 13 is completed.

なお、メカニカルロックシリンダ１２としては、上述したピストン３２やシリンダロッド３３等から構成される移動部材と、この移動部材の外周部に対して締まりばめ状態で配設されたシリンダと、移動部材の外周部とシリンダとの間の領域に作動油等の流体を供給することにより締まりばめによる締結状態を解除する第１流体供給機構と、第１流体供給機構により締まりばめが解除された状態でシリンダ内に作動油等の流体を供給することにより移動部材をシリンダに対して移動させる第２流体供給機構と、を有するものであれば、図２及び図３に示す構造以外のものを使用することも可能である。   The mechanical lock cylinder 12 includes a moving member composed of the above-described piston 32, cylinder rod 33, and the like, a cylinder disposed in an interference fit state with respect to the outer peripheral portion of the moving member, and a moving member. A first fluid supply mechanism that releases a fastening state by an interference fit by supplying a fluid such as hydraulic oil to a region between the outer peripheral portion and the cylinder, and a state in which the interference fit is released by the first fluid supply mechanism And a second fluid supply mechanism that moves the moving member relative to the cylinder by supplying a fluid such as hydraulic fluid into the cylinder, a device other than the structure shown in FIGS. 2 and 3 is used. It is also possible to do.

図５は、第２実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。   FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the mechanical lock cylinder 12 according to the second embodiment.

このメカニカルロックシリンダ１２は、ピストン３２と、このピストン３２に連結されたシリンダロッド３３と、ピストン３２を囲うシリンダ３１とを備える。図５に示すピストン３２の左側の領域には、作動油の貯留部３４が形成されており、この貯留部３４には、前進ポート３５が連結されている。また、図５に示すピストン３２の右側の領域には、作動油の貯留部３６が形成されており、この貯留部３６には、後退ポート３７が連結されている。なお、ピストン３２およびシリンダロッド３３は、この発明に係る移動部材を構成する。   The mechanical lock cylinder 12 includes a piston 32, a cylinder rod 33 connected to the piston 32, and a cylinder 31 that surrounds the piston 32. A hydraulic oil reservoir 34 is formed in the left region of the piston 32 shown in FIG. Further, a hydraulic oil reservoir 36 is formed in a region on the right side of the piston 32 shown in FIG. 5, and a backward port 37 is connected to the reservoir 36. The piston 32 and the cylinder rod 33 constitute a moving member according to the present invention.

また、このメカニカルロックシリンダ１２においては、シリンダロッド３３の外周部には、シリンダ部材５１が、シリンダロッド３３に対して締まりばめ状態で配設されている。図５において太線で示す領域５２は、シリンダ部材５１の、シリンダロッド３３に対する締まりばめ領域となっている。この領域５２において、シリンダロッド３３とシリンダ部材５１とは、締まりばめ状態で互いに固定される。シリンダ部材５１には、領域５２に作動油を供給するためのアンロックポート５３が形成されている。   Further, in the mechanical lock cylinder 12, the cylinder member 51 is disposed on the outer peripheral portion of the cylinder rod 33 in a tight-fitting state with respect to the cylinder rod 33. In FIG. 5, a region 52 indicated by a thick line is an interference fit region of the cylinder member 51 with respect to the cylinder rod 33. In this region 52, the cylinder rod 33 and the cylinder member 51 are fixed to each other with an interference fit. The cylinder member 51 is formed with an unlock port 53 for supplying hydraulic oil to the region 52.

図５は、領域５２に作動油が供給されていない状態を示している。この状態においては、領域５２においてシリンダロッド３３とシリンダ部材５１とが締まりばめ状態となっており。シリンダロッド３３とシリンダ部材５１とは互いに締結状態となっている。このときには、シリンダロッド３３とシリンダ部材５１との軸心は互いに一致している。   FIG. 5 shows a state where hydraulic oil is not supplied to the region 52. In this state, the cylinder rod 33 and the cylinder member 51 are in an interference fit state in the region 52. The cylinder rod 33 and the cylinder member 51 are fastened to each other. At this time, the axial centers of the cylinder rod 33 and the cylinder member 51 coincide with each other.

この状態から、アンロックポート４２を介して領域５２に作動油が供給されたときには、領域５２おいてシリンダ部材５１が外側に湾曲する。これにより、シリンダロッド３３とシリンダ部材５１との締まりばめによる締結状態が解除される。そして、前進ポート３５から貯留部３４に作動油を流入させることにより、ピストン３２およびシリンダロッド３３が、図５に示す右側方向に移動する。そして、ピストン３２およびシリンダロッド３３の移動後に、領域５２への作動油の供給を停止したときには、領域５２においてシリンダロッド３３とシリンダ部材５１とが、再度、締まりばめ状態となる。これにより、シリンダロッド３３とシリンダ部材５１とは、再び、互いに締結状態となる。   From this state, when hydraulic fluid is supplied to the region 52 via the unlock port 42, the cylinder member 51 is curved outward in the region 52. Thereby, the fastening state by the interference fit between the cylinder rod 33 and the cylinder member 51 is released. And by making hydraulic oil flow in into the storage part 34 from the advance port 35, the piston 32 and the cylinder rod 33 move to the right side shown in FIG. When the supply of hydraulic oil to the region 52 is stopped after the movement of the piston 32 and the cylinder rod 33, the cylinder rod 33 and the cylinder member 51 are in an interference fit state again in the region 52. Thereby, the cylinder rod 33 and the cylinder member 51 will be in a fastening state again.

ピストン３２およびシリンダロッド３３を図５に示す左側方向に移動させるときには、再度、アンロックポート４２を介して領域５２に作動油を供給し、領域５２においてシリンダ部材５１を外側に湾曲させる。これにより、シリンダロッド３３とシリンダ部材５１との締まりばめによる締結状態が解除される。そして、後退ポート３７から貯留部３６に作動油を流入させることにより、ピストン３２およびシリンダロッド３３が、図３に示す左側方向に移動する。   When the piston 32 and the cylinder rod 33 are moved in the left direction shown in FIG. 5, hydraulic oil is supplied again to the region 52 via the unlock port 42, and the cylinder member 51 is bent outward in the region 52. Thereby, the fastening state by the interference fit between the cylinder rod 33 and the cylinder member 51 is released. And by making hydraulic oil flow in into the storage part 36 from the reverse port 37, the piston 32 and the cylinder rod 33 move to the left direction shown in FIG.

図２及び図３に示すメカニカルロックシリンダ１２は、ピストン３２とシリンダ３１とが締まりばめ状態となる構成であるのに対し、図５に示すメカニカルロックシリンダ１２は、シリンダ部材５１とシリンダロッド３３とが締まりばめ状態となる構成となっている。図５に示す構成を有するメカニカルロックシリンダ１２を図１に示す疲労試験機に使用した場合においても、図２及び図３に示すメカニカルロックシリンダ１２を使用した場合と同様の作用効果を得ることが可能となる。なお、ピストン３２とシリンダ３１と、シリンダ部材５１とシリンダロッド３３との両方が、締まりばめ状態となるメカニカルロックシリンダ１２を使用してもよい。   The mechanical lock cylinder 12 shown in FIGS. 2 and 3 has a configuration in which the piston 32 and the cylinder 31 are in an interference fit state, whereas the mechanical lock cylinder 12 shown in FIG. 5 has a cylinder member 51 and a cylinder rod 33. Are in a tight fit state. Even when the mechanical lock cylinder 12 having the configuration shown in FIG. 5 is used in the fatigue testing machine shown in FIG. 1, the same function and effect as when the mechanical lock cylinder 12 shown in FIGS. 2 and 3 is used can be obtained. It becomes possible. In addition, you may use the mechanical lock cylinder 12 from which the piston 32 and the cylinder 31, both the cylinder member 51, and the cylinder rod 33 will be in an interference fit state.

図６は、第３実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２の構成を示す模式図である。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of the mechanical lock cylinder 12 according to the third embodiment.

このメカニカルロックシリンダ１２は、ロッド部材５９と、シリンダ５４と、ロッド部材５９の外周部に配設されたシリンダ部材６０とを備える。シリンダ５４の内部には、作動油を貯留する貯留部５７が形成されており、ロッド部材５９の一端は、この貯留部５７内に進入している。また、この貯留部５７は、流入流出ポート５８に接続されている。なお、このロッド部材５９は、この発明に係る移動部材を構成する。   The mechanical lock cylinder 12 includes a rod member 59, a cylinder 54, and a cylinder member 60 disposed on the outer periphery of the rod member 59. A storage portion 57 that stores hydraulic oil is formed inside the cylinder 54, and one end of the rod member 59 enters the storage portion 57. The reservoir 57 is connected to the inflow / outflow port 58. The rod member 59 constitutes a moving member according to the present invention.

また、このメカニカルロックシリンダ１２においては、ロッド部材５９の一部の外周部には、シリンダ部材６０が、ロッド部材５９に対して締まりばめ状態で配設されている。図６において太線で示す領域５６は、シリンダ部材６０の、ロッド部材５９に対する締まりばめ領域となっている。この領域５６において、ロッド部材５９とシリンダ部材６０とは、締まりばめ状態で互いに固定される。シリンダ部材６０には、領域５６に作動油を供給するためのアンロックポート５５が形成されている。また、領域５６の両側には、パッキング４４が配設されている。   Further, in the mechanical lock cylinder 12, a cylinder member 60 is disposed on a part of the outer peripheral portion of the rod member 59 in a tight-fitting state with respect to the rod member 59. In FIG. 6, a region 56 indicated by a thick line is an interference fit region of the cylinder member 60 with respect to the rod member 59. In this region 56, the rod member 59 and the cylinder member 60 are fixed to each other with an interference fit. The cylinder member 60 is formed with an unlock port 55 for supplying hydraulic oil to the region 56. Further, packings 44 are disposed on both sides of the region 56.

図６は、領域５６に作動油が供給されていない状態を示している。この状態においては、領域５６においてロッド部材５９とシリンダ部材６０とが締まりばめ状態となっており。ロッド部材５９とシリンダ部材６０とは互いに締結状態となっている。このときには、ロッド部材５９とシリンダ部材６０との軸心は互いに一致している。   FIG. 6 shows a state where hydraulic oil is not supplied to the region 56. In this state, the rod member 59 and the cylinder member 60 are in an interference fit state in the region 56. The rod member 59 and the cylinder member 60 are fastened to each other. At this time, the axial centers of the rod member 59 and the cylinder member 60 coincide with each other.

この状態から、アンロックポート５５を介して領域５６に作動油が供給されたときには、領域５６おいてシリンダ部材６０が外側に湾曲する。これにより、ロッド部材５９とシリンダ部材６０との締まりばめによる締結状態が解除される。この状態において、流入流出ポート５８から貯留部５７内に作動油を流入させたときには、ロッド部材５９は図６に示す右側方向に移動する。また、この状態において、流入流出ポート５８から貯留部５７内から作動油を流出させたときには、ロッド部材５９は図６に示す左側方向に移動する。そして、ロッド部材５９の移動後に、領域５６への作動油の供給を停止したときには、領域５６においてロッド部材５９とシリンダ部材６０とが、再度、締まりばめ状態となる。これにより、ロッド部材５９とシリンダ部材６０とは、再び、互いに締結状態となる。   From this state, when hydraulic fluid is supplied to the region 56 via the unlock port 55, the cylinder member 60 bends outward in the region 56. Thereby, the fastening state by the interference fit between the rod member 59 and the cylinder member 60 is released. In this state, when hydraulic fluid is caused to flow into the reservoir 57 from the inflow / outflow port 58, the rod member 59 moves in the right direction shown in FIG. Further, in this state, when the hydraulic oil is caused to flow out of the storage portion 57 from the inflow / outflow port 58, the rod member 59 moves in the left direction shown in FIG. When the supply of hydraulic oil to the region 56 is stopped after the movement of the rod member 59, the rod member 59 and the cylinder member 60 are again in an interference fit state in the region 56. Thereby, the rod member 59 and the cylinder member 60 will be in a fastening state again.

上述した第２、第３実施形態に係るメカニカルロックシリンダ１２を疲労試験機に使用した場合においても、一対のメカニカルロックシリンダ１２の作用により、クロスヘッド１３を試験体１００のサイズに応じて昇降さることと、クロスヘッド１３の昇降に伴って試験体１００に対する試験力の負荷軸線がずれないことと、クロスヘッド１３の昇降完了後にクロスヘッド８３を試験力に耐えうる力で固定することとが可能となる。   Even when the mechanical lock cylinder 12 according to the second and third embodiments described above is used in a fatigue testing machine, the cross head 13 is moved up and down according to the size of the test body 100 by the action of the pair of mechanical lock cylinders 12. In addition, it is possible that the load axis of the test force with respect to the test body 100 does not shift as the cross head 13 moves up and down, and the cross head 83 can be fixed with a force that can withstand the test force after the cross head 13 is lifted and lowered. It becomes.

なお、上述した実施形態においては、試験体１００の両側に一対のメカニカルロックシリンダ１２を配設した構造を有するが、この発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、試験体１００の一方にメカニカルロックシリンダ１２を配設し、他方にガイド部材を配設してもよい。但し、クロスヘッド１３の移動と固定をより確実に実行するためには、メカニカルロックシリンダ１２を試験体１００の両側に配設することが好ましい。なお、３個以上のメカニカルロックシリンダ１２を、試験体１００を取り囲むように配設してもよい。   In the above-described embodiment, the pair of mechanical lock cylinders 12 are disposed on both sides of the test body 100, but the present invention is not limited to such a configuration. For example, the mechanical lock cylinder 12 may be disposed on one side of the test body 100 and the guide member may be disposed on the other side. However, it is preferable to dispose the mechanical lock cylinders 12 on both sides of the test body 100 in order to more reliably execute the movement and fixation of the cross head 13. Three or more mechanical lock cylinders 12 may be arranged so as to surround the test body 100.

１１ 基台
１２ メカニカルロックシリンダ
１３ クロスヘッド
１５ 油圧シリンダ
１６ シリンダロッド
１８ ロードセル
２１ 上つかみ具
２２ 下つかみ具
３１ シリンダ
３２ ピストン
３３ シリンダロッド
３４ 貯留部
３５ 前進ポート
３６ 貯留部
３７ 後退ポート
４１ 流路
４２ アンロックポート
４３ 領域
５１ シリンダ部材
５２ 領域
５３ アンロックポート
５４ シリンダ
５５ アンロックポート
５６ 領域
５７ 貯留部
５８ 流入流出ポート
５９ ロッド部材
６０ シリンダ部材
６１ 切替弁
６２ 切替弁
１００ 試験体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Base 12 Mechanical lock cylinder 13 Cross head 15 Hydraulic cylinder 16 Cylinder rod 18 Load cell 21 Upper gripper 22 Lower gripper 31 Cylinder 32 Piston 33 Cylinder rod 34 Storage part 35 Forward port 36 Storage part 37 Backward port 41 Flow path 42 An Lock port 43 region 51 cylinder member 52 region 53 unlock port 54 cylinder 55 unlock port 56 region 57 storage part 58 inflow / outflow port 59 rod member 60 cylinder member 61 switching valve 62 switching valve 100 test body

Claims (2)

基台と、クロスヘッドと、前記基台と前記クロスヘッドとの間に設置される試験体に試験力を負荷する負荷アクチュエータと、を備えた疲労試験機において、
前記基台と前記クロスヘッドとに連結され、前記クロスヘッドを前記試験力の付与方向に往復移動させる移動機構を備え、
当該移動機構は、
移動部材と、
前記移動部材の外周部に対して締まりばめ状態で配設されたシリンダと、
前記移動部材の外周部と前記シリンダとの間の領域に流体を供給することにより、前記締まりばめによる締結状態を解除する第１流体供給機構と、
前記第１流体供給機構により前記締まりばめが解除された状態で、前記シリンダ内に流体を供給することにより、前記移動部材を前記シリンダに対して移動させる第２流体供給機構と、
を有するメカニカルロックシリンダから構成されることを特徴とする疲労試験機。 In a fatigue testing machine comprising a base, a crosshead, and a load actuator that applies a test force to a test body installed between the base and the crosshead,
A moving mechanism connected to the base and the crosshead, and reciprocatingly moving the crosshead in the direction in which the test force is applied;
The moving mechanism is
A moving member;
A cylinder disposed in an interference fit state with respect to the outer periphery of the moving member;
A first fluid supply mechanism for releasing a fastening state by the interference fit by supplying a fluid to a region between an outer peripheral portion of the moving member and the cylinder;
A second fluid supply mechanism that moves the moving member relative to the cylinder by supplying a fluid into the cylinder in a state where the interference fit is released by the first fluid supply mechanism;
A fatigue testing machine comprising a mechanical lock cylinder having 請求項１に記載の疲労試験機において、
前記メカニカルロックシリンダは、前記試験体の両側に少なくとも一対配設される疲労試験機。
In the fatigue testing machine according to claim 1,
At least a pair of the mechanical lock cylinders are disposed on both sides of the test body.
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