JP2019510231A - 側方に作用する空気圧式把持部における布帛を試験するための組込み楔部材 - Google Patents

Abstract

本開示は、ファブリックの材料試験に関して使用される装置であって、材料試験機は、対向する顎面を有する把持部を備える、装置に関する。把持部に取り付けられるブラケット上に設置される楔部材が提供される。楔部材は、把持部の顎面に対する材料の表面積を増大させるために使用され、それにより、試験中に試料／試験片／材料を把持する把持部の能力が増大される。楔部材はブラケットにおいて摺動することができ、又は、楔部材マウントはブラケットにおいて摺動することができ、把持部本体においてセルフセンタリングすることが可能である。

Description

本願は、２０１６年４月１日に出願された米国仮特許出願第６２／３１６，８０５号の米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づく優先権を主張する。この米国仮特許出願の内容は、引用することによって、その全内容があらゆる目的で本明細書の一部をなす。

本開示は、布帛又は類似の材料の材料試験に関して使用される装置であって、材料試験装置は、布帛試料に引張力を加えるために対向する顎面を有する把持部を備える、装置に関する。

対向する顎面を有する把持部を使用する布帛の材料試験の従来技術において、顎部の破損又は顎部の滑りを防止するために、キャプスタン把持部のドラムの周囲に布帛を巻くことが知られている。同様に、コード把持部又はヤーン把持部の平滑な曲面の周囲に紐（cord）又は糸（yarn）を巻くことが知られている。

然しながら、従来技術の把持部設計は、一部の材料を必要な荷重まで把持することができない場合があり、したがって、試験片が滑って試験が失敗する場合がある。また、従来技術の材料試験装置は、異なる材料のための２つ以上の異なる把持部のセットを必要とする場合がある。１つのセットは、金属又はプラスチック等の典型的な試験片のためのものであり、もう１つのセットは、布帛の試験を可能にするためのもの（コード把持部若しくはヤーン把持部又はキャプスタン把持部）である。

さらに、従来技術において、アライメントは、布帛把持部の据付け及び組立ての質に基づく場合がある。ミスアライメントは、多くの場合、把持部に対する恒久的な改変を伴わなければ対処することができない。

本開示は、ブラケット及び楔部材を備える材料試験のための装置であって、該装置の周囲に布帛又は類似の試料のストリップを巻くことができる、装置に関する。把持部に設置した後、楔部材及び材料は、把持部の顎面の間に保持される。楔部材は、顎面に対する材料の表面積を増大させるために使用され、それにより、試験中に試料／試験片／材料を確実に把持する把持部の能力が増大される。楔部材はブラケットにおいて摺動することができ、それにより、把持部本体においてセルフセンタリングすることが可能である。このセルフセンタリングにより、把持部の上側顎部及び下側顎部がオフセットされて、布帛が「Ｓ」字状に巻かれる。これは、一部の試験プロトコルのために必要とされる場合がある。

本開示の更なる目的及び利点は、以下の説明及び添付図面から明らかになる。

本開示の一実施形態における、材料試験装置の把持部に設置された楔部材と楔部材マウントとを備える楔部材組立体の斜視図である。 本開示の楔部材組立体の一実施形態における楔部材マウントの正面図である。 本開示の楔部材組立体の一実施形態における楔部材マウントの上面図である。 本開示の楔部材組立体の一実施形態における楔部材マウントの斜視図である。 本開示の楔部材組立体の一実施形態における楔部材の上面図である。 本開示の楔部材組立体の一実施形態における楔部材の側面図である。 本開示の楔部材組立体の一実施形態における楔部材の斜視図である。 本開示の楔部材組立体の一実施形態における、楔部材マウントに取り付けられた楔部材の斜視図である。 本開示の楔部材組立体の一実施形態における、楔部材マウントに取り付けられた楔部材の斜視図である。 材料試験環境における本開示の一実施形態の斜視図である。 材料試験環境における本開示の一実施形態の斜視図である。 材料試験環境における本開示の一実施形態の斜視図である。 材料試験環境における本開示の一実施形態の斜視図である。

ここで、複数の図を通して同様の符号が同様の要素を指す図面を詳細に参照すると、図１は、楔部材組立体１０を示していることが分かる。楔部材組立体１０は、ブラケット又は楔部材マウント２０（図２Ａ〜図２Ｃも参照）上に取り付けられる楔部材１２（図３Ａ〜図３Ｃも参照）を備え、ブラケット又は楔部材マウント２０は、ボルト（又はねじ）２１０及びワッシャ２１２（図４、５も参照）によって把持部２００（通例、側方に作用する空気圧式把持部）に固定される。図６に示すように、把持部２００は通例それぞれ、楔部材１２及び楔部材マウント２０を備える楔部材組立体１０とともに、布帛材料の試料１０に引張荷重（すなわち引き離し荷重）を加えるために、材料試験装置において鉛直方向に対向する対をなして提供される。

図２Ａ、２Ｂ、２Ｃにより詳細に示すように、楔部材マウント２０は、通例、ステンレス鋼又は類似の材料製の単一のピースから作製され、図１に示すように固定側把持部２００上に取り付けられる同一平面上の第１の側方フランジ２２及び第２の側方フランジ２４を備える。第１の側方フランジ２２は、取付け孔２６、２８を有し、取付け孔２６、２８は、互いに対して鉛直方向に位置合わせされるとともに、図１に示すように、把持部２００のねじ孔２０２、２０４に螺合されるボルト（又はねじ）２１０を（通例、取付け孔２６、２８の上に同心に取り付けられるワッシャ２１２を伴って）受ける。同様に、第２の側方フランジ２４は、取付け孔３０、３２を有し、取付け孔３０、３２は、互いに鉛直方向に位置合わせされるとともに、図１に示すように、把持部１００のねじ孔２０６、２０８に螺合されるボルト（又はねじ）２１０を（通例、取付け孔３０、３２の上に同心に取り付けられるワッシャ２１２を伴って）受ける。図示のように、取付け孔２６、２８、３０、３２は、水平な主軸を有する楕円形とすることができ、それにより、ボルト２１０の最終的な締付けの前に把持部２００に対する楔部材マウント２０の最終的な位置を水平方向に調整することを可能にするとともに、これに加えて、ボルト２１０が完全に締め付けられていない間は、把持部２００が顎面２１４、２１６を介して水平の側方作用力を印加しているときの把持部２００の撓みを許容する。

楔部材マウント２０は、第１の側方フランジ２２と第２の側方フランジ２４との間に、通例はステンレス鋼又は類似の材料から作製されるオフセットされたＵ字状部分３６を更に備える。オフセットされたＵ字状部分３６は、それぞれの第１の側方フランジ２２及び第２の側方フランジ２４に対して略垂直（丸みの付いた移行領域を伴う）の第１の側壁３８及び第２の側壁４０を備えるとともに、第１の側壁３８と第２の側壁４０との間に延在する中央のオフセットされた取付けプレート４２を更に備える。中央のオフセットされた取付けプレート４２は、通例、第１の側壁３８及び第２の側壁４０に対して垂直（丸みの付いた移行領域を伴う）であり、かつ、第１の側方フランジ２２及び第２の側方フランジ２４に対して平行であるとともに第１の側方フランジ２２及び第２の側方フランジ２４からオフセットされている。中央のオフセットされた取付けプレート４２は、互いに対して平行な上側水平取付けスロット４４及び下側水平取付けスロット４６を有する。中央の取付けプレート４２の上縁部は、特に上側水平取付けスロット４４に対して構造補強を与えるために、上方に延在する傾斜付き部分４８を有することができる。

図３Ａ、３Ｂ、３Ｃに示すように、楔部材１２は、矩形の平坦な本体５０を備え、本体５０は、通例、本体５０の周囲への布帛試料１００の巻付け（図６〜図９を参照）に適合するように丸みの付いた上縁部５２及び下縁部５４と、直角に終端する（squared-off）前縁部５６及び後縁部５８とを有する。したがって、平坦な本体５０は、第１の平坦な係合面６０及び第２の平坦な係合面６２を有する。第１の取付けフランジ６４及び第２の取付けフランジ６６は、前縁部５６に隣接してそれぞれの第１の平坦な係合面６０及び第２の平坦な係合面６２から突出し、それにより、前縁部５６と同一平面上にあるとともに第１の平坦な係合面６０及び第２の平坦な係合面６２に対して垂直な取付け面６７を提供する。第１の取付けフランジ６４は、（図１に示されている向きにおいて）互いに対して水平に向いた第１のねじ付きの取付け孔６８及び第２のねじ付きの取付け孔７０を有する。同様に、第２の取付けフランジ６６は、（図１に示されている向きにおいて）互いに対して水平に向いた第３のねじ付きの取付け孔７２及び第４のねじ付きの取付け孔７４を有する。

図１に示すように、楔部材１２を楔部材マウント１０上に取り付けるために（同様に図４、５に示すように、また、図６〜図９の動作形態に達するために）、楔部材１２の取付け面６７は、楔部材マウント２０のオフセットされたＵ字状部分３６の内側に当接する。２つのボルト２１０が、上側水平取付けスロット４４を通って第１のねじ付きの取付け孔６８及び第３のねじ付きの取付け孔７２に螺合される。同様に、２つのボルト２１０が、下側水平取付けスロット４６を通って第２のねじ付きの取付け孔７０及び第４のねじ付きの取付け孔７４に螺合される。楔部材１２と楔部材マウント２０との相対位置は、上側取付けスロット４４及び下側取付けスロット４６内でのボルト２１０の位置を調整又は変更することによって調整又は変更することができる。上側水平取付けスロット４４及び下側水平取付けスロット４６を通るボルト２１０は完全には締め付けられず、それにより、把持部２００の顎面２１４、２１６の極端な圧力下で楔部材１２のセルフセンタリングを可能にすることができる。いくつかの応用形態において、ボルト２１０は、後で楔部材１２が楔部材マウント２０に対して移動するのを防止又は最小限に抑えるように十分に締め付けてもよい。特に、通例、把持部２００の対向する第１の（可動）顎面２１４及び第２の（可動）顎面２１６によって（布帛試料１００が楔部材１２の周囲に巻かれた状態で）第１の平坦な係合面６０及び第２の平坦な係合面６２に均等な圧力が印加されるように、楔部材１２を適切に位置決めすることが重要である。

試験を開始する前に、楔部材マウント２０が把持部２００上に取り付けられ、布帛試料１００を楔部材１２の周囲に巻くために適切に位置決めされるように、楔部材１２の位置が調整される。把持部２００に設置されると、楔部材１２及び材料１００は、把持部２００の顎面の間に保持される（図１を参照）。楔部材１２は、把持部２００の顎面２１４、２１６に対する材料１００の表面積を増大させるために使用され、それにより、試験中に試料／試験片／材料を把持する把持部２００の能力を増大させる。楔部材１２はブラケットにおいて摺動することができ、又は、楔部材マウント２０はブラケットにおいて摺動することができ、把持部２００の顎面２１４、２１６によって印加される力に応じて把持部２００においてセルフセンタリングすることが可能である。さらに、楔部材マウント２０は、把持部２００が顎面２１４、２１６を介して水平の側方作用荷重を印加しているとき、把持部２００の撓みに対応することができる。このセルフセンタリングにより、把持部２００の上側顎部及び下側顎部がオフセットされて、材料又は布帛試料１００のストリップが「Ｓ」字状に巻かれる。また、楔部材１２が上側水平取付けスロット及び下側水平取付けスロットに沿って並進する際、通例、楔部材１２は回転せず、鉛直向きを維持する。

本開示の多くの実施形態は、楔部材の様々な組合せ（種々の表面仕上げを含むことができる）及び迅速に交換可能なカスタム顎面を使用することができることから、以下のような利点、すなわち、試験能力を拡張するように既存の把持部に取り付けられることと、顎面と試験片（布帛試料）との間の接触表面積を２倍にするようにパッシブ装置を使用することと、装置の中心を外れた負荷を防止又は最小限に抑えるように、スロット付きのマウントブラケットが試験片（布帛の試料）のセルフセンタリングを可能にすることと、布帛及びこれらのタイプの把持部にとっては通例問題となる他の材料の試験を含めるように、標準的な対向する顎面把持部の能力を拡張することと、モジュール式の迅速交換性とを有することが想定される。

このように、幾つかの上述した目的及び利点は、最も効果的に達成される。本発明の好ましい実施形態が、本明細書において詳細に開示及び説明されてきたが、本発明は、それによって決して限定されるものでないことが理解されるべきである。

１０ 楔部材組立体
１２ 楔部材
２０ 楔部材マウント
２２ 第１の側方フランジ
２４ 第２の側方フランジ
３６ Ｕ字状部分
３８ 第１の側壁
４０ 第２の側壁
４２ プレート
４４ スロット
４６ スロット
４８ 部分
５０ 本体
５２ 上縁部
５４ 下縁部
５６ 前縁部
５８ 後縁部
６０ 係合面
６２ 係合面
６４ フランジ
６６ フランジ
１００ 布帛試料
２００ 把持部
２０２ 孔
２０４ 孔
２０６ 孔
２０８ 孔
２１０ ボルト
２１２ ワッシャ
２１４ 顎面
２１６ 顎面

Claims (17)

1. 材料試験において試料に係合する組立体であって、
   材料試験装置の把持部に係合する取付装置と、
   前記取付装置上に取り付けられるとともに、材料試験装置の把持部の顎面の間に延在し、それにより、試料を材料試験装置の把持部の顎面の間で位置決めする試料受け具とを具備する組立体。
2. 前記試料受け具は第１の平坦面及び第２の平坦面を有し、該第１の平坦面及び該第２の平坦面は、取り付けられると、材料試験装置の把持部のそれぞれの顎面に向く請求項１に記載の組立体。
3. 前記試料受け具は丸みの付いた上縁部及び下縁部を有する請求項２に記載の組立体。
4. 前記第１と第２の平坦面のうちの少なくとも一方は、そこから突出する取付けフランジを含む請求項２に記載の組立体。
5. 前記第１と第２の平坦面は、夫々そこから突出する第１と第２の取付けフランジを含む請求項２に記載の組立体。
6. 前記第１と第２の取付けフランジは取付け面を有する請求項５に記載の組立体。
7. 前記取付け面は、平坦、かつ、前記第１と第２の平坦面に対して垂直である請求項６に記載の組立体。
8. 前記取付装置は、材料試験装置の把持部に取り付けられる第１の把持部係合フランジ及び第２の把持部係合フランジを備える請求項６に記載の組立体。
9. 前記第１と第２の把持部係合フランジは互いに同一平面上にある請求項８に記載の組立体。
10. 前記第１と第２の把持部係合フランジは材料試験装置の把持部に螺合されるボルトを受容する孔を有する請求項９に記載の組立体。
11. 前記取付装置は、前記第１と第２の把持部係合フランジとの間にＵ字状部分を更に有する請求項１０に記載の組立体。
12. 前記Ｕ字状部分は、前記第１と第２の把持部係合フランジに対して平行であるとともに前記第１と第２の把持部係合フランジからオフセットされる取付けプレートを含む請求項１１に記載の組立体。
13. 前記取付けプレートは、前記試料受け具の前記取付け面に収納されるボルトを受容する少なくとも１つのスロットを有する請求項１２に記載の組立体。
14. 前記取付けプレートは、前記試料受け具の前記取付け面におけるねじ孔に収納されるボルトを受容する第１のスロット及び第２のスロットを有する請求項１２に記載の組立体。
15. 前記楔部材は、前記第１のスロット及び前記第２のスロットに沿って回転することなく並進移動することができる請求項１２に記載の組立体。
16. 前記試料受け具は矩形である請求項１４に記載の組立体。
17. 前記取付装置及び前記試料受け具はステンレス鋼製である請求項１２に記載の組立体。

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