JP2539782Y2 - 材料試験機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、樹脂などの圧縮試験に好適な材料試験機に
関する。

B.従来の技術 従来から知られている圧縮試験機は、モータで一対の
ねじ棹を回転させてクロスヘッドを昇降することにより
試験片を圧縮したり、油圧シリンダにより試験片を直接
圧縮している。

C.考案が解決しようとする課題 このような従来の試験機は比較的大きな供試体には適
しているが、樹脂などの収縮率や熱可塑性樹脂の熱サイ
クルの再現性の試験などのように、比較的小さい供試体
には不向きである。

本考案の目的は、比較的小さい供試体に適した新規な
材料試験機を提供することにある。

D.課題を解決するための手段 一実施例を示す第１図により説明すると、本考案に係
る材料試験機は、支点８回りに揺動する負荷レバー１
と、この負荷レバー１の力点に吊架され支点回りの回転
モーメントを負荷レバー１に与える重錘５と、負荷レバ
ー１の作用点18に連結され供試体SPを負荷する負荷具20
と、試験条件に応じて力点または支点の少なくとも一方
を移動させる移動機構12,14とを具備するものである。

E.作用 （支点と力点の距離／支点と作用点の距離）×重錘５
の重量によって定まる荷重が供試体SPに負荷される。例
えば第１図のように支点８を移動すれば負荷荷重を変更
できる。力点を変更してもよい。

なお、本考案の構成を説明する上記Ｄ項およびＥ項で
は、本考案を分かり易くするために実施例の図を用いた
が、これにより本考案が実施例に限定されるものではな
い。

F.実施例 第１図はこの考案による材料試験機の一実施例の全体
を概略的に示し、第２図は第１図の支点移動枠のII-II
線断面を示している。

図において１が負荷レバーで、このレバー１の一端に
は固定プーリー２を介してバランスウェイト３がロープ
４で吊架されている。このバランスウェイト３で負荷レ
バー１は支点８に対しその自重分がバランスされる。ま
た、５は負荷レバー１のバランスウェイト３と同じ側に
吊架された重錘で、二重プーリー6,ロープ7A,7Bを介し
て取り付けられている。この重錘５の取付け位置が力点
となる。

一方、８はこの負荷レバー１の他端に設けられた移動
支点の支軸で、この支軸８は、負荷レバー１の長手方向
に穿設された長孔９内を移動可能になっている。この移
動支軸８は、第２図に示すとおり負荷レバー１の長孔９
を貫通して回転可能に支点移動枠10に保持されている。
またこの支点移動枠10には、その下部中央にねじ孔11が
負荷レバー１の長手方向と平行に設けられ、このねじ孔
11には同じく長手方向に平行に配置されたねじ棒12が螺
合している。このねじ棒12はその両側において軸受部13
に回転自在に保持され、その一端がねじ棒12と同軸上に
配置されたパルスモータ14の出力軸に連結されている。
パルスモータ14は制御回路16により制御されるパルスモ
ータ駆動回路15によって駆動される。

17は、負荷レバー１の作用点にピン18で連結されたロ
ッドで、その下端にはロードセル19を介して押さえ板20
が付設され、ガイド21に拘束されながら負荷レバー１の
揺動により降下し供試体SPを押圧する。また、ロッド17
の上端は変位計としての差動トランス（あるいはポテン
ショメータ）22に連結され、これによりロッド17の降下
量が計測される。

さらに23は、供試体SPを押圧した後に傾斜した負荷レ
バー１を元の位置に戻す負荷レバー戻し機構（空気圧ア
クチュエータ）であり、電磁弁24により駆動制御され
る。電磁弁24は制御回路16からの制御信号によってオン
・オフされる。制御回路16には、ロードセル19と差動ト
ランス22からの検出信号が入力され、検出結果が表示装
置25やプリンタ26に出力されるようになっている。また
符号27は、試験条件を入力する操作部である。

なお、ガイド21は、ロッド17が押さえ板20を垂直に押
圧するようにロッド17を拘束するとともに、負荷レバー
１が水平方向に移動するのを防止する。この結果、支点
８を中心に負荷レバー１が回転することによって生ずる
作用点の水平方向への変位は、移動支軸８に対する負荷
レバー１の水平方向へのずれとなって現われるが、押さ
え板20による供試体SPの変形量は僅かであるので、この
水平方向のずれも無視できる程小さく試験結果に大きな
影響を与えない。

次のこの実施例の動作を説明する。

この材料試験機は試験荷重を一定にした各種試験や、
試験荷重を等速度で増減する各種試験が可能である。こ
れら試験荷重などの入力は操作部27から行われる。例え
ば、所定の荷重値を制御回路16に入力設定すると、制御
回路16はパルスモータ駆動回路15を制御しパルスモータ
14を回転駆動させ、ねじ棒12のねじ送りによって移動支
軸８を所定の位置まで移動させる。ここで、負荷荷重
は、重錘５の重量と試験荷重とが入力されれば、支点と
力点との距離および支点と作用点との距離の比によって
決まる。

次に、負荷レバー戻し機構23を解除すると、負荷レバ
ー１は重錘５による負荷にてロッド17を介して供試体SP
を所定の荷重で押圧する。この荷重状態を所定時間継続
すると第３図に示す時間−変位特性が得られる。

また、操作部27より初荷重とその後の荷重増加速度で
入力すると、パルスモータ14は、まず、初荷重に担当す
る位置まで移動支軸８を移動させる。次に、負荷レバー
戻し機構23を解除（収縮）するとともにパルスモータ14
により移動支軸８を一定速度で移動する。これにより、
供試体SPには任意の初荷重から一定速度で増加するパタ
ーンの負荷が働き、例えば第４図に示す荷重−変位線図
が得られる。移動支軸８を定速移動させずに所望の速度
パターンで移動させるのも容易である。

第５図〜第７図は、上述の実施例の支点移動機構につ
いての変形例を示す。

すなわち、パルスモータ31を負荷レバー32の一端に取
り付け、このパルスモータ31によってねじ棒33が回転駆
動され、ねじ孔34aにねじ棒33が螺合された移動支軸34
がねじ送りによって移動するようにしている。第６図お
よび第７図に示すように移動支軸34の両端は、負荷レバ
ー32を挟んで設けられる一対の支軸受部35の長孔35aに
挿入され、水平方向に摺動可能に保持されている。

以上、本考案の実施例を示したが、支点または力点
（重錘）の移動機構はねじ送りに限られず例えばピニオ
ン・ラック機構を用いてもよい。また、負荷レバー戻し
機構23もピストン式に限られずカム式にしてもよい。

さらにまた、供試体SPを加熱炉や冷却炉内に入れ、押
さえ板20をピストンに代えて供試体SPを押圧する構成に
すれば、試験条件に温度因子を加えられる。この場合、
圧力を一定にして炉の温度を所定の周期で増減してその
膨張、収縮を検出すれば熱可塑性樹脂の熱サイクルに対
する再現性を測定できる。

G.考案の効果 本考案に係る材料試験機は以上のように構成したの
で、比較的小さい供試体の材料試験に好適な試験機が得
られる。また、負荷の大きさを簡単に変更できるととも
に、負荷の大きさを任意の速度で変化させつつ材料試験
を行うこともできる。さらに、負荷を一定にすれば樹脂
などの低負荷のクリープ試験も精度よく行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る材料試験機の全体構成を示す図、
第２図はそのII-II線断面図、第３図および第４図はそ
の試験結果を示すグラフ、第５図〜第７図は支軸移動機
構の変形例を示す図である。 1:負荷レバー、5:重錘 8:支軸、10:支軸支持枠 12:ねじ棒、14:パルスモータ 16:制御回路、17:ロッド 19:ロードセル、20:押圧具 22:差動トランス

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】支点回りに揺動する負荷レバーと、この負
   荷レバーの力点に吊架され前記支点回りの回転モーメン
   トを負荷レバーに与える重錘と、前記負荷レバーの作用
   点に連結され供試体を負荷する負荷具と、試験条件に応
   じて前記力点または前記支点の少なくとも一方を試験中
   に移動させる移動機構とを備え、試験中に負荷の大きさ
   を変えられるようにしたことを特徴とする材料試験機。