JP2575579Y2 - 高温曲げ試験装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、高温曲げ試験装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】セラミックスはその特質である高温での
高強度と耐熱性により、高温環境下で使用する各種装置
の構成部材に用いられるので、高温での特性を測定する
ため高温曲げ試験を実施することが重要となっている。
しかし、高温曲げ試験は、炉内温度の昇、降温に時間が
かかるため、１回の昇温で多くの試験を実施して試験効
率を上げる必要がある。従来の高温曲げ試験治具では、
緻密質の高強度炭化ケイ素セラミックス等で形成された
多連のユニットタイプの試験治具を使用し、電子制御装
置により炉内温度の昇、降温、温度設定、荷重負荷、試
験片移動等を自動化することにより、１回の昇温で複数
の曲げ試験を実現している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高温曲げ試験装置によると、例えば図８に示すように、
試験片５１の破断後に荷重負荷軸５９を引き上げると、
高温のため曲げ治具５８が荷重負荷軸５９に付着する場
合がある。このままでは次の試験ができないので、曲げ
治具５８を荷重負荷軸５９から取り去るため自動試験を
中断しなければならず、試験の効率が低下するという問
題がある。また、試験片５１の破断時の衝撃で試験片５
１の破片や試験治具が炉内に散乱し、炉の内壁や発熱体
を損傷するという問題がある。

【０００４】本考案による高温曲げ試験装置は、高温曲
げ試験の効率を保持し、炉の内壁や発熱体の損傷を低減
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の問題を解決するた
めの本考案の請求項１記載の高温曲げ試験装置は、曲げ
試験治具と、試験片を配置した曲げ試験治具を搬送する
搬送体と、試験片に荷重を負荷する荷重負荷軸とを備
え、複数の曲げ試験治具を設置した搬送体が移動するこ
とにより複数の曲げ試験を連続して行う高温曲げ試験装
置であって、曲げ試験治具は、支持治具と、支持治具に
載置され、試験片を支持する支持ピンと、支持ピンの反
対側で試験片と当接し、荷重負荷軸から荷重を負荷され
る荷重負荷治具と、支持治具と支持ピンと荷重負荷治具
との水平方向の周囲を閉じる枠体とを有し、試験片への
荷重終了後、荷重負荷軸が上昇し停止する位置は、荷重
負荷治具を構成する最上部の治具が荷重負荷軸に付着し
た場合、最上部の治具の上端と下端との間に枠体の上端
が位置するように設定されていることを特徴とする。

【０００６】また前記の問題を解決するための本考案の
請求項２記載の高温曲げ試験装置は、曲げ試験治具と、
試験片を配置した曲げ試験治具を搬送する搬送体と、試
験片に荷重を負荷する荷重負荷軸とを備え、複数の曲げ
試験治具を設置した搬送体が移動することにより複数の
曲げ試験を連続して行う高温曲げ試験装置であって、曲
げ試験治具は、支持治具と、支持治具に載置され、試験
片を支持する支持ピンと、支持ピンの反対側で試験片と
当接し、荷重負荷軸から荷重を負荷される荷重負荷治具
と、支持治具と支持ピンと荷重負荷治具との水平方向の
周囲に治具が散乱しない程度に開部を有する枠体とを有
し、試験片への荷重終了後、荷重負荷軸が上昇し停止す
る位置は、荷重負荷治具を構成する最上部の治具が荷重
負荷軸に付着した場合、最上部の治具の上端と下端との
間に枠体の上端が位置するように設定されていることを
特徴とする。

【０００７】また前記の問題を解決するための本考案の
請求項３記載の高温曲げ試験装置は、荷重負荷治具は、
試験片に当接する第１治具および荷重負荷軸から荷重を
負荷される第２治具を有し、第１治具は第２治具側に三
角柱状の頂部を有し、第２治具は頂部と嵌合し頂部より
も開き角が大きい断面三角形状の凹溝を有するととも
に、荷重負荷軸側に三角柱状の頂部を有することを特徴
とする。

【０００８】

【作用】本考案の高温曲げ試験装置では、試験治具を内
包する枠体を有し、荷重負荷軸に荷重負荷治具の最上部
が付着した場合でも、搬送体とともに試験治具が移動す
るのに伴い枠体が荷重負荷軸荷付着した最上部の治具を
自動的に落とすことができるとともに、試験片破断時、
炉内に試験片の破片や試験治具が散乱することを防止
し、枠体内に均熱等温帯を確保する。

【０００９】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。本考案の高温曲げ試験装置の第１実施例を図１、
図２、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４（Ａ）、図４
（Ｂ）および図５に示す。炉内温度は、５００℃以上の
高温である。

【００１０】曲げ試験治具１０は、円柱状の支持ピン１
２および支持ピン１３を介して試験片１１を支える支持
治具１４、支持治具１４を支える治具基台１５、支持治
具１４に上方から嵌合するカバー１６、試験片１１に荷
重を負荷する第１治具としての荷重負荷治具１７、荷重
負荷軸１９から加わる荷重を荷重負荷治具１７に伝える
第２治具としての曲げ治具１８、治具基台１５上に載せ
られた上記の試験治具をすべて内包し治具基台１５上に
設置される無底円筒状の枠体２１で構成される。曲げ試
験治具１０を構成する上記の試験治具は、耐熱性の高
い、例えば炭化ケイ素等で形成される。荷重負荷治具１
７および曲げ治具１８は、特許請求の範囲に記載した
「荷重負荷治具」を構成している。

【００１１】支持治具１４は、両端側面の上部に段差１
４ａ、１４ｂを有し、この段差１４ａ、１４ｂの幅方向
中央部に、カバー１６を位置決めする図示しない凸部が
それぞれ形成されている。支持治具１４の頂面には支持
ピン案内溝１４ｃ、１４ｄが断面三角形状に形成され、
支持ピン１２、１３が嵌合される。支持治具１４の頂面
の中央部には、試験片１１破断時の破片を回収するため
の破片回収溝１４ｅが凹状に形成されている。

【００１２】カバー１６は、両端の側壁の下部に段差１
６ａ、１６ｂを有し、この段差１６ａ、１６ｂの幅方向
の中央部に図示しない凹部がそれぞれ形成されている。
カバー１６と支持治具１４は段差１６ａおよび段差１４
ａと段差１６ｂおよび段差１４ｂとがそれぞれ嵌合して
試験片１１の長手方向へのカバー１６の動きが規制さ
れ、それとともにカバー１６の凹部と支持治具１４の凸
部がそれぞれ嵌合して試験片１１の長手方向軸線と直行
する方向へのカバー１６の動きが規制される。また、カ
バー１６の中央部には荷重負荷治具１７が通過可能な貫
通孔１６ｃが形成される。

【００１３】荷重負荷治具１７は試験片１１に当接する
三角柱状の荷重作用点１７ａ、１７ｂを底面に有すると
ともに、上部に三角柱状の頂部１７ｃを有する。曲げ治
具１８は、底面に断面三角形状の凹溝１８ａを有し、こ
の凹溝１８ａと荷重負荷治具１７の頂部１７ｃとが嵌合
する。凹溝１８ａの開き角は、前記荷重負荷治具１７の
頂部１７ｃの開き角よりも大きい角度になっている。曲
げ治具１８は、前記凹溝１８ａの長手方向軸線と直交す
る方向に三角柱状の頂部１８ｂを有し、この頂部１８ｂ
が試験時に荷重負荷軸１９の底面１９ａと当接する。

【００１４】荷重負荷治具１７は頂部１７ｃを支点とし
て、曲げ治具１８は頂部１８ｂを支点として揺動可能で
ある。枠体２１は、図１に示すように、円環状の上面２
１ａが曲げ治具１８の最下部よりも上方向に延びている
ものを使用する。次にこの実施例の作動を説明する。

【００１５】炉内温度の昇、降温、温度設定、荷重負
荷、試験治具の移動等は図示しない電子制御装置により
自動化されている。曲げ治具１８の頂部１８ｂに荷重負
荷軸１９から荷重が垂直下方に作用するとき、試験片１
１に負荷される荷重が偏る場合がある。この場合、曲げ
治具１８と荷重負荷治具１７が揺動して偏心荷重を解消
する。曲げ治具１８、荷重負荷治具１７により適正に調
整された荷重は、荷重負荷治具１７の荷重作用点１７
ａ、１７ｂを通して試験片１１に作用し、支持ピン１
２、１３はこの荷重に応じて試験片１１を支持する。負
荷する荷重を増大すると、試験片１１は破壊応力に達し
たとき破断する。試験片１１破断時の破片は、カバー１
６によって上部への飛散を遮られる。破片の一部は破片
回収溝１４ｅに回収される。枠体２１は、カバー１６と
破片回収溝１４ｅで回収できなかった破片や試験片１１
破断時の衝撃で治具基台１５上から飛散する試験治具が
炉内に散乱し、炉の内壁３０や図示しない発熱体を損傷
することを低減する。

【００１６】図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように試験片１
１が破断した状態から荷重負荷軸１９を引き上げると
き、高温のため図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように曲げ治
具１８が荷重負荷軸１９に付着して一緒に引き上がるこ
とがある。この状態では次の曲げ試験ができないので付
着した曲げ治具１８を取り去る必要があるため、自動に
よる曲げ試験を中断しなければならず、試験の効率が低
下する。

【００１７】そこで、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、荷重負荷軸１９に付着して一緒に引き上がった曲げ
治具１８の最上部と最下部の間に枠体２１の最上部位置
がくるように荷重負荷軸１９の引き上げ停止位置を設定
しておく。次に、試験中停止していた搬送体２０が移動
し、その上に設置された治具基台１５と治具基台１５上
に設置された各試験治具が搬送体２０の進行方向と同一
の図５に示す矢印Ａ方向に移動する。このとき、荷重負
荷軸１９に付着していた曲げ治具１８は、枠体２１の内
壁面に接触し、荷重負荷軸１９から取り払われ枠体２１
内に落下する。搬送体２０はさらに移動し、次の試験治
具が荷重負荷軸１９の鉛直真下に来ると停止する。

【００１８】以下、曲げ治具１８が高温のため荷重負荷
軸１９に付着しても、搬送体２０により試験治具が移動
するのにともない曲げ治具１８が自動的に取り払われる
ので、自動による高温曲げ試験を中断する必要がなく、
試験効率を良好に維持できる。また、枠体２１が試験治
具の周囲を取り囲んでいるため、枠体２１内の温度分布
を均一に保持でき、枠体２１内の均熱等温帯を確保でき
る。

【００１９】また、炉の出入り口を通過可能でかつ炉内
と炉外の雰囲気が流通しにくい程度の間隙を炉の出入り
口と生じる程度に枠体２１を形成すれば、連続した高温
曲げ試験を実施するとき、試験実施中以外の試験治具の
枠体２１が炉の出入り口の蓋の役目をするため、炉内の
均熱等温帯を拡大できるとともに炉の熱効率を向上でき
る。

【００２０】本考案の第２実施例を図６に示す。枠体３
１は、無底の断面ロ字状の筒である。このため、荷重負
荷軸に付着した曲げ治具１８を取り去る場合、面同士で
接触するので第１実施例に比べ曲げ治具１８を確実に取
り去ることができる。これ以外の構成、作動は第１実施
例と同じである。

【００２１】本考案の第３実施例を図７に示す。枠体４
１は、試験治具の進行方向と平行な図６に示す第２実施
例の枠体３１の側面に、図７に示す間隙４１ａを設けた
ものである。間隙４１ａの間隔は、試験片が破断した場
合でも、試験片の破片や試験治具が枠体４１から飛散し
ない程度に形成される。これ以外の構成、作動は第２実
施例と同じである。

【００２２】本考案の実施例では、筒状の枠体および一
部に間隙を設けた枠体を使用したが、荷重負荷軸に付着
する曲げ治具を取り払える構造のものならどんな形状の
枠体を使用することも可能である。また、４点曲げの実
施例を示したが、支持治具１４、支持ピン１２および支
持ピン１３、荷重負荷治具１７がそれぞれ独立し、取り
外しが可能となっており、これらを交換することによ
り、３点曲げ、スパンを変えた試験または圧縮試験等に
使用できる。また、支持ピンおよび支持治具または荷重
作用点および荷重負荷治具は別体でも一体に形成したも
のでもよい。

【００２３】

【考案の効果】以上説明したように、本考案の高温曲げ
試験装置によると、試験治具を枠体内に設置することに
より荷重負荷軸に付着する曲げ治具を取り払い、連続し
た高温曲げ試験を効率的に実施できるという効果があ
る。また、試験片破断時の衝撃で試験片の破片や試験治
具が飛散することも低減でき、炉の内壁や発熱体の損傷
を低減できるという効果がある。さらに、枠体内の均熱
等温帯を確保することができ、良好な高温曲げ試験が実
施できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例による曲げ試験治具を適用
した高温曲げ試験装置を示す部分断面図である。

【図２】本考案の第１実施例による高温曲げ試験装置の
斜視図である。

【図３】（Ａ）は本考案の第１実施例の作動を示す部分
断面図である。（Ｂ）は図３（Ａ）のIII 方向矢視図で
ある。

【図４】（Ａ）は本考案の第１実施例の作動を示す部分
断面図である。（Ｂ）は図４（Ａ）のIV方向矢視図であ
る。

【図５】本考案の第１実施例の作動を示す部分断面図で
ある。

【図６】本考案の第２実施例による高温曲げ試験装置の
斜視図である。

【図７】本考案の第３実施例による高温曲げ試験装置の
斜視図である。

【図８】従来例による高温曲げ試験装置の正面図であ
る。

【符号の説明】

１１ 試験片 １２ 支持ピン １３ 支持ピン １４ 支持治具 １５ 治具基台 １７ 荷重負荷治具（第１治具） １７ａ 荷重作用点 １７ｂ 荷重作用点 １８ 曲げ治具（荷重負荷治具、第２治具） １９ 荷重負荷軸 ２０ 搬送体 ２１ 枠体 ４１ａ 間隙（開部）

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 曲げ試験治具と、試験片を配置した前記
   曲げ試験治具を搬送する搬送体と、前記試験片に荷重を
   負荷する荷重負荷軸とを備え、複数の前記曲げ試験治具
   を設置した前記搬送体が移動することにより複数の曲げ
   試験を連続して行う高温曲げ試験装置であって、 前記曲げ試験治具は、 支持治具と、 前記支持治具に載置され、試験片を支持する支持ピン
   と、 前記支持ピンの反対側で前記試験片と当接し、前記荷重
   負荷軸から荷重を負荷される荷重負荷治具と、 前記支持治具と前記支持ピンと前記荷重負荷治具との水
   平方向の周囲を閉じる枠体とを有し、 前記試験片への荷重終了後、前記荷重負荷軸が上昇し停
   止する位置は、前記荷重負荷治具を構成する最上部の治
   具が前記荷重負荷軸に付着した場合、前記最上部の治具
   の上端と下端との間に前記枠体の上端が位置するように
   設定されていることを特徴とする高温曲げ試験装置。
2. 【請求項２】 曲げ試験治具と、試験片を配置した前記
   曲げ試験治具を搬送する搬送体と、前記試験片に荷重を
   負荷する荷重負荷軸とを備え、複数の前記曲げ試験治具
   を設置した前記搬送体が移動することにより複数の曲げ
   試験を連続して行う高温曲げ試験装置であって、 前記曲げ試験治具は、 支持治具と、 前記支持治具に載置され、試験片を支持する支持ピン
   と、 前記支持ピンの反対側で前記試験片と当接し、前記荷重
   負荷軸から荷重を負荷される荷重負荷治具と、 前記支持治具と前記支持ピンと前記荷重負荷治具との水
   平方向の周囲に治具が散乱しない程度に開部を有する枠
   体とを有し、 前記試験片への荷重終了後、前記荷重負荷軸が上昇し停
   止する位置は、前記荷重負荷治具を構成する最上部の治
   具が前記荷重負荷軸に付着した場合、前記最上部の治具
   の上端と下端との間に前記枠体の上端が位置するように
   設定されていることを特徴とする高温曲げ試験装置。
3. 【請求項３】 前記荷重負荷治具は、前記試験片に当接
   する第１治具および前記荷重負荷軸から荷重を負荷され
   る第２治具を有し、 前記第１治具は前記第２治具側に三角柱状の頂部を有
   し、前記第２治具は前記頂部と嵌合し前記頂部よりも開
   き角が大きい断面三角形状の凹溝を有するとともに、前
   記荷重負荷軸側に三角柱状の頂部を有することを特徴と
   する請求項１または２記載の高温曲げ試験装置。