JP3111445U

JP3111445U - 試験片把持装置および引張試験機

Info

Publication number: JP3111445U
Application number: JP2005001355U
Authority: JP
Inventors: 潤蔵鈴木
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2011-03-16

Abstract

【課題】極細線、薄膜等のつかみ代の少ない試験片を確実に把持できる試験片把持装置及び引張試験機を提供する。
【解決手段】スライドアーム８には平滑な把持面を有する把持部材１１を固定し、スライドアーム９には、上下に平行な２つの貫通孔９ｂ、９ｂとその中間部に球体９１を嵌設するための凹部９ｃを設ける。この凹部９ｃに球体９１を嵌合して球座９２を形成し、その球座面上に平滑な把持面を有する把持部材１２を配設し、この把持部材１２をコイルバネ１３及び前記貫通孔９ｂを通したネジ１４で保持する。これにより把持部材１１、１２は試験片Ｓに全面的に密着して把持する。
【選択図】図１

Description

本考案は、試験片把持装置および引張試験機に関し、特に極細線、薄膜、フィルム、箔等のつかみ代の少ない試験片に適した試験片把持装置および引張試験機に関する。

一般的な引張試験機の概略構成を図４に示す。本引張試験機は、計測制御装置２１からの制御信号によって制御されるモータＭ、該モータＭによって駆動されるねじ杆２９、２９及び該ねじ杆２９に螺合して上下に移動可能なクロスヘッド２２からなる試験機構と、前記モータＭを収容する機台Ｄと、前記ねじ杆２９を支持して前記機台Ｄに立設された支柱Ｐ、Ｐと、前記クロスヘッド２２及び機台Ｄに連結されたつかみ具２３、２４と、試験片Ｓに加わる荷重を検出する荷重センサ２５及び試験片Ｓの変位を検出する変位センサ２６等から構成されている。この引張試験機により試験片Ｓの引張試験を行うには、先ず、試験片Ｓを把持するのに適した位置につかみ具２３が配置されるように、計測制御装置２１を操作してモータＭを駆動し、モータＭにて回転駆動されるねじ杆２９に螺合するクロスヘッド２２が変位して負荷が行われる。そして、つかみ具２３、２４に試験片Ｓの両端を把持した後、前記計測制御装置２１に格納されている引張試験プログラムを実行する。前記クロスヘッド２２は徐々に上昇し、試験片Ｓへの荷重が徐々に増加する。この時の試験片Ｓに加わった荷重及びその変位の変化は荷重センサ２５及び変位センサ２６により検出され、各検出信号は前記計測制御装置２１によって計測される。

前記つかみ具２３、２４には各種の試験片把持装置が用いられている。図５はくさび式の試験片把持装置の構成を示したものである。この試験片把持装置で試験片Ｓを把持するには先ずハンドル３１を反時計方向に回して、負荷軸Ｘに対しチャックフレ―ム３２を下降させる。これにより、つかみ歯３３、３４はチャックフレーム３２に対して上昇し、周囲にスキマができ左右に開くことができる。このつかみ歯３３、３４の間に試験片Ｓを挿入してハンドル３１を時計方向に回すと、チャックフレーム３２が上昇するとともにつかみ歯３３、３４が徐々に閉じ、試験片Ｓを把持する。

また、図６は空気圧を利用して把持部材３５、３６を左右に開閉する試験片把持装置の断面図を示したものである。シリンダ３７の上部のポート３７ａから圧縮空気を供給すると、ピストン３８が下降し把持部材３５、３６が矢印方向に開き、シリンダ３７内の下部のポート３７ｂから圧縮空気を供給すると把持部材３５、３６が閉じ、試験片Ｓを把持することができる。
特開２００２−１３９４１１号公報特開２０００−７９５９１号公報

従来の試験片把持装置は上記のように構成されているが、図５の試験片把持装置のつかみ歯３３、３４や図６の把持部材３５、３６などのようにつかみ歯面がほぼ垂直に固定されている場合、極細線、薄膜、フィルム、箔等のつかみ代の少ない試験片Ｓに対しては、つかみ歯面が完全に追従できず、そのため確実な把持を行うことができず、試験中の試験片Ｓの位置ずれや抜け落ちが発生するなどの問題がある。

また、つかみ歯３３、３４の締め付けを手動で行う場合、試験片把持装置のぐらつきや締め付け力のアンバランスが発生して試験前に試験片Ｓに損傷を与えたり、あるいは試験中につかみ歯３３、３４の付近で破損するという問題がある。
本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであって、極細線、薄膜、フィルム、箔等のつかみ代の少ない試験片をも確実に把持することができる試験片把持装置および引張試験機を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するため、本考案の試験片把持装置は、互いに対向する面に把持面を有する一対の把持部材と、この両把持部材を相対的に近接退避させる進退機構を備え、両把持部材を近接させて両把持面間に試験片を把持する試験片把持装置において、一方の把持部材をその把持面が傾動可能な状態で進退機構に係合保持する係合機構を設けたものである。
また本考案が第２に提供する試験片把持装置は、進退機構は空気圧にて往復動するピストン機構と、このピストン機構の出力軸に連接する進退部材にて構成したものである。
また本考案が第３に提供する試験片把持装置は、一方の把持部材は球体を介して進退部材に係合保持され、傾動可能に構成したものである。
そして、本考案が第４に提供する引張試験機は、互いに対向する面に把持面を有する一対の把持部材と、この両把持部材を相対的に近接退避させる進退機構を備え、両把持部材を近接させて両把持面間に試験片を把持し、一方の把持部材をその把持面が傾動可能な状態で前記進退機構に係合保持する係合機構を設けるとともに、前記進退機構は、空気圧にて往復動するピストン機構と、このピストン機構の出力軸に連接する進退部材にて構成されている試験片把持装置を備え、クロスヘッドを往復させて試験負荷を生起させる試験機構に対し前記進退機構をクロスヘッドに固定し前記試験片把持装置を前記試験機構に架設したものである。

本考案の試験片把持装置および引張試験機は、上記のように構成されており、細線、薄膜などのつかみ代の少ない試験片の把持が確実に行え、微量な試験力での引張試験が可能となる。

本考案の試験片把持装置は、球体上に把持部材が配設されていることにより、前記把持部材の取付角度が自在に変わるので、試験片の形状に沿って２つの把持部材を密着接近させることができる。これにより、試験の難しい極細線、薄膜、フィルム、箔等のつかみ代の少ない試験片であっても線接触、面接触させて確実に試験片をつかむことができる。また、空気圧駆動により小形化が可能となるので、本考案の引張試験機は微小容量のロードセルを取付け、微量な試験力での引張試験も可能となる。

本考案が提供する試験片把持装置はつぎのような特徴を有している。第１の特徴は互いに対向する面に把持面を有する一対の把持部材と、この両把持部材を相対的に近接退避させる進退機構を備え、両把持部材を近接させて両把持面間に試験片を把持するとともに、一方の把持部材をその把持面が傾動可能な状態で進退機構に係合保持する係合機構を設けた点にあり、第２の特徴は進退機構を空気圧にて往復動するピストン機構と、このピストン機構の出力軸に連接する進退部材にて構成した点にあり、第３の特徴は、一方の把持部材は球体を介して進退部材に係合保持され、傾動可能となるように構成された点にある。
したがって試験片把持装置の最良の形態は基本的なこれら上記第１、第２及び第３の特徴を備えた構成を具備する試験片把持装置である。
また、本考案が提供する引張試験機の最良の形態は、互いに対向する面に把持面を有する一対の把持部材と、この両把持部材を相対的に近接退避させる進退機構と、両把持部材を近接させて両把持面間に試験片を把持し、一方の把持部材をその把持面が傾動可能な状態で前記進退機構に係合保持する係合機構を設けるとともに、前記進退機構は空気圧にて往復動するピストン機構と、このピストン機構の出力軸に連接する進退部材にて構成されている試験片把持装置を備え、クロスヘッドを往復させて試験負荷を生起させる試験機構に対し前記進退機構をクロスヘッドに固定し前記試験片把持装置を前記試験機構に架設したことを特徴とする引張試験機である。

本考案の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本考案の試験片把持装置の一部断面構成図、図２は本考案の試験片把持装置により試験片Ｓを把持する前の状態（Ａ）と把持した状態（Ｂ）を示す図である。本試験片把持装置１は、上部が開口したシリンダ孔２とその上部、下部より圧縮空気の給排気を行うためのポート２ａ、２ｂを形成し、上部の開口部を気密に塞ぐためのエンド部材３ａを螺設するとともに、後述の軸ピン３ｂ、３ｃとガイド溝３ｄを設けたつかみ具本体３と、前記シリンダ孔２内に摺動可能に挿入され、軸線方向にエア駆動されるピストン４にロッド５を連結した連結軸と、該連結軸の軸方向の動きを直交する方向の動きに変換する一対のレバー６、７及び一対のスライドアーム８、９からなる進退機構部と、前記スライドアーム８、９に当着され、試験片Ｓを把持する把持面の角度を可変にした把持機構部から構成されている。

前記レバー６、７の一端側の切欠部にはロッド５に設けられた軸ピン５ａが嵌通し、他端側の切欠部には前記スライドアーム８、９に設けられた軸ピン８ａ、９ａが嵌通し、レバー６は、軸ピン３ｂを中心に、またレバー７は軸ピン３ｃを中心に回転する。また、前記スライドアーム８、９は前記ガイド溝３ｄに嵌合して連結軸と直交する方向に移動する。

前記スライドアーム８には、平滑な把持面を有する把持部材１１が螺合により固着されいる。また、前記スライドアーム９には、上下に２つの平行な貫通孔９ｂ、９ｂと、その中間部には球体９１を嵌設するための球面状の凹部９ｃが設けられ、その凹部９ｃに球体９１が嵌め込まれて球座９２を形成している。そして、前記球座９２を介して平滑な把持面を有する把持部材１２が配設され、この把持部材１２がコイルバネ１３を介して前記貫通孔９ｂ、９ｂに通したネジ１４、１４で螺合され、スライドアーム９に支持されている。

上記構成の試験片把持装置１のポート２ｂからシリンダ孔２内の空気を排気して、ポート２ａから圧縮空気を供給すると、前記ピストン４はエア駆動され、ロッド５の軸ピン５ａが下降する。この軸ピン５ａの下降に伴いレバー６は軸ピン３ｂを中心に時計方向に、レバー７は軸ピン３ｃを中心に反時計方向に回転する。これにより前記スライドアーム８の軸ピン８ａは左方に、スライドアーム９の軸ピン９ａは右方に移動し、スライドアーム８の把持部材１１と、スライドアーム９の把持部材１２の間隔が開く。この状態で把持部材１１、１２間に試験片Ｓを挿入した状態で、ポート２ａから排気し、ポート２ｂから圧縮空気を供給すると、前記ピストン４はエア駆動され、ロッド５の軸ピン５ａの位置が上昇する。これによりスライドアーム８、９は閉じる方向に移動する。

前記スライドアーム８、９の接近とともに把持部材１１、１２は試験片Ｓに接近し、把持部材１２は図２（Ａ）に示すようにまず試験片Ｓの右寄り箇所に点接触する。さらにスライドアーム８、９が接近しようとすると、把持部材１２は、点接触位置を支点として、球座９２を介して荷重が試験片Ｓに加えられる。これにより、把持部材１２は図の矢印方向に傾斜し、把持部材１２が試験片Ｓにさらに密着する方向に移動し、図２（Ｂ）に示すように把持部材１１、１２は試験片Ｓの全面に密着する。前記把持部材１１、１２の把持面は平滑面に仕上げられているので、本試験片把持装置１は試験片Ｓを損傷させることなく、接触面積が大きいのでずれたり抜けることも無く確実に把持することができる。

本考案の引張試験機は、図４に示した引張試験機に用いられているものと同様の機台Ｄ、クロスヘッド２２、ねじ杆２９等からなる試験機構及び計測制御装置２１と、前記試験機構に架設されるつかみ具２３、２４や荷重センサ２５に代わって用いる図３の試験片把持装置１及び小形の荷重計２７等から構成されている。図３は図１で示す試験片把持装置１および荷重計２７とクロスヘッド２２との連接部分の構成を示もので、荷重計２７の下部に設けられた連接部２７ａにあらかじめネジ部３ｅが形成されたエンド部材３ａが連結されている。この荷重計２７はネジ２８によりクロスヘッド２２に螺着され、前記試験片把持装置１は前記ネジ部３ｅによりクロスヘッド２２の下部より前記荷重計２７に螺合される。

図１の試験片把持装置１と同様に本考案の引張試験機の試験片把持装置１を駆動して、スライドアーム８、９を近接させ、把持部材１１、１２で試験片Ｓを把持した後、クロスヘッド２２を上昇させると、試験片Ｓに引張荷重が加えられ、前記計測制御装置２１により所定の引張試験が行われる。

本考案の試験片把持装置は、極細線、薄膜、フィルム、箔等のつかみ代の少ない試験片の試験片把持装置やや引張試験機に用いられる。

本考案の実施例による試験片把持装置の一部断面構成図である。本考案の試験片把持装置により試験片を把持する前の状態（Ａ）と把持した状態（Ｂ）を示す図である。本考案の引張試験機の主要部の構成図である。引張試験機の概略構成図である。くさび式の試験片把持装置の構成図である。空気式試験片把持装置の構成図である。

符号の説明

１試験片把持装置
２シリンダ孔
２ａポート
２ｂポート
３つかみ具本体
３ａエンド部材
３ｂ軸ピン
３ｃ軸ピン
３ｄガイド溝
３ｅネジ部
４ピストン
５ロッド
５ａ軸ピン
６レバー
７レバー
８スライドアーム
８ａ軸ピン
９スライドアーム
９ａ軸ピン
９ｂ貫通孔
９ｃ凹部
１１把持部材
１２把持部材
１３コイルバネ
１４ネジ
２１計測制御装置
２２クロスヘッド
２３つかみ具
２４つかみ具
２５荷重センサ
２６変位センサ
２７荷重計
２７ａ連接部
２８ネジ
２９ねじ杆
３１ハンドル
３２チャックフレーム
３３つかみ歯
３４つかみ歯
３５把持部材
３６把持部材
３７シリンダ
３７ａポート
３７ｂポート
３８ピストン
９１球体
９２球座
Ｄ機台
Ｍモータ
Ｐ支柱
Ｓ試験片
Ｘ負荷軸

Claims

互いに対向する面に把持面を有する一対の把持部材と、この両把持部材を相対的に近接退避させる進退機構を備え、両把持部材を近接させて両把持面間に試験片を把持する試験片把持装置において、一方の把持部材をその把持面が傾動可能な状態で進退機構に係合保持する係合機構を設けたことを特徴とする試験片把持装置。
進退機構は、空気圧にて往復動するピストン機構と、このピストン機構の出力軸に連接する進退部材にて構成されていることを特徴とする請求項１記載の試験片把持装置。
一方の把持部材は球体を介して進退部材に係合保持され、傾動可能であることを特徴とする請求項２記載の試験片把持装置。
互いに対向する面に把持面を有する一対の把持部材と、この両把持部材を相対的に近接退避させる進退機構と、両把持部材を近接させて両把持面間に試験片を把持し、一方の把持部材をその把持面が傾動可能な状態で前記進退機構に係合保持する係合機構を設けるとともに、前記進退機構は空気圧にて往復動するピストン機構と、このピストン機構の出力軸に連接する進退部材にて構成されている試験片把持装置を備え、クロスヘッドを往復させて試験負荷を生起させる試験機構に対して前記進退機構をクロスヘッドに固定し前記試験片把持装置を前記試験機構に架設したことを特徴とする引張試験機。