JP3111786U - 引張試験機 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来のつかみ歯に試料、特に電子部品用極細電線などの極細でつかみ代の短い試料を固定する際の試料挟持力の不安定およびそのことに起因する試験時の試料のすべり・脱落、変形・破損などを防止し、挟持作業の試行錯誤の繰り返しによる試験効率の低下を改善する。
【解決手段】
左つかみ歯１３Ｎの左つかみ面ＦＮ上の２箇所に断面形状が台形の突起２１を設け、下方の突起２１で試料９を挟持し、且つ上方の突起２１で、試料９を挟持する際の左つかみ歯１３Ｎおよび右つかみ歯１４Ｎの、紙面に平行な面方向の傾きを最小に保つ。
【選択図】 図１

Description

本考案は、電子部品用極細電線などの固体材料の引張強度を測定するための引張試験機に関する。

固体材料の引張強度を測定するための引張試験機では、上下のつかみ具に設けた一対のつかみ歯間に試料を挟持した後、試料に引張負荷を与える。以下、図２、図３によって従来の引張試験機（たとえば特許文献１参照）の基本構造を説明する。

図２は引張試験機の正面図である。設置面１１上に置かれた基台１の両側には一対の支柱２が立設され、支柱２の上端にクロスヨーク３が固設されている。一対の支柱２には一対のねじ棹（図示せず）が内設され、クロスヘッド４の端部に設けたナット（図示せず）に支柱２内で螺合されている。すなわち、ねじ棹間にクロスヘッド４が横架され、ねじ棹の回転によりクロスヘッド４が昇降する。クロスヘッド４の下面にはロードセル５が固設され、ロードセル５は上負荷軸８を介して上つかみ具６に接続されている。また基台１には下負荷軸１０を介して下つかみ具７が配設されている。上つかみ具６と下つかみ具７の中間に試料９が装着される。

図３は上つかみ具６の構造の一例である。図３（Ａ）において、左つかみ歯１３および右つかみ歯１４は、保持枠１５上下方向には上負荷軸８と一体運動を行い左右方向には上負荷軸８と切り離された運動が可能な構造で上負荷軸８と係合されている。上つかみ具６はその保持枠１５の上部の雄ねじにより試料固定ハンドル１２に螺合しており、また試料固定ハンドル１２は上負荷軸８に対して下方への移動なく回転可能な構造で上負荷軸８に係合している。

したがって試料固定ハンドル１２の回転により上つかみ具６は上負荷軸８に対して上下に移動する。左つかみ歯１３および右つかみ歯１４は楔形状を有し、保持枠１５の内側面に滑合しているので、試料固定ハンドル１２の回転によりたとえば上つかみ具６が上昇したとすると、左つかみ歯１３が水平右方向に、右つかみ歯１４が水平左方向に移動する。すなわち図３（Ｂ）に示す左つかみ面Ｆが左方から、右つかみ面Ｇが右方から試料９方向に移動し試料９を挟持する。なお、図２に示す下つかみ具７の主要な構造および動作は、上下に対称である以外は上つかみ具６に類似であるので、詳細図示および説明は省略する。試験時は上下各つかみ歯で試料９を挟持し上下つかみ具間に固定した後、クロスヘッド４を微速で上昇させて試料９に引張負荷を加え、ロードセル５を介して試料破断までの引張力を連続測定する。

特開２００５−３３７９号公報（第１−９頁）

従来の引張試験機の構造は以上のとおりであるが、この構造では試料、特に細い試料または長さが短く、したがって試料両端の保持部分（以下、つかみ代と記載）も短い試料の保持に問題がある。すなわち従来のつかみ歯のつかみ面は一般に平坦な滑面または格子状の凹面溝（やすり目）を設けた平面で構成されており、そのためつかみ面同士が先に誤接触したり試料が凹面溝に落ち込むなどの障害があっても確認および微細調整が困難なため、試料に対する挟持力（摩擦力）に不安定が生じ、試料へのつかみ強度不足に起因する試験途中の試料のすべり・脱落または、つかみ強度過剰による試料の変形や破損が生じ易く、挟持作業には専門作業員による試行錯誤の繰り返しが必要であり、測定効率が阻害されていた。特に電子部品用極細電線などの、極細で強度が高く断面が円形の材料に対して短時間で最適な挟持力を与えることは困難で、試料挟持作業の繰り返しに多くの時間を要していた。本発明はこのような問題点を改善する手段を提供することを目的とする。

本考案が提供する引張試験機は、試料の長手方向の両端部をそれぞれ挟持するつかみ歯と、つかみ歯を保持する保持枠からなるつかみ具を備えた引張試験機において、前記つかみ歯の試料挟持面（つかみ面）の一部でかつ試料の長手方向と垂直な方向に突起を設ける。

本考案の効果として、試料つかみ面の突起に試料が接触する面積が減少し単位面積あたりの摩擦力を高めることが可能になり、また試料と突起の接触面積が一定化され突起が確実に試料に接触したことを視認しながら挟持作業を行うことが可能になるため挟持作業の精度と確実性が向上し、試験時の試料のすべり・脱落、変形・破損などが防止され、挟持作業の試行錯誤回数が減少するので、引張試験の迅速化が可能になる。

本考案が提供する引張試験機はつぎのような特徴を有している。第１の特徴はつかみ歯の試料挟持面（つかみ面）の一部でかつ試料の長手方向と垂直な方向に突起を設けるように構成した点である。第２の特徴は突起の断面が円弧形状であるように構成した点である。したがって最良の形態の基本的な構成は、つかみ歯の試料挟持面（つかみ面）の一部でかつ試料の長手方向と垂直な方向に突起を具備する引張試験機である。

以下図示例にしたがって説明する。図１（Ａ）は本考案の第１の実施例の左つかみ歯１３Ｎおよび右つかみ歯１４Ｎの構造である。右つかみ歯１４Ｎ、右つかみ面ＧＮの構造は左つかみ歯１３Ｎ、左つかみ面ＦＮと対称であるので、以下左つかみ歯１３Ｎについて説明する。左つかみ歯１３Ｎの左つかみ面ＦＮには２箇所に突起２１が設けられている。本実施例では突起２１の断面形状は台形である。図の下方の突起２１は図１（Ｃ）に示される試料９を挟持するために設けられている。上方の突起２１は前記試料９の挟持に際して、図１（Ｃ）における左つかみ歯１３Ｎおよび右つかみ歯１４Ｎの、紙面に平行な面方向の傾きを最小に保つために設けられている。

左つかみ歯１３Ｎ等の上つかみ具６（図２、図３参照）等との相互関係および引張試験全般については従来と類似であるので詳細説明は省略する。なお、本考案は突起の寸法に限定されるものではないが一例として、左つかみ面ＦＮの寸法が２５ｍｍ正方、突起２１の長辺寸法が２５ｍｍ、短辺寸法（頂上部の幅）が３ｍｍ、高さが３ｍｍの左つかみ歯１３Ｎにより、直径１００μｍ、長さ８ｍｍのタングステン線の引張試験を確実に行うことが可能であった。

図１（Ｂ）は本考案の第２の実施例の左つかみ歯１３Ｍおよび右つかみ歯１４Ｍの構造である。右つかみ歯１４Ｍ、右つかみ面ＧＭの構造は左つかみ歯１３Ｍ、左つかみ面ＦＭと対称であるので、以下左つかみ歯１３Ｍについて説明する。左つかみ歯１３Ｍの左つかみ面ＦＭには２箇所に突起２２が設けられている。本実施例では突起２２の断面形状は円弧である。左つかみ歯１３Ｍ等と上つかみ具６（図２、図３参照）等との相互関係および引張試験全般については従来と類似であるので詳細説明は省略する。

本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、さらに種々の変形実施例を挙げることができる。たとえば前記実施例１において、突起２１の断面形状は台形であるが、断面形状を正方形または長方形としても良い。また実施例２において断面の円弧の曲率は一定にしても変化させても良い。また実施例１の説明で記載したように、本考案は突起の寸法に限定されるものではない。また各実施例において、２箇所の突起を設ける位置は必ずしも左つかみ歯１３Ｎ等の端面でなくても良く、１箇所毎に断面形状および寸法の異なる突起を設けても良い。

また左つかみ歯１３Ｎ等の全体、または突起を含む一部に焼き入れを行い硬度を上げることにより、図１（Ｃ）に示すように左つかみ歯１３Ｎ等の突起２１等を試料９の一部に食い込ませ、締結力を一層上昇させることも可能である。さらに左つかみ歯１３Ｎ等の左つかみ面ＦＮ等と逆の面の形状は必ずしもデーパを有する楔形である必要はなく、上つかみ具６等への取り付け部の形状と整合する種々の形状が可能である。本発明はこれらをすべて包含する。

本考案は、電子部品用極細電線などの固体材料の引張強度を測定するための引張試験機に関する。

（Ａ）は本発明の実施例１のつかみ歯の構造である。（Ｂ）は実施例２のつかみ歯の構造である。（Ｃ）はつかみ歯と試料との挟持部分を示す図である。 は引張試験機の基本構造を示す正面図である。 はつかみ具および従来のつかみ歯の構造を示す図である。

符号の説明

１ 基台
２ 支柱
３ クロスヨーク
４ クロスヘッド
５ ロードセル
６ 上つかみ具
７ 下つかみ具
８ 上負荷軸
９ 試料
１０ 下負荷軸
１１ 設置面
１２ 試料固定ハンドル
１３ 左つかみ歯
１３Ｎ 左つかみ歯
１３Ｍ 左つかみ歯
１４ 右つかみ歯
１４Ｎ 右つかみ歯
１４Ｍ 右つかみ歯
１５ 保持枠
２１ 突起
２２ 突起
Ｆ 左つかみ面
ＦＮ 左つかみ面
ＦＭ 左つかみ面
Ｇ 右つかみ面
ＧＮ 右つかみ面
ＧＭ 右つかみ面

Claims (2)

1. 試料の長手方向の両端部をそれぞれ挟持するつかみ歯と、つかみ歯を保持する保持枠からなるつかみ具を備えた引張試験機において、前記つかみ歯の試料挟持面の一部でかつ試料の長手方向と垂直な方向に突起を設けたことを特徴とする引張試験機。
2. 突起の断面が円弧形状であることを特徴とする請求項１記載の引張試験機。

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