JP3115732U - 試験のための用具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 保持枠2は試験を行う操作者が自在に片手で把握できる大きさに設定されさらに直線状をなし、試験片把持具1U、1Dが把持した試験片TPが一直線状をなすように形成されている。また保持枠2の両端部には両側から調整ネジ3U、3Dがねじ込まれこの調整ネジ3U、3Dの内方端が試験片把持具1U、1Dの両側にそれぞれ当接し各調整ネジ3U、3Dを回すことで試験片把持具1U、1Dの左右位置調整、さらには試験片TPの試験軸芯に合わせる調整が容易となる。疲労試験後、引張試験を行うにあたり引張試験機への試験片TPの移動(移し替え)を行うときは、両試験片把持具1U、1Dを同時に保持し、それぞれの連結具6Tを着脱させて試験機の負荷軸と負荷部に連結する。
【選択図】 図1
Description
図13はこの試験機の構成を概略的に示す図で、試験片TPが上下の両把持具1C、2Cに把持される。上方の把持具1Cは負荷部1Lを介してクロスヘッドHに吊持され、下方の把持具2Cは負荷部2Lを介して機台D上に垂設されている。機台DにはクロスヘッドHを上下動して負荷を発生させる負荷駆動機構が内設されている。すなわち電動機EMが設置され、この回転出力軸にはプーリP1が取り付けられている。プーリP1とネジ杆Nの下端に取り付けられたプーリP2間にベルトBが掛けられ電動機EMの回転によって支柱Mに内設されたネジ杆Nが回転駆動される。このネジ杆Nが螺合されているクロスヘッドHが上下変位し試験片TPに負荷(引張荷重)が負荷され、荷重は荷重計Sにて計測される。繰り返し荷重の負荷による疲労試験機は図示していないが、図13に示す試験機におけるクロスヘッドHに繰り返し荷重発生機具体的には油圧サーボ機構による負荷機構が架設され負荷部1Lに所定周波数の上下動が生起されるよう構成される。
特に最近では新繊維や極細線複合材料が登場しており、これらの材料の強度試験に際しては試験前の僅かな外力によって試験片が変形し、捩れが生じることがあり、試験材料としての価値を失ってしまう場合がある。殊に試験片の変形や捩れはこれら新材料を試験機の把持具に運ぶ過程やあるいは試験機における把持具に把持(固着、保持)させる時に発生することが多い。これは把持具が上下あるいは左右の2個1組で構成されており、2個の各把持具に試験片を取り付けた状態で2個の把持具を試験機に装着しなければならず、この装着が同時に行えないことや、1個ずつ順に行うことで試験軸心の偏位、ズレが生じるためである。または試験機にあらかじめ装着された把持具に順に試験片を保持させる場合も試験軸心の偏位が生じやすく上記同様の問題が発生する。
本考案はこのような問題を解決する試験のための用具を提供する。
さらに本考案が第3に提供する試験のための用具は、保持枠は軽金属で構成されている。したがって保持枠は軽量である。この軽金属としてはアルミニウムやアルミニウム合金であることが望ましい。
さらに本考案が第4に提供する試験のための用具は、固定手段は、保持枠に穿設されたネジ孔と、このネジ孔に貫通螺合するボルトからなり、ボルトの先端を保持枠に保持された試験片把持具に押し付けることにより固定するものであり、試験片把持具の保持枠による保持操作はボルトの回転操作となる。
さらに本考案が第6に提供する試験のための用具は、上記課題を解決するために試験片把持具における連結部は疲労試験機における負荷部と引張試験機における負荷部に切り換え可能に連結できるよう構成されている。したがって疲労試験から引張試験への切り替えが可能となる。
2個の試験片把持具1U、1Dの構成は同一の構造であり、代表として上方用の試験片把持具1Uを説明し、下方用の試験片把持具1Dの説明は省略する。
固定ブロック8には中央部に試験片(図示せず)を案内する固定溝8Mが形成されるとともに、下方端部には試験片の一端を挟持固定保持する押え板10が設置されている。この固定ブロック8は図3に示すように、その背面には試験軸芯TLに接する曲面8Fが形成され、試験片TPがこの曲面8Fに沿って取り付けられる。
通常、疲労試験機は後述にて明らかなようにピストン機構をサーボ機構にて往復動させピストンロッドの一端部に試験片を連結させるが、このピストンロッドの一端には雄ネジが形成されていてこの雄ネジに試験片把持具を連結させる方式である。
他方引張試験機においては、クロスヘッドの変位により引張の静的負荷を作用させるが、負荷部はクロスヘッドに吊設した連結軸に試験片把持具をピン連結させる構成となっている。図2、図3に示す試験片把持具1Dはこの疲労試験機におけるネジ連結方式と引張試験機におけるピン連結方式の両方式を利用できるように構成されている。
他方連結軸4Tには中段に連結用孔4Hが貫設されているとともに、上方の連結具6Tが冠着される。連結具6Tは図示のとおり大径部は中空状をなして連結軸4Tに冠着できるよう形成されるとともに、中段には軸心と垂直な方向に連結用孔6Hが貫設されている。
したがって連結軸4Tに連結具6Tを冠着すると、連結用孔4Hと連結用孔6Hが同一線上に合致し、連結棒7を挿入して両者が一体化できるようになっている。以上の構成により疲労試験機の負荷部に連結する場合は連結具6Tを連結軸4Tに冠着する。そして連結棒7を挿設して一体化させ、さらに上ナット5Uを回して連結具6Tの下面に当接合させる。
他方引張試験機の負荷部に連結させる場合はさらに上ナット5Uを逆回転させて連結具6Tとの接合関係を解消する。つぎに連結棒7を引き抜いて連結具6Tを連結軸4Tから離脱させる。この状態で引張試験機の負荷部、具体的には横孔を有する筒状負荷軸に連結軸4Tを挿入し連結棒7を差し込んで両者を一体的に連結させる。
以上詳述した負荷部との連結を可能とする構成によって本考案による試験片把持具1U、1Dは疲労試験機と引張試験機の両方の負荷部に対して切り換え可能に連結できる。
保持枠2は断面コ字形をなし、所定の長さを有する枠体で、金属材料たとえばアルミニウム合金材料等の軽金属で製作されている。または軽量な合金材料等で製作される。
このコ字形の内側幅は、図1、図4からも明らかなように、試験片把持具1U、1Dがその内方に挿入可能な寸法値に設定されている。さらにこの保持枠2の長さは両試験片把持具1U、1Dが試験片TPを把持した状態でも同時に保持される長さを必要とする。
しかもこの保持枠2は試験を行う操作者が自在に片手で把握できる大きさに設定されている。さらに図1に示すとおり直線状をなし、試験片把持具1U、1Dが把持した試験片TPが一直線状をなすように形成されている。また保持枠2の両端部には両側からネジ孔2Nが調整ネジ3U、3Dがねじ込まれている。
本考案が提供する試験のための用具は、以上のとおり構成されており、したがって試験片TPの試験にあたってはつぎのとおり使用される。以下試験の順序にしたがって操作手順、方法、機能等を説明する。
まず試験片把持具1U、1Dの保持枠2への固定保持を行う。試験片TPの長さを考慮して試験片把持具1Uを配置し、調整ネジ3Uにて保持枠2の上方端側に固定保持する(図4参照)。つぎに下方側の試験片把持具1Dを保持枠2の下方側所望に配設し、調整ネジ3Dにて保持枠2に固定保持させる。この場合各固定ブロック8の固定溝8Mが同一軸心上に位置するよう配置される。
つぎに試験片TPを試験片把持具1Uの凹部4Kに挿入して固定ブロック8と押え板10との間で挟持し、固定用ボルト11を締め付けて試験片TPの一端を保持する。さらに試験片TPの他端を試験片把持具1Dの凹部4Kに挿入し上記と同様の方法で試験片把持具1Dに固定把持する(図2参照)。
疲労試験機は図5に示すとおりで、ピストン機構を油圧等にて高速で往復動させるサーボ機構14をクロスヘッド13上に架設している。12は機台15上に垂設された支柱を示している。サーボ機構14によって負荷軸16が高速で上下往復動するがその先端に連結用のネジ部16Nが一体的に形成されている。下方の機台15上には固定の負荷部17が設置されこの負荷部17にも連結用のネジ部17Nが設けられている。この疲労試験機への試験片把持具1U、1Dの連結工程は図5から図8に示される。
図5はこのように疲労試験機に試験片TPを取り付け、把持される方法を説明するための図である。図示のとおり、試験片TPを把持した両試験片把持具1U、1Dを保持する保持枠2が操作者の片手に把握され、まず上方のネジ部16Nに試験片把持具1Uの連結具6Tを近接させる。
つぎに連結棒7を抜いて連結具6Tを連結軸4Tから抜き外し、ネジ部16Nに連結具6Tの連結用ネジ部6Nをねじ込んで連結する。同様に下方のネジ部17Nに対しても連結棒7を抜いて連結具6Tをねじ込む。この状態を示すのが図6である。
つぎにクロスヘッド13を徐々に降下させていき、上記と同様の操作で下方の連結具6Tと連結軸4Tを互いに嵌挿させ、連結棒7を挿通させて連結させる。以上上下の連結操作が完了した状態を示すのが図7である。
さらに保持枠2の上下両調整ネジ3U、3Dを緩めて両試験片把持具1U、1Dから保持枠2を離脱させる。図8はこの状態を示すが以上の操作で疲労試験機の負荷部への両試験片把持具1U、1Dの連結が終了する。この状態にてサーボ機構14を作動させることにより疲労試験が行われる。
疲労試験を終えた後引張試験を行い、その試験片の材料の特性を調べる試験が行われる場合がある。本考案はこのような場合のために、試験片把持具1U、1Dが引張試験機の負荷部にも連結できる構成となっている。
図9から図11はこの引張試験機の負荷軸18と負荷部19への試験片把持具1U、1Dの連結切り換え工程を示す。まず、図9の状態に移る前に疲労試験機による試験終了後、図8の状態から図7の状態を再現する。疲労試験により試験片TPが伸長された場合はより長い保持枠2にて図7の状態にする。
工程(1)
図7の再現後、連結具6Tの連結棒7を抜き連結具6Tを回して疲労試験機の負荷部であるネジ部16Nから連結具6Tを離脱させ、図5の状態を再現する。
工程(2)
つぎに上下の連結具6Tにおける連結棒7を抜き、ついで連結軸4Tから抜き外し引張試験機に移す。引張試験機は図9から図10に示すとおりで、クロスヘッド13が機台15と支柱12に内設された駆動機構によって上下変位し、この変位によって上方の負荷軸18と機台15上の負荷部19の間における試験片TPに引張荷重を与えるよう構成されている。
保持枠2を図5の状態から引張試験機に移動し、図9の状態にする。引張試験機における上下の負荷軸18と負荷部19には連結棒7を貫通できる孔(図示せず)が設けられており、したがって保持枠2を上方へ変位させて連結軸4Tを負荷軸18に挿入する。挿入後連結棒7を負荷軸18に貫通させ負荷軸18と連結軸4Tを連結する。なお20は負荷を計測する荷重計(ロードセル)である。
工程(4)
同様の操作で下方の負荷部19と連結軸4Tを連結し図10の状態をつくる。そして最後の操作として保持枠2の調整ネジ3U、3Dを緩めて保持枠2を上下の試験片把持具1U、1Dから外し図11の試験状態を完成する。
図11の状態にて引張試験が行われ、試験片TPの材料の強度測定が行われる。
まず試験方法であるが、疲労試験と引張試験を連続的に行う例について本考案の使用方法を詳述したが、疲労試験のみ、あるいは引張試験のみの用具としても本考案は適用可能であり上記に限定されない。
つぎに試験機における負荷部との連結構造であるが、異種試験を連続して行う場合でない通常の試験のための試験片把持具であれば、専用の試験機(たとえば引張試験機)の負荷部の構造に適応する構成とすることでよく、必ずしも図示例のように切り換え可能な構造とする必要はない。
たとえば図12に示すように、図1の形を基本にし、中間部を把握しやすい円杆2Sで連結した形とすることもできる。このような変形例ではそれ程加工工数は増えず円杆2Sは保持枠2Bに対してねじ込み結合形とし、分解可能とすればコンパクト化も図れる利点がある。ただ把持した試験片が操作者の手に触れないようにする必要がある。
1D、1U 試験片把持具
1L、2L 負荷部
2、2B 保持枠
2N、8N ネジ孔
2S 円杆
3D、3U 調整ネジ
4 把持枠
4H、6H 連結用孔
4K 凹部
4N ネジ部
4T 連結軸
5D 下ナット
5U 上ナット
6N 連結用ネジ部
6T 連結具
7 連結棒
8 固定ブロック
8F 曲面
8M 固定溝
9 調整用ネジ
10 押え板
11 固定用ボルト
12、M 支柱
13、H クロスヘッド
14 サーボ機構
15、D 機台
16、18 負荷軸
16N、17N ネジ部
17、19 負荷部
20、S 荷重計
B ベルト
EM 電動機
N ネジ杆
P1、P2 プーリ
TL 試験軸芯
TP 試験片
Claims (6)
- 試験片の一端を把持する固定部と試験機における一方側の負荷部に着脱可能な連結部を有する第1試験片把持具と、試験片の他端を把持する固定部と試験機における他方側の負荷部に着脱可能な連結部を有する第2試験片把持具と、この両試験片把持具に把持された試験片が一直線状になるよう前記第1、第2の両試験片把持具を同時に保持し得る保持枠と、この保持枠に前記第1、第2の両試験片把持具を所望の位置にて解放可能に固定する固定手段を備えたことを特徴とする試験のための用具。
- 保持枠は両試験片把持具をそれぞれ挟持できる断面コ字形の直状体で形成されていることを特徴とする請求項1記載の試験のための用具。
- 保持枠は軽金属で構成されていることを特徴とする請求項1記載の試験のための用具。
- 固定手段は、保持枠に穿設されたネジ孔と、このネジ孔に貫通螺合するボルトからなり、ボルトの先端を保持枠に保持された試験片把持具に押し付けることにより固定することを特徴とする請求項1記載の試験のための用具。
- ボルトが樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項5記載の試験のための用具。
- 試験片把持具における連結部は疲労試験機における負荷部と引張試験機における負荷部に切り換え可能に連結できるよう構成されていることを特徴とする請求項1記載の試験のための用具。
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JP2005004931U JP3115732U (ja) | 2005-06-28 | 2005-06-28 | 試験のための用具 |
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JP2015021880A (ja) * | 2013-07-22 | 2015-02-02 | 日本電信電話株式会社 | 引張試験治具 |
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2005
- 2005-06-28 JP JP2005004931U patent/JP3115732U/ja not_active Expired - Fee Related
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