JP3119809U - 自動材料試験機 - Google Patents

Abstract

【課題】破断後の試験片を確実に回収できる自動材料試験機を提供する。
【解決手段】引張試験終了後、把持爪１１ａを開いた状態で第１回収アーム１０を退避位置Ａから回収位置Ｂに回動させて把持爪１１ａを閉じ、試験片４を回収チャック１１で掴む。次に、試験機本体２の下側のチャック５を開き、第１回収アーム１０を退避位置Ａまで回動させる。その後、把持爪２１ａを開いた状態で第２回収アーム２０を退避位置Ｄから回収位置Ｅへ回動させて把持爪２１ａを閉じ、試験片４を回収チャック２１で掴む。次に、回収チャック１１の把持爪１１ａを開き、第２回収アーム２０を退避位置Ｄまで回動させると、試験片４は破断した端部が下方に向くように回動される。退避位置Ｄでは回収チャック２１が回収箱６の略真上に位置するので、回収チャック２１の把持爪２１ａを開くと、試験片４は回収シュート７に案内されて回収箱６の中に落下する。
【選択図】図２

Description

本考案は、収納パレットなどに収納された試験片を自動的に材料試験する自動材料試験機に関し、特にゴムなどの材料を連続して次々に引張試験し、試験後の試料を回収箱などに回収する自動材料試験機に関する。

ゴムなどの材料を次々と連続して試験する自動材料試験機では、いくつかの試験片を収納パレットに並べて搬送し、試験片を試験機本体に取り付けるときにチャックや吸着装置を用いてひとつずつ収納パレットから取り出してそれを試験機本体に供給する。そして試験機本体によって試験片を引き延ばしたときの荷重と変位の関係などを記録し引張試験が行われる。引張試験などが終わった後の試験片は試験機本体に付属する試験片把持チャックに断片が残ることになるが、この試験済みの試験片を試験片回収装置に付属する回収チャックがつかみ直し、回収箱の上まで搬送して回収チャックを開くことによって試験片が回収箱内に落下させられる。このような工程で自動材料試験機は新たな試験片を搬入し、試験片の材料試験を行い、試験済み試験片を回収することを全自動的に行っている。従来の自動材料試験機では、回収チャックの下側に切れ込みの入ったガイド板を設け、回収チャックが開いた際に、回収チャックの把持面に貼り付いた試験片をガイド板で引き離すことで、試験片を真下に落下させて回収できるように構成されている（特許文献１参照）。

特開２０００−３９３８６号公報

しかし、合成レザーや樹脂フィルムなどの試験片の場合、引張試験によって引き延ばされ、破断後は重力によって垂れ下がってしまう。そのため、垂れ下がった試験片が回収チャックや回収チャックを支持するアームなどに引っかかってしまい、回収箱内に落下しない恐れがある。

（１） 請求項１の考案による自動材料試験機は、上下つかみ具間で試験片を把持して負荷を与える負荷手段と、試験片を自動供給する供給装置と、切断後に下つかみ具に把持されている試験片を回収する第１の回収アームと、第1の回収アームで回収した試験片を把持して回収する第２の回収アームとを備えることを特徴とする。
（２） 請求項２の考案は、請求項1に記載の自動材料試験機において、第1の回収アームは、試験片を把持する第1把持装置と、第1把持装置を第１退避位置と第1回収位置との間で回動する第１回動装置とを有し、第１把持装置は、第１回収位置において、切断後に下つかみ具に把持されている試験片を把持し、第２の回収アームは、試験片を把持する第２把持装置と、第２把持装置を第２退避位置と第２回収位置との間で回動する第２回動装置とを有し、第２把持装置は、第２回収位置において、第１のアームで把持している試験片の下端把持部を把持し、第２把持装置により試験片の下端把持部を把持した後、第２回動装置により、試験片の破断部が垂れ下がるように第２把持装置を回動することを特徴とする。
（３） 請求項３の考案は、請求項２に記載の自動材料試験機において、第１の回収アームは、水平面内で回動して第１回収位置と第１退避位置との間を移動し、第１回収位置で試験片を下つかみ具から回収し、第２の回収アームは、鉛直面内を回動して第２回収位置と第２退避位置との間を移動し、第１の回収アームの第１退避位置で試験片を第１の回収アームから回収し、第２退避位置で試験片を解放することを特徴とする。
（４） 請求項４の考案は、請求項1〜３のいずれか一項に記載の自動材料試験機において、第１および第２の回収アームは下つかみ具に把持されている下方の試験片破断部を回収するものであり、上つかみ具に把持されている上方の試験片破断部を回収する第３の回収アームをさらに備えることを特徴とする。

本考案による自動材料試験機では、破断後の試験片を確実に回収できる。

図１〜７を参照して、本考案による自動材料試験機の一実施の形態を説明する。図１は、本考案の自動材料試験機を示す図である。ゴム材料などの試験片は収納パレットなどに入れられ搬送機によって試験機本体の近くまで運ばれてくる。搬送されてきた試験片４は試験片供給装置１によって試験機本体２の試験片把持チャック５の位置まで供給される。試験片４が試験機本体２にセットされると、試験機本体２は公知の方法にしたがって試験片４を引っ張り、そのときの荷重と伸びをそれぞれ計測して材料試験する。材料試験が済むと破断した試験片４が上下のチャック５に残ることになるが、この試験片のきれはしは試験片回収装置３の回収アームによって回収されて回収箱６の中に廃棄される。なお、図１に記載されている矢印は試験片４が搬送される一連の流れを示すものである。

図１では自動材料試験機の主要構成のみを示しているが、この他にも一枚の板からアレイ形の試験片を打ち抜いて作成する試験片作成装置や、板状試験片の厚みを測定する厚み測定装置などが付属する場合もあり、試験片を搬送するコンベアなども付属している。

図２は、本考案の主要部である試験片回収装置３を模式的に示した斜視図である。試験片回収装置３は、第１回収アーム１０と、第２回収アーム２０とを備えている。７は、試験済みの破断した試験片４を回収箱６へ導くための回収シュートである。なお、試験片回収装置３は、試験機本体２の上側のチャック５に残っている試験片４を回収する回収アーム（上側回収アーム）も備えているが、この上側回収アームは第１回収アーム１０と同様の構成であるので、その詳細な説明については省略する。

第１回収アーム１０は、回収チャック１１と、アーム１２と、回転シリンダ１５とを有する。回収チャック１１は、試験片４を把持する一対の把持爪１１ａと、一対の把持爪１１ａを閉じまたは開くためのアクチュエータ１１ｂとを有する。回収チャック１１はアーム１２を介して回転シリンダ１５の軸１６に接続され、回転シリンダ１５の駆動によって鉛直方向に延在する軸１６を中心にして矢印Ｃ方向に回転できるよう構成されている。

回収チャック１１が回転移動できる位置のうち、回収チャック１１およびアーム１２が実線で描かれた位置Ａは、回収チャック１１の退避位置である。アーム１２が破線で描かれた位置Ｂは、試験機本体２のチャック５に残った試験片を把持して回収する回収位置である。すなわち、回収チャック１１は、回転シリンダ１５の駆動によって水平面内を移動する。

第２回収アーム２０は、回収チャック２１と、アーム２２と、回転シリンダ２５とを有する。回収チャック２１は、試験片４を把持する一対の把持爪２１ａと、一対の把持爪２１ａを閉じまたは開くためのアクチュエータ２１ｂとを有する。回収チャック２１はアーム２２を介して回転シリンダ２５の軸２６に接続され、回転シリンダ２５の駆動によって水平方向に延在する軸２６を中心にして矢印Ｆ方向に回転できるよう構成されている。

回収チャック２１が回転移動できる位置のうち、実線で描かれた位置Ｄは、回収チャック２１の退避位置であり、回収チャック２１が回収箱６の略真上に位置する。回収チャック２１の退避位置では、アーム２２が略水平方向に延在した状態となる。破線で描かれた位置Ｅは、退避位置Ａに退避した回収チャック１１に把持された試験片４の下端部分を把持して回収する回収位置である。回収チャック２１の回収位置では、アーム２２が略水平方向に延在した状態となる。すなわち、回収チャック２１は、回転シリンダ２５の駆動によって軸２６を中心として鉛直面内を略１８０度回動する。

このように構成される試験片回収装置３では、次のようにして試験済みの試験片４を回収する。引張試験が行われている間は、第１回収アーム１０の位置は退避位置Ａであり、第２回収アーム２０の位置は退避位置Ｄである。

引張試験が終了すると、図２に示すように、試験片４のきれはしが試験機本体２のチャック５に残される。試験片４は試験によって伸びてしまうため、下側のチャック５に把持された試験片４は破断した端部が重力によって下方に垂れ下がってしまう。

回収チャック１１の把持爪１１ａを開いた状態で第１回収アーム１０が退避位置Ａから回収位置Ｂに回動させると、図３に示すように回収チャック１１の把持爪１１ａが試験片４を挟んだ状態になる。この状態で把持爪１１ａを閉じると試験片４は回収チャック１１に掴まれる。

次に、試験機本体２の下側のチャック５を開き、図４に示すように、第１回収アーム１０を退避位置Ａまで回動させる。その後、回収チャック２１の把持爪２１ａを開いた状態で第２回収アーム２０が退避位置Ｄから回収位置Ｅへ回動させると、図５に示すように回収チャック２１の把持爪２１ａが試験片４の下端部分を挟んだ状態になる。この状態で把持爪２１ａを閉じると試験片４は回収チャック２１に掴まれる。

次に、回収チャック１１の把持爪１１ａを開き、図６に示すように、第２回収アーム２０を退避位置Ｄまで回動させる。上述したように、回収チャック２１は、回転シリンダ２５の駆動によって軸２６を中心として鉛直面内を略１８０度回動するので、回収位置Ｅと退避位置Ｄとでは、回収チャック２１で把持された試験片４の天地が入れ替わる。これにより、退避位置Ｄでは、回収チャック２１で把持された試験片４は、破断した端部が下方に向くように回動される。

また、上述したように、退避位置Ｄでは回収チャック２１が回収箱６の略真上に位置するので、回収チャック２１で把持された試験片４は、回収シュート７の内側に移動する。ここで、回収チャック２１の把持爪２１ａを開くと、試験片４は回収シュート７に案内されて回収箱６の中に落下する。

試験機本体２の上側のチャック５に把持されている試験済みの試験片４は、図７に示した上側回収アーム３０によって回収される。なお、上述のように、上側回収アーム３０は第１回収アーム１０と同様の構成である。上側のチャック５に把持されている試験済みの試験片４は、はじめから破断した端部が下方を向いているので、上側回収アーム３０で回収された試験片４が上側回収アーム３０などにもたれることがない。

したがって、上述したように試験片４の天地を入れ替える必要はなく、上側回収アーム３０で回収された試験片４は、回収箱６の略真上まで水平方向に回動されて移動された後、回収シュート７を介して回収箱６へ落とされる。上側回収アーム３０で回収された試験片４を回収箱６へ落下させる際には、第２回収アーム２０が退避位置Ｄから退くことで、上側回収アーム３０で回収された試験片４の回収箱６への落下を阻害しないようにすることが望ましい。

上述した自動材料試験機では、次の作用効果を奏する。
（１） 試験済みの試験片４を第１回収アーム１０で回収し、第１アーム１０で回収した試験片４を第２回収アーム２０で回収するように構成した。これにより、重力によって垂れ下がった試験済みの試験片４が回収チャック１１やアーム１２などにもたれかかっても、試験片４のもたれかかりを第２回収アーム２０で把持して除去できるので、試験片４を確実に回収箱６に回収できる。また、回収チャック１１やアーム１２などにもたれかかった試験片４が、次の引張試験のための試験片４の取り付けを妨害することがなくなるので、自動材料試験機の確実性や信頼性を向上できる。

（２） 第２回収アーム２０は、試験片４を第１回収アーム１０で把持した状態で、試験片４の下端把持部を把持し、下端把持部から下方に試験片４の破断部が垂れ下がるように回動するように構成されている。これにより、重力によって垂れ下がる試験片４が第２回収アーム２０の回収チャック２１やアーム２２などにもたれかかることがないので、試験片４を確実に回収箱６へ落とすことができる。

（３） 第１回収アーム１０を水平面内で回動させて、下側のチャック５から試験片４を回収し、第２回収アーム２０を鉛直面内で回動させて、退避位置Ａに退避した第１回収アーム１０から試験片４を回収し、退避位置Ｄに回動させて試験片４を開放するように構成した。これにより、試験片４の破断部を確実に下方に向けることができるので、試験片４を容易に回収箱６へ落とすことができる。

（４） 第１回収アーム１０および第２回収アーム２０で、下側のチャック５に把持されている試験済みの試験片４を回収し、上側回収アームで上側のチャック５に把持されている試験済みの試験片４を回収するように構成した。これにより、下側のチャック５および上側のチャック５にそれぞれ把持されている試験済みの試験片４を簡単な構成で確実に回収できる。したがって、簡単な構成で、自動材料試験機の確実性や信頼性を向上できる。

本考案は、上述した試験片回収装置に限定されない。すなわち、試験終了後につかみ具に把持されている試験片の切れ端をつかみ具から取り除く第1の回収アームと、第１の回収アームで把持した試験片をさらに第２回収アームでつかみ直し、その試験片を回収箱に廃棄するような構成であれば、回収アーム装置はどのような構成でもよい。

以上の実施の形態および変形例において、たとえば、負荷手段は試験機本体２に、供給装置は試験片供給装置１に、第１の回収アームは第１回収アーム１０に、第２の回収アームは第２回収アーム２０にそれぞれ対応する。第１把持装置は回収チャック１１に、第１回動装置は回転シリンダ１５に、第２把持装置は回収チャック２１に、第２回動装置は回転シリンダ２５に、第３の回収アームは上側回収アーム３０にそれぞれ対応する。なお、以上の説明はあくまで一例であり、考案を解釈する際、上記の実施形態の記載事項と実用新案登録請求の範囲の記載事項の対応関係になんら限定も拘束もされない。

自動材料試験機を示す図である。 試験片回収装置３を模式的に示した斜視図である。 試験片回収装置３による試験片４の回収動作を説明する図である。 試験片回収装置３による試験片４の回収動作を説明する図である。 試験片回収装置３による試験片４の回収動作を説明する図である。 試験片回収装置３による試験片４の回収動作を説明する図である。 上側回収アーム３０を模式的に示す斜視図である。

符号の説明

１ 試験片供給装置 ２ 試験機本体
３ 試験片回収装置 ４ 試験片
５ 試験片把持チャック（チャック） ６ 回収箱
１０ 第１回収アーム １１ 回収チャック
１５ 回転シリンダ ２０ 第２回収アーム
２１ 回収チャック ２５ 回転シリンダ
３０ 上側回収アーム

Claims (4)

1. 上下つかみ具間で試験片を把持して負荷を与える負荷手段と、
   前記試験片を自動供給する供給装置と、
   切断後に下つかみ具に把持されている前記試験片を回収する第１の回収アームと、
   前記第１の回収アームで回収した前記試験片を把持して回収する第２の回収アームとを備えることを特徴とする自動材料試験機。
2. 請求項１に記載の自動材料試験機において、
   前記第１の回収アームは、前記試験片を把持する第１把持装置と、前記第１把持装置を第１退避位置と第１回収位置との間で回動する第１回動装置とを有し、前記第１把持装置は、前記第１回収位置において、切断後に下つかみ具に把持されている前記試験片を把持し、
   前記第２の回収アームは、前記試験片を把持する第２把持装置と、前記第２把持装置を第２退避位置と第２回収位置との間で回動する第２回動装置とを有し、前記第２把持装置は、前記第２回収位置において、前記第１のアームで把持している前記試験片の下端把持部を把持し、前記第２把持装置により前記試験片の下端把持部を把持した後、前記第２回動装置により、前記試験片の破断部が垂れ下がるように前記第２把持装置を回動することを特徴とする自動材料試験機。
3. 請求項２に記載の自動材料試験機において、
   前記第１の回収アームは、水平面内で回動して前記第１回収位置と第１退避位置との間を移動し、前記第１回収位置で前記試験片を下つかみ具から回収し、
   前記第２の回収アームは、鉛直面内を回動して前記第２回収位置と第２退避位置との間を移動し、前記第１の回収アームの第１退避位置で前記試験片を第１の回収アームから回収し、前記第２退避位置で前記試験片を解放することを特徴とする自動材料試験機。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の自動材料試験機において、
   前記第１および第２の回収アームは前記下つかみ具に把持されている下方の試験片破断部を回収するものであり、
   前記上つかみ具に把持されている上方の試験片破断部を回収する第３の回収アームをさらに備えることを特徴とする自動材料試験機。

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