JP3152615U - 引張試験機用把持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試験片自体が破断することなく引張方向に対する摩擦力の拡大で確実に把持できる引張試験機用把持装置を提供する。【解決手段】引張試験機の負荷ロッド４と固定ロッド５に把持装置１の把持装置本体７を連結する。この把持装置本体７に負荷中心軸近傍の把持部７ｈに断面が円弧状の長溝７ｃを形成し、傾斜面に長溝を形成した押圧ピース８を装着する。断面が円弧状の長溝を形成した垂直面上に傾斜面を形成した把持枠１０を前記把持部７ｈに対向して把持装置本体７に連結する。筒体２の内方を把持装置本体７と押圧ピース８を圧接して把持し、筒体２の先端部を押圧ピース８と把持枠１０で押圧して把持する。筒体２の先端部は屈曲した状態で把持される。【選択図】図１

Description

本考案は、線径が２ｍｍ前後の比較的細い線材、特にチタン合金などの硬度の高い線材の引張強度を測定する引張試験機に係り、その引張試験機用把持装置に関するものである。

引張試験機において、金属線材の試験片の引張強度試験を行なう場合、通常では試験片中央部に小断面積の平行部を設けたダンベル形状にし、その試験片の両端部の断面積が大きな部分を試験機の把持装置（つかみ具ともいう）で把持する方法が採用され、ダンベル形状の加工ができない場合には、試験片の両端部に試験片保護用の押えカラーを巻き付け、そのカラーの外側を把持装置で把持する方法が用いられている。

また、試験片が細くダンベル加工が困難な場合には、試験片の両端部を個別の筒体の中心軸上に挿入位置決めし、試験片と筒体の間に接着剤を充填して試験片を筒体に固定し、この試験片と一体化した筒体をつかみ具で把持する方法が開示されている。（例えば特許文献１参照）

特開２００６−３０１２３号公報

しかしながら、試験片の両端部に試験片保護用のカラー（図示例では筒体）を付設し、そのカラーの外側を把持装置で把持する場合、試験片の脱落を防ぐため、大きな把持力でカラーを締付ける必要がある。このため試験片自体が変形し、負荷中に試験片が破断するという問題がある。

本考案は、試験片自体が破断することなく引張方向に対する摩擦力の拡大で確実に把持できる引張試験機用把持装置を提供するものである。

本考案の引張試験機用把持装置は、試験片の両端部に筒体を嵌合させ固定して形成した試験片保持体に対して引張試験機における負荷ロッドおよび固定ロッドにそれぞれ連結された把持装置本体と、この把持装置本体に対向配置された把持枠と、前記把持装置本体と把持枠にて把持された試験片保持体の筒体部を負荷方向と異なる方向、例えば負荷方向と垂直な方向に押圧し筒体を曲折させる手段を設けたものである。

本考案の把持装置では、試験片と筒体とを一体で先端部を曲げた形で把持するので負荷方向（引張方向）に対する摩擦力が増大し、比較的弱い把持力で試験片を把持することができ、正確な試験ができるとともに試験片の損傷が阻止できる。

本考案の把持装置の全体構成を一部断面で示す正面図（Ａ）と底面図（Ｂ）である。 実施例に係る試験片保持体を示す図である。 実施例に係る押圧ピースの正面図（Ａ）と左側面図（Ｂ）および上面図（Ｃ）である。 実施例に係る把持枠の正面図（Ａ）と右側面図（Ｂ）および上面図（Ｃ）である。 把持装置本体の変形例の正面図（Ａ）と左側面図（Ｂ）である。 押圧ピースの変形例の正面図（Ａ）と左側面図（Ｂ）である。

図１〜図４について本考案の一実施例を説明する。図１（Ａ）は本考案の把持装置の全体構成を一部断面で示す正面図、（Ｂ）は下方より示す底面図である。

本考案の把持装置１は、図１（Ａ）に示すとおり試験片３の両端部に筒体２を嵌合させ固定した試験片保持体３Ｈを正確に把持する装置である。本把持装置１は把持装置本体７、各把持装置本体７に装着され試験片保持体３Ｈを負荷方向に対して垂直方向に押圧するための押圧ピース８とボルト９、および把持装置本体７に対向配設された把持枠１０から構成され、把持装置本体７は負荷ロッド４および固定ロッド５にそれぞれ４個のボルト６で連結され、把持枠１０はボルト１１にて把持装置本体７に固定設置されている。

試験片保持体３Ｈは、図２に示すとおり金属細線の試験片３の両端部に、試験片３より低硬度の筒体２を嵌合させて構成される。筒体２の内径および厚み寸法は試験片３の外径に応じて所定の寸法が選択される。試験片３の直径が例えば２ｍｍの場合、筒体２の内径はそれより０．１〜０．２ｍｍ程度大きくし、厚みは１ｍｍ程度のものを使用する。試験片３の材質はチタン合金のような高硬度のものを対象とし、筒体２の材質には銅やアルミニウムのような低硬度のものを使用する。

前記把持装置本体７は、図１に示すとおり押圧ピース８を負荷方向と異なる水平方向に移動可能に挿入するための横孔７ａと、ボルト９を螺合させるネジ孔７ｂが形成されている。また、筒体２に対して押圧させる断面が円弧状の長溝７ｃと、ボルト１１を螺合させるネジ孔７ｄおよびボルト６を螺合させるネジ孔７ｅが形成されている。

図１の図（Ｂ）は把持装置本体７を底面から見た図で、把持装置本体７は円形をなし、図（Ｂ）の右方には把持枠１０に対向する把持部７ｈが直方体の形で形成されている。この把持部７ｈの直方体における左方端面は試験軸方向に平行で長溝７ｃが形成され、試験片保持体３Ｈが円滑に把持されるように形成されている。

前記押圧ピース８は、図３に示すとおり左側面を負荷方向に対して１５°傾斜させその中心部に筒体２を当接させる断面が円弧状の長溝８ａを形成している。なお、「左側面」とは、図３（Ａ）で記載した方向を正面とした場合の「左側面」のことである。以降、本明細書において、「前面、裏面、右側面」等も同様である。また、前記把持枠１０は、図４に示すとおり右側面の上部を押圧ピース８と同様、１５°の角度の傾斜面１０ａとし、垂直面１０ｂに筒体２を嵌合させる断面が円弧状の長溝１０ｃを形成し、前記ボルト１１を貫通させる横孔１０ｄを設けている。

ここで、押圧ピース８の長溝８ａの、負荷方向に対する傾斜角度は１５°に限定されず、摩擦力を拡大できる角度で、かつ、試験片を損傷しない角度であればよい。具体的には、１０°〜２０°範囲内の角度が好ましい。同様に、傾斜面１０ａの、負荷方向に対する傾斜角度も１５°に限定されず、１０°〜２０°の範囲内の角度とすることができる。なお横孔１０ｄは試験片保持体３Ｈを把持装置本体７と把持枠１０にて強固に固定させるボルト止め用のボルトを貫通させる孔である。この横孔１０ｄは負荷方向と異なる方向例えば負荷方向と垂直な方向に設けられている。

図５は前記把持装置本体７の変形例である把持装置本体７Ａの構成を示す正面図（Ａ）と左側面図（Ｂ）、図６は把持装置本体７Ａに用いる押圧ピース８Ａの正面図（Ａ）と左側面図（Ｂ）である。本把持装置本体７Ａは、前記押圧ピース８Ａの脱落を防止するもので、押圧ピース８Ａの正面および裏面には小孔８ｂが設けられている。

前記把持装置本体７Ａの左側面には深溝７ｆおよび７ｇが形成され、右側面に固定された一対の支持体１２が前面および深溝７ｆを介し、また裏面および深溝７ｇを介して各小孔８ｂに挿着されている。押圧ピース８Ａは進退可能に支持体１２に係着され脱落が防止される。

本考案の把持装置１によって試験片保持体３Ｈを把持する手順を、図１〜図４を参照しながら以下に説明する。材料試験機における上方の負荷機構（図示せず）と一体の負荷ロッド４にはボルト６を介して把持装置本体７が取り付けられ、他方下方の固定ロッド５にはボルト６にて下方の把持装置本体７が取り付けられている。そしてこのそれぞれの把持装置と把持枠１０の組み合わせにより試験片（試験片保持体）の上端および下端がそれぞれ把持される構成となっている。各把持装置本体７には試験片保持体３Ｈに対応した押圧ピース８を挿着しボルト９を螺着し、把持枠１０をボルト１１で連結する。

固定ロッド５側の把持装置１の把持枠１０の長溝１０ｃと把持装置本体７の長溝７ｃ間に試験片保持体３Ｈの筒体２の一方を挿入し、所定のトルクでボルト１１を締結する。次に所定の締付けトルクでボルト９を回転させて押圧ピース（図示せず）を試験片保持体３Ｈに押圧させる。この操作により、試験片保持体３Ｈの筒体２の先端部分は押圧ピース８で曲折されて把持枠１０の傾斜面１０ａと押圧ピース８の長溝８ａに沿う状態で圧接される。

上記の手順で試験片保持体３Ｈの筒体２の先端部には曲折部が形成されることになり、垂直方向の引張負荷に対して、試験片保持体３Ｈへの押圧ピース８および把持枠１０の把持力は増大する。本考案は図示例では試験機の負荷ロッドと把持装置が一体的に示されているが、一体的でなく把持装置が試験機から独立した別個の把持装置として機能すべく構成される実施例も本考案は含むものである。

次に、負荷ロッド４を降下させて把持装置１の把持枠１０と押圧ピース８の間に試験片保持体３Ｈの他端側の筒体２を挿入する。この位置で上記と同様にボルト１１およびボルト９を所定の締付けトルクで締結する。この締結によって試験片保持体３Ｈは、把持装置本体７と把持枠１０の互いの対向面に形成された長溝１０ｃ（図４）に挿着される。このとき試験片保持体３Ｈの筒部が長溝１０ｃに接している部分が把持域となり、接していない部分は把持域外となる。

前記筒体２の先端部は、押圧ピース８で曲折され把持枠１０の傾斜面１０ａと押圧ピース８の長溝８ａに沿って曲折され、把持力が強化される。上記の方法により試験片保持体３Ｈを各把持装置１に把持した後、負荷ロッド４に負荷を加え、引張試験を行なう。

本考案は上記ならびに図示例に限定されるものではない。さらに曲折手段については、ボルト等の機械的な手段に限定されず液圧で押圧ピースを押圧する液圧方式も実施可能である。

細い線材の引張試験を目的とする引張試験機の把持装置としても利用される。

１ 把持装置
２ 筒体
３ 試験片
３Ｈ 試験片保持体
４ 負荷ロッド
５ 固定ロッド
６ ボルト
７ 把持装置本体
７Ａ 把持装置本体
７ａ 横孔
７ｂ ネジ孔
７ｃ 長溝
７ｄ ネジ孔
７ｅ ネジ孔
７ｆ 深溝
７ｇ 深溝
７ｈ 把持部
８ 押圧ピース
８Ａ 押圧ピース
８ａ 長溝
８ｂ 小孔
９ ボルト
１０ 把持枠
１０ａ 傾斜面
１０ｂ 垂直面
１０ｃ 長溝
１０ｄ 横孔
１１ ボルト
１２ 支持体

Claims (3)

1. 試験片の両端を筒体に嵌合させ固定した試験片保持体を互いに対向配置した把持装置本体と把持枠にて把持するとともに、前記把持装置本体と把持枠にて把持された把持域の試験片保持体両末端部を負荷方向と異なる方向に各々を曲折する試験片曲折手段を設けたことを特徴とする引張試験用把持装置。
2. 前記曲折手段が前記試験片保持体を押圧する押圧ピースと、この押圧ピースを負荷方向に対して垂直な方向に押すボルトにて構成されていることを特徴とする請求項１記載の引張試験機用把持装置。
3. 前記把持装置本体および前記把持枠に前記試験片保持体を嵌合保持させる断面が円弧状の長溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の引張試験機用把持装置。

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