JP3160783U - 固定ピンおよび材料試験機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でありながら、固定ピンの取り付けと同時に抜け止め治具を装着することが可能な固定ピンおよびこれを備える材料試験機を提供する。【解決手段】固定ピンであるせん断ピン３０は、せん断ピン本体と、抜け止め治具３５を備える。せん断ピン本体は、連結筒４１とシャフト４２の連結部分に形成される貫通孔の直径よりやや小さい直径を有するとともに、貫通孔の長さより長い棒状部材である。せん断ピン本体が貫通孔に挿通されたときに、抜け止め治具３５は、その枠部３６が連結筒４１を抱き込むように配設される。【選択図】図２

Description

この考案は、試験片を把持するつかみ具と基台等とを連結する連結部分に備えられる固定ピン、および、この固定ピンを備える材料試験機に関する。

従来より、試験片の引張試験や疲労試験等を行う材料試験機では、基台に連結された下つかみ具と、移動機構により上下方向に移動するクロスヘッドに連結された上つかみ具とに試験片を挟持させた状態で、試験片に種々の負荷を与える材料試験が行われている。そして、試験の種別、試験片の材質・大きさ等に応じてつかみ具を交換する必要があるため、つかみ具は、材料試験機に対して取り外し可能に構成されている（特許文献１参照）。

このような材料試験機において、つかみ具には基台およびクロスヘッドに連結するためのシャフトが設けられ、基台およびクロスヘッドにはシャフトを嵌合させるための収納筒が配設されている。そして、つかみ具のシャフトを収納筒に嵌め合わせた連結部分において、シャフトと収納筒を貫通する孔に固定ピンを挿入することにより、つかみ具の材料試験機への取り付けが完了する。

実開昭６２−１８０７４４号公報

図５は、従来の固定ピン１３０と抜け止め治具１３５を装着した連結筒４１とシャフト４２の連結部分を拡大して示す斜視図であり、図６は、従来の固定ピン１３０を抜け止め治具１３５とともに示す説明図である。つかみ具のシャフト４２と、基台等にボルト４３により付設されたシャフト４２の収納筒である連結筒４１との連結部分には、固定ピン１３０が配設されている。固定ピン１３０は、連結筒４１とシャフト４２を貫通する貫通孔に挿通されており、固定ピン１３０が貫通孔から脱落を防止するため、固定ピン１３０に抜け止め治具１３５を係合させている。そして、固定ピン１３０は、連結部分の貫通孔の長さよりも長い棒状部材であり、その両端部付近には、抜け止め治具１３５を係合させるための溝１３３が形成されている。一方、抜け止め治具１３５は、金属等の線材から形成されており、一辺が開口した略矩形の形状を有するとともに、固定ピン１３０の溝１３３に係合する係合部１３７が形成されている。なお、抜け止め治具１３５の先端には、丸め加工が施されている。

従来は、固定ピン１３０を貫通孔に挿入した後に、貫通孔の両端から突出した状態となる固定ピン１３０の両端部付近の溝１３３に、抜け止め治具１３５の係合部１３７を係合させることで、固定ピン１３０に抜け止め治具１３５を装着していた。しかしながら、抜け止め治具１３５は固定ピン１３０とは別体であるため、抜け止め治具１３５の取り付けが忘れられることがあった。また、何度もつかみ具を交換しているうちに、抜け止め治具１３５そのものを失くしてしまうという問題が生じる場合もある。

この考案は上記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成でありながら、固定ピンの取り付けと同時に抜け止め治具を装着することが可能な固定ピンおよびこれを備える材料試験機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の考案は、試験片を把持する側とは逆側に支持部材を有するつかみ具と、前記支持部材を係合させるための連結部材がそれぞれ付設された基台およびクロスヘッドとを備え、前記支持部材および前記連結部材には、前記支持部材と前記連結部材とを係合させたときに、前記支持部材および前記連結筒を貫通する固定ピン用の貫通孔を形成するように孔部が設けられている材料試験機における固定ピンにおいて、前記固定ピンは、その一端付近に溝部が形成され、前記貫通孔に挿通される固定ピン本体と、前記溝部に嵌合する嵌合部と、弾性を有するとともに前記連結部材の外形に沿うように形成される枠部とを有する抜け止め治具と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、前記支持部材は円柱軸であり、前記連結部材は前記円柱軸を囲む筒状部材である。

請求項３に記載の考案は、請求項１に記載の考案において、前記抜け止め治具の枠部の形状は略円形である。

請求項４に記載の考案は、請求項２または請求項３に記載の考案において、前記抜け止め治具の枠部の先端に、前記筒状部材の外周に装着するときにその外周面と当接する当接滑り部を設けた。

請求項５に記載の考案は、つかみ具と、基台と、クロスヘッドとを備える材料試験機において、前記つかみ具は試験片を把持する側とは逆側に支持部材を有し、前記基台および前記クロスヘッドには、それぞれ前記支持部材を係合させるための連結部材が付設され、前記支持部材および前記連結部材には、前記支持部材と前記連結部材とを係合させたときに、前記支持部材および前記連結筒を貫通する貫通孔を形成するように孔部が設けられ、一端付近に溝部が形成され、前記貫通孔に挿通される固定ピン本体と、前記固定ピン本体の一端に形成された溝部に嵌合させる嵌合部と、弾性を有するとともに前記連結筒の外形に沿うように形成される枠部とを有する抜け止め治具と、を備えることを特徴とする。

請求項１乃至請求項５に記載の考案によれば、抜け止め治具を固定ピン本体の一端付近の溝部に嵌合させたことにより、固定ピンの取り付けと同時に抜け止め治具を装着することができるとともに、抜け止め治具の取り付け忘れや紛失を防止することが可能となる。

請求項２および請求項３に記載の考案によれば、前記支持部材は円柱軸であり、前記連結部材は前記円柱軸を囲む筒状部材であることから、スムーズに抜け止め治具を装着することができる。

請求項４に記載の考案によれば、抜け止め治具の枠部の先端に当接滑り部を設けたことにより、連結部材に傷をつけることなく、スムーズに抜け止め治具を装着することができる。

この考案に係る材料試験機の概要図である。 連結筒４１とシャフト４２の連結部分を拡大して示す斜視図である。 せん断ピン３０を示す説明図である。 せん断ピン３０を連結筒４１とシャフト４２の連結部分に装着する状態を模式的に示す説明図である。 従来の固定ピン１３０と抜け止め治具１３５を装着した連結筒４１とシャフト４２の連結部分を拡大して示す斜視図である。 従来の固定ピン１３０を抜け止め治具１３５とともに示す説明図である。

この考案の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この考案に係る材料試験機の概要図である。

この材料試験機は、基台１１と、この基台１１上に立設された左右一対のねじ棹１２と、これらのねじ棹１２の上部に配設されたヨーク１３と、前記左右一対のねじ棹１２と螺合するナット部を備え、ねじ棹１２に対して昇降するクロスヘッド１５とを備える。基台１１には円筒形状の連結筒４１がボルト４３により付設されており、この連結筒４１と、下つかみ具１７の試験片を把持する側とは逆側に設けられた円柱軸であるシャフト４２とが接続される。同様に、クロスヘッド１５にも連結筒４１が付設されており、この連結筒４１に、上つかみ具１６の試験片を把持する側とは逆側に設けられたシャフト４２が接続される。

一対のねじ棹１２の下端部には、各々、同期ベルト２１と係合する同期プーリー１９が配設されている。また、この同期ベルト２１は、モータ２３の駆動により回転する同期プーリー２２とも係合している。このため、一対のねじ棹１２は、モータ２３の駆動により同期して回転する。そして、一対のねじ棹１２が同期して回転することにより、クロスヘッド１５は、一対のねじ棹１２の軸心方向に昇降する。

クロスヘッド１５と上つかみ具１６との間には、ロードセル２４が配設されており、試験片１８に負荷される試験力は、ロードセル２４により検出される。また、試験片１８の上下の標点間の変位量は、変位計２５で検出される。ロードセル２４および変位計２５からの信号は制御回路２６に入力される。そして、制御回路２６は、ロードセル２４および変位計２５からの信号に基づいて、モータ２３の駆動制御信号を作成する。これにより、モータ２３の回転が制御され、引張や圧縮等の各種材料試験が行われる。なお、この実施形態では変位計２５として、接触式伸び計を使用している。

クロスヘッド１５の位置は、図１において模式的に示す自動停止機構２７により常に監視されている。そして、この自動停止機構２７によりクロスヘッド１５の所定位置への移動が検出されると、モータ２３に停止信号が出力され、クロスヘッド１５の昇降動作が自動停止される。

図２は、連結筒４１とシャフト４２の連結部分を拡大して示す斜視図である。図２では、基台１１に付設された連結筒４１と下つかみ具１７のシャフト４２との連結部分を図示しており、以下、基台１１に付設された連結筒４１と下つかみ具１７のシャフト４２との連結部分について説明する。なお、クロスヘッド１５に付設された連結筒４１と上つかみ具１６のシャフト４２との連結部分の構成も同様である。また、図２において、後述する抜け止め治具３５の当接滑り部３８については、図示を省略している。

連結筒４１とシャフト４２には、連結筒４１の中心を通る直線上の対応する位置にそれぞれ孔部が形成されており、連結筒４１とシャフト４２が接続されると、その連結部分には、固定ピンであるせん断ピン３０におけるせん断ピン本体３１を挿入可能な貫通孔が形成される。せん断ピン本体３１を貫通孔に挿通することで、上つかみ具１６のクロスヘッドへ１５の取り付け、および、下つかみ具１７の基台１１への取り付けが完了する。試験片１８は、その両端をこれらの上つかみ具１６および下つかみ具１７により把持される。なお、この実施形態では、垂直方向の試験力に対し、固定ピンがせん断力を受けるため、固定ピンをせん断ピンと呼称している。

図３は、せん断ピン３０を示す説明図である。図３（ａ）は、せん断ピン３０の斜視図であり、図３（ｂ）は、せん断ピン３０の溝部３３における断面図である。

このせん断ピン３０は、せん断ピン本体３１と、抜け止め治具３５を備える。せん断ピン本体３１は、連結筒４１とシャフト４２の連結部分に形成される貫通孔の直径よりやや小さい直径を有するとともに、貫通孔の長さより長い棒状部材である。このため、せん断ピン本体３１の両端は、連結筒４１とシャフト４２の連結部分に装着した状態では、図２に示すように、この連結部分から突き出すことになる。また、せん断ピン本体３１の両端には、せん断ピン本体３１の貫通孔への挿入および抜き出しのときに持ち手となる一対の把持部３２が形成され、この一対の把持部３２に近接した位置に、一対の溝部３３が形成されている。そして、この一対の溝部３３のうちの一方には、後述する抜け止め治具３５の嵌合部３７が嵌め合わされる。

抜け止め治具３５は、弾性を有する単一の金属線材により形成されており、嵌合部３７と、枠部３６とを有する。嵌合部３７は、図３（ｂ）に示すように、せん断ピン本体３１の溝部３３の直径に対応する内径を有するループであり、一度、せん断ピン本体３１の溝部３３に嵌め合わされると、容易には抜けない構造となっている。

枠部３６は、せん断ピン本体３１が貫通孔に挿通された状態で、連結筒４１の外形に沿うように嵌合部３７から左右対称の略半円形状を形成し、全体として略円形状となる形状を有する。このように枠部３６の形状を略円形状とすることで、図２に示すように、せん断ピン本体３１が貫通孔に挿通されたときに、抜け止め治具３５は、その枠部３６により連結筒４１を抱き込むように配設される。また、枠部３６の先端には、線材を曲げ加工することにより形成された、連結筒４１の外周面と当接する当接滑り部３８がそれぞれ形成されている。

図４は、せん断ピン３０を連結筒４１とシャフト４２の連結部分に装着する状態を模式的に示す説明図である。図４（ａ）は、せん断ピン本体３１を貫通孔に挿通する前の状態、図４（ｂ）は、せん断ピン本体３１を貫通孔に挿入される途中の状態、図４（ｃ）は、せん断ピン本体３１を貫通孔に挿通し、せん断ピン３０の連結部分への装着が完了した状態をそれぞれ示している。

前述したように、せん断ピン３０は、抜け止め治具３５を、弾性を有する単一の金属線材により形成している。このため、抜け止め治具３５の枠部３６は、せん断ピン本体３１が貫通孔に挿入されるときに、当接滑り部３８で連結筒４１の外周面に当接するとともに、せん断ピン本体３１が貫通孔を進むにつれて、図４（ｂ）に示すように、連結筒４１の直径に相当する距離だけ当接滑り部３８が離隔するように変形する。そして、さらにせん断ピン本体３１が貫通孔を進むと、図４（ｃ）に示すように、枠部３６はその弾性力により、連結筒４１の外形に沿って元の形状に戻る。このように、このせん断ピン３０では、せん断ピン本体３１の貫通孔への挿通完了と同時に、抜け止め治具３５の装着も完了することができる。

１１ 基台
１２ ねじ棹
１３ ヨーク
１５ クロスヘッド
１６ 上つかみ具
１７ 下つかみ具
１８ 試験片
２３ モータ
２４ ロードセル
２５ 変位計
２６ 制御回路
２７ 自動停止機構
３０ せん断ピン
３１ せん断ピン本体
３２ 把持部
３３ 溝部
３５ 抜け止め治具
３６ 枠部
３７ 嵌合部
３８ 当接滑り部
４１ 連結筒
４２ シャフト

Claims (5)

1. 試験片を把持する側とは逆側に支持部材を有するつかみ具と、前記支持部材を係合させるための連結部材がそれぞれ付設された基台およびクロスヘッドとを備え、前記支持部材および前記連結部材には、前記支持部材と前記連結部材とを係合させたときに、前記支持部材および前記連結筒を貫通する固定ピン用の貫通孔を形成するように孔部が設けられている材料試験機における固定ピンにおいて、
   前記固定ピンは、その一端付近に溝部が形成され、前記貫通孔に挿通される固定ピン本体と、
   前記溝部に嵌合する嵌合部と、弾性を有するとともに前記連結部材の外形に沿うように形成される枠部とを有する抜け止め治具と、
   を備えることを特徴とする固定ピン。
2. 請求項１に記載の固定ピンにおいて、
   前記支持部材は円柱軸であり、
   前記連結部材は前記円柱軸を囲む筒状部材である固定ピン。
3. 請求項１に記載の固定ピンにおいて、
   前記抜け止め治具の枠部の形状は略円形である固定ピン。
4. 請求項２または請求項３に記載の固定ピンにおいて、
   前記抜け止め治具の枠部の先端に、前記筒状部材の外周に装着するときにその外周面と当接する当接滑り部を設けた固定ピン。
5. つかみ具と、基台と、クロスヘッドとを備える材料試験機において、
   前記つかみ具は試験片を把持する側とは逆側に支持部材を有し、
   前記基台および前記クロスヘッドには、それぞれ前記支持部材を係合させるための連結部材が付設され、
   前記支持部材および前記連結部材には、前記支持部材と前記連結部材とを係合させたときに、前記支持部材および前記連結筒を貫通する貫通孔を形成するように孔部が設けられ、
   一端付近に溝部が形成され、前記貫通孔に挿通される固定ピン本体と、
   前記固定ピン本体の一端に形成された溝部に嵌合させる嵌合部と、弾性を有するとともに前記連結筒の外形に沿うように形成される枠部とを有する抜け止め治具と、
   を備えることを特徴とする材料試験機。