JP3162609U

JP3162609U - 薄板材用試験機

Info

Publication number: JP3162609U
Application number: JP2010004340U
Authority: JP
Inventors: 潤蔵坂井
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2020-06-28

Abstract

【課題】薄板状の試験片に対して引張試験を行う場合においても、上つかみ具と下つかみ具との軸心と平行度を容易に調整することが可能な薄板材用試験機を提供する。【解決手段】クロスヘッドとロードセル２５を介して連結された凸部を有する固定プレート４２と、上つかみ具２１に連結された凹部を有する移動プレート４３と、この移動プレート４３を固定プレート４２に固定する複数のネジ４４とを備えた第１調整部２３と、テーブルに連結されたベースプレート５１と、凸部を有しベースプレート５１の表面に沿って移動可能な調心プレート５２と、下つかみ具２２に連結された凹部を有する第２移動プレート５３と、調心プレート５２をベースプレート５１に固定する複数のネジ５５と、第２移動プレート５３を調心プレート５２に固定する複数のネジ５６とを有する第２調整部２４とを備える。【選択図】図２

Description

この考案は、例えば、高強度ブリキ薄板材や高強度アルミ薄板材等の薄板状の試験片に対して引張試験を行う薄板材用試験機に関する。

このような薄板材用試験機は、クロスヘッドに配設された上つかみ具と、テーブルに配設された下つかみ具との間に薄板状の試験片を装着し、この試験片に対して引張負荷を付与することにより引張強度を測定する構成を有する。

このような薄板材用試験機においては、好適な引張試験を行うためには、引張試験時に試験片の中央付近で試験片が破断することが好ましい。しかしながら、上つかみ具と下つかみ具との軸心や平行度が正確に調整されていない場合には、試験片の中央付近ではなく、上つかみ具または下つかみ具により把持された両端付近で破断が生ずる。このため、正確な破断伸びの測定が困難となるという問題が生ずる。

通常の材料試験機においては、上つかみ具と下つかみ具との軸心や平行度を調整するために、その外周部に複数の歪みゲージを貼着した心出し用試験片を使用し、この心出し用試験片を上つかみ具および下つかみ具によりチャッキングしたときに、心出し用試験片に生ずる歪みを検出することにより、上つかみ具と下つかみ具との軸心や平行度を検出するようにした材料試験機構成が開示されている（特許文献１参照）。

特開平８−２９３０９号公報

特許文献１に記載された材料試験機においては、試験片として所定の剛性を有するものを使用する場合には、上つかみ具と下つかみ具との軸心や平行度を検出することが可能となる。しかしながら、薄板状の試験片に対して引張試験を行う薄板材用試験機においては、上つかみ具と下つかみ具により可撓性を有する試験片を把持する構成であることから、歪みゲージにより薄板状の試験片に生ずる歪みを検出することはできないという問題がある。

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、薄板状の試験片に対して引張試験を行う場合においても、上つかみ具と下つかみ具との軸心と平行度を容易に調整することが可能な薄板材用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、クロスヘッドに配設された上つかみ具と、テーブルに配設された下つかみ具との間に薄板状の試験片を装着して引張試験を行う薄板材用試験機において、前記クロスヘッドと前記上つかみ具の間、または、前記テーブルと前記下つかみ具の間のいずれか一方に配設され、前記上つかみ具または前記下つかみ具のいずれか一方の角度を調整する角度調整機構を備える第１調整部と、前記クロスヘッドと前記上つかみ具の間、または、前記テーブルと前記下つかみ具の間の上記第１調整部とは逆側に配設され、前記上つかみ具または前記下つかみ具のいずれか一方の角度を調整する角度調整機構と軸心を調整する軸心調整機構とを備える第２調整部とを備えたことを特徴とする。

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、前記第１調整部は、前記クロスヘッドまたは前記テーブルに連結された球面状の凸部を有する固定部材と、前記上つかみ具または前記下つかみ具に連結された、前記固定部材における凸部と対応する形状の凹部を有する移動部材と、前記移動部材を前記固定部材に固定する複数のネジとを備えている。

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、前記第２調整部は、前記クロスヘッドまたは前記テーブルに連結されたベース部材と、球面状の凸部を有し、前記ベース部材の表面に沿って移動可能な調心部材と、前記上つかみ具または前記下つかみ具に連結された、前記調心部材における凸部と対応する形状の凹部を有する第２移動部材と、前記調心部材を前記ベース部材に固定する複数のネジと、前記第２移動部材を前記調心部材に固定する複数のネジとを備えている。

請求項４に記載の考案は、クロスヘッドに配設された上つかみ具と、テーブルに配設された下つかみ具との間に薄板状の試験片を装着して引張試験を行う薄板材用試験機において、前記クロスヘッドとロードセルを介して連結された、球面状の凸部を有する固定部材と、前記上つかみ具に連結された、前記固定部材における凸部と対応する形状の凹部を有する移動部材と、前記移動部材を前記固定部材に固定する複数のネジと、を備えた第１調整部と、前記テーブルに連結されたベース部材と、球面状の凸部を有し前記ベース部材の表面に沿って移動可能な調心部材と、前記下つかみ具に連結された、前記調心部材における凸部と対応する形状の凹部を有する第２移動部材と、前記調心部材を前記ベース部材に固定する複数のネジと、前記第２移動部材を前記調心部材に固定する複数のネジと、を有する第２調整部とを備えたことを特徴とする。

請求項１乃至請求項４に記載の考案によれば、薄板状の試験片に対して引張試験を行う場合においても、上つかみ具と下つかみ具との軸心と平行度を容易に調整することができる。このため、薄板状の試験片の中央部付近において試験片を破断させることができ、正確な引張試験を実行することが可能となる。

この考案に係る薄板材用試験機の概要図である。上つかみ具２１および下つかみ具２２を試験片１０等とともに示す斜視図である。上つかみ具２１を第１調整部２３等とともに示す側面概要図である。下つかみ具２２を第２調整部２４等とともに示す側面概要図である。上つかみ具２１と下つかみ具２２との軸心と平行度を調整する調整動作を示す説明図である。上つかみ具２１と下つかみ具２２との軸心と平行度を調整する調整動作を示す説明図である。上つかみ具２１と下つかみ具２２との軸心と平行度を調整する調整動作を示す説明図である。

以下、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、この考案に係る薄板材用試験機の概要図である。

この薄板材用試験機は、テーブル１７と、このテーブル１７上に鉛直方向を向く状態で回転可能に立設された一対のねじ棹１１、１２と、これらのねじ棹１１、１２に沿って移動可能なクロスヘッド１３と、このクロスヘッド１３を移動させて試験片１０に対して試験力を付与するための負荷機構３０とを備える。

クロスヘッド１３は、一対のねじ棹１１、１２に対して、図示を省略したナットを介して連結されている。各ねじ棹１１、１２の下端部には、負荷機構３０におけるウォーム減速機３２、３３が連結されている。このウォーム減速機３２、３３は、負荷機構３０の駆動源であるサーボモータ３１と連結されており、サーボモータ３１の回転がウォーム減速機３２、３３を介して、一対のねじ棹１１、１２に伝達される構成となっている。サーボモータ３１の回転によって、一対のねじ棹１１、１２が同期して回転することにより、クロスヘッド１３は、これらのねじ棹１１、１２に沿って昇降する。

クロスヘッド１３には、薄板状の試験片１０の上端部を把持するための上つかみ具２１が、第１調整部２３およびロードセル２５を介して連結されている。一方、テーブル１７には、試験片１０の下端部を把持するための下つかみ具２２が、第２調整部２４を介して連結されている。引張試験を行う場合には、試験片１０の両端部をこれらの上つかみ具２１および下つかみ具２２により把持した状態で、クロスヘッド１３を上昇させることにより、試験片１０に試験力（引張荷重）を負荷する。

このときに、試験片１０に作用する試験力はロードセル２５によって検出され、制御部２６に入力される。また、試験片１０における標点間の距離の変位量は、図示しない変位計により測定され、制御部２６に入力される。制御部２６はコンピュータやシーケンサーおよびこれらの周辺機器によって構成されており、ロードセル２５および変位計からの試験力データおよび変位量データを取り込んでデータ処理を実行する。サーボモータ３１は、この制御部２６により、フィードバック制御される。

図２は、上つかみ具２１および下つかみ具２２を試験片１０等とともに示す斜視図である。図３は、上つかみ具２１を第１調整部２３等とともに示す側面概要図である。図４は、下つかみ具２２を第２調整部２４等とともに示す側面概要図である。

図２および図３に示すように、上つかみ具２１は、第１調整部２３を介して、図１に示すクロスヘッド１３に固定されたロードセル２５に取り付けられている。この上つかみ具２１は、試験片１０を挟持するための一対のつかみ歯９１を備える。これらのつかみ歯９１は、エア供給管１３を介して供給される高圧の空気を利用して開閉する構成となっている。

図３に示すように、第１調整部２３は、上つかみ具２１の角度を調整するためのものであり、ロードセル２５と連結ネジ４１により連結された固定プレート４２と、上つかみ具２１と連結部１５を介して連結された移動プレート４３と、この移動プレート４３を固定プレート４２に固定するための複数のネジ４４とを備える。

固定プレート４２には、球面状の凸部を有する球面座金の凸側部材４５が配設されている。一方、移動プレート４３には、固定プレート４２における凸側部材４５と対応する形状の凹部を有する球面座金の凹側部材４６が配設されている。この第１調整部２３においては、ネジ４４を調整して、固定プレート４２における凸側部材４５と移動プレート４３における凹側部材４６とを摺動させることにより、上つかみ具２１の角度を調整することが可能となる。

図２および図４に示すように、下つかみ具２２は、第２調整部２４を介して、図１に示すテーブル１７に取り付けられている。この下つかみ具２２は、試験片１０を挟持するための一対のつかみ歯９２を備える。これらのつかみ歯９２は、エア供給管１４を介して供給される高圧の空気を利用して開閉する構成となっている。

図４に示すように、第２調整部２４は、下つかみ具２２の角度と軸心の水平方向位置を調整するためのものであり、テーブル１７に連結されたベースプレート５１と、ベースプレート５１の表面に沿って水平移動可能な調心プレート５２と、この調心プレート５２を水平移動方向に微動させるための複数のネジ５４と、調心プレート５２をベースプレート５１に固定させるための複数のネジ５５と、下つかみ具２２と連結部１６を介して連結された第２移動プレート５３と、この第２移動プレート５３を調心プレート５２に固定するための複数のネジ５６とを備える。

調心プレート５２には、ネジ５５を貫通するための孔５７が穿設されている。この孔５７の内径は、ネジ５５の外形より大きくなっている。このため、この第２調整部２４においては、ネジ５５を緩めた状態でネジ５４を回転させることにより、調心プレート５２をベースプレート５１の表面に沿って、水平方向に微動させることができる。そして、この調心プレート５２の水平移動に伴って、下つかみ具２２の軸心を調整することが可能となる。なお、図４においては、ネジ５４を１本のみ図示しているが、このネジ５４は、調心プレート５２の外側において、９０度の角度位置ごとに４本配設されている。

調心プレート５２には、球面状の凸部を有する球面座金の凸側部材５８が配設されている。一方、第２移動プレート５３には、調心プレート５２における凸側部材５８と対応する形状の凹部を有する球面座金の凹側部材５９が配設されている。この第２調整部２４においては、ネジ５６を調整して、調心プレート５２における凸側部材５８と第２移動プレート５３における凹側部材５９とを摺動させることにより、下つかみ具２２の角度を調整することが可能となる。

次に、上述した薄板材用試験機において上つかみ具２１と下つかみ具２２との軸心と平行度を調整する調整動作について説明する。図５乃至図７は、上つかみ具２１と下つかみ具２２との軸心と平行度を調整する調整動作を示す説明図である。

この薄板材用試験機において上つかみ具２１と下つかみ具２２との軸心と平行度を調整する場合においては、最初に、上つかみ具２１を支持するために使用される第１調整部２３の平行度を調整する。なお、この平行度の調整に先だって、下つかみ具２２を支持する第２調整部２４は、その軸心がクロスヘッド１３の移動方向（試験力の方向）と一致するように調整されているものとする。

この場合には、図５に示すように、第１調整部２３に調整用治具７２を固定する。この調整用治具７２は、円盤状の本体の中心部に軸部７１が付設された構成を有する。そして、この調整用治具７２は、軸部７１の軸心と本体の軸心とが一致し、軸部７１の軸心と本体の表面とが直交する構成を有する。この調整用治具７２を第１調整部２３に固定する場合には、図３に示す上つかみ具２１の連結部１５のかわりに、調整用治具７２の軸部７１を第１調整部２３の移動プレート４３に固定する。これにより、調整用治具７２は、第１調整部２３に対して位置決めおよび固定される。そして、この調整用治具７２を利用して第１調整部２３を調整することにより、第１調整部２３に対して、調整用治具７２にかえて上つかみ具２１を装着したときに、上つかみ具２１の平行度が所定の値となるようにする。

また、第２調整部２４に対して、その一端にベアリング７４を備えた調整用治具７３を固定する。この調整用治具７３を第２調整部２４に固定する場合には、図４に示す下つかみ具２２の連結部１６のかわりに、調整用治具７３の下端部を第２移動プレート５３に固定する。これにより、調整用治具７３は、第２調整部２４に対して位置決めおよび固定される。そして、この調整用治具７３のベアリング７４に対して、マイクロメータ７６を備えた測定部７５を磁力により吸着させる。そして、マイクロメータ７６におけるプローブ７７を調整用治具７２の下面に当接させる。

この状態において、測定部７５をベアリング７４の作用により調整用治具７２のまわりに回転させ、そのときのプローブ７７により測定した測定値が一定となるように、第１調整部２３におけるネジ４４を調整して、移動プレート４３の位置を調整する。すなわち、ネジ４４を調整して、固定プレート４２における凸側部材４５と移動プレート４３における凹側部材４６とを摺動させることにより、移動プレート４３の角度を調整する。

次に、下つかみ具２２を支持する第２調整部２４の平行度を調整する。この場合には、図６に示すように、第２調整部２４に調整用治具７２を固定する。そして、この調整用治具７２を利用して第２調整部２４を調整することにより、第２調整部２４に対して、調整用治具７２にかえて下つかみ具２２を装着したときに、下つかみ具２２の平行度が所定の値となるようにする。

また、第１調整部２３に対して、調整用治具７３を固定し、この調整用治具７３のベアリング７４に対して、測定部７５を磁力により吸着させる。そして、マイクロメータ７６におけるプローブ７７を調整用治具７２の上面に当接させる。この状態において、測定部７５をベアリング７４の作用により調整用治具７２のまわりに回転させ、そのときのプローブ７７により測定した測定値が一定となるように、第２調整部２４におけるネジ５６を調整して、第２移動プレート５３の位置を調整する。すなわち、ネジ５６を調整して、調心プレート５２における凸側部材５８と第２移動プレート５３における凹側部材５９とを摺動させることにより、第２移動プレート５３の角度を調整する。

しかる後、下つかみ具２２を支持する第２調整部２４の軸心を調整する。この場合には、図７に示すように、マイクロメータ７６におけるプローブ７７を調整用治具７２の側面に当接させる。この状態において、測定部７５をベアリング７４の作用により調整用治具７２のまわりに回転させ、そのときのプローブ７７により測定した測定値が一定となるように、第２調整部２４におけるネジ５４を調整して、調心プレート５２の位置を調整する。すなわち、ネジ５５を緩めた状態でネジ５４を回転させることにより、調心プレート５２をベースプレート５１の表面に沿って、水平方向に微動させる。

なお、上述した実施形態においては、角度調整機構を備えた第１調整部２３をクロスヘッド１３と上つかみ具２１との間に配設し、角度調整機構と軸心調整機構とを備えた第２調整部２４をテーブル１７と下つかみ具２２との間に配設したが、ロードセル２５がテーブル１７側に配置される場合には、第２調整部２４をクロスヘッド１３と上つかみ具２１との間に配設し、第１調整部２４をテーブル１７と下つかみ具２２との間に配設すればよい。

１０試験片
１１ネジ棹
１２ねじ棹
１３クロスヘッド
１７テーブル
２１上つかみ具
２２下つかみ具
２３第１調整部
２４第２調整部
２５ロードセル
３０負荷機構
３１サーボモータ
４１連結ネジ
４２固定プレート
４３移動プレート
４４ネジ
４５凸側部材
４６凹側部材
５１ベースプレート
５２調心プレート
５３第２移動プレート
５４ネジ
５５ネジ
５６ネジ
５８凹側部材
５９凸側部材

Claims

クロスヘッドに配設された上つかみ具と、テーブルに配設された下つかみ具との間に薄板状の試験片を装着して引張試験を行う薄板材用試験機において、
前記クロスヘッドと前記上つかみ具の間、または、前記テーブルと前記下つかみ具の間のいずれか一方に配設され、前記上つかみ具または前記下つかみ具のいずれか一方の角度を調整する角度調整機構を備える第１調整部と、
前記クロスヘッドと前記上つかみ具の間、または、前記テーブルと前記下つかみ具の間の上記第１調整部とは逆側に配設され、前記上つかみ具または前記下つかみ具のいずれか一方の角度を調整する角度調整機構と軸心を調整する軸心調整機構とを備える第２調整部と、
を備えたことを特徴とする薄板材用試験機。
請求項１に記載の薄板材用試験機において、
前記第１調整部は、
前記クロスヘッドまたは前記テーブルに連結された球面状の凸部を有する固定部材と、
前記上つかみ具または前記下つかみ具に連結された、前記固定部材における凸部と対応する形状の凹部を有する移動部材と、
前記移動部材を前記固定部材に固定する複数のネジと、
を備えた薄板材用試験機。
請求項１に記載の薄板材用試験機において、
前記第２調整部は、
前記クロスヘッドまたは前記テーブルに連結されたベース部材と、
球面状の凸部を有し、前記ベース部材の表面に沿って移動可能な調心部材と、
前記上つかみ具または前記下つかみ具に連結された、前記調心部材における凸部と対応する形状の凹部を有する第２移動部材と、
前記調心部材を前記ベース部材に固定する複数のネジと、
前記第２移動部材を前記調心部材に固定する複数のネジと、
を備えた薄板材用試験機。
クロスヘッドに配設された上つかみ具と、テーブルに配設された下つかみ具との間に薄板状の試験片を装着して引張試験を行う薄板材用試験機において、
前記クロスヘッドとロードセルを介して連結された、球面状の凸部を有する固定部材と、前記上つかみ具に連結された、前記固定部材における凸部と対応する形状の凹部を有する移動部材と、前記移動部材を前記固定部材に固定する複数のネジと、を備えた第１調整部と、
前記テーブルに連結されたベース部材と、球面状の凸部を有し前記ベース部材の表面に沿って移動可能な調心部材と、前記下つかみ具に連結された、前記調心部材における凸部と対応する形状の凹部を有する第２移動部材と、前記調心部材を前記ベース部材に固定する複数のネジと、前記第２移動部材を前記調心部材に固定する複数のネジと、を有する第２調整部と、
を備えたことを特徴とする薄板材用試験機。