JP3518279B2 - Resin tensile tester - Google Patents

Resin tensile tester

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JP3518279B2
JP3518279B2 JP26615497A JP26615497A JP3518279B2 JP 3518279 B2 JP3518279 B2 JP 3518279B2 JP 26615497 A JP26615497 A JP 26615497A JP 26615497 A JP26615497 A JP 26615497A JP 3518279 B2 JP3518279 B2 JP 3518279B2
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resin
flat plate
crosshead
tensile test
clamp
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昌浩 藤井
俊一 河野
逸男 桜本
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Ube Corp
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Ube Industries Ltd
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種工業用もしく
は医療用樹脂の引張強度や応力−歪み特性、弾性係数等
の機械的性質を測定する樹脂用引張試験装置に係り、特
に、従来の樹脂用引張試験装置よりもはるかに高速で荷
重を負荷することが出来るとともに、引張試験の後に応
力緩和試験や回復試験を引き続いて実施できるようにし
て、樹脂の正確な機械的性質を迅速に把握することを意
図した樹脂用引張試験装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin tensile tester for measuring mechanical properties such as tensile strength, stress-strain characteristics, and elastic modulus of various industrial or medical resins, and more particularly to conventional resin The load can be applied at a much higher speed than the tensile test equipment for use, and the stress relaxation test and the recovery test can be continuously performed after the tensile test to quickly grasp the accurate mechanical properties of the resin. The present invention relates to a tensile test device for a resin intended to do so.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に樹脂材料は、弾性域と塑性域の両
方に粘性の影響をもつ粘弾性粘塑性特性を示すため、引
張試験装置の可動部であるクロスヘッドの速度を多彩に
変化させた引張試験が必要である。ところが、現在の一
般の回転ネジ機構をもつ試験装置では、樹脂用の試験に
必要な試験速度範囲を考慮されていない。
2. Description of the Related Art In general, resin materials exhibit viscoelastic viscoplasticity characteristics that have the effect of viscosity in both elastic and plastic regions. Therefore, the speed of the crosshead, which is the movable part of the tensile tester, was variously changed. Tensile test is required. However, the current test apparatus having a general rotary screw mechanism does not consider the test speed range required for the resin test.

【0003】一般の回転ネジ機構をもつ試験装置は、試
験片を装着する試験片把持具(クランプともいう)の一
方を固定し、他方の試験片把持具を引っ張り、最大変位
位置で停止させることにより、荷重と変位の相関関係の
データを得るものである。
In a test apparatus having a general rotary screw mechanism, one of the test piece gripping tools (also referred to as clamps) on which the test piece is mounted is fixed, and the other test piece gripping tool is pulled and stopped at the maximum displacement position. Thus, the data of the correlation between the load and the displacement is obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その引
張試験速度は、高速のものでも1000mm/min程
度であり、引っ張りの開始時(データの立ち上がり時)
において、クロスヘッドの速度が0から上昇して一定の
速度に落ち着くため、速度一定の正確な試験が出来な
い。図10は従来の回転ネジ機構をもつ試験装置を使用
して得られた実験結果(荷重−時間特性)であるが、デ
ータの立ち上がり時において、クロスヘッドの加速があ
るために速度が一定となっていない。なお、このときの
一定速度に達したクロスヘッド速度は200mm/mi
nである。また、このような従来の試験装置では、連続
して歪み回復試験を実施することが出来ない。
However, the tensile test speed is about 1000 mm / min even at a high speed, and at the start of pulling (when the data starts rising).
In, the crosshead speed rises from 0 and settles down to a constant speed, so an accurate test at a constant speed cannot be performed. FIG. 10 shows an experimental result (load-time characteristic) obtained by using a conventional test device having a rotary screw mechanism. The speed becomes constant due to the acceleration of the crosshead when the data rises. Not not. At this time, the crosshead speed that reached the constant speed is 200 mm / mi.
n. In addition, such a conventional test apparatus cannot continuously perform the strain recovery test.

【0005】一方、より高速の引張試験が出来る衝撃試
験装置は、その最低速度が高過ぎて、逆に低い速度の試
験には不適である。また、回転ネジ機構をもつ試験装置
と衝撃試験装置を併用した実験を行なっても、2つの試
験装置によるデータの間には整合性がない場合が多く、
しかも圧縮空気を動力源に用いた構造のため、引張試験
後に変位を固定して応力緩和試験を行なうことが出来
ず、従来の回転ネジ機構をもつ試験装置と同様、連続し
た歪み回復試験を行なうことが出来なかった。
On the other hand, the impact test apparatus capable of performing a tensile test at a higher speed has an excessively low minimum speed, and is unsuitable for a test at a low speed. In addition, even if an experiment using a test device having a rotary screw mechanism and an impact test device is performed together, there is often no consistency between the data from the two test devices.
Moreover, because the structure uses compressed air as the power source, it is not possible to perform a stress relaxation test by fixing the displacement after a tensile test, and a continuous strain recovery test is performed as in the conventional test device with a rotary screw mechanism. I couldn't.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために、本発明においては、第1の発明では、樹脂
の引張強度や応力−歪み特性等の機械的性質を測定する
樹脂用引張試験装置であって、複数個の柱脚を介して立
設され上部に水平な平板を有する架台と、該架台の平板
上に鉛直に立設され頂部に水平な平板からなる天板を備
えたボールネジ機構からなる直動型アクチュエータと、
回転軸が該平板を貫通して該直動型アクチュエータに接
続され該平板の下側に固設された該直動型アクチュエー
タ駆動用のサーボモータと、該直動型アクチュエータの
可動部に突設されボールネジ機構により上下動自在なク
ロスヘッドと、該クロスヘッドと前記架台平板との間に
配設されそれぞれ樹脂引張試験片の端部を把持する上下
一対のクランプとで構成され、下部クランプは前記架台
平板に該直動型アクチュエータに沿って荷重センサを介
して立設され、上部クランプは該クロスヘッドに穿設さ
れた透孔を上下動自在に貫通し上端部に該透孔の内径よ
り大きな直径を有するストッパを備えた案内ロッドに垂
下されるとともに、該ストッパは前記天板下部に配設さ
れた滑車を通して該上部クランプの重量と同一の重量を
もつ重錘に紐状コードを介して連結された構成とした。
In order to solve the above problems, in the present invention, in the first invention, a resin for measuring mechanical properties such as tensile strength and stress-strain characteristic of the resin is used. A tensile tester comprising: a pedestal that is erected via a plurality of column bases and has a horizontal flat plate on the top; and a top plate that is erected vertically on the flat plate of the pedestal and that is a horizontal flat plate on the top Direct-acting actuator consisting of a ball screw mechanism,
A servomotor for driving the direct-acting actuator fixed to the lower side of the flat plate, the rotary shaft penetrating the flat plate and connected to the direct-acting actuator, and a projecting portion on the movable portion of the direct-acting actuator. The cross head is movable up and down by a ball screw mechanism, and a pair of upper and lower clamps are provided between the cross head and the gantry flat plate to grip the ends of the resin tensile test pieces. A pedestal plate is erected along the linear actuator via a load sensor, and an upper clamp vertically penetrates a through hole formed in the crosshead and has an upper end portion having an inner diameter larger than the inner diameter of the through hole. It is suspended by a guide rod having a stopper having a diameter, and the stopper passes through a pulley arranged at the bottom of the top plate and is attached to a weight having the same weight as that of the upper clamp by a cord-shaped cord. It was ligated to each other via the de.

【0007】また、第2の発明では、第1の発明におい
て、案内ロッドが上下動するクロスヘッドの透孔に、リ
ニアボールベアリングを配設した。
Further, in the second invention, in the first invention, the linear ball bearing is arranged in the through hole of the crosshead in which the guide rod moves up and down.

【0008】さらに、第3の発明では、第1や第2の発
明において、クランプは、左右一対の挟圧パッドを四辺
形リンクで囲繞しつつピン接合するとともに、該四辺形
リンクのうちの操作リンクを引っ張りコイルばねを介し
て該両挟圧パッドで樹脂用試験片を挟持する方向に付勢
するようにした。
Further, in the third invention, in the first or second invention, the clamp surrounds the pair of right and left pinching pads with a quadrilateral link while pin-joining them, and operates the quadrilateral link. The link was pulled and biased in the direction in which the resin test piece was held by the two holding pressure pads via a coil spring.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明においては、第1の発明で
は、複数個の柱脚を介して立設され上部に水平な平板を
有する架台と、該架台の平板上に鉛直に立設され頂部に
水平な平板からなる天板を備えたボールネジ機構からな
る直動型アクチュエータと、回転軸が該平板を貫通して
該直動型アクチュエータに接続され該平板の下側に固設
された該直動型アクチュエータ駆動用のサーボモータ
と、該直動型アクチュエータの可動部に突設されボール
ネジ機構により上下動自在なクロスヘッドと、該クロス
ヘッドと前記架台平板との間に配設されそれぞれ樹脂引
張試験片の端部を把持する上下一対のクランプとで構成
され、下部クランプは前記架台平板に該直動型アクチュ
エータに沿って荷重センサを介して立設され、上部クラ
ンプは該クロスヘッドに穿設された透孔を上下動自在に
貫通し上端部に該透孔の内径より大きな直径を有するス
トッパを備えた案内ロッドに垂下されるとともに、該ス
トッパは前記天板下部に配設された滑車を通して該上部
クランプの重量と同一の重量をもつ重錘に紐状コードを
介して連結された構成としたため、上部クランプの重量
と重錘の重量が同一であり上部クランプの重量が相殺さ
れることから、両クランプで樹脂用引張試験片の両端を
把持しても上部クランプの重量が樹脂用引張試験片に負
荷されない状態で引張試験を開始できるとともに、所望
の任意の高速のクロスヘッド速度で樹脂用引張試験片に
荷重を与えることが出来る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the first aspect of the present invention, a pedestal having a horizontal flat plate in an upright position through a plurality of column bases, and a vertical erection on the flat plate of the pedestal. A direct acting actuator consisting of a ball screw mechanism having a top plate made of a horizontal flat plate on the top, and a rotary shaft penetrating the flat plate and connected to the direct acting actuator, and fixed to the lower side of the flat plate. A servomotor for driving a direct-acting actuator, a crosshead projecting from a movable portion of the direct-acting actuator and vertically movable by a ball screw mechanism, and a resin provided between the crosshead and the gantry flat plate, respectively. It consists of a pair of upper and lower clamps that grip the end of the tensile test piece.The lower clamp is erected on the gantry plate along the linear actuator via a load sensor, and the upper clamp is the crosshead. A penetrating hole is vertically movably pierced in a guide rod having a stopper having a diameter larger than the inner diameter of the penetrating hole, and the stopper is arranged at the lower part of the top plate. Since the weight of the upper clamp is connected to the weight having the same weight as that of the upper clamp via the cord, the weight of the upper clamp is equal to the weight of the weight, and the weight of the upper clamp is offset. Therefore, even if both clamps hold both ends of the resin tensile test piece, the tensile test can be started without the weight of the upper clamp being applied to the resin tensile test piece, and the desired high-speed crosshead speed can be achieved. The load can be applied to the tensile test piece for resin.

【0010】また、第2の発明では、案内ロッドが上下
動するクロスヘッドの透孔に、リニアボールベアリング
を配設したので、クロスヘッドに対して案内ロッドの上
下動の移動を円滑に行なうことが出来るとともに、横振
れを無くし正確な鉛直方向の上下動が確保される。
In the second aspect of the invention, since the linear ball bearing is arranged in the through hole of the crosshead in which the guide rod moves up and down, the guide rod can be moved up and down smoothly with respect to the crosshead. In addition, horizontal shake is eliminated and accurate vertical movement in the vertical direction is secured.

【0011】さらに、第3の発明においては、クランプ
は、左右一対の挟圧パッドを四辺形リンクで囲繞しつつ
ピン接合するとともに、該四辺形リンクのうちの操作リ
ンクを引っ張りコイルばねを介して該両挟圧パッドで樹
脂用試験片を挟持する方向に付勢するようにしたので、
ワンタッチで素早く樹脂用引張試験片を左右一対のクラ
ンプに着脱出来る。
Further, in the third aspect of the invention, in the clamp, the pair of right and left pinching pads are pin-joined while being surrounded by the quadrilateral link, and the operation link of the quadrilateral link is pulled by a coil spring. Since both the pressing pads are urged in the direction of clamping the resin test piece,
The tensile test piece for resin can be quickly attached / detached to / from a pair of left and right clamps with one touch.

【0012】[0012]

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図1〜図9は本発明の実施例に係り、
図1は樹脂用引張試験装置の全体斜視図、図2は樹脂用
引張試験装置の要部側面図、図3はクランプの正面図、
図4は他の実施例を示すクランプの斜視図、図5は図4
のクランプの平面図、図6は本発明の樹脂用引張試験装
置の試験結果(荷重−時間特性)を示すグラフ、図7は
本発明の樹脂用引張試験装置の試験結果(荷重−時間特
性)を示すグラフ、図8は本発明の樹脂用引張試験装置
の試験結果(変位−時間特性)を示すグラフ、図9は本
発明の樹脂用引張試験装置の試験結果(応力−歪み特
性)を示すグラフである。なお、図10は従来の商用試
験機の試験結果(荷重−時間特性)を示すグラフであ
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 9 relate to an embodiment of the present invention,
FIG. 1 is an overall perspective view of the resin tensile test device, FIG. 2 is a side view of a main part of the resin tensile test device, and FIG. 3 is a front view of a clamp.
FIG. 4 is a perspective view of a clamp showing another embodiment, and FIG.
6 is a plan view of the clamp of FIG. 6, FIG. 6 is a graph showing the test results (load-time characteristic) of the resin tensile test device of the present invention, and FIG. 7 is the test result of the resin tensile test device of the present invention (load-time characteristic). 8 is a graph showing the test results (displacement-time characteristics) of the resin tensile test device of the present invention, and FIG. 9 shows the test results (stress-strain property) of the resin tensile test device of the present invention. It is a graph. FIG. 10 is a graph showing the test results (load-time characteristics) of the conventional commercial tester.

【0013】図1は、本発明の樹脂用引張試験装置10
0を示したもので、樹脂用引張試験装置100は、図1
および図2に示すように、水平な底板1の上に4本の柱
脚2によって立設され上部に水平な架台平板3aを備え
た架台3と、架台平板3a上に鉛直に立設され頂部に水
平な平板からなる天板14を備えたボールネジ機構から
なる直動型アクチュエータ10と、回転軸20aが架台
平板3aを貫通して直動型アクチュエータ10に接続さ
れ架台平板3aの下側に固設された直動型アクチュエー
タ駆動用のサーボモータ20と、直動型アクチュエータ
10の可動部に突設されボールネジ機構により上下動自
在なクロスヘッド16と、クロスヘッド16と架台平板
3aとの間に配設されそれぞれ樹脂引張試験片TPの端
部を把持する上下一対の下部クランプ40、上部クラン
プ50とで構成される。
FIG. 1 shows a resin tensile test apparatus 10 of the present invention.
0 is shown in FIG.
As shown in FIG. 2 and FIG. 2, a pedestal 3 which is erected by four column bases 2 on a horizontal bottom plate 1 and has a horizontal pedestal plate 3a on the top, and a vertically erected top on the gantry plate 3a A direct-acting actuator 10 including a ball screw mechanism having a horizontal top plate 14 and a rotary shaft 20a penetrating the pedestal plate 3a and connected to the linear-acting actuator 10 are fixed to the lower side of the gantry plate 3a. The servo motor 20 for driving the direct-acting actuator provided, the crosshead 16 projecting from the movable portion of the direct-acting actuator 10 and movable up and down by a ball screw mechanism, and between the crosshead 16 and the gantry flat plate 3a. It is composed of a pair of upper and lower clamps 40 and 50 arranged above and below for gripping the ends of the resin tensile test pieces TP.

【0014】下部クランプ40は架台平板3aに直動型
アクチュエータ10に沿って荷重センサ30を介して立
設して固定され、一方、上部クランプ50はクロスヘッ
ド16に上下方向に貫通して穿設された透孔16aを上
下動自在に貫通し上端部に透孔16aの内径より大きな
直径を有するストッパ54を備えた案内ロッド52に垂
下されるとともに、ストッパ54は天板14の下部に配
設された滑車58を通して上部クランプ50の重量と同
一の重量をもつ重錘60に紐状コード56を介して連結
されている。なお、クロスヘッド16の重量は、上部ク
ランプ50の重量より大きくしておく。荷重センサ30
は、市販のロードセル、マグネセル等を使用してもよい
し、あるいはその他の公知のセンサを採用し得る。
The lower clamp 40 is vertically erected and fixed on the gantry plate 3a along the linear actuator 10 via the load sensor 30, while the upper clamp 50 is pierced vertically through the crosshead 16. The penetrating through hole 16a is movably moved up and down, and the upper end portion is suspended by a guide rod 52 having a stopper 54 having a diameter larger than the inner diameter of the through hole 16a. It is connected to the weight 60 having the same weight as the weight of the upper clamp 50 via the cord 58 via the cord 56. The weight of the crosshead 16 is set to be larger than that of the upper clamp 50. Load sensor 30
A commercially available load cell, magnecell, or the like may be used, or any other known sensor may be used.

【0015】上記の透孔16a内の案内ロッド52の上
下動を円滑ならしめるため、透孔16a内に案内ロッド
52の直径に適合した内径を有すリニアボールベアリン
グを嵌装することが望ましい(本発明の第2発明に対応
する)。
In order to smooth the vertical movement of the guide rod 52 in the through hole 16a, it is desirable to fit a linear ball bearing having an inner diameter matching the diameter of the guide rod 52 in the through hole 16a ( This corresponds to the second invention of the present invention).

【0016】図3は、円柱形状の樹脂引張試験片TPの
両端部をそれぞれ把持するクランプ40、50(上部ク
ランプ50は、図3の上下を反転したもの)の詳細を示
し、コの字状に一部を切り欠いたブロックからなるクラ
ンプ40も上部中央空間部に左右対称に2個のパッド4
0a、40bを対向するように配置するとともに、クラ
ンプ40内に設けたねじ孔を螺合されたねじロッド42
をレバー42aの回動により水平方向に前後進できるよ
うに配設され、両パッド40a、40bで樹脂引張試験
片TP端部を挟持して、樹脂引張試験片TPを装着した
り離脱できるようにしたものである。
FIG. 3 shows the details of the clamps 40 and 50 (the upper clamp 50 is an upside-down version of FIG. 3) for gripping both ends of the cylindrical resin tensile test piece TP, respectively. The clamp 40, which consists of a block with a part cut away, is also symmetrical to the two pads 4 in the upper central space.
0a, 40b are arranged so as to face each other, and a screw rod 42 screwed into a screw hole provided in the clamp 40.
Is arranged so that it can be moved forward and backward in the horizontal direction by the rotation of the lever 42a, and the ends of the resin tensile test piece TP are sandwiched by both pads 40a and 40b so that the resin tensile test piece TP can be attached or detached. It was done.

【0017】一方、図4および図5は、クランプ40、
50の他の実施例を示し、本発明の第3の発明に対応す
るものである。このタイプのクランプ40、50は、箱
型升状の枠体を有するクランプ40内に、コの字状にピ
ン・ジョイントにより屈曲自在に接合された7個のリン
ク44aで形成された四辺形リンク44の内部に、対向
面が樹脂引張試験片TPの直径に見合う円弧となる曲面
を備えた左右一対のパッド40a、40bをピン接合
し、リンク44aのひとつであるL字形状に屈曲した操
作リンク44bの一端部をクランプ40の枠体の切欠部
分より外部に突出させるとともに、引張コイルばね45
により両パッドを近接する方向に付勢するようにした。
したがって、樹脂引張試験片TPを装着する際には、操
作リンク44bをばね力に抗して図5の示したF方向
(図5の上方向)に押上げ、拡大した両パッド40a、
40b間に樹脂引張試験片TPの一端をセットした後に
手を離すと、引張コイルばね45のばね力により樹脂引
張試験片TPの一端はクランプ40に強固に把持され
る。本実施例では、図3の実施例が左右一対のねじロッ
ド42、42の螺合動作で時間がかかり、かつ、クラン
プ40、50の中心位置に樹脂引張試験片TPをセット
するのに神経を使うのに対し、ワンタッチで着脱できる
とともに、樹脂引張試験片TPの直径が一定である場合
には、毎回クランプ40、50の中心位置に確実セット
され得る。
On the other hand, FIGS. 4 and 5 show the clamp 40,
Fifty other embodiments are shown and correspond to the third invention of the present invention. This type of clamp 40, 50 is a quadrilateral link formed by seven links 44a flexibly joined by a pin joint in a U-shape in the clamp 40 having a box-shaped frame. A pair of left and right pads 40a, 40b each having a curved surface whose opposing surface is an arc matching the diameter of the resin tensile test piece TP are pin-joined inside 44, and the operation link is bent into an L-shape which is one of the links 44a. One end of 44b is projected to the outside from the cutout portion of the frame body of the clamp 40, and the tension coil spring 45
Thus, both pads are biased toward each other.
Therefore, when mounting the resin tensile test piece TP, the operation link 44b is pushed up in the F direction shown in FIG. 5 (upward direction in FIG. 5) against the spring force, and the expanded pads 40a,
When one end of the resin tensile test piece TP is set between 40b and the hand is released, one end of the resin tensile test piece TP is firmly gripped by the clamp 40 by the spring force of the tension coil spring 45. In this embodiment, the embodiment of FIG. 3 takes a long time for the screwing operation of the pair of left and right screw rods 42, 42, and it is necessary to set the resin tensile test piece TP at the center position of the clamps 40, 50. On the other hand, when the resin tensile test piece TP can be attached and detached with one touch and the diameter of the resin tensile test piece TP is constant, it can be reliably set at the center position of the clamps 40 and 50 every time.

【0018】以上のように構成された本発明の樹脂用引
張試験装置100においては、樹脂引張試験片TPを上
下一対のクランプ40、50でその両端を把持した後、
サーボモータ20を駆動してクロスヘッド16を上方に
移動すると、クロスヘッド16の上面とストッパ54の
下面に幾らかの隙間があるため、上部クランプ50を静
止したままであり、クロスヘッド16上面がストッパ5
4の下面に到達して両者が当接した瞬間から上部クラン
プ50が動き出すから、クロスヘッド16の運転開始の
初期速度に無関係に一定速度に達したクロスヘッド16
の運転速度(上昇速度)を上部クランプ50、すなわ
ち、樹脂引張試験片TPに伝達することが出来る。すな
わち、上記の隙間は、クロスヘッド16の始動の助走区
間である。さらに、サーボモータ20とボールネジ機構
を有する直動型アクチュエータ10と連動して使用する
ので、低速から任意の高速までの広い範囲のクロスヘッ
ド速度(1〜10000mm/min)が確実に得ら
れ、精度の高い引張試験が実施される。また、前述した
ように、クロスヘッド16の重量は、上部クランプ50
の重量より大きくしてあるので、クロスヘッド16上面
がストッパ54下面に当接した際に生じる速度低下も僅
少に抑えられる。
In the resin tensile test apparatus 100 of the present invention constructed as described above, after the resin tensile test piece TP is held at its both ends by the pair of upper and lower clamps 40 and 50,
When the servo motor 20 is driven to move the crosshead 16 upward, the upper clamp 50 remains stationary because the upper surface of the crosshead 16 and the lower surface of the stopper 54 have some gap, and the upper surface of the crosshead 16 is Stopper 5
Since the upper clamp 50 starts to move from the moment when they reach the lower surface of No. 4 and come into contact with each other, the cross head 16 reaches a constant speed regardless of the initial speed at which the cross head 16 starts to operate.
Can be transmitted to the upper clamp 50, that is, the resin tensile test piece TP. That is, the above-mentioned gap is an approach section for starting the crosshead 16. Furthermore, since it is used in conjunction with the servomotor 20 and the direct acting actuator 10 having a ball screw mechanism, a wide range of crosshead speeds (1-10000 mm / min) from low speed to any high speed can be obtained with certainty and accuracy. High tensile test is performed. In addition, as described above, the weight of the crosshead 16 depends on the upper clamp 50.
Since the weight of the crosshead 16 is larger than that of the stopper 54, a decrease in speed that occurs when the upper surface of the crosshead 16 comes into contact with the lower surface of the stopper 54 can be suppressed to a small extent.

【0019】このように構成された本発明の樹脂用引張
試験装置100を使用して、得られた試験結果について
説明する。図6は、得られた試験結果(荷重−時間特
性)であり、従来例の図10と比較すると、引張速度が
50倍も速いにも拘わらず、引っ張り開始時における速
度変化はほとんど無いことが判る。
The test results obtained by using the resin tensile testing apparatus 100 of the present invention thus constructed will be described. FIG. 6 shows the obtained test results (load-time characteristics). Compared with FIG. 10 of the conventional example, there is almost no change in speed at the start of pulling, although the pulling speed is 50 times faster. I understand.

【0020】図7(荷重−時間特性)と図8(変位−時
間特性)は、本発明の樹脂用引張試験装置100を使用
して実施した試験結果であり、連続して試験が実施され
たことを示している。図9は計測結果から得られた応力
−歪み特性を示し、引っ張りのクロスヘッド速度を10
mm/minから10倍毎に4種類変えた例である。広
い速度範囲とともに、引っ張りから応力緩和、歪み回復
まで一連の試験が連続して実施出来ることを示してい
る。
FIG. 7 (load-time characteristic) and FIG. 8 (displacement-time characteristic) are test results carried out by using the resin tensile testing apparatus 100 of the present invention, and the tests were carried out continuously. It is shown that. FIG. 9 shows the stress-strain characteristics obtained from the measurement results, and the tensile crosshead speed was 10%.
In this example, four types are changed every 10 times from mm / min. It shows that a wide range of speeds and a series of tests from tension to stress relaxation and strain recovery can be performed continuously.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の回転ネジ機構をもつ試験装置が可能な速度範囲を
遙かに超えた広範な速度範囲の引張試験が行なえるとと
もに、引張開始時のクロスヘッド速度を一定に保持し、
引張試験後に引き続きクロスヘッドを固定して応力緩和
試験、クロスヘッドを戻して歪み回復試験を連続的に行
なえるので、利便性が高く、たとえば樹脂材料の動的応
力解析を行なう有限要素法に適用する構成方程式をより
正確に得るための、樹脂の正確な機械的性質のデータを
得ることが出来る。
As described above, according to the present invention,
Along with being able to perform a tensile test in a wide speed range that far exceeds the speed range that a conventional test device with a rotary screw mechanism can hold, the crosshead speed at the start of tension is held constant,
After the tensile test, the crosshead can be fixed and the stress relaxation test can be continuously performed, and the crosshead can be returned and the strain recovery test can be continuously performed, which is highly convenient and is applied to the finite element method for dynamic stress analysis of resin materials, for example. It is possible to obtain accurate data on the mechanical properties of the resin for obtaining the constitutive equation more accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の全
体斜視図である。
FIG. 1 is an overall perspective view of a resin tensile test device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の要
部側面図である。
FIG. 2 is a side view of a main part of a resin tensile testing device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例に係るクランプの正面図であ
る。
FIG. 3 is a front view of the clamp according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施例に係るクランプの斜視図で
ある。
FIG. 4 is a perspective view of a clamp according to another embodiment of the present invention.

【図5】図4のクランプの平面図である。5 is a plan view of the clamp of FIG.

【図6】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の試
験結果(荷重−時間特性)を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing test results (load-time characteristics) of the resin tensile test device according to the example of the present invention.

【図7】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の試
験結果(荷重−時間特性)を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing test results (load-time characteristics) of the resin tensile test device according to the example of the present invention.

【図8】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の試
験結果(変位−時間特性)を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing test results (displacement-time characteristics) of the resin tensile test device according to the example of the present invention.

【図9】本発明の実施例に係る樹脂用引張試験装置の試
験結果(応力−歪み特性)を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing test results (stress-strain characteristics) of the resin tensile test device according to the example of the present invention.

【図10】従来の商用試験機の試験結果(荷重−時間特
性)を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing test results (load-time characteristics) of a conventional commercial tester.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 底板 2 柱脚 3 架台 3a 架台平板 10 直動型アクチュエータ 12 スタンド 14 天板 16 クロスヘッド 20 サーボモータ 20a 回転軸 30 荷重センサ 40 下部クランプ 40a パッド 40b バッド 42 ねじロッド 42a レバー 44 四辺形リンク 44a リンク 44b 操作リンク 45 引張コイルばね 50 上部クランプ 52 案内ロッド 54 ストッパ 56 コード 60 重錘 100 樹脂用引張試験装置 TP 樹脂引張試験片 1 bottom plate 2 pillar base 3 mounts 3a Stand flat plate 10 Direct acting actuator 12 stand 14 Top plate 16 crosshead 20 Servo motor 20a rotating shaft 30 load sensor 40 Lower clamp 40a pad 40b bad 42 screw rod 42a lever 44 quadrilateral link 44a link 44b Operation link 45 tension coil spring 50 upper clamp 52 Guide rod 54 Stopper 56 code 60 weights 100 Tensile testing device for resin TP resin tensile test piece

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 樹脂の引張強度や応力−歪み特性等の機
械的性質を測定する樹脂用引張試験装置であって、 複数個の柱脚を介して立設され上部に水平な平板を有す
る架台と、該架台の平板上に鉛直に立設され頂部に水平
な平板からなる天板を備えたボールネジ機構からなる直
動型アクチュエータと、回転軸が該平板を貫通して該直
動型アクチュエータに接続され該平板の下側に固設され
た該直動型アクチュエータ駆動用のサーボモータと、該
直動型アクチュエータの可動部に突設されボールネジ機
構により上下動自在なクロスヘッドと、該クロスヘッド
と前記架台平板との間に配設されそれぞれ樹脂引張試験
片の端部を把持する上下一対のクランプとで構成され、 下部クランプは前記架台平板に該直動型アクチュエータ
に沿って荷重センサを介して立設され、上部クランプは
該クロスヘッドに穿設された透孔を上下動自在に貫通し
上端部に該透孔の内径より大きな直径を有するストッパ
を備えた案内ロッドに垂下されるとともに、該ストッパ
は前記天板下部に配設された滑車を通して該上部クラン
プの重量と同一の重量をもつ重錘に紐状コードを介して
連結されたことを特徴とする樹脂用引張試験装置。
1. A tensile tester for resin for measuring mechanical properties such as tensile strength and stress-strain characteristic of resin, which is a pedestal having a horizontal flat plate erected upright through a plurality of column bases. And a direct-acting actuator composed of a ball screw mechanism provided vertically on a flat plate of the frame and having a top plate made of a horizontal flat plate at the top, and a rotary shaft passing through the flat plate to provide the direct-acting actuator. A servomotor for driving the linear actuator, which is connected and fixed to the lower side of the flat plate, a crosshead projecting from a movable portion of the linear actuator and vertically movable by a ball screw mechanism, and the crosshead And a pair of upper and lower clamps which are disposed between the base plate and the gantry flat plate and hold the end portions of the resin tensile test pieces, respectively, and the lower clamp includes a load sensor along the linear actuator on the gantry flat plate. And the upper clamp hangs vertically through a through hole formed in the crosshead and hangs down on a guide rod having a stopper at the upper end having a diameter larger than the inner diameter of the through hole. The tensile tester for resin, wherein the stopper is connected to a weight having the same weight as that of the upper clamp through a pulley disposed on the lower portion of the top plate via a cord.
【請求項2】 案内ロッドが上下動するクロスヘッドの
透孔に、リニアボールベアリングを配設した請求項1記
載の樹脂用引張試験装置。
2. The tensile test apparatus for resin according to claim 1, wherein a linear ball bearing is arranged in the through hole of the crosshead in which the guide rod moves up and down.
【請求項3】 クランプは、左右一対の挟圧パッドを四
辺形リンクで囲繞しつつピン接合するとともに、該四辺
形リンクのうちの操作リンクを引っ張りコイルばねを介
して該両挟圧パッドで樹脂用試験片を挟持する方向に付
勢する請求項1または請求項2記載の樹脂用引張試験装
置。
3. The clamp has a pair of left and right clamping pads surrounded by a quadrilateral link and pin-joined to each other, and an operation link of the quadrilateral link is stretched by a coil spring to form a resin between the clamping pads. The tensile test device for resin according to claim 1 or 2, wherein the tensile test device for resin is urged in a direction in which the test piece for application is clamped.
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