JP3526746B2 - 材料試験機 - Google Patents
材料試験機Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対のチャック間
への供試体の装着に伴って該供試体に加わる負荷を除去
することで、前記供試体の材料特性を高精度に計測し得
るようにした材料試験機に関する。
への供試体の装着に伴って該供試体に加わる負荷を除去
することで、前記供試体の材料特性を高精度に計測し得
るようにした材料試験機に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】金属材料等の供試体に圧縮や引っ
張り等の負荷を加えながら、該供試体に加えた荷重と供
試体に生じた変位（伸び）等を計測する材料試験機は、
概略的には、例えば図１に示すように構成されている。
即ち、試験機本体１はベッド（基台）２上に設けられた
ラム３と、このラム３に設けられて上下動されるテーブ
ル４と、このテーブル４に立設された支柱５に取り付け
られた上部クロスヘッド６と、この上部クロスヘッド６
と前記テーブル４との間に位置付けられ、前記ベッド２
に立設された送りねじ７に螺合して上下に位置調整され
る下部クロスヘッド８とを備えている。そして前記上部
クロスヘッド６と下部クロスヘッド８との間にチャック
９,９を介して供試体Ｓを保持し、ラム３の作動に伴っ
て上記供試体Ｓに引っ張り負荷を加える如く構成され
る。尚、前記テーブル４と下部クロスヘッド８との間に
供試体Ｓ（図示せず）を保持し、ラム３の作動に伴って
上記供試体Ｓに圧縮負荷を加える場合もある。
張り等の負荷を加えながら、該供試体に加えた荷重と供
試体に生じた変位（伸び）等を計測する材料試験機は、
概略的には、例えば図１に示すように構成されている。
即ち、試験機本体１はベッド（基台）２上に設けられた
ラム３と、このラム３に設けられて上下動されるテーブ
ル４と、このテーブル４に立設された支柱５に取り付け
られた上部クロスヘッド６と、この上部クロスヘッド６
と前記テーブル４との間に位置付けられ、前記ベッド２
に立設された送りねじ７に螺合して上下に位置調整され
る下部クロスヘッド８とを備えている。そして前記上部
クロスヘッド６と下部クロスヘッド８との間にチャック
９,９を介して供試体Ｓを保持し、ラム３の作動に伴っ
て上記供試体Ｓに引っ張り負荷を加える如く構成され
る。尚、前記テーブル４と下部クロスヘッド８との間に
供試体Ｓ（図示せず）を保持し、ラム３の作動に伴って
上記供試体Ｓに圧縮負荷を加える場合もある。
【０００３】しかして上記試験機本体１の作動を制御す
る動力計１０は、油圧源１１から前記ラム３に対して供
給される圧力油を調整する油圧サーボ弁１２と、この油
圧サーボ弁１２の作動を制御する、例えばマイクロプロ
セッサを主体とする制御部１３とを備えている。また動
力計１０は、前記試験機本体１に組み込まれた圧力セル
１４を介して前記供試体Ｓに加わえられた荷重を計測す
る荷重計測部１５、および変位計１６を介して前記供試
体Ｓに生じる変位（ラム３の変位）を計測する変位計測
部１７を備えている。そして前記制御部１３は、設定さ
れた制御モードに従って前記荷重計測部１５にて計測さ
れた荷重、または変位計測部１７にて計測された変位に
従って前記油圧サーボ弁１２の作動をフィードバック制
御し、これによって前記ラム３に供給する油圧を加圧・
減圧して前記供試体Ｓに加える負荷を制御するものとな
っている。
る動力計１０は、油圧源１１から前記ラム３に対して供
給される圧力油を調整する油圧サーボ弁１２と、この油
圧サーボ弁１２の作動を制御する、例えばマイクロプロ
セッサを主体とする制御部１３とを備えている。また動
力計１０は、前記試験機本体１に組み込まれた圧力セル
１４を介して前記供試体Ｓに加わえられた荷重を計測す
る荷重計測部１５、および変位計１６を介して前記供試
体Ｓに生じる変位（ラム３の変位）を計測する変位計測
部１７を備えている。そして前記制御部１３は、設定さ
れた制御モードに従って前記荷重計測部１５にて計測さ
れた荷重、または変位計測部１７にて計測された変位に
従って前記油圧サーボ弁１２の作動をフィードバック制
御し、これによって前記ラム３に供給する油圧を加圧・
減圧して前記供試体Ｓに加える負荷を制御するものとな
っている。
【０００４】ちなみに前記制御部１３が構成する前記油
圧サーボ弁１２に対するフィードバック制御系は、例え
ば図２に示すように、制御モードに応じて切り替えられ
るスイッチ２１を介して選択的に設定される荷重制御ル
ープＡと変位制御ループＢと備えている。前記荷重制御
ループＡは、前記サーボ弁１２やラム３等からなるプロ
セス（油圧サーボ系）２２における制御量として前記供
試体Ｓに加わえられた実荷重Ｋを検出アンプ２３（荷重
計測部１５）を介して検出し、その制御目標値ＲKとの
偏差ΔｅKを偏差器２４にて求めると共に、所定の制御
ゲインを有するコントローラ２５の制御の下で上記偏差
ΔｅKを零（０）とするべく制御出力値ＵKを求めて前記
プロセス２２の作動を制御する如く構成される。
圧サーボ弁１２に対するフィードバック制御系は、例え
ば図２に示すように、制御モードに応じて切り替えられ
るスイッチ２１を介して選択的に設定される荷重制御ル
ープＡと変位制御ループＢと備えている。前記荷重制御
ループＡは、前記サーボ弁１２やラム３等からなるプロ
セス（油圧サーボ系）２２における制御量として前記供
試体Ｓに加わえられた実荷重Ｋを検出アンプ２３（荷重
計測部１５）を介して検出し、その制御目標値ＲKとの
偏差ΔｅKを偏差器２４にて求めると共に、所定の制御
ゲインを有するコントローラ２５の制御の下で上記偏差
ΔｅKを零（０）とするべく制御出力値ＵKを求めて前記
プロセス２２の作動を制御する如く構成される。
【０００５】また変位制御ループＢは、前記プロセス２
２における制御量として前記供試体Ｓに生じた実変位Ｈ
を検出アンプ２６（変位計測部１７）を介して検出し、
その制御目標値ＲHとの偏差ΔｅHを偏差器２７にて求め
ると共に、所定の制御ゲインを有するコントローラ２８
の制御の下で上記偏差ΔｅHを零（０）とするべく制御
値ＵKを求めて前記プロセス２１の作動を制御する如く
構成される。
２における制御量として前記供試体Ｓに生じた実変位Ｈ
を検出アンプ２６（変位計測部１７）を介して検出し、
その制御目標値ＲHとの偏差ΔｅHを偏差器２７にて求め
ると共に、所定の制御ゲインを有するコントローラ２８
の制御の下で上記偏差ΔｅHを零（０）とするべく制御
値ＵKを求めて前記プロセス２１の作動を制御する如く
構成される。
【０００６】このようなフィードバック制御の下で、例
えば前記制御目標値ＲK,ＲHを変えながら前記供試体Ｓ
に加える負荷（荷重または変位）を制御し、前記供試体
Ｓに加えられた荷重と変位とを前記荷重計測部１５およ
び変位計測部１７を介してそれぞれ計測することで、そ
の試験が実行される。
えば前記制御目標値ＲK,ＲHを変えながら前記供試体Ｓ
に加える負荷（荷重または変位）を制御し、前記供試体
Ｓに加えられた荷重と変位とを前記荷重計測部１５およ
び変位計測部１７を介してそれぞれ計測することで、そ
の試験が実行される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで材料試験に供
される供試体Ｓを前記一対のチャック９,９間に装着す
る場合、上記チャック９,９が所定のチャッキング位置
に位置付けられていると雖も、その装着によって該供試
体Ｓに不本意な負荷が加わることがある。例えば反りの
ある供試体Ｓをチャック９,９に装着する場合、チャッ
ク９,９による供試体Ｓの強制的な反りの矯正力によ
り、前記供試体Ｓに不本意な荷重が加わることがある。
される供試体Ｓを前記一対のチャック９,９間に装着す
る場合、上記チャック９,９が所定のチャッキング位置
に位置付けられていると雖も、その装着によって該供試
体Ｓに不本意な負荷が加わることがある。例えば反りの
ある供試体Ｓをチャック９,９に装着する場合、チャッ
ク９,９による供試体Ｓの強制的な反りの矯正力によ
り、前記供試体Ｓに不本意な荷重が加わることがある。
【０００８】また図３に示すような楔式油圧チャックを
用いて供試体Ｓを装着する場合、そのチャック片による
供試体Ｓの挟持によって該供試体Ｓに不本意な負荷が加
わり易い。即ち、楔式油圧チャックは、一対のチャック
片３１,３１を、その本体部３２のテーパ部３３,３３に
沿って進退させ、その間隔幅を可変して該チャック片３
１,３１間に供試体Ｓを挟み込む如く構成される。尚、
テーパ部３３,３３に沿うチャック片３１,３１の移動
は、前記本体部３２に組み込まれた油圧シリンダ３４,
３４により上下動されるロッド３５を介して行われる。
用いて供試体Ｓを装着する場合、そのチャック片による
供試体Ｓの挟持によって該供試体Ｓに不本意な負荷が加
わり易い。即ち、楔式油圧チャックは、一対のチャック
片３１,３１を、その本体部３２のテーパ部３３,３３に
沿って進退させ、その間隔幅を可変して該チャック片３
１,３１間に供試体Ｓを挟み込む如く構成される。尚、
テーパ部３３,３３に沿うチャック片３１,３１の移動
は、前記本体部３２に組み込まれた油圧シリンダ３４,
３４により上下動されるロッド３５を介して行われる。
【０００９】このような構造の楔式油圧チャックによれ
ば、チャック片３１,３１間に供試体Ｓを挟み込む際、
該チャック片３１,３１のテーパ部３３,３３に沿う移動
に伴って供試体Ｓを、その軸方向に押し出す力が作用す
るので、該供試体Ｓに不本意な負荷が加わることが否め
ない。
ば、チャック片３１,３１間に供試体Ｓを挟み込む際、
該チャック片３１,３１のテーパ部３３,３３に沿う移動
に伴って供試体Ｓを、その軸方向に押し出す力が作用す
るので、該供試体Ｓに不本意な負荷が加わることが否め
ない。
【００１０】このような供試体Ｓのチャッキングに伴う
不本意な負荷が加わった状態のまま該供試体Ｓの試験を
開始すると、試験開始時における余分な負荷がそのまま
計測誤差として現れることになり、高精度な計測を実現
する上で問題がある。
不本意な負荷が加わった状態のまま該供試体Ｓの試験を
開始すると、試験開始時における余分な負荷がそのまま
計測誤差として現れることになり、高精度な計測を実現
する上で問題がある。
【００１１】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、供試体のチャッキングによって
生じる余分な負荷を簡易にして効果的に除去して、該供
試体の材料特性を無負荷状態から高精度に計測すること
のできる材料試験機を提供することにある。
たもので、その目的は、供試体のチャッキングによって
生じる余分な負荷を簡易にして効果的に除去して、該供
試体の材料特性を無負荷状態から高精度に計測すること
のできる材料試験機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る材料試験機は、互いに対向して設けら
れて供試体を保持する一対の楔式チャックと、例えば油
圧サーボ弁を介して供給される油圧を受けて作動するラ
ムからなり、前記楔式チャックを介して前記供試体に負
荷を加える負荷手段と、例えば前記供試体に加えられた
荷重とその目標値との差に従って上記油圧サーボ弁の作
動をフィードバック制御する荷重制御モード、および前
記ラムの変位とその目標値との差に従って上記油圧サー
ボ弁の作動をフィードバック制御する変位制御モードと
を備えた油圧サーボ制御回路からなるフィードバック制
御系とを備えたものであって、特に前記フィードバック
制御系を変位制御モードに設定して前記チャックを所定
のチャッキング位置に位置付け、その後、前記フィード
バック制御系を荷重制御モードに切り替えて前記楔式チ
ャックのチャック片を作動させ、そしてこのチャック片
の作動時に前記供試体に加わる負荷が検出されたとき、
この供試体に加わる負荷を相殺するように前記フィード
バック制御系を作動させて前記チャックの位置を制御し
ながら、前記供試体をチャッキングするようにしたこと
をことを特徴としている。
べく本発明に係る材料試験機は、互いに対向して設けら
れて供試体を保持する一対の楔式チャックと、例えば油
圧サーボ弁を介して供給される油圧を受けて作動するラ
ムからなり、前記楔式チャックを介して前記供試体に負
荷を加える負荷手段と、例えば前記供試体に加えられた
荷重とその目標値との差に従って上記油圧サーボ弁の作
動をフィードバック制御する荷重制御モード、および前
記ラムの変位とその目標値との差に従って上記油圧サー
ボ弁の作動をフィードバック制御する変位制御モードと
を備えた油圧サーボ制御回路からなるフィードバック制
御系とを備えたものであって、特に前記フィードバック
制御系を変位制御モードに設定して前記チャックを所定
のチャッキング位置に位置付け、その後、前記フィード
バック制御系を荷重制御モードに切り替えて前記楔式チ
ャックのチャック片を作動させ、そしてこのチャック片
の作動時に前記供試体に加わる負荷が検出されたとき、
この供試体に加わる負荷を相殺するように前記フィード
バック制御系を作動させて前記チャックの位置を制御し
ながら、前記供試体をチャッキングするようにしたこと
をことを特徴としている。
【００１３】つまり前記フィードバック制御系を変位制
御モードに設定して前記チャックを供試体のチャッキン
グ位置に位置付けた後、前記フィードバック制御系を荷
重制御モードに切り替えて前記チャックを作動させ、前
記供試体に加わる負荷を相殺しながら前記チャックの位
置を補正して前記供試体を保持するチャッキング制御手
段を備えることを特徴としている。
御モードに設定して前記チャックを供試体のチャッキン
グ位置に位置付けた後、前記フィードバック制御系を荷
重制御モードに切り替えて前記チャックを作動させ、前
記供試体に加わる負荷を相殺しながら前記チャックの位
置を補正して前記供試体を保持するチャッキング制御手
段を備えることを特徴としている。
【００１４】即ち、本発明は、一対のチャック間に供試
体を装着する際、負荷手段であるラムの作動を制御する
フィードバック制御系を荷重制御モードで働かせること
で、上記チャック間への供試体の装着（チャッキング）
に伴って該供試体に加えられる負荷（荷重）に相当する
分、上記ラムを逆向きの負荷方向に作用させ、これによ
って前記供試体に加わる負荷を零（０）に保つことを特
徴としている。
体を装着する際、負荷手段であるラムの作動を制御する
フィードバック制御系を荷重制御モードで働かせること
で、上記チャック間への供試体の装着（チャッキング）
に伴って該供試体に加えられる負荷（荷重）に相当する
分、上記ラムを逆向きの負荷方向に作用させ、これによ
って前記供試体に加わる負荷を零（０）に保つことを特
徴としている。
【００１５】特に本発明は請求項３に記載するように、
前記チャックが楔式油圧チャックからなるとき、該楔式
油圧チャックの作動により供試体に加えられる負荷を相
殺する上で有効に作用するものである。
前記チャックが楔式油圧チャックからなるとき、該楔式
油圧チャックの作動により供試体に加えられる負荷を相
殺する上で有効に作用するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る材料試験機について、特にチャック間へ
の供試体の装着時における負荷制御について説明する。
実施形態に係る材料試験機について、特にチャック間へ
の供試体の装着時における負荷制御について説明する。
【００１７】この実施形態に係る材料試験機は、基本的
には図１に示すように構成され、また負荷制御手段とし
て図２に示すような電気油圧サーボ制御回路をなすフィ
ードバック制御系を備えて構成される。この材料試験機
が特徴とするところは、図４にチャック時における制御
手順を示すように、先ず前記制御部１３に対して変位制
御モードを設定して［ステップＳ１］、前記チャック
９,９を所定のチャッキング位置に移動させることから
行われる［ステップＳ２］。このチャッキング位置は、
供試体Ｓの長さに応じて設定されるもので、実際にはラ
ム３を作動させて上部クロスヘッド６に取り付けられた
チャック９の位置を移動させることにより設定される。
従ってこの変位制御は、チャッキング時に設定すべきチ
ャック９の位置に相当するラム３の位置を変位目標値Ｒ
Hとして与え、この変位目標値ＲHと実際のラム３の変位
量Ｈとの偏差ΔｅHが零（０）となるように前記油圧サ
ーボ弁１２の作動をフィードバック制御することによっ
て実行される。
には図１に示すように構成され、また負荷制御手段とし
て図２に示すような電気油圧サーボ制御回路をなすフィ
ードバック制御系を備えて構成される。この材料試験機
が特徴とするところは、図４にチャック時における制御
手順を示すように、先ず前記制御部１３に対して変位制
御モードを設定して［ステップＳ１］、前記チャック
９,９を所定のチャッキング位置に移動させることから
行われる［ステップＳ２］。このチャッキング位置は、
供試体Ｓの長さに応じて設定されるもので、実際にはラ
ム３を作動させて上部クロスヘッド６に取り付けられた
チャック９の位置を移動させることにより設定される。
従ってこの変位制御は、チャッキング時に設定すべきチ
ャック９の位置に相当するラム３の位置を変位目標値Ｒ
Hとして与え、この変位目標値ＲHと実際のラム３の変位
量Ｈとの偏差ΔｅHが零（０）となるように前記油圧サ
ーボ弁１２の作動をフィードバック制御することによっ
て実行される。
【００１８】しかして上述した如く変位制御によって一
対のチャック９,９を所定のチャッキング位置に位置付
けたならば、次にチャックモードを設定し、前述した楔
式油圧のチャック９を作動させて該チャック９により前
記供試体Ｓをチャッキングする［ステップＳ３］。この
際、供試体Ｓに加わる荷重を常時監視し、荷重値が零
（０）に保たれているか否かを判定する［ステップＳ
４］。しかして供試体Ｓに荷重が加わることがない場合
には、上記チャックモードが解除されたか否かを判定し
ながら［ステップＳ５］、上記チャックモードを継続し
て実行する。
対のチャック９,９を所定のチャッキング位置に位置付
けたならば、次にチャックモードを設定し、前述した楔
式油圧のチャック９を作動させて該チャック９により前
記供試体Ｓをチャッキングする［ステップＳ３］。この
際、供試体Ｓに加わる荷重を常時監視し、荷重値が零
（０）に保たれているか否かを判定する［ステップＳ
４］。しかして供試体Ｓに荷重が加わることがない場合
には、上記チャックモードが解除されたか否かを判定し
ながら［ステップＳ５］、上記チャックモードを継続し
て実行する。
【００１９】これに対して楔式油圧のチャック９の作動
に伴って前記供試体Ｓに負荷が加わることが検出された
ならば［ステップＳ４］、前記制御部１３に対する制御
モードを荷重制御モードに切り換える［ステップＳ
６］。そしてこの荷重制御モードの下でその荷重目標値
ＲKを零（０）として与えながら前記ラム３の作動を制
御し、チャック９,９の位置を補正して供試体Ｓに加わ
る負荷を相殺しながら該チャック９,９間に供試体Ｓを
装着する［ステップＳ７］。このようなチャックモード
の下で一対のチャック９,９間に供試体Ｓを装着したな
らば、所定の試験条件の下で前記ラム３の作動を制御し
て、その材料試験を実行する。
に伴って前記供試体Ｓに負荷が加わることが検出された
ならば［ステップＳ４］、前記制御部１３に対する制御
モードを荷重制御モードに切り換える［ステップＳ
６］。そしてこの荷重制御モードの下でその荷重目標値
ＲKを零（０）として与えながら前記ラム３の作動を制
御し、チャック９,９の位置を補正して供試体Ｓに加わ
る負荷を相殺しながら該チャック９,９間に供試体Ｓを
装着する［ステップＳ７］。このようなチャックモード
の下で一対のチャック９,９間に供試体Ｓを装着したな
らば、所定の試験条件の下で前記ラム３の作動を制御し
て、その材料試験を実行する。
【００２０】かくしてこのようにしてチャックモードを
設定し、荷重の検出時に変位制御モードから荷重制御モ
ードに切り替えて、その荷重目標値ＲKを零（０）とし
て油圧サーボ弁１２の作動を制御しながら一対のチャッ
ク９,９間に対して供試体Ｓを装着するようにした材料
試験機によれば、前記チャック９,９が図３に示したよ
うな楔式油圧チャックからなり、そのチャック片３１,
３１による供試体Ｓの挟み込み時に供試体Ｓに対して負
荷を加えるような場合であっても、その負荷を相殺する
ようにラム３の油圧が制御されてチャック９,９の位置
が補正されるので、チャッキング時において供試体Ｓに
加わる負荷（荷重）を常に零（０）に保つことが可能と
なる。
設定し、荷重の検出時に変位制御モードから荷重制御モ
ードに切り替えて、その荷重目標値ＲKを零（０）とし
て油圧サーボ弁１２の作動を制御しながら一対のチャッ
ク９,９間に対して供試体Ｓを装着するようにした材料
試験機によれば、前記チャック９,９が図３に示したよ
うな楔式油圧チャックからなり、そのチャック片３１,
３１による供試体Ｓの挟み込み時に供試体Ｓに対して負
荷を加えるような場合であっても、その負荷を相殺する
ようにラム３の油圧が制御されてチャック９,９の位置
が補正されるので、チャッキング時において供試体Ｓに
加わる負荷（荷重）を常に零（０）に保つことが可能と
なる。
【００２１】従って供試体Ｓのチャッキング時に該供試
体Ｓに加わる負荷によって該供試体Ｓに歪み等の変形が
生じることがなくなる。また変形した供試体Ｓをチャッ
キングする際、その変形を矯正する力によって該供試体
Ｓに不本意な力が加わる場合であっても、この力を効果
的に相殺して無負荷状態を設定することができる。そし
て無負荷状態にある供試体Ｓを計測初期状態（計測原
点）とし、この状態から該供試体Ｓに負荷を加えなが
ら、その材料特性を試験することが可能となるので、そ
の計測精度を十分に高くすることが可能となる。
体Ｓに加わる負荷によって該供試体Ｓに歪み等の変形が
生じることがなくなる。また変形した供試体Ｓをチャッ
キングする際、その変形を矯正する力によって該供試体
Ｓに不本意な力が加わる場合であっても、この力を効果
的に相殺して無負荷状態を設定することができる。そし
て無負荷状態にある供試体Ｓを計測初期状態（計測原
点）とし、この状態から該供試体Ｓに負荷を加えなが
ら、その材料特性を試験することが可能となるので、そ
の計測精度を十分に高くすることが可能となる。
【００２２】ところで自動チャックモードを設定し、前
記チャック９の移動の後、該チャック９による供試体Ｓ
のチャッキングを高速に行い得る場合には、例えば図５
に示す制御手順に従ってそのチャッキングを制御するこ
とも可能である。即ち、この場合には、先ず前記制御部
１３に対して変位制御モードを設定して［ステップＳ１
１］、前記チャック９を所定のチャッキング位置に移動
させる［ステップＳ１２］。このようにして変位制御モ
ードの下で一対のチャック９,９を所定のチャッキング
位置に位置付けたならば、次に前記制御部１３に対する
制御モードを荷重制御モードに切り替る［ステップＳ１
３］。そしてこの荷重制御モードの下でその荷重目標値
ＲKを零（０）として与えながら前記ラム３の作動を制
御し、チャック９,９を操作して供試体Ｓに加わる負荷
を相殺しながら該チャック９,９間に供試体Ｓを装着す
る［ステップＳ１４］ようにすれば良い。
記チャック９の移動の後、該チャック９による供試体Ｓ
のチャッキングを高速に行い得る場合には、例えば図５
に示す制御手順に従ってそのチャッキングを制御するこ
とも可能である。即ち、この場合には、先ず前記制御部
１３に対して変位制御モードを設定して［ステップＳ１
１］、前記チャック９を所定のチャッキング位置に移動
させる［ステップＳ１２］。このようにして変位制御モ
ードの下で一対のチャック９,９を所定のチャッキング
位置に位置付けたならば、次に前記制御部１３に対する
制御モードを荷重制御モードに切り替る［ステップＳ１
３］。そしてこの荷重制御モードの下でその荷重目標値
ＲKを零（０）として与えながら前記ラム３の作動を制
御し、チャック９,９を操作して供試体Ｓに加わる負荷
を相殺しながら該チャック９,９間に供試体Ｓを装着す
る［ステップＳ１４］ようにすれば良い。
【００２３】このように自動チャックモードが設定さ
れ、チャック９がそのチャッキング位置に移動し、その
制御モードが荷重制御モードに設定された後、速やかに
チャック９が作動して供試体Ｓが即時的にチャッキング
される場合には、上述した如くタイミングでフィードバ
ック系の制御モードを切り替えても、直ぐに供試体Ｓに
加わる負荷が検出されることになるので、上記フィード
バック系の不安定化を招来することなく荷重制御モード
が有効に機能する。この結果、荷重目標値ＲKを零
（０）とした荷重制御モードの下で油圧サーボ弁１２の
作動を制御し、供試体Ｓに加わる負荷（荷重）を常に零
（０）に保ちながらそのチャッキングを行うことが可能
となる。
れ、チャック９がそのチャッキング位置に移動し、その
制御モードが荷重制御モードに設定された後、速やかに
チャック９が作動して供試体Ｓが即時的にチャッキング
される場合には、上述した如くタイミングでフィードバ
ック系の制御モードを切り替えても、直ぐに供試体Ｓに
加わる負荷が検出されることになるので、上記フィード
バック系の不安定化を招来することなく荷重制御モード
が有効に機能する。この結果、荷重目標値ＲKを零
（０）とした荷重制御モードの下で油圧サーボ弁１２の
作動を制御し、供試体Ｓに加わる負荷（荷重）を常に零
（０）に保ちながらそのチャッキングを行うことが可能
となる。
【００２４】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えばチャック９,９としては油圧式
のものに限らず、ねじ式のものであっても良い。また多
少大型化するが、テーパ部側を上下動させてチャック片
を横向きに変位させる構造のチャックを用いたものにも
適用可能である。更には油圧を用いてラムを移動する油
圧サーボ式のものに代えて、ボールねじ等を用いて負荷
を加える材料試験機にも同様に適用可能である。要はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが
できる。
るものではない。例えばチャック９,９としては油圧式
のものに限らず、ねじ式のものであっても良い。また多
少大型化するが、テーパ部側を上下動させてチャック片
を横向きに変位させる構造のチャックを用いたものにも
適用可能である。更には油圧を用いてラムを移動する油
圧サーボ式のものに代えて、ボールねじ等を用いて負荷
を加える材料試験機にも同様に適用可能である。要はそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが
できる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、チ
ャック間に供試体を装着する際、チャックを所定のチャ
ッキング位置に位置付けた後、フィードバック制御系を
荷重制御モードに設定して上記チャックを作動させ、こ
のチャックの作動（チャッキング）に伴って該供試体に
加えられる負荷（荷重）を相殺するようにチャックの位
置を補正するので、試験開始時における供試体を無負荷
状態に設定することができる。この結果、供試体のチャ
ッキングに伴う不本意な負荷の影響を受けることなく、
その材料特性を簡易にして高精度に計測することができ
る等の実用上多大なる効果が奏せられる。
ャック間に供試体を装着する際、チャックを所定のチャ
ッキング位置に位置付けた後、フィードバック制御系を
荷重制御モードに設定して上記チャックを作動させ、こ
のチャックの作動（チャッキング）に伴って該供試体に
加えられる負荷（荷重）を相殺するようにチャックの位
置を補正するので、試験開始時における供試体を無負荷
状態に設定することができる。この結果、供試体のチャ
ッキングに伴う不本意な負荷の影響を受けることなく、
その材料特性を簡易にして高精度に計測することができ
る等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図１】材料試験機の概略構成図。
【図２】ラムの作動を制御する電気油圧サーボ制御系の
概略構成を示す図。
概略構成を示す図。
【図３】材料試験機で用いられる楔式油圧チャックの概
略構成を示す図。
略構成を示す図。
【図４】本発明の一実施形態に係る材料試験機における
特徴的な制御機能を示すチャックモードの制御手順を示
す図。
特徴的な制御機能を示すチャックモードの制御手順を示
す図。
【図５】本発明の別の実施形態に係る自動チャックモー
ドの制御手順を示す図。
ドの制御手順を示す図。
１ 材料試験機
３ ラム
９ チャック
１２ サーボ弁
１３ 制御部
Ｓ 供試体
Ａ 荷重制御ループ
Ｂ 変位制御ループ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−142438（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−72422（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−302647（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−55672（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−101109（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−82339（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−87235（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭59−85937（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−92238（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭64−48657（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 3/00 - 3/62
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 供試体を保持する楔式チャックと、この楔式チャックを 介して前記供試体に負荷を加える負
荷手段と、 前記供試体に加えられた荷重または変位に従って前記負
荷手段の作動を制御するフィードバック制御系とを備え
た材料試験機において、 前記フィードバック制御系を変位制御モードに設定して
前記楔式チャックを供試体のチャッキング位置に位置付
けた後、前記フィードバック制御系を荷重制御モードに
切り替えて前記楔式チャックのチャック片を作動させ、
前記供試体に加わる負荷を相殺しながら前記楔式チャッ
クの位置を補正して前記供試体を保持するチャッキング
制御手段を備えたことを特徴とする材料試験機。 - 【請求項２】 前記負荷手段は、油圧サーボ弁を介して
供給される油圧を受けて前記楔式チャックの位置を変位
させるラムからなり、 前記フィードバック制御系は、前記供試体に加えられた
荷重とその目標値との差に従って上記油圧サーボ弁の作
動をフィードバック制御する荷重制御モードと、前記供
試体に生じた変位とその目標値との差に従って上記油圧
サーボ弁の作動をフィードバック制御する変位制御モー
ドとを備えた油圧サーボ制御回路からなることを特徴と
する請求項１に記載の材料試験機。 - 【請求項３】 前記楔式チャックは、油圧により駆動さ
れてれ供試体を挟持する一対のチャック片を備えた楔式
油圧チャックからなることを特徴とする請求項１または
２に記載の材料試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16555498A JP3526746B2 (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | 材料試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16555498A JP3526746B2 (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | 材料試験機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11352040A JPH11352040A (ja) | 1999-12-24 |
| JP3526746B2 true JP3526746B2 (ja) | 2004-05-17 |
Family
ID=15814581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16555498A Expired - Fee Related JP3526746B2 (ja) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | 材料試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526746B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100915789B1 (ko) * | 2007-11-23 | 2009-09-04 | 한국원자력연구원 | 벨로우즈 구조체를 이용한 하중-변형 측정 제어방법 |
-
1998
- 1998-06-12 JP JP16555498A patent/JP3526746B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11352040A (ja) | 1999-12-24 |
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