JP3546575B2

JP3546575B2 - 材料試験機

Info

Publication number: JP3546575B2
Application number: JP01403896A
Authority: JP
Inventors: 信弘伊藤; 義之岩橋
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1996-01-30
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2016-01-30
Also published as: JPH09210887A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は材料試験機に関し、特に、摩擦力によりクロスヘッドを支柱にクランプする機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図３及び図４に示すように、テーブル１０１上に一対の支柱２を立設し、この支柱２の上部にクロスヘッド１を昇降可能に設けた材料試験機では、試験片の寸法に応じてクロスヘッド１を支柱２に沿って昇降させて固定し、クロスヘッド１に設けたつかみ具１０２、及び駆動手段１０４側に設けたつかみ具１０３に試験片を取付け、一方のつかみ具１０３を駆動手段１０４により移動させて引張試験等を行っている。
【０００３】
このような試験機においては、クロスヘッド１と、このクロスヘッド１を貫通した支柱２とをクランプする必要があり、図５に示すとおり、クロスヘッド１を支柱２の外側に突出させ、この突出部３Ａ，３Ｂに割溝４を形成し、偏平な油圧シリンダ５を用いたクランプ機構６により割溝４を弾性変形させ締め付けて、クロスヘッド１と支柱２との隙間を詰めてクランプを行っている。
【０００４】
このようなクランプ機構６は、図５に示すように、クロスヘッド１に固設されたラム５Ａおよびラム５Ａの外周面に沿って摺動するシリンダ部５Ｂを有する油圧シリンダ５と、この油圧シリンダ５と取付孔７を貫通し、かつシリンダ部５Ｂに係止される係止ヘッド８Ａを有するボルト部材８と、このボルト部材８の先端に螺着されるロックナット９からなる。ラム５Ａとシリンダ部５Ｂとの間に圧油を供給すれば、ラム５Ａとロックナット９によりクロスヘッド１の割溝４部分が弾性変形して狭くなり、クロスヘッド１と支柱２との隙間が詰まって、クロスヘッド１が支柱２にクランプされる。圧油を抜けば、割溝４部分の弾性変形が戻るので、クランプが解除され、クロスヘッド１を自由に昇降させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、長時間クランプし続けると、クロスヘッド１の割溝４部分が塑性変形してしまい、圧油を抜いてクランプを解放しようとしても、クロスヘッド１と支柱２とに隙間ができなくなってしまい、クロスヘッド１が支柱２に固定されたままの状態となって、クロスヘッド１が上下に昇降できなくなる。また、使用初期の段階では塑性変形していなくても、長期間の使用によって割溝４部分の塑性変形が発生し、クランプが解放されにくくなることもある。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消し、支柱２にクランプしたクロスヘッド１を強制的に解放することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、支柱に沿って昇降するクロスヘッドを、支柱とクロスヘッドとの隙間を詰めて摩擦により支柱に固定するクランプ手段に加え、同クランプ手段による固定を解除した時、クロスヘッドと支柱との間に強制的に隙間を開ける解放機構を付設することにより、長時間のクランプによる不都合を解消した材料試験機である。この解放機構としては、サラバネ等の弾性力を利用したもので、かつ、常にクロスヘッドと支柱との間に隙間を開ける方向に、調整によってクロスヘッドに付勢されるものであって、さらに解放機構の長さを変更できるジャッキ機構を有するものとする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の実施例である材料試験機のクロスヘッドの概略構成を示す図であって、図１はクロスヘッドの断面図、図２はクロスヘッドを割溝の方向から見た側面図である。なお、本発明のクロスヘッドが取り付けられる材料試験機本体は、クロスヘッドを除いて図４で示したものと同様であり、図４を用いて、図１及び図２に示した材料試験機のクロスヘッドを説明する。
【０００９】
図１に示したクロスヘッド１は支柱２の外側に突出し、この突出部３には割溝４が形成されるとともに、このクロスヘッド１には、割溝４の間隔を狭めるように、油圧シリンダ５を用いたクランプ機構６が設けられる。
【００１０】
このクランプ機構６は、クロスヘッド１に固設されたラム５Ａおよびラム５Ａの外周面に沿って摺動するシリンダ部５Ｂを有する油圧シリンダ５と、この油圧シリンダ５と取付孔７を貫通し、かつシリンダ部５Ｂに係止される係止ヘッド８Ａを有するボルト部材８と、このボルト部材８の先端に螺着されるロックナット９からなる。そして、ラム５Ａとシリンダ部５Ｂとの間に圧油を供給すれば、ラム５Ａがロックナット９に接近しようとするので、クロスヘッド１の割溝が弾性変形してその間隔が狭まり、クロスヘッド１と支柱２との隙間が詰まって、クロスヘッド１が支柱２にクランプされる。
【００１１】
一方、突出部３の先端部３ａには、割溝４部分が弾性変形を戻すことによって、クロスヘッド１の支柱２に対するクランプを解放する際、この解放を助長するため、サラバネ１１の弾性力を利用した解放機構１０が設けられる。なお、本実施例では８枚のサラバネ１１を使用しているがこの数に限らない。また、本実施例ではサラバネを使用したが、その他のバネ、例えばコイルバネ、板バネでも何等差し支えない。
【００１２】
このサラバネ１１が収容されるジャッキホルダ１２は、先端部３ａにボルト１３によって固定される。そして、一方側のサラバネ１１の内径には、突出部３Ｂに当接したバネ受け１６が嵌め込まれ、他方側のサラバネ１１の内径にはボルトアンナイ１４が嵌め込まれる。このボルトアンナイ１４にはジャッキボルト１５が螺合され、ジャッキボルト１５のヘッド１５Ａは突出部３Ａに当接される。このジャッキボルト１５は、ボルトアンナイ１４に螺合されているので、スパナ等で回転させることによって、ボルトアンナイ１４に対し進退させることができる。したがって、サラバネ１４の弾性力が、常に割溝４の間隔を押し広げる方向に付勢されるよう、割溝４の間隔に応じてヘッド１５Ａの位置を調整することが可能である。
【００１３】
この解放機構１０は、図２に示すように、クロスヘッド１の先端部３ａの垂直方向に対し３ヵ所設けられているが、この数に限定されない。
【００１４】
次に、図１のクロスヘッドの動作について説明する。試験片を上下のつかみ具１０２，１０３に装着する時、試験片の長さに応じて、クロスヘッド１を上下に移動し位置決めする。そして、位置決めされたクロスヘッド１を支柱２に固定するよう、油圧源（図示省略）から圧油をシリンダ部５Ｂに注入する。圧油の注入に伴って、ラム５Ａはロックナット９に対し接近する方向に移動しようとするので、クロスヘッドの割溝４部は弾性変形し、その割溝４の間隔が狭くなり、クロスヘッド１と支柱２との間の隙間が詰まる。このようにしてクロスヘッド１は支柱２にクランプされる。このクランプ力は、サラバネ１１が割溝４の間隔を広げようとする力よりも大きく、クロスヘッド１のクランプには差し支えない。
【００１５】
このようにして、所望の位置にクロスヘッド１をクランプした後、試験片を上下のつかみ具１０２，１０３に装着し、引張試験等の所定の材料試験を行う。試験終了後、例えば別の試験を行う際、試験片の長さが変更等され、クロスヘッド１の位置を変更する場合、支柱２にクランプされたクロスヘッド１を解放する必要がある。
【００１６】
このとき、シリンダ部５Ｂに注入した圧油を排出するように、油圧源を制御する。間もなく、圧油の排出に伴って、クロスヘッド１自身が弾性変形を戻そうとするとともに、その先端部３ａに設けられた解放機構１０のサラバネ１１が割溝４の間隔を広げるようとする力によって、再びクロスヘッド１と支柱２との間に隙間が生じて、クロスヘッド１は支柱２に対するクランプから解放され、クロスヘッド１は支柱２に対し上下に昇降可能となる。このように、解放機構１０によりクランプの解放が助長されるので、クロスヘッド１の塑性変形による締付が残らず、速やかにクランプが解放される。
【００１７】
そして、次に試験する試験片の長さに応じて、クロスヘッド１を位置決めし、上記と同様に支柱２にクランプし、試験をくり返す。
【００１８】
なお、長期間の使用により、クロスヘッド１の割溝４部分が塑性変形し、その間隔が変化しても、ジャッキボルト１５がボルトアンナイ１４に螺合されているので、スパナ等で回転させることによって、ボルトアンナイ１４に対し進退させることができ、サラバネ１１の弾性力が、常に割溝４の間隔を押し広げる方向に付勢されるよう、割溝４の間隔に応じてヘッド１５Ａの位置を調整することが可能である。
【００１９】
また、サラバネ１１が変形し、所定の弾性力が失われた場合でも、ボルト１３を外しジャッキホルダ１２を取り外すことができるので、容易にサラバネ１１を交換することができる。
【００２０】
さらに、本実施例では、クランプ手段として、シリンダ部およびラムを有する油圧シリンダの油圧力を使用したが、エアシリンダを使用しても良い。
【００２１】
なお、本発明の変形として、次の態様のものも含まれる。
【００２２】
（１）支柱に沿って昇降するクロスヘッドと、前記支柱と前記クロスヘッドとの隙間をシリンダ部およびラムを有する油圧シリンダの油圧力で詰めて摩擦により該クロスヘッドを該支柱に固定するクランプ手段とを備えた材料試験機において、前記クランプ手段による固定を解除した時、前記クロスヘッドと前記支柱との間に強制的に隙間を開ける解放機構を設けたことを特徴とする材料試験機。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、圧油を抜いてクランプを解放するとき、クロスヘッド自身が弾性変形を元に戻そうとするとともに、割溝部分に設けた解放機構が割溝の間隔を広げるようとするので、クロスヘッドの割溝部分の塑性変形が残らず、速やかにクランプが解放され、クロスヘッドの上下昇降が可能となる。また、長期間の使用による割溝部分の塑性変形に対しても、常に解放機構が割溝の間隔を広げるよう割溝に付勢されているので、クランプ解放時に速やかにクランプが解放される。さらに、解放機構には長さを変更できるジャッキ機構を有しているので割溝の間隔の変化にも対応でき、また、解放機構の弾性力が失われた場合でも割溝の間隔を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である材料試験機のクロスヘッドの概略構成を示す図である。
【図２】図１のクロスヘッドを側方から見た概略構成を示す図である。
【図３】従来の材料試験機の概略構成（平面）を示す図である。
【図４】従来の材料試験機の概略構成（正面）を示す図である。
【図５】従来の材料試験機のクロスヘッドの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・クロスヘッド
２・・・・・支柱
５・・・・・油圧シリンダ
６・・・・・クランプ機構
１０・・・・解放機構

Claims

支柱に沿って昇降するクロスヘッドと、前記支柱と前記クロスヘッドとの隙間を詰めて摩擦により該クロスヘッドを該支柱に固定するクランプ手段とを備えた材料試験機において、前記クランプ手段による固定を解除した時、前記クロスヘッドと前記支柱との間に強制的に隙間を開ける解放機構を設け、この解放機構は長さを変更できるジャッキ機構と弾性力を利用した解放助長機構からなることを特徴とする材料試験機。