JP3594817B2 - 落錘試験装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、試験片上にハンマを落下させることにより衝撃力に対する材料の抵抗力を測定する落錘試験を行う装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ガラス等の各種材料の機械的性質を調べる材料試験のうち、衝撃力に対する材料の抵抗力を測定するために行われる衝撃試験の一つとして、例えば図9に模式的に示すような落錘試験がある。同図に示す落錘試験では、ハンマDとして鉄球を用い、該ハンマDを試験片Pの上に落下させ、該試験片Pが破壊されたときの落錘高さhを調べるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記落錘試験では、ハンマDをある程度の高さまで持ち上げて落下させるため、試験を行うのにその分労力を要するとともに、相当程度の危険も伴う。
【0004】
従来、落錘試験を行うための装置として、鉄球を電磁石により所定高さまで持ち上げて落下させるもの(図示せず)があるが、この装置では、1回の試行毎に鉄球を電磁石にセットする必要があるため、操作が面倒である。
【0005】
また、落錘高さhを正確に制御するのが難しく、かつ面倒である。
【0006】
この発明は、上記の点に鑑み、落錘試験を効率よく安全に行い得るとともに、落錘高さの制御を正確かつ容易に行うことが可能な手段を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされたこの発明の請求項1に記載の落錘試験装置は、左右一対の側壁間に一方の側壁より側方へ延出するように架設された軸と、該軸に固定され1個のハンマを収容し得る凹部を備えた回転体と、前記軸の前記延出部分から斜め上方へ突設され前記一方の側壁に固定された係止部材に下方から係止する槓杆と、該槓杆の自由端から吊下された操作索と、前記軸の前記延出部分から斜め下方へ突設された短杆と、一方端が前記短杆の自由端に他方端が前記一方の側壁にそれぞれ取り付けられ前記軸を前記操 作索を引いた時の回転方向とは逆廻り方向に付勢するコイルスプリングと、ハンマが装填されるハンマ供給口から前記回転体の凹部へ下傾して延びるガイドとを備えてなるハンマ投下部、及び該ハンマ投下部を昇降可能に保持する支柱を具備することを特徴とするものである。
【0008】
また、この発明の請求項2に記載の落錘試験装置は、前記請求項1に記載の落錘試験装置において、前記支柱に沿って、前記ハンマ投下部を昇降させるためのチェーンが張設され、該チェーンを駆動するハンドルが所定位置に設けられていることを特徴とするものである。
0009
なおこの発明において、「ハンマ」とは、落錘試験で試験片上に落下させて該試験片を打撃する重錘式のハンマを意味するものとする。
0010
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき具体的に説明する。図1には、本発明の一実施形態に係る落錘試験装置が示されている。同図に示す落錘試験装置1は、支柱2にハンマ投下部3が保持された構成となっている。
0011
支柱2は、鋼材よりなる概略四角柱状に延びる中空の支柱となっており、架台4上に垂直に支持されている。
0012
架台4は、平面視概略コの字形のフレーム状の架台となっており、横臥した状態で互いに平行となるように水平方向に並べて配置された2本の角形鋼管(以下、「縦材」と称す)5、5と、両縦材5、5における同一側の端部近傍部分の間に架設された互いに水平方向に近接する平行な2本の角形鋼管(以下、「横材」と称す)6、6とから構成されている(以下、架台4において横材6、6が架設された側を装置1の後側とする)。
0013
上記各縦材5の下面における前後両端部にはキャスタ7、7が取り付けられており、これにより架台4を自在に移動し得るようになっている。また、上記両キャスタ7、7よりさらに外側にはそれぞれ脚8、8が突設されている。上記各脚8は、周面にねじを形成した丸棒の一方端に皿状の部材が回動自在に取り付けられた構成となっており、他方端が縦材5の下面に螺入されることにより、該縦材5の下面からの突出長さを調整し得るようになっている。該脚8の下端が前記キャスタ7の下端よりも上方に位置するようにして該脚8を床面から浮かせるようにすることにより、架台4を移動可能な状態とすることができ、一方、該脚8の下端を下ろして床面に衝合させるようにすることにより、架台4を一定位置に固定することができる。
0014
前記両縦材5、5の上面には、落錘位置を示す印5a、5aが配設されている。
0015
前記横材6、6の中央部には、両横材6、6の上面に跨がるようにして、方形状のエンドプレート9が接合され、該エンドプレート9を介して、支柱2の下端が該横材6、6の上面に固着されている。
0016
ハンマ投下部3は、図2に示すように、横長に延びる概略箱状体となっており、横長の2枚の鋼板で両側壁10L、10Rを構成し、下面部を鋼製の底板11で、上面部を鋼製の天板(図示せず)でそれぞれ覆ったものとなっている。上記側壁10L、10Rのそれぞれは、一方端が半円形で、他方端へいくにつれ漸次わずかに幅広となる概略テーパ状の形状となっている。また、上記底板11および天板は、前記側壁10L、10Rの半円形部分よりやや内側の部分までを覆っており、これより外側の部分は開放されている。
0017
上記両側壁10L、10Rの比較的幅広の端部は、それぞれ側方へ直角に折曲され、該折曲部分の外側面には、当該部分にほぼ一致する形状のアングル12、12の一方片が接合され、前記両側壁10L、10Rの折曲部分の先端側縁からは上記アングル12、12の他方片が直角に延びている。これにより、ハンマ投下部3の一方端部に、上面視コの字形状の溝部13が形成されている。
0018
上記両側のアングル12、12の対向する内側面には、それぞれ、2個のローラ14a、14bが上下に並置するようにして配設され、両ローラ14a、14bは、それぞれ該アングル12の当該内側面に垂直な軸を中心に回動可能に支持されている。一方、支柱2の両側面には、それぞれ、前側端縁に沿って上下に延びるレール15が設けられている。該レール15は、支柱2の両側面から内方へ嵌入する溝形状のレールとなっており、前記ローラ14a、14bをほぼ収容し得る形状および寸法を有している。前記ハンマ投下部3の溝部13は、上記ローラ14a、14bをレール15に嵌挿するようにして、支柱2の前側部分に嵌着されている。前記上下のローラ14a、14bのうち、上側のローラ14aは、ハンマ投下部3の荷重によりレール15内の前側面に押圧され、この状態で該レール15内の前側面上を上下に移動し得るようになっており、一方、下側のローラ14bは、ハンマ投下部3の荷重によりレール15内の後側面に押圧され、この状態で該レール15内の後側面上を上下に移動し得るようになっており、該上下のローラ14a、14bにより、ハンマ投下部3の後端部がレール15内にスライド可能に支持される構成となっている。この構成により、支柱2の前面に、ハンマ投下部3が、前方に水平に延出する態勢で、該支柱2の長さ方向に沿って上下にスライド可能に保持されている。
0019
前記ハンマ投下部3における両側壁10L、10Rの半円形部分の中心部の間には、軸16が水平に架設され、該軸16には、両側壁10L、10Rの半円形部分の径にほぼ等しい径、ならびに両側壁10L、10Rの間隔にほぼ等しい厚さを有するホイール状の回転体17が固定されている。これにより、該回転体17が、軸16を中心として回動可能に保持されている。該回転体17は、ここに示す例では硬質ゴムを成形して得られたものとなっている。
0020
上記回転体17の回動軸である軸16は、一方の側壁(ここでは図2に示すように左側の側壁)10Lより側方へ若干延出し、該延出部分には、該軸16と直角をなすようにして、丸鋼よりなる槓杆18が突設されている。該槓杆18は、該軸16より後方に、斜め上方へ延びるようにして設けられている。また、上記軸16の延出部分には、該軸16と直角をなすようにして、該軸16より後方に、斜め下方へ延びるようにして短杆19が突設されている。該短杆19の自由端には、コイルスプリング20の一方端が取り付けられ、該コイルスプリング20の他方端は、左側壁10Lの上端縁近傍に取り付けられている。これにより、軸16が、左側から視て反時計廻り方向に付勢されている。また、左側壁10Lの上端縁近傍には、弾性材よりなるローラ状の係止部材21が固定されており、該係止部材21に前記槓杆18が下方から係止するようになっている。
0021
前記槓杆18の自由端部はリング状となっており、該リング状部からは操作索22が吊下されている。該操作索22はチェーンよりなり、ハンマ投下部3が支柱2の最上部に位置するときでも、使用者に十分に届く程度の長さを有している。図2中の矢印A1に示すように該操作索22を引くことにより、前記槓杆18の自由端部を引き下げると、軸16および回転体17が、図2中の矢印A2に示すように左側から視て時計廻り方向に回動する。操作索22を放すと、上記槓杆18、軸16および回転体17は、前記したようにコイルスプリング20により付勢されているので、前記とは逆方向に回動し、槓杆18が前記係止部材21に係止して、元の位置に戻る。
0022
回転体17の周面には、図3に示すように、1個のハンマ23を収容し得る凹部24が設けられており、非動作時には、該凹部24は水平に後方を向いた状態となっている。ハンマ投下部3の内部には、前後に延びるガイド25が配設され、該ガイド25の前方端は前記非動作時における回転体17の凹部24の位置まで延びている。ハンマ投下部3の上面部における後方端部には、ハンマ供給口26が設けられ、前記ガイド25の後方端は該ハンマ供給口26まで延びている。該ガイド25は、前方へむけて漸次下傾しており、ハンマ供給口26からハンマ23を装填すると、該ハンマ23は該ガイド25により回転体17まで案内され、凹部24内に収容される。この状態で、ハンマ供給口26から続いて別のハンマ23を装填すると、該ハンマ23は同様に前方へ案内され、凹部24の手前で滞留する。この後さらに同様にして別のハンマ23を1個ないしそれ以上装填すると、前記凹部24の手前で滞留しているハンマ23の後に、列をなして滞留する。このようにして、ハンマ投下部3の内部には、1個ないし複数個のハンマ23が収容され、ガイド25上で待機し得るようになっている。
0023
前記したように操作索22を引いて回転体17を回動させると、図3中の矢印A3に示すように凹部24が左側から視て時計廻り方向に移動する。回転体17の直下部分はハンマ投下部3の底板11により覆われることなく露出しているので、上記凹部24がこの部分に達して下方を向いた状態となると、該凹部24からハンマ23が落下する。操作索22を放して回転体17を元の位置に戻すと、凹部24も再び水平に後方を向いた状態に戻り、ガイド25から次のハンマ23が送り込まれる。このようにして、ハンマ投下部3からは、ハンマ23が1個ずつ投下され得るようになっている。
0024
支柱2の内部における上端部および下端部には、それぞれ、図3に示すように、左右方向に延びる軸を中心として回動可能に第1のスプロケット27および第2のスプロケット28が支持されており、上記第1および第2のスプロケット27、28には第1のローラチェーン29が装架されている。該ローラチェーン29の一端はハンマ投下部3の後端面上部に取り付けられており、該ローラチェーン29の他端はハンマ投下部3の後端面下部に取り付けられている。
0025
前記下側の第2のスプロケット28の軸には、第3のスプロケット(図示せず)が固定され、該第3のスプロケットの斜め上方にはさらに第4のスプロケット30が支持されており、上記第3および第4のスプロケットには第2のローラチェーン31が装架されている。上記第4のスプロケット30は支柱2のやや後方に設けられており、第3および第4のスプロケットおよび第2のローラチェーン31は、図1に示すように、支柱2の一方側面部(ここでは左側面部)における下端部から、やや後方へ傾斜しながら上方へ延びるチェーンケース32に覆われている。
0026
上記チェーンケース32の外側面部における上端部には、クランクハンドル33が設けられ、内部の第4のスプロケット30の軸に連結されている。該クランクハンドル33の高さ位置は、成人のおよそ腰から胸あたりの高さに相当するように設定されている。上記第4のスプロケット30の軸は、図4に示すように、支柱2の後面部に設けられた締付ねじ34により締め止められる。該締付ねじ34は、第4のスプロケット30の軸35をクランプにより挟圧して締め止めるようになっている。
0027
前記クランクハンドル33を回すと、第1乃至第4のスプロケットおよび第1および第2のローラチェーンが駆動され、これに伴ってハンマ投下部3が昇降する。
0028
支柱2の一方側面部(ここでは右側面部)には、図5に示すように、該支柱2の長さ方向に沿って目盛36が配設されており、また前記ハンマ投下部3の右側のアングル12の外側面には、指針37が後方へ水平に延出して上記目盛36上に達するようにして取り付けられており、該指針37により落錘高さが指示されるようになっている。ここに示す例では、上記目盛36は、支柱2の側面部にメジャテープを貼着することにより設けられている。
0029
床面上において前記ハンマ23が落下する位置には、図1に示すように、試験片ホルダ38が設置される。該試験片ホルダ38は、図6に示すように、平面視方形状で上面部が開放されたやや浅い箱状本体39と、該箱状本体39の上縁に沿って方形状に構成された枠40とを有している。
0030
上記箱状本体39の四方の側壁内面における上部には、該側壁の上縁に沿って、緩衝ゴム(図示せず)が方形状に配設されており、該緩衝ゴム上に、該緩衝ゴムの外形にほぼ一致する方形のパネル状に調製された試験片Pの周縁部が支承されるようになっている。箱状本体39の一側壁の上縁には、前記枠40の一側縁が着脱可能かつ回動可能に取り付けられており、これにより該枠40は箱状本体39の上面部で開閉可能となっている。上記枠40の下面には緩衝ゴム(図示せず)が貼着されている。上記枠40を閉じた状態では、該枠40の自由端側がファスナ41により箱状本体39に固定され得るようになっている。前記のように箱状本体39の内側に試験片Pを嵌挿した状態で枠40を閉じることにより、該試験片Pが箱状本体39に確実に保持される。
0031
以下、上記落錘試験装置1を用いて落錘試験を行う際の手順の一例を説明する。
0032
(1)まず、図1に示すように、試験片をセットした試験片ホルダ38を床面上の落錘位置に配置するとともに、ハンマ投下部3に必要数のハンマを装填しておく。
0033
該試験片ホルダ38は、前後位置を前記装置1の架台4における両縦材5、5の印5a、5aにより合わせ、左右位置を支柱2により合わせるようにすればよい。即ち、上記両印5a、5aを結んだ仮想線と、支柱2下端の中心から前方に延出した仮想線とが交叉する点に、試験片の中央部が位置するようにする。
0034
このとき、試験片が破片の飛散しやすいガラス等である場合には、図6に示すように、試験片ホルダ38の周囲を覆うようにして、上記破片の飛散を防止するための衝立42を設置するとよい。
0035
(2)ついで、クランクハンドル33を回してハンマ投下部3を昇降させることにより、落錘高さを初期値(下方の位置)に合わせる。
0036
該ハンマ投下部3の高さ位置は、前記図5に示す目盛36および指針37を見ながら調整する。また、該ハンマ投下部3が所望の高さ位置に合致した時点で、前記図4に示す締付ねじ34により該ハンマ投下部3を当該高さ位置に固定する。
0037
(3)ついで、操作索22を引いて、ハンマ投下部3からハンマを試験片上に投下する。
0038
(4)この後、ハンマ投下部3を一定距離だけ上昇させて再度ハンマの投下を行い、さらに同様の試行を繰り返すことにより、落錘高さを一定距離ずつ段階的に上昇させながらハンマを投下させていき、試験片が破壊されたときの落錘高さを確認する。
0039
さらに試験を繰り返す場合には、試験片ホルダ38に新たな試験片をセットするとともに、前記試験で使用したハンマをハンマ投下部3に再度装填して、前記(2)〜(4)と同様の操作を繰り返し行うようにする。
0040
以上に例示した落錘試験装置1は、試験片を打撃するためのハンマを複数個収容し得るとともに該ハンマを1個ずつ投下する機構を有するハンマ投下部3と、該ハンマ投下部3を昇降可能に保持する支柱2とを備えるものであるので、該ハンマ投下部3を支柱2に沿って上昇させて該ハンマ投下部3からハンマを投下することで、ハンマの持ち上げおよび落下を容易に行うことができ、また、この操作を誤動作なく確実に行うことができる。
0041
特に、ハンマ投下部3には複数個のハンマを収容しておくことができるので、1回の試行毎にハンマをセットする必要がなく、したがってその分試験を効率よく容易に行うことができる。
0042
また、ハンマ投下部3を支柱2に沿って昇降させることにより、該ハンマ投下部3の高さ位置を正確かつ容易に調節することができる。
0043
さらに、前記ハンマ投下部3に、回動可能に保持された回転体17を設け、該回転体17に、ハンマ23を出入可能に収容し得る凹部24を設けたので、該凹部24にハンマ23を収容してこの状態で回転体17を回動させることで、該凹部24からハンマ23を落下させることができ、これにより該ハンマ23の投下を容易かつ確実に行うことができる。
0044
さらに、前記回転体17の回動軸16に槓杆18を突設し、該槓杆18の自由端側から操作索22を吊下したので、該槓杆18により回転体17を容易かつ確実に回動させることができるとともに、ハンマ投下部3を高い位置に上昇させた状態であっても、操作索22により下方から槓杆18を容易かつ確実に操作することができる。また、操作索22を用いることで、装置1からある程度離れた位置からでもハンマ23の投下を行うことができる。
0045
さらに、前記支柱2に沿って、前記ハンマ投下部3を昇降させるためのローラチェーン29を張設し、該ローラチェーン29を駆動するクランクハンドル33を所定位置に設けたので、該クランクハンドル33を回すことによりハンマ投下部3を容易かつ確実に昇降させることができ、またこの昇降操作の前後におけるハンマ投下部3の高さ位置にかかわらず、一定位置のクランクハンドル33にて当該操作を行うことができる。
0046
上記落錘試験装置1には、様々な変更を加えることが可能である。例えば、重量の大きいハンマを使用する場合、前記図4に示すような、第4のスプロケット30の軸35をクランプにより挟圧して締め止める機構に代えて、例えば図7に示すような公知の適宜な逆転防止機構を設けるようにしてもよい。同図に示す機構は、上記第4のスプロケット30の軸35に爪車35aを固定するとともに、該爪車35aの逆転を防止するための爪35bを設けて、該軸35がハンマ投下部3を上昇させる方向A4にのみ回転し得るようにしたものである。この機構では、前記クランクハンドル33を一方向に回してハンマ投下部3を一定距離だけ上昇させると、該ハンマ投下部3がその高さ位置に保持される。ハンマ投下部3を降下させる場合には、前記爪車35aから爪35bを外すようにする。
0047
また、例えば、前記図3に示すようにチェーンおよびスプロケットによりハンマ投下部3を昇降させる機構に代えて、例えば図8に示すような公知の適宜な昇降機構を設けるようにしてもよい。同図に示す機構は、支柱2の内部に、該支柱2の長さ方向に沿ってスクリュー43を設け、一方ハンマ投下部3の後方端には延出部3aを設けて、該延出部3aを前記スクリュー43に螺入するようにしたものであり、該スクリュー43を適宜な駆動手段(図示せず)により回転させることにより、ハンマ投下部3が該スクリュー43に沿って昇降するようになっている。
0048
また、前記ハンマ投下部3等の他の部位の構成も適宜変更が可能である。さらに、各部の材質、寸法等も場合に応じて適宜設定すればよい。例えば、前記ハンマ投下部3における回転体17の材質としては、前記硬質ゴム以外にも任意のものを用いることができ、例えばアクリル樹脂等の各種樹脂、ゴム等を用いることもできる。また、例えばスプロケットの径等もハンマの重量等に応じて設定すればよい。
0049
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項1に記載の落錘試験装置によれば、左右一対の側壁間に一方の側壁より側方へ延出するように架設された軸と、該軸に固定され1個のハンマを収容し得る凹部を備えた回転体と、前記軸の前記延出部分から斜め上方へ突設され前記一方の側壁に固定された係止部材に下方から係止する槓杆と、該槓杆の自由端から吊下された操作索と、前記軸の前記延出部分から斜め下方へ突設された短杆と、一方端が前記短杆の自由端に他方端が前記一方の側壁にそれぞれ取り付けられ前記軸を前記操作索を引いた時の回転方向とは逆廻り方向に付勢するコイルスプリングと、ハンマが装填されるハンマ供給口から前記回転体の凹部へ下傾して延びるガイドとを備えてなるハンマ投下部、及び該ハンマ投下部を昇降可能に保持する支柱を具備したので、該ハンマ投下部を支柱に沿って上昇させて該ハンマ投下部からハンマを投下することで、ハンマの持ち上げおよび落下を容易に行うことができ、また、この操作を誤動作なく確実に行うことができる。したがって、落錘試験を効率よく安全に行うことができる。
0050
特に、上記ハンマ投下部には複数個のハンマを収容しておくことができるので、1回の試行毎にハンマをセットする必要がなく、したがってその分試験を効率よく容易に行うことができる。
0051
また、ハンマ投下部を支柱に沿って昇降させることにより、該ハンマ投下部の高さ位置を正確かつ容易に調節することができる。したがって、落錘高さの制御を正確かつ容易に行うことができる。
0052
また、前記凹部にハンマを収容してこの状態で回転体を回動させることで、該凹部からハンマを落下させることができ、これにより該ハンマの投下を容易かつ確実に行うことができる。したがって、落錘試験をさらに効率よく安全に行うことができる。
0053
また、前記槓杆により回転体を容易かつ確実に回動させることができるとともに、ハンマ投下部を高い位置に上昇させた状態であっても、操作索により下方から槓杆を容易かつ確実に操作することができる。また、操作索を用いることで、装置からある程度離れた位置からでもハンマの投下を行うことができる。したがって、落錘試験をさらに効率よく安全に行うことができる。
0054
加えて、この発明の請求項2に記載の落錘試験装置によれば、前記支柱に沿って、前記ハンマ投下部を昇降させるためのチェーンを張設し、該チェーンを駆動するハンドルを所定位置に設けるようにしたので、該ハンドルを回すことによりハンマ投下部を容易かつ確実に昇降させることができ、またこの昇降操作の前後におけるハンマ投下部の高さ位置にかかわらず、一定位置のハンドルにて当該操作を行うことができる。したがって、落錘試験をさらに効率よく安全に行い得るとともに、落錘高さの制御もさらに正確かつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態に係る落錘試験装置を示す斜視図。
【図2】図1の落錘試験装置のハンマ投下部付近を示す斜視図。
【図3】図1の落錘試験装置におけるハンマの投下機構ならびにハンマ投下部の昇降機構を示す模式図。
【図4】図1の落錘試験装置のハンドル付近を示す背面図。
【図5】図1の落錘試験装置における支柱の一方側面の一部を示す図。
【図6】試験片を設置する方法の一例を示す斜視図。
【図7】スプロケットの逆転防止機構の一例を示す模式図。
【図8】ハンマ投下部の昇降機構の他の例を示す模式図。
【図9】落錘試験の実施方法(概要)を説明する模式図。
【符号の説明】
1 落錘試験装置
2 支柱
3 ハンマ投下部
23 ハンマ

Claims (2)

  1. 衝撃力に対する材料の抵抗力を測定するための落錘試験を行う装置であって、
    左右一対の側壁間に一方の側壁より側方へ延出するように架設された軸と、該軸に固定され1個のハンマを収容し得る凹部を備えた回転体と、前記軸の前記延出部分から斜め上方へ突設され前記一方の側壁に固定された係止部材に下方から係止する槓杆と、該槓杆の自由端から吊下された操作索と、前記軸の前記延出部分から斜め下方へ突設された短杆と、一方端が前記短杆の自由端に他方端が前記一方の側壁にそれぞれ取り付けられ前記軸を前記操作索を引いた時の回転方向とは逆廻り方向に付勢するコイルスプリングと、ハンマが装填されるハンマ供給口から前記回転体の凹部へ下傾して延びるガイドとを備えてなるハンマ投下部、及び該ハンマ投下部を昇降可能に保持する支柱を具備することを特徴とする落錘試験装置。
  2. 前記支柱に沿って、前記ハンマ投下部を昇降させるためのチェーンが張設され、該チェーンを駆動するハンドルが所定位置に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の落錘試験装置。
JP30965798A 1998-10-30 1998-10-30 落錘試験装置 Expired - Fee Related JP3594817B2 (ja)

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