JP3760922B2

JP3760922B2 - 材料試験機

Info

Publication number: JP3760922B2
Application number: JP2003069852A
Authority: JP
Inventors: 祥三永谷
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2003232710A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一対のつかみ具の試験片把持空間が試験機の前方に開口するようにした材料試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の材料試験機の一例を示す。この材料試験機は、試験片の両端を把持する一対のつかみ具５１，５２と、この一対のつかみ具５１，５２の試験片把持空間ＳＰが試験機の前方に開口するように一対のつかみ具５１，５２を保持し、その一対のつかみ具５１，５２の間隔を変更して試験片を負荷する負荷機構ＬＭと、指令スイッチ（不図示）からの開閉指令に応じてつかみ具５１，５２の開閉を制御する制御回路（不図示）とを備える。
【０００３】
負荷機構ＬＭは、ラムシリンダ６１と、このラムシリンダ６１により上下動するテーブル６２と、このテーブル６２の対角線位置に立設された一対の支柱６３と、一対の支柱６３の上端の間に設けられた上クロスヘッド６４と、テーブル６２を貫通して支柱６３とは異なる対角線位置に立設されたねじ棹６５と、このねじ棹６５に螺合するナットが内蔵され、そのナットを回転することにより位置を変更可能な下クロスヘッド６６とから構成される。
【０００４】
上下クロスヘッド６４，６６にはそれぞれ油圧式つかみ具５１，５２が装着されているが、試験片の着脱操作性を向上させるために、つかみ具の把持空間ＳＰは試験機の前方に開口している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような材料試験機では、つかみ歯が正しくセットされていない状態で試験が行われると、試験結果の信頼性が低下するという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、つかみ歯が正しくセットされていない状態では試験が行われないようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試験片の両端を把持する一対のつかみ歯交換式のつかみ具と、この一対のつかみ具の試験片把持空間が試験機の前方に開口するように一対のつかみ具を保持し、その一対のつかみ具の間隔を変更して試験片を負荷する負荷機構と、開閉指令に応じてつかみ具の開閉を制御する制御回路とを備えた材料試験機に適用される。そして、試験片把持空間が試験機前方に開口する出入口を開閉する透明な開閉扉と、この開閉扉の開閉を検知する検知スイッチとを備え、開閉扉を閉じることによってつかみ歯が適所にセットされるよう構成し、更に検知スイッチで開閉扉が開いていることが検知されている時は、つかみ具の閉じ操作を禁止するようにしたものである。
【０００８】
【作用】
開閉扉を閉じることによってつかみ歯が適所にセットされる。そして、検知スイッチで開閉扉が開いていることが検知されている時は、つかみ具の閉じ操作が禁止される。
【０００９】
【実施例】
図１および図２により本発明の第１の実施例を説明する。図１および図２において図７と同様な箇所には同一の符号を付して相違点を主に説明する。なお、図１は、図２に示す材料試験機の下クロスヘッドのつかみ具を斜め上方から見た図である。
【００１０】
図１および図２に示すつかみ具は図７に示すつかみ具とは異なり、いわゆるくさび式つかみ具である。下クロスヘッド６６にはつかみ具５２を収容する空所６６ａが設けられ、この空所６６ａに一対のつかみ歯ホルダ１１が設けられ、ホルダ１１はホルダ押え板１２で固定されている。つかみ歯ホルダ１１にはつかみ歯１３が装着され、つかみ歯押え板１４により固定される。
【００１１】
下クロスヘッド６６の前面６６ｂには２組のフォトインタラプタ（検知スイッチ）が設けられている。それぞれのフォトインタラプタは発光素子１５ａと受光素子１５ｂとからなり、発光素子１５ａからの出射光の光路に遮光物体が存在すると、出射光が受光素子１５ｂで受光されず、これにより、試験片挿入空間の異物が検知される。
【００１２】
図３はつかみ具の開閉制御回路の一例を示し、３１〜３４はそれぞれ上下つかみ具５１，５２の開閉油圧回路を駆動するソレノイドであり、それぞれ対応する常開リレー接点３１ａ〜３４ａの二つづつが閉じると励磁される。リレー接点については図４により後述する。ソレノイド３１が励磁されると、上つかみ具５１が閉じ、ソレノイド３２が励磁されると上つかみ具５１が開くように、上つかみ具開閉用油圧シリンダ（不図示）が駆動される。また、ソレノイド３３が励磁されると下つかみ具５２が閉じ、ソレノイド３４が励磁されると上つかみ具５２が開くように、下つかみ具開閉用油圧シリンダ（不図示）が駆動される。
【００１３】
図４は、ソレノイド３１〜３４を制御する回路であり、上つかみ具閉じ回路Ｃ１と、上つかみ具開き回路Ｃ２と、下つかみ具閉じ回路Ｃ３と、下つかみ具開き回路Ｃ４とが並列に設けられている。
【００１４】
上つかみ具閉じ回路Ｃ１には、上つかみ具５１の閉操作釦（不図示）に連動する閉操作常開接点４１ａおよび開操作釦（不図示）に連動する常閉接点４２ｂが直列に接続されるとともに、フォトインタラプタ１５ａ，１５ｂの検知出力により開閉する安全スイッチ４１ｃが接点４１ａ，４２ｂと直列に接続されている。接点４１ａは、閉操作釦をオン操作（つかみ具を閉じ操作）すると閉じ、接点４２ｂは、開操作釦をオン操作（つかみ具を開き操作）すると開く。
【００１５】
さらに、上つかみ具開き回路Ｃ２に介装されたリレー３２Ａの常閉接点３２ａと、これらの接点やスイッチが全て閉じている時に励磁される下つかみ具開き用リレー３１Ａと３１Ｂが各接点と直列に接続される。リレー３１Ｂはリレー３１Ａと並列に接続されている。また、常開接点４１ａと常閉接点４２ｂとの接続点には、常開接点４１ａと並列で常閉接点４２ｂとは直列に、リレー３１Ａの常開接点３１ａが接続されている。
【００１６】
上つかみ具開き回路Ｃ２には、上つかみ具５１の開操作釦（不図示）に連動する開操作常開接点４２ａおよび閉操作釦に連動する常閉接点４１ｂが直列に接続される。接点４２ａは、開操作釦をオン操作（つかみ具を開き操作）すると閉じ、接点４１ｂは閉操作釦をオン操作すると開く。また、常開接点４２ａの前段には下つかみ具用開き回路Ｃ４に介装されたリレー３４Ｂの常開接点３４ｂが接点４２ａと直列に接続されている。さらに、上述した上つかみ具閉じ回路Ｃ１に介装されたリレー３１Ａの常開接点３１ａと、これらの接点が全て閉じている時に励磁される上つかみ具開き用リレー３２Ａとが各接点と直列に接続されている。常開接点４２ａと常閉接点４１ｂとの接続点には、常開接点４２ａと並列で常閉接点４１ｂとは直列に、リレー３２Ａの常開接点３２ａが接続されている。
【００１７】
下つかみ具閉じ回路Ｃ３にも同様に、上つかみ具開き用リレー３１Ｂの常開接点３１ｂと、下つかみ具５２の閉操作釦（不図示）に連動する閉操作常開接点４３ａおよび開操作釦（不図示）に連動する常閉接点４４ｂと、安全スイッチ４３ｃと、下つかみ具開き回路Ｃ４のリレー３４Ａの常閉接点３４ａと、リレー３３Ａとがそれぞれ直列接続されている。また、リレー３３Ａの常開接点３３ａが接点４３ａと４４ｂとの接続点に接続されている。接点４３ａは、下つかみ具閉操作釦をオン操作（つかみ具を閉じ操作）すると閉じ、接点４４ｂは下つかみ具開操作釦をオン操作すると開く。
【００１８】
下つかみ具開き回路Ｃ４にも同様に、下つかみ具５２の開操作釦（不図示）に連動する開操作常開接点４４ａおよび下つかみ具閉操作釦に連動する常閉接点４３ｂと、下つかみ具閉じ回路Ｃ３のリレー３３Ａの常閉接点３３ｂと、リレー３４Ａ，３４Ｂとがそれぞれ直列接続されている。また、常開接点３４ａが接点４４ａと４３ｂとの接続点に接点４４ａと並列に接続されている。接点４４ａは、開操作釦をオン操作（つかみ具を開き操作）すると閉じ、接点４３ｂは閉操作釦をオン操作すると開く。
【００１９】
このように構成された材料試験機においては、試験片を握った作業者の手がフォトインタラプタで検知されると安全スイッチ４１ｃと４３ｃが開き、閉じ指令が発せられてもリレー３１Ａ，３１Ｂおよび３３Ａが励磁されず、ソレノイド３１および３３は駆動されない。したがって、つかみ具５１，５２は閉じ動作を行わない。作業者が試験片の両端を正しくつかみ歯間に設定すると、フォトインタラプタの受光素子１５ｂは出射光を受光するから、安全スイッチ４１ｃおよび４３ｃは閉じ、開閉指令に応じて通常の試験片把持動作を行う。すなわち、リレー３１Ａおよび３３Ａが励磁されて接点３１ａと３３ａが閉じ、ソレノイド３１と３３が励磁されてつかみ具５１，５２は閉動作を行う。
【００２０】
図５および図６は第２の実施例を示し、図１および２と同様な箇所には同一の符号を付して相違点を主に説明する。第２の実施例は、フォトインタラプタで試験片挿入空間の異物を検知するのではなく、図から分かるように、試験片をつかみ具に挿入する出入口に透明な開閉扉７１を設け、この開閉扉７１の開閉をリミットスイッチ７２で検知するようにしたものである。なお、図５において、符号７３は開閉扉７１をクロスヘッド全面に開閉可能に取り付ける丁番である。リミットスイッチ７２は図４の安全スイッチ４１ｃに代えて上つかみ具閉じ回路Ｃ１と下つかみ具閉じ回路Ｃ３にそれぞれ介装される。
【００２１】
図５および図６の材料試験機においては、開閉扉７１が閉じていればリミットスイッチ７２が閉じるので、開閉指令に応じてリレー３１Ａと３３Ａがそれぞれ対応して動作するから、つかみ具の開閉を制御できる。扉７１が開いている時には、リミットスイッチ７２が開いており、したがって、図４の安全スイッチ７２が開き、開閉指令が発せられてもリレー３１Ａと３３Ａは励磁されず、つかみ具の開閉動作が禁止される。
【００２２】
なお、本発明は試験片挿入空間に異物がある時や、試験片挿入出入口の扉が開いているときのように、試験片が正しくセットされていない場合につかみ具の閉時動作を禁止することを特徴とするものであり、第１の実施例のフォトインタラプタや第２実施例の機械的なリミットスイッチ以外の検知スイッチ、たとえば各種の近接スイッチを使用してもよい。また、クロスヘッドは昇降するからスイッチ類への配線の引き回しが煩雑になるおそれがあり、その場合、無線式のスイッチを使用してもよい。
【００２３】
図１において、つかみ歯１３は試験片を把持する長さの短いもの、つかみ歯１３Ａは把持する長さが長いものであり、いずれのつかみ歯もセットできるようにつかみ歯ホルダ１１が構成されている。符号１３ａはつかみ歯１３の取っ手であり、この取っ手１３ａが発光素子１５ａからの出射光の光路に位置するようにしてもよい。このようにすれば、つかみ歯が正しくセットされていない時は受光素子１５ｂが出射光を受光せず、図４の安全スイッチ４１ｃが開いたままとなり、つかみ具が閉動作しない。したがって、つかみ歯が正しい位置にセットされている時にのみ試験が行われるから、信頼性の高い試験が可能となる。
【００２４】
また、開閉扉の裏側につかみ歯を押圧する弾性部材を配置し、扉を閉めるとつかみ歯が確実に適所にセットされるようにしてもよい。この場合、つかみ歯の適所からの移動にともなう試験精度の悪化などが防止できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、閉じることでつかみ歯を適所にセットする開閉扉を設け、この開閉扉が開いているとき（つかみ歯が正しくセットされていない可能性があるとき）はつかみ具の閉じ操作を禁止するようにしたので、つかみ歯が正しくセットされているときのみ試験が行われ、信頼性の高い試験が可能となる。また開閉扉は透明であるため、試験中に試験片の状態変化等を容易に観察できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による材料試験機の下つかみ具の第１の実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明による材料試験機の第１の実施例の正面図である。
【図３】本発明による材料試験機のソレノイド駆動回路の一例を示す回路図である。
【図４】図３のソレノイド制御回路を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施例の下つかみ具の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明による材料試験機の第２の実施例の正面図である。
【図７】（ａ）は従来の材料試験機の正面図、（ｂ）は平面図である。
【符号の説明】
１３つかみ歯
１５ａ発光素子
１５ｂ受光素子
３１〜３４つかみ具開閉ソレノイド
４１ｃ安全スイッチ
５１上つかみ具
５２下つかみ具
６４上クロスヘッド
６６下クロスヘッド
７１透明開閉扉
７２リミットスイッチ
ＬＭ負荷機構
Ｃ１〜Ｃ４制御回路

Claims

試験片の両端を把持する一対のつかみ歯交換式のつかみ具と、この一対のつかみ具の試験片把持空間が試験機の前方に開口するように前記一対のつかみ具を保持し、その一対のつかみ具の間隔を変更して前記試験片を負荷する負荷機構と、開閉指令に応じて前記つかみ具の開閉を制御する制御回路とを備えた材料試験機において、前記試験片把持空間が前記試験機前方に開口する出入口を開閉する透明な開閉扉と、この開閉扉の開閉を検知する検知スイッチとを備え、前記開閉扉を閉じることによってつかみ歯が適所にセットされるよう構成し、前記制御回路は、前記検知スイッチで前記開閉扉が開いていることが検知されている時は、前記つかみ具の閉じ操作を禁止することを特徴とする材料試験機。