JP3762396B2 - 試験サンプル保持移送器 - Google Patents

Description

本発明は、例えば極薄のフィルム等の試験サンプルの引張り試験を目的とする試験装置に係り、特に該試験装置における試験サンプルの把持チャック操作を簡略化して試験効率を向上させ、安定した試験結果を得ることのできる試験サンプル保持移送器に関する。

一般に、試験サンプルの物理的性状を調べる簡便な方法の一つに引張強度試験がある。このような試験は、通常、専用の試験装置に有する一対の把持具（把持チャックともいう）に試験サンプルの両端部を機械的に把持固定し、該把持具の位置を相対的に変移させることで試験サンプルに負荷を与え、その反力の経過を測定、記録してその物理的性状を明らかにしている。

この種の試験装置において、現在一般的に行われている試験サンプルの把持チャックへの装着方法としては、作業者が手を使用して試験サンプルを保持しながら、目視にて位置決めし、同時に把持チャックを操作して試験サンプルの把持操作を行っている。

この場合、扱いが難しい極薄のフイルム、糸、細線等の試験サンプルの把持操作では、手で試験サンプルを保持しながら同時に把持操作を行う必要があるため、操作に時間を要するのは当然として、作業者の経験、熟練が必要とされていた。

ところで、試験サンプル形状を自己保持できる材料、例えば片手で試験サンプルを保持しながら片手で把持操作が可能な試験サンプルの試験では、本発明のように器具を必ずしも必要とはしなかったが、地球環境保全の意識が世界規模で急激に高まった現在、化石エネルギー浪費の抑制による省資源化の推進、地球環境に負荷を与えない新材料の開発等、工業材料の多様化の展開に伴い、新たらしい形状の試験サンプルが作り出され、特に極薄化、極小化、極細化等の技術進歩、展開するにあたっては、新しい試験応用分野を拡大しつつあるのが現状である。

ところが、このような対応が難しい要求を満足するためには、新しい装置を開発することが望ましいことではあるが、現在存在する試験設備を有効に活用する方法の一つとして、あまり費用をかけずに簡便な補助的器具の付加により試験操作の簡略化、試験コストの低減化を図る装置が望まれている。

従来の把持具を備えた試験装置の関連技術としては、例えば特開平０６−１２９９６６号公報に記載の軟質フィルムの物性測定装置や、特開平０６−２２９８９６号公報に記載されている自動引裂試験装置等がある。
特開平０６−１２９９６６号公報 特開平０６−２２９８９６号公報

しかしながら、前記特開平０６−１２９９６６号公報を含む従来の試験装置では、上述したように、試験サンプルが極薄のフイルム、糸、細線等の試験サンプルであった場合、作業者の手で試験サンプルを保持しながら同時に把持操作を行う必要があるため、操作が煩雑であり、またその操作に時間を要してしまい、作業効率向上を図ることができない。また、試験サンプルの試験毎に、把持位置や試験サンプルの姿勢等のバラツキが生じる虞があるため、試験結果に悪影響を及ぼしてしまうといった不都合があった。

また、前記特開平０６−２２９８９６号公報に記載されている自動引裂試験装置では、試験片をその変形状態のまま引裂試験本体へと搬送し、試験片の二つの分離片部を引裂試験機本体の試験片つかみ具による把持位置に自動的に位置させる試験片搬送手段が設けられているが、この試験搬送手段は流体圧シリンダ装置により引裂試験機本体の前方位置と試験片変形装置の前方位置との間に往復駆動されるＹ軸移動ブロック等を有して構成されているため、その構成が大規模で且つ煩雑であり、製造コストも高価であるといった問題点があった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構成で且つ低コストで試験サンプルの把持チャック操作の簡略化及び試験効率の向上化を図ることができるとともに、安定した試験結果を得ることのできる試験サンプル保持移送器を提供することを目的とする。

請求項１の発明の試験サンプル保持移送器は、試験サンプルの両端側を一対の把持チャックで把持して該試験サンプルの引張り試験を行う試験装置の一方の把持チャックに設けられ、前記試験サンプルを仮保持しながら前記一対の把持チャックの把持位置まで移送させる試験サンプル保持移送器であって、前記試験サンプルを載せる型板と、この型版上の所定位置の該試験サンプルを仮保持するための保持部とを有する回転移動保持部材と、前記回転移動保持部材を回転自在で且つその回転を所定位置で規制するとともに、該回転移動保持部材を直立させた直立姿勢を維持しながら前記把持チャックの把持位置まで直進移動を行うための回転直進移動機構と、前記回転移動保持部材を回転及び直進移動させるための前記回転直進移動機構に設けられた回転直進操作部と、前記回転直進移動機構により前記回転移動保持部材が前記把持位置に到達した際に、前記回転直進移動機構と連動して、前記保持部による前記試験サンプルの保持状態を開放する保持部開放機構と、を具備したことを特徴とするものである。

請求項２の発明の試験サンプル保持移送器は、請求項１に記載の試験サンプル保持移送器において、前記把持チャックは、把持部が平行移動して試験サンプルを把持する平行締め型であり、該把持部の駆動方法がネジにより駆動する機械式、エアー式、油圧式の少なくとも１つで構成されたもので、前記把持部に対向配置される本体フレームに形成された鞍部に前記試験サンプル保持移送器を装着可能とすることを特徴とするものである。

請求項３の発明の試験サンプル保持移送器は、請求項１に記載の試験サンプル保持移送器において、前記保持部は、異なる試験サンプル形状に合わせて保持位置の変更、調整が可能な第１及び第２の位置固定部を有する保持器により構成されることを特徴とするものである。

請求項４の発明の試験サンプル保持移送器は、請求項１に記載の試験サンプル保持移送器において、前記型板は、形状の異なる試験サンプル毎に合わせて複数種設けられ、前記回転移動保持部材に交換可能に取付けられたことを特徴とするものである。

請求項５の発明の試験サンプル保持移送器は、請求項１に記載の試験サンプル保持移送器において、さらに、前記回転直進移動機構に設けられ、前記回転移動保持部材が前記把持チャックの把持位置に到達したか否かを検出する第１のスイッチと、前記保持部開放機構に設けられ、該保持部開放機構により前記試験サンプルの保持状態が開放されたか否かを検出する第２のスイッチと、前記第１，第２のスイッチからの検出結果に基づき、前記一対の把持チャックによる試験サンプルの把持動作を実行させるように制御する制御手段と、設けたことを特徴とするものである。

この構成により、簡単な構成で且つ低コストで試験サンプルの把持チャック操作の簡略化及び試験効率の向上化を図ることができるとともに、安定した試験結果を得ることのできる試験サンプル保持移送器を実現する。

本発明の試験サンプル保持移送器は、簡単な構成で且つ低コストで試験サンプルの把持チャック操作の簡略化及び試験効率の向上化を図ることができるとともに、安定した試験結果を得ることのできるという利点がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１乃至図７は本発明の試験サンプル保持移送器の第１の実施の形態を示し、図１は本発明の試験サンプル保持移送器が適用される試験装置の一例を示す構成図、図２は試験装置の把持チャックの一例を示し、空気式平行締めチャックの具体的構成を示す構成図、図３乃至図５は試験装置に取付けられた本発明の試験サンプル保持移送器の構成を説明するためのもので、図３は上面図、図４は正面図、図５は側面図である。また、図３は把持チャックの把持面が機械本体正面に平行に配設されて示されているが、把持チャックの把持面の向きは連結棒４Ｃとユニバーサルジョイント６の取り付け角度を機械本体正面に対し変更することで任意の角度に設定可能である。図６及び図７は該試験サンプル保持移送器のさらに詳細な構成及び作用を説明するためのもので、図６は装着された試験サンプル保持移送器近傍の正面図、図７は図６の試験サンプル保持移送器の回動保持移動機構の構成を示し、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は側面図を示している。

本発明の試験サンプル保持移送器は、例えば図１に示すような試験装置１に適用される。

この試験装置１は、例えば図１中実線で示すように、固定テーブル１Ｂに下把持チャック４を固定し、上把持チャック３をユニバーサルジョイント６を介して移動クロスヘッド２に取付け試験サンプル（図示せず）を上方に引っ張るタイプと、図１中波線で示すように上部固定クロスヘッド２Ａに上把持チャック３を取付け、移動クロスヘッド２に下把持チャック４を取付け下方に引っ張るタイプの２つの形式がある。

本発明の試験サンプル保持移送器１０は、詳細な構成説明は後述するが、上述の何れの形式の試験装置１においても、下把持チャック４の鞍部４ａ（図１参照）に本体フレーム１０Ａを取りつけ、試験サンプル１６のセット（型板の上に水平に置く）、以下、保持器による試験サンプルの掴み、チャック把持位置への移送及び位置決め、把持チャック３，４への把持、保持器の開放を順次機械的に行うためのものである。

また、該試験サンプル保持移送器１０は、下把持チャック４に対して着脱可能に構成され、本体フレーム１０Ａ上に一体化された本装置１０を下把持チャック４に付設することにより、引張試験を行う際、試験サンプル１６を直接手で触れることなく上，下把持チャック３，４に把持させることが実現出来るようになっている。

このような実施の形態について、さらに詳細に説明する。なお、本実施の形態では、前者にて説明したような上把持チャック３を上方に引張るタイプの試験装置１を採用した場合について後述する。

前記試験装置１は、図１に示すように、試験機本体１Ａ，移動クロスヘッド２，上，下把持チャック３，４，制御部５，ユニバーサルジョイント６，固定テーブル１Ｂ，試験機テーブル１Ｃ等で主に構成され、該試験装置１には図示はしないが後述する試験サンプル保持移送器１０が下把持チャック４に装着されるようになっている。

なお、前記制御部５は、前記試験装置１の各種動作を制御するするとともに、該試験装置１により得られた検査データのデータ処理や表示処理を行うもので、図示はしないが、検査データや試験装置の動作状態等を表示するモニタ等の表示手段と、得られた検出データ等をプリントアウトするプリンタと設けてシステム構成される。

前記上把持チャック３は、ユニバーサルジョイント６，ロードセル(図示せず）により移動クロスヘッド２に締結保持され、前記下把持チャック４は、連結棒４Ｃ（図示せず）、ピン４Ｄにより試験機テーブル１Ｂに係合支持されている。

前記上，下把持チャック３，４間に把持された試験片（図示せず）は、前記ユニバーサルジョイント６を介して移動クロスヘッド２に固定されており、移動クロスヘッド２の上昇にしたがって、上把持チャック３も本体フレーム１Ａ上部に取付けられた固定板７まで上昇することができ、その可動行程区間内で試験片（図示せず）は引張られ負荷を与えられるように構成されている。

ところで、上記試験装置１の前記上，下把持チャック部３，４の形式は、一般に平行締め摘み具と称されている形式で、例えば把持部を機械的に平行締めを行う機械式平行締めチャックタイプのものが図では使用されている。

基本的な構造としては、上，下把持チャック部３，４は、本体フレーム３Ａ，４Ａと、試験サンプルを把持するための把持部３Ｂ，４Ｂと、前記把持部３Ｂ，４Ｂの把持面と本体フレーム３Ａ，４Ａとの間に空間を形成し前記本体フレーム３Ａ，４Ａ上に設けられた鞍部３ａ，４ａとを有して構成されている。

すなわち、本実施の形態の試験サンプル保持移送器１０は、前記空間を利用して前下把持チャック４の鞍部４ａ近傍に装着するようになっている。

したがって、本実施の形態では、前記下把持チャック４は、上述したような空間及び鞍部４ａを有する形状であれば、把持チャックの形式は前記機械式平行締めチャックタイプ、いわゆるネジ式平行チャックタイプだけでなく、例えば後述する空気式平行締めチャックタイプや、油圧式平行締めチャックタイプ等の各種形式のものを用いても良い。

図２に本実施の形態にて使用される前記空気式平行締めチャックタイプの把持チャックの具体的な構成例が示されている。

図２に示すように、この種の下把持チャック４は、主に本体フレーム４Ａ，シリンダ４Ｃ，把持部４Ｂ，鞍部４ａ，ジョイント４Ｍ，把持フェイス押出し用プッシュロッド４Ｄ，４Ｇ，プッシュロッド押出しアーム４Ｆ，押出しピストン４Ｊ，一対のアーム旋回用プッシュロッド４Ｋ，ローラ４Ｑ等で構成されている。

この種の把持チャック４においては、周知のように、前記本体フレーム４Ａの下部に前記シリンダ４Ｃが配されており、ジョイント４Ｍにより負荷部に係合され、シリンダの注入穴４Ｎを介して把持部４Ｂを把持動作させるのに必要なエアーが注入されるようになっている。

シリンダ４Ｃ内には押出しピストン４Ｊが設けられ、把持動作を行う場合にはき、注入されたエアーの圧力により、該押出しピストン４Ｊが押し上げられ、該押出しピストン４Ｊは、その先端にテーパー部４Ｊ′を有し、そのテーパー部に対向して配された一対のローラ４を具備する左右の水平移動ロッド４Ｋをテーパー部で外側に押し出すことにより、ローラピン４Ｐによりアーム旋回用プッシュロッド４Ｋ上に回動可能に設けられた各ローラ４Ｑを互いに離反する方向に移動させる。

すると、各アーム旋回用プッシュロッドＫ上の一部に軸支され、且つ中央部が本体フレーム４Ａにアームピン４Ｉにて軸支されたプッシュロッド押出しアーム４Ｆは、アームピン４Ｉを軸にしてフレーム本体４Ａの外側方向に回動することになる。

そして、これらのプッシュロッド押出しアーム４Ｆの基端部にはピン４Ｈにて把持フェイス押出し用プッシュロッド４Ｄ，４Ｇが取付けられているため、前記プッシュロッド押出しアーム４Ｆがピン４Ｈを介して把持フェイス押出し用プッシュロッド４Ｄ，４Ｇをフレーム本体４Ａ内へと移動させることになる。

このため、各把持フェイス押出し用プッシュロッド４Ｄ，４Ｇのフレーム本体内側の基端部には、固定ピン４Ｅにて固定された把持面４ｂがそれぞれ設けられているので、これら把持面４ｂが突接する方向に移動することになり、こうして試験サンプルを把持することができるようになっている。

一方、非把持動作を行う場合には、ジョイント４Ｎを介して注入されるエアーの圧力を除去することにより、上記動作とは逆に動作することになる。この場合、前記二つのプッシュロッド押出しアーム４Ｆは、ばね４Ｌによって常時フレーム本体４Ａ内方向へと付勢されているので、把持面４ｂをお互いに離反する方向に移動させることができ、またピストン４Ｊはばね４Ｌ１により下方に付勢されているため、空気圧を除去すると、テーパー部４Ｊ′は下方に移動し、ローラＱから押出力が除去されるため、各把持面３ｂ，４ｂは開放され、把持された試験サンプル片を取り外すことができる。

このように、図１及び図２から判るように、平面形掴み具（把持チャック）は、一般的に試験サンプルに応じて交換可能な一対の把持面４ｂを相対する移動軸に取り付け、該移動軸をネジ力、空気圧，油圧力により把持面４ｂ間に挿入された試験サンプル面を挟んで突接させて試験サンプルを両面から圧縮し、把持面４ｂの圧縮摩擦力により把持面４ｂに対して垂直方向に加えられる試験機１の引張力に対抗する構成となっている。また、締付の際に移動軸に加わる反力は、両軸を連絡する鞍部の応力強度により対抗する構成となっている。

次に、上述した既存の空気式平行締めチャックタイプの下把持チャック４の鞍部４ａに装着される、本実施の形態の試験サンプル保持移送器１０の構成について、図３乃至図７を参照しながら詳細に説明する。

本実施の形態の試験サンプル保持移送器１０は、図３乃至図７に示すように、前記下把持チャック部４の鞍部４ａに装着するための本体フレーム１０Ａと、試験サンプル１６を載せるための型板１３と、この型板１３を上の試験サンプル１６を保持しながら前記把持チャック部４の把持位置まで移動及び回転動作可能な試験サンプル保持器付き回転アーム部１１と、後述するがこの試験サンプル保持器付き回転アーム部１１を本体フレーム１０上において直進駆動させるための回転アーム直進機構と、試験サンプル１６を把持後に、前記試験サンプル保持器付き回転アーム部１１から試験サンプル１６に対する保持動作を開放するための保持器開放機構とで、主に構成されている。

前記本体フレーム１０Ａは、図６に示すように、底部としてみぞ形鋼形状にて形成されたウエッブ部１０ｂと、その両側基端部に折曲してなるフランジ部１０ａとを有して形成され、下把持チャック４への取り付けは、該下チャック４の鞍部４ａを跨ぐ形で位置決めされ、本体フレーム固定ネジ２４により、下把持チャック本体４Ａに固定されるようになっている。

本体フレーム１０Ａの両フランジ部１０ａは、図６に示すように上向きに直立するように形成され、下把持チャック４の鞍部４ａの前後に位置するように配されている。

また、両フランジ部１０ａには、ウェッブ部１０ｂの面に垂直に２組の平行軸受孔（図示せず）を有し、一方の中央軸受孔には、該孔を挿通して前後に移動出来、且つ９０度旋回可能な回転直進軸１８が設けられている（図３及び図７（ａ）参照）。

この回転直進軸１８の基端には、ガイド孔を有する回転直進用ノブ１０Ｂが取りつけられている。

この回転直進用ノブ１０Ｂは、軸方向に数ミリ単位で前後に移動可能となるように、該回転直進用ノブ１０Ｂの両側面に２ヶのストッパーリング２２，２３が配設されている。

前記回転直進用ノブ１０Ｂを押し出す際は、前ストッパーリング２２が該回転直進用ノブ１０Ｂの内側面に当接して回転直進軸１８を前進させることにより、同軸に締結固定され回転アーム１２と該回転アーム１２に取りつけられた試験サンプル保持器１４，１５（上保持器１４，下保持器１５）が前進することになる。

一方、前記両フランジ部１０ａに設けられた平行軸受孔には、前記中央軸に平行な平行ガイド軸１９が挿通され、該平行ガイド軸１９を挿通する前記回転直進用ノブ１０Ｂは、該平行ガイド軸１９に沿って前方向に移動ようになっている（図３及び図７（ａ）参照）。そして、この回転直進用ノブ１０Ｂは、同軸に設けられた把持位置に相当するプランジャ用ロック溝３１に該回転直進用ノブ１０Ｂが到達すると、該回転直進用ノブ１０Ｂに設けられたボールプランジャ３０により停止することになる。

また、前記本体フレーム１０Ａには別に、回転直進軸１８に直角に、且つ回転アーム１２の水平姿勢に平行に型板取付用ベース板１３Ａが取付けられている。

この型板取付用ベース板１３Ａの中央部近傍には、各種試験サンプルの大きさ形状にあった長さ形状で設計変更可能な型板１３が位置決めピン１３Ｂにより位置決めされ取付けられている。本実施の形態では、型板１３は、例えば極薄のフィルムなどの試験サンプルを位置決め，保持するのに最も適した長さ形状に形成されている。

この型板１３上に載せられた試験サンプル１６は、回転アーム１２の上部と下部に設けられた上保持器１４及び下保持器１５によって、保持されるようになっている。上保持器１４と下保持器１５の試験サンプル保持部は、各々保持器本体部１４Ａ，１５Ａと、回転上板１４Ｂ，１５Ｂより成り、回転上板１４Ｂ，１５Ｂは、上下保持器連結板３２によって連結されおり、該上下保持器連結板３２の下端部は、さらに上下保持器１４，１５開放用回転平板３５に固定されている。また、この回転平板３５は、前記回転アーム連結部品１７上に付設されている軸受ブロック３３を挿通する回転平板支持軸３３′を介して、回転アーム１２上に支持され、９０度回転可能に取付けられている。

また、前記回転アーム１２の最下端部で試験サンプルを保持することが可能な試験サンプル場合、下保持器１５と保持器開放用回転平板３３を兼用しても良く、本体フレーム１０Ａ内の回転直進軸１８に対し、該保持器開放用回転平板３３は、回転アーム締結部品１７に、９０度回転可能に取付けられている。

すなわち、前記試験サンプル保持器付き回転アーム部１１は、前記回転アーム締結部品１７，上下保持器開放用回転平板３５，回転アーム１２，上下保持器１４，１５を含んで構成され、本体フレーム１０Ａに対し９０度回転可能で、且つ回転直進軸１８の軸方向に自在に移動可能に構成されたものである。

なお、前記回転アーム１２の面上には、例えば図７に示すように、試験サンプル１６の長さ寸法を一目で認識するための目盛り等が設けられている。

したがって、図３乃至図５に示すように下把持チャック４の鞍部４ａに取付けられた上記構成の試験サンプル保持移送器１０において、試験サンプル１６を型板１３上に置くことで、上，下把持チャック３，４へ取付けまでの作業を簡単、正確、機械的に行い、型板１３にセットされた試験サンプル１６を、隣接する回転アーム１２の平行位置に配置し、さらに回転アーム１２に直角に付設されている試験サンプル上下保持器１４，１５が型板１３上にある試験サンプル１６を保持できる。

試験サンプル１６の保持後、回転アーム１２を回転直進用ノブ１０Ｂにより、９０度回転させて直立させた後、平行ガイド軸１９に挿通させ、上，下把持チャック３，４の各把持部３Ｂ，４Ｂによる把持位置まで回転直進軸１８とともに回転直進用ノブ１０Ｂを前に押し出して前進させて（この際、回転直進用ノブ１０Ｂは前位置にある前ストッパーリング２２を押す）、試験サンプル１６を把持位置まで移動する。

そして、試験装置１の上，下把持チャック３，４の把持部３Ｂ，４Ｂによって、図２で説明したように例えば各把持チャック本体３Ａ，４Ａ内に設けられたジョイント４Ｎ（図３，図６参照）から注入されるエアーの空気圧を利用して試験サンプル１６の各両端を把持する。

試験サンプル１６を上，下把持チャック３，４へ把持後、回転直進用ノブ１０Ｂを引っ張りると（この際、回転直進用ノブ１０Ｂは、後位置にある後ストッパーリング２３を押す）、回転アーム１２を上，下把持チャック３，４の把持部３Ｂ，４Ｂから離反する方向へと移動させる。

この場合、直進回転ノブ１０Ｂが２つのストッパーリング間（前，後ろストッパーリング２２，２３間）を移動する間、回転直進軸１８は動かず、一方、平行ガイド軸１９は、ボールプランジャー３０にて軽く回転直進用ノブ１０Ｂに連結されているため、軸端のバネ２６に抗して移動し、保持器開放駒２７により上下保持器開放用回転平板３５に付設されている短軸３８に当接し該回転平板３５を回転させ、上，下保持器１４，１５を開放する。

そして、引き続き該回転直進用ノブ１０Ｂを引くことで、回転直進軸１８を旋回位置まで戻し、同時に平行ガイド軸１９のプランジャ用ロック溝３１からボールプランジャ３０が開放されて該平行ガイド軸１０は、バネ２６の力によりスタート位置に戻り、最後に回転直進用ノブ１０Ｂを９０度旋回させてスタートの水平位置に戻すことになる。こうして、次の試験サンプル１６を載せる準備段階となる。

また、本実施の形態の試験サンプル保持移送器１０では、前記試験サンプル保持器（上，下保持器）１４，１５は、型板１３，試験サンプル６の長手寸法にしたがって保持位置を変えて保持できる構造になっており、上，下保持器１４，１５は、上述したように回転アーム１２の目盛付きのスケール上にネジ締め固定されている（図７（ａ）参照）。

回転アーム１２の端部は、回転直進軸１８に回転アーム締結部品１７により締結固定されているため、回転軸芯から試験サンプル１６のチャック把持位置は予め決まった寸法になっており、チャック把持位置に合わせて簡単に上，下保持器１４，１５の位置を変更できる構造になっている。なお、図７（ｂ）中には、試験サンプル１６が例えばダンベル形状のものである場合の、上，下保持器１４，１５の位置Ｌ２が回転アーム１２上に示されており、また型板１３と、上下保持器１４，１５の位置が重複する位置には型板１３に溝を設けて、保持器本体上の磁石上面が型板１３の上面と平行になるように配設し、また、試験サンプル保持移送器１０における試験サンプル１６の保持器機構は、図７（ｃ）に示すように、上，下２組の保持器本体部１４Ａ，１５Ａと、回転上板１４Ｂにより構成され、両保持器１４，１５の回転平板１４Ｂ上面部を可変設定長の上下保持器連結板３２にて連結されており、各保持器１４，１５は一対の保持器本体部磁石１４Ｄと回転上板１４Ｂにより試験サンプル１６を挟み込む構造になっている。

この場合、この保持器本体部１４Ａの固定面には磁石１４Ｄを貼り付け、他方の相対する面を構成する回転平板１４Ｂ，１５Ｂは旋回可能に軸支持され、且つ磁力により保持器本体部１４Ａに吸引される材料により製作され、面間の磁力により試験サンプル１６を挟み保持するようになっている。

また、保持器開放用の回転平板３５上面には、別に垂直に短軸３８が取り付け、また回転平板３５は、保持器連結板３２により回転上板１４Ｂに連結されており、試験サンプル１６を上，下把持チャック３，４へ移動の際、回転直進用ノブ１０Ｂは平行ガイド軸１８を挿通前進し、把持位置に到達後、回転直進用ノブ１０Ｂを引っ張る際、前記短軸３８と平行ガイド軸１８上の保持器開放駒２７が当接して回転平板３５が旋回し、同時に前記上下保持器連結板３２により上保持器１４，１５も開放されるようになっている。

したがって、上述したように本実施の形態によれば、簡単な構成で且つ低コストで試験サンプルの把持チャック操作の簡略化及び試験効率の向上化を図ることができる。また、試験サンプルの試験毎に、上，下把持チャック３，４の各把持部３Ｂ．４Ｂの把持位置に精度良く試験サンプル１６を把持することができるので、常時安定した試験結果を得ることが可能となる。

図８乃至図１０は本発明の試験サンプル保持移送器の第２の実施の形態を示し、図８は試験装置に取付けられた本実施の形態の特徴となるバキューム式吸着ヘッドを有する試験サンプル保持移送器の構成を説明するためのもので、図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は正面図である。また図９は把持時の把持チャックと試験サンプルと試験サンプル保持移送器との動作状態を説明するための説明図である。さらに図１０は本実施の形態の試験サンプル保持移送器の旋回直進機構の変形例を説明するためのもので、図１０（ａ）は上面図、図１０（ｂ）は正面図である。なお、図８乃至図１０は前記第１の実施の形態と同様な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

本実施の形態の試験サンプル保持移送器１０では、試験サンプル１６の保持方法に関し、さらに効率良く保持するために改良がなされたことが特徴である。

本実施の形態の試験サンプル保持移送器１０は、試験装置１への基本的取付法、取付位置に付いては前記第１の実施の形態と略同様である。つまり、該試験サンプル保持移送器１０の本体フレーム１０Ａはチャック取り付け具を介して下把持チャック４の鞍部４ａへネジ止め固定される。

また、前記本体フレーム１０Ａの構成についても、みぞ形鋼形状を有し、本体フレームウエッブ部１０ｂを底部とし、フランジ部１０ａを上向きに直立させる形式も前記第１の実施の形態と略同様である。

本体フレーム１０Ａは、図８(ａ)，図８（ｂ）に示すように、本体フレームウエッブ面１０ｂに平行、フランジ１０ａ面に垂直に一対のガイド軸孔（図示せず）を有し、一方の軸孔にはガイド軸１９Ｂを固定するためのネジ用ネジ孔を施し、他方の軸孔は回転直進軸１９が勘合し、該軸の旋回―水平移動が滑動可能に配設されている。

回転直進軸１９は、軸中心部にガイド軸外周と勘合する内径の長孔を有し、内径軸方向にはガイド軸１９Ｂ外周に設けられたキー３６に嵌合して水平移動が可能なようにキー溝３７が設けられている。

回転直進軸１９には、軸方向直角に回転アーム１２，さらに回転アーム１２に直角にバキューム式吸着ヘッド４０を持つ試験サンプル保持アーム４０Ａがそれぞれ取りつけられている。

これらバキューム式吸着ヘッド４０には、それぞれチューブ４１が接続されており、例えばこのチューブ４１を介して接続されたエアーコンプレッサー（図示せず：吸気，送気装置ともいう）を前記制御部５（図１参照）が制御して空気を吸引、あるいは送気させることにより、試験サンプル１６の保持または非保持が行えるようになっている。

また、試験サンプル置き台１３Ａは、本体フレーム１０Ａに直角水平に取りつけられ、その上に型板１３が位置決めされている。

次に、本実施の形態の試験サンプル保持移送器１０による把持チャックへの移送動作について、図８及び図９を参照しながら詳細に説明する。
回転アーム１２は、回転直進軸１９のキー溝３７とガイド軸１９Ｂのキー３６とが嵌合した状態で直立状態を保っているが、該回転直進軸１９をストッパー２１が本体フレーム１０Ａのフランジ部１０ａに当接するまで回転直進用ノブ１０Ｂにより引き出すと、ガイド軸１９Ｂ上のキー３６と回転直進軸１９のキー溝３７はフリーとなる。

この場合、回転直進用ノブ１０Ｂを反時計方向に廻すことで、回転直進軸１９は旋回し、該回転直進軸１９の旋回に伴い回転アーム１２は、試験サンプル置き台１３Ａ上の型板１３上面に平行になり、回転アーム１２に取付けられている上下の試験サンプル保持アーム４０Ａは、型板１３上の試験サンプル（図示せず）に当接する。すなわち、これら上下試験サンプル保持アーム４０Ａに取付けられているバキューム式吸着ヘッド４０が、前記試験サンプル（図示せず）に当接することになる。

ここで、上記したように制御部５（図１参照）を操作して図示しないエアーコンプレッサ（吸気，送気装置）により脱気すると、試験サンプル１６は前記２つのバキューム式吸着ヘッド４０に吸着し保持される（図９参照）。なお、バキューム式吸着ヘッド４０の表面には、図９に示すように吸着パット４３が嵌装されており、この吸着パット４３によって、試験サンプル１６と当接する際に、該試験サンプル１６の表面を保護するようにしている。

そして、試験サンプル保持後、回転アーム１２が直立するまで回転直進用ノブ１０を回転し、直立した状態で該回転直進用ノブ１０Ｂを前進させると、ガイド軸１９Ｂ上のキー３６と回転直進軸１９のキー溝３７が嵌合した時点で回転アーム１２の姿勢は維持されながら移動する。

そして、ガイド軸１９Ｂ端が回転直進軸１９の孔の突き当て面に当接する点で試験サンプル１６が把持部４Ｂの把持面４ｂの中心になるよう配設されているため、回転直進用ノブ１０Ｂの移動は規制されて、自動的に試験サンプル１６は位置決めされることになる。

この状態で、前記第１の実施の形態と同様に上，下把持チャック３，４の把持部３Ａ，４Ａによる試験サンプル１６の両端側の締付を行い、把持後、制御部５を操作することによりエアーコンプレッサ(図示せず）による脱気をオフし、回転直進用ノブ１０Ｂを引き出すことで試験サンプル１６の移送動作→位置決め→把持操作が完了する。

したがって、本実施の形態によれば、型板１３上の試験サンプル１６を作業者が直接に試験サンプル１６に手を触れずに把持チャック３，４へ移送させ、把持させることが可能となる。その他の効果については前記第１の実施の形態と同様である。

なお、本実施の形態では、図１０に示すように異なる組み合わせの旋回直進機構を採用した場合でも、本実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。このような変形例を図１０を参照しながら後述する。

本例の試験サンプル保持移送器１０では、基本的な構成及び操作法については前記第２の実施の形態と略同様であるが、固定ガイド軸及び移動回転直進軸のガイド機構の構成において異なる。

本例では、図１０（ａ)，図１０（ｂ）に示すように、固定ガイド軸４６外周表面に前記第２の実施の形態と同様に旋回用キー溝４５を形成するように加工を施す点は変わらないが、該キー溝４５にキー３６（図７（ａ）参照）を挿入する代りに移動回転直進軸１９の半径方向に、内向にネジ付き位置決めピン４８をねじ込み、内周面より突出するピン４８先端部とキー溝４５を嵌合させることにより移動回転直進軸１９に付設された回転アーム１２を直立保持させ、且つ該移動回転直進軸１９の直進移動をガイドする。

また、試験サンプル１６をピックアップする旋回位置に該移動回転直進軸１９を移動させた際、移動回転直進軸１９上にねじ込みされた位置決めピン４８の先端部が、相対する固定ガイド軸４６の外周表面に設けたガイド軸直進用溝４７に収まり、位置決めピン４８の先端部がガイド軸直進用溝４７内を、軸を中心にして自由に回転できるように構成することで、回転アーム１２が直立保持状態から旋回可能状態となり、回転アーム１２を廻すことで該回転アーム１２に付設されている、上，下試験サンプル保持アーム４０Ａも旋回し、同上にあるバキューム吸着ヘッド４０が型板１３上の試験サンプル１６に当接して試験サンプル１６を吸着、保持を行う。

その他の操作については、前記第２の実施の形態と同様である。

したがって、本例によれば、前記第２の実施の形態と同様な効果が得られる他に、前記第２の実施の形態よりも、試験サンプル保持移送器における旋回直進機構を簡略化し、製造工程を容易にできる。

なお、本発明に係る前記第１及び第２の実施の形態において、試験サンプル１６の保持位置については、例えばフイルム、糸、線材のような全長が同じ断面を持ち、且つ自立が難しい試験サンプル１６を上，下把持チャック３，４に把持させる場合、試験サンプル上部保持部１４の位置を上チャック把持面３ｂ上部に、下部保持部１５の位置を下チャック把持面４ｂ下部に位置するようにこれら上，下保持器１４，１５を位置決め固定して、試験サンプル１６を型板１３上へ置いた後、試験サンプル端部を上，下保持器１４，１５にて保持して上，下把持チャック３，４へ移送、位置決めした後、把持操作を行うことで、自立しない軟弱な試験サンプルの両端部を保持して把持操作を行うことが出来る。

一方、試験サンプルがダンベル形状の試験サンプル１６である場合には、ダンベル形状に合わせた型板１３を用意し、前記第１の実施の形態においては、試験サンプル保持部１４，１５に相当する部分が型板１３の表面に当らないように溝加工を施して、上，下保持部１４，１５が溝に嵌入するように位置決めした後、試験サンプル１６を型板１３上に置き、上，下保持器１４，１５による保持、引き続いて同様に移送→位置決め→把持操作を行うことが必要であるが、前記第２の実施の形態においては、溝加工の必要はない。つまり、ダンベル試験片の場合、前記第１の実施の形態では、上，下保持器１４，１５はチャック把持面３ｂ，４ｂの中間にあり、手作業に十分な操作スペースがあるため、上，下保持器１４，１５の開放は容易であり、例えば上下保持器連結板３２（図７（ａ）参照）を指で操作すること等で簡単に上，下保持器１４，１５の開放も可能である。また、前記第２の実施の形態では、保持器の開放はバルブ（バキューム式吸着ヘッド４０に連通するバルブ））の開閉によって行われるため、全く問題はない。

ところで、本発明では、上記試験サンプル保持移送器による試験サンプルの把持動作を連続して行うように構成することで、より簡単に操作することができるとともに、試験サンプルの移送、保持、把持、試験間のつなぎの時間を大幅に短縮して、さらに操作性を向上させることが可能である。このような実施の形態を図１１及び図１２に示す。

図１１及び図１２は本発明の本発明の試験サンプル保持移送器の第３の実施の形態を示し、図１１は改良がなされたバキューム式吸着ヘッドを有する試験サンプル保持移送器の構成を説明するための正面図、図１２は図１１に示す試験サンプル保持移送器の上面図である。なお、図１１及び図１２は前記第１，第２の実施の形態と同様な構成要素については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説明する。

本実施の形態では、前記第２の実施の形態の試験サンプル保持移送器１０に、さらに、把持位置確認リミットスイッチ５０，仮保持開放スイッチ５１及びフットスイッチ５２を設け、これらのスイッチ５０，５１，５２を制御部５（図１参照）に電気的に接続し、該制御部５により図示しない吸気，送気装置の駆動制御が可能に構成したことが特徴である。

図１１及び図１２に示すように、本体フレーム１０Ａにはフランジ端面に直角にリミットスイッチ取付板４９がネジ止め固定されている。

さらに、このリミットスイッチ取付板４９には、第１のスイッチとしての把持位置確認リミットスイッチ５０がネジ止め固定されている。

この場合、この把持位置確認リミットスイッチ５０は、試験サンプル移送の際、試験サンプルが把持位置に到達した時点で回転直進軸１８先端が該把持位置確認リミットスイッチ５０に当接し作動する様に前記リミットスイッチ取付板４９に配設されることになる。

また、把持位置確認リミットスイッチ５０は、制御部５（図１参照）と電気的に接続されており、上記の如く作動すると、このときのスイッチ信号を制御部５に供給する。制御部５は、このスイッチ信号が供給されると、上部把持チャック３による締結動作を行うように制御した後、試験サンプル１６の把持を行うように、図示しないエアーコンプレッサ（吸気，送気装置）の駆動を制御する。

また、本体フレーム１０Ａには、さらに平行軸１９の先端部に当接作動する様に第２のスイッチとしての仮保持開放確認スイッチ５１が取付版によりフランジ面に平行にねじ止め固定されている。

この場合、仮保持開放確認スイッチ５１は、平行軸１９が変移する際、該仮保持開放確認スイッチ５１も開放されるように取付板に配設されており、上記把持位置リミットスイッチ５０と同様に、作動した際のスイッチ信号を制御部５に供給する。制御部５は、このスイッチ信号が供給されると、試下部把持チャック４による試験サンプル１６の把持動作を行うように、図示しないエアーコンプレッサ（吸気，送気装置）の駆動を制御する。

なお、前記把持位置確認リミットスイッチ５０及び仮保持開放確認スイッチ５１の取付位置は、図１１に示す位置に限定されるものではなく、本体フレーム１０Ａ上の別の位置でも可能であり、特定の場所を必要とするものではない。

また、本実施の形態では、図１１に示すように操作者が足でバキューム式吸着ヘッド４０による吸着，非吸着を操作するためのフットスイッチ５２に設けられている。このフットスイッチ５２は、電気的に制御部５に接続されており、フットスイッチ信号を制御部５に供給する。

制御部５は、フットスイッチ５２からオン信号であるフットスイッチ信号が供給されると、図示しないエアーコンプレッサ（吸気，送気装置）を駆動させて、バキューム式吸着ヘッド４０による試験サンプルの吸着を行うように制御する。一方、制御部５は、フットスイッチ５２からオフ信号であるフットスイッチ信号が供給されると、図示しないエアーコンプレッサ（吸気，送気装置）の駆動を停止させて、バキューム式吸着ヘッド４０による試験サンプルの吸着を解除するように制御する。

その他の構成については、前記第２の実施の形態と略同様である。
本実施の形態においては、前記第１の実施の形態と略同様に作用するが、吸気，送気装置（エアーコンプレッサー）より脱気を行うに際し、前記フットスイッチ５２を操作者が足で踏み込むと、制御部５は前記吸気，送気装置（エアーコンプレッサー）を駆動させることにより、脱気、吸気を行い、バキューム式吸着保持ヘッド４０に試験サンプル（図示せず）吸着保持させる。

そして、フットスイッチ５２を踏んだまま、試験サンプル（図示せず）をバキューム式吸着保持ヘッド４０に吸着保持した状態で、回転直進用ノブ１０Ｂを前進させてガイド軸１９端が回転直進軸１９孔の突き当て面に当接する際、把持位置確認スイッチ５０が作動する。すると、制御部５は、これを検知して上部把持チャック３による締結動作を行うように制御する。

その後、把持動作の完了を操作者は目視で確認後、フットスイッチ５２から足を離すことで、制御部５はこれを検知して吸気，送気装置（エアーコンプレッサー）の駆動を停止させることで吸気を停止させると同時に、試験サンプル１６の把持動作を行うように、図示しないエアーコンプレッサ（吸気，送気装置）の駆動を制御する。

そして、試験サンプルを上把持チャック３で把持すると同時に、操作者は仮保持機構から回転直進軸１９を開放させると、続いて仮保持開放スイッチ５１が作動し、これを受け制御部５は、下部把持チャック４による試験サンプル１６の把持動作を行うように、図示しないエアーコンプレッサ（吸気，送気装置）の駆動を制御する。

したがって、本実施の形態によれば、上記試験サンプル保持移送器による試験サンプルの把持動作を連続して行うことができ、より簡単に操作することができる。また、試験サンプルの移送、保持、把持、試験間のつなぎの時間を大幅に短縮して、さらに操作性を向上させることが可能である。

なお、本発明は、上記第１乃至第３の実施の形態に限定されるものではなく、それらの実施の形態の組み合わせや応用も本発明に適用される。

本発明の試験サンプル保持移送器は、一対の把持チャックに試験サンプルの両端部を機械的に把持固定して、該試験サンプルの物理的性状を検査する既存の試験装置に適用可能であり、特に、扱いが難しい極薄のフイルム、糸、細線等の試験サンプルの把持操作を、作業者の経験、熟練を必要とせずに、簡単な操作で且つ低コストで実施するのに有効である。

本発明の試験サンプル保持移送器の第１の実施の形態を示し、該試験サンプル保持移送器が適用される試験装置の一例を示す構成図。 試験装置の把持チャックの一例を示し、空気式平行締めチャックの具体的構成を示す構成図。 試験装置に取付けられた本発明の試験サンプル保持移送器の構成を説明するための上面図。 試験装置に取付けられた本発明の試験サンプル保持移送器の構成を説明するための正面図。 試験装置に取付けられた本発明の試験サンプル保持移送器の構成を説明するための側面図。 該試験サンプル保持移送器のさらに詳細な構成及び作用を説明するための試験サンプル保持移送器近傍の正面図。 図６の試験サンプル保持移送器の回動保持移動機構の構成を示す構成図。 本発明の試験サンプル保持移送器の第２の実施の形態を示し、バキューム式吸着ヘッドを有する試験サンプル保持移送器の構成を説明するための構成図。 把持時の把持チャックと試験サンプルと試験サンプル保持移送器との動作状態を説明するための説明図。 第２の実施の形態の試験サンプル保持移送器の旋回直進機構の変形例を説明するための説明図。 本発明の試験サンプル保持移送器の第３の実施の形態を示し、改良がなされたバキューム式吸着ヘッドを有する試験サンプル保持移送器の構成を説明するための正面図。 図１１に示す試験サンプル保持移送器の上面図。

符号の説明

１…試験装置、
１Ａ…試験機本体、
１Ｂ…固定テーブル、
１Ｃ…試験機テーブル、
２…移動クロスヘッド、
３…上把持チャック、
３Ａ…本体フレーム、
３Ｂ…把持部、
３ａ…鞍部、
３ｂ…把持面、
４…下把持チャック、
４Ａ…本体フレーム、
４Ｂ…把持部、
４ａ…鞍部、
４ｂ…把持面、
５…制御部、
６…ユニバーサルジョイント、
１０…試験サンプル保持移送器、
１０Ａ…本体フレーム、
１０Ｂ…回転直進用ノブ、
１１…試験サンプル保持器付き回転アーム部、
１２…回転アーム、
１３…型板、
１３Ａ…ベース板、
１３Ｂ…型板位置決めピン、
１４…上保持器、
１４Ａ…保持器本体部、
１４Ｂ…保持器回転上板、
１４Ｃ…回転アーム保持器固定ネジ、
１５…下保持器、
１５Ａ…保持器本体部、
１５Ｂ…保持器回転上板、
１５Ｃ…回転アーム保持器固定ネジ、
１６…試験サンプル、
１７…回転アーム締結部品、
１８…回転直進軸、
１９…平行ガイド軸、
２０…回転ストッパー、
２１…ガイド軸ストッパー。
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (5)

1. 試験サンプルの両端側を一対の把持チャックで把持して該試験サンプルの引張り試験を行う試験装置の一方の把持チャックに設けられ、前記試験サンプルを仮保持しながら前記一対の把持チャックの把持位置まで移送させる試験サンプル保持移送器であって、
   前記試験サンプルを載せる型板と、この型版上の所定位置の該試験サンプルをを仮保持するための保持部とを有する回転移動保持部材と、
   前記回転移動保持部材を回転自在で且つその回転を所定位置で規制するとともに、該回転移動保持部材を直立させた直立姿勢を維持しながら前記把持チャックの把持位置まで直進移動を行うための回転直進移動機構と、
   前記回転移動保持部材を回転及び直進移動させるための前記回転直進移動機構に設けられた回転直進操作部と、
   前記回転直進移動機構により前記回転移動保持部材が前記把持位置に到達した際に、前記回転直進移動機構と連動して、前記保持部による前記試験サンプルの保持状態を開放する保持部開放機構と、
   を具備したことを特徴とする試験サンプル保持移送器。
2. 前記把持チャックは、把持部が平行移動して試験サンプルを把持する平行締め型であり、該把持部の駆動方法がネジにより駆動する機械式、エアー式、油圧式の少なくとも１つで構成されたもので、前記把持部に対向配置される本体フレームに形成された鞍部に前記試験サンプル保持移送器を装着可能とすることを特徴とする請求項１に記載の試験サンプル保持移送器。
3. 前記保持部は、異なる試験サンプル形状に合わせて保持位置の変更、調整が可能な第１及び第２の位置固定部を有する保持器により構成されることを特徴とする請求項１に記載の試験サンプル保持移送器。
4. 前記型板は、形状の異なる試験サンプル毎に合わせて複数種設けられ、前記回転移動保持部材に交換可能に取付けられたことを特徴とする請求項１に記載の試験サンプル保持移送器。
5. さらに、前記回転直進移動機構に設けられ、前記回転移動保持部材が前記把持チャックの把持位置に到達したか否かを検出する第１のスイッチと、
   前記保持部開放機構に設けられ、該保持部開放機構により前記試験サンプルの保持状態が開放されたか否かを検出する第２のスイッチと、
   前記第１，第２のスイッチからの検出結果に基づき、前記一対の把持チャックによる試験サンプルの把持動作を実行させるように制御する制御手段と、設けたことを特徴とする請求項１に記載の試験サンプル保持移送器。

Images