JP3849331B2 - Material testing machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供試体を把持する把持部材の軸芯調整装置を具備する材料試験機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば図7に示すように、基台1上に一対の支柱3を立設させ、そこにクロスヘッド2を横架して成る負荷枠体内に供試体4を設置し、アクチュエータ5により供試体4に負荷を与えながらロードセル6と差動トランス等の変位検出器7とによって荷重と変位とを測定し、供試体4の荷重−変位特性を求める材料試験機が知られている。このとき、供試体4は上下グリップ8,9で把持されるが、グリップ8,9の軸芯が合っていないと正確な試験が行えない。そのため、従来は、特開平2−203241号公報に開示されているような球面軸受や図8(a)に示すような傾斜板10、11を介してグリップ8をクロスヘッド2に取り付け、グリップ8の軸芯が垂直(負荷の作用方向)になるように調整できるようにしている。
【0003】
傾斜板10,11の中心には、図8(b)の斜視図に示すように孔10a,11aがそれぞれ形成されている。グリップ8は、クロスヘッド2とグリップ8との間に傾斜板10,11を挟持するようにクロスヘッド2に取り付けられる。このとき、グリップ8の取付軸8aは傾斜板10,11の孔10a,11aを貫通して取付板12に螺合しており、ジャッキボルト13を用いて取付板12をクロスヘッド2に対して上方に引き上げることにより、グリップ8を所定の力でクロスヘッド2に締結する。
【0004】
図8(b)のJ1は傾斜板10の面10bの法線を示しており、傾斜板10を垂直軸zに関して回転すると、面10bの法線J1は図のようにZ座標軸の回りに回転する。一方、図8(c)に示すように、傾斜板11の斜面11bと傾斜板10の斜面10bとの接触を保ったまま傾斜板11を回転させると、傾斜板11は法線J1を回転軸として回転する。そのため、グリップ8が固定される面11cの法線J2は、法線J1の回りに回転する。すなわち、傾斜板10を回して軸芯の方向を変え、傾斜板11を回して軸芯の傾き調整を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、傾き調整を行うときには、ジャッキボルト13をいったん緩めて各傾斜板10,11の回転角度を各々調整し、再度ジャッキボルト13を締め付けて固定する。しかし、ジャッキボルト13を再度締め付ける際に、傾斜板10,11の回転角度が設定位置からずれてしまうおそれがあり、調整に手間取るという欠点があった。また、傾斜板10,11自体の位置がずれている場合には、傾斜板10,11全体の取付位置を移動させる必要がある。一方、球面軸受を用いて調整を行う場合には、軸受の球面加工が難しいため装置が高価になるという欠点がある。
【0006】
本発明の目的は、把持部材の軸芯調整を比較的安価に、かつ、容易に行うことができる軸芯調整装置を備える材料試験機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
発明の実施の形態を示す図1、図2および図5に対応付けて説明する。
(1)請求項1の発明は、負荷枠2に固設されて供試体4を把持する把持部材8の軸芯を調整する軸芯調整装置20を備える材料試験機に適用され、軸芯調整装置20は、第1の円弧面211aを有し、負荷枠2との相対位置が一定な第1の部材201aと、第2の円弧面211bを有し、把持部材8が固定される第2の部材201bと、第1の円弧面211aに嵌合するように接触する第3の円弧面212および第2の円弧面211bに嵌合するように接触する第4の円弧面213を有する第3の部材202と、第1の円弧面211aを含む円筒状曲面の中心軸J6を回転軸とする、第1の部材201aに対する第3の部材202の回転角度を調整する第1の角度調整部材203a、203bと、第2の円弧面211bを含む円筒状曲面の中心軸J7を回転軸とする、第3の部材202に対する第2の部材201bの回転角度を調整する第2の角度調整部材205a,205bと、負荷枠2に対する第3の部材202の位置を第1の方向(Y座標軸方向)に調整する第1の位置調整部材204a,204bと、第3の部材202に対する第2の部材201bの位置を第1の方向と異なる第2の方向(X座標方向)に調整する第2の位置調整部材206a,206bとを備えて上述の目的を達成する。
【0008】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図6を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明による材料試験機の一実施の形態を示す図であり、試験機本体の概略構成を示す図である。図1では図7,8と同一部分には同一の符号を付し、異なる部分を中心に説明する。図1において、グリップ8は軸芯調整装置20を介してクロスヘッド2に取り付けられる。なお、図1ではロードセルは省略して示した。
【0010】
図2は軸芯調整装置20の詳細を示す図であり、(a)は図1の正面から見た断面図であり、(b)は(a)のA−A’断面図である。また、図3は軸芯調整装置20をクロスヘッド2側から見た平面図である。軸芯調整装置20はボディ202と、ボディ202を上下から挟むように配置される一対のカラー201a,201bを備えており、カラー201aの軸芯調整はボルト203a,203b,204a,204bを用いて行われ、カラー201bの軸芯調整はボルト205a,205b,206a,206bを用いて行われる。
【0011】
グリップ8をクロスヘッド2に取り付ける際には、グリップ8に設けられたロッド21がカラー201a,201bおよびボディ202に形成された孔H1,H2を貫通するようにカラー201b,ボディ202およびカラー201aをクロスヘッド2との間に挟み、さらに、ロッド21の先端部分に取付板22を取り付ける。そして、ジャッキボルト23によりグリップ8を図示上方に所定の力でジャッキアップしてクロスヘッド2に固定する。
【0012】
図4はカラー201aの斜視図であり、カラー201aは角柱の側面の一つを曲率半径Rの凸状円弧面211aに形成した柱状部材であり、カラー201aの場合には円弧面211aを下方に向けて配設される。また、カラー201bはカラー201aと同一形状を有しており、カラー201bの場合には円弧面211bを上方に向けて配設される。なお、カラー201bに関する符号201b,211bは括弧付きで示した。ここで、図4の矢印の方向をカラーの長手方向と名付けたとき、図2に示すようにカラー201aの長手方向とカラー201bの長手方向とが直交するように配設される。すなわち、カラー201aの長手方向はY座標軸と平行であり、カラー201bの長手方向はX座標軸と平行になっている。図4の一点鎖線220で示す曲面は円弧面211a(211b)が含まれる半径Rの円筒状曲面を表している。
【0013】
図3の平面図に示すように、カラー201aに関しては、X座標軸方向に傾き調整用ボルト203a,203bが設けられ、Y座標軸方向にY方向位置調整用ボルト204a,204bが設けられる。例えば、ボディ202をY座標のプラス方向に調整(移動)する場合には、ボルト204aを緩めるとともにボルト204bを締め付ける。逆に、マイナス方向に調整する場合には、ボルト204bを緩めるとともにボルト204aを締め付ける。なお、軸の傾き調整については後述する。一方、図2からも分かるように、カラー201aと直交するように配設されるカラー201bに関しては、Y座標軸方向に傾き調整用ボルト205a,205bが設けられ、X座標軸方向にX方向位置調整用ボルト206a,206bが設けられる。
【0014】
図2に示すように、カラー201aの円弧面211aと接触するボディ202の面212の形状は、円弧面211aと同一の曲率半径Rを有する凹状の円弧面を成し、カラー201bの円弧面211bと接触する面213は、円弧面212と90度方向が異なるが同様の凹状円弧面を成す。なお、図2および後述する図5では、図を見やすくするために円弧面211a、211bと円弧面212および円弧面213との間に隙間があるように示したが、実際は接触している。接触面(211a,211b,212,213)の少なくとも一方の面には、軸芯調整時の接触部分の摩擦力を低減する目的で低摩擦係数の物質(例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)や二硫化モリブデンなど)がコーティングされる。このコーティングは接触面の両面に施すのが好ましい。また、上述した調整用ボルト203a,203b,204a,204b,205a,205b,206a,206bが接触する面にも、同様のコーティングを行うのが好ましい。
【0015】
図5は軸芯調整装置20よる軸傾き調整を説明する図であり、(a)はX座標軸方向の傾き調整を、(b)はY座標軸方向の傾き調整を示している。図5(a)に示すように上グリップ8がX座標軸の負方向に傾いている場合(角度θ1)には、ボルト203aを緩めるとともにボルト203bを締め付けてボディ202を軸J6(紙面に垂直な軸)を回転軸として反時計回りに回転させ、X座標正方向(図示右側)に角度θ1だけ傾けてグリップ8の軸芯J4をグリップ9(図1参照)の軸芯J5に一致させる。軸J6は、円弧面211aが含まれる円筒状曲面(図4に示す円筒状曲面220であり、円弧面212もこの円筒状曲面に含まれる)の中心軸である。図示しないが、逆に、グリップ8がX座標軸の正方向に傾いている場合には、ボルト203bを緩めるとともにボルト203aを締め付けてボディ202をX座標負方向に傾ける。
【0016】
一方、図5(b)に示すようにグリップ8がY座標軸の負方向に傾いている場合(角度θ2)には、カラー201bに関するボルト203aを緩めるとともにボルト203bを締め付けて、カラー201bをグリップ8と一体にボディ202に対して軸J7(紙面に垂直な軸)を回転軸として反時計回りに回転させ、Y座標正方向(図示右側)に角度θ2だけ傾けてグリップ8の軸芯J4をグリップ9の軸芯J5に一致させる。逆に、グリップ8がY座標軸の正方向に傾いている場合には、ボルト203bを緩めるとともにボルト203aを締め付けてカラー201bをY座標負方向に傾ける。軸J7は、カラー201bの円弧面211bが含まれる円筒状曲面の中心軸である。
【0017】
なお、上述した軸芯調整は、図6に示すように円柱状部材の側面に複数の歪みゲージGを設けた評価用テストピース70を用いて評価試験を行う。この場合、テストピース70の両端をグリップで掴み、引っ張り負荷を与えたときの歪みゲージ70の歪みがゼロになるように調整用ボルト203a,203b,204a,204b,203a,203b,204a,204bを調整する。例えば、調整角度0.1度以下、横方向(XおよびY座標方向)ずれ1mm以下となるように調整する。このような軸芯調整は、材料試験機出荷時や、グリップ8,9交換時や、テストピース変換毎に行われる。
【0018】
上述した実施の形態では、カラー201aおよびカラー201aに同一曲率半径の円弧面211を形成したが、必ずしも同一形状の円弧面とする必要はなく、さらには、凸状の円弧面ではなく凹状の円弧面としても良い。凹状の円弧面とした場合、ボディ202の曲面212,213は凸状の円弧面とする。また、カラー201a,201aを互いに直交するように配設したが、厳密に直交していなくても良い。
【0019】
上述したように、本実施の形態では、ボルト203a,203b,205a、205bを調整することにより、カラー201bに固定されたグリップ8の2方向の傾き調整することができ、かつ、ボルト204a,204b,206a、206bを調整することにより、グリップ8をX座標方向およびY座標方向に調整することができる。これらの調整はグリップ8をジャッキアップした状態で行うことができ、正確な軸芯調整を簡単に行うことができる。また、円弧面211a,211b,212,213の形成は、球面軸受の球面形成に比べて容易であるため、製造コストアップを抑制することができる。
【0020】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲との対応において、クロスヘッド2は負荷枠を、グリップ8は把持部材を、円弧面211aは第1の円弧面を、円弧面211bは第2の円弧面を、円弧面212は第3の円弧面を、円弧面213は第4の円弧面を、カラー201aは第1の部材を、カラー201bは第2の部材を、ボディ202は第3の部材を、ボルト203a,203bは第1の角度調整部材を、ボルト205a,205bは第2の角度調整部材を、ボルト204a,204bは第1の位置調整部材を、ボルト206a,206bは第2の位置調整部材をそれぞれ構成する。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明によれば、供試体を把持する把持部材が固定される第2の部材を第3の部材に対して回転可能とし、かつ、第3の部材を負荷枠との相対位置が一定な第1の部材に対して回転可能とし、第2の部材および第3の部材の回転角度調整を第1,2の角度調整部材により行えるようにしたので、把持部材の軸芯調整(傾き調整)を2方向について容易に行うことができる。また、第1〜3の部材の互いの接触面は円弧面であるため、従来の球面軸受を用いるものに比べて製造コストを低減することができる。
さらに、負荷枠に対して第3の部材の位置を調整し、かつ、第3の部材に対して第2の部材の位置を調整することにより、把持部材の位置を異なる2方向に調整することができるため、より正確な軸芯調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による材料試験機の試験機本体の概略を示す図。
【図2】軸芯調整装置20の詳細を説明する図であり、(a)はX座標軸に沿った断面図、(b)は(a)のA−A’断面図。
【図3】軸芯調整装置20をクロスヘッド2側から見た平面図。
【図4】カラー201aの斜視図。
【図5】軸芯調整装置20による傾き調整を説明する図であり、(a)はX座標軸方向の傾き調整を示す図、(b)はY座標軸方向の傾き調整を示す図。
【図6】評価用テストピース70を示す図。
【図7】従来の材料試験機の試験機本体の概略を示す図。
【図8】傾斜板10,11を説明する図であり、(a)は傾斜板部分の断面図、(b)は傾斜板10,11の斜視図、(c)は傾き調整を説明する図。
【符号の説明】
1 基台
2 クロスヘッド
3 支柱
4 供試体
8,9 グリップ
20 軸芯調整装置
21 ロッド
22 取付板
23 ジャッキボルト
70 評価用テストピース
201a,201b カラー
202 ボディ
203a,203b,204a,204b,205a,205b,206a,206b ボルト
211a,211b,212,213 円弧面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a material testing machine including an axis adjusting device for a gripping member that grips a specimen.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as shown in FIG. 7, a pair of
[0003]
As shown in the perspective view of FIG. 8B,
[0004]
J1 in FIG. 8B indicates the normal line of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the tilt adjustment is performed, the
[0006]
An object of the present invention is to provide a material testing machine including an axis adjustment device that can easily adjust the axis of a gripping member at a relatively low cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 5.
(1) The invention of
[0008]
In the section of the means for solving the above-described problems for explaining the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the invention are used for easy understanding of the present invention. The form is not limited.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a material testing machine according to the present invention, and is a diagram showing a schematic configuration of a testing machine main body. In FIG. 1, the same parts as those in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be mainly described. In FIG. 1, the grip 8 is attached to the
[0010]
2A and 2B are diagrams showing details of the shaft
[0011]
When the grip 8 is attached to the
[0012]
FIG. 4 is a perspective view of the
[0013]
As shown in the plan view of FIG. 3, with respect to the
[0014]
As shown in FIG. 2, the shape of the
[0015]
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining the axis tilt adjustment by the
[0016]
On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the grip 8 is inclined in the negative direction of the Y-coordinate axis (angle θ2), the
[0017]
In addition, the axial center adjustment mentioned above performs an evaluation test using the
[0018]
In the embodiment described above, the
[0019]
As described above, in the present embodiment, by adjusting the
[0020]
In the correspondence between the embodiment described above and the claims, the
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the second member to which the holding member for holding the specimen is fixed can be rotated with respect to the third member, and the third member is loaded. Since the first member having a fixed relative position to the frame is rotatable, the rotation angle of the second member and the third member can be adjusted by the first and second angle adjusting members. Can be easily adjusted in two directions. In addition, since the contact surfaces of the first to third members are arcuate surfaces, the manufacturing cost can be reduced as compared with a conventional spherical bearing.
Further, by adjusting the position of the third member with respect to the load frame and adjusting the position of the second member with respect to the third member, the position of the gripping member is adjusted in two different directions. Therefore, more accurate axis adjustment is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a testing machine main body of a material testing machine according to the present invention.
2A and 2B are diagrams for explaining the details of an
FIG. 3 is a plan view of the shaft
FIG. 4 is a perspective view of a
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining tilt adjustment by the
6 is a view showing an
FIG. 7 is a diagram showing an outline of a testing machine main body of a conventional material testing machine.
8A and 8B are diagrams illustrating the
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記軸芯調整装置は、第1の円弧面を有し、前記負荷枠との相対位置が一定な第1の部材と、
第2の円弧面を有し、前記把持部材が固定される第2の部材と、
前記第1の円弧面に嵌合するように接触する第3の円弧面および前記第2の円弧面に嵌合するように接触する第4の円弧面を有する第3の部材と、
前記第1の円弧面を含む円筒状曲面の中心軸を回転軸とする、前記第1の部材に対する前記第3の部材の回転角度を調整する第1の角度調整部材と、
前記第2の円弧面を含む円筒状曲面の中心軸を回転軸とする、前記第3の部材に対する前記第2の部材の回転角度を調整する第2の角度調整部材と、
前記負荷枠に対する前記第3の部材の位置を第1の方向に調整する第1の位置調整部材と、
前記第3の部材に対する前記第2の部材の位置を第1の方向と異なる第2の方向に調整する第2の位置調整部材とを備えることを特徴とする材料試験機。In a material testing machine provided with an axis adjustment device that adjusts the axis of a gripping member fixed to a load frame and gripping a specimen,
The shaft center adjusting device has a first arc surface, and a first member having a constant relative position to the load frame;
A second member having a second arcuate surface to which the gripping member is fixed;
A third member having a third arc surface that comes into contact with the first arc surface and a fourth arc surface that comes into contact with the second arc surface;
A first angle adjusting member for adjusting a rotation angle of the third member with respect to the first member, the rotation axis being a central axis of a cylindrical curved surface including the first arc surface;
A second angle adjusting member that adjusts a rotation angle of the second member with respect to the third member, with a central axis of a cylindrical curved surface including the second arc surface as a rotation axis;
A first position adjusting member that adjusts the position of the third member with respect to the load frame in a first direction;
A material testing machine comprising: a second position adjusting member that adjusts a position of the second member with respect to the third member in a second direction different from the first direction.
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