JP3850012B2

JP3850012B2 - Fine wire extensometer and fine wire elongation measuring device using the same

Info

Publication number: JP3850012B2
Application number: JP2000079950A
Authority: JP
Inventors: 明佳島田; 昇荒瀬; 三樹男西畑
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: JP2001264029A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細線の引張試験に用いる細線伸び計及びこれを用いた細線伸び計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の材料の応力とひずみとの関係及びヤング率の計測は、引張試験機などの材料試験機を用いて行われる。引張試験では、試験片の断面に引張力を均一に作用させることや、破断にいたるまでの変形を十分に生じさせることが必要であるため、例えば金属材料の引張試験に用いられる試験片は、JIS Z 2201により規定されている。いずれの試験片を用いるかは、各材料規格の規定による。
【０００３】
そして引張試験機は、試験片の標点距離を定める取り付け部に直接取り付けられた伸び計により、試験片に生じた伸びを測定するのが一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の伸び計を用いた技術を細線の伸び計測に応用すると種々の困難が生じる。
【０００５】
図８は従来の接触式伸び計測装置の例であり、この伸び計測装置は取り付け部１０５，１０６が試験片である細線１０１の標点Ｘ，Ｙの位置に直接取り付けられる。細線１０１の両端部には細線端固定具１０７，１０８を固定し、これらの細線端固定具１０７，１０８を図示しない引張試験機で引張って細線１０１に張力を与えることにより、細線１０１の引張試験を行う。このとき、自在関節１０２は、標点距離（Ｘ−Ｙ）が引張試験によって広がるのを妨げず、標点距離の変化は、例えば、電磁誘導による誘導電流の測定を利用した変位計測器１０３で行う。
【０００６】
そして、細線１０１など、伸び測定対象の剛性が小さい場合には、伸び計測装置を吊りひも１０４などの吊り具で吊るすなどして伸び計測装置の自重が細線１０１に与える影響を除去する必要があるが、吊り具によって標点Ｘ，Ｙに力がかからないように伸び計測装置を取り付けることは困難である。
【０００７】
更に、引張試験によって標点距離が広がると重心も変化するので、図９のように取り付け部１０５，１０６にはやがて不平衡な力Ｆ₁，Ｆ₂が加わって細線１０１に曲げモーメントを発生し、このことによって、細線１０１に加わる張力が変化したり、場合によっては図１０のように細線１０１の固定部位１１０（図９に示す取り付け部１０７等）付近に剪断力Ｆ₃が生じて断線する。そのため、小さな負荷を与える細線１０１の引張試験は困難であった。また細線１０１は、細線１０１についた曲がり癖など細線自身のもつ剛性により、伸び計の取り付け、芯出し、伸び計の標点距離の保持、引張試験機への取り付け、及び伸び計測等が困難であった。
【０００８】
これらに対し、カメラにより試験片が伸びる様子を画像として取り込んで解析したり、レーザ光線の照射によって発生するスペクトルパターンを仮想的標点として追跡したりして、非接触で試験片の伸びを測定する方法があるが、極細の光ファイバーケーブルなどの細線は丸くて細いため、画像やスペクトルパターンを取りこむことが難しかった。
【０００９】
従って、本発明は上記の問題点に鑑み、細線に曲げモーメントのような外力が加わって引張試験の張力にくるいが生じたり、細線が切れたりすることがなく、しかも、細線に曲がり癖がついていても伸び計への取り付けなどが容易であり、また、細線の伸びを既存の非接触式変位測定方法でも確実に測定することができる細線伸び計及びこれを用いた細線伸び計測装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の細線伸び計は、試験片である細線を嵌め込むための第１の嵌め込み溝を軸方向の全長に渡って形成した第１のロッドと、この第１のロッドよりも太い筒状で且つ前記細線を嵌め込むための第２の嵌め込み溝を軸方向の全長に渡って形成した第２ロッドとを有し、前記第１のロッドの一部を前記第２のロッドに挿入して、ロッド全体を軸方向に伸縮自在とし、且つ、前記第１の嵌め込み溝の一部と前記第２の嵌め込み溝の一部とを重ね合わせて、これらの溝を一直線状にし、これらの溝の全長に渡って前記細線を嵌め込むように構成した細線取り付け具と、
前記細線を第１の標点位置において前記第１のロッドに固定する第１の細線固定手段と、
前記細線を第２の標点位置において前記第２のロッドに固定する第２の細線固定手段とを備えてなることを特徴とする。
【００１１】
また、第２発明の細線伸び計は、第１発明の細線伸び計において、
前記第１及び第２の細線固定手段は、
前記第１のロッドに形成した第１の固定溝に嵌合する第１の爪を有し、この第１の爪によって前記細線を前記第１のロッドに押し付けるようにして固定する第１のクリップ治具と、
前記第２のロッドに形成した第２の固定溝に嵌合する第２の爪を有し、この第２の爪によって前記細線を前記第２のロッドに押し付けるようにして固定する第２のクリップ治具とであることを特徴とする。
【００１２】
また、第３発明の細線伸び計は、第１又は第２発明の細線伸び計において、
前記第１のロッドと第２のロッドの何れか一方に回転止めピンを固定し、他方に回転止め台を固定して、前記回転止めピンを前記回転止め台の穴に軸方向に移動自在に挿入することにより、前記第１のロッドと前記第２のロッドとが軸回りに相対的に回転するのを防ぐように構成したことを特徴とする。
【００１３】
また、第４発明の細線伸び計は、第１，第２又は第３発明の細線伸び計において、
前記第１のロッドと第２のロッドの伸縮を阻止する固定ねじを設けたことを特徴とする。
【００１４】
また、第５発明の細線伸び計測装置は、第１，第２，第３又は第４発明の細線伸び計と、
前記細線を軸方向に引張ったとき、前記細線の伸びとともに軸方向に変位する前記細線伸び計の第１のロッドの変位量を、非接触で測定する第１の非接触式変位測定手段と、
前記細線を軸方向に引張ったとき、前記細線の伸びとともに軸方向に変位する前記細線伸び計の第２のロッドの変位量を、非接触で測定する第２の非接触式変位測定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、第６発明の細線伸び計測装置は、第５発明の細線伸び計測装置において、前記第１及び第２の非接触式変位測定手段は、
前記第１のロッドの端部を間に挟んで第１のレーザ光源と第１のレーザ受光器とを対向配置して、前記第１のレーザ光源から前記第１のロッドの端部及びその近傍にレーザ光線を照射し、このレーザ光線を前記第１のレーザ受光器で受光してレーザ光線の幅を測定することより、前記第１のロッドの変位を測定する第１の非接触式変位測定装置と、
前記第２のロッドの端部を間に挟んで第２のレーザ光源と第２のレーザ受光器とを対向配置して、前記第２のレーザ光源から前記第２のロッドの端部及びその近傍にレーザ光線を照射し、このレーザ光線を前記第２のレーザ受光器で受光してレーザ光線の幅を測定することより、前記第２のロッドの変位を測定する第２の非接触式変位測定装置とであることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態に係る細線伸び計の構成を示す断面図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線矢視断面、図２（ｂ）は図２（ａ）から第１のロッドを抽出して示す断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）から第２のロッドを抽出して示す断面図、図３（ａ）は図１のＢ−Ｂ線矢視断面図、図３（ｂ）は図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【００１８】
また、図４（ａ）はクリップ治具の爪を第１のロッドの固定溝に嵌合させるときの状態を示す説明図、図４（ｂ）はクリップ治具の爪を第２のロッドの固定溝に嵌合させるときの状態を示す説明図、図５は細線の両端部を細線端固定具で固定した状態を示す説明図、図６は細線伸び計測装置の全体的な構成と前記細線伸び計による測定原理とを示す説明図、図７は細線の引張試験結果を示すグラフである。
【００１９】
図１及び図２に示すように、細線伸び計２０は、第１のロッド２１、第２のロッド２２、固定ねじ２３、回転止めピン２４、回転止め台２６及びクリップ治具３０を備えてなるものである。
【００２０】
ロッド２１は円筒状であり、その外周部には細線１を嵌め込むための嵌め込み溝２８ａが、軸方向（Ｘ軸方向）の全長に渡って形成されている。この嵌め込み溝２８ａは横断面がＶ字状であってロッド２１の軸心にまで達しており、前記軸心に向かうほど間隔が狭まっている。ロッド２２はロッド２１よりも太い円筒状であり、その外周部には細線１を嵌め込むための嵌め込み溝２８ｂが、Ｘ軸方向の全長に渡って形成されている。この嵌め込み溝２８ｂも横断面がＶ字状であってロッド２２の軸心にまで達しており、前記軸心に向かうほど間隔が狭まっている。
【００２１】
そして、内筒であるロッド２１の一部を外筒であるロッド２２に挿入している。このことにより、ロッド２１，２２全体をＸ軸方向に伸縮自在とし、且つ、嵌め込み溝２８ａの一部と嵌め込み溝２８ｂの一部とを重ね合わせて、これらの溝２８ａ，２８ｂを一直線状とし、これらの溝２８ａ，２８ｂの全長に渡って細線１を嵌め込むように構成している。かくして、細線１を取り付けるための細線取り付け具が構成されている。なお、この細線取り付け具は軽量のものである、即ち、ロッド２１，２２などの構成部材が軽量の材料で構成されている。
【００２２】
また、ロッド２１の外周面にはＬ字状の回転止めピン２４を固定し、ロッド２２の外周面には回転止め台２６を固定している。そして、回転止めピン２４のＸ軸方向に沿う部分２４ａを、回転止め台２６にＸ軸方向に沿って形成した穴２６ａに挿入している。このことにより、回転止めピン２４と回転止め台２６はＸ軸方向には移動自在である一方、Ｘ軸方向と直交する方向への相対的な移動は阻止される。従って、回転止めピン２４と回転止め台２６は、ロッド２１，２２が、Ｘ軸方向に伸縮するのを妨げることなく、Ｘ軸回りに相対的に回転するを防止する。
【００２３】
固定ねじ２３は回転止め台２６に設けられており、回転止め台２６及びロッド２２にねじ込まれて、先端がロッド２２の外周面に当接することにより、ロッド２１，２２の伸縮を阻止するようになっている。
【００２４】
また、細線１は、クリップ治具３０により第１の標点位置においてロッド２１に固定され、且つ、他のクリップ治具３０により第２の標点位置においてロッド２２に固定されている。図３に示すように、これらのクリップ治具３０は同じ構成のものであり、軽量で弾性を有する薄い材料で製作されている。
【００２５】
具体的には、Ｕ字状のバネ３４の両端部にクリップつまみ３１ａとクリップつまみ３１ｂとがそれぞれ固定されており、バネ３４はクリップつまみ３１ａ，３１ｂをこれらの先端側が互いに近づく方向に付勢している。クリップつまみ３１ｂの先端部には楔状の爪３２を有している。また、クリップつまみ３１ａの先端側は、ロッド２１，２２の外周面に沿うように湾曲している。一方、ロッド２１の端部には側面視がＶ字状の固定溝３３ａが形成されており、ロッド２２の端部にも側面視がＶ字状の固定溝３３ｂが形成されている。これらの固定溝３３ａ，３３ｂはロッド２１，２２の軸心まで達している。
【００２６】
従って、クリップ治具３０は、図３（ａ）及び（ｂ）に一点鎖線で示すようにバネ３４のバネ力に抗してクリップつまみ３１ａ，３１ｂを広げてから、図３（ａ）及び（ｂ）に実線で示すようにロッド２１，２２の端部にそれぞれ装着する。このとき、クリップつまみ３１ａの先端側がロッド２１，２２の外周面に接触するとともに、クリップつまみ３１ｂの爪３２がロッド２１，２２の固定溝３３ａ，３３ｂに嵌合して細線１をロッド２１，２２に押し付ける。なお、爪３２を固定溝３３ａ，３３ｂに嵌合させるときの状態は図４に示す通りである。
【００２７】
かくして、細線１は標点位置においてロッド２１，２２にそれぞれ固定される。このとき、細線１の標点距離は固定溝３３ａと固定溝３３ｂとの間の距離Ｌであり、ロッド２１，２２の全長はロッド２１の端２７ａからロッド２２の端２７ｂまでの距離Ｌ₁である。
【００２８】
図５に示すように、細線１は両端を伸び計２０（ロッド２１，２２）の外まで延ばした状態で設置される。そして、細線１の両端は細線端固定具５０よってそれぞれ固定する。細線１の引張試験は、引張試験機で細線端固定具５０を引張ることにより行う。
【００２９】
図６に示すように、細線１を引張ることにより、細線１の標点間距離がΔＬだけ伸びてＬ＋ΔＬになると、この細線１の伸びに伴ってロッド２１，２２が伸長し、ロッド２１，２２の全長はＬ１＋ΔＬとなる。すなわち、細線１の伸びΔＬは、ロッド２１，２２の両端２７ａ，２７ｂに生じた変位と同じである。従って、このロッド２１，２２の両端２７ａ，２７ｂの変位ΔＬを計測することで、細線１の伸びΔＬを測定することができる。
【００３０】
そこで、ロッド２１，２２の両端２７ａ，２７ｂの変位を変位測定装置によって計測するが、この場合、細線１に加える張力を精確に保つためには、細線１及び伸び計２０に非接触で変位測定を行うことが望ましい。このため、本実施の形態では、図６に示すようなレーザ光線を利用した非接触式変位測定装置よってロッド２１，２２の両端２７ａ，２７ｂの変位測定を行う。
【００３１】
具体的には、図６に示すように、ロッド２１の端部を間に挟んでレーザ光源４１ａとレーザ受光器４２ａとを対向配置して、レーザ光源４１ａからロッド２１の端部及びその近傍にレーザ光線４３ａを照射し、このレーザ光線４３ａをレーザ受光器４２ａで受光する。このとき、レーザ光源４１ａから出射されるレーザ光線の幅はＬ₂であるが、その一部がロッド２１の端部に遮られることにより、レーザ受光器４２ａで受光されるレーザ光線の幅はＬ₃( ＜Ｌ₂）となる。そして、このレーザ光線の幅Ｌ₃がロッド２１の端２７ａの変位量に応じて変化する。従って、レーザ受光器４２ａでレーザ光線の幅Ｌ₃を測定することにより、ロッド２１の端２７ａの変位量を測定することができる。
【００３２】
同様に、ロッド２２の端部を間に挟んでレーザ光源４１ｂとレーザ受光器４２ｂとを対向配置して、レーザ光源４１ｂからロッド２２の端部及びその近傍にレーザ光線４３ｂを照射し、このレーザ光線４３ｂをレーザ受光器４２ｂで受光する。このとき、レーザ光源４１ｂから出射されるレーザ光線の幅はＬ₂であるが、その一部がロッド２２の端部に遮られることにより、レーザ受光器４２ｂで受光されるレーザ光線の幅はＬ₃( ＜Ｌ₂）となる。そして、このレーザ光線の幅Ｌ₃がロッド２２の端２７ｂの変位量に応じて変化する。従って、レーザ受光器４２ｂでレーザ光線の幅Ｌ₃を測定することにより、ロッド２２の端２７ｂの変位量を測定することができる。
【００３３】
次に、細線伸び計２０を用いた細線１の引張試験手順について説明する（図１〜図６参照）。
【００３４】
まず、ロッド２１，２２を適宜伸縮して固定溝３３ａ，３３ｂの間隔を所定の標点距離Ｌとし、この標点距離Ｌを保持した状態で固定ねじ２３によりロッド２１，２２を固定して、これらの伸縮を阻止する。
【００３５】
この状態で細線１をロッド２１，２２の嵌め込み溝２８ａ，２８ｂに嵌め込み、クリップ治具３０によって細線１を第１の標点位置（固定溝３３ａの位置）においてロッド２１に固定し、且つ、他のクリップ治具３０によって細線１を第２の標点位置（固定溝３３ｂの位置）においてロッド２２に固定する。このとき、ロッド２１，２２は固定ねじ２３により固定されているため伸縮しない。
【００３６】
続いて、細線１の両端部に細線端固定具５０を取り付ける。細線伸び計２０への細線１の取り付けと、細線１の端部への細線端固定具５０の取り付けとが完了したら、固定ねじ２３を緩めてロッド２１，２２を伸縮可能とし、細線１を図示しない引張試験機に取り付ける。この引張り前の細線１の標点距離Ｌはロッド２１，２２の固定溝３３ａ，３３ｂの間の距離Ｌである。
【００３７】
次に、引張試験機により細線端固定具５０をＸ軸方向に引張ることによって、細線１にＸ軸方向の張力を与える。その結果、細線１が伸び、この細線１の伸びとともにロッド２１，２２も伸長して、ロッド２１，２２の両端２７ａ，２７ａがＸ軸方向に変位する。即ち、ロッド２１，２２は細線１に対してそれぞれ一点（固定溝３３ａ，３３ｂ部分）で固定され、且つ、相互にＸ軸方向に伸縮自在であるため、細線１の伸びはそのままロッド全体の伸びに反映される。また、このとき、回転止めピン２３と回転止め台２６の働きにより、ロッド２１，２２はＸ軸方向に案内され、ロッド２１，２２がＸ軸回りに相対的に回転することはない。
【００３８】
そして、ロッド２１の端２７ａの変位量をレーザ光源４１ａとレーザ受光器４２ａとを用いて測定し、ロッド２２の端２７ｂの変位量をレーザ光源４１ｂとレーザ受光器４２ｂとを用いて測定する。かくして、細線１の伸び量ΔＬを測定することができる。
【００３９】
図７には細線の引張試験の結果の一例を示す。同図において、横軸は細線に生じたひずみ（伸び）を表し、縦軸は応力を表す。引張試験は、細線（試験片）として全長１２０ｍｍの紫外線硬化型樹脂で被覆された光ファイバ（直径０．２５ｍｍ）を用い、この光ファイバに対して引張試験機により一定の速さで引張るようにして負荷（張力）を与えることにより、行った。また、このときの標点距離５０ｍｍである。
【００４０】
図７の応力ひずみ図は微小な荷重においても直線性を示し、この結果は、曲げやモーメントによる試験片への影響がほとんどなく、光ファイバ（試験片）の伸び計への取り付け、芯出し、伸び計の標点距離の保持がうまく行われていることを示している。
【００４１】
以上のように、本実施の形態によれば、細線１をロッド２１，２２の嵌め込み溝２８ａ，２８ｂに全長に渡って嵌め込んで固定するため、細線１に曲げモーメントが加わって引張試験の張力にくるいが生じたり、細線が切れたりする虞がない。しかも、細線１を細長い嵌め込み溝２８ａ，２８ｂに嵌め込んでから、クリップ治具３０でロッド２１，２２に固定することができるため、細線１に曲がり癖がついていても容易に細線１を細線伸び計２０に取り付けることができる。
【００４２】
更に、引張試験においては、細線そのものの伸びを直接測定するのではなく、ロッド２１，２２の変位を測定することよって細線１の伸びを測定するため、既存の非接触式変位測定装置によって容易に細線１の伸びを測定することができる。即ち、ロッド２１，２２は細線１に比べて十分太いため、その両端２７ａ，２７ｂの変位検出には既存の非接触で物体の変位を測定する方法を適用することができ、その結果、細線１の伸び測定を非接触で行うことが可能となる。
【００４３】
また、クリップ治具３０は固定溝３３ａ，３３ｂに嵌合する爪３２を有し、この爪３２によって細線１をロッド２１，２２に押し付ける構成であるため、構成が簡易であり、且つ、確実に細線１をロッド２１，２２に固定することができる。
【００４４】
また、ロッド２１に回転止めピン２４を固定し、ロッド２２に回転止め台２６を固定して、回転止めピン２４を回転止め台２６の穴２６ａに軸方向に移動自在に挿入することにより、ロッド２１，２２がＸ軸回りに相対的に回転するのを防ぐように構成したため、引張試験においてロッド２１，２２が相対的にＸ軸回りに回転して引張試験の張力をくるわすことなどを確実に防止することができる。
【００４５】
また、細線１を取り付けるとき、固定ねじ２３によってロッド２１，２２の伸縮を阻止することができるため、容易に細線１をロッド２１，２２へ取り付けることができ、且つ、引張試験前に細線１に対してＸ軸方向の力を加えることなく取り付けることができる。
【００４６】
そして、上記のような細線伸び計２０を用いた細線伸び計測装置では、細線１に対して非接触式変位測定装置により精度のよい伸び測定を容易に行うことができる。
【００４７】
なお、上記では、非接触式変位測定装置として、レーザ光源４１ａ，４１ｂとレーザ受光器４２ａ，４２ｂとを備えた装置を用いたが、必ずしもこれに限定するものではなく、ロッド２１，２２の両端２７ａ，２７ｂの変位を非接触で行う装置としては、例えば、光の他、音や電磁波等を利用した装置でもよく、また、ロッド２１，２２は細線１に比べて十分太いため、ロッド２１，２２の画像をカメラなどで取りこんで変位測定をしたり、レーザ光線の照射により発生するスペクトルパターンの移動を追跡する送り量測定装置よってロッド２１，２２の両端２７ａ，２７ｂの移動量（変位量）を検出するようにしてもよい。
【００４８】
また、上記のクリップ治具３０はバネ３４を用いたものであるが、必ずしもこれに限定するものではなく、例えばバネ３４に代わりに形状記憶合金を用いてクリップ治具を作製し、この形状記憶合金が所定の形状に戻ろうとする力によって細線１をロッド２１，２２に固定するようにしてもよい。
【００４９】
また、上記では、回転止めピン２４と回転止め台２６とによってロッド２１，２２がＸ軸回りに相対的に回転するのを防止しているが、必ずしもこれに限定するものではなく、例えばロッド２１の外径とロッド２２の内径が略等しくて両者の隙間が小さい場合には、ロッド２１，２２がＸ軸回りに相対的に回転しようとしても、これをロッド２１の嵌め込み溝２８ａとロッド２２の嵌め込み溝２８ｂとの重なり部分において規制することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上実施の形態とともに具体的に説明にたように、第１発明の細線伸び計によれば、細線を第１のロッドと第２のロッドの嵌め込み溝に全長に渡って嵌め込んで固定するため、細線に曲げモーメントが加わって引張試験の張力にくるいを生じせしめたり、細線が切れたりする虞がない。しかも、細線を嵌め込み溝に嵌め込んでから、第１の細線固定手段と第１の細線固定手段とで第１のロッドと第２のロッドとに固定することができるため、細線に曲がり癖がついていても容易に細線を細線伸び計に取り付けることができる。
【００５１】
更に、引張試験においては、細線そのものの伸びを直接測定するのではなく、第１のロッドと第２のロッドの変位を測定することよって細線の伸びを測定するため、既存の非接触式変位測定装置でも容易に細線の伸びを測定することができる。即ち、第１及び第２のロッドは細線に比べて十分太いため、その両端の変位検出には既存の非接触で物体の変位を測定する方法を適用することができ、その結果、細線の伸び測定を非接触で行うことが可能となる。
【００５２】
また、第２発明の細線伸び計によれば、第１及び第２のクリップ治具は固定溝に嵌合する爪を有し、この爪によって細線を第１のロッドと第２のロッドとに押し付ける構成であるため、構成が簡易であり、且つ、確実に細線を第１のロッドと第２のロッドとに固定することができる。
【００５３】
また、第３発明の細線伸び計によれば、第１のロッドと第２のロッドの何れか一方に回転止めピンを固定し、他方に回転止め台を固定して、回転止めピンを回転止め台の穴に軸方向に移動自在に挿入することにより、第１のロッドと第２のロッドとが軸回りに相対的に回転するのを防ぐように構成したため、引張試験において第１のロッドと第２のロッドとが軸回りに相対的に回転して引張試験の張力をくるわすことなどを確実に防止することができる。
【００５４】
また、第４発明の細線伸び計によれば、細線を取り付けるとき、固定ねじによって第１及び第２のロッドの伸縮を阻止することができるため、容易に細線を第１及び第２のロッドへ取り付けることができ、且つ、引張試験前に細線に対して軸方向の力を加えることなく取り付けることができる。
【００５５】
そして、第５又は第６発明の細線伸び計測装置では、上記のような第１，第２，第３又は第４発明の細線伸び計を用いるため、細線に対して非接触式変位測定装置により精度のよい伸び測定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る細線伸び計の構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線矢視断面、（ｂ）は（ａ）から第１のロッドを抽出して示す断面図、（ｃ）は（ａ）から第２のロッドを抽出して示す断面図である。
【図３】（ａ）は図１のＢ−Ｂ線矢視断面図、（ｂ）は図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図４】（ａ）はクリップ治具の爪を第１のロッドの固定溝に嵌合させるときの状態を示す説明図、（ｂ）はクリップ治具の爪を第２のロッドの固定溝に嵌合させるときの状態を示す説明図である。
【図５】細線の両端部を細線端固定具で固定した状態を示す説明図である。
【図６】細線伸び計測装置の全体的な構成と前記細線伸び計による測定原理とを示す説明図である。
【図７】細線の引張試験結果を示すグラフである。
【図８】従来の接触式伸び計測装置の例を示す構成図である。
【図９】前記接触式伸び計測装置による引張試験において発生する曲げモーメントの説明図である。
【図１０】前記接触式伸び計測装置による引張試験において発生する剪断力の説明図である。
【符号の説明】
１細線（試験片）
２０細線伸び計
２１ロッド（内筒）
２２ロッド（外筒）
２３固定ねじ
２４回転止めピン
２６回転止め台
２６ａ回転止め台の穴
２７ａ，２７ｂロッドの端
２８ａ，２８ｂ嵌め込み溝
３０クリップ治具
３１ａ，３１ｂクリップつまみ
３２爪
３３固定溝（Ｖ型溝）
３４バネ
４１ａ，４１ｂレーザ光源
４２ａ，４２ｂレーザ受光器
４３ａ，４３ｂレーザ光線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fine wire extensometer used for a fine wire tensile test and a fine wire elongation measuring apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
The relation between the stress and strain of a general material and the measurement of Young's modulus are performed using a material testing machine such as a tensile testing machine. In the tensile test, it is necessary to apply a tensile force uniformly to the cross section of the test piece and to cause sufficient deformation until the breakage occurs. For example, a test piece used for a tensile test of a metal material is: It is defined by JIS Z 2201. Which specimen is used depends on the specifications of each material standard.
[0003]
And it was common for the tensile tester to measure the elongation generated in the test piece by an extensometer directly attached to the attachment portion that determines the gauge distance of the test piece.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, various difficulties arise when a conventional technique using an extensometer is applied to the measurement of the elongation of a thin wire.
[0005]
FIG. 8 shows an example of a conventional contact-type elongation measuring device. This elongation measuring device is directly attached to the positions of the marks X and Y of the thin wire 101 whose attachment portions 105 and 106 are test pieces. Tensile test of the thin wire 101 is performed by fixing the thin wire end fixtures 107 and 108 to both ends of the thin wire 101 and pulling the thin wire end fixtures 107 and 108 with a tensile tester (not shown) to apply tension to the thin wire 101. I do. At this time, the universal joint 102 does not prevent the gauge distance (XY) from spreading due to the tensile test, and the change in the gauge distance is, for example, a displacement measuring instrument 103 using measurement of induced current by electromagnetic induction. Do.
[0006]
When the rigidity of the elongation measurement target such as the thin wire 101 is small, it is necessary to remove the influence of the own weight of the elongation measuring device on the thin wire 101 by suspending the elongation measuring device with a hanging tool such as the hanging string 104. However, it is difficult to attach the elongation measuring device so that the force is not applied to the marks X and Y by the lifting tool.
[0007]
Furthermore, since the center of gravity changes as the gauge distance increases in the tensile test, unbalanced forces F ₁ and F ₂ are applied to the attachment portions 105 and 106 as shown in FIG. As a result, the tension applied to the thin wire 101 is changed, or in some cases, the shearing force F ₃ is generated near the fixing portion 110 (such as the attachment portion 107 shown in FIG. 9) of the thin wire 101 as shown in FIG. . Therefore, the tensile test of the thin wire 101 that gives a small load is difficult. In addition, due to the rigidity of the thin wire 101, such as the bending hook attached to the thin wire 101, it is difficult to attach an extensometer, center it, maintain the gauge distance of the extensometer, attach it to a tensile tester, and measure the elongation. there were.
[0008]
On the other hand, the state of the test piece extending by the camera is captured and analyzed as an image, or the spectral pattern generated by the laser beam irradiation is traced as a virtual target to measure the elongation of the test piece in a non-contact manner. However, it is difficult to capture images and spectral patterns because thin wires such as ultra-fine optical fiber cables are round and thin.
[0009]
Therefore, in view of the above-mentioned problems, the present invention does not cause an external force such as a bending moment to be applied to the thin wire, thereby causing the tension of the tensile test to be distorted or breaking the thin wire. Even if it is attached, it is easy to attach to an extensometer, etc., and a thin wire extensometer and a thin wire elongation measuring device using this can be measured with the existing non-contact displacement measurement method. The task is to do.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A thin wire extensometer according to a first aspect of the present invention for solving the above-described problems is a first rod in which a first fitting groove for fitting a thin wire as a test piece is formed over the entire length in the axial direction, and the first rod A second rod that has a thicker cylindrical shape and a second fitting groove for fitting the thin wire over the entire length in the axial direction, and a part of the first rod is the second rod The rod is inserted into the rod so that the entire rod can be expanded and contracted in the axial direction, and a part of the first fitting groove and a part of the second fitting groove are overlapped to make these grooves straight. A fine wire fitting configured to fit the fine wire over the entire length of these grooves;
First fine wire fixing means for fixing the fine wire to the first rod at a first gauge position;
And a second fine wire fixing means for fixing the fine wire to the second rod at a second mark position.
[0011]
The fine wire extensometer of the second invention is the fine wire extensometer of the first invention,
The first and second thin wire fixing means are:
A first clip that has a first claw that fits into a first fixing groove formed in the first rod, and is fixed by pressing the fine wire against the first rod by the first claw. A jig,
A second clip having a second claw that fits into a second fixing groove formed on the second rod, and fixing the thin wire against the second rod by the second claw; It is a jig.
[0012]
The thin wire extensometer of the third invention is the thin wire extensometer of the first or second invention,
A rotation stop pin is fixed to one of the first rod and the second rod, a rotation stop base is fixed to the other, and the rotation stop pin is axially movable in the hole of the rotation stop base. By inserting, the first rod and the second rod are configured to prevent relative rotation about the axis.
[0013]
The thin wire extensometer of the fourth invention is the thin wire extensometer of the first, second or third invention,
A fixing screw for preventing expansion and contraction of the first rod and the second rod is provided.
[0014]
Moreover, the thin wire elongation measuring device of the fifth invention comprises the thin wire extensometer of the first, second, third or fourth invention,
A first non-contact displacement measuring means for measuring, in a non-contact manner, a displacement amount of the first rod of the fine wire extensometer that is displaced in the axial direction along with the extension of the thin wire when the thin wire is pulled in an axial direction;
A second non-contact displacement measuring means for measuring, in a non-contact manner, a displacement amount of the second rod of the fine wire extensometer that is displaced in the axial direction along with the elongation of the thin wire when the thin wire is pulled in the axial direction; It is characterized by having.
[0015]
Further, the fine wire elongation measuring device of the sixth invention is the fine wire elongation measuring device of the fifth invention, wherein the first and second non-contact displacement measuring means are:
A first laser light source and a first laser receiver are arranged opposite to each other with an end portion of the first rod interposed therebetween, and the end portion of the first rod and the vicinity thereof from the first laser light source. A first non-contact displacement measurement that measures the displacement of the first rod by irradiating a laser beam to the laser beam, receiving the laser beam with the first laser receiver, and measuring the width of the laser beam. Equipment,
A second laser light source and a second laser receiver are disposed opposite each other with the end of the second rod interposed therebetween, and the end of the second rod and its vicinity from the second laser light source. Is irradiated with a laser beam, and the laser beam is received by the second laser receiver and the width of the laser beam is measured to measure the displacement of the second rod. It is a device.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0017]
1 is a cross-sectional view showing a configuration of a fine wire extensometer according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 2 (b) is from FIG. FIG. 2C is a sectional view showing the first rod extracted, FIG. 2C is a sectional view showing the second rod extracted from FIG. 2A, and FIG. 3A is a BB line arrow in FIG. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
[0018]
4 (a) is an explanatory view showing a state when the claw of the clip jig is fitted into the fixing groove of the first rod, and FIG. 4 (b) is a diagram showing the claw of the clip jig of the second rod. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state where both ends of the fine wire are fixed with a fine wire end fixture, and FIG. 6 is an overall configuration of the thin wire elongation measuring device and the fine wire. FIG. 7 is a graph showing the results of a tensile test of thin wires.
[0019]
As shown in FIGS. 1 and 2, the fine wire extensometer 20 includes a first rod 21, a second rod 22, a fixing screw 23, a rotation stop pin 24, a rotation stop base 26, and a clip jig 30. Is.
[0020]
The rod 21 has a cylindrical shape, and a fitting groove 28a for fitting the thin wire 1 is formed on the outer periphery of the rod 21 over the entire length in the axial direction (X-axis direction). The fitting groove 28a has a V-shaped cross section and reaches the axis of the rod 21, and the interval is narrowed toward the axis. The rod 22 has a cylindrical shape that is thicker than the rod 21, and a fitting groove 28 b for fitting the thin wire 1 is formed on the outer periphery of the rod 22 over the entire length in the X-axis direction. The fitting groove 28b also has a V-shaped cross section and reaches the axial center of the rod 22, and the interval is narrowed toward the axial center.
[0021]
A part of the rod 21 that is the inner cylinder is inserted into the rod 22 that is the outer cylinder. Thus, the entire rods 21 and 22 can be expanded and contracted in the X-axis direction, and a part of the fitting groove 28a and a part of the fitting groove 28b are overlapped to make these grooves 28a and 28b straight. The thin wire 1 is fitted over the entire length of the grooves 28a and 28b. Thus, a thin wire fitting for attaching the thin wire 1 is configured. In addition, this thin wire | line attachment tool is a lightweight thing, ie, structural members, such as the rods 21 and 22, are comprised with the lightweight material.
[0022]
Further, an L-shaped rotation stop pin 24 is fixed to the outer peripheral surface of the rod 21, and a rotation stop base 26 is fixed to the outer peripheral surface of the rod 22. A portion 24a along the X-axis direction of the rotation stop pin 24 is inserted into a hole 26a formed in the rotation stop base 26 along the X-axis direction. As a result, the rotation stop pin 24 and the rotation stop base 26 are movable in the X-axis direction, but relative movement in the direction orthogonal to the X-axis direction is prevented. Therefore, the rotation stop pin 24 and the rotation stop base 26 prevent the rods 21 and 22 from rotating relatively around the X axis without preventing the rods 21 and 22 from expanding and contracting in the X axis direction.
[0023]
The fixing screw 23 is provided on the rotation stop 26 and is screwed into the rotation stop 26 and the rod 22 so that the distal end abuts on the outer peripheral surface of the rod 22 to prevent the rods 21 and 22 from expanding and contracting. It has become.
[0024]
Further, the thin wire 1 is fixed to the rod 21 at the first gauge position by the clip jig 30 and is fixed to the rod 22 at the second gauge position by the other clip jig 30. As shown in FIG. 3, these clip jigs 30 have the same structure, and are made of a thin material that is lightweight and elastic.
[0025]
Specifically, a clip knob 31a and a clip knob 31b are fixed to both ends of the U-shaped spring 34, respectively, and the spring 34 biases the clip knobs 31a and 31b in a direction in which the tip ends approach each other. ing. A wedge-shaped claw 32 is provided at the tip of the clip knob 31b. Further, the tip end side of the clip knob 31 a is curved so as to follow the outer peripheral surfaces of the rods 21 and 22. On the other hand, a fixed groove 33a having a V-shaped side view is formed at the end of the rod 21, and a fixed groove 33b having a V-shaped side view is also formed at the end of the rod 22. These fixing grooves 33a and 33b reach the axial centers of the rods 21 and 22.
[0026]
Therefore, the clip jig 30 opens the clip knobs 31a and 31b against the spring force of the spring 34 as shown by the one-dot chain line in FIGS. As shown by the solid line in b), the rods 21 and 22 are respectively attached to the end portions. At this time, the tip end side of the clip knob 31 a contacts the outer peripheral surface of the rods 21 and 22, and the claw 32 of the clip knob 31 b is fitted in the fixing grooves 33 a and 33 b of the rods 21 and 22, so that the thin wire 1 is connected to the rods 21 and 22. Press on. The state when the claw 32 is fitted in the fixing grooves 33a and 33b is as shown in FIG.
[0027]
Thus, the thin line 1 is fixed to the rods 21 and 22 at the reference point positions, respectively. At this time, the gauge distance of the thin wire 1 is the distance L between the fixed groove 33a and the fixed groove 33b, and the total length of the rods 21 and 22 is the distance L ₁ from the end 27a of the rod 21 to the end 27b of the rod 22. is there.
[0028]
As shown in FIG. 5, the thin wire 1 is installed in a state in which both ends extend to the outside of the extensometer 20 (rods 21 and 22). Then, both ends of the fine wire 1 are fixed by the fine wire end fixture 50, respectively. The tensile test of the fine wire 1 is performed by pulling the fine wire end fixture 50 with a tensile tester.
[0029]
As shown in FIG. 6, when the distance between the gauge points of the thin wire 1 is extended by ΔL to L + ΔL by pulling the thin wire 1, the rods 21 and 22 are extended with the extension of the thin wire 1, and the rods 21 and 22. The total length is L1 + ΔL. That is, the elongation ΔL of the thin wire 1 is the same as the displacement generated at both ends 27a and 27b of the rods 21 and 22. Therefore, the elongation ΔL of the thin wire 1 can be measured by measuring the displacement ΔL of both ends 27a, 27b of the rods 21, 22.
[0030]
Therefore, the displacements of both ends 27a and 27b of the rods 21 and 22 are measured by a displacement measuring device. In this case, in order to keep the tension applied to the fine wire 1 accurately, the displacement measurement is performed without contact with the fine wire 1 and the extensometer 20. It is desirable to do. For this reason, in this embodiment, the displacement measurement of both ends 27a and 27b of the rods 21 and 22 is performed by a non-contact type displacement measuring device using a laser beam as shown in FIG.
[0031]
Specifically, as shown in FIG. 6, a laser light source 41a and a laser receiver 42a are arranged opposite to each other with the end portion of the rod 21 therebetween, and the end portion of the rod 21 and the vicinity thereof are disposed from the laser light source 41a. The laser beam 43a is irradiated, and the laser beam 43a is received by the laser receiver 42a. At this time, the width of the laser beam emitted from the laser light source 41a is L ₂ , but when a part of the laser beam is blocked by the end of the rod 21, the width of the laser beam received by the laser receiver 42a is L. ₃ (<L ₂ ). The width L ₃ of this laser beam changes according to the amount of displacement of the end 27a of the rod 21. Thus, by measuring the width L ₃ of the laser beam at the laser receiver 42a, it is possible to measure the displacement of the end 27a of the rod 21.
[0032]
Similarly, the laser light source 41b and the laser receiver 42b are arranged to face each other with the end portion of the rod 22 interposed therebetween, and a laser beam 43b is irradiated from the laser light source 41b to the end portion of the rod 22 and its vicinity. The light beam 43b is received by the laser receiver 42b. At this time, the width of the laser beam emitted from the laser light source 41b is L ₂ , but the width of the laser beam received by the laser receiver 42b is L by blocking a part of the laser beam at the end of the rod 22. ₃ (<L ₂ ). The width L _{3 of the} laser beam changes according to the amount of displacement of the end 27 b of the rod 22. Thus, by measuring the width L ₃ of the laser beam at the laser receiver 42b, it is possible to measure the displacement of the end 27b of the rod 22.
[0033]
Next, the tensile test procedure of the fine wire 1 using the fine wire extensometer 20 will be described (see FIGS. 1 to 6).
[0034]
First, the rods 21 and 22 are appropriately expanded and contracted to set the interval between the fixing grooves 33a and 33b to a predetermined gauge distance L, and the rods 21 and 22 are fixed with the fixing screw 23 in a state in which the gauge distance L is maintained. Prevent these expansion and contraction.
[0035]
In this state, the thin wire 1 is fitted into the fitting grooves 28a and 28b of the rods 21 and 22, the thin wire 1 is fixed to the rod 21 at the first gage position (the position of the fixing groove 33a) by the clip jig 30, and others. The thin wire 1 is fixed to the rod 22 at the second gage position (position of the fixing groove 33b) by the clip jig 30. At this time, since the rods 21 and 22 are fixed by the fixing screw 23, they do not expand and contract.
[0036]
Subsequently, the fine wire end fixture 50 is attached to both ends of the fine wire 1. When the attachment of the thin wire 1 to the thin wire extensometer 20 and the attachment of the thin wire end fixture 50 to the end of the thin wire 1 are completed, the fixing screws 23 are loosened so that the rods 21 and 22 can be expanded and contracted. Do not attach to a tensile tester. The gauge length L of the thin wire 1 before pulling is the distance L between the fixing grooves 33a and 33b of the rods 21 and 22.
[0037]
Next, the tension | tensile_strength in the X-axis direction is given to the thin wire | line 1 by pulling the thin wire | line end fixing tool 50 to a X-axis direction with a tensile testing machine. As a result, the thin wire 1 extends, and the rods 21 and 22 extend along with the extension of the thin wire 1, and both ends 27 a and 27 a of the rods 21 and 22 are displaced in the X-axis direction. That is, the rods 21 and 22 are fixed to the thin wire 1 at one point (fixed grooves 33a and 33b) and can be expanded and contracted in the X-axis direction. It is reflected in. At this time, the rods 21 and 22 are guided in the X-axis direction by the action of the rotation-stopping pin 23 and the rotation-stopping base 26, and the rods 21 and 22 do not relatively rotate around the X-axis.
[0038]
Then, the displacement amount of the end 27a of the rod 21 is measured using the laser light source 41a and the laser receiver 42a, and the displacement amount of the end 27b of the rod 22 is measured using the laser light source 41b and the laser receiver 42b. Thus, the elongation amount ΔL of the thin wire 1 can be measured.
[0039]
FIG. 7 shows an example of the results of a thin wire tensile test. In the figure, the horizontal axis represents the strain (elongation) generated in the thin line, and the vertical axis represents the stress. In the tensile test, an optical fiber (diameter: 0.25 mm) covered with an ultraviolet curable resin having a total length of 120 mm is used as a thin wire (test piece), and the optical fiber is pulled at a constant speed by a tensile tester. And applying a load (tension). In addition, the gauge distance at this time is 50 mm.
[0040]
The stress-strain diagram in FIG. 7 shows linearity even with a minute load. This result shows that there is almost no influence on the test piece due to bending or moment, and the optical fiber (test piece) is attached to an extensometer, centered, This shows that the extensometer is well maintained.
[0041]
As described above, according to the present embodiment, since the fine wire 1 is fitted and fixed in the fitting grooves 28a and 28b of the rods 21 and 22 over the entire length, a bending moment is applied to the fine wire 1 and the tensile test tension is applied. There is no risk of nicks or thin lines breaking. In addition, since the thin wire 1 can be fixed to the rods 21 and 22 with the clip jig 30 after the thin wire 1 is inserted into the elongated fitting grooves 28a and 28b, the thin wire 1 can be easily extended even if the fine wire 1 is bent. It can be attached to a total of 20.
[0042]
Furthermore, in the tensile test, the elongation of the thin wire 1 is measured by measuring the displacement of the rods 21 and 22 instead of directly measuring the elongation of the thin wire itself. The elongation of the thin wire 1 can be measured. That is, since the rods 21 and 22 are sufficiently thicker than the thin wire 1, the existing method of measuring the displacement of the object in a non-contact manner can be applied to the displacement detection of both ends 27a and 27b. It is possible to measure the elongation of the film in a non-contact manner.
[0043]
Further, the clip jig 30 has a claw 32 that fits into the fixing grooves 33a and 33b, and the claw 32 presses the thin wire 1 against the rods 21 and 22, so that the configuration is simple and reliable. The thin wire 1 can be fixed to the rods 21 and 22.
[0044]
Further, the rotation stop pin 24 is fixed to the rod 21, the rotation stop base 26 is fixed to the rod 22, and the rotation stop pin 24 is inserted into the hole 26a of the rotation stop base 26 so as to be movable in the axial direction. Since it is configured to prevent the rotation of the 21 and 22 around the X axis, it is ensured that the rods 21 and 22 will rotate around the X axis relatively in the tensile test and twist the tension test Can be prevented.
[0045]
Further, when attaching the thin wire 1, the rods 21 and 22 can be prevented from expanding and contracting by the fixing screw 23, so that the thin wire 1 can be easily attached to the rods 21 and 22, and before the tensile test, On the other hand, it can be attached without applying a force in the X-axis direction.
[0046]
In the thin wire elongation measuring device using the fine wire extensometer 20 as described above, it is possible to easily perform accurate elongation measurement with respect to the thin wire 1 using a non-contact displacement measuring device.
[0047]
In the above description, a device provided with laser light sources 41a and 41b and laser receivers 42a and 42b is used as the non-contact displacement measuring device. However, the present invention is not limited to this, and both ends of the rods 21 and 22 are used. The device that performs the displacement of 27a and 27b in a non-contact manner may be, for example, a device that uses sound, electromagnetic waves, or the like in addition to light, and the rods 21 and 22 are sufficiently thicker than the thin wire 1, so The movement amount (displacement amount) of both ends 27a and 27b of the rods 21 and 22 is measured by a feed amount measuring device that captures 22 images with a camera or the like and measures the movement of the spectral pattern generated by the laser beam irradiation. May be detected.
[0048]
Further, the above clip jig 30 uses the spring 34, but is not necessarily limited thereto. For example, a clip jig is produced using a shape memory alloy instead of the spring 34, and the shape memory is used. The thin wire 1 may be fixed to the rods 21 and 22 by a force for the alloy to return to a predetermined shape.
[0049]
In the above description, the rotation stopping pin 24 and the rotation stopping table 26 prevent the rods 21 and 22 from rotating relatively around the X axis. However, the present invention is not limited to this. For example, the rod 21 If the outer diameter of the rod 22 is substantially equal to the inner diameter of the rod 22 and the gap between the two is small, even if the rods 21 and 22 try to rotate relatively around the X axis, It is possible to regulate at the overlapping portion with the fitting groove 28b.
[0050]
【The invention's effect】
As specifically described in conjunction with the above embodiment, according to the thin wire extensometer of the first invention, the thin wire is fitted into the fitting grooves of the first rod and the second rod over the entire length and fixed. There is no risk that a bending moment will be applied to the fine wire, causing a tension in the tensile test, or that the fine wire will be broken. In addition, since the fine wire is fitted into the fitting groove, it can be fixed to the first rod and the second rod by the first fine wire fixing means and the first fine wire fixing means. Even if it is attached, a thin wire can be easily attached to a thin wire extensometer.
[0051]
Furthermore, in the tensile test, since the elongation of the thin wire is not measured directly but by measuring the displacement of the first rod and the second rod, the existing non-contact displacement measurement is performed. The elongation of the thin wire can be easily measured even with the apparatus. In other words, since the first and second rods are sufficiently thicker than the thin wire, the existing method of measuring the displacement of the object in a non-contact manner can be applied to the displacement detection at both ends, and as a result, the elongation of the thin wire Measurement can be performed without contact.
[0052]
According to the fine wire extensometer of the second invention, the first and second clip jigs have claws that fit into the fixing grooves, and the fine wires are divided into the first rod and the second rod by the claws. Since it is the structure pressed, a structure is simple and can fix a thin wire | line to a 1st rod and a 2nd rod reliably.
[0053]
Further, according to the thin wire extensometer of the third invention, the rotation prevention pin is fixed to one of the first rod and the second rod, the rotation stopper is fixed to the other, and the rotation prevention pin is prevented from rotating. Since it is configured to prevent the first rod and the second rod from rotating relative to each other around the axis by inserting the first rod and the second rod so as to be movable in the axial direction, It is possible to reliably prevent the second rod from rotating relative to the axis and twisting the tensile test.
[0054]
Further, according to the thin wire extensometer of the fourth invention, when the thin wire is attached, the first and second rods can be prevented from expanding and contracting by the fixing screw, so that the thin wire can be easily transferred to the first and second rods. It can be attached and can be attached without applying an axial force to the thin wire before the tensile test.
[0055]
And, in the thin wire elongation measuring device of the fifth or sixth invention, since the thin wire extensometer of the first, second, third or fourth invention as described above is used, a non-contact displacement measuring device is used for the thin wire. Elongation measurement with high accuracy can be easily performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a fine wire extensometer according to an embodiment of the present invention.
2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 2B is a cross-sectional view showing the first rod extracted from FIG. 1A, and FIG. It is sectional drawing which extracts and shows a rod.
3A is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
FIGS. 4A and 4B are explanatory views showing a state when the clip jig claw is fitted into the fixing groove of the first rod, and FIG. 4B is the clip jig claw fixing the second rod fixing groove. It is explanatory drawing which shows a state when making it fit.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which both ends of a fine wire are fixed with a fine wire end fixing tool.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an overall configuration of a fine wire elongation measuring device and a measurement principle using the fine wire extensometer.
FIG. 7 is a graph showing the results of a thin wire tensile test.
FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of a conventional contact type elongation measuring device.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a bending moment generated in a tensile test by the contact-type elongation measuring device.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a shear force generated in a tensile test by the contact-type elongation measuring device.
[Explanation of symbols]
1 Fine wire (test piece)
20 Fine wire extensometer 21 Rod (inner cylinder)
22 Rod (outer cylinder)
23 Fixing screw 24 Anti-rotation pin 26 Anti-rotation base 26a Anti-rotation base holes 27a, 27b Rod ends 28a, 28b Insertion groove 30 Clip jig 31a, 31b Clip knob 32 Claw 33 Fixation groove (V-shaped groove)
34 Spring 41a, 41b Laser light source 42a, 42b Laser receiver 43a, 43b Laser beam

Claims

A first rod in which a first fitting groove for fitting a thin wire as a test piece is formed over the entire length in the axial direction, and a cylindrical shape thicker than the first rod and for fitting the thin wire. A second rod having a second fitting groove formed over the entire length in the axial direction, and a part of the first rod is inserted into the second rod so that the entire rod can be expanded and contracted in the axial direction. In addition, a part of the first fitting groove and a part of the second fitting groove are overlapped to form a straight line, and the thin line is fitted over the entire length of these grooves. A fine wire fitting configured as described above,
First fine wire fixing means for fixing the fine wire to the first rod at a first gauge position;
A thin wire extensometer, comprising: a second thin wire fixing means for fixing the thin wire to the second rod at a second gauge position.

In the thin wire extensometer according to claim 1,
The first and second thin wire fixing means are:
A first clip that has a first claw that fits into a first fixing groove formed in the first rod, and is fixed by pressing the fine wire against the first rod by the first claw. A jig,
A second clip having a second claw that fits into a second fixing groove formed on the second rod, and fixing the thin wire against the second rod by the second claw; A fine wire extensometer characterized by being a jig.

In the thin wire extensometer according to claim 1 or 2,
A rotation stop pin is fixed to one of the first rod and the second rod, a rotation stop base is fixed to the other, and the rotation stop pin is axially movable in the hole of the rotation stop base. A thin wire extensometer configured to prevent the first rod and the second rod from rotating relatively around an axis by being inserted.

In the thin wire extensometer according to claim 1, 2, or 3,
A thin wire extensometer, comprising a fixing screw for preventing expansion and contraction of the first rod and the second rod.

Fine wire extensometer according to claim 1, 2, 3 or 4,
A first non-contact displacement measuring means for measuring, in a non-contact manner, a displacement amount of the first rod of the fine wire extensometer that is displaced in the axial direction along with the extension of the thin wire when the thin wire is pulled in an axial direction;
A second non-contact displacement measuring means for measuring, in a non-contact manner, a displacement amount of the second rod of the fine wire extensometer that is displaced in the axial direction along with the elongation of the thin wire when the thin wire is pulled in the axial direction; A thin wire elongation measuring device characterized by comprising.

In the thin wire elongation measuring device according to claim 5,
The first and second non-contact displacement measuring means are:
A first laser light source and a first laser receiver are arranged opposite to each other with an end portion of the first rod interposed therebetween, and the end portion of the first rod and the vicinity thereof from the first laser light source. A first non-contact displacement measurement that measures the displacement of the first rod by irradiating a laser beam to the laser beam, receiving the laser beam with the first laser receiver, and measuring the width of the laser beam. Equipment,
A second laser light source and a second laser receiver are disposed opposite each other with the end of the second rod interposed therebetween, and the end of the second rod and its vicinity from the second laser light source. Is irradiated with a laser beam, and the laser beam is received by the second laser receiver and the width of the laser beam is measured to measure the displacement of the second rod. A thin wire elongation measuring device characterized by being an apparatus.