JP3955370B2 - 材料試験機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロープを引張試験する材料試験機に関し、詳しくはキャプスタン型のつかみ具を有する材料試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４はロープを引張試験する材料試験機に設けられる従来のキャプスタン型つかみ具を示す概略図である。このつかみ具（上部つかみ具）５０は、材料試験機本体に設けられ、ロープを負荷軸方向に案内する案内溝５２Ａ，５３Ａを有する半円形状の一対のつかみ歯５２，５３と、一対のつかみ歯５２，５３のうち上側のつかみ歯５２を下側のつかみ歯５３に対して移動可能に保持する保持部５４とからなる。例えば複数の金属素線を縒り合わせてなるロープＷは、一端が上下つかみ歯５２，５３に挟持された後、案内溝５２Ａ，５３Ａに沿って旋回されて他端側が負荷軸Ｌに沿うよう案内される。また、上部つかみ具５０の下方に位置するテーブル上には同様の構成の下部つかみ具６０が固設され、ロープＷの他端は、上部つかみ具５０と同様に、上下つかみ歯６２，６３の案内溝６２Ａ，６３Ａに沿って旋回された後、下部つかみ具６０のつかみ歯６２，６３の間に挟持される。
【０００３】
この状態で上部つかみ具５０を上昇させてロープＷに引張荷重を与える。ロープＷに引張荷重が作用すると、上側のつかみ歯５２は下側のつかみ歯５３に近づく方向に力が作用するため、ロープＷの一端は上下つかみ歯５２，５３間に確実に挟持される。したがって、試験中にロープＷが上下つかみ歯５２，５３の間から抜けてしまうことが防止される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したつかみ具を有する試験機において、ロープＷの直径を種々変更して試験を行う場合がある。この場合、直径の大きなロープＷを上記つかみ具５０，６０にて保持すると、図４の仮想線Ａで示すようにロープＷ同士が干渉してしまうため、正確に試験を行うことができなくなる。このため、下側のつかみ歯５３の形状を図４の仮想線Ｂで示すように、小さくしてロープＷ同士が干渉しないようにすることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、下側つかみ歯５３の形状を小さくすると、下側つかみ歯５３の外周面の長さが小さくなるため、ロープＷのつかみ長が短くなり、その結果ロープＷのつかみ力が低下してして試験中にロープＷが抜けてしまうおそれがある。また、上下つかみ歯５２，５３にロープＷを挟持して引張荷重を作用させた際に、下側つかみ歯５３の頂部Ｃが支点となり、ロープＷに生じる引張力によりロープＷの頂部Ｃに当接する部分に応力集中が生じてロープＷが破断する、いわゆるチャック切れが発生するおそれもある。
【０００６】
本発明の目的は、ロープの抜けやチャック切れを生じることなく、種々の大きさのロープを把持することができるロープ用つかみ具を有す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】
一実施の形態を示す図１〜図３に対応付けて説明すると、本発明は、一対の半割れ状のつかみ歯１２，１３，２２，２３の間にロープＷのー端が挟持され、そのロープＷが一対のつかみ歯１２，１３，２２，２３の周溝に沿って略一周させて巻回される上下一対のつかみ具１０，２０を有し、上部つかみ具１０と下部つかみ具２０との間でロープＷを負荷軸心に沿って引張試験する材料試験機に適用され、ロープＷのー端を挟持する挟持部１６，２６から巻き付け開始されたロープＷと、上下のつかみ具１０，２０へ向かって延在するロープＷとが互いに干渉しないように、挟持部１６，２６を負荷軸心から偏心させ、偏心された挟持部１６，２６へ連なる周溝１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ，２２Ａ，２３Ａ，２３Ｂを負荷軸心に対して傾斜させ、一対の半割れ状のつかみ歯１２，１３，２２，２３のうち、上部つかみ具１０の下つかみ歯１３を上部つかみ具本体１１に固定するとともに、上部つかみ具１０の上つかみ歯１２を上下方向に移動自在に上部つかみ具本体１１に取り付け、下部つかみ具２０の上つかみ歯２３を下部つかみ具本体２１に固定するとともに、下つかみ歯２２を上方に付勢するばね３９Ａを介して上下方向に移動自在に下部つかみ具本体２１に取り付け、上部つかみ具１０をユニバーサルジョイント３０を介して吊持し、負荷軸心に対して釣合いを取るためのバランス部材３１を設けることにより、上記目的を達成する。
【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、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係るロープ用つかみ具（キャプスタン型つかみ具）の構成を示す正面図、図２はその左側面図、図３は右側面図である。上部つかみ具１０は、試験機本体のクロスヘッド（上下動可能とされる）にユニバーサルジョイント３０を介して連結されるつかみ具本体１１と、つかみ具本体１１に設けられた半円形状の一対のつかみ歯１２，１３とからなる。
【００１０】
下つかみ歯１３は４本のボルト１４Ａ〜１４Ｄによりつかみ具本体１１に固定されている。一方、上つかみ歯１２は、４本のボルト１５Ａ〜１５Ｄによりつかみ具本体１１に固定されるが、ボルト１５Ａ〜１５Ｄはつかみ具本体１１に形成された、負荷軸Ｌ方向に長径部を有する長孔１１Ａ〜１１Ｄに移動自在に設けられているため、上つかみ歯１２はつかみ具本体１１に対して上下方向に移動自在とされている。
【００１１】
また、上下つかみ歯１２，１３の間にはロープＷを挟持するように歯面が形成された挟持部１６が設けられている。さらに、上つかみ歯１２には、左側面において負荷軸Ｌに平行となり、右側面において負荷軸Ｌに対して傾斜する案内溝１２Ａが形成されており、下つかみ歯１３には、左側面から右側面に向けて螺旋状に傾斜して、上つかみ歯１２の案内溝１２Ａに連続する案内溝１３Ａと、案内溝１２Ａに連続して、ロープＷを負荷軸Ｌ上に案内する案内溝１３Ｂが形成されている。下つかみ歯１３はロープＷを案内溝１３Ｂにより案内したときに、ロープＷの中心と負荷軸Ｌとが一致するようにその形状が規定される。
【００１２】
また、つかみ具本体１１には、上部つかみ具１０の負荷軸Ｌに対する釣合を取るためのバランスウエイト３１が設けられている。
一方、下部つかみ具２０は、材料試験機本体を構成するテーブルに下部ジョイント３３を介して連結されるつかみ具本体２１と、上述した上つかみ歯１２と同一の構成を有する下つかみ歯２２と、下つかみ歯１３と同一の構成を有する上つかみ歯２３とからなる。
【００１３】
つかみ具本体２１には、ブラケット３５Ａ，３５Ｂが、下つかみ歯２２を保持するボルト２５Ａ〜２５Ｂにはブラケット３６Ａ，３６Ｂが取り付けられており、ブラケット３５Ａ，３５Ｂには吊具３７Ａ，３７Ｂが挿入され、その下端がブラケット３６Ａ，３６Ｂに固定されている。吊具３７Ａ，３７Ｂの略中央部分にはピン３８Ａ，３８Ｂが取り付けられており、ピン３８Ａ，３８Ｂとブラケット３５Ａ，３５Ｂとの間にばね３９Ａ，３９Ｂが挿入されている。そして、吊具３７Ａ，３７Ｂとばね３９Ａ，３９Ｂとにより下つかみ歯２２がつかみ具本体２１に対して吊り下げられており、これにより下つかみ歯２２が自重により落下することが防止される。
【００１４】
次いで、本実施の形態の動作について説明する。
まず、上つかみ歯１２を若干上方へ移動して、ロープＷの一端を上下つかみ歯１２，１３の間の挟持部１６に挟持する。挟持部１６に一端を挟持したロープＷを下つかみ歯１３に形成された案内溝１３Ａに沿って、つかみ具の左側面から右側面に沿って案内するとともに、案内溝１３Ａに連続する上つかみ歯１２の案内溝１２Ａに沿って、つかみ具の右側面から左側面に案内し、案内溝１２Ａに連続する下つかみ歯１３の案内溝１３Ｂに沿って案内する。そして、ロープＷまた、下部つかみ具２０についても同様に、案内溝２２Ａ，２３Ａ，２３Ｂに沿ってロープＷを案内するとともに、挟持部２６にロープＷの他端部を挟持することによって、上下つかみ歯２２，２３によりロープＷを保持する。そして、不図示のクロスヘッドを上昇してロープＷに引張荷重を作用させる。
【００１５】
このとき、上述したように、上つかみ歯１２および下つかみ歯２２は上下に移動可能とされており、かつロープＷは上下つかみ歯１２，１３，２２，２３に螺旋状に巻き付けられているため、引張荷重が増大するにつれて、上つかみ歯１２は下つかみ歯１３に、下つかみ歯２２は上つかみ歯２３に押し付けられて、上下つかみ歯１２，１３，２２，２３間におけるロープＷの挟持力が増大する。したがって、引張荷重が増大しても、つかみ歯１２，１３，２２，２３間においてチャック滑りが生じることが防止される。
【００１６】
ここで、本実施の形態においては、ロープＷを案内する案内溝１２Ａ，１３Ａ，２２Ａ，２３Ａが螺旋状をなしているため、ロープＷの径が大きくなっても、上記従来技術のように下つかみ歯１３の形状を小さくすることなく、案内溝１３Ａの案内開始部分Ｐ１におけるロープＷと案内溝１３ＢにおけるロープＷとが干渉することを防止することができる。また、下つかみ歯１３の形状を小さくする必要がないため、案内開始部分Ｐ１において、ロープＷに大きな力が集中することがなくなり、これによりロープＷのチャック切れを防止することができる。
【００１７】
なお、上記実施の形態においては、上下つかみ歯１２，１３，２２，２３にロープＷを１周巻き付けているが、２周以上巻き付けるようにしてもよい。
【００１８】
以上の実施の形態と請求項との対応において、案内溝１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ，２２Ａ，２３Ａ，２３Ｂが案内部を、長孔１１Ａ〜１１Ｄ，２１Ａ〜２１Ｄおよびボルト１５Ａ〜１５Ｂ，２５Ａ〜２５Ｂが保持手段を構成する。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、挟持部から巻き付け開始されたロープと、つかみ具へ向かって延在するロープとが干渉しないように、挟持部を負荷軸心から偏心させると共に、周溝を負荷軸心に対して傾斜させたため、つかみ歯の形状を小さくすることなく、挟持部において挟持されたロープと、案内部において案内されたロープとが干渉することを防止することができる。また、つかみ歯の形状を小さくする必要がないため、ロープに引張荷重を負荷したときに、挟持部と案内部との境界においてロープに生じる力が増大することがなくなり、これにより挟持部と案内部との境界におけるチャック切れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るロープ用つかみ具の正面図
【図２】上記つかみ具の左側面図
【図３】上記つかみ具の右側面図
【図４】従来のロープ用つかみ具の正面図
【符号の説明】
１０ 上部つかみ具
１１，２１ つかみ具本体
１１Ａ〜１１Ｄ，２１Ａ〜２１Ｄ 長孔
１２，２３ 上つかみ歯
１３，２２ 下つかみ歯
１２Ａ，１３Ａ，１３Ｂ，２２Ａ，２３Ａ，２３Ｂ 案内溝
２０ 下部つかみ具
３７Ａ，３７Ｂ 吊具
３９Ａ，３９Ｂ ばね
Ｗ ロープ

Claims (1)

1. 一対の半割れ状のつかみ歯の間にロープのー端が挟持され、そのロープが前記一対のつかみ歯の周溝に沿って略一周させて巻回される上下一対のつかみ具を有し、その上部つかみ具と下部つかみ具との間でロープを負荷軸心に沿って引張試験する材料試験機において、
   前記ロープのー端を挟持する挟持部から巻き付け開始されたロープと、前記上下のつかみ具へ向かって延在するロープとが互いに干渉しないように、前記挟持部を負荷軸心から偏心させ、前記偏心された挟持部へ連なる前記周溝を負荷軸心に対して傾斜させ、
   前記一対の半割れ状のつかみ歯のうち、前記上部つかみ具の下つかみ歯を上部つかみ具本体に固定するとともに、前記上部つかみ具の上つかみ歯を上下方向に移動自在に前記上部つかみ具本体に取り付け、前記下部つかみ具の上つかみ歯を下部つかみ具本体に固定するとともに、下つかみ歯を上方に付勢するばねを介して上下方向に移動自在に前記下部つかみ具本体に取り付け、
   前記上部つかみ具をユニバーサルジョイントを介して吊持し、
   前記負荷軸心に対して釣合いを取るためのバランス部材を前記上部つかみ具に設けたことを特徴とする材料試験機。

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