JP4122683B2 - 材料試験機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験片などの供試体の圧縮あるいは引っ張り強度試験等を行う材料試験機、特にテーブル面積の広い材料試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４はテーブル面積の広い従来の材料試験機の構成例を示す図で、ベッド８に立設した２本のねじ棹１４にナット１５を介して下部クロスヘッド５が取り付けられている。ベッド８にはシリンダ３ｂが固定され、シリンダ３ｂにはめ込まれたラム３ａにテーブル４が取り付けられている。テーブル４には２本の支柱１３が立設され、支柱１３の端部には上部クロスヘッド（ヨーク）６が取り付けられている。
上部クロスヘッド６は、ラム３ａの昇降に伴いテーブル４及び支柱１３と共に昇降する。一方、下部クロスヘッド５には昇降モータ１２が取り付けられており、この昇降モータ１２の回転軸に設けたウォームギヤー（図示せず）と前記ナット１５が連結され、昇降モータ１２の回転に伴いナット１５が回転して、下部クロスヘッド５はねじ棹１４に沿って昇降する。このような材料試験機では、供試体１を圧縮したり供試体２の引っ張り強度試験を行うために、油圧制御装置１１によって操作される油圧シリンダ３を用いてテーブル４を昇降させ、テーブル４上の供試体１を下部クロスヘッド５で圧縮して圧縮強度試験をしたり、下部クロスヘッド５と上部クロスヘッド６に設けたチャック５ａ、６ａで供試体２を掴んで引っ張り強度試験を行っている。
【０００３】
この油圧シリンダ３は油圧に応じて昇降するラム３ａとシリンダ３ｂから構成されており、シリンダ３ｂの内周側面とラム３ａの側面間には、油３ｃが漏れない程度の小さなすき間が設けられている。このため、ラム３ａが昇降する際に横揺れを生じることがあり、テーブル４の４隅下方よりベッド８に向けてガイド棒７ａを出し、ベッド８側からガイド棒受け７ｂを出し、両者を滑合させる方式のガイドレール７を設けてこの横揺れを防いでいる。
【０００４】
また、ラム３ａがシリンダ３ｂの底に触れることによって傷がついたり、ラム３ａがシリンダ３ｂの底に密着しているとラム３ａを上げ始める際、油圧がラム３ａの底に伝達されなくてすぐに上昇しない可能性があるために、シリンダ３ｂの底から一定距離（下限位置）以下にラム３ａが下降しないように、ラム３ａと一体のテーブル４の４隅に固定されたテーブル保持ロッド９を設けて、テーブル４を保持するようにしている。このテーブル保持ロッド９は、供試体１を搭載したりセットする際の加重によって生じるテーブル４の傾きを無くし易くするため、ガイドレール７より外側に配設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の材料試験機は上記のように構成されているが、ラム３ａの昇降時の横揺れを防止すると共にラム３ａが下限位置にあるときのテーブル４を保持するために、ガイドレール７とテーブル保持ロッド９の２種類の部品を使用している。
このため、前記テーブル保持ロッド９より内側にあるガイドレール７の４対のガイド棒７ａとガイド棒受け７ｂの取付け及びその位置調整を作業性の悪い場所で行わねばならない。また、テーブル保持ロッド９がガイドレール７と異なる位置にあるため、ラム３ａの下限位置において４本のテーブル保持ロッド９でテーブル４をベッド８に安定して保持する調整と、ガイドレール７のガイド棒７ａとガイド棒受け７ｂの平行度及び芯合わせ調整が干渉し合い、このようなガイドレール７及びテーブル保持ロッド９の２種類の部品の取付け調整に多大の工数を必要とするという問題がある。また、テーブル面積の大きさによっては２種類の部品を配置できないという問題もある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ガイドレールとテーブル保持ロッドに要する取付け調整工数を大きく削減することができる材料試験機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の材料試験機は、供試体を搭載するテーブルと、該テーブルを駆動するためにベッドの上に載置されたラム及びシリンダからなる油圧装置を備えて、供試体の圧縮又は引っ張り試験を行う材料試験機において、前記テーブルに固定され前記ベッドに向けて延在するガイド棒であって前記ラムが予め決められた下限位置に到達したときにその先端が前記ベッドに当接して前記テーブルを保持するテーブル保持機能を持つガイド棒と、前記ベッドに立設され前記ガイド棒の側面を摺動可能に支持するガイド棒受けであって前記ラムの昇降中の横揺れを無くすためのガイド機能を持つガイド棒受けを有し、前記ガイド棒と前記ガイド棒受けからなる保持機能付ガイドレールを備えていることを特徴とする。
本発明の材料試験機は上記のように構成されており、ラム及びテーブルの取付け調整工数を大きく減らすことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明の材料試験機を説明する。なお、従来例（図４）と同じ構成要素については同一の符号を用いている。図１に本発明の材料試験機の概略構成図を示す。本発明の材料試験機は図に示すように、油圧によって昇降するラム３ａとシリンダ３ｂからなる油圧シリンダ３と、前記ラム３ａの上部に固定されて圧縮試験時の供試体１を搭載するテーブル４と、ベッド８上に立設されたねじ棹１４にナットを介して取り付けられた下部クロスヘッド５と、前記テーブル４上に立設した支柱１３上に組み立てられ、下部クロスヘッド５と共にチャック５ａ、６ａを介して供試体２を掴んで引っ張り試験を行う上部クロスヘッド６及び油圧制御装置１１から構成されている。
【０００８】
そして、前記テーブル４とベッド８間には、本発明の特徴点である前記ラム３ａが横揺れしてシリンダ３ｂと接触し傷がつくのを防止するためのガイドレール機能と、ラム３ａが下限位置に達した時、シリンダ３ｂの底部との間に一定のすき間を設けると共に、テーブル４を安定よく保持するためのテーブル保持機能を有した、テーブル４に固定されたガイド棒１０ｅとベッド８に固定されたフレーム１０ａ等からなるテーブル保持機能付ガイドレール１０を備えている。
【０００９】
前記テーブル保持機能付ガイドレール１０は図２の側面図（ａ）及びそのＡ−Ａ断面図（ｂ）に示すように、ガイド棒１０ｅを通すガイド孔１０ｇが設けられたガイドプレート１０ｂを、ベッド８にネジ１０ｄで固定されるフレーム１０ａにネジ１０ｃで取り付けてなるガイド棒受け１０ｊと、テーブル４に固定される４個の円柱形ガイド棒１０ｅ及びその先端に螺合されるボルト１０ｆから構成されている。
【００１０】
このテーブル保持機能付ガイドレール１０の取付け及び調整は次に示す手順により行われる。先ず、油圧制御装置１１を操作してラム３ａを上昇させ、２枚のガイドプレート１０ｂをガイド棒１０ｅに通す。次に、フレーム１０ａ上に前記ガイドプレート１０ｂを搭載した後、ネジ１０ｄでフレーム１０ａをベッド８に固定し、次いでガイドプレート１０ｂをネジ１０ｃでフレーム１０ａに固定する。
【００１１】
４台のテーブル保持機能付ガイドレール１０の取り付けが完了した後、ラム３ａを昇降させて、テーブル４が横揺れせずスムーズに昇降できることを確認する。もし、テーブル４が横揺れしたりスムーズに移動しない場合は、フレーム１０ａのネジ１０ｄを緩めて位置調整をやり直す。次に、油圧制御装置１１でラム３ａを下限位置におき、テーブル４の端を押さえてもガタつきがないようにガイド棒１０ｅの先端のボルト１０ｆを回してベッド８に接触させる。
【００１２】
本材料試験機を用いて供試体１の圧縮試験を行うには、油圧制御装置１１の油圧を徐々に下げ、テーブル４を下に降す。テーブル４と一体の４本のガイド棒１０ｅの先端のボルト１０ｆがベッド８に接触するまで降下すると、テーブル４はその状態で安定に保持される。
供試体１をテーブル４に搭載して、油圧制御装置１１により油圧を徐々に加圧していくと、テーブル４はガイド棒１０ｅと一体で矢印方向に上昇していき、供試体１が下部クロスヘッド５の下面に当たると同時に、圧縮力が徐々に加わえられていく。このときの圧縮荷重を油圧により測定することにより圧縮試験が行われる。
また、引っ張り試験を行うには、上記と同様にテーブル４を降ろして、供試体２をチャック５ａと６ａで掴み、油圧制御装置により油圧を徐々に加圧していくと、上部クロスヘッド６は矢印方向に上昇していき、供試体２に引っ張り荷重が加えられる。その時の引っ張り荷重を油圧により測定することにより引っ張り試験が行われる。
【００１３】
本発明においては、上記のようにガイド棒１０ｅの延長上にあるボルト１０ｆを回してテーブル４の位置決めをするので、ガイド棒１０ｅとガイドプレート１０ｂの取付け方向に対してはなんら影響を受けることなく、テーブル４をベッド８に安定して保持することができる。
【００１４】
前記ガイドプレート１０ｂの材質としては、ガイド棒１０ｅの滑りをよくし、その摩耗を少なくするためにガイド棒１０ｅに比べて硬度の低いものかあるいはオイルレス焼結金属等を用いることが望ましい。また、ガイドプレート１０ｂの代わりに、図３に示すような４辺中央にねじ付の長孔１０ｋを設けたガイドプレート１０ｌを用い、その長孔１０ｋ内にボールベアリング１０ｈをはめ込み、このボールベアリング１０ｈが一点鎖線で示したガイド棒１０ｅに当たるようにネジ１０ｉで位置決めすることにより、ガイド棒１０ｅとの滑りを良くし摩耗を減らすことができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の材料試験機は上記のように構成されており、テーブルの昇降をガイドする機能と、テーブルをベッド上に保持する機能をもつ２つの部品を１つの部品にまとめ、２つの機能の干渉を無くすことにより組立て調整工数を大幅に削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による材料試験機の概略構成図である。
【図２】保持機能付ガイドレールの側面図（ａ）とＡ−Ａ断面図（ｂ）である。
【図３】ガイドプレートの変形例の側面図（ａ）と上面図（ｂ）である。
【図４】従来の材料試験機の概略構成図である。
【符号の説明】
１、２…供試体
３…油圧シリンダ
３ａ…ラム
３ｂ…シリンダ
３ｃ…油
４…テーブル
４ａ、１０ｅ…ガイド棒
４ｂ、１０ｊ…ガイド棒受け
５…下部クロスヘッド
５ａ、６ａ…チャック
６…上部クロスヘッド
７…ガイドレール
８…ベッド
９…テーブル保持ロッド
１０…テーブル保持機能付ガイドレール
１０ａ…フレーム
１０ｂ、１０ｌ…ガイドプレート
１０ｃ、１０ｄ、１０ｉ…ネジ
１０ｆ…ボルト
１０ｇ…ガイド孔
１０ｈ…ボールベアリング
１０ｋ…長孔
１１…油圧制御装置
１２…昇降モータ
１３…支柱
１４…ねじ棹
１５…ナット

Claims (1)

1. 供試体を搭載するテーブルと、該テーブルを駆動するためにベッドの上に載置されたラム及びシリンダからなる油圧装置を備えて、供試体の圧縮又は引っ張り試験を行う材料試験機において、前記テーブルに固定され前記ベッドに向けて延在するガイド棒であって前記ラムが予め決められた下限位置に到達したときにその先端が前記ベッドに当接して前記テーブルを保持するテーブル保持機能を持つガイド棒と、前記ベッドに立設され前記ガイド棒の側面を摺動可能に支持するガイド棒受けであって前記ラムの昇降中の横揺れを無くすためのガイド機能を持つガイド棒受けを有し、前記ガイド棒と前記ガイド棒受けからなる保持機能付ガイドレールを備えていることを特徴とする材料試験機。

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