JP4390075B2 - Shock compression test equipment - Google Patents
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Description
本発明は、被試験体に対して衝撃圧縮荷重を負荷してその挙動を調査するための衝撃圧縮試験装置に関する。 The present invention relates to an impact compression test apparatus for investigating the behavior of an object to be tested by applying an impact compression load.
被試験体に圧縮荷重を加えるいわゆる圧縮試験においては、一般に、互いに対向する圧盤の間に被試験体を配置し、一方の圧盤を他方の圧盤に対して接近するようにアクチュエータによって押し出すことによって、被試験体に圧縮荷重を加える。 In a so-called compression test in which a compressive load is applied to a test object, generally, the test object is disposed between platens facing each other, and one platen is pushed out by an actuator so as to approach the other platen, Apply a compressive load to the DUT.
被試験体に衝撃的な圧縮荷重を加える衝撃圧縮試験装置においても、従来、基本的な負荷機構の構成は同じであり、アクチュエータによって移動側の圧盤を固定側の圧盤に対して高速度で押し出すことにより、これらの間に配置された被試験体に衝撃圧縮荷重を加える(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, the structure of the basic load mechanism is the same in the impact compression test apparatus that applies a shock compression load to the DUT, and the actuator moves the moving platen to the fixed platen at a high speed. Thus, an impact compression load is applied to the DUT disposed between them (see, for example, Patent Document 1).
すなわち、図8に模式的に示すように、装置フレーム71のベース71aに固定側の圧盤72を固定するとともに、その装置フレーム71に装着された油圧シリンダ73のピストンロッド73aの先端に移動側の圧盤74を取り付け、油圧シリンダ73を駆動してピストンロッド73aを突き出すことによって移動側の圧盤74を固定側の圧盤72に接近する向きに移動させ、これらの圧盤72,74の間に配置される被試験体Wに衝撃圧縮荷重を加える。被試験体Wに作用する衝撃荷重は、通常、固定側の圧盤72に配置されたロードセルによって検出される。
ところで、以上のような従来の衝撃圧縮試験装置によると、被試験体Wに衝撃圧縮荷重を加えるべく油圧シリンダ73を高速度で駆動したとき、ピストンロッド73aは急激に停止できないため、被試験体Wに対して所要の衝撃荷重を加えた後にも移動側の圧盤74が固定側の圧盤72に向けて高速度で移動し、ロードセルや各圧盤72,74、更には被試験体Wに対して過負荷が作用し、その過大なエネルギによりこれらが損傷する場合があるという問題があった。また、移動側の圧盤74を油圧シリンダ73によって押し出すことにより被試験体Wに衝撃圧縮荷重を加えるため、過大な荷重の作用によりピストンロッド73aが座屈するおそれがあるという問題もあった。
By the way, according to the conventional impact compression test apparatus as described above, when the
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、過負荷が掛かりにくく、装置の損傷を抑制することのできる衝撃圧縮試験装置の提供を主たる課題とし、また、試験時に油圧シリンダのピストンロッドが座屈するおそれのない衝撃圧縮試験装置の提供を他の課題としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is a main object of the present invention to provide an impact compression test apparatus that is less likely to be overloaded and that can suppress damage to the apparatus. Another object is to provide an impact compression test apparatus that does not cause buckling.
上記の主たる課題を解決するため、本発明の衝撃圧縮試験装置は、互いに対向する固定側の圧盤と移動側の圧盤の間に被試験体を配置し、油圧シリンダの駆動により移動側の圧盤を固定側の圧盤に対して接近させることによって、これらの圧盤間で被試験体に対して衝撃圧縮荷重を加える試験装置であって、上記固定側の圧盤が、あらかじめ設定されている力の作用により変位して衝撃を吸収する過負荷防止機構を介してベースに取り付けられているとともに、その過負荷防止機構は、上記固定側の圧盤に対して試験時に作用する力の向きと逆向きに上記設定されている力を作用させ、試験時に上記固定側の圧盤に作用する力が上記設定された力を越えたときに当該固定側の圧盤が上記逆向きに設定された力に抗して移動して上記衝撃を吸収するように構成されていることによって特徴づけられる(請求項1)。 In order to solve the above-mentioned main problems, the impact compression test apparatus of the present invention has a DUT placed between a fixed platen and a moving platen facing each other, and the moving platen is driven by a hydraulic cylinder. A test apparatus for applying an impact compression load to the DUT between the platens by bringing the platen on the fixed side closer to the fixed platen, and the fixed platen is operated by a preset force. It is attached to the base via an overload prevention mechanism that absorbs shock by displacement , and the overload prevention mechanism is set in the direction opposite to the direction of the force acting on the fixed platen during the test. When the force acting on the fixed platen exceeds the set force during the test, the fixed platen moves against the force set in the opposite direction. Absorbs the above shock It characterized by being configured to so that (claim 1).
ここで、本発明においては、上記過負荷防止機構を、所定圧力のエアが供給されたエアシリンダによって構成すること(請求項2)ができる。 Here, in the present invention, the overload prevention mechanism can be constituted by an air cylinder to which air of a predetermined pressure is supplied (claim 2).
また、請求項3に係る発明は、上記に加えて他の課題を解決するものであって、上記移動側の圧盤と当該移動側の圧盤を移動させるための油圧シリンダの間に固定側の圧盤が配置され、上記油圧シリンダにより移動側の圧盤を当該油圧シリンダ側に引き寄せることによって被試験体に圧縮荷重が加わるように構成されていることによって特徴づけられる。 The invention according to claim 3 solves another problem in addition to the above, and a fixed platen between the moving platen and a hydraulic cylinder for moving the moving platen. And is configured such that a compressive load is applied to the device under test by pulling the moving platen toward the hydraulic cylinder by the hydraulic cylinder.
本発明は、固定側の圧盤とベースの間に、例えば請求項2に係る発明におけるエアシリンダのように、設定された力を越える力が作用したときに変位して衝撃を吸収する過負荷防止機構を介在させることによって、試験時に固定側の圧盤に対して作用する力を制限し、主たる課題を解決するものである。 The present invention provides an overload prevention system that displaces and absorbs an impact when a force exceeding a set force is applied between a fixed platen and a base, for example, an air cylinder in the invention according to claim 2. By interposing the mechanism, the force acting on the stationary platen during the test is limited, and the main problems are solved.
すなわち、圧盤を直接的にベースに固定するのではなく、設定力を越える力の作用により変位して衝撃を吸収する過負荷防止機構を介在させることにより、高速度で油圧シリンダを駆動するが故に急激に停止しなくても、設定荷重を越える荷重は固定側の圧盤の変位により吸収され、ロードセルと両圧盤、並びに被試験体やベース等には、上記した設定力を越える力が作用せず、過負荷の作用によるこれらの部材が損傷してしまうことを防止することができる。 In other words, instead of directly fixing the platen to the base, the hydraulic cylinder is driven at a high speed by interposing an overload prevention mechanism that absorbs shock by being displaced by the action of a force exceeding the set force. Even if it does not stop suddenly, the load exceeding the set load will be absorbed by the displacement of the platen on the fixed side, and the force exceeding the set force will not act on the load cell, both platens, the DUT or base, etc. It is possible to prevent these members from being damaged due to the action of overload.
また、請求項3に係る発明のように、移動側の圧盤とこれを移動させるための油圧シリンダの間に固定側の圧盤を配置した構成の採用により、油圧シリンダにより移動側の圧盤を引き寄せることによって被試験体に圧縮荷重を加えることが可能となり、油圧シリンダのピストンロッドには試験時に引張荷重が作用することになり、ピストンロッドが試験時に座屈するおそれがなくなる。 Further, as in the invention according to claim 3, by adopting a configuration in which a stationary platen is arranged between a moving platen and a hydraulic cylinder for moving the moving platen, the moving platen is pulled by the hydraulic cylinder. As a result, a compressive load can be applied to the device under test, and a tensile load acts on the piston rod of the hydraulic cylinder during the test, and there is no possibility of the piston rod buckling during the test.
本発明によれば、試験時に作用する力が過負荷防止機構による設定力を越えたときに、固定側の圧盤が荷重の作用方向に変位してその衝撃力を吸収するので、設定力を越えた力がロードセル、圧盤,被試験体並びにベース等に作用することがなく、これらの部材の損傷を防止することができる。 According to the present invention, when the force acting during the test exceeds the set force by the overload prevention mechanism, the fixed-side platen is displaced in the load acting direction and absorbs the impact force. The applied force does not act on the load cell, the platen, the DUT, the base, etc., and damage to these members can be prevented.
また、請求項3に係る発明のように、移動側の圧盤と、これを移動させるための油圧シリンダの間に固定側の圧盤を配置する構成の採用により、油圧シリンダで移動側の圧盤を引き寄せることによって被試験体に圧縮荷重を加えることができ、その圧縮荷重の負荷時には油圧シリンダのピストンロッドに引張力が作用することになり、試験力によってピストンロッドが座屈するおそれがなくなる。 Further, as in the invention according to claim 3, by adopting a configuration in which a fixed-side pressure platen is arranged between a moving-side pressure platen and a hydraulic cylinder for moving the moving-side pressure platen, the moving-side pressure platen is drawn by the hydraulic cylinder. As a result, a compressive load can be applied to the object to be tested, and when the compressive load is applied, a tensile force acts on the piston rod of the hydraulic cylinder, and there is no possibility of the piston rod buckling due to the test force.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図1は本発明の実施の形態の構成図で、機械的構成を表す正面図と、システム構成、油圧回路構成およびエア回路構成を表すブロック図とを併記して示す図である。また、図2はその負荷機構20の拡大正面図で、図3はその平面図、図4および図5はそれぞれ図3に示すA−AおよびB−Bで示す面で切断した断面図である。更に、図6に負荷機構20の斜視図を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, showing a front view representing a mechanical configuration and a block diagram representing a system configuration, a hydraulic circuit configuration, and an air circuit configuration. 2 is an enlarged front view of the
試験機本体1は、ベース11上に複数のコラム12を介してヨーク13が固定されてなる装置フレーム10に、負荷機構20を配置した構造を有している。
The test machine
負荷機構20は、ヨーク13に固定された油圧シリンダ21をアクチュエータとし、その油圧シリンダ21により移動側の圧盤22を固定側の圧盤23に対して接近する向きに急速に移動させることにより、被試験体Wに衝撃圧縮荷重を加える。すなわち、移動側の圧盤22は移動板24に固定されており、この移動板24は2本の支持棒24a,24bにより移動部材25に連結されている。この移動部材25は、油圧シリンダ21のピストンロッド21aに連結されている。一方、固定側の圧盤23は固定板26に固定されており、この固定板26は2本の支持棒26a,26bによって固定部材27に連結されている。
The
前記した移動板24と移動部材25を連結する支持棒24a,24bは、それぞれブッシュ26c,26dを介して固定板26を貫通している。また、固定板26と固定部材27を連結する支持棒26a,26bは、それぞれブッシュ24c,24dを介して移動板24を貫通している。この構成により、移動板24と固定板26とが相対的に変位する際には、各支持棒24a,24bおよび26a,26bはそれぞれブッシュ26c,26dまたは24c,24dを介して固定体26または移動板24にガイドされることになる。
衝撃圧縮荷重を加えるべき被試験体Wは、移動板24に固定されている移動側の圧盤22の上に載せられる。また、固定側の圧盤23は被試験体Wに作用する試験力(圧縮荷重)を検出するためのロードセル31を介して固定板26に固定されている。更に、移動板24と固定板26には、これら両者の相対変位を検出するための変位計32が配置されている。また、前記した油圧シリンダ21には、そのピストンロッド21aの変位を検出するためのストロークセンサ33が設けられている。これらのロードセル31、変位計32およびストロークセンサ33の出力は、それぞれ制御装置34に取り込まれる。
The test object W to which the impact compression load is to be applied is placed on the moving
前記した負荷用の油圧シリンダ21は、油圧ユニット35から供給される作動油により動作するのであるが、この油圧シリンダ21に対する作動油の流入/流出量はサーボバルブ36によって制御される。そしてこのサーボバルブ36は、制御装置34において変位計32の出力を目標値にフィードバックして得られる操作信号によってその弁開度が駆動制御される。従って、油圧シリンダ21は、移動側の圧盤22の固定側の圧盤23に対する相対変位があらかじめ設定されている目標値と一致するように駆動制御されることになる。
The
さて、前記した固定板26は、エアシリンダ41のピストンロッド41aに固定されている。このエアシリンダ41には、エア源42から調圧弁43およびエアタンク44を介して高圧エアが供給されており、この高圧エアの供給によりピストンロッド41aは下向きへの力が加えられる。そして、この力は調圧弁43の設定圧によって任意に変化させることができる。
Now, the
以上の構成において、油圧シリンダ21を駆動して移動板24を高速度で上方に引き上げることにより、つまり、移動板24を油圧シリンダ21側に引き寄せることにより、図1にHで示される助走区間の後、被試験体Wが移動側の圧盤22と固定側の圧盤23の間で挟み込まれ、衝撃圧縮荷重が付与される。このとき、被試験体Wに作用する衝撃圧縮荷重はロードセル31により検出され、移動側の圧盤22と固定側の圧盤23との相対変位は変位計32によって検出され、これらによって被試験体Wの衝撃圧縮特性を知ることができる。この試験中において、固定板26はエアシリンダ41により下向きに引き寄せられており、固定側の圧盤23に作用する上向きへの力によりエアシリンダ41内の圧力が調圧弁43による設定圧力を越えたとき、このエアシリンダ41内のエアがエアタンク44内に逃げ、これによって固定板26が上方に移動する。
In the above configuration, by driving the
以上の本発明の実施の形態における動作において特に注目すべき点は、移動側の圧盤22を油圧シリンダ21側に引き寄せることによって被試験体Wに衝撃圧縮荷重を加える点と、試験時に固定側の圧盤23に作用する力がエアシリンダ41による下方への引き寄せ力を越えたときに、固定側の圧盤23を固定している固定板26が上方に移動する点であり、これにより、試験時に油圧シリンダ21のピストンロッド21aには引張荷重(応力)が作用することになり、従ってピストンロッド21aが座屈するおそれがなく、かつ、調圧弁43の設定圧に対応する力を越えた力が固定側の圧盤23並びにロードセル31、更には被試験体Wに作用することを防止することができる。その結果、ロードセル31や圧盤22,23等の治具を損傷させることがない。
The points to be particularly noted in the operation of the embodiment of the present invention described above are that the impact compression load is applied to the DUT W by pulling the moving
ここで、以上の実施の形態においては、固定側の圧盤23とベース11との間にエアシリンダ41を介在させて過負荷防止機構を構築したが、例えば圧縮荷重の作用の向きと逆向きの与圧を付与したバネとダンパーとを組み合わせた機構を過負荷防止機構とすることもできる。この場合、バネの与圧を越える力が作用したときにバネが変形して固定側の圧盤23が変位し、ダンパーの緩衝作用とあいまって過大な圧縮力を吸収することができる。
Here, in the above embodiment, the overload prevention mechanism is constructed by interposing the
また、以上の実施の形態においては、移動側の圧盤22と油圧シリンダ21の間に固定側の圧盤23を配置することにより、ピストンロッド21aに引張荷重を作用させながら被試験体Wに圧縮荷重を加えることを可能としたが、例えばピストンロッドの径に比して最大負荷能力を小さく設定し、ピストンロッドの座屈を考慮する必要がなく、過負荷による治具やロードセルの損傷のみを考慮すればよい場合には、上記した各圧盤と油圧シリンダの位置関係は必ずしも必要ではない。
Further, in the above embodiment, the fixed-
すなわち、図7にその要部構成例を示すように、試験機本体1のベース11に先の例と同等のエアシリンダ41とエア源42、調圧弁43およびエアタンク44からなる過負荷防止機構を設けるとともに、そのエアシリンダ41のピストンロッド41aに固定板26並びにロードセル31を介して固定側の圧盤23を取り付ける一方、ベース11に対して複数のコラム12を介して固定されたヨーク13には、負荷用の油圧シリンダ21を固定し、その油圧シリンダ21のピストンロッド21aには移動板24を介して移動側の圧盤22を取り付けている。
That is, as shown in FIG. 7 as an example of the configuration of the main part, an overload prevention mechanism comprising an
この構成において、油圧シリンダ21により移動側の圧盤22を下方に移動させることにより、つまり押し出すように移動させることにより、固定側の圧盤23と移動側の圧盤23の間の被試験体Wに衝撃圧縮荷重を加える。この場合、油圧シリンダ21のピストンロッド21aには圧縮応力が作用するものの、先の例と同様に、固定側の圧盤23に調圧弁43の設定圧力に相当する力を越える圧縮力が作用したときにエアシリンダ41のピストンが下方に変位してその衝撃圧縮力を緩和することができる。
In this configuration, by moving the moving
1 試験機本体
11 ベース
12 コラム
13 ヨーク
2 負荷機構
21 油圧シリンダ
21a ピストンロッド
22 移動側の圧盤
23 固定側の圧盤
24 移動板
24a,24b 支持棒
24c,24d ブッシュ
25 移動部材
26 固定板
26a,26b 支持棒
26c,26d ブッシュ
27 固定部材
31 ロードセル
32 変位計
34 制御装置
35 油圧ユニット
36 サーボバルブ
41 エアシリンダ
42 エア源 43 調圧弁
44 エアタンク
W 被試験体
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記固定側の圧盤が、あらかじめ設定されている力の作用により変位して衝撃を吸収する過負荷防止機構を介してベースに取り付けられているとともに、その過負荷防止機構は、上記固定側の圧盤に対して試験時に作用する力の向きと逆向きに上記設定されている力を作用させ、試験時に上記固定側の圧盤に作用する力が上記設定された力を越えたときに当該固定側の圧盤が上記逆向きに設定された力に抗して移動して上記衝撃を吸収するように構成されていることを特徴とする衝撃圧縮試験装置。 A test object is placed between the fixed platen and the moving platen facing each other, and the moving platen is moved closer to the fixed platen by driving the hydraulic cylinder, so that A test device for applying an impact compression load to a test body,
The fixed-side platen is attached to the base via an overload prevention mechanism that absorbs shock by being displaced by the action of a preset force , and the overload prevention mechanism is connected to the fixed-side platen. Against the direction of the force acting during the test, and when the force acting on the stationary platen exceeds the set force when testing, An impact compression testing apparatus, wherein the platen is configured to move against the force set in the reverse direction and absorb the impact.
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