JP4439446B2

JP4439446B2 - クリープ試験装置

Info

Publication number: JP4439446B2
Application number: JP2005224480A
Authority: JP
Inventors: 透間内
Original assignee: 赤司電機株式会社
Priority date: 2005-08-02
Filing date: 2005-08-02
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2025-08-02
Also published as: JP2007040799A

Description

本発明は、例えば、金属材料等の試験片の高温におけるクリープ破断強度又はクリープ特性の測定に使用するクリープ試験装置に関する。

クリープ試験装置は、例えば、金属材料試験片を所定の温度に保持する円筒状の高温炉と、一側に所定の重量の重錘を取付け、他側に高温炉内の金属材料試験片を把持する把持具を設けたレバーアームとにより、高温炉内の金属材料試験片に重錘による静的引張荷重を付与するように構成されている。そして、金属材料試験片が破断すると、重錘が重錘受け台に落下するが、落下時の衝撃及び振動による試験精度を確保するために、重錘受け台の構造を制振性に優れた制振鋼板とゴムとの複合体としている。また、重錘は所定の引張重量に調整可能なように複数（例えば、１０〜２０個）の分銅を積層する構造としている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１２６９７３号公報（図１）

しかしながら、従来のクリープ試験装置は未だ解決すべき以下のような問題があった。
クリープ試験装置の静的引張荷重が大きい（例えば、最大試験荷重が３０トン）場合、重錘と重錘受け台との間の距離が長く（例えば、４００〜８００ｍｍ）なり、このため、金属材料試験片の破断の際、複数の分銅がばらけて落下するので安全上問題であり、また、このため周辺の機器を損傷する恐れがあった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、試験片の破断によって重錘が落下しても、複数の分銅がばらけて落下することが無く、また、周辺の機器を損傷する恐れが無いクリープ試験装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係るクリープ試験装置は、一方に載置板上に積層する複数の分銅からなる重錘が懸垂可能で、他方に試験片を把持する把持具を取付けたレバーアーム機構を用い、前記試験片に前記重錘の荷重を増幅した静的引張荷重を付与する縦型荷重式のクリープ試験装置において、
前記載置板が挿通可能な開口部を中央に備え、かつ前記載置板の外径より大きい前記複数の分銅を搭載可能で、かつ昇降手段により昇降して前記重錘の懸垂状態の入切を行う重錘受け台と、
前記重錘受け台に載った複数の分銅及び懸垂された前記分銅の外周を囲みそれぞれ隙間を有して配置された複数の第１の垂直部材を備えた散乱防止柵とを有し、
前記重錘受け台は、前記複数の第１の垂直部材の隙間を挿通する複数の第２の垂直部材で支持され、かつ前記散乱防止柵は左右又は前後の２分割構造となって前記分銅の搬出入が可能であり、しかも、前記重錘受け台の上端と前記重錘の下端との距離を測定する検出手段を設けると共に、前記昇降手段にサーボモータを設け、前記検出手段により測定した前記重錘の下端の直下に僅少の隙間を有して前記重錘受け台を配置する。

本発明に係るクリープ試験装置において、前記散乱防止柵は、前記レバーアーム機構の荷重伝達方向に対して直交する方向に開閉するのが好ましい。
本発明に係るクリープ試験装置において、前記重錘受け台の上部には、緩衝部材を有してもよい。

本発明に係るクリープ試験装置において、前記散乱防止柵、前記重錘受け台及び前記昇降手段の一部を観音開き式の収納ケース内に配置してもよい。

請求項１〜４記載のクリープ試験装置は、載置板が挿通可能な開口部を中央に備え、かつ載置板の外径より大きい複数の分銅を搭載可能で、かつ昇降手段により昇降して重錘の懸垂状態の入切を行う重錘受け台と、重錘受け台に載った複数の分銅及び懸垂された分銅の外周を囲みそれぞれ隙間を有して配置された複数の第１の垂直部材を備えた散乱防止柵とを有し、重錘受け台は、複数の第１の垂直部材の隙間を挿通する複数の第２の垂直部材で支持され、かつ散乱防止柵は左右又は前後の２分割構造となって分銅の搬出入が可能であるので、試験中、試験片の破断によって重錘が落下しても、複数の分銅がばらけて落下することが無く、また、周辺の機器を損傷する恐れが無い。
また、このクリープ試験装置においては、重錘受け台の上端と重錘の下端との距離を測定する検出手段を設けると共に、昇降手段にサーボモータを設け、検出手段により測定した重錘の下端の直下に僅少の隙間を有して重錘受け台を配置しているので、重錘の落下距離を小さく維持でき、これにより、重錘の落下時の衝撃を軽減でき、装置の損傷を防止でき、また、測定精度を高く維持することができる。

特に、請求項２記載のクリープ試験装置においては、散乱防止柵は、レバーアーム機構の荷重伝達方向に対して直交する方向に開閉するので、装置をコンパクトに構成することができる。
請求項３記載のクリープ試験装置においては、重錘受け台の上部には、緩衝部材を有しているので、重錘の落下時の衝撃を軽減でき、装置の損傷を防止でき、また、測定精度を高く維持することができる。

請求項４記載のクリープ試験装置においては、散乱防止柵、重錘受け台及び昇降手段の一部を観音開き式の収納ケース内に配置しているので、重錘の落下時、万一、分銅、散乱防止柵、重錘受け台及び昇降手段等が破損して破片が柵部材の外に出ても、安全である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の一実施の形態に係るクリープ試験装置の一部切欠き正面図、図２は同クリープ試験装置の左側面図、図３は同クリープ試験装置の一部切欠き右側面図、図４は同クリープ試験装置の要部一部切欠き正面図、図５は図４の矢視Ａ−Ａ図、図６は図５の矢視Ｂ−Ｂ図、図７は図５の矢視Ｃ−Ｃ図、図８は重錘受け台の詳細説明図、図９は図４のａ部の拡大図である。

図１〜図４に示すように、本発明の一実施の形態に係るクリープ試験装置１０は、一方（入力側）に重錘１３が懸垂可能で、他方（出力側）に試験片の一例である金属材料試験片２２（以下、単に試験片と呼ぶ）を把持する把持具３２を取付けたレバーアーム機構２９を用いて、試験片２２に重錘１３の荷重を増幅した静的引張荷重Ｗを付与する縦型荷重式の試験装置である。なお、レバーアーム機構２９の荷重伝達方向、即ち、重錘１３の中心線と試験片２２の把持具３２の軸心を連結する直線の方向を左右方向、これに直交する方向を前後方向として、以下、詳しく説明する。

図１〜図３に示すように、クリープ試験装置１０は、床面（ＦＬ）に固定され、形鋼や鋼板等により外形が直方体状に形成された固定架台１７と、固定架台１７の一側（重錘１３の懸垂側）上面に載置、固定され、内部に重錘１３が昇降可能な空間を有する外形が直方体状に形成された収納ケース２１と、固定架台１７の他側（試験片２２の把持側）の平面視して矩形（正方形も含む）の上面の四隅部に立設された４本の支柱１８と、各支柱１８の上端部にねじ締結により固定され、水平に配置された矩形板状の取付ベース１９とを有している。そして収納ケース２１の上側部は、収納ケース２１側に設置された２本の支柱１８のそれぞれ上下方向中間部に水平に設けられた固定棒２０で固定されている。

固定架台１７の上部に立設された４本の支柱１８の中央には、試験片２２を所定の温度（例えば、４００〜１０００℃）に保持可能な高温炉の一例である２分割縦型環状式の電気炉１１が設けられている。この実質的に密封された円筒状の電気炉１１の下端部には、試験片２２の下端部に形成された下側接続部２２ａが突出しており、固定架台１７の上部で電気炉１１の下方位置にはスクリュージャッキ２３が設けられている。スクリュージャッキ２３のねじ軸２４の先端部は、試験片２２の下側接続部２２ａに連結金具２５を介して連結されている。連結金具２５の下端と固定架台１７との間には、ねじ軸２４を覆って伸縮する蛇腹２６が設けられている。スクリュージャッキ２３は固定架台１７に取付けられた減速機付きのモータ２７によりチェーン２８を介して駆動されるようになっている。

電気炉１１の上端部には、試験片２２の上端部に形成された上側接続部２２ｂが突出しており、上側接続部２２ｂは電気炉１１の軸方向に僅かの距離摺動可能に設けられている。取付ベース１９上には、前後方向に間隔をあけて対向して高さの低い対となる軸受ブラケット３０が配置されており、対となる軸受ブラケット３０間には、２段式のレバーアーム機構２９の一段目を構成する補助レバーアーム１６の基部が配置され、略水平状態の補助レバーアーム１６が軸受ブラケット３０の先部の回動中心Ｐの回りに僅かに回動できるようになっている。

取付ベース１９上には更に、前後方向に間隔をあけて対向して高さの高い対となる軸受ブラケット３１が補助レバーアーム１６の先側を間に挟んで配置されており、対となる軸受ブラケット３１間の上側には、レバーアーム機構２９の２段目を構成する主レバーアーム１４の基部が配置され、略水平状態の主レバーアーム１４が軸受ブラケット３１の先部の回動中心Ｏの回りに僅かに回動できるようになっている。

補助レバーアーム１６の軸受ブラケット３０の近傍（回動中心Ｐより先側位置）には、補助レバーアーム１６の下側を挟んで、公知の構造の把持具３２が回動可能に取付けられており、把持具３２の下端部には上側接続部２２ｂの上端部が連結されている。
主レバーアーム１４の軸受ブラケット３１の近傍（回動中心Ｏより基側位置）には、補助レバーアーム１６の上側及び主レバーアーム１４の下側を挟んで公知の構造の対となる把持部材３３が回動可能に取付けられており、把持部材３３の下端部には補助レバーアーム１６が回動可能に連結されている。

主レバーアーム１４の先端部には、接続金具３４を介して断面が円形の吊りロッド３５が吊下されており、吊りロッド３５の下端部には円状の載置板３６が水平に固定されている（図４参照）。ここで、軸受ブラケット３１の回動中心Ｏと把持部材３３との水平距離をＬ₁₁、軸受ブラケット３１の回動中心Ｏと接続金具３４との水平距離をＬ₁₂とすると、主レバーアーム１４のレバー比はＬ₁₁：Ｌ₁₂（本実施の形態では１：２０）となり、一方、軸受ブラケット３０の回動中心Ｐと把持具３２との水平距離をＬ₂₁、軸受ブラケット３０の回動中心Ｐと把持部材３３との水平距離をＬ₂₂とすると、補助レバーアーム１６のレバー比はＬ₂₁：Ｌ₂₂（本実施の形態では１：５）となり、従って、レバーアーム機構２９のレバー比はＬ₁₁×Ｌ₂₁：Ｌ₁₂×Ｌ₂₂（本実施の形態では１：１００）となる。従って、本実施の形態では試験片２２に静的引張荷重Ｗを付与するには、重錘１３の重量は（Ｗ／１００）となる。

本実施の形態では、例えば、試験片２２が１ｍｍ伸びると、重錘１３は約１００ｍｍ下がることになる。また、試験片２２にＷ＝３０トン付与するには、重錘１３の重量は３００Ｋｇとなり、重錘１３は載置板３６上に積層する複数（本実施の形態では１５個）の分銅１２からなるので、分銅１２の単重は２０Ｋｇ／個となる。
図１及び図４に示すように、重錘１３が懸垂されて水平状態の主レバーアーム１４が軸受ブラケット３１の回動中心Ｏの廻りに時計方向に回動すると、接続金具３４の取付中心は位置Ｔから電気炉１１側の下方位置Ｕに移動して、吊りロッド３５も電気炉１１側に移動する。位置Ｔと位置Ｕとの垂直距離はＪ（本実施の形態ではＪ＝４００ｍｍ）である。また、位置Ｔと位置Ｕとの水平距離はＸ（本実施の形態ではＸ＝４０ｍｍ）である。

図１に示すように、主レバーアーム１４の基端部には、水平移動可能な重量調整用ウエイト３７が取付けられており、補助レバーアーム１６の先端部には円板状の対となるバランスウエイト３８が取付けられている。重量調整用ウエイト３７及びバランスウエイト３８により、レバーアーム機構２９に試験片２２及び重錘１３が取付けられていない状態では、主レバーアーム１４及び補助レバーアーム１６は略水平に保持されるようになっている。

図１に示すように、収納ケース２１側の２本の支柱１８にはそれぞれ、支柱１８と電気炉１１との間に垂直に配置された一本の固定軸３９が、上下に配置された取付ブラケット４０、４１を介して取付けられている。電気炉１１は２分割（縦割り）され、分割部分のそれぞれの収納ケース２１側の端部の上下に回動ブラケット４２、４３及び４４、４５が設けられており、電気炉１１を固定軸３９の廻りに観音開きすることができるようになっている。

図４〜図９に示すように、重錘１３が上下動する収納ケース２１内には、吊りロッド３５の先端に設けられた載置板３６が挿通可能な開口部３６ａを中央に備え、かつ載置板３６の外径ｇより大きい複数の分銅１２を搭載可能で、かつ昇降手段４６により昇降して重錘１３の懸垂状態の入切を行う重錘受け台４７と、重錘受け台４７に載った複数の分銅１２及び主レバーアーム１４に懸垂された分銅１２の外周を囲みそれぞれ隙間Ｑを有して配置された複数（本実施の形態では２０本）の第１の垂直部材９８を備えた散乱防止柵４８とを有している。

しかも、重錘受け台４７は、複数の第１の垂直部材９８の隙間Ｑを挿通する複数（本実施の形態では１８本）の第２の垂直部材６８〜８５で支持され、かつ散乱防止柵４８は前後の２分割構造となって分銅１２の搬出入が可能に構成されている。以下、これらについて詳細に説明する。

図４〜図６に示すように、収納ケース２１の支柱１８側の側面の内側で中央部から下部にかけて、チャンネル材からなる水平部材４９〜５１が垂直方向に間隔をあけて水平に設けられている。水平部材４９〜５１には、円盤状の６個の防振ゴム５２を介して矩形板状の垂直ベース５３がねじ締結されている。垂直ベース５３の両側には間隔をあけて断面が正方形の対となる垂直レール５４、５５が垂直に設けられている。垂直レール５４、５５間には垂直にボールねじ軸５６が配置されており、ボールねじ軸５６の上端部及び下側部はそれぞれ、軸受５７、５８により回転自在に支持されている。

垂直ベース５３と平行間隔をあけて矩形状の取付板６１が配置されており、取付板６１の垂直ベース５３側には、ボールねじ軸５６の雄ねじが螺合する雌ねじが形成されたねじブロック５９が前後方向中心部に取付けられると共に、垂直レール５４、５５の頂面に当接して上下動するガイドユニット６０が上下に間隔をあけて取付けられている。
図１及び図３〜図５に示すように、ボールねじ軸５６の下端部は、固定架台１７に取付けられたサーボモータ６２の出力軸にカップリング６３を介して連結されている。かかる構成によって、サーボモータ６２を駆動することにより、取付板６１を垂直レール５４、５５に沿ってストロークＳ（本実施の形態ではＳ＝４００ｍｍ）昇降することができる。

図４、図６及び図８に示すように、取付板６１の重錘１３側の両端部にはそれぞれ、垂直方向に細長で取付板６１に当接してねじ締結される矩形状の当接板６４、６５及び当接板６４、６５の表面内側に当接板６４、６５に直交して、しかも、対向して一体的に設けられた側板６６、６７が設けられており、側板６６、６７の内側面にはレバーアーム機構２９の荷重伝達方向に所定の隙間Ｇ（本実施の形態ではＧ＝３０ｍｍ）をあけて、厚みがｔ（本実施の形態ではｔ＝６ｍｍ）の板材からなる第２の垂直部材６８〜８５が設けられている。

両側位置にそれぞれ対向して配置された第２の垂直部材６８及び７７、６９及び７８、７５及び８４、７６及び８５はそれぞれ、いずれか一方に固定された連結板８６を介してねじ締結されている。ここで、昇降手段４６は、第２の垂直部材６８〜８５、連結板８６、側板６６、６７、当接板６４、６５、取付板６１、ガイドユニット６０、ねじブロック５９、軸受５７、５８、ボールねじ軸５６、垂直レール５４、５５、垂直ベース５３、カップリング６３及びサーボモータ６２を有して構成されている。

図８に示す２点鎖線ｈは、主レバーアーム１４が水平時の分銅１２の外形を表しており、一方、２点鎖線ｋは、主レバーアーム１４が傾斜時の分銅１２の外形を表している。
平面視して楕円形で中央部に楕円状の開口部３６ａを有するリング状に形成された重錘受け台４７は、第２の垂直部材６８〜８５の先端側及び連結板８６の上面に設けられ、固定板４７ａと、固定板４７ａの上面に固定され、緩衝部材の一例である緩衝ゴム８７とを備えており、重錘受け台４７の開口部３６ａの形状は載置板３６が上下に挿通可能な大きさに形成されている。

しかも、重錘受け台４７を取付けた第２の垂直部材６８〜８５及び連結板８６も、載置板３６が上下に挿通可能な構造に形成されている。即ち、中央側に位置する長さＮの第２の垂直部材７０〜７４及び７９〜８３と、両側に位置する長さＭの第２の垂直部材６８、６９、７５、７６及び７７、７８、８４、８５（Ｍ＞Ｎ）の各先端は、平面視して重錘受け台４７の開口部３６ａの外側に位置していることになっている。

図４、図５、図７及び図９に示すように、散乱防止柵４８はレバーアーム機構２９の荷重伝達方向と直交する方向（前後方向）に対となる柵分割体８８、８９に２分割されており、対となる柵分割体８８、８９はそれぞれ、レバーアーム機構２９の荷重伝達方向と直交する方向に移動可能に構成されている。

収納ケース２１の下端部にはアングル材からなる水平部材９０、９１が間隔をあけて水平に設けられている。水平部材９０、９１上には、円盤状の４個の防振ゴム５２を介して矩形板状の水平ベース９２がねじ締結されている。水平ベース９２上の両側には間隔をあけて断面が正方形の対となる水平レール９３、９４が水平に設けられている。

柵分割体８８、８９はそれぞれ、水平レール９３、９４に当接して前後動するガイドユニット９５が間隔をあけて取付けられ、水平に配置された矩形状の固定ベース９６、９７を備えている。固定ベース９６、９７上にはそれぞれ固定ベース９６、９７と同じ大きさの下側取付板９６ａ、９７ａがねじ締結されており、下側取付板９６ａ、９７ａ上にはそれぞれ、垂直に配置された複数（本実施の形態では１０本）の棒状の板材（本実施の形態では、厚さは６ｍｍ）からなる第１の垂直部材９８が立設されており、第１の垂直部材９８の上端は下側取付板９６ａ、９７ａに対向して水平に設けられた矩形状の上側取付板９９、１００の下面に固定されている。

図６及び図７に示すように、固定ベース９６、９７の対向する端面が当接すると共に、上側取付板９９、１００の対向する端面が当接した状態で、柵分割体８８、８９が閉じて散乱防止柵４８が構成されており、散乱防止柵４８の柵分割体８８、８９の合計２０本の第１の垂直部材９８は、平面視して略円筒状に配置されている。

図４、図５及び図９に示すように、収納ケース２１の上端部には平行間隔をあけてアングル材からなる水平部材１０１、１０２が設けられており、水平部材１０１、１０２の下端には、平行間隔をあけてアングル材からなるガイド部材１０３、１０４が取付けられている。上側取付板９９、１００の上面にはそれぞれ、間隔をあけて対向して対となるガイドローラユニット１０５ａ、１０５が設けられている。ガイドローラユニット１０５ａはガイドローラユニット１０５と勝手違いに構成されている。

ガイドローラユニット１０５（１０５ａも同じ）は、上側取付板９９、１００にねじ締結され、正面視して略２等辺三角形状で、側面視してＬ字状の取付ブラケット１０６と、取付ブラケット１０６の頂部にピン１０７を介して回動自在に連結され、正面視して略逆２等辺三角形状のローラ取付板１０８と、ローラ取付板１０８の上端部両側に固定軸１０９を介して回転自在に設けられ、ガイド部材１０３、１０４の下端に当接して転動する鍔付きガイドローラ１１０とを有している。

かかる構成によって、図５〜図７に示すように、柵分割体８８、８９が当接した（閉じた）状態で円筒状に形成された実線で示す２０本の第１の垂直部材９８により、試験中に、万一、重錘１３が落下しても分銅１２（外径Ｄ）が散乱することを防止できるので、安全である。この時、前後方向で最も内側に対向して配置された第１の垂直部材９８の内側端間距離はｄで、Ｄ＞ｄである。また、試験前及び試験後には、柵分割体８８、８９を、吊りロッド３５を中心にしてそれぞれ前後方向に移動して離す（開ける）ことにより、柵分割体８８、８９のそれぞれの２点鎖線で示す１０本の第１の垂直部材９８同士の間に前後方向に分銅１２を出し入れするスペース、即ち、前後方向で最も内側に対向して配置された第１の垂直部材９８の内側端間距離Ｋ（Ｋ＞Ｄ）が確保できる。

図８に示すように、第２の垂直部材７０、７４の先端部の内側にはそれぞれ、取付座１１１を介して検出手段の一例である反射型の光電スイッチ１１２が取付けられており、光電スイッチ１１２により重錘受け台４７の上端と重錘１３の下端との距離を測定するようになっている。光電スイッチ１１２の電線１１３はそれぞれ、第２の垂直部材７０、７４の内側に沿って取付けられている。

かかる構成により、試験中、光電スイッチ１１２により重錘受け台４７の上端と重錘１３の下端との距離を測定し、昇降する重錘１３の下端の直下に僅少の隙間Ｒ（例えば、本実施の形態ではＲ＝１００ｍｍ）を有して重錘受け台４７を配置する、即ち、重錘１３に追随することができるように、図示しない制御装置を介してサーボモータ６２を駆動して、重錘受け台４７を昇降するようになっている。

図１及び図２に示すように、試験片２２の上側接続部２２ｂが把持具３２の下端部位置になるよう試験片２２を吊上げるために使用する試験片装着治具１５は、収納ケース２１側の２本の支柱１８にブラケット（図示せず）を介して設けられたモータ１１４と、モータ１１４に連結された減速手段（図示せず）と、減速手段により回転され、左右方向に間隔をあけて配置された対となるチェーンスプロケット１１５と、対となるチェーンスプロケット１１５と左右方向に間隔をあけて取付ベース１９の下端に設けられた対となるチェーンスプロケット１１６と、対となるチェーンスプロケット１１５、１１６に噛合し、両端部がそれぞれ試験片装着治具１５及びカウンターウエイト１１７に接続された対となるチェーン１１８とにより、ストロークＹ（本実施の形態ではＹ＝３０００ｍｍ）昇降するように構成されている。

図４〜図６に示すように、収納ケース２１内に設けた水平部材４９、５１の一側には、細長で矩形ボックス状の取付座１１９が垂直に設けられており、取付座１１９の上下には、取付板６１の上下に設けられたストライカー１２０、１２１により作動するリミットスイッチ１２２、１２３が間隔をあけて設けられている。また、取付板６１にはＬ字状の取付ブラケット１２４が取付けられており、取付ブラケット１２４と水平部材４９との間にはケーブルベア１２５が設けられている。

図２中の符号１２６は、主レバーアーム１４及び補助レバーアーム１６の傾斜状態を表示し、また、スクリュージャッキ２３のねじ軸２４（連結金具２５）の昇降及び試験片装着治具１５の昇降を操作するための表示操作ボックスを表している。図３中の符号１２７、１２８は収納ケース２１中の重錘１３の状況を見るためのアクリル製の覗き窓を表している。なお、覗き窓１２７、１２８が設けられた収納ケース２１の電気炉１１と反対側の側面はノブ１２９を手にして観音開き可能に構成されている。

図４中の符号１３０は取付板６１の下限位置用のストッパーを、図５中の符号１３１、１３２はそれぞれ、水平レール９３、９４の両端部に設けられた柵分割体８８、８９の開限位置用のストッパーを表している。また、図１中の符号１３３は、主レバーアーム１４の上限、中央及び下限位置を検出するための図示しない３個の光電スイッチが上下に間隔をあけて３個設けられた取付フレームを表している。例えば、試験片２２が伸びて主レバーアーム１４が下限位置にくると、主レバーアーム１４が中央位置になるように、スクリュージャッキ２３を作動してねじ軸２４を下降するように制御している。

次に、本発明の一実施の形態に係るクリープ試験装置１０の使用方法及び作用を、図を参照しながら説明する。
図１に示すように、サーボモータ６２を駆動して重錘受け台４７を上下方向の略中央位置に配置する。この状態では、主レバーアーム１４は略水平状態であり、載置板３６は重錘受け台４７の下方に位置している。

電気炉１１を観音開きした状態で、モータ１１４を駆動して試験片装着治具１５をストロークＹ下降し、試験片２２の上側接続部２２ｂを試験片装着治具１５に取付けた後、モータ１１４を駆動して試験片装着治具１５を上昇し、試験片２２の高さ方向の中心位置を電気炉１１の高さ方向の中心位置に移動する。
モータ２７を駆動してスクリュージャッキ２３のねじ軸２４を上昇して、試験片２２の下側接続部２２ａと連結金具２５とを接続した後、試験片２２の上側接続部２２ｂを把持具３２の下端部に連結する。その後、電気炉１１を閉じる。

図３に示す収納ケース２１の側面を人手により観音開きして、図５に示すように、散乱防止柵４８の柵分割体８８、８９を人手により、前後方向に開き、重錘受け台４７上に１５個の分銅１２を積層して重錘１３を形成した後、柵分割体８８、８９を人手により、前後方向に閉じて、円筒状に配置された２０本の第１の垂直部材９８により、重錘１３の外周を包囲する。

電気炉１１内を所定の温度に加熱して、その温度で安定させた後、サーボモータ６２を駆動して重錘受け台４７を下降して、相対的に載置板３６を上昇することにより載置板３６上に重錘１３を載置することによって、レバーアーム機構２９に重錘１３が懸垂され、主レバーアーム１４、把持部材３３、補助レバーアーム１６及び把持具３２を介して試験片２２に静的引張荷重Ｗを付与して、クリープ試験を行う。
試験中、試験片２２が伸びて、主レバーアーム１４及び補助レバーアーム１６等を介して重錘１３が所定の量（例えば、１００ｍｍ）下降すると、取付フレーム１３３に取付けた光電スイッチ（図示せず）が作動して、主レバーアーム１４が水平になるように、モータ２７を駆動してスクリュージャッキ２３のねじ軸２４を下降させる。

次いで、スクリュージャッキ２３のねじ軸２４の下降により上昇する重錘１３の下端位置と重錘受け台４７の上端位置との隙間Ｒを一定に維持するように、サーボモータ６２が作動して重錘受け台４７が自動的に上昇する。
上述のように、試験片２２が伸びて重錘１３が所定の量下降する度に、主レバーアーム１４が水平になるように、モータ２７を駆動し、その後、重錘受け台４７が重錘１３に追随するようにサーボモータ６２を駆動するように制御されている。

試験中、試験片２２が破断して、レバーアーム機構２９に保持された重錘１３が落下しても、重錘１３の下端位置と重錘受け台４７の上端位置との隙間Ｒが小さいため、重錘受け台４７への衝撃は小さく抑えられる。また、重錘受け台４７の上部には緩衝ゴム８７が設けられているので、衝撃力を軽減することができる。更に、重錘１３の回りは、散乱防止柵４８の円筒状に配置された２０本の第１の垂直部材９８によりカバーされているので、分銅１２が円筒状に形成された第１の垂直部材９８の外側に出る恐れは無く、安全である。

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明のクリープ試験装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
本実施の形態では、試験片２２を金属材料としたが、これに限定されず、必要に応じて、プラスチック等の材料とすることもできる。

散乱防止柵４８は前後に２分割構造としたが、これに限定されず、必要に応じて、左右に２分割構造とすることもできる。
試験片２２の本数は１本としたが、これに限定されず、必要に応じて、２本以上とすることもできる。この場合には、複数の試験片の両端部を接続金具を用いて、レバーアーム機構及びスクリュージャッキに連結することになる。
レバーアーム機構２９は主レバーアーム１４と補助レバーアーム１６とを備えた２段式としたが、これに限定されず、必要に応じて、１段式又は３段式以上のレバーアーム機構とすることもできる。

重錘受け台４７の上部には、緩衝部材として緩衝ゴム８７を設けたが、これに限定されず、必要に応じて、緩衝ゴムを省略することもでき、また、その他の緩衝部材を使用することもできる。

散乱防止柵４８、重錘受け台４７及び昇降手段４６の一部を観音開き式の収納ケース２１内に配置したが、これに限定されず、状況に応じて、収納ケースを省略することもできる。
第１の垂直部材９８は板材から形成したが、これに限定されず、必要に応じて、棒材を用いることもできる。

本発明の一実施の形態に係るクリープ試験装置の一部切欠き正面図である。同クリープ試験装置の左側面図である。同クリープ試験装置の一部切欠き右側面図である。同クリープ試験装置の要部一部切欠き正面図である。図４の矢視Ａ−Ａ図である。図５の矢視Ｂ−Ｂ図である。図５の矢視Ｃ−Ｃ図である。重錘受け台の詳細説明図である。図４のａ部の拡大図である。

１０：クリープ試験装置、１１：電気炉（高温炉）、１２：分銅、１３：重錘、１４：主レバーアーム、１５：試験片装着治具、１６：補助レバーアーム、１７：固定架台、１８：支柱、１９：取付ベース、２０：固定棒、２１：収納ケース、２２：金属材料試験片（試験片）、２２ａ：下側接続部、２２ｂ：上側接続部、２３：スクリュージャッキ、２４：ねじ軸、２５：連結金具、２６：蛇腹、２７：モータ、２８：チェーン、２９：レバーアーム機構、３０：軸受ブラケット、３１：軸受ブラケット、３２：把持具、３３：把持部材、３４：接続金具、３５：吊りロッド、３６：載置板、３６ａ：開口部、３７：重量調整用ウエイト、３８：バランスウエイト、３９：固定軸、４０、４１：取付ブラケット、４２〜４５：回動ブラケット、４６：昇降手段、４７：重錘受け台、４７ａ：固定板、４８：散乱防止柵、４９〜５１：水平部材、５２：防振ゴム、５３：垂直ベース、５４、５５：垂直レール、５６：ボールねじ軸、５７、５８：軸受、５９：ねじブロック、６０：ガイドユニット、６１：取付板、６２：サーボモータ、６３：カップリング、６４、６５：当接板、６６、６７：側板、６８〜８５：第２の垂直部材、８６：連結板、８７：緩衝ゴム（緩衝部材）、８８、８９：柵分割体、９０、９１：水平部材、９２：水平ベース、９３、９４：水平レール、９５：ガイドユニット、９６、９７：固定ベース、９６ａ、９７ａ：下側取付板、９８：第１の垂直部材、９９、１００：上側取付板、１０１、１０２：水平部材、１０３、１０４：ガイド部材、１０５、１０５ａ：ガイドローラユニット、１０６：取付ブラケット、１０７：ピン、１０８：ローラ取付板、１０９：固定軸、１１０：鍔付きガイドローラ、１１１：取付座、１１２：光電スイッチ（検出手段）、１１３：電線、１１４：モータ、１１５、１１６：チェーンスプロケット、１１７：カウンターウエイト、１１８：チェーン、１１９：取付座、１２０、１２１：ストライカー、１２２、１２３：リミットスイッチ、１２４：取付ブラケット、１２５：ケーブルベア、１２６：表示操作ボックス、１２７、１２８：覗き窓、１２９：ノブ、１３０：ストッパー、１３１、１３２：ストッパー、１３３：取付フレーム

Claims

一方に載置板上に積層する複数の分銅からなる重錘が懸垂可能で、他方に試験片を把持する把持具を取付けたレバーアーム機構を用い、前記試験片に前記重錘の荷重を増幅した静的引張荷重を付与する縦型荷重式のクリープ試験装置において、
前記載置板が挿通可能な開口部を中央に備え、かつ前記載置板の外径より大きい前記複数の分銅を搭載可能で、かつ昇降手段により昇降して前記重錘の懸垂状態の入切を行う重錘受け台と、
前記重錘受け台に載った複数の分銅及び懸垂された前記分銅の外周を囲みそれぞれ隙間を有して配置された複数の第１の垂直部材を備えた散乱防止柵とを有し、
前記重錘受け台は、前記複数の第１の垂直部材の隙間を挿通する複数の第２の垂直部材で支持され、かつ前記散乱防止柵は左右又は前後の２分割構造となって前記分銅の搬出入が可能であり、しかも、前記重錘受け台の上端と前記重錘の下端との距離を測定する検出手段を設けると共に、前記昇降手段にサーボモータを設け、前記検出手段により測定した前記重錘の下端の直下に僅少の隙間を有して前記重錘受け台を配置することを特徴とするクリープ試験装置。
請求項１記載のクリープ試験装置において、前記散乱防止柵は、前記レバーアーム機構の荷重伝達方向に対して直交する方向に開閉することを特徴とするクリープ試験装置。
請求項１及び２のいずれか１項に記載のクリープ試験装置において、前記重錘受け台の上部には、緩衝部材を有することを特徴とするクリープ試験装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のクリープ試験装置において、前記散乱防止柵、前記重錘受け台及び前記昇降手段の一部を観音開き式の収納ケース内に配置したことを特徴とするクリープ試験装置。