JP4520250B2 - 試験片クランプ装置及びこの試験片クランプ装置を備えた試験機 - Google Patents

Description

本発明は、試験片クランプ装置及びこの試験片クランプ装置を備えた試験機に関する。

従来、所定の試験温度に維持した恒温チャンバー内で試験片の衝撃試験を実施する恒温式の衝撃試験機において、恒温チャンバーの内部に衝撃試験に直接関与する試験部と、該試験部に試験片を自動供給する供給装置と、試験片の外形寸法を計測する寸法測定装置を設けた衝撃試験機は知られている（例えば、特許文献１参照）。この供給装置は、試験片収容棚と搬送装置とからなり、搬送装置が試験片を試験片収容棚から試験部に搬送するときに寸法測定装置によって試験片の外形寸法を計測するようにしている。
また、試験片収容棚を恒温チャンバーの外部に設けて恒温チャンバーの容積を小さくした恒温式の試験機も知られている。

特開平８−５５３１号公報

一般に、曲げ試験や衝撃試験においては、互いに平行な一対の曲げ支点の稜線方向に対し、試験片の長手方向が直交した状態で曲げ負荷を加えなければ、正確な試験データを得ることができない。そのため、試験片を試験部に自動供給する試験機においては、試験片の寸法測定時及び試験治具に試験片をセットする際に、試験片の中心位置を割り出す整列作業が必要になる。特許文献１に記載の試験機は、試験片収容棚から取り出すとき又は測寸する直前に試験片を整列させる必要があり、恒温チャンバー内に供給装置と共に試験片の整列装置も設ける必要があるために、恒温チャンバー内の装置が大きく複雑になるという問題があった。

また、試験片収容棚を恒温チャンバーの外部に設けた試験機は、試験片を予め試験温度に予熱又は冷却しておく必要があり、一旦別の仮置棚などに装架し再度取り出す必要がある。この装架時や再取り出し時に試験片がずれる場合があるため、再取り出し時又は試験治具にセットするときに整列作業が必要になり、夫々に整列装置を設けると試験機全体が複雑で大きくなり、コスト高になるという問題があった。
また、恒温チャンバーには、整列装置の全体或は一部分を配置するための開口部が必要になり、熱の流入・流出による電力損失があるのみならず、０℃以下の試験環境では結露により整列装置の動作が不安定になったり、動作不能になったりするという課題があった。

そこで、本発明は、一つの整列機構によって、挟持片で試験片を挟持している状態の任意のときに試験片を整列させることができ、試験温度等の環境による影響を受けることなく確実に試験片を整列させることができる試験片クランプ装置及びこの試験片クランプ装置を備えた試験機を提供するものである。

本発明は、上記課題を解決するために、上下に相対向して近接離反可能な挟持片を左右に備えた試験片クランプ装置であって、上下何れか一方の挟持片に沿って前後方向に近接離反可能な整列爪を左右に一対ずつ設け、該整列爪はアームを介して駆動装置に接続してあり、該整列爪を近接させて試験片の前後方向の中心位置を割り出すようにした試験片クランプ装置を提供するものである。

また、本発明は、前記挟持片に前記アームをガイドするガイド溝を設けた請求項１に記載の試験片クランプ装置を提供するものである。

また、本発明は、前記駆動装置がエアチャックであり、該エアチャックの開閉操作によって前記整列爪を近接離反可能にした請求項１又は２に記載の試験片クランプ装置を提供するものである。

また、本発明は、恒温チャンバーを設けた試験機であって、該恒温チャンバーの内部に試験装置と試験片仮置部を設け、該恒温チャンバーの外部に試験片収容棚を設けた請求項１乃至３の何れかに記載の試験片クランプ装置を備えた試験機を提供するものである。

また、本発明は、前記試験片クランプ装置を前後方向及び上下方向に移動させると共に、左右方向に回転させる駆動機構を設けた請求項４に記載の試験機を提供するものである。

また、本発明は、前記試験装置が試験片の曲げ試験を行う曲げ試験装置である請求項４又は５に記載の試験機を提供するものである。

本発明に係る試験片クランプ装置によれば、上下に相対向して近接離反可能な挟持片を左右に備えた試験片クランプ装置であって、上下何れか一方の挟持片に沿って前後方向に近接離反可能な整列爪を左右に一対ずつ設け、該整列爪はアームを介して駆動装置に接続してあり、該整列爪を近接させて試験片の前後方向の中心位置を割り出すようにした構成を有することにより、挟持片で試験片を挟持している状態の任意のときに、整列爪を近接させて試験片の前後方向の中心位置を割り出して整列させることができ、試験片の整列制御の自由度が増えると共に、他に整列機構を設ける必要が無いから装置全体の構成を簡素化でき、コストを低減することができる効果がある。

また、本発明は、前記挟持片に前記アームをガイドするガイド溝を設けた請求項１に記載の構成を有することにより、ガイド溝に沿ってアームを駆動するから、整列爪を挟持片に沿ってスムースに近接離反させることができる効果がある。

また、本発明は、前記駆動装置がエアチャックであり、該エアチャックの開閉操作によって前記整列爪を近接離反可能にした請求項１又は２に記載の構成を有することにより、簡単な駆動機構によって前後の整列爪を中心方向に近接させて、試験片の前後方向の中心位置を確実に割り出すことができる効果がある。

また、本発明に係る試験機によれば、恒温チャンバーを設けた試験機であって、該恒温チャンバーの内部に試験装置と試験片仮置部を設け、該恒温チャンバーの外部に試験片収容棚を設けた請求項１乃至３の何れかに記載の試験片クランプ装置を備えた構成を有することにより、クランプ装置に設けた整列爪、アーム及び駆動装置からなる整列機構は恒温チャンバー内に一時的にしか入らないから、整列機構が恒温チャンバー内の結露等による障害を受け難く、安定した整列動作を得ることができる。また、恒温チャンバーに整列機構を配置するための開口部が不要になり、恒温チャンバーの断熱効果が向上して消費電力を低減させることができる効果がある。

また、本発明は、前記試験片クランプ装置を前後方向及び上下方向に移動させると共に、左右方向に回転させる駆動機構を設けた請求項４に記載の構成を有することにより、自在にクランプ装置を動かして試験片を搬送して試験装置にセットすることができる効果がある。

また、本発明は、前記試験装置が試験片の曲げ試験を行う曲げ試験装置である請求項４又は５に記載の構成を有することにより、試験片クランプ装置が試験片を整列して搬送するから、曲げ支点上に載せる際に試験片が正規の位置からずれることを阻止することができる効果がある。

本発明の実施の形態を図示する実施例に基づいて説明する。
本発明に係る試験片クランプ装置１は、上下に相対向して近接離反可能な挟持片１０ａ，１１ａを左右に備えてあり、上下何れか一方の挟持片に沿って前後方向に近接離反可能な整列爪３０，３１を左右に一対ずつ設け、該整列爪３０，３１はアーム３０ａ，３１ａを介して駆動装置であるエアチャック３２に接続してあり、該整列爪３０，３１を近接させて試験片Ｓの前後方向の中心位置を割り出すように構成してある。

図示の実施例において、１０は上側の挟持部材であり、垂直方向に設けた支持部１０ｂと、該支持部１０ｂの上端に左右に間隔をおいて水平方向に設けた挟持片１０ａ，１０ａとからなる。１１は下側の挟持部材であり、垂直方向に設けた支持部１１ｂと、該支持部１１ｂの上端に左右に間隔をおいて水平方向に設けた挟持片１１ａ，１１ａとからなる。挟持部材１０と挟持部材１１の間には、支持部１１ｂに固設した案内レール１５と支持部１０ｂに固設したスライダ１４とからなるリニアガイドを設けてあり、上下に相対向して設けた挟持片１０ａと挟持片１０ｂが相互に近接離反することができるように構成してある。

挟持部材１０は、支持部１０ｂを支持プレート１２に立設してあり、支持プレート１２を介してエアチャック１６の上側の開閉爪１６ａに接続してある。同様に、挟持部材１１は、支持部１１ｂを支持プレート１３に立設してあり、支持プレート１３を介してエアチャック１６の下側の開閉爪１６ｂに接続してあり、このエアチャック１６の開閉操作によって挟持片１０，１１を近接離反することができるように構成してある。

図示の実施例において、整列爪３０，３１は、板状のアーム３０ａ，３１ａの先端部に下方に突出して形成してあり、左右の挟持片１０ａに一対ずつ設けてある。整列爪３０は、挟持片１０ａの前方寄りに位置するように設けてあると共に、アーム３０ａの後端部をエアチャック３２の前側の開閉爪３２ａに固設してあり、左右の整列爪３０は夫々アーム３０ａを介して同一のエアチャック３２に接続してある。整列爪３１は、挟持片１０ａの後方寄りに位置するように設けてあると共に、アーム３１ａの後端部をエアチャック３２の後側の開閉爪３２ｂに固設してあり、左右の整列爪３１は夫々アーム３１ａを介して同一のエアチャック３２に接続してある。

図１乃至図４に示すように、左右の挟持片１０ａには、アーム３０ａ，３１ａをガイドするガイド溝１０ｃを設けてあり、該ガイド溝１０ｃにアーム３０ａ，３１ａを重ね合わせて収容してある。また、エアチャック３２は、支持プレート１２上に固設してあり、このエアチャック３２の開閉操作によってアーム３０ａ，３１ａをガイド溝１０ｃに沿って互いに反対方向に前後動させることにより、整列爪３０，３１が挟持片１０ａに沿って前後方向に近接離反するように構成してある。

この整列爪３０，３１は、以下のように作用する。
図５（ａ）に示すように、エアチャック３２が開いた状態では、整列爪３０，３１は離反している。このとき、エアチャック１６を閉じて挟持片１０ａ，１１ａを近接させることにより、挟持片１０ａ，１１ａが整列爪３０と整列爪３１の間で試験片Ｓを挟持する。
このように、挟持片１０ａ，１１ａが試験片Ｓを挟持した状態で、エアチャック３２を閉じると、図５（ｂ）に示すように、整列爪３０，３１は相互に近接して試験片Ｓを前後から挟持することにより、試験片Ｓの前後方向の中心位置を割り出して整列することができる。

図示の実施例において、試験片クランプ装置１には、試験片クランプ装置１を前後方向及び上下方向に移動させると共に、左右方向に回転させる駆動機構を設けてある。
図１及び図２に示すように、試験片クランプ装置１を前後方向に駆動する駆動機構は、前後方向に敷設された駆動レール１８と、該駆動レール１８と平行に設けた駆動スクリュー１９と、台車１７とからなる。台車１７には移動ナット２０を固設してあり、この移動ナット２０を駆動スクリュー１９に係合してある。図示しないが、駆動スクリュー１９は駆動モータによって正逆回転することができるようにしてあり、駆動スクリュー１９を正回転又は逆回転させることにより、台車１７が駆動レール１８上を前進又は後進するように構成してある。

試験片クランプ装置１を左右方向に回転させる駆動機構は、台車１７に垂直に設けた回転軸２２と、この回転軸２２を中心に左右方向に回転可能に設けた回転台座２１と、回転台座２１を回転駆動するように台車１７に設けた回転モータ２３とからなる。また、台車１７にはストッパー２６，２７を設けてあり、回転台座２１が、図２に示すように試験片クランプ装置１が前方に向いた位置と、左方向に９０度回転した位置でストッパー２６，２７に当接して止まるように構成してある。

試験片クランプ装置１を上下方向に駆動する駆動機構は、回転台座２１に垂直に設けたガイド軸２４と、このガイド軸２４に沿ってエアチャック１６を上下動可能に設けたリニア軸受２８と、エアチャック１６を上下方向に駆動することができるように回転台座に立設したエアシリンダー２５とからなる。
また、支持プレート１２，１３には、回転軸２２に沿って上下動及び回転可能に軸受１２ａ，１３ａを設けてあり、試験片クランプ装置１が回転軸２２に沿って上下動及び回転することができると共に、エアチャック１６の開閉動作をスムースに挟持部材１０，１１に伝達することができるようにしてある。

次に、上記の試験片クランプ装置１を備えた試験機を図６に示す実施例に基づいて説明する。
本発明に係る試験機は、試験温度を任意に設定することができる恒温チャンバー２を設けてあり、該恒温チャンバー２の内部に試験装置３と試験片仮置部４を設け、該恒温チャンバー２の外部に試験片収容棚５を設けてある。試験装置３は、試験片Ｓの曲げ試験を行う曲げ試験装置であり、左右に設けた試験片支持台３ａと、プレスパンチ３ｂとからなる。

試験片収容棚５には、曲げ試験に使用する試験片Ｓを一定量収容することができるようにしてあり、試験片クランプ装置１が試験片収容棚５に収容した試験片Ｓを挟持して、試験装置３に自動的に供給するようにしてある。また、試験片仮置部４は、外気温と異なる温度で曲げ試験を行う場合に、試験片Ｓを仮置して予め試験温度に予熱又は冷却することができるようにしてある。また、恒温チャンバー２の入口には、試験片Ｓの外形寸法を測定する寸法測定装置６を設けてある。
本発明に係る試験片クランプ装置１は、挟持片１０ａ，１１ａが試験片Ｓを挟持しているときは何時でも試験片Ｓを整列することができるから、寸法測定装置６によって試験片Ｓの外形寸法を正確に測定することができると共に、試験片支持台３ａの互いに平行な一対の曲げ支点の稜線方向に対して試験片Ｓを長手方向が直交した状態でセットすることができ、正確な曲げ試験データを得ることができる。

本発明に係る試験片クランプ装置の一実施例を示す側面図。 その実施例を示す平面図。 その実施例の一態様を示す側面図。 その実施例の一態様を示す斜視図。 その実施例の動作を示すＡ−Ａ線断面図。 その試験片クランプ装置を備えた試験機の一実施例を示す側面図。

符号の説明

１ 試験片クランプ装置
２ 恒温チャンバー
３ 試験装置
３ａ 試験片支持台
３ｂ プレスパンチ
４ 試験片仮置部
５ 試験片収容棚
６ 寸法測定装置
１０，１１ 挟持部材
１０ａ，１１ａ 挟持片
１０ｂ、１１ｂ 支持部
１０ｃ ガイド溝
１２，１３ 支持プレート
１２ａ，１３ａ 軸受
１４ スライダ
１５ 案内レール
１６ エアチャック
１６ａ，１６ｂ 開閉爪
１７ 台車
１８ 駆動レール
１９ 駆動スクリュー
２０ 移動ナット
２１ 回転台座
２２ 回転軸
２３ 回転モータ
２４ ガイド軸
２５ エアシリンダー
２６，２７ ストッパー
２８ リニア軸受
３０，３１ 整列爪
３０ａ，３１ａ アーム
３２ エアチャック
Ｓ 試験片

Claims (6)

1. 上下に相対向して近接離反可能な挟持片を左右に備えた試験片クランプ装置であって、上下何れか一方の挟持片に沿って前後方向に駆動する一対のアームを設け、それぞれのアームに前後に離れて近接離反可能な一対の整列爪を設け、この一対の整列爪を左右に一対ずつ設け、該整列爪はアームを介して駆動装置に接続してあり、前後一対ずつの該整列爪を相互に近接させて試験片を前後から挟持し試験片の前後方向の中心位置を割り出すようにした試験片クランプ装置。
2. 前記挟持片に前記アームをガイドするガイド溝を設けた請求項１に記載の試験片クランプ装置。
3. 前記駆動装置がエアチャックであり、該エアチャックの開閉操作によって前記整列爪を近接離反可能にした請求項１又は２に記載の試験片クランプ装置。
4. 恒温チャンバーを設けた試験機であって、該恒温チャンバーの内部に試験装置と試験片仮置部を設け、該恒温チャンバーの外部に試験片収容棚を設けた請求項１乃至３の何れかに記載の試験片クランプ装置を備えた試験機。
5. 前記試験片クランプ装置を前後方向及び上下方向に移動させると共に、左右方向に回転させる駆動機構を設けた請求項４に記載の試験機。
6. 前記試験装置が試験片の曲げ試験を行う曲げ試験装置である請求項４又は５に記載の試験機。
   

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