JP4701919B2 - 材料試験機 - Google Patents

Description

本発明は材料試験機に関し、更に詳しくは、１本のネジ棹とこれに隣接配置された直線ガイドによりクロスヘッドを支持する、いわゆるシングルコラムタイプの材料試験機に関する。

引張試験などを行う材料試験機においては、一般に、ベースもしくはテーブルに対して昇降するクロスヘッドを設け、そのクロスヘッドとベースもしくはテーブルにそれぞれ取り付けた掴み具に試験片の両端部を把持した状態で、クロスヘッドを昇降させることによって、試験片に対して引張もしくは圧縮の試験力を加える。

クロスヘッドの駆動機構としては、油圧シリンダを用いるものと、ネジ棹を用いるものが多用されている。ネジ棹を用いるものは、クロスヘッドにナットを回転不能に固定し、そのナットをネジ棹に螺合させ、ネジ棹の回転によりナットとともにクロスヘッド昇降させる。このようなネジ棹を用いた材料試験機においては、ナットが螺合しているネジ棹が露呈していると危険であるため、ネジ棹を蛇腹で覆う対策が一般的に採られている（例えば特許文献１参照）。

ネジ棹の回転によりクロスヘッドを昇降させるタイプの材料試験機は、通常、上記した特許文献１に開示されているように２本のネジ棹を用いて、クロスヘッドの両端部をナットを介して支持する構造が採用されるが、比較的軽荷重用でコンパクトな材料試験機として、従来、１本のネジ棹を用いた、いわゆるシングルコラムタイプの材料試験機が知られている。

シングルコラムタイプの材料試験機においては、通常、ベース上に鉛直に支持された１本のネジ棹の後方に、同じく鉛直方向に沿った直線ガイドを配置し、クロスヘッドに固定したナットをネジ棹に螺合させるとともに、直線ガイドにクロスヘッドを係合させることによってナットとクロスヘッドの回転を抑制する構造が採用され、その構造のもとにネジ棹に回転を与えることによりクロスヘッドを昇降させるように構成される。このようなシングルコラムタイプの材料試験機においては、ナットを介してネジ棹に支持されたクロスヘッドが試験機の正面側に突出する関係上、ネジ棹は試験機の正面に向けて露呈することになり、従ってそのネジ棹を覆う蛇腹は試験機の正面に設けられる。
特開平６−１６７４３３号公報

ところで、シングルコラムタイプの材料試験機においては、前記したようにネジ棹を覆う蛇腹が試験機正面に設けられ、その蛇腹の存在によりオペレータを危険から守ると同時に、ネジ棹に対するゴミの付着等を防止して試験機の性能を損なうことを予防することができるのであるが、蛇腹は繰り返し使用すると破損することがあり、また、クロスヘッドストロークエンドまで動かそうとした場合に、蛇腹が邪魔になってその最小厚さ（最も折り畳まれた状態での蛇腹の厚さ）以上はクロスヘッドを移動させることができず、本来のネジ棹長さ分のストロークの一部が損なわれるという問題もある。更に、蛇腹が伸び縮みする際の動作音が気になるというオペレータもいる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、シングルコラムタイプの材料試験機において、蛇腹を用いることなくネジ棹を覆うことができ、蛇腹の存在に起因する諸問題点を一挙に解決することのできる材料試験機の提供をその課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明の材料試験機は、ベース上に回転可能に支持された１本の鉛直のネジ棹と、そのネジ棹に螺合するナットが固定され、かつ、ネジ棹から試験機前方に突出するとともに、ネジ棹の後方に配置された鉛直の直線ガイド部材に係合することにより回り止めが施されたクロスヘッドを備え、上記ネジ棹の回転によりクロスヘッドが昇降するように構成された材料試験機において、上記クロスヘッドは、試験機前方側から見て上記ナットから上記ネジ棹より公報に迂回したうえで試験機前方に突出しているとともに、上記ネジ棹の試験機前方側が板状の前面カバーにより覆われ、その前面カバーは、上記クロスヘッドに上下方向に貫通して形成されたスリット内を通っていて、さらに、上記ネジ棹の後方および直線ガイドが、上記前面カバーの両側縁に対してそれぞれ所定の隙間を介して設けられた本体カバーにより覆われ、両側の上記隙間は試験機前方側から見て上記ネジ棹より後方に位置することによって特徴づけられる（請求項１）。

ここで、本発明においては、上記隙間がネジ棹より後方に位置するので試験機前方側からは上記隙間がほとんど見えない状態となる。

また、上記前面カバーと本体カバーとの間に形成された両側の隙間が、それぞれ板状のゴムによって覆われ、そのゴムは、一方の側縁部のみが上記前面カバーもしくは本体カバーのいずれかに固着されている構成（請求項２）を採用することもできる。

本発明は、蛇腹のようにクロスヘッドの移動により伸縮する材料ではなく、板状のカバーでネジ棹の前面を覆い、その前面カバーを、クロスヘッドに設けたスリット内を通過させることによって、課題を解決しようとするものである。

すなわち、本発明においては、ナットを介してクロスヘッドを支持するネジ棹の試験機正面側（前面）を、リジッドな板状の前面カバーで覆い、その前面カバーは、クロスヘッドを上下方向に貫通して形成されたスリット内を通す。これにより、前面カバーはクロスヘッドの昇降に干渉せずにネジ棹を覆うことができ、蛇腹を不要とすることができる。

また、ネジ棹の後方および直線ガイドについては、前面カバーの両側縁に対して一定の隙間を介して設けた本体カバーによって覆っており、その隙間については、請求項２に係る発明のように、板状のゴムによって覆い、その板状の込むの両側縁のうち一方の側縁のみを前面カバーもしくは本体カバーのうちのいずれかに固着した構成を採用することにより、隙間を介して外部からネジ棹を殆ど視認することができず、また、ゴミ等がカバー内に侵入することを防止することができるとともに、クロスヘッドの昇降時にはゴムが適宜に捲れることにより、その動作を阻害することがない。

本発明によれば、試験機正面側にネジ棹が露呈するシングルコラムタイプの材料試験機において、そのネジ棹を覆うための蛇腹を不要とし、これにより、蛇腹を用いてネジ棹を覆っていたが故に生じる諸問題点、すなわち蛇腹の耐久性、クロスヘッドのストロークの短縮化、およびクロスヘッドの昇降時に発生する音、の全てを一挙に解決することができる。

そして、請求項２に係る発明のように、ネジ棹の前面を覆う前面カバーと、ネジ棹の後方並びに直線ガイドを覆う本体カバーとの間に形成される隙間を、一側縁のみをこれらのカバーのいずれか一方に固着した板状のゴムで覆うことにより、その隙間を介してゴミが侵入することを防止するとともに、外部からネジ棹を殆ど視認できないようにすることができる。

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外観斜視図であり、図２は側面図である。また、図３には図２におけるクロスヘッド５の近傍の要部断面図を示す。

ベース１上に１本のネジ棹２が鉛直方向に沿って設けられているとともに、その後方に１本の直線ガイド３が同じく鉛直方向に沿って設けられている。ネジ棹２は、ベース１に設けられているケース４内のモータ、減速機およびタイミングベルト等からなる駆動機構（図示せず）によりその中心軸の回りに回転が与えられる。

クロスヘッド５にはナット６が固定されており、このナット６はネジ棹２に螺合している。すなわち、クロスヘッド５には、上下に貫通する貫通孔５ａが形成されており、この貫通孔５ａと同心にナット６が固着されている。ネジ棹２はその貫通孔５ａに挿入された状態でナット６に螺合している。

直線ガイド３は、鉛直方向に伸びるガイドレール３ａと、そのガイドレール３ａに沿って摺動自在の２つの移動体３ｂからなり、その各移動体３ｂはクロスヘッド５に固定されている。従って、クロスヘッド５はガイドレール３ａに沿う方向にのみその移動方向が規制され、また、この直線ガイド３によりクロスヘッド５並びにナット６の回転が阻止され、クロスヘッド５はその基端部においてナット６を介してネジ棹２に支持された状態で、先端部が試験機正面側に突出した姿勢を保ち、ネジ棹２の回転駆動により昇降する。試験片Ｗは、クロスヘッド５の試験機正面側への突出部分と、その鉛直下方のベース１との間に装着され、クロスヘッド５の上昇により引張負荷が、下降により圧縮負荷が加えられる。

さて、クロスヘッド５には、図４にその単体での平面図を、図５にはクロスヘッド５と以下に示す前面カバー７および本体カバー８の関係を抽出して示す要部斜視図をそれぞれ示すように、前記した貫通孔５ａとほぼ同心の半リング状のスリット５ｂが上下に貫通して形成されており、このスリット５ｂ内に、板状の前面カバー７が非接触状態で挿入されている。この前面カバー７はベース１の上面から試験機の頂部にまで及び、この前面カバー７によってネジ棹２の試験機正面側が覆われている。

また、ネジ棹２の後方並びに直線ガイド３の全体は、ベース１上に設けられた本体カバー８によって覆われている。この本体カバー８は、前面カバー７の両側縁に対して一定の隙間９を開けて設けられており、ナット６を介してネジ棹２に支持され、かつ、移動体３ｂを介してガイドレール３ａに拘束されたクロスヘッド５は、その両側の隙間９を通って外部に突出している。

そして、この両側の隙間９は、板状のゴム１０によって閉鎖されている。各板状のゴム１０は、それぞれ隙間９の幅寸法よりも所定寸法だけ幅の広く、その両側縁部のうち、本体カバー８側の縁部のみが当該本体カバー８に接着固定されており、他の縁部は自由状態となっている。この構成により、クロスヘッド５は、その昇降に際して前面カバー７および本体カバー８のいずれにも接触せず、両側の隙間９を介して外部に突出している梁部がその隙間を覆うゴム１０にのみ接触し、図６に示すように、ゴム１０の自由縁部を捲りながら移動する。このゴム１０の捲れは、クロスヘッド５が通過した後にはその弾性により直ちに元の板状に戻り、隙間９を隠す。従って、前面カバー７と本体カバー８で覆われたネジ棹２を含む内部構造は、クロスヘッド５の上下とその側方の僅かな捲れ部分のみが外部から視認できるにとどまる。

以上の実施の形態によると、試験機正面は平板状の前面カバー７によって遮蔽され、オペレータが回転しているネジ棹２に触れることがなく、安全を確保することができると同時に、ゴミ等が試験機内部に入ることを最小限に抑えることができる。しかも、蛇腹を用いていないために、蛇腹特有の問題、つまり耐久性、音の発生、およびネジ棹２のストロークの制限といった問題を一挙に解決することができる。

本発明の実施の形態の外観斜視図である。 本発明の実施の形態の側面図である。 図２におけるクロスヘッド５の近傍の要部断面図である。 本発明の実施の形態のクロスヘッド５の単体の平面図である。 本発明の実施の形態におけるクロスヘッド５と前面カバー７および本体カバー８の関係を示す要部斜視図である。 本発明の実施の形態におけるクロスヘッド５の昇降時のゴム１０の挙動の説明図である。

符号の説明

１ ベース
２ ネジ棹
３ 直線ガイド
４ ケース
５ クロスヘッド
５ａ 貫通孔
５ｂ スリット
６ ナット
７ 前面カバー
８ 本体カバー
９ 隙間
１０ ゴム

Claims (2)

1. ベース上に回転可能に支持された１本の鉛直のネジ棹と、そのネジ棹に螺合するナットが固定され、かつ、ネジ棹から試験機前方に突出するとともに、ネジ棹の後方に配置された鉛直の直線ガイド部材に係合することにより回り止めが施されたクロスヘッドを備え、上記ネジ棹の回転によりクロスヘッドが昇降するように構成された材料試験機において、
   上記クロスヘッドは、試験機前方側から見て上記ナットから上記ネジ棹より後方に迂回したうえで試験機前方に突出しているとともに、上記ネジ棹の試験機前方側が板状の前面カバーにより覆われ、その前面カバーは、上記クロスヘッドに上下方向に貫通して形成されたスリット内を通っていて、さらに、上記ネジ棹の後方および直線ガイドが、上記前面カバーの両側縁に対してそれぞれ所定の隙間を介して設けられた本体カバーにより覆われ、両側の上記隙間は試験機前方側から見て上記ネジ棹より後方に位置することを特徴とする材料試験機。
2. 両側の上記隙間は、それぞれ板状のゴムによって覆われ、そのゴムの両側縁部のうち一方のみが上記前面カバーもしくは本体カバーのいずれかに固着されていることを特徴とする請求項１に記載の材料試験機。

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