JP4999516B2 - Chuck device and tensile test device - Google Patents
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Description
本発明は、試験片を把持してこの試験片の引張試験を実施するチャック装置、およびこのチャック装置を備えた引張試験装置に関する。 The present invention relates to a chuck device that holds a test piece and performs a tensile test on the test piece, and a tensile test device including the chuck device.
従来、試験片を把持した状態で、この試験片を引っ張り、試験片の引張強度を測定する引張試験装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a tensile test apparatus is known that pulls a test piece while measuring the test piece and measures the tensile strength of the test piece (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
この特許文献1に記載のものは、互いに対向する一対の脚部を有するチャック本体と、この脚部の内面に対向する一対の楔形のツカミ歯と、を備え、一対のツカミ歯にて試料を挟み、チャック本体を上昇させることでツカミ歯にて試料を把持する引張試験機である。この引張試験機では、表面層に含油潤滑層または固体潤滑層を有する裏金板金付きの潤滑板を、エポキシ樹脂などの接着剤にて脚部の内面に接着し、ツカミ歯とチャック本体との摩擦係数を小さくする構成が採られている。 The one described in Patent Document 1 includes a chuck body having a pair of leg portions facing each other, and a pair of wedge-shaped tooth teeth facing the inner surface of the leg portion, and a sample is taken with the pair of tooth teeth. It is a tensile tester that holds a sample with a tooth by pinching and raising the chuck body. In this tensile testing machine, a lubricating plate with a back metal sheet metal having an oil-impregnated lubricating layer or a solid lubricating layer on the surface layer is adhered to the inner surface of the leg with an adhesive such as epoxy resin, and the friction between the tooth and the chuck body The structure which makes a coefficient small is taken.
また、特許文献2に記載のものは、試験片を挟持するチャック歯が対向配設された一対のチャックホルダと、このチャックホルダの摺動面を摺動案内するチャックボディとを備えたチャック歯潤滑機構である。このチャック歯潤滑機構では、チャックボディの外面からチャックホルダの摺動面が当接されるガイド面に貫通する油溜用貫通孔が設けられ、この貫通孔に給油口が設けられている。そして、給油口から貫通孔を介してガイド面および摺動面の当接部に潤滑油を供給する構成が採られている。 Further, the one disclosed in Patent Document 2 includes a chuck tooth including a pair of chuck holders in which chuck teeth for holding a test piece are opposed to each other, and a chuck body that slides and guides a sliding surface of the chuck holder. Lubrication mechanism. In this chuck tooth lubrication mechanism, an oil reservoir through-hole penetrating from the outer surface of the chuck body to the guide surface with which the sliding surface of the chuck holder abuts is provided, and an oil supply port is provided in the through-hole. And the structure which supplies lubricating oil to the contact part of a guide surface and a sliding surface is taken from the oil supply port through a through-hole.
ところで、上記特許文献1に記載のような従来の引張試験機では、チャック本体とツカミ歯との間に表面層に含油潤滑層または固体潤滑層が設けられた潤滑板をエポキシ樹脂などの接着剤にて接着している。このような構成では、例えばPC鋼棒など、引張強度が2000(N/mm2)以上の高強度材料を試験する場合、ツカミ歯とチャック本体との間
の大きな摩擦力が働き、潤滑板に大きな応力が加わる。このため、潤滑板の潤滑面にかかる面圧が大きく、表面磨耗により潤滑板の寿命が短くなったり、チャック本体の脚部と潤滑板の間の接着面の剪断力が大きく接着面の寿命が短くなったりするという問題が挙げられる。また、潤滑板の磨耗により潤滑板を交換する必要があるが、接着構造のため、潤滑板の交換が困難であるという問題も挙げられる。さらに、潤滑板の寿命を長くするために表面層に設けられる潤滑層の厚みを大きくすることも考えられるが、このような構成では、引張試験機が大型化してしまうという問題がある。
また、特許文献2に記載のような構成では、チャックボディのガイド面とチャックホルダの摺動面との摺動当接位置に潤滑油を供給しているが、ガイド面とチャックホルダが摺接する構成であるため、摩擦係数が増大してしまい、十分なチャック力が得られないという問題がある。
By the way, in the conventional tensile testing machine as described in the above-mentioned Patent Document 1, an adhesive such as an epoxy resin is used as a lubricating plate in which an oil-impregnated lubricating layer or a solid lubricating layer is provided on the surface layer between the chuck body and the tooth. Bonded with. In such a configuration, when a high-strength material having a tensile strength of 2000 (N / mm 2 ) or more, such as a PC steel rod, is tested, a large frictional force between the tooth and the chuck body acts to the lubricating plate. A large stress is applied. For this reason, the surface pressure applied to the lubrication surface of the lubrication plate is large and the life of the lubrication plate is shortened due to surface wear, or the shearing force of the adhesion surface between the legs of the chuck body and the lubrication plate is large and the life of the adhesion surface is shortened Problem. Further, although it is necessary to replace the lubricating plate due to wear of the lubricating plate, there is also a problem that it is difficult to replace the lubricating plate due to the adhesive structure. Further, it is conceivable to increase the thickness of the lubricating layer provided on the surface layer in order to extend the life of the lubricating plate. However, with such a configuration, there is a problem that the tensile tester is increased in size.
Further, in the configuration as described in Patent Document 2, the lubricating oil is supplied to the sliding contact position between the guide surface of the chuck body and the sliding surface of the chuck holder, but the guide surface and the chuck holder are in sliding contact. Due to the configuration, there is a problem that the friction coefficient increases and a sufficient chucking force cannot be obtained.
本発明は、上記問題に鑑みて、簡単な構成で良好に試験片を把持でき、かつ長寿命化を図れるチャック装置、および引張試験装置を提供することを1つの目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a chuck device and a tensile test device that can hold a test piece satisfactorily with a simple configuration and can achieve a long life.
本発明のチャック装置は、試験片を把持する把持面、およびこの把持面と反対側に設けられてこの把持面に対して所定角度で傾斜する傾斜面を有するとともに、前記把持面を対向させた状態で配置される一対のホルダと、これらのホルダの前記傾斜面を保持する一対の保持面を有するフレームとを備え、前記試験片をチャックする引張試験装置のチャック装置であって、前記ホルダは、前記傾斜面上に設けられ、当該傾斜面と前記フレームの前記保持面との間に所定の厚みで介在する空間であって、その内側に潤滑剤が封入される潤滑剤封入空間を備え、前記潤滑剤封入空間に封入される前記潤滑剤により、前記把持面で前記試験片を把持する際のチャック力を決定するチャック係数が1.9以上2.2以下に維持されることを特徴とする。
また、本発明のチャック装置では、前記潤滑剤封入空間に封入される前記潤滑剤は、前記傾斜面及び前記保持面において発生する摩擦力を分散することで、摩擦係数を0.2以下に維持し、前記傾斜面の前記把持面に対する傾斜角は、15度以上19度以下であることが好ましい。
この発明によれば、ホルダの傾斜面とフレームとの間に潤滑剤封入空間が設けられているため、この潤滑剤封入空間に潤滑剤を封入するだけの簡単な構成で、ホルダおよびフレームの摩擦係数を減少させることができる。また、試験片に加える引張応力を増大させ、ホルダおよびフレームの間の摩擦力が増大したとしても、潤滑剤封入空間に封入された潤滑剤でこの摩擦力を分散させることができるため、ホルダやフレームの摩擦による磨耗を抑えることができ、チャック装置の長寿命化を図ることができる。さらに、潤滑剤封入空間に封入される潤滑剤を交換するだけで、容易にメンテナンスを実施することができる。
The chuck device of the present invention has a gripping surface for gripping a test piece, an inclined surface provided on the opposite side of the gripping surface and inclined at a predetermined angle with respect to the gripping surface, and the gripping surface is opposed to the gripping surface. A chuck device of a tensile test apparatus that includes a pair of holders arranged in a state and a frame having a pair of holding surfaces for holding the inclined surfaces of these holders, and chucks the test piece, A space provided on the inclined surface and interposed at a predetermined thickness between the inclined surface and the holding surface of the frame, and includes a lubricant enclosure space in which a lubricant is enclosed, A chuck coefficient for determining a chucking force when the test piece is gripped by the gripping surface is maintained at 1.9 or more and 2.2 or less by the lubricant sealed in the lubricant sealing space. To do.
In the chuck device according to the present invention, the lubricant sealed in the lubricant sealing space maintains a friction coefficient of 0.2 or less by dispersing the frictional force generated on the inclined surface and the holding surface. And it is preferable that the inclination | tilt angle with respect to the said holding surface of the said inclined surface is 15 to 19 degree | times.
According to the present invention, since the lubricant enclosure space is provided between the inclined surface of the holder and the frame, the friction between the holder and the frame can be achieved with a simple configuration in which the lubricant is simply enclosed in the lubricant enclosure space. The coefficient can be reduced. Further, even if the tensile stress applied to the test piece is increased and the frictional force between the holder and the frame is increased, the frictional force can be dispersed by the lubricant enclosed in the lubricant enclosure space. Wear due to friction of the frame can be suppressed, and the life of the chuck device can be extended. Furthermore, maintenance can be easily performed only by replacing the lubricant enclosed in the lubricant enclosure space.
また、本発明のチャック装置は、前記ホルダの前記傾斜面に環状の封止部材が設けられ、前記潤滑剤封入空間は、前記封止部により囲われる空間に形成されることが好ましい。
この発明によれば、封入部材にて囲われる空間を潤滑剤封入空間としているので、容易に潤滑剤封入空間を形成することができる。また、封入部材および潤滑剤全体で摩擦力を分散させることができるので、封入部材の劣化なども防止でき、摩擦力の増大を良好に防止できる。さらに、封止部材により潤滑剤封入空間の潤滑剤の漏れなどをも防止でき、良好な摩擦力を維持できる。
In the chuck device of the present invention, it is preferable that an annular sealing member is provided on the inclined surface of the holder, and the lubricant enclosing space is formed in a space surrounded by the sealing portion.
According to the present invention, since the space enclosed by the enclosing member is the lubricant enclosing space, the lubricant enclosing space can be easily formed. Further, since the frictional force can be dispersed throughout the encapsulating member and the lubricant, deterioration of the encapsulating member can be prevented, and an increase in the frictional force can be satisfactorily prevented. Furthermore, the leakage of the lubricant in the lubricant enclosure space can be prevented by the sealing member, and a good frictional force can be maintained.
さらに、本発明のチャック装置は、前記ホルダの前記傾斜面は、略環状の閉ループ溝を備え、前記封止部材は、前記閉ループ溝に嵌合されることが好ましい。
この発明によれば、ホルダおよびフレーム間の摩擦力により封止部材がずれることなく、ホルダの傾斜面の所定位置に潤滑剤封入空間を維持することができる。また、封止部材をホルダに嵌合させることで、ホルダをフレームに保持させる際に封止部材がずれたりすることなく、潤滑剤封入空間を容易に形成することができる。
Furthermore, in the chuck device of the present invention, it is preferable that the inclined surface of the holder includes a substantially annular closed loop groove, and the sealing member is fitted into the closed loop groove.
According to the present invention, the lubricant enclosure space can be maintained at a predetermined position on the inclined surface of the holder without the sealing member being displaced due to the frictional force between the holder and the frame. Further, by fitting the sealing member to the holder, the lubricant enclosure space can be easily formed without the sealing member being displaced when the holder is held on the frame.
また、本発明のチャック装置は、前記ホルダおよび前記フレームの間に、前記傾斜面および前記保持面の双方に当接する滑り板が設けられ、前記潤滑剤封入空間は、前記ホルダおよび前記滑り板の間に形成されることが好ましい。
この発明によれば、ホルダの傾斜面およびフレームの保持面の傾斜角度が異なる場合でも、滑り板を介在させることで、ホルダおよびフレームの隙間を埋めることができ、良好に引張試験を実施することができ、ホルダやフレームなどの破損をも防止することができる。また、例えば引張試験時に試料に加える引張応力に応じて、ホルダの傾斜面の角度を任意の傾斜角度に変更したい場合、滑り板およびホルダの当接面の傾斜角度が異なる複数の滑り板およびホルダの組み合わせを用意することで、フレームを交換することなく、ホルダおよび滑り板を交換するだけで容易に任意の傾斜面のホルダを装着することができる。
In the chuck device of the present invention, a sliding plate that contacts both the inclined surface and the holding surface is provided between the holder and the frame, and the lubricant enclosure space is between the holder and the sliding plate. Preferably it is formed.
According to the present invention, even when the inclined surfaces of the holder and the holding surface of the frame are different from each other, the gap between the holder and the frame can be filled by interposing the sliding plate, and the tensile test can be performed satisfactorily. It is possible to prevent damage to the holder and the frame. For example, when it is desired to change the angle of the inclined surface of the holder to an arbitrary inclination angle in accordance with the tensile stress applied to the sample during the tensile test, a plurality of sliding plates and holders having different inclination angles of the contact surface of the sliding plate and the holder By preparing a combination of the above, it is possible to easily mount the holder of any inclined surface by simply replacing the holder and the sliding plate without replacing the frame.
さらに、本発明のチャック装置は、前記ホルダは、前記傾斜面および前記把持面以外の一部に設けられるとともに、前記潤滑剤が注入される潤滑剤注入口と、前記潤滑剤封入空間に対向する前記傾斜面の一部に設けられる潤滑剤吐出口と、前記潤滑剤注入口および前記潤滑剤吐出口とを連通する潤滑剤経路と、を備えることが好ましい。
この発明によれば、潤滑剤を潤滑剤注入口から注入して潤滑剤経路を通って潤滑剤吐出口から吐出させる。これにより、例えば潤滑剤封入空間に潤滑剤を封入するためにホルダを取り外したりする煩雑な作業がなく、潤滑剤を潤滑剤注入口から注入するだけで容易に閉空間である潤滑剤封入空間に潤滑剤を吐出させて封入させることができる。
Furthermore, in the chuck device of the present invention, the holder is provided in a part other than the inclined surface and the gripping surface, and faces the lubricant injection port into which the lubricant is injected and the lubricant enclosure space. It is preferable to include a lubricant discharge port provided in a part of the inclined surface, and a lubricant path communicating with the lubricant injection port and the lubricant discharge port.
According to this invention, the lubricant is injected from the lubricant injection port, and discharged from the lubricant discharge port through the lubricant path. As a result, for example, there is no troublesome work of removing the holder to enclose the lubricant in the lubricant enclosure space, and the lubricant enclosure space that is a closed space can be easily introduced simply by injecting the lubricant from the lubricant inlet. Lubricant can be discharged and sealed.
そして、本発明の引張試験装置は、上記したようなチャック装置と、前記試験片を前記チャック装置にて把持した状態で、前記試験片に引張応力を加える応力付与手段と、前記応力付与手段により加えられた引張応力を測定する測定手段と、を具備したことを特徴とする。
この発明によれば、引張試験装置は、上述したように、チャック装置により試料を把持して大きな引張応力を加え、これに伴ってホルダおよびフレーム間に大きな摩擦力が発生したとしても、これらの摩擦力によるホルダやフレームの磨耗を抑えることができ、チャック装置の長寿命化を図ることができ、引張試験装置の長寿命化をも図ることができる。
The tensile test apparatus according to the present invention includes the chuck device as described above, a stress applying unit that applies tensile stress to the test piece in a state where the test piece is held by the chuck device, and the stress applying unit. And a measuring means for measuring the applied tensile stress.
According to the present invention, as described above, the tensile test apparatus grips the sample by the chuck device and applies a large tensile stress, and even if a large frictional force is generated between the holder and the frame, The wear of the holder and the frame due to the frictional force can be suppressed, the life of the chuck device can be extended, and the life of the tensile test device can be extended.
以下、本発明に係る一実施の形態の引張試験装置を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る一実施の形態の引張試験装置の概略を示す図である。図2は、前記実施の形態の引張試験装置における一対のチャック部を示す断面図である。図3は、前記実施の形態における替刃ホルダの正面図および側面図である。
Hereinafter, a tensile test apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a tensile test apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a pair of chuck portions in the tensile test apparatus of the embodiment. FIG. 3 is a front view and a side view of the replaceable blade holder in the embodiment.
〔引張試験装置の構成〕
図1において、100は、引張試験装置であり、この引張試験装置100は、例えばPC鋼棒などの高強度な素材にて形成される試験片10を把持してその引張強度を測定する装置である。
この引張試験装置100は、試験片保持部200と、台座部300と、測定手段としての測定手段400と、などを備えている。
試験片保持部200は、台座部300から延出する一対の支持軸201と、これらの支持軸201の先端側に固定される上サドル202と、上サドル202および台座部300の間で支持軸201に支持される下サドル203と、を備えている。上サドル202は、台座部300に設けられる図示しない応力付与手段としての油圧シリンダにより、支持軸201に沿って進退移動可能に設けられている。
[Configuration of tensile test equipment]
In FIG. 1,
The
The
上サドル202および下サドル203は、それぞれ例えば金属製のブロック部202A,203Aを備えている。そして、これらのブロック部202A,203Aの略中心位置には、それぞれチャック装置としてのチャック部210が設けられている。このチャック部210は、図2および図3に示すように、フレームとしてのチャックフレーム220と、滑り板230と、ホルダとしての替刃ホルダ240と、替刃250と、ホルダ支持部260と、などを備えている。
The
チャックフレーム220は、上サドル202および下サドル203の互いに対向する方向に開口する長手状のホルダ収納溝221を備えている。このホルダ収納溝221は、互いに対向する保持面221Aと、これらの保持面221A同士を連結する連結面221Bとを備えている。
保持面221Aは、ホルダ収納溝221のコ字開口側から連結面221B側に向かうに従って、対向する他方の保持面221Aから離隔する方向に傾斜する状態に形成されている。
また、連結面221Bの略中心位置には、ホルダ連結保持孔部221Cが設けられている。このホルダ連結保持孔部221Cには、ホルダ支持部260が固定されている。
The
The holding
Further, a holder
滑り板230は、保持面221Aおよび替刃ホルダ240に当接して配設されている。具体的には、滑り板230は、保持面221Aに当接する保持側当接面231と、替刃ホルダ240の後述する傾斜面としての傾斜摩擦面242と当接するホルダ対向面232とを備えている。この滑り板230は、例えば表面層に摩擦係数が小さくなる潤滑被膜が形成されている。そして、この滑り板230により、保持面221Aおよび傾斜摩擦面242の傾斜角度が異なり平行とならない場合に、これらの角度差を補正することが可能となる。
また、滑り板230とこの滑り板230に対応する替刃ホルダの組み合わせを複数用意することで、任意の傾斜角度の傾斜摩擦面242を備えた替刃ホルダ240をチャックフレーム220に設置可能となる。
The sliding
Further, by preparing a plurality of combinations of the sliding
替刃ホルダ240は、略楔形状に形成されている。具体的には、替刃ホルダ240は、図3に示すように、試験片10に対向し、上サドル202から下サドル203に向かう軸方向に沿う平面状の把持面241と、滑り板230のホルダ対向面232に対向する傾斜面としての傾斜摩擦面242と、連結面221Bに対向するホルダ連結面243と、これら把持面241、傾斜摩擦面242、およびホルダ連結面243に連続するとともに、ホルダ収納溝221の長手方向に略直交するホルダ側面244と、を備えている。
The
把持面241は、前述したように、一対の替刃ホルダ240において、互いに対向する状態で配設されている。これら一対の把持面241は、互いに対向する位置にそれぞれ替刃設置溝241Aを備え、この替刃設置溝241Aには、替刃250が嵌合されている。
As described above, the gripping
傾斜摩擦面242は、滑り板230に対向して形成されている。そして、この傾斜摩擦面242は、略中央部に略環状の閉ループ溝242Aを備えている。この閉ループ溝242Aには、図3に示すように、封止部材としてのOリング242Bが嵌合されている。このOリング242Bは、断面径寸法が閉ループ溝242Aの溝深さ寸法よりも大きく形成されており、滑り板230に対向する端縁が滑り板230のホルダ対向面232に当接している。
また、傾斜摩擦面242の閉ループ溝242Aにて囲われる領域の一部には、潤滑剤吐出口としてのグリス吐出口242Dが設けられている。
そして、この傾斜摩擦面242では、閉ループ溝242Aに嵌合されるOリング242B、閉ループ溝242Aにて囲われる領域の傾斜摩擦面242、および滑り板230のホルダ対向面232により囲われる空間に潤滑剤封入空間としてのグリス溜め部242Eが形成される。このグリス溜め部242Eには、グリス吐出口242Dから潤滑剤としてのグリスが吐出されて封入される。
The
Further, a
The
ホルダ連結面243は、把持面241に連続する端縁に沿って連結挿通溝243Aが設けられている。この連結挿通溝243Aには、図2に示すように、ホルダ支持部260が嵌合される。これにより、一対の替刃ホルダ240が連結される。
The
また、替刃ホルダ240の一対のホルダ側面244のうちいずれか一方には、図3に示すように、潤滑剤注入口としてのグリス注入口244Aが設けられている。このグリス注入口244Aは、図示しないグリス供給手段に供給管により接続されている。また、替刃ホルダ240は、グリス注入口244Aとグリス吐出口242Dとを連通する潤滑剤経路としてのグリス経路245が形成されている。そして、グリス供給手段からグリス注入口244Aにグリスが供給されると、グリス経路245を通ってグリス吐出口242Dからグリスが吐出し、上記したように、グリス溜め部242Eにグリスが充填される。
Further, as shown in FIG. 3, a
替刃250は、上述したように、替刃ホルダ240の把持面241に設けられる替刃設置溝241Aに嵌合されている。この替刃250は、例えば金属素材により形成され、試験片10に対向する面に、例えばセレーションなどの凹凸が形成されている。
As described above, the
ホルダ支持部260は、図2に示すように、ホルダ収納溝221のホルダ連結保持孔部221Cに設けられて、チャックフレーム220と替刃ホルダ240とを連結する。
そして、ホルダ支持部260は、ホルダ連結部261と、固定部262と、連結軸部263と、などを備えている。
ホルダ連結部261は、略板状に形成され、一対の替刃ホルダ240のホルダ連結面243に設けられる連結挿通溝243Aに係合されて、これらの替刃ホルダ240を連結する。
固定部262は、ホルダ連結保持孔部221Cに固定される。また固定部262は、内部に例えばシリンダを備え、このシリンダに連結軸部263が挿通されるなどして連結軸部263を軸方向に進退可能に保持する。
連結軸部263は、一端側が前記したように固定部262に進退可能に保持され、他端側がホルダ連結部261に固定されている。
これにより、ホルダ支持部260は、替刃ホルダ240を連結軸部263の軸方向に進退可能にチャックフレーム220に連結している。
As shown in FIG. 2, the
The
The
The fixing
As described above, one end side of the connecting shaft portion 263 is held by the fixing
Thereby, the
台座部300は、上記したように一対の支持軸201を支持している。また、台座部300は、内部に応力付与手段としての油圧シリンダ310を備えている。この油圧シリンダは、上サドル202に連結され、油圧により上サドル202を支持軸201に沿って進退移動させる。そして、油圧シリンダ310により上サドル202が台座部300から離れる方向に移動すると、チャック部210に把持された試験片10に引張応力が加えられる。
また、台座部300には、油圧シリンダの油圧を検出する図示しない検出手段が設けられている。この検出手段は、測定手段400に接続され、検出された油圧に応じた電気信号を測定手段400に出力する。
The
In addition, the
測定手段400は、台座部300の検出手段から入力される電気信号に基づいて、試験片10に加えられた引張応力を演算し、例えば出力部410にて出力させる。
The measuring
〔引張試験装置の動作〕
次に上記実施の形態の引張試験装置100におけるチャック部210の引張試験動作について説明する。
引張試験装置100にて試験片10の引張試験を実施するためには、先ず、チャック部210に試験片10を把持させる。
[Operation of tensile test equipment]
Next, the tensile test operation of the
In order to perform the tensile test of the
これには、先ず、一対の替刃250間に試験片10を挟み込む。この時、替刃250にセレーションが設けられているため、セレーションの摩擦力により試験片10が良好に把持される。そして、油圧シリンダ310により上サドル202を台座部300から離れる方向に移動させる。これにより、チャックフレーム220の保持面221Aと替刃ホルダ240の傾斜摩擦面242が滑り板230を介してスライドし、替刃250の間隔が狭くなり、試験片10が確実に把持される。
For this, first, the
この後、試験片10の引張試験を実施する。すなわち、油圧シリンダ310により上サドル202をさらに台座部300から離れる方向に移動させ、試験片10に引張応力を加える。この時、台座部300の検出手段は、油圧シリンダ310の油圧を検出して検出信号を測定手段400に出力する。そして、測定手段400は、入力された検出信号に基づいて、試験片10に加えられる引張応力を演算し、出力部410に出力させて表示させる。
Thereafter, a tensile test of the
ここで、本実施形態のチャック部210と従来のチャック機構のチャック力を比較する。
従来のチャック機構は、表1に示す結果となっている。この表1は、従来のチャック構造において、傾斜摩擦面の傾斜角αに対するチャック係数を求めた実験例の結果を示す表である。
また、摩擦係数をμとすると、摩擦角λは次式により求められる。
λ=tan-1(μ) …(1)
従来のチャック機構では、摩擦係数は約0.3であり、上記(1)式により、この時の摩擦角λは16.7度となる。
このため、本例では、角度、チャック解除のしやすさを考慮して傾斜角α=18.5を採用している。
また、この時のチャック係数は1.67であった。チャック力Fは、チャック係数および試験片10に係る引張荷重に基づいて、次式にて求めることができる。
F=(引張応力)×(チャック係数) …(2)
したがって、従来のチャック機構で、傾斜角α=18.5を採用し、引張応力として300kNを加えた場合、チャック力F=501kNとなる。つまり、試験片10を501kNの力で押さえつけて把持することとなる。
なお、チャック力Fは、上記(2)式に示すように、1次関数にて求められることが可能であり、チャック係数が大きくなればチャック力Fも大きくなる。したがって、チャック力Fは、チャック係数のみに着目しても問題がないことが分かる。
上記のような従来のチャック構造では、前述したように、チャック構造の長寿命化を図れず、十分なチャック力を得られないという問題が生じるとともに、替刃250の寿命低下の原因にもなっていた。
Here, the chucking force of the
The conventional chuck mechanism has the results shown in Table 1. Table 1 shows a result of an experimental example in which the chuck coefficient with respect to the inclination angle α of the inclined friction surface is obtained in the conventional chuck structure.
Further, when the friction coefficient is μ, the friction angle λ can be obtained by the following equation.
λ = tan −1 (μ) (1)
In the conventional chuck mechanism, the friction coefficient is about 0.3, and the friction angle λ at this time is 16.7 degrees according to the above equation (1).
Therefore, in this example, the inclination angle α = 18.5 is adopted in consideration of the angle and the ease of releasing the chuck.
Further, the chuck coefficient at this time was 1.67. The chucking force F can be obtained by the following equation based on the chuck coefficient and the tensile load related to the
F = (tensile stress) × (chuck coefficient) (2)
Therefore, when the inclination angle α = 18.5 is employed in the conventional chuck mechanism and 300 kN is applied as the tensile stress, the chucking force F is 501 kN. That is, the
The chucking force F can be obtained by a linear function as shown in the above equation (2), and the chucking force F increases as the chucking coefficient increases. Therefore, it can be seen that there is no problem with the chucking force F even if attention is paid only to the chucking coefficient.
In the conventional chuck structure as described above, as described above, the life of the chuck structure cannot be extended, and there is a problem that sufficient chucking force cannot be obtained. It was.
これに対して本実施の形態では、表2に示すような実験結果が得られた。ここで、表2は、本発明のチャック部210において、傾斜摩擦面242の傾斜角αに対するチャック係数を求めた実験例の結果を示す表である。
本実施の形態では、傾斜摩擦面242と滑り板230との間にグリス溜め部242Eのグリスが介在するため、摩擦係数μを0.2以下にまで低減させることができ、この時、上記(1)式により摩擦角λ=11.31度となる。しかしながら、傾斜角αが小さくなると、替刃ホルダ240のチャックフレーム220へのくい込み量も大きくなるため、チャック開放が困難となり、チャックフレーム220が破損するおそれもある。
本例では、傾斜角α=15度以下となると、替刃ホルダ240のチャックフレーム220へのくい込み量が大きくなるため採用せず、従来例と同様にマージンが十分である角度として傾斜角α=15度〜19度が適切である。また、本実施の形態では、仮にグリス切れをおこしても替刃ホルダ240がチャックフレーム220から開放可能な角度αを実験的に求めたところ、15.5度以上であったため、マージンを考慮してα=16.5度を採用した。
なお、この時のチャック係数は、表2に示すように、2.10であり、引張応力として300kNを加えた場合、上記(2)式によりチャック力Fは、600kNとなり、従来のチャック構造よりも大きいチャック力Fを得られる。
In contrast, in the present embodiment, experimental results as shown in Table 2 were obtained. Here, Table 2 is a table showing the results of an experimental example in which the chuck coefficient with respect to the inclination angle α of the
In the present embodiment, since the grease of the
In this example, when the inclination angle α is equal to or less than 15 degrees, the amount of biting of the
The chuck coefficient at this time is 2.10 as shown in Table 2. When 300 kN is applied as the tensile stress, the chuck force F is 600 kN according to the above equation (2), which is higher than that of the conventional chuck structure. Large chucking force F can be obtained.
また、Oリング224Bおよびグリス溜め部242Eに封入されるグリス全体によりこの応力を分散しているので、Oリング242Bに係る応力を低減することが可能となる。仮に、最大荷重が1000kNの引張試験装置100に対し、取り扱い製品の最大引張荷重が500kNとなった場合でも、Oリング242Eの劣化やグリス漏れがなく、本発明を適用することで十分な効果が得られる。
Further, since this stress is dispersed by the entire grease sealed in the O-ring 224B and the
この後、油圧シリンダ310により試験片10にさらに引張応力を加え、試験片10が引張応力により破断されると、その破断荷重を出力部410に出力させ、油圧シリンダ310の油圧を下げて測定を終了させる。
Thereafter, further tensile stress is applied to the
〔引張試験装置の作用効果〕
上述したように、上記実施の形態の引張試験装置100では、チャック部210は、試験片10を把持する替刃250が装着される把持面241および滑り板230に対向する傾斜摩擦面242を有する替刃ホルダ240と、この替刃ホルダ240の傾斜摩擦面242を滑り板230を介して保持する保持面221Aを有するチャックフレーム220と、を備え、替刃ホルダ240の傾斜摩擦面242には、グリス溜め部242Eが設けられ、グリスが充填されて封入されている。
このため、傾斜摩擦面242と滑り板230との間のグリス溜め部242Eのグリスにより摩擦係数を小さくすることができる。したがって、摩擦角λをより小さくすることができ、傾斜摩擦面242の傾斜角αも小さくすることができるため、替刃250にて試験片10を把持するチャック力をより大きくすることができ、確実に試験片10を把持することができる。
また、替刃ホルダ240や滑り板230は、グリス溜め部242Eのグリスを介して対向するため、摩擦による替刃ホルダ240や滑り板230の磨耗を防止することができる。したがって、替刃ホルダ240や滑り板230の長寿命化を図ることができ、替刃ホルダ240や滑り板230の磨耗や破損による交換作業の回数も少なくできる。
[Effects of tensile testing equipment]
As described above, in the
For this reason, a friction coefficient can be made small by the grease of the
Further, since the
また、替刃ホルダ240の傾斜摩擦面242には、Oリング242Bが設けられ、このOリング242Bに囲われる領域がグリス溜め部242Eとなっている。
このため、グリス溜め部242E内にグリスを良好に封入でき、グリス溜め部242Eからグリスが漏れないため、替刃ホルダ240および滑り板230の間の摩擦係数を維持することができる。また、グリスの漏れがないため、グリス量の増大を抑えることができ、コストの低減をも図ることができる。
また、Oリング242Bおよびグリス溜め部242Eに封入されたグリスにより替刃ホルダ240に係る応力を受けるため、応力をグリスに分散することができ、Oリング242Bの劣化も良好に抑えることができる。したがって、メンテナンス時には、グリス溜め部242Eのグリスを交換するだけでよく、メンテナンス作業も容易に実施できる。
Further, the
For this reason, grease can be satisfactorily sealed in the
Further, since the stress applied to the
さらに、替刃ホルダ240の傾斜摩擦面242には、閉ループ溝242Aが形成され、この閉ループ溝242AにOリング242Bが嵌合されている。
このため、替刃ホルダ240および滑り板230の間に摩擦力が発生した場合でも、Oリング242Bのずれを防止でき、グリス溜め部242Eの領域を十分に確保することができる。また、チャック部210を組み立てる際にも、替刃ホルダ240の閉ループ溝242AにOリング242Bを嵌合するだけで、Oリング242Bを適切な位置に容易に位置決めすることができ、所定位置にグリス溜め部242Eを容易に形成することができる。したがって、チャック部210の製造性やメンテナンス作業性を良好にすることができる。また、引張試験装置100の動作中に試験片10の酸化スケールが剥離することがあるが、Oリング242Bにより、この酸化スケールがグリスに混入することを防止でき、良好な防塵効果をも得られる。
Further, a
For this reason, even when a frictional force is generated between the
さらには、替刃ホルダ240およびチャックフレーム220の間に、滑り板230が設けられ、この滑り板230は、保持面221Aに当接する保持側当接面231と、傾斜摩擦面242に当接するホルダ対向面232とを備えている。
このため、保持面221Aと傾斜摩擦面242との軸方向に対する傾斜角度が異なる場合でも、この滑り板230により角度を補正することができる。したがって、チャックフレーム220や替刃ホルダ240の一部に応力が集中することがなく、チャックフレーム220や替刃ホルダ240の破損を防止でき、チャックフレーム220からの応力を適切に替刃ホルダ240に伝達させることができる。
また、傾斜摩擦面242の傾斜角の異なる複数の替刃ホルダ240と、これらの替刃ホルダ240に対応する複数の滑り板230を用意することで、例えば替刃ホルダ240を、傾斜摩擦面242の傾斜角が異なる他の替刃ホルダ240に交換する際に、替刃ホルダ240と滑り板230とを交換するだけで、チャックフレーム220の変更を不要にできる。したがって、交換時における大掛かりな交換作業を省略することができるなど、替刃ホルダ240の交換作業が容易となり、メンテナンス性も良好にできる。
Further, a sliding
For this reason, even when the inclination angles with respect to the axial direction of the holding
Further, by preparing a plurality of
そして、替刃ホルダ240は、ホルダ側面244に設けられるグリス注入口244Aと、グリス溜め部242Eに連通するグリス吐出口242Dと、これらグリス注入口244Aおよびグリス吐出口242Dとを連通するグリス経路245とを備えている。
このため、グリス注入口244Aからグリスを注入するだけで容易にグリス吐出口242Dからグリス溜め部242Eにグリスを吐出させることができる。したがって、グリス溜め部242Eにグリスを封入するために替刃ホルダ240をチャックフレーム220から取り外すなどの作業が不要にでき、メンテナンス時におけるグリス交換作業などが容易に実施できる。
The
Therefore, the grease can be easily discharged from the
また、滑り板230は、表面層に摩擦係数を低減させる潤滑被膜が形成されているため、替刃ホルダ240と滑り板230との摩擦係数をより小さくすることができ、より良好なチャック力により試験片10を把持することができる。
Further, since the sliding
〔実施の形態の変形〕
なお、本発明は、上述した一実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
[Modification of Embodiment]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes the following modifications as long as the object of the present invention can be achieved.
また、滑り板230は、表面層に摩擦係数を小さくする潤滑被膜が形成される例を示したが、例えば潤滑油を塗布する構成としてもよく、滑り板230自身が摩擦係数の小さい素材により形成された構成としてもよい。いずれの場合においても、滑り板230と、保持面221Aおよび傾斜摩擦面242との滑りが良好となるため、摩擦による滑り板230やチャックフレーム220、替刃ホルダ240の磨耗を抑制でき、チャック部210の長寿命化を図ることができる。
The sliding
また、替刃ホルダ240にOリング242Bが設けられず、傾斜摩擦面242に凹状のグリス溜め凹部が設けられる構成としてもよい。この場合、このグリス溜め凹部および滑り板230のホルダ対向面232に囲われる領域にグリス溜め部242Eが形成される。この構成でも、上記実施の形態と同様に、グリス溜め部242Eのグリスを介在して替刃ホルダ240と滑り板230とが対向することとなり、摩擦係数を小さくすることができ、例えば従来の替刃ホルダ240と滑り板230を直接当接させる構成に比べて、長寿命化を図ることができる。
さらに、上記のようなグリス溜め凹部およびこのグリス溜め凹部の周部に沿って形成される閉ルーム溝242Aの双方が設けられ、閉ループ溝242AにOリング242Bが配設される構成としてもよい。
Moreover, it is good also as a structure by which the O-
Further, it is also possible to provide both the grease reservoir recess and the
また、替刃ホルダ240の傾斜摩擦面242の傾斜角と、チャックフレーム220の保持面221Aの傾斜角が同一角度である場合などでは、滑り板230が設けられず、替刃ホルダ240の傾斜摩擦面242とチャックフレーム220の保持面221Aとが直接対向する構成などとしてもよい。
さらに、この場合、チャックフレームの保持面221Aにおけるグリス溜め部242Eに対向する位置にグリス吐出口が設けられ、このグリス吐出口からグリスが供給される構成などとしてもよい。
Further, when the inclination angle of the
Further, in this case, a grease discharge port may be provided at a position facing the
そして、グリス吐出口242Dが傾斜摩擦面242の略中心位置に1つ設けられる構成を例示したが、複数のグリス吐出口242Dからグリスが均等に吐出される構成などとしてもよい。
In addition, the configuration in which one
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。 In addition, the specific structure and procedure for carrying out the present invention can be appropriately changed to other structures and the like within a range in which the object of the present invention can be achieved.
本発明は、試験片を把持してこの試験片の引張試験を実施するチャック装置、およびこのチャック装置を備えた引張試験装置に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a chuck device that holds a test piece and performs a tensile test on the test piece, and a tensile test device that includes the chuck device.
10 …試験片
100 …引張試験装置
210 …チャック装置としてのチャック部
220 …フレームとしてのチャックフレーム
221A…保持面
230 …滑り板
240 …ホルダとしての替刃ホルダ
241 …把持面
242 …傾斜面としての傾斜摩擦面
242A…閉ループ溝
242B…封止部材としてのOリング
242E…潤滑剤封入空間としてのグリス溜め部
242D…潤滑剤吐出口としてのグリス吐出口
244A…潤滑剤注入口としてのグリス注入口
245 …潤滑剤経路としてのグリス経路
400 …測定手段
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記ホルダは、前記傾斜面上に設けられ、当該傾斜面と前記フレームの前記保持面との間に所定の厚みで介在する潤滑剤を封入する潤滑剤封入空間を備え、
前記潤滑剤封入空間に封入される前記潤滑剤により、前記把持面で前記試験片を把持する際のチャック力を決定するチャック係数が1.9以上2.2以下に維持される
ことを特徴とするチャック装置。 A pair of gripping surfaces for gripping the test piece and an inclined surface provided on the opposite side of the gripping surface and inclined at a predetermined angle with respect to the gripping surface, and disposed with the gripping surfaces facing each other. A chuck device of a tensile test apparatus comprising a holder and a frame having a pair of holding surfaces for holding the inclined surfaces of these holders, and chucking the test piece,
The holder is provided on the inclined surface, and includes a lubricant enclosure space that encloses a lubricant interposed at a predetermined thickness between the inclined surface and the holding surface of the frame.
A chuck coefficient for determining a chucking force when the test piece is gripped by the gripping surface is maintained at 1.9 or more and 2.2 or less by the lubricant sealed in the lubricant sealing space. Chucking device.
前記ホルダの前記傾斜面に環状の封止部材が設けられ、
前記潤滑剤封入空間は、前記封止部材と前記傾斜面とにより囲われた空間である
ことを特徴としたチャック装置。 The chuck device according to claim 1 ,
An annular sealing member is provided on the inclined surface of the holder,
The lubricant enclosing space is a space surrounded by the sealing member and the inclined surface .
前記ホルダの前記傾斜面は、略環状の閉ループ溝を備え、
前記封止部材は、前記閉ループ溝に嵌合された
ことを特徴としたチャック装置。 The chuck device according to claim 2 ,
The inclined surface of the holder includes a substantially annular closed loop groove,
The chuck device, wherein the sealing member is fitted in the closed loop groove.
前記ホルダおよび前記フレームの間に、前記保持面に当接すると共に、前記封止部材を介して前記傾斜面に当接する滑り板が設けられ、
前記潤滑剤封入空間は、前記傾斜面および前記滑り板の間に形成された閉空間である
ことを特徴としたチャック装置。 The chuck device according to any one of claims 2 and 3 ,
Between the holder and the frame, a sliding plate is provided that contacts the holding surface and contacts the inclined surface via the sealing member ,
The chuck device, wherein the lubricant enclosure space is a closed space formed between the inclined surface and the sliding plate .
前記ホルダは、前記傾斜面および前記把持面以外の一部に設けられるとともに、前記潤
滑剤が注入される潤滑剤注入口と、前記潤滑剤封入空間に対向する前記傾斜面の一部に設
けられる潤滑剤吐出口と、前記潤滑剤注入口および前記潤滑剤吐出口とを連通する潤滑剤
経路と、を備えた
ことを特徴としたチャック装置。 The chuck device according to any one of claims 1 to 4 ,
The holder is provided in a part other than the inclined surface and the gripping surface, and is provided in a lubricant injection port into which the lubricant is injected, and a part of the inclined surface facing the lubricant enclosure space. A chuck device comprising: a lubricant discharge port; and a lubricant path that communicates the lubricant injection port and the lubricant discharge port.
前記潤滑剤封入空間に封入される前記潤滑剤は、前記傾斜面及び前記保持面において発生する摩擦力を分散することで、摩擦係数を0.2以下に維持し、
前記傾斜面の前記把持面に対する傾斜角は、15度以上19度以下であることを特徴としたチャック装置。 The chuck device according to any one of claims 1 to 5 ,
The lubricant enclosed in the lubricant enclosure space maintains a friction coefficient of 0.2 or less by dispersing the frictional force generated on the inclined surface and the holding surface,
The chuck device characterized in that an inclination angle of the inclined surface with respect to the gripping surface is not less than 15 degrees and not more than 19 degrees.
前記試験片を前記チャック装置にて把持した状態で、前記試験片に引張応力を加える応
力付与手段と、
前記応力付与手段により加えられた引張応力を測定する測定手段と、
を具備したことを特徴とした引張試験装置。 A chuck device according to any one of claims 1 to 6,
Stress applying means for applying a tensile stress to the test piece in a state where the test piece is held by the chuck device;
Measuring means for measuring the tensile stress applied by the stress applying means;
A tensile test apparatus characterized by comprising:
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