JP5445154B2 - Small material testing machine - Google Patents

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本発明は、材料に引張負荷を作用させてその材料の引張強度等を試験する材料試験機の分野に関する。特に実験室等における卓上に載置して小形、小片の材料についてその引張強度を試験する小形試験機に関する。   The present invention relates to the field of a material testing machine that applies a tensile load to a material to test the tensile strength and the like of the material. In particular, the present invention relates to a small testing machine that is placed on a table in a laboratory or the like and tests the tensile strength of small and small pieces of material.

この種引張試験は通常ネジ杆とこのネジ杆に螺合するナットからなるネジ送り機構の原理を採用した試験機が多く、特に両側にネジ杆を立設しこれらがヨークを螺合貫通する門構え構成で、両ネジ杆を同期回転駆動させて門構え形のヨークの中央部にチャックを配置し、このチャックに試験片を把持させて、ネジ杆の回転により移動させて負荷する方式のものである。この門構え形の試験機で卓上型の試験機が提案されている(特許文献1参照)。
このような試験機は門構え方式で小形化するとしてもネジ杆2本とその駆動系で重量化する傾向にある。このことからネジ杆を1本にする方式の材料試験機も提案されている(特許文献2参照)。この試験機は試験機台に1本のネジ杆を垂設させ、このネジ杆に螺合するナットに相当する負荷枠を上下動させて引張等の負荷を与える方式のものである。負荷枠はネジ杆の回転に伴って案内棒に沿い上下動して試験片を負荷する。
This type of tensile test is usually performed by a testing machine that employs the principle of a screw feed mechanism consisting of a screw rod and a nut that is screwed onto the screw rod. In this configuration, both screw rods are driven synchronously, a chuck is placed in the center of the gate-shaped yoke, a test piece is gripped by this chuck, and the load is moved by rotating the screw rod. . A desktop type testing machine has been proposed as this gate-standing type testing machine (see Patent Document 1).
Even if such a testing machine is miniaturized by the gate-holding method, it tends to be heavier with two screw rods and its drive system. For this reason, a material testing machine using a single screw rod has also been proposed (see Patent Document 2). This tester is of a type in which one screw rod is suspended from a tester base and a load frame corresponding to a nut screwed to the screw rod is moved up and down to apply a load such as tension. As the screw rod rotates, the load frame moves up and down along the guide rod to load the test piece.

特開平10−170419号公報JP-A-10-170419 特開平10−62327号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-62327

このような従来の門構え方式の材料試験機は横幅に一定の大きさを必要とし、しかもネジ杆を2本立設する形式で両ネジ杆の同期回転が必要でそのための回転駆動機構が複雑であり大形化する。他方ネジ杆が1本である方式の試験機においては、ナットに相当する負荷枠の回転止め(規制)が必須で固定枠に対して摺接させている。この摺接はそれ自体が抵抗となり精度に影響し、ナノ化に向けた材料試験機は提案できない。このように従来の材料試験機は小形化に限界があり、卓上型とはいえかなりの大きさ、重量物になっているのが実態である。
したがって最近小形あるいは微小な材料の試験すなわちナノ試験が求められつつある状況にあるが、上記従来形の試験機はナノ化に沿い得ない。特にナノ化の材料試験においては試験される材料は小形すなわち超小片のものもあり、その関係もあって試験雰囲気がクリーンで塵埃等が浮遊する状況下を望まない試験が重要になる。このような状況にも沿い得る試験機の提供が求められる。
Such a conventional gate-holding type material testing machine requires a certain size in the lateral width, and further requires a synchronous rotation of both screw rods in the form of standing two screw rods, and the rotational drive mechanism for that is complicated. Increase size. On the other hand, in a testing machine with a single screw rod, the load frame corresponding to the nut must be prevented from rotating (restricted) and is in sliding contact with the fixed frame. This sliding contact itself becomes a resistance and affects the accuracy, and a material testing machine for nano-fabrication cannot be proposed. As described above, the conventional material testing machine has a limit in miniaturization, and it is the actual condition that it is considerably large and heavy although it is a desktop type.
Therefore, although a test of a small or minute material, that is, a nano test is being demanded recently, the above conventional test machine cannot follow the nano-ization. In particular, in the nano material test, the material to be tested is small, that is, an ultra-small piece. For this reason, a test in which the test atmosphere is clean and dust or the like is not desired is important. There is a need to provide a testing machine that can meet these conditions.

本発明が提供する小形材料試験機は、上記課題を解決するために、ネジ杆方式による負荷機構を小断面の筒状体に収納させて構成する。より詳細には卓上に据付可能で上下方向に所定の高さを有する円筒体における中間部位の半円筒部を切除した円筒体と、この円筒体の残る半円筒部を中空体として形成した枠体を試験機枠体として構成するとともに、この試験機枠体における前記切除部位の上下にそれぞれ配設された試験片把持用のチャックと、前記中空体内に配設され前記試験片把持用のチャックを上下動させるチャック駆動機構を備えたものである。   In order to solve the above problems, a small material testing machine provided by the present invention is configured by accommodating a load mechanism using a screw rod system in a cylindrical body having a small cross section. More specifically, a cylindrical body that can be installed on a table and that has a predetermined height in the vertical direction is formed by cutting a half-cylindrical portion of an intermediate portion of the cylindrical body, and a frame body in which the remaining semi-cylindrical portion of the cylindrical body is formed as a hollow body. As a test machine frame, and a chuck for gripping the test piece respectively disposed above and below the excision site in the test machine frame, and a chuck for gripping the test piece disposed in the hollow body. A chuck driving mechanism that moves up and down is provided.

したがって円筒体を基本とするもので、試験機の構成としては容積小形化が可能になる。具体的には半円筒部の切除による試験スペースの確保が可能となり、しかも半円筒部の切除による残余の半円筒部を中空体とすることで、この中空体内に試験負荷機構すなわちネジ杆とナットとの組み合わせによるチャック駆動機構が収納できる。中空体の内方とチャックとの連結が必要なことから中空体の平面部には円筒体の長手方向に中空体内を外気と連通させる溝が穿設される。この溝を介してチャックと試験負荷機構が連結されることになる。   Therefore, it is based on a cylindrical body, and the volume of the testing machine can be reduced. Specifically, it becomes possible to secure a test space by excising the semi-cylindrical part, and by making the remaining semi-cylindrical part by excision of the semi-cylindrical part a hollow body, a test load mechanism, that is, a screw rod and a nut is incorporated in the hollow body. The chuck drive mechanism can be stored in combination. Since it is necessary to connect the inside of the hollow body and the chuck, a groove is formed in the flat portion of the hollow body to communicate with the outside air in the longitudinal direction of the cylindrical body. The chuck and the test load mechanism are connected through this groove.

本発明は上記発明を基本として、さらに試験室を開閉できる扉を設けた小形材料試験機を提供するものである。より詳細には卓上に据付可能で上下方向に所定の高さを有する円筒体における中間部位の半円筒部を切除した円筒体と、この円筒体の残る半円筒部を中空体として形成した枠体を試験機枠体として構成するとともに、この試験機枠体における前記切除された空間部の上下にそれぞれ配設された試験片把持用のチャックと、前記中空体内に配設され前記試験片把持用のチャックを上下動させるチャック駆動機構と、前記切除された空間部における円筒外周を開閉する扉を設けたものである。   The present invention is based on the above-described invention, and further provides a small material testing machine provided with a door capable of opening and closing a test chamber. More specifically, a cylindrical body that can be installed on a table and that has a predetermined height in the vertical direction is formed by cutting a half-cylindrical portion of an intermediate portion of the cylindrical body, and a frame body in which the remaining semi-cylindrical portion of the cylindrical body is formed as a hollow body. As a test machine frame, and a chuck for gripping a test piece respectively disposed above and below the cut-out space in the test machine frame, and for holding the test piece disposed in the hollow body A chuck driving mechanism for moving the chuck up and down, and a door for opening and closing the outer periphery of the cylinder in the cut-out space.

より具体的には、この扉の形状は円筒体の特性を生かすべく、切除された半円筒部を覆うことが可能な円弧状に形成されている。そしてさらにこの円弧状の扉は、円筒体の外周部に設けられた支持機構にて支持され、かつ電動機等の回転駆動源による回転力にて円筒状支持機構に沿い移動して試験室を開閉する。扉の設置は塵埃等を嫌うナノ試験に有益である。
本発明が特徴とする構成は上記した2点であるが、具体的な構成においても種々の特徴を有している。
More specifically, the shape of the door is formed in an arc shape that can cover the cut semi-cylindrical portion in order to take advantage of the characteristics of the cylindrical body. Further, this arc-shaped door is supported by a support mechanism provided on the outer peripheral portion of the cylindrical body, and moves along the cylindrical support mechanism by the rotational force of a rotational drive source such as an electric motor to open and close the test chamber. To do. Installation of doors is useful for nano-tests that hate dust.
The configuration characterized by the present invention is the above two points, but the specific configuration also has various features.

本発明は上下方向に一定の高さを有する円筒体を基本にしており、構造が簡略化でき、試験機の小形化を図ることができる。しかも中段部における円筒体の半円筒部を切除し、残りの半円筒部を含む円筒体を中空体として形成することで円筒体自体の剛性を大きくすることができ、小形にして剛性の大きい試験機を提供できる。ナノ化に沿える試験機を提供できる。さらに半円筒状の容積を有する試験室を開閉できる扉を有し、塵埃等を嫌うナノ試験に好適である。   The present invention is based on a cylindrical body having a certain height in the vertical direction, the structure can be simplified, and the size of the testing machine can be reduced. Moreover, the semi-cylindrical part of the cylindrical body in the middle stage part is excised, and the cylindrical body including the remaining half-cylindrical part is formed as a hollow body, so that the rigidity of the cylindrical body itself can be increased. Can provide a machine. We can provide a testing machine that can be used for nanotechnology. Furthermore, it has a door that can open and close a test chamber having a semi-cylindrical volume, and is suitable for a nano test that dislikes dust and the like.

本発明が提供する小形材料試験機の外観を斜視的に示す図である。1 is a perspective view showing an external appearance of a small material testing machine provided by the present invention. 本発明が提供する小形材料試験機を縦断してその構成を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view illustrating a configuration of a small material testing machine provided by the present invention. 本発明が提供する小形材料試験機の上部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the upper part of the small material testing machine which this invention provides. 本発明における小形材料試験機の頭部における半円筒部の一部を斜視的に示す図である。It is a figure which shows perspectively a part of semi-cylindrical part in the head of the small material testing machine in this invention. 本発明における下方チャックが試験片を把持した状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the downward chuck | zipper in this invention hold | gripped the test piece. 本発明における小形材料試験機をパソコン制御する状態を示す図である。It is a figure which shows the state which carries out personal computer control of the small material testing machine in this invention. 試験室を開閉する扉を設けた小形材料試験機の構成を縦断面して示す図である。It is a figure which shows the structure of the small material testing machine which provided the door which opens and closes a test chamber in the longitudinal cross-section. 小形材料試験機の上部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the upper part of a small material testing machine. 小形材料試験機における上部の構成を上方から示す図である。It is a figure which shows the structure of the upper part in a small material testing machine from upper direction. 回転扉を備えた小形材料試験機の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the small material testing machine provided with the rotation door.

本発明においては、試験機が円筒体で構成され、中間部位の半円筒部が切除された形状である。そしてこの切除された半円筒部が試験室であり、残余の半円筒部が中空体となって試験負荷機構が内設されている点に最大の特徴がある。同時に切除された半円筒部の試験室を開閉できる扉を設けた点も大きな特徴である。この両特徴を備え合わせた小形材料試験機が最良の形態である。以下実施例を挙げて説明する。   In the present invention, the testing machine is constituted by a cylindrical body, and the semi-cylindrical portion of the intermediate part is cut off. The cut half cylinder is the test chamber, and the remaining half cylinder is a hollow body and has a test load mechanism. Another significant feature is the provision of a door that can open and close the test chamber of the semi-cylindrical portion that has been excised at the same time. A compact material testing machine having both features is the best mode. Hereinafter, examples will be described.

本発明が提供する第1の実施例は、図1から図5に示されている。図1は全体の外観を斜視的に示す図であるが、この第1の実施例として上方チャックを上下駆動させる上チャック駆動形(図2)と、下方チャックを上下駆動させる下チャック駆動形(図3)の2種類を挙げることができる。   A first embodiment provided by the present invention is shown in FIGS. FIG. 1 is a perspective view of the overall appearance. As the first embodiment, an upper chuck drive type (FIG. 2) for driving the upper chuck up and down and a lower chuck drive type (upper drive for the lower chuck) (FIG. 2). There are two types shown in FIG.

本発明が提供する小形材料試験機CMTの特徴は図1から図3に示すとおり、その外観が円筒状を基本にしている点である。円筒体1は図1から明らかなとおり中間部位が切除されていて側面から見た図2、図3に示すようにコ字形をなしている。この切除された空間部Kに試験をする材料を把持する試験片把持手段が配設されている。以下この試験片把持手段について説明するが、図1と図2は同一の方式によるものであり、両図について説明する。   The small material testing machine CMT provided by the present invention is characterized in that its external appearance is based on a cylindrical shape as shown in FIGS. As is apparent from FIG. 1, the cylindrical body 1 is cut out at an intermediate portion and has a U-shape as shown in FIGS. 2 and 3 as viewed from the side. A test piece gripping means for gripping the material to be tested is disposed in the excised space K. The test piece gripping means will be described below. FIGS. 1 and 2 are based on the same method, and both figures will be described.

切除された空間部Kの底部である台面2には下チャック7が設置される。他方上方には下チャック7に対向する位置にて上チャック6が可動部5Tの下方側に吊設されている。この可動部5Tは可動枠5に対して連結体5Nを介して取り付けられている。切除された空間部Kの後方における平面部3には、上下方向に案内溝4が穿設されている。他方、切除された残余の半円筒部1Hの内方には中空Aが形成され、この中空A内に試験負荷機構が内設されている。   A lower chuck 7 is installed on the base surface 2 which is the bottom of the excised space K. On the other side, the upper chuck 6 is suspended below the movable portion 5T at a position facing the lower chuck 7. The movable portion 5T is attached to the movable frame 5 via a connecting body 5N. A guide groove 4 is formed in the up-down direction in the flat surface portion 3 behind the excised space K. On the other hand, a hollow A is formed inside the remaining half-cylindrical portion 1H, and a test load mechanism is provided in the hollow A.

円筒体1の上端における頭部1Tには、非常時用の停止スイッチ18が設置され、さらには後述する扉開閉駆動機構等が内設されている。また下方の機台部1Bには後述する試験負荷のための回転駆動部や制御機構などが内設されている。
さて図2は、図1に示す小形材料試験機を縦断面して示す図で、円筒体1に配設された試験片把持機構と、試験負荷機構が示されている。
An emergency stop switch 18 is installed on the head 1T at the upper end of the cylindrical body 1, and a door opening / closing drive mechanism, which will be described later, is installed in the head 1T. Further, the lower machine base unit 1B is provided with a rotation driving unit and a control mechanism for a test load described later.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the small material testing machine shown in FIG. 1, and shows a test piece gripping mechanism and a test load mechanism arranged in the cylindrical body 1.

上下のチャック6、7は図2からも明らかなように、切除された空間部Kに配設されていて、上チャック6は可動枠5に連結された連結体5Nの先端部に取り付けられた可動部5Tに、ロードセル8を介して吊持されている。下チャック7は台面2上に植設されている。
以上の構成によって上下両チャック6、7間に試験片TPが把持されるが、その状態は図5に示すとおりである。図5は下チャック7に試験片TPが把持された状態を示すが、把持枠7F内の両把持片7Sに試験片TPは挟持される。図1、図2の場合は上チャック6の上方移動によって試験片TPは負荷される。
As is clear from FIG. 2, the upper and lower chucks 6 and 7 are disposed in the cut-out space K, and the upper chuck 6 is attached to the distal end portion of the connecting body 5N connected to the movable frame 5. The movable part 5T is suspended via the load cell 8. The lower chuck 7 is planted on the base surface 2.
The test piece TP is gripped between the upper and lower chucks 6 and 7 by the above configuration, and the state is as shown in FIG. FIG. 5 shows a state in which the test piece TP is gripped by the lower chuck 7, but the test piece TP is held between the gripping pieces 7 </ b> S in the gripping frame 7 </ b> F. In the case of FIGS. 1 and 2, the test piece TP is loaded by the upward movement of the upper chuck 6.

つぎに円筒体1の中空A内に設置されている負荷機構を図2にしたがって説明する。9は1本のネジ杆で、下方端はネジ杆支持体11にて回転自在に支承され、上方はネジ杆支持枠10に支持されている。このネジ杆9の下方部には大歯車12が一体的に取り付けられ、この大歯車12には小歯車(ピニオン)13が噛み合っている。したがって、この小歯車13がパルスモータ14にて回転駆動されることにより、ネジ杆9が回転されネジ杆に螺合貫設されている可動枠5がその回転により上下動する。   Next, the load mechanism installed in the hollow A of the cylindrical body 1 will be described with reference to FIG. Reference numeral 9 denotes one screw rod, the lower end of which is rotatably supported by a screw rod support 11, and the upper portion is supported by the screw rod support frame 10. A large gear 12 is integrally attached to a lower portion of the screw rod 9, and a small gear (pinion) 13 is engaged with the large gear 12. Therefore, when the small gear 13 is rotationally driven by the pulse motor 14, the screw rod 9 is rotated, and the movable frame 5 screwed into the screw rod moves up and down by the rotation.

この場合、可動枠5はネジ杆9に対してはナットに相当するものであり、ネジ杆9の回転に伴って回転すると上下動しない。そこで、回転を規制する必要があるため、図4、図5に示すように、可動枠5には案内コロ5Gが上下2ヶ所にそれぞれ2個ずつ設置されていて、この上下2ヶ所におけるそれぞれ2個の案内コロ5Gが円筒体1の内方に形成されたリブ上の案内枠1Lに対して転動する。案内枠1Lはネジ杆9と平行に形成されていて可動枠5は案内コロ5Gの転動と合わせて円滑に上下動され、可動枠5の回転が制止される。したがって、可動枠5は上下動して正確に負荷する。ところで、このような案内枠1Lの活用は、円筒体1自体が矩形の箱体と異なって剛性を有することに依拠している。案内枠1Lに対して案内コロ5Gは案内枠1Lを両側から挟持しながら転動し、可動枠5は精度良く上下動する。なお、図4において3は平面部であり、4はこの平面部3に形成された案内溝を示している。   In this case, the movable frame 5 corresponds to a nut with respect to the screw rod 9, and does not move up and down when rotated with the rotation of the screw rod 9. Therefore, since it is necessary to regulate the rotation, as shown in FIGS. 4 and 5, the movable frame 5 is provided with two guide rollers 5G at two upper and lower portions, respectively. Each guide roller 5G rolls with respect to a guide frame 1L on a rib formed inside the cylindrical body 1. The guide frame 1L is formed in parallel with the screw rod 9, and the movable frame 5 is smoothly moved up and down together with the rolling of the guide roller 5G, and the rotation of the movable frame 5 is restrained. Therefore, the movable frame 5 moves up and down and loads accurately. By the way, the utilization of such a guide frame 1L relies on the fact that the cylindrical body 1 itself has rigidity unlike a rectangular box. The guide roller 5G rolls with respect to the guide frame 1L while sandwiching the guide frame 1L from both sides, and the movable frame 5 moves up and down with high accuracy. In FIG. 4, reference numeral 3 denotes a flat portion, and 4 denotes a guide groove formed in the flat portion 3.

他方、パルスモータ14を回転駆動するための電力エネルギーは、図2、図3に示すように、バッテリ(蓄電池)15から供給される。この供給の開始、停止の作動はマイクロコンピュータ(データ処理器)16にて制御されて遂行される。このマイクロコンピュータ16にはロードセル8からの信号も供給され、試験値のデータ処理とその値の表示のために機能する。さらに図2と図3に示すように信号伝達系SLが配設され、これらの信号もマイクロコンピュータ16に伝達される。さらにこのデータ処理の結果の値は受発信器17に供給され、無線にて遠隔地に配設されたパーソナルコンピュータ19に供給される。このパーソナルコンピュータ19は図6に示されているが、この図6はパーソナルコンピュータ19と小形材料試験機CMTの関係を斜視的に示している。なお図1において20は小形材料試験機CMTの作動ON、OFF用のスイッチを示している。   On the other hand, the electric power energy for rotationally driving the pulse motor 14 is supplied from a battery (storage battery) 15 as shown in FIGS. The operation of starting and stopping the supply is performed by being controlled by a microcomputer (data processor) 16. The microcomputer 16 is also supplied with a signal from the load cell 8 and functions for data processing of test values and display of the values. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a signal transmission system SL is provided, and these signals are also transmitted to the microcomputer 16. Further, the value obtained as a result of this data processing is supplied to the transmitter / receiver 17 and is supplied to a personal computer 19 disposed in a remote place by radio. The personal computer 19 is shown in FIG. 6. FIG. 6 is a perspective view showing the relationship between the personal computer 19 and the small material testing machine CMT. In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a switch for turning on and off the small material testing machine CMT.

本発明の第1の実施例における変形例は図3に示されている。図3が図2と異なる点は、下チャック7が可動枠5に連結され、上下移動して試験片TPに負荷を与えるように構成されている点にある。図3の実施例は、可動枠5が下方部位で作動し安定的である。図2、図3ともに可動枠5と上下両チャック6、7との連結体5Nは案内溝4を貫通して切除空間部K側に突出している。なお図3において図1、図2と同一の符号は図1、図2と同一の機能を有するものであり詳細な説明は省略する。   A modification of the first embodiment of the present invention is shown in FIG. 3 is different from FIG. 2 in that the lower chuck 7 is connected to the movable frame 5 and is configured to move up and down to apply a load to the test piece TP. In the embodiment of FIG. 3, the movable frame 5 operates at the lower part and is stable. 2 and 3, the connecting body 5N between the movable frame 5 and the upper and lower chucks 6 and 7 penetrates the guide groove 4 and protrudes toward the excision space K side. 3, the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 have the same functions as those in FIGS. 1 and 2, and detailed description thereof will be omitted.

本発明が提供する第2の実施例は、第1の実施例における小形材料試験機の基本的な構成すなわち円筒状の枠体を基本とする小形材料試験機であって、試験室を開閉する扉を設けたものである。
より具体的には、扉は円筒体の筒の一部を形成すべく断面が半円弧状で、切除された空間部Kの試験室の外周に沿って円弧状に移動できるよう構成したものである。この円弧状の移動を機械によって自動的にできる扉開閉駆動機構が設けられる。
以下この第2の実施例を示す図7から図10にしたがって説明する。
図7は頭部1Tに扉回転駆動機構RDを内設した小形材料試験機CMTを縦断面して示す図で、図7において図1から図6において示す符号と同一の部品は、図1から図6に示す部品の機能と同一の機能を有して作動するものであり、これらについての詳細な説明は省略する。そして回転扉21の構造ならびにこの回転扉21を円筒体1の外周に沿って回転させ試験室の開閉を行う扉回転駆動機構RDの構成と作動について詳述する。
The second embodiment provided by the present invention is a basic configuration of the small material testing machine in the first embodiment, that is, a small material testing machine based on a cylindrical frame, which opens and closes the test chamber. A door is provided.
More specifically, the door has a semicircular cross section so as to form a part of a cylindrical cylinder, and the door can be moved in an arc along the outer periphery of the test chamber of the cut-out space K. is there. There is provided a door opening / closing drive mechanism capable of automatically making this arcuate movement by a machine.
The second embodiment will be described below with reference to FIGS.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a small material testing machine CMT in which a door rotation drive mechanism RD is provided in the head 1T. In FIG. 7, the same parts as those shown in FIGS. The components have the same functions as those shown in FIG. 6 and will not be described in detail. The structure of the rotary door 21 and the configuration and operation of the door rotation drive mechanism RD that opens and closes the test chamber by rotating the rotary door 21 along the outer periphery of the cylindrical body 1 will be described in detail.

扉回転駆動機構RDの回転駆動源であるパルスモータ22は、仕切板3Pの上端部3Lに対して固定枠23を介して設置されている。
他方回転扉21は、半円筒状の枠体で円筒体1の上端における頭部1Tの内周面に摺接すべく嵌合し、頭部1Tから下方は直径が拡大して円筒体1の外周面に一致した大きさに設定されている。そしてその下端が台面2に近接するまでの長さに設定され、切除された間部Kすなわち試験室の開閉を可能にする大きさを有している。なお円筒体1側に設置された上方の軸受24は、回転扉21の上方肩部を支承する軸受である。回転扉21の下端部は機台部1Bの台面2に近接している。回転扉21の円周方向における円滑な移動を保証する。
このような半円筒状の枠体からなる回転扉21の上方内周面には、図8、図9に示すようにウオーム歯車27のウオーム歯が噛み合う内歯21Gが形成されている。この内歯21Gは半円弧域に形成されている。なお、図8において、6はチャックであり、9はネジ杆である。
The pulse motor 22 which is a rotation drive source of the door rotation drive mechanism RD is installed via a fixed frame 23 with respect to the upper end portion 3L of the partition plate 3P.
On the other hand, the revolving door 21 is a semi-cylindrical frame that fits in sliding contact with the inner peripheral surface of the head 1T at the upper end of the cylinder 1, and the diameter below the head 1T increases to increase the diameter of the cylinder 1. The size is set to coincide with the outer peripheral surface. And the lower end is set to the length until it comes close to the base surface 2, and has a size that allows opening and closing of the cut away portion K, that is, the test chamber. The upper bearing 24 installed on the cylindrical body 1 is a bearing that supports the upper shoulder of the rotary door 21. The lower end portion of the rotary door 21 is close to the base surface 2 of the machine base portion 1B. The smooth movement of the revolving door 21 in the circumferential direction is ensured.
As shown in FIGS. 8 and 9, internal teeth 21 </ b> G that mesh with the worm teeth of the worm gear 27 are formed on the upper inner peripheral surface of the rotary door 21 made of such a semi-cylindrical frame. The internal teeth 21G are formed in a semicircular arc region. In FIG. 8, 6 is a chuck and 9 is a screw rod.

他方、パルスモータ22の出力軸22Sには、傘歯車25が取り付けられており、この傘歯車25はウオーム歯車27と一体の傘歯車26に噛み合っている。したがってパルスモータ22の回転は、傘歯車25、26に伝達されてウオーム歯車27を回転駆動し、ウオーム歯車27の回転によって半円筒状の回転扉21が矢印の円弧方向に回転移動し、試験室を開放、閉塞する。パルスモータ22を逆回転させることにより回転扉21は逆方向移動して試験室を開成する。半円筒状の回転扉21における内歯21Gが形成された円筒部の外周は円筒体1の頭部1Tに対して軸受28が介設されており、回転扉21の開閉は円滑に行われる。図10は、回転扉21が試験室を全開した状態を示す斜視図である。図10においてSはLEDによる発光部で、試験時に発光する。   On the other hand, a bevel gear 25 is attached to the output shaft 22 </ b> S of the pulse motor 22, and the bevel gear 25 meshes with a bevel gear 26 integrated with a worm gear 27. Therefore, the rotation of the pulse motor 22 is transmitted to the bevel gears 25 and 26 to rotationally drive the worm gear 27, and the rotation of the worm gear 27 causes the semicylindrical rotary door 21 to rotate and move in the arc direction indicated by the arrow. Open and close. By rotating the pulse motor 22 in the reverse direction, the rotary door 21 moves in the reverse direction to open the test chamber. In the semicylindrical rotary door 21, the outer periphery of the cylindrical portion where the internal teeth 21 </ b> G are formed is provided with a bearing 28 with respect to the head 1 </ b> T of the cylindrical body 1, so that the rotary door 21 is smoothly opened and closed. FIG. 10 is a perspective view showing a state in which the rotary door 21 has fully opened the test chamber. In FIG. 10, S is a light emitting unit using LEDs, and emits light during the test.

本発明が提供する小形材料試験機の特徴は以上詳述したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定されるものではなく種々の変形例を挙げることができる。
まず第1の実施例については、円筒体1の下方部に回転駆動源を設置した例を示している。確かに回転駆動源等の重量体を下方に配設することで小形材料試験機全体の安定が得られる。しかし上方側に回転駆動源を配設することは可能である。制御をマイクロコンピュータで行わせる方式として説明したが、パーソナルコンピュータで制御する方式とすることも可能である。また無線による制御も可能である。
The characteristics of the small material testing machine provided by the present invention are as described in detail above, but the invention is not limited to the above and illustrated examples, and various modifications can be mentioned.
First, the first embodiment shows an example in which a rotational drive source is installed in the lower part of the cylindrical body 1. Surely, the stability of the entire small material testing machine can be obtained by arranging a weight body such as a rotational drive source below. However, it is possible to arrange a rotational drive source on the upper side. Although described as a method in which control is performed by a microcomputer, a method in which control is performed by a personal computer is also possible. Also, wireless control is possible.

半円筒部を切除した残余の半円筒部に平面部3を形成して中空体とした実施例を示したが、この平面部3を設けない形とし負荷機構が見られる状態とすることもできる。ただナノ試験機においては塵埃の機械系部への侵入は好ましくなく図示例の構成が好まれる。さらに上下両チャック6、7の形状、可動枠5の形状についても図示例に限定されない。パルスモータ14、22、バッテリ15、マイクロコンピュータ16、パーソナルコンピュータ19の形式、機能も種々あり図示例に限定されない。上図ではバッテリ(蓄電池)方式を示したが、交流電源からエネルギーを得る方式の駆動としてもよい。   Although the example which formed the flat part 3 in the remaining semi-cylindrical part which cut off the semi-cylindrical part and was made into the hollow body was shown, it can also be set as the state which does not provide this flat part 3, and can see a load mechanism. . However, in the nano testing machine, the penetration of dust into the mechanical system is not preferable, and the configuration shown in the drawing is preferred. Further, the shapes of the upper and lower chucks 6 and 7 and the shape of the movable frame 5 are not limited to the illustrated example. There are various types and functions of the pulse motors 14 and 22, the battery 15, the microcomputer 16, and the personal computer 19, and the present invention is not limited to the illustrated example. Although the battery (storage battery) system is shown in the above figure, it may be driven by a system that obtains energy from an AC power source.

さらに第2の実施例については、パルスモータの回転出力を傘歯車系とウオーム歯車系の結合で回転扉を移動させる方式の例を示したが、円筒体の周囲にワイヤを配設し、このワイヤの巻取り、巻戻し操作を制御し、回転扉を往復動させる実施例も考えられ図示歯車系による方式に限定されない。本発明はこれら変形例をすべて包含するものである。   Further, in the second embodiment, an example of a system in which the rotation door is moved by combining the rotation output of the pulse motor with the bevel gear system and the worm gear system is shown. An embodiment in which the winding and rewinding operations of the wire are controlled and the rotary door is reciprocated is also conceivable and is not limited to the system using the illustrated gear system. The present invention includes all of these modifications.

1 円筒体
1B 機台部
1H 半円筒部
1L 案内枠
1T 頭部
2 台面
3 平面部
3L 上端部
3P 仕切板
4 案内溝
5 可動枠
5G 案内コロ
5N 連結体
5T 可動部
6 上チャック
7 下チャック
7F 把持枠
7S 把持片
8 ロードセル
9 ネジ杆
10 ネジ杆支持枠
11 ネジ杆支持体
12 大歯車
13 小歯車
14 パルスモータ
15 バッテリ
16 マイクロコンピュータ
17 受発信器
18 停止スイッチ
19 パーソナルコンピュータ
20 スイッチ
21 回転扉
21G 内歯
22 パルスモータ
22S 出力軸
23 固定枠
24 軸受
25 傘歯車
26 傘歯車
27 ウオーム歯車
28 軸受
A 中空
CMT 小形材料試験機
K 空間部
RD 扉回転駆動機構
S 発光部
SL 信号伝達系
TP 試験片
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylindrical body 1B Machine base part 1H Semi-cylindrical part 1L Guide frame 1T Head part 2 Base surface 3 Plane part 3L Upper end part 3P Partition plate 4 Guide groove 5 Movable frame 5G Guide roller 5N Connection body 5T Movable part 6 Upper chuck 7 Lower chuck 7F Grip frame 7S Grip piece 8 Load cell 9 Screw 杆 10 Screw 枠 support frame 11 Screw 杆 support 12 Large gear 13 Small gear 14 Pulse motor 15 Battery 16 Microcomputer 17 Transmitter / transmitter 18 Stop switch 19 Personal computer 20 Switch 21 Revolving door 21G Internal teeth 22 Pulse motor 22S Output shaft 23 Fixed frame 24 Bearing 25 Bevel gear 26 Bevel gear 27 Worm gear 28 Bearing A Hollow CMT Small material testing machine K Space RD Door rotation drive mechanism S Light emitting portion SL Signal transmission system TP Test piece

Claims (3)

所定の高さを有する円筒状体であって、その高さの中間部位における半円筒部を切除し、上下それぞれの円筒部と半円筒部からなる円筒体を試験機枠体として構成するとともに、この試験機枠体における前記切除された空間部の上下にそれぞれ配設された試験片把持用のチャックと、前記半円筒部内に配設され前記チャックを上下動させるチャック駆動機構を備え、前記半円筒部には、上下方向の溝が穿設されるとともに、上下動するチャックとチャック駆動機構の可動部を連結する連結体が、この溝を貫通して配設されていることを特徴とする小形材料試験機。 It is a cylindrical body having a predetermined height, and a semi-cylindrical portion at an intermediate portion of the height is cut off, and a cylindrical body composed of upper and lower cylindrical portions and a semi-cylindrical portion is configured as a tester frame body, comprises a chuck disposed respectively specimens for gripping the top and bottom of the resected space in the tester frame, the chuck drive mechanism for disposed within the semi-cylindrical portion and lowers the chuck, the half The cylindrical portion is provided with a vertical groove, and a connecting body that connects the vertically moving chuck and the movable portion of the chuck driving mechanism is disposed through the groove. Small material testing machine. 前記チャック駆動機構は、前記半円筒部内にて上下方向でかつ回転自在に保持されたネジ杆と、このネジ杆に螺合されネジ杆の回転に対して上下動するナット枠と、前記ネジ杆を回転駆動する回転駆動源と、前記ナット枠と前記チャックを連結する連結体とからなることを特徴とする請求項記載の小形材料試験機。 The chuck drive mechanism, said a threaded rod that is vertically at and rotatably held by the semi-cylindrical portion, and a nut frame for vertical movement relative to the rotation of the screwed threaded rod into the screw rod, the screw rod a rotation drive source for rotating, compact material testing machine according to claim 1, characterized in that a connecting member for connecting the chuck and the nut frame. 前記半円筒部には前記円筒体の軸と平行な方向であって円筒壁より内方に突設された案内枠が形成され、この案内枠に対して前記ナット枠に付設されたコロが転動して案内されるよう構成されたことを特徴とする請求項記載の小形材料試験機。 It said semicylindrical portion guide frame which protrudes from the cylindrical wall inwardly a axis parallel to the direction of the cylindrical body is formed, a roller that is attached to the nut frame against the guide frame 3. The small material testing machine according to claim 2 , wherein the small material testing machine is configured to be guided by rolling.
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