JP6064870B2 - 変位計および材料試験機 - Google Patents

Description

この発明は、負荷が与えられた試験片の変位を計測する変位計およびこの変位計を備える材料試験機に関する。

材料試験を実行する材料試験機においては、試験片の両端部を一対のつかみ具により把持した状態で、つかみ具の一方を他方に対して近接または離隔させることによって試験片に負荷を与えている。そして、負荷を与えられた試験片の変位は、変位計により測定される。

特許文献１には、一対の固定具を試験片の上下の標点に取り付け、引張荷重を試験片に与えたときの一対の固定具の相対変位を差動トランス式変位検出器で検出することにより、試験片の伸びを計測する伸び計が記載されている。

特開平６−２０１３０９号公報

図６は、従来の変位計における変位伝達機構を構成するレバー部材９７の概要図である。図７は、従来の変位計における突起部材９２の先端形状の拡大図である。図８は、従来の変位計におけるレバー部材９７の支点、作用点、力点の位置関係を説明する模式図である。図９は、従来の変位計における、てこ比の変動を説明するグラフである。なお、図９のグラフの横軸は角度（ラジアン）、縦軸はてこ比である。

変位計には、試験片に付された標点位置で試験片を挟持するとともに試験負荷を受けた試験片の変位に追動する上下一対のアームと、差動トランス式の変位検出器との間に、上下一対のアームの相対的な位置変位を変位検出器の鉄心９５に伝達するレバー部材９７が配設されている。レバー部材９７は変位計のフレームに固定された軸９３を支点として上下に揺動可能であり、変位検出器側に作用点、試験片に接続されたアーム側に力点を配し、てこの原理により試験片に生じた変位を変位検出器に伝達する変位伝達機構を構成する。図６に示す例では、上下一対のアームのうち下アーム９６が上下動すると、てこの原理に従って変位検出器の鉄心９５が上下動し、下アーム９６の移動量と鉄心９５の移動量とが一定の割合で連動して変化することにより、試験片の変位が測定できる。

レバー部材９７には、変位検出器の鉄心９５の下端面との当接する作用点および下アーム８６の上端面との当接する力点に、それぞれ円錐形状の突起部材９２が配設されている。円錐形状の突起部材９２は、円柱部材を旋盤加工することにより作成されることから、拡大してみると、図７に示すように、意図しない丸みが先端に生じている。従来のレバー部材９７においては、軸９３の中心を支点Ｏとして、鉄心９５に当接する突起部材９２の先端と、下アーム９６に当接する突起部材９２の先端とが、同一直線９０上に配置されるように、レバー部材９７に各突起部材９２を取り付けていた。このため、突起部材９２の先端部分の丸み断面が半径ｒの円弧であったとすると、レバー部材９７が図６に示す水平位置から角度θ傾いたときには、図８に示すように、水平位置でのてこ比と同じてこ比となる位置、すなわち、角度θだけ傾いた直線９０上で突起部材９２が鉄心９５および下アーム９６に当接せず、ずれた位置で当接してしまう。

てこ比を一定に保つことができる直線９０上の理想的な突起部材９２と鉄心９５の接触点および突起部材９２と下アーム９６の接触点と、これらの部材の実際の接触点のずれ量ｅは、下記式（１）により求められる。ただし、ここでは、支点Ｏから突起部材９２と鉄心９５との接触点までを結ぶ線の傾きの角度θとのずれ、および、支点Ｏから突起部材９２と下アーム９５との接触点までを結ぶ線の傾きの角度θとのずれは無視するものとする。

例えば、レバー部材９７の水平位置での支点‐作用点間距離ａ＝１０ｍｍ、支点‐力点間距離ｂ＝５０ｍｍであり、突起部材９２の円弧の半径ｒ＝０．２ｍｍであると仮定したとき、角度θの範囲でレバー部材９７が移動すると、てこ比の値は以下の式（２）と表すことができる。

角度θが変化しても、レバー部材９７の水平位置でのてこ比の値ａ／ｂ＝０．２が保たれていることが理想であるが、従来では、図９のグラフに示すように、角度θが±３０度（±０．５２ラジアン）の範囲で変化すると、実際のてこ比は、理想のてこ比の値である０．２よりも約±１．２％変動する。このようなてこ比の変動は、レバー部材９７を介して変位検出器に伝達される試験片に生じた変位の検出精度に影響を及ぼすことになる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、てこ比を一定に保つことにより試験片の変位の検出精度を向上させた変位計および材料試験機を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、力点部材を試験片側に配設するとともに作用点部材を変位検出器側に配設したレバー部材を有することにより、てこの原理を用いて試験負荷を受けたときの試験片の変位を前記変位検出器に伝達する変位伝達機構を備える変位計であって、前記レバー部材に配設された前記作用点部材は、断面形状に円形要素を有する突起部材を含み、その円形要素の中心を原理的作用点とするものであり、前記レバー部材に配設された力点部材は、断面形状に円形要素を有する突起部材を含み、その円形要素の中心を原理的力点とするものであり、前記レバー部材の支点と、前記原理的作用点と、前記原理的力点とを、同一直線上に位置させたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、力点部材を試験片側に配設するとともに作用点部材を変位検出器側に配設したレバー部材を有することにより、てこの原理を用いて試験負荷を受けたときの試験片の変位を前記変位検出器に伝達する変位伝達機構を備える変位計であって、前記レバー部材に配設された前記作用点部材は、断面形状に円形要素を有する突起部材を含み、その円形要素の中心を原理的作用点とするものであり、前記レバー部材の支点と、前記原理的作用点と、力点とを、同一直線上に位置させたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記力点部材は、前記レバー部材の先端に形成され、前記試験片に当接するためのエッジである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記作用点部材の突起部材は球体である。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の変位計において、前記力点部材の突起部材は球体である。

請求項６に記載の発明は、試験片に対して試験力を与える負荷機構と、試験片に与えた試験力量を計測する試験力計測機構と、試験力を与えたときの試験片の変位量を計測する変位計測機構を備えた材料試験機において、前記変位計測機構の内に請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の変位計を備えたことを特徴とする。

請求項１から請求項６に記載の発明によれば、てこの原理により試験片の変位を変位検出器に伝達する変位伝達機構を有する変位計において、てことして動作するレバー部材の作用点および／または力点となる位置に円形要素を有する突起部材を採用し、この円形要素の円中心（原理的作用点、原理的力点）が、てこの支点と同一直線上となるように突起部材含む作用点部材および／または力点部材をレバー部材に配設することから、レバー部材の傾きの程度にかかわらず、てこ比を一定に保つことができる。このため、試験片に生じた変位を、レバー部材を介して変位検出器に伝達するときに、てこ比のズレによる伝達倍率に変動が生じることがなく、より正確に試験片の変位を変位検出器で検出することが可能となる。

請求項４および請求項５に記載の発明によれば、突起部材を、半径の精度がよいものを低コストで作成可能である球体とすることで、突起部材のレバー部材への配設を容易に行うことができるとともに、低コストで変位検出精度を向上させた変位計を制作することが可能となる。

この発明に係る材料試験機の概要図である。 第１実施形態に係る変位計４０の概要図である。 変位伝達機構を構成するレバー部材４７を拡大して示す断面図である。 変位計４０におけるレバー部材４７の支点、作用点、力点の位置関係を説明する模式図である。 第２実施形態に係る変位計７０の概要図である。 従来の変位計における変位伝達機構を構成するレバー部材９７の概要図である。 従来の変位計における突起部材９２の先端形状の拡大図である。 従来の変位計におけるレバー部材９７の支点、作用点、力点の位置関係を説明する模式図である。 従来の変位計における、てこ比の変動を説明するグラフである。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る材料試験機の概要図である。

この材料試験機は、テーブル１６と、床面に立設された一対の支柱１９と、各支柱１９の内部におけるテーブル１６上に鉛直方向を向く状態で回転可能に立設された一対のねじ棹１１と、これらのねじ棹１１に沿って移動可能なクロスヘッド１３と、このクロスヘッド１３を移動させて試験片１０に対して試験力を付与するための負荷機構３０とを備える。なお、図１においては、一対の支柱１９のうち紙面左側の支柱１９を取り払った状態を図示している。

クロスヘッド１３は、一対のねじ棹１１に対して、図示を省略したナットを介して連結されている。各ねじ棹１１の下端部は、負荷機構３０に連結されており、負荷機構３０における動力源としてのモータからの動力が、一対のねじ棹１１に伝達される構成となっている。一対のねじ棹１１が同期して回転することにより、クロスヘッド１３は、これら一対のねじ棹１１に沿って昇降する。

クロスヘッド１３には、試験片１０の上端部を把持するための上つかみ具２１が付設されている。一方、テーブル１６には、試験片１０の下端部を把持するための下つかみ具２２が付設されている。引張試験を行う場合には、試験片１０の両端部をこれらの上つかみ具２１および下つかみ具２２により把持した状態で、クロスヘッド１３を上昇させることにより、試験片１０に試験力（引張荷重）を負荷する。このときに、試験片１０に作用する試験力はロードセル１４によって検出され、制御部２３に入力される。また、試験片１０に生じた変位は、試験片１０に取り付けられた接触式の変位計４０により測定される。

制御部２３はＣＰＵ等を備えるコンピュータやシーケンサーによって構成される。図１に示すように、この制御部２３には、ロードセル１４と、負荷機構３０と、変位計４０が接続される。そして、制御部２３は、ロードセル１４からの試験力データや変位計４０からのデータを取り込んで、データ処理を実行する。このような制御部２３での演算等の処理により、試験片１０に対する試験力と試験片１０の変位量が求められる。

図２は、第１実施形態に係る変位計４０の概要図である。図２（ａ）は、変位計４０の正面概要図であり、説明の便宜上、変位検出部４１、取付部４２の軸５５を内装するガイド部材５４、変位伝達機構を構成するレバー部材４７を部分的に断面図で示している。図２（ｂ）は、下アーム５２の平面図である。

この変位計４０は、差動トランス式の変位検出器が収容された変位検出部４１と試験片１０に変位計４０を取り付けるための取付部４２とから構成される。変位検出部４１は、変位検出器を構成する鉄心４５と、この鉄心４５の移動を検知するコイル４４を内蔵する枠体４３を備え、枠体４３には、変位伝達機構を構成するレバー部材４７が、軸４６を支点として揺動可能に配設されている。

取付部４２は、変位検出部４１の枠体４３と連結されたガイド部材５４と、ガイド部材５４に接続された上アーム５１と、上アーム５１のアーム枠５３を貫通するとともにガイド部材５４に内装された軸５５の下端に取り付けられた下アーム５２とを備える。

上アーム５１と下アーム５２は、試験片１０を挟持する部分を中心とした基本的な構造に関しては同様の構造を有する。上アーム５１および下アーム５２は、平面視において略コの字形状のアーム枠５３を有し、アーム枠５３の変位検出部４１側には先端が試験片１０を向くナイフエッジ５７が配設されている。また、アーム枠５３の変位検出部４１とは逆側となる端部には、先端に圧子５８を設けた調節ネジ５６が、アーム枠５３に形成された孔を貫通して圧子５８が試験片１０を向くように配設されている。そして、上アーム５１および下アーム５２は、オペレータが調整ネジ５６を手動で操作して圧子５８を試験片１０に押し付けることで、ナイフエッジ５７と圧子５８とにより試験片１０を挟持する。これにより、変位計４０が試験片１０に取り付けられる。なお、オペレータの手動により動作する調整ネジ５６に換えて、空圧により動作する調整固定具を用いて試験片１０を挟持させるようにしてもよい。

下端が下アーム５２と連結された軸５５は、試験力が与えられた試験片１０の変位に伴う上アーム５１と下アーム５２との相対的な距離変化に連動して上下動する。軸５５は下アーム５２とともに移動し、試験片１０に変位計４０を取り付ける時には、上アーム５１のナイフエッジ５７と下アーム５２のナイフエッジ５７との距離が、標線間距離（ＧＬ）と一致するように、下アーム５２の位置が調整可能となっている。そして、試験片１０に変位計４０が取り付けられた後には、軸５５と下アーム５２は、試験片１０の変位（伸び）に伴って、図２（ａ）に実線で示す位置と仮想線で示す位置の間を上下動可能である。また、下アーム５２のアーム枠５３の変位検出部４１側の上面には、レバー部材４７において、後述する力点部材における突起部材が当接する平坦面５９が設けられている。

図３は、変位伝達機構を構成するレバー部材４７を拡大して示す断面図である。図４は、変位計４０におけるレバー部材４７の支点、作用点、力点の位置関係を説明する模式図である。

この変位計４０における変位伝達機構は、てこの原理により、取付部４２の上アーム５１および下アーム５２の相対的な距離変化を変位検出部４１に伝達するレバー部材４７により構成される。下アーム５２が試験片１０の変位に伴って上下動すると、てこの原理に従って変位検出部４１の鉄心４５が上下動し、下アーム５２の移動量と鉄心４５の移動量とが一定の割合で連動して変化することにより、試験片１０の変位が測定できる。このてこの原理による変位伝達機構は、レバー部材４７における支点、作用点、力点を配する位置、すなわち、てこ比を変更することにより、試験片１０の変位を拡大または縮小して、あるいは等倍で変位検出部４１に伝達する。

レバー部材４７は、軸４６の軸心である支点Ｏを中心に揺動可能であり、このレバー部材４７には、突起部材を有する作用点部材および力点部材が配設されている。レバー部材４７には、外周に雄ネジ溝が形成された支持筒６３の先端に球体６２が嵌めこまれた接触部材６１が配置されている。この接触部材６１は、この発明の作用点部材および力点部材であり、球体６２は、この発明の突起部材として機能する。そして、接触部材６１は、変位検出部４１の鉄心４５と当接する球体６２の中心Ｐ、および、下アーム５２の平坦面５９と当接する球体６２の中心Ｑが、レバー部材４７の支点Ｏと同一直線６０上となるように、レバー部材４７に配設される。すなわち、レバー部材４７に設けられ、支持筒６３の雄ネジ溝に対応する雌ネジ溝が形成された貫通孔に、高さを調整しつつ接触部材６１をねじ込むことにより、レバー部材４７にてこの作用点および力点を配している。なお、接触部材６１が当接する鉄心４５の底面と平坦面５９は、両方とも滑らかな平面として加工してあり、ともに水平方向に広がっている。また、接触部材６１は球が柱体の先端に埋め込まれたボールプランジャー様のものを利用することができる。

なお、この実施形態での直線６０は、レバー部材４７を支点、作用点、力点を配したてことしたときの、てこの軸線である。また、この実施形態においては、球体６２と鉄心４５の下端面との滑り摩擦は十分に小さいので、レバー部材４７の揺動動作をスムーズに行うことができる。そのために、球体６２と鉄心４５の下端面との滑り摩擦、および、球体６２と平坦面５９との滑り摩擦がなるべく小さくなるように、鉄心４５の下端面および平坦面５９の各表面は鏡面状に研磨しておくのが良い。また、球体６２は支持筒６３に対して回動自在にしてもよい。

レバー部材４７における接触部材６１を配置する貫通孔は、この実施形態では、支点Ｏから球体６２の中心Ｑまでの距離が、支点Ｏから球体６２の中心Ｐまでの距離の５倍となる間隔で形成されている。すなわち、てこ比の値が０．２となるように、支点Ｏから作用点となる球体６２の中心Ｐまでの距離、および、支点Ｏから力点となる球体６２の中心Ｑまでの距離が決められている。

ここで、中心Ｐを原理的作用点、中心Ｑを原理的力点と考えることができる。そのように考えることでこの発明の原理をよく理解することができる。すなわち、この発明では、てこの原理におけるてこ比を考察するときに、球体６２と鉄心４５の下端面との現実の接触点である作用点に換えて作用点と同等に扱う点を原理的作用点、球体６２と平坦面５９との現実の接触点である力点に換えて力点と同等に扱う点を原理的力点としている。

図４に示すように、レバー部材４７が水平位置にあるとき、変位検出部４１の鉄心４５の下端と球体６２との接触点（作用点）は、直線６０から球体６２の半径ｒだけ上の位置にあり、下アーム５２の平坦面５９と球体６２との接触点（力点）は、直線６０から球体の半径ｒだけ下の位置にある。ここで、支点Ｏから球体６２の中心Ｐまでの距離を１０ｍｍ、支点Ｏから球体６２の中心Ｑまでの距離を５０ｍｍとし、レバー部材４７が水平位置から支点Ｏを軸に角度θだけ上方に傾いたとすると、変位検出部４１の鉄心４５の下端と球体６２との接触点の位置（水平位置から鉛直方向の高さ位置）は、下記式（３）で、下アーム５２の平坦面５９と球体６２との接触点の位置（水平位置から鉛直方向の高さ位置）は、下記式（４）で表すことができる。

このときの鉄心４５の下端と球体６２との当接点の鉛直方向の移動距離は下記式（５）と、また、下アーム５２の平坦面５９と球体６２との接触点の鉛直方向の移動距離は下記式（６）と表すことができる。

この式（５）および式（６）から理解されるように、レバー部材４７が水平位置にあったときからの各接触点の鉛直方向の移動距離は、球体６２の中心Ｐおよび球体６２の中心Ｑの鉛直方向の移動距離と等しくなる。そして、中心Ｐと中心Ｑの鉛直方向の移動距離を計算するときのてこ比は、下記式（７）で表される。

すなわち、式（７）から理解されるように、てこ比の値は角度θの変化の影響を受けることなく、一定の値（０．２）に保たれる。

なお、この実施形態では、作用点部材および力点部材の突起部材に同一半径ｒの球体６２を用いたが、球体６２の半径は異なる半径でもよい。この発明においては、各球体の中心が軸４６の軸心である支点Ｏを通る同一直線６０上あればよく、半径の違いは、レバー部材４７が水平位置にあるときの各球体と平面（鉄心４５の下端または下アーム５２の平坦面５９）との初期の当接位置を決めるときのオフセット量として扱えばよい。

このように、この実施形態においては、レバー部材４７に対して力を加えている実際の力点よりも力が加わる方向に一定の距離（半径ｒ）だけ離れた位置を原理的力点とし、鉄心４５の鉛直方向の運動を変化させている力が作用している実際の作用点よりも力が作用する方向に一定の距離（半径ｒ）だけ離れた位置を原理的作用点としている。そして、これらの原理的力点および原理的作用点を、支点Ｏを通る同一直線６０上に位置させたことで、てこ比をてことして機能するレバー部材４７の傾きにかかわらず、一定に保つことを可能としている。すなわち、この発明における原理的力点および原理的作用点は、予め決められたてこ比に基づいて作用点を力点を配するための点であり、実際の力点および作用点からの距離がてこの傾きにかかわらず変化しないてこ軸線上の点でもある。

次に、この発明の他の実施形態に係る変位計７０について説明する。図５は、第２実施形態に係る変位計７０の概要図である。図５（ａ）は、変位計７０の正面概要図であり、説明の便宜上、変位検出部７１、取付部７２、変位伝達機構を構成するレバー部材７７を部分的に断面図で示している。図５（ｂ）は、レバー部材７７を拡大して示す断面図である。

この変位計７０は、差動トランス式の変位検出器が収容された変位検出部７１と試験片１０に変位計７０を取り付けるための取付部７２とから構成される。変位検出部７１は、変位検出器を構成する鉄心７５と、この鉄心７５の移動を検知するコイル７４を内蔵する枠体７３を備える。

取付部７２は、変位検出部７１の枠体７３に連結されたガイド部材８４と、ガイド部材８４に接続されたアーム８１とを備える。ガイド部材８４の下方には、レバー部材７７が軸７６を支点として揺動可能に配設されている。なお、この軸７６は、ガイド部材８４において、より試験片１０に近い側、または、より変位検出部７１に近い側に移動させることが可能となっている。また、ガイド部材８４の上方側面には、先端が試験片１０を向くナイフエッジ８７が配設されている。

アーム８１は、アーム枠８３を有する。アーム枠８３の変位検出部７１とは逆側となる端部には、先端に押さえ部材８８を設けた調節ネジ８６が、アーム枠８３に形成された孔を貫通して押さえ部材８８が試験片１０と接触可能に配設されている。また、アーム枠８３の変位検出７１側の端部は、ガイド部材８４にネジ等により固定されている。アーム８１は、オペレータが調整ネジ８６を手動で操作して押さえ部材８８の上側エッジと下側当接部とを試験片１０に向けて押し付けることで、ナイフエッジ８７と押さえ部材８８の上側エッジおよびレバー部材７７の先端エッジ７９と押さえ部材８８の下側当接部の４点で試験片１０を支持する。これにより、変位計７０が試験片１０に取り付けられる。なお、オペレータの手動により動作する調整ネジ８６に換えて、空圧により動作する調整固定具を用いて試験片１０を挟持させるようにしてもよい。

レバー部材７７の変位検出部７１側には、上述した第１実施形態と同様の接触部材６１が配設されている。この実施形態において、接触部材６１は、この発明の作用点部材である。また、レバー部材７７の試験片１０側には、試験片１０に当接する先端エッジ７９が形成されている。この実施形態において、先端エッジ７９は、この発明における力点部材に相当する。そして、接触部材６１は、球体６２の中心が、軸７６の中心（支点）と、先端エッジ７９の頂点（力点）とを通る同一直線６０上となるように、レバー部材７７に配設されている。すなわち、レバー部材７７に設けられ、支持筒６３の雄ネジ溝に対応する雌ネジ溝が形成された貫通孔に、高さを調整しつつ接触部材６１をねじ込むことにより、レバー部材７７にてこの作用点を配している。この実施形態では球６２の中心が原理的作用点となっており、支点と原理的作用点と力点とが同一直線６０上に位置されることになる。

この変位計７０を試験片１０に取り付けるときには、ナイフエッジ８７と先端エッジ７９の頂点との距離が、標線間距離（ＧＬ）と一致するように、レバー部材７７の傾きを調整する。試験が開始された後には、試験片１０の変位に伴ってレバー部材７７の先端エッジ７９の位置が移動するとともにレバー部材７７の傾きが変化し、これに連動して変位検出部７１の鉄心７５が移動する。

また、レバー部材７７には、軸７６に係合可能な孔部７８が複数設けられ、ガイド部材８４における軸７６の配設位置を移動させたときに、異なる孔部７８を軸７６に係合させることにより、てこ比を容易に変更することが可能となっている。

上述した第１実施形態に係る変位計４０では、変位伝達機構を構成するレバー部材４７に２個の接触部材６１を、それぞれこの発明の作用点部材および力点部材として配設したが、この第２実施形態に係る変位計７０では、レバー部材７７に１個の接触部材６１を作用点部材として配設している。

力点となる先端エッジ７９の先端は、試験片１０の表面に食い込むように当接しており、従来の円錐形状の突起部材のように、先端の意図しない丸みにより試験片１０に対する当接位置が変化することはほとんどない。このため、支点‐力点間距離は変動しないと考えてよい。

一方で、作用点部材に従来の円錐形状の突起部材を採用していた場合には、先に図８から図９を参照して説明したように、支点‐作用点間の距離が変動することになる。そうすると、てこ比に変動が生じる。この第２実施形態に係る変位計７０では、作用点に配置されていた従来の円錐形状の突起部材に換えて、球体６２を採用することで、てこ比の値を一定に保つことが可能となっている。また、鉄心７５の下端面は滑らかな平面として加工してあり、球体６２と当接面である鉄心７５の下端面との滑り摩擦は十分に小さいので、レバー部材７７の揺動動作もスムーズに行うことができる。

なお、上述した第１および第２実施形態では、てこに力を与える部材および／またはてこからの力が作用する部材と接触する突起部材として球体を採用したが、てこの軸線となる直線６０と直交する回転軸を有する円柱状部材を突起部材としてもよい。レバー部材４７、７７の揺動面での断面形状が円形の部材であれば、この発明の突起部材として採用することができる。ただし、突起部材として円柱状部材を採用した場合には、回転軸を直線６０と正確に直交させる必要がある。このため、突起部材としては球体を採用する方が、取り付け時に円柱状部材のように回転軸の調整をおこなう必要がないため、レバー部材４７、７７の配設が容易である。

このように、この発明は、てこの原理により試験片１０の変位を変位検出器に伝達する変位伝達機構を有する変位計において、作用点および／または力点となる位置に配置する部材の先端に意図的にアールを形成し、この円形要素であるアールの円中心（原理的作用点、原理的力点）を基準として、支点に対して作用点および力点となる部材を、てことして動作する部材に配設することで、てこ比を一定に保つことができる。このため、試験片１０の変位を変位検出器に伝達するときに、てこ比のズレにより伝達倍率に変動が生じることがなく、より正確に試験片１０の変位を変位検出器で検出することが可能となる。

また、上述した第１および第２実施形態では、変位検出部４１、７１に差動トランス式の変位検出器を配置したが、これに限定されない。変位伝達機構を構成する部材の移動に連動して変化する要素を検出可能な構成を有する検出器（例えば、特開２００４−０６９４１５公報に記載の位置検出器）であれば、この発明の変位計における変位検出器として採用することが可能である。

１０ 試験片
１１ ねじ棹
１３ クロスヘッド
１４ ロードセル
１６ テーブル
１９ 支柱
２１ 上つかみ具
２２ 下つかみ具
２３ 制御部
３０ 負荷機構
４０ 変位計
４１ 変位検出部
４２ 取付部
４３ 枠体
４４ コイル
４５ 鉄心
４６ 軸
４７ レバー部材
５１ 上アーム
５２ 下アーム
５３ アーム枠
５４ ガイド部材
５５ 軸
５６ 調節ネジ
５７ ナイフエッジ
５８ 圧子
６０ 直線
６１ 当接部材
６２ 球体
６３ 支持筒
７０ 変位計
７１ 変位検出部
７２ 取付部
７３ 枠体
７４ コイル
７５ 鉄心
７６ 軸
７７ レバー部材
７８ 孔部
７９ 先端エッジ
８１ アーム
８３ アーム枠
８４ ガイド部材
８７ エッジナイフ
８８ 押さえ部材

Claims (6)

1. 力点部材を試験片側に配設するとともに作用点部材を変位検出器側に配設したレバー部材を有することにより、てこの原理を用いて試験負荷を受けたときの試験片の変位を前記変位検出器に伝達する変位伝達機構を備える変位計であって、
   前記レバー部材に配設された前記作用点部材は、断面形状に円形要素を有する突起部材を含み、その円形要素の中心を原理的作用点とするものであり、
   前記レバー部材に配設された力点部材は、断面形状に円形要素を有する突起部材を含み、その円形要素の中心を原理的力点とするものであり、
   前記レバー部材の支点と、前記原理的作用点と、前記原理的力点とを、同一直線上に位置させたことを特徴とする変位計。
2. 力点部材を試験片側に配設するとともに作用点部材を変位検出器側に配設したレバー部材を有することにより、てこの原理を用いて試験負荷を受けたときの試験片の変位を前記変位検出器に伝達する変位伝達機構を備える変位計であって、
   前記レバー部材に配設された前記作用点部材は、断面形状に円形要素を有する突起部材を含み、その円形要素の中心を原理的作用点とするものであり、
   前記レバー部材の支点と、前記原理的作用点と、力点とを、同一直線上に位置させたことを特徴とする変位計。
3. 請求項２に記載の変位計において、
   前記力点部材は、前記レバー部材の先端に形成され、前記試験片に当接するためのエッジである変位計。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の変位計において、
   前記作用点部材の突起部材は球体である変位計。
5. 請求項１に記載の変位計において、
   前記力点部材の突起部材は球体である変位計。
6. 試験片に対して試験力を与える負荷機構と、試験片に与えた試験力量を計測する試験力計測機構と、試験力を与えたときの試験片の変位量を計測する変位計測機構を備えた材料試験機において、
   前記変位計測機構の内に請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の変位計を備えたことを特徴とする材料試験機。

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