JP6418106B2 - Material testing machine - Google Patents
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この発明は、真空状態等の減圧下において、試験片に試験力を付与して材料試験を行う材料試験機に関する。 The present invention relates to a material testing machine that performs a material test by applying a test force to a test piece under reduced pressure such as a vacuum state.
図6は、このような従来の材料試験機の概要図である。 FIG. 6 is a schematic diagram of such a conventional material testing machine.
この材料試験機においては、基台11上に一対のフレーム12が立設されており、これらのフレーム12の上端は、ヨーク13により連結されている。フレーム12内には、図示しない駆動機構により同期して回転する一対のねじ棹が配設されている。これらのねじ棹にはクロスヘッド14の両端に内設されたナットが螺合しており、一対のねじ棹が同期して回転することにより、クロスヘッド14は昇降する。
In this material testing machine, a pair of
基台11上には、減圧チャンバー21が配設されている。この減圧チャンバー21は、真空ポンプ等の減圧機構20と接続されている。この減圧チャンバー21の底面には、圧盤25が配設されている。また、この減圧チャンバー21の上壁には開口部28が形成されている。そして、この開口部28を介して、ロッド23が減圧チャンバー21内に進入している。このロッド23の下端部には、圧盤24が付設されている。圧縮試験がなされる試験片は、この圧盤24と減圧チャンバー21の底面に配設された圧盤25とにより押圧される。
A
ロッド23の上端部は、円盤状の移動プレート18に固定されている。この移動プレート18は、一対の懸架部材17およびこれらの懸架部材17を支持する支持部材16と連結されている。そして、支持部材16は、ロードセル15を介して、クロスヘッド14と連結されている。
The upper end of the
減圧チャンバー21の上面には一対の支持棒19が立設されており、これらの支持棒19の上部には支持プレート22が配設されている。この支持プレート22の下面と移動プレート18の上面との間には、略円筒状のベローズ26が配設されている。また、移動プレート18の下面と減圧チャンバー21の上面との間には、略円筒状のベローズ27が、ロッド23を取り囲むように配設されている。移動プレート18の上方に配設されたベローズ26と、移動プレート18の下方に配設されたベローズ27とは、同一の自然長を有し、同一のバネ係数を有する。
A pair of
移動プレート18には、ベローズ26の内部空間とベローズ27の内部空間とを連通する孔部が形成されている。また、減圧チャンバー21に形成された開口部28の内径は、ロッド23の外径より大きくなっており、減圧チャンバー21の内部とベローズ27の内部空間とは、ロッド23の外周部において連通している。このため、支持プレート22および一対のベローズ26、27により、ロッド23の外周部に減圧チャンバー21と連通する空間が形成される。
The moving
このような構成を有する材料試験機を使用して減圧下で試験片に試験力を付与して材料試験を行う場合においては、減圧機構20により減圧チャンバー21内を減圧する。そして、クロスヘッド14を下降させることにより、懸架部材17、移動プレート18およびロッド23を介して圧盤24を下降させ、圧盤24、25間に配設された試験片に試験力を付与する。このときには、移動プレート18の移動にかかわらず、支持プレート22、一対のベローズ26、27および減圧チャンバー21により形成されるロッド23の外周部の密閉空間の体積は常に一定となる。このため、減圧チャンバー21の内部に対するロッド23の進入量が増加したとしても、減圧チャンバー21内の圧力を一定に維持することが可能となる。
When a material test is performed by applying a test force to a test piece under reduced pressure using a material testing machine having such a configuration, the inside of the reduced
このような構成を有する材料試験機により減圧下で試験片に試験力を付与して材料試験を行う場合においては、圧盤24の下降に伴ってベローズ26、27が変形する。このため、これらのベローズ26、27のバネ係数による負荷が試験力の測定値に対して誤差を生じさせることになる。
When performing a material test by applying a test force to a test piece under reduced pressure using a material testing machine having such a configuration, the
特許文献1においては、真空または不活性ガス等の雰囲気下で試験片を加熱しながら試験を行うクリープ試験装置において、水平レバーを水平姿勢に維持するときに、ベローズの伸縮に起因して発生する荷重誤差を補正する補正用バネを設け、この補正用バネの一端を水平レバーに連結するとともに、この補正用バネの他端を試験槽に連結したクリープ試験装置が開示されている。 In Patent Document 1, in a creep test apparatus that performs a test while heating a test piece in an atmosphere such as a vacuum or an inert gas, it occurs due to expansion and contraction of the bellows when the horizontal lever is maintained in a horizontal posture. There is disclosed a creep test apparatus in which a correction spring for correcting a load error is provided, one end of the correction spring is connected to a horizontal lever, and the other end of the correction spring is connected to a test tank.
また、特許文献2には、伸縮ベローに接続された圧力容器内で試験片に対して材料試験を行う場合に、ロードセルからの負荷荷重を表す検出信号から、伸縮ベローの伸縮に伴う弾性荷重を表す補正信号を減算して、荷重信号を得るようにした材料試験機の荷重検出装置が開示されている。 Further, in Patent Document 2, when a material test is performed on a test piece in a pressure vessel connected to an expansion / contraction bellows, an elastic load accompanying expansion / contraction of the expansion / contraction bellows is detected from a detection signal indicating a load load from a load cell. A load detecting device for a material testing machine is disclosed in which a correction signal is subtracted to obtain a load signal.
特許文献1に記載のクリープ試験装置は、圧縮試験や引張試験等の一般的な材料試験を行うものではない。また、特許文献2に記載の材料試験機の荷重検出装置は、電気的な調整やメンテナンスが煩雑であり、また、フィードバック回路を構成するのに比較的大きなコストを要する。 The creep test apparatus described in Patent Document 1 does not perform a general material test such as a compression test or a tensile test. In addition, the load detection device for a material testing machine described in Patent Document 2 requires complicated electrical adjustment and maintenance, and requires a relatively large cost to configure a feedback circuit.
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、簡易な機械的構成により、ベローズの変形により試験力に付与される力をキャンセルして、正確な材料試験を実行することが可能な材料試験機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. With a simple mechanical configuration, an accurate material test can be executed by canceling the force applied to the test force by the deformation of the bellows. An object is to provide a material testing machine.
請求項1に記載の発明は、減圧下で試験片に試験力を付与して材料試験を行う材料試験機において、減圧チャンバーと、前記減圧チャンバー内に進入することにより、前記減圧チャンバー内に配置された試験片に対して試験力を付与するためのロッドと、前記ロッドを取り囲むように配設され、前記ロッドの外周部に前記減圧チャンバーと連通する空間を形成するベローズと、前記ロッドおよび前記ベローズに接続され、前記ロッドとともに移動可能な移動部材と、前記移動部材を移動させることにより前記試験片に試験力を付与する移動機構と、前記移動部材に連結された弾性部材と、前記移動部材の移動に伴って前記移動部材の移動方向と同方向に前記弾性部材を変形させることにより、前記移動部材の移動により前記ベローズから前記移動部材に付与される力と釣り合う力を、前記弾性部材から前記移動部材に付与する弾性部材変形機構と、を備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 1 is a material testing machine that performs a material test by applying a test force to a test piece under reduced pressure, and is arranged in the reduced pressure chamber by entering the reduced pressure chamber and the reduced pressure chamber. A rod for applying a test force to the test piece formed, a bellows which is disposed so as to surround the rod, and which forms a space communicating with the decompression chamber on an outer periphery of the rod, the rod and the rod A moving member connected to a bellows and movable with the rod, a moving mechanism for applying a test force to the test piece by moving the moving member, an elastic member coupled to the moving member, and the moving member By moving the moving member, the elastic member is deformed in the same direction as the moving member. A force balancing with the force applied to the moving member, characterized in that and an elastic member deformable mechanism to be applied to the moving member from the elastic member.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の材料試験機において、前記弾性部材変形機構は、前記移動部材とともに移動する滑車と、一端が装置本体に連結され、他端が前記弾性部材の端部に連結された状態で、前記滑車に巻回される索体と、を備える。 According to a second aspect of the present invention, in the material testing machine according to the first aspect, the elastic member deformation mechanism includes a pulley that moves together with the moving member, one end connected to the apparatus main body, and the other end the elastic member. And a rope wound around the pulley in a state of being connected to the end of the pulley.
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の材料試験機において、前記弾性部材変形機構は、前記移動部材の移動方向と平行な方向を向いて配設され、前記弾性部材の一端に連結された第1ラックと、前記第1ラックと平行な方向を向いて前記第1ラックと対向配置され、装置本体に固定された第2ラックと、前記第1ラックと前記第2ラックとに同時に噛合するピニオン部材と、を備える。 According to a third aspect of the present invention, in the material testing machine according to the first aspect, the elastic member deformation mechanism is disposed in a direction parallel to a moving direction of the moving member, and is provided at one end of the elastic member. A connected first rack, a second rack facing the first rack in a direction parallel to the first rack, and fixed to the apparatus main body; the first rack and the second rack; A pinion member that meshes simultaneously.
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の材料試験機において、前記弾性部材変形機構は、前記移動部材とともに移動する支持部材に支持された支点と、一端が装置本体に揺動可能な状態で固定されるとともに他端が前記弾性部材の端部に揺動可能な状態で固定された状態で、前記支点に軸支されたレバーと、を備える。 According to a fourth aspect of the present invention, in the material testing machine according to the first aspect, the elastic member deformation mechanism includes a fulcrum supported by a support member that moves together with the moving member, and an end that can swing on the apparatus main body. And a lever pivotally supported by the fulcrum with the other end fixed to the end of the elastic member in a swingable state.
請求項1から請求項4に記載の発明によれば、簡易な機械的構成により、ベローズの変形により試験力に付与される力をキャンセルして、正確な材料試験を実行することが可能となる。 According to the first to fourth aspects of the invention, it is possible to execute an accurate material test by canceling the force applied to the test force by the deformation of the bellows with a simple mechanical configuration. .
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、この発明の第1実施形態に係る材料試験機の概要図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a material testing machine according to a first embodiment of the present invention.
この発明に係る材料試験機は、基台11と、この基台11上に立設されて上部をヨーク13により連結された一対のフレーム12とを備える。フレーム12内には、図示しない駆動機構により同期して回転する一対のねじ棹が配設されている。これらのねじ棹にはクロスヘッド14の両端に内設されたナットが螺合しており、一対のねじ棹が同期して回転することにより、クロスヘッド14は昇降する。このクロスヘッド14の昇降により、後述するように、試験片に対して試験力が付与される。
The material testing machine according to the present invention includes a
基台11上には、減圧チャンバー21が配設されている。この減圧チャンバー21は、真空ポンプ等の減圧機構20と接続されている。この減圧チャンバー21の底面には、圧盤25が配設されている。また、この減圧チャンバー21の上壁には開口部28が形成されている。そして、この開口部28を介して、ロッド23が減圧チャンバー21内に進入している。このロッド23に下端部には、圧盤24が付設されている。圧縮試験がなされる試験片は、この圧盤24と減圧チャンバー21の底面に配設された圧盤25とにより押圧される。
A
ロッド23の上端部は、円盤状の移動プレート18に固定されている。この移動プレート18は、一対の懸架部材17およびこれらの懸架部材17を支持する支持部材16と連結されている。そして、支持部材16は、ロードセル15を介して、クロスヘッド14と連結されている。
The upper end of the
減圧チャンバー21の上面には一対の支持棒19が立設されており、これらの支持棒19の上部には支持プレート22が配設されている。この支持プレート22の下面と移動プレート18の上面との間には、略円筒状のベローズ26が配設されている。また、移動プレート18の下面と減圧チャンバー21の上面との間には、略円筒状のベローズ27が、ロッド23を取り囲むように配設されている。移動プレート18の上方に配設されたベローズ26と、移動プレート18の下方に配設されたベローズ27とは、ともに金属から構成され、同一の自然長を有し、同一のバネ定数を有する。
A pair of support bars 19 are erected on the upper surface of the
図2は、移動プレート18に対する各部の配置を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of each part with respect to the moving
平面視において円形をなす移動プレート18の中央部には、ロッド23が連結されており、このロッド23を取り囲むようにして移動プレート18の上下両側にベローズ26およびベローズ27が配設される。このベローズ26、27の内側の領域には、ベローズ26の内部空間とベローズ27の内部空間とを連通するための、移動プレート18を貫通する一対の孔部29が形成されている。また、ベローズ26、27の外側には、一対の支持棒19が摺動可能に挿入されており、支持棒19の外側の位置には一対の懸架部材17が配設されている。そして、これらの懸架部材17の外側の位置には、後述する一対のバネ35が配設されている。
A
上述したように、移動プレート18には、ベローズ26の内部空間とベローズ27の内部空間とを連通する一対の孔部29が形成されている。また、減圧チャンバー21に形成された開口部28の内径は、ロッド23の外径より大きくなっており、減圧チャンバー21の内部とベローズ27の内部空間とは、ロッド23の外周部において連通している。このため、支持プレート22および一対のベローズ26、27により、ロッド23の外周部に減圧チャンバー21と連通する空間が形成される。
As described above, the moving
図1に示すように、移動プレート18上には、この発明に係る弾性部材としての一対のバネ35が配設されている。このバネ35の下端部は移動プレート18の表面と接触しており、上端部は押圧板36により覆われている。
As shown in FIG. 1, a pair of
クロスヘッド14からは、一対の支持杆31が垂下されている。この支持杆31の下端部には、支持杆31に配設された軸32を中心に回転可能な滑車33が配設されている。そして、この滑車33には、一端が装置本体としてのヨーク13に連結され、他端がバネ35の端部に配設された押圧板36に連結された、この発明に係る索体としてのワイヤー34が巻回されている。
A pair of
ここで、この明細書における「装置本体」とは、フレーム12やヨーク13を含む、床面に設置された装置全領域のうち、移動しない固定部分を意味する。このワイヤー34の一端は、ヨーク13ではなく、何らかの方向変換部材を介して基台11やフレーム12に固定されていてもよい。要するに、ワイヤー34は、滑車33に巻回された状態で、その一端が移動しない状態で固定されていればよい。
Here, the “apparatus main body” in this specification means a fixed portion that does not move in the entire area of the apparatus installed on the floor surface, including the
このような構成を有する材料試験機においては、ロッド23を介して圧盤24を下降させるためにクロスヘッド14が下降したときには、クロスヘッド14と連結されている移動プレート18および滑車33が、クロスヘッド14と同期してクロスヘッド14の下降距離と同じ距離だけ下降する。このため、移動プレート18上に配設されたバネ35も、クロスヘッド14と同期してクロスヘッド14の下降距離と同じ距離だけ下降する。一方、滑車33に巻回されたワイヤー34の一端は移動しないヨーク13に連結されていることから、ワイヤー34の他端に連結された押圧板36は、ワイヤー34に牽引されることにより、クロスヘッド14の下降距離の倍の距離だけ下降することになる。これにより、クロスヘッド14と同期して下降するバネ35は、クロスヘッド14の下降距離と同じ距離だけ圧縮されることになる。従って、移動プレート18は、バネ35により下向きの力を受けることになる。
In the material testing machine having such a configuration, when the
一方、移動プレート18がクロスヘッド14とともに下降したときには、ベローズ26は延び、ベローズ27は縮むことになる。このため、移動プレート18は、ベローズ26およびベローズ27のバネ定数に基づいて、ベローズ26およびベローズ27から、上向きの力を受けることになる。
On the other hand, when the moving
ここで、この材料試験機においては、ベローズ26およびベローズ27によるバネ定数と、一対のバネ35によるバネ定数とが同一となるように、バネ35のバネ定数が設定されている。このような構成を採用することによって、移動プレート18が下降することによりベローズ26およびベローズ27から移動プレート18に付与される上向きの力と釣り合う下向きの力が、一対のバネ35から移動プレート18に付与されることになる。このため、移動プレート18の移動に伴って発生するベローズ26およびベローズ27からの上向きの力がキャンセルされ、ロードセル15により測定される試験力に影響を与えることを防止することが可能となる。
Here, in this material testing machine, the spring constant of the
以上のような構成を有する材料試験機を使用して減圧下で試験片に試験力を付与して材料試験を行う場合においては、減圧機構20により減圧チャンバー21内を減圧する。そして、クロスヘッド14を下降させることにより、懸架部材17、移動プレート18およびロッド23を介して圧盤24を下降させ、圧盤24、25間に配設された試験片に試験力を付与する。このときには、移動プレート18の移動にかかわらず、支持プレート22、一対のベローズ26、27および減圧チャンバー21により形成されるロッド23の外周部の密閉空間の体積は常に一定となる。このため、減圧チャンバー21の内部に対するロッド23の進入量が増加したとしても、減圧チャンバー21内の圧力を一定に維持することが可能となる。
When a material test is performed by applying a test force to a test piece under reduced pressure using the material testing machine having the above-described configuration, the inside of the reduced
この材料試験時には、移動プレート18が圧盤24とともに下降することに伴ってベローズ26、27が変形する。このベローズ26、27の変形に伴って発生する移動プレート18への上向きの力は、一対のバネ35が移動プレート18の移動量に相当する長さだけ縮むことにより生ずる移動プレート18への下向きの力と相殺される。これにより、ロードセル15により測定される力と試験片に負荷される試験力とを一致させることが可能となり、正確な材料試験を実行することが可能となる。
During the material test, the
なお、上述した実施形態においては、単一の滑車33を有する滑車装置により、バネ35をクロスヘッド14の下降距離と同じ距離だけ圧縮する構成を採用している。しかしながら、複数の滑車を有する組み合わせ滑車機構を利用することにより、バネ35をクロスヘッド14の下降距離より大きな距離だけ圧縮するようにしてもよい。このような構成を採用した場合においては、バネ35としてバネ定数の小さなものを使用することができることから、その調整をより正確に実行することが可能となる。
In the embodiment described above, a configuration is adopted in which the
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図3は、この発明の第2実施形態に係る材料試験機の概要図である。なお、上述した第1実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic diagram of a material testing machine according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the member similar to 1st Embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
上述した第1実施形態に係る材料試験機においては、移動プレート18の移動に伴って移動プレート18の移動方向と同方向にバネ35を変形させる弾性部材変形機構として、滑車33およびワイヤー34からなる滑車機構を使用している。これに対して、この第2実施形態に係る材料試験機においては、第1ラック41、第2ラック42およびピニオン43からなる弾性部材変形機構を採用している。
The material testing machine according to the first embodiment described above includes a
この第2実施形態に係る材料試験機は、その下端部がバネ35の上端部と連結された状態で、その歯面がクロスヘッド14や移動プレート18の移動方向と平行な方向を向いて配設された第1ラック41と、この第1ラック41と平行な方向を向いて第1ラック41と対向配置され、装置本体を構成するフレーム12に固定された第2ラック42と、第1ラック41と第2ラック42とに同時に噛合するピニオン43と、を備える。第1ラック41は、図示を省略したガイド部材により、上下方向に昇降可能に支持されている。また、ピニオン43は、クロスヘッド14から垂下する支持杆39に設けられた支軸を中心に回転する。その他の構成は、上述した第1実施形態に係る材料試験機と同様である。
The material testing machine according to the second embodiment is arranged with its tooth surface facing a direction parallel to the moving direction of the
この第2実施形態に係る材料試験機においては、ロッド23を介して圧盤24を下降させるためにクロスヘッド14が下降したときには、クロスヘッド14と連結されている移動プレート18およびピニオン43が、クロスヘッド14と同期してクロスヘッド14の下降距離と同じ距離だけ下降する。ピニオン43は第2ラック42と噛合していることから、このピニオン43の下降に従ってピニオン43が回転する。このピニオン43の下降および回転により、第1ラック41は、クロスヘッド14の下降距離の倍の距離だけ下降することになる。これにより、クロスヘッド14と同期して下降するバネ35は、クロスヘッド14の下降距離と同じ距離だけ圧縮されることになる。これにより、移動プレート18は、バネ35により下向きの力を受けることになる。
In the material testing machine according to the second embodiment, when the
この第2実施形態に係る材料試験機においても、ベローズ26、27の変形に伴って発生する移動プレート18への上向きの力は、一対のバネ35が移動プレート18の移動量に相当する長さだけ縮むことにより生ずる移動プレート18への下向きの力と相殺される。これにより、ロードセル15により測定される力と試験片に負荷される試験力とを一致させることが可能となり、正確な材料試験を実行することが可能となる。
Also in the material testing machine according to the second embodiment, the upward force generated on the moving
なお、この第2実施形態に係る材料試験機においては、クロスヘッド14を下降させた場合だけではなく、クロスヘッド14を上昇させた場合においても、移動プレート18が上昇することによりベローズ26およびベローズ27から移動プレート18に付与される力と釣り合う力を一対のバネ35から移動プレート18に付与することが可能となる。このため、圧盤24、25にかえてつかみ具を使用することにより、試験片に対して引張試験を実行することも可能となる。
In the material testing machine according to the second embodiment, not only when the
すなわち、この第2実施形態に係る材料試験機においては、ロッド23を上昇させるためにクロスヘッド14が上昇したときには、クロスヘッド14と連結されている移動プレート18およびピニオン43が、クロスヘッド14と同期してクロスヘッド14の上昇距離と同じ距離だけ上昇する。ピニオン43は第2ラック42と噛合していることから、このピニオン43の上昇に従ってピニオン43が回転する。このピニオン43の上昇および回転により、第1ラック41は、クロスヘッド14の上昇距離の倍の距離だけ上昇することになる。これにより、クロスヘッド14と同期して上昇するバネ35は、クロスヘッド14の上昇距離と同じ距離だけ伸張されることになる。これにより、移動プレート18は、バネ35により上向きの力を受けることになる。
That is, in the material testing machine according to the second embodiment, when the
従って、ベローズ26、27の変形に伴って発生する移動プレート18への下向きの力は、一対のバネ35が移動プレート18の移動量に相当する長さだけ伸びることにより生ずる移動プレート18への上向きの力と相殺される。これにより、引張試験を実行する場合において、ロードセル15により測定される力と試験片に負荷される試験力とを一致させることが可能となり、正確な材料試験を実行することが可能となる。
Accordingly, the downward force applied to the moving
上述した第2実施形態においては、単一のピニオン43を第1ラック41および第2ラック42に同時に噛合させることにより、バネ35をクロスヘッド14の下降距離と同じ距離だけ圧縮または伸張する構成を採用している。しかしながら、バネ35をクロスヘッド14の下降距離より大きな距離だけ圧縮または伸張するようにしてもよい。
In the second embodiment described above, a configuration in which the
図4は、このような第2実施形態の変形例に使用するピニオン部材46を、第1ラック41および第2ラック42とともに示す概要図である。
FIG. 4 is a schematic view showing the
この変形例においては、第2実施形態に係るピニオン43に替えて、第1ピニオン45と、この第1ピニオン45より歯数が少ない第2ピニオン44とを、同軸状とした状態で固定したピニオン部材46を使用する。第1ピニオン45は第1ラック41と噛合している。また、第2ピニオン44は第2ラック42と噛合している。このような構成を採用した場合においては、ピニオン部材46の作用により、バネ35をクロスヘッド14の下降距離より大きな距離だけ圧縮または伸張することができる。このため、バネ35としてバネ定数の小さなものを使用することができることとなり、その調整をより正確に実行することが可能となる。
In this modification, instead of the
次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図5は、この発明の第3実施形態に係る材料試験機の概要図である。なお、上述した第1、第2実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 Next, still another embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic diagram of a material testing machine according to a third embodiment of the present invention. In addition, about the member similar to 1st, 2nd embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
この第3実施形態に係る材料試験機においては、移動プレート18の移動に伴って移動プレート18の移動方向と同方向にバネ35を変形させる弾性部材変形機構として、レバー53を利用している。
In the material testing machine according to the third embodiment, the
この第3実施形態に係る材料試験機は、クロスヘッド14から垂下する支持杆51の下端部に支持された支点52を中心に揺動するレバー53を備える。このレバー53の一端は、装置本体を構成するフレーム12に対して、軸55を中心に揺動可能な状態で固定されている。また、このレバー53の他端は、バネ35の上端部に連結された軸54を中心に揺動可能な状態で固定されている。ここで、軸55はフレーム12に対して、水平方向にわずかな距離だけ移動可能となっている。なお、レバー53を軸55に対して、水平方向にわずかな距離だけ相対的に移動可能としてもよい。支点52と軸55との距離は、支点52と軸54との距離と同一となっている。その他の構成は、上述した第1、第2実施形態に係る材料試験機と同様である。
The material testing machine according to the third embodiment includes a
この第3実施形態に係る材料試験機においては、ロッド23を介して圧盤24を下降させるためにクロスヘッド14が下降したときには、クロスヘッド14と連結されている移動プレート18および支持杆51が、クロスヘッド14と同期してクロスヘッド14の下降距離と同じ距離だけ下降する。支持杆51の下端部に支持された支点52を中心として揺動するレバー53の一端は、軸55によりフレーム12に固定されており、また、支点52と軸55との距離が支点52と軸54との距離と同一となっていることから、レバー53の他端における軸54は、支持杆51の下降にともなって、クロスヘッド14の下降距離の倍の距離だけ下降することになる。
In the material testing machine according to the third embodiment, when the
このとき、バネ35は、移動プレート18とともに、クロスヘッド14の下降距離と同一の距離だけ下降している。このため、クロスヘッド14と同期して下降するバネ35は、クロスヘッド14の下降距離と同じ距離だけ圧縮されることになる。これにより、移動プレート18は、バネ35により下向きの力を受けることになる。
At this time, the
この第3実施形態に係る材料試験機においても、ベローズ26、27の変形に伴って発生する移動プレート18への上向きの力は、一対のバネ35が移動プレート18の移動量に相当する長さだけ縮むことにより生ずる移動プレート18への下向きの力と相殺される。これにより、ロードセル15により測定される力と試験片に負荷される試験力とを一致させることが可能となり、正確な材料試験を実行することが可能となる。
Also in the material testing machine according to the third embodiment, the upward force generated on the moving
なお、この第3実施形態に係る材料試験機においても、第2実施形態に係る材料試験機と同様、クロスヘッド14を下降させた場合だけではなく、クロスヘッド14を上昇させた場合においても、移動プレート18が上昇することによりベローズ26およびベローズ27から移動プレート18に付与される力と釣り合う力を一対のバネ35から移動プレート18に付与することが可能となる。このため、圧盤24、25にかえてつかみ具を使用することにより、試験片に対して引張試験を実行することも可能となる。
In the material testing machine according to the third embodiment, as in the material testing machine according to the second embodiment, not only when the
また、この第3実施形態に係る材料試験機においては、支点52と軸55との距離より、支点52と軸54との距離を大きく設定することにより、バネ35をクロスヘッド14の下降距離より大きな距離だけ圧縮または伸張する構成とすることも可能である。この場合においても、バネ35としてバネ定数の小さなものを使用することができることとなり、その調整をより正確に実行することが可能となる。
Further, in the material testing machine according to the third embodiment, by setting the distance between the fulcrum 52 and the
なお、上述した第1、第2、第3実施形態においては、いずれも、バネ35、支持棒19、懸架部材17等を一対使用しているが、これらの部材を、ロッド23を取り囲むように3個以上使用することも可能である。
In the first, second and third embodiments described above, a pair of the
また、上述した実施形態においては、この発明に係る弾性部材としてバネ35を使用しているが、大きな弾性を有する樹脂等の、その他の弾性部材を使用してもよい。
In the above-described embodiment, the
さらに、移動プレート18の移動に伴って移動プレート18の移動方向と同方向にバネ35を変形させることにより、ベローズ26、27から移動プレートに付与される力と釣り合う力をバネ35から移動プレートに付与する弾性部材変形機構としては、上述した構成に限定されず、例えば、直径の異なる流体シリンダを利用した機構等、その他の機械的変形機構を採用することも可能である。
Further, the
11 基台
12 フレーム
13 ヨーク
14 クロスヘッド
15 ロードセル
16 支持部材
17 懸架部材
18 移動プレート
19 支持棒
20 減圧機構
21 減圧チャンバー
23 ロッド
24 圧盤
25 圧盤
26 ベローズ
27 ベローズ
28 開口部
29 孔部
31 支持杆
33 滑車
34 ワイヤー
35 バネ
39 支持杆
41 第1ラック
42 第2ラック
43 ピニオン
44 第2ピニオン
45 第1ピニオン
46 ピニオン部材
51 支持杆
52 支点
53 レバー
54 軸
55 軸
DESCRIPTION OF
Claims (4)
減圧チャンバーと、
前記減圧チャンバー内に進入することにより、前記減圧チャンバー内に配置された試験片に対して試験力を付与するためのロッドと、
前記ロッドを取り囲むように配設され、前記ロッドの外周部に前記減圧チャンバーと連通する空間を形成するベローズと、
前記ロッドおよび前記ベローズに接続され、前記ロッドとともに移動可能な移動部材と、
前記移動部材を移動させることにより前記試験片に試験力を付与する移動機構と、
前記移動部材に連結された弾性部材と、
前記移動部材の移動に伴って前記移動部材の移動方向と同方向に前記弾性部材を変形させることにより、前記移動部材の移動により前記ベローズから前記移動部材に付与される力と釣り合う力を、前記弾性部材から前記移動部材に付与する弾性部材変形機構と、
を備えたことを特徴とする材料試験機。 In a material testing machine that applies a test force to a test piece under reduced pressure to perform a material test,
A vacuum chamber;
A rod for applying a test force to a test piece disposed in the vacuum chamber by entering the vacuum chamber;
A bellows which is disposed so as to surround the rod and forms a space communicating with the decompression chamber on an outer periphery of the rod;
A moving member connected to the rod and the bellows and movable with the rod;
A moving mechanism for applying a test force to the test piece by moving the moving member;
An elastic member coupled to the moving member;
As the moving member moves, the elastic member is deformed in the same direction as the moving member. An elastic member deformation mechanism applied from the elastic member to the moving member;
A material testing machine characterized by comprising:
前記弾性部材変形機構は、
前記移動部材とともに移動する滑車と、
一端が装置本体に連結され、他端が前記弾性部材の端部に連結された状態で、前記滑車に巻回される索体と、
を備える材料試験機。 The material testing machine according to claim 1,
The elastic member deformation mechanism is:
A pulley that moves with the moving member;
A cable body wound around the pulley, with one end connected to the apparatus body and the other end connected to the end of the elastic member;
Material testing machine equipped with.
前記弾性部材変形機構は、
前記移動部材の移動方向と平行な方向を向いて配設され、前記弾性部材の一端に連結された第1ラックと、
前記第1ラックと平行な方向を向いて前記第1ラックと対向配置され、装置本体に固定された第2ラックと、
前記第1ラックと前記第2ラックとに同時に噛合するピニオン部材と、
を備える材料試験機。 The material testing machine according to claim 1,
The elastic member deformation mechanism is:
A first rack disposed in a direction parallel to the moving direction of the moving member and connected to one end of the elastic member;
A second rack facing the first rack in a direction parallel to the first rack and fixed to the apparatus body;
A pinion member that meshes simultaneously with the first rack and the second rack;
Material testing machine equipped with.
前記弾性部材変形機構は、
前記移動部材とともに移動する支持部材に支持された支点と、
一端が装置本体に揺動可能な状態で固定されるとともに他端が前記弾性部材の端部に揺動可能な状態で固定された状態で、前記支点に軸支されたレバーと、
を備える材料試験機。
The material testing machine according to claim 1,
The elastic member deformation mechanism is:
A fulcrum supported by a support member that moves with the moving member;
A lever pivotally supported by the fulcrum, with one end fixed to the apparatus body in a swingable state and the other end fixed to the end of the elastic member in a swingable state;
Material testing machine equipped with.
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