JP6451573B2 - 材料試験機用つかみ具および材料試験機 - Google Patents

Description

この発明は、材料試験機において試験片を把持するための材料試験機用つかみ具に関する。

このようなつかみ具の一例としては、試験片の両側に配設された一対のつかみ歯をボルトにより締め付けることで、一対のつかみ歯を互いに近接させることにより、これら一対のつかみ歯によって試験片を把持する構成がある。

特許文献１には、試験片の一方の端部を挟持する２枚の把持片と、この両把持片の他端側間に介設され支点を構成するスペーサと、両把持片の試験片を把持する把持端側とスペーサとの間に２枚の把持片を互いに引き寄せ締め付ける締付機構とを備えた試験片の把持具が開示されている。

特開２００９−３６７８５号公報

近年、小型で高強度の試験片に対して材料試験を実行したいという要請が増加している。このような試験片に対して材料試験を実行するときには、つかみ歯による試験片のつかみ代（つかみ歯部分に差し込まれる試験片の長さ）が小さな領域となるため、つかみ歯に発生する撓みによりつかみ歯の先端部に開きが生じ、十分な把持力で試験片を把持することができないばかりではなく、試験片を不均一な状態で把持することになってチャック切れと呼称される把持部分での試験片の破断が生じる場合がある。

特許文献１に記載の試験片の把持具は、スペーサの作用により試験片を簡便かつ確実に把持できる優れたものではあるが、試験片のつかみ代が極めて小さな領域となった場合には、従来同様、把持片に撓みが生じ、十分な把持力を得ることができないという問題が生ずる。

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、試験片のつかみ代が小さい場合であっても、試験片を確実に把持することが可能な材料試験機用つかみ具およびこのつかみ具を備えた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、材料試験機において試験片を把持するための材料試験機用つかみ具において、端部に試験片との当接領域を有し、当該当接領域により試験片を両側から把持する一対のつかみ歯と、前記一対のつかみ歯における前記当接領域から離隔した位置に配設され、前記一対のつかみ歯間に隙間を形成するためのスペーサ部材と、前記一対のつかみ歯の両側に配設され、前記一対のつかみ歯における前記当接領域の裏側の領域と、前記一対のつかみ歯における前記当接領域から離隔した位置の裏側の領域とにおいて、前記一対のつかみ歯に当接する一対の押圧部材と、前記一対のつかみ歯における前記当接領域と、前記一対のつかみ歯における前記スペーサ部材により距離を一定に維持された領域との間の領域において、前記一対の押圧部材を互いに近接する方向に付勢する付勢部材と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の材料試験機用つかみ具において、前記スペーサ部材は、前記一対のつかみ歯間の隙間の大きさを変更可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の材料試験機用つかみ具において、前記スペーサ部材は、前記一対のつかみ歯における一方のつかみ歯に螺合する第１のネジ部と、前記一対のつかみ歯における他方のつかみ歯に螺合する前記第１のネジ部とは逆ネジである第２のネジ部と、を備えるボルトである。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の材料試験機用つかみ具において、前記付勢部材は、前記一対の押圧部材と係合することにより、前記一対の押圧部材間の距離を変更するボルトである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の材料試験機用つかみ具を備えた材料試験機である。

請求項１および請求項５に記載の発明によれば、押圧部材の作用によりつかみ歯における当接領域を試験片方向に移動させることで、試験片のつかみ代が小さい場合であっても、試験片を確実に把持することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、試験片のサイズが変わった場合においても、つかみ歯間のスペースを調整して、試験片を確実に把持することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、ボルトを回転させることだけで、つかみ歯間のスペースを容易に調整することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、簡易な構造でありながら、押圧部材によりつかみ歯における当接領域を試験片方向に移動させることが可能となる。

この発明に係る材料試験機用つかみ具を備えた材料試験機の概要図である。 上つかみ具１１および下つかみ具１２により試験片１００を把持した状態を示す正面図である。 上つかみ具１１および下つかみ具１２により試験片１００を把持した状態を示す側面図である。 つかみ歯３１の概要図である。 押圧部材４１の概要図である。

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用つかみ具を備えた材料試験機の概要図である。

この材料試験機は、支持台２４上のテーブル２１により支持された一対のコラム２２と、これら一対のコラム２２により支持された架台２３とを備える。この架台２３には、試験片１００に試験力を負荷するための油圧シリンダ１５が配設されている。この油圧シリンダ１５のシリンダロッド１６には、試験片１００の上端を把持するためのこの発明に係る材料試験機用つかみ具としての上つかみ具１１が、上部アダプタ１３を介して取り付けられている。

一方、テーブル２１の上には、試験片１００に付与される試験力を検出するためのロードセル１７が配設されている。このロードセル１７には、試験片１００の下端を把持するためのこの発明に係る材料試験機用つかみ具としての下つかみ具１２が、下部アダプタ１４を介して取り付けられている。

この材料試験機においては、試験片１００の両端を上つかみ具１１および下つかみ具１２により把持した状態で、油圧シリンダ１５の駆動により上つかみ具１１が昇降することにより、試験片１００に試験力が付与されて材料試験が実行される。

次に、この発明に係る材料試験機用つかみ具の構成について説明する。図２は、この発明に係る材料試験機用つかみ具としての上つかみ具１１および下つかみ具１２により試験片１００を把持した状態を示す正面図であり、図３は、その側面図である。また、図４は、つかみ歯３１の概要図である。ここで、図４(ａ)はつかみ歯３１の正面を示し、図４(ｂ)はつかみ歯３１の側面を示している。さらに、図５は、押圧部材４１の概要図である。ここで、図５(ａ)は押圧部材４１の正面を示し、図５(ｂ)は押圧部材４１の側面を示している。

この発明に係る材料試験機用つかみ具としての上つかみ具１１および下つかみ具１２は、ベース部材６９と、試験片１００を両側から把持するための一対のつかみ歯３１と、このつかみ歯３１の外側に配設された一対の押圧部材４１と、一対の押圧部材４１に形成された凹部４９（図５(ａ)参照）内に配設された一対の支持部材６１（図２参照）と、一対のつかみ歯３１間に隙間を形成するための一対の支持部材６１により支持されたスペーサボルト５２と、一対の押圧部材４１間の距離を変更するための２本の付勢用ボルト５１とを備える。

一対のつかみ歯３１は、図４に示すように、本体３４の端部に、試験片１００との当接領域３３を備える。この当接領域３３の表面には、試験片１００との摩擦係数を大きくするための筋目加工が施されている。この本体３４における当接領域３３から離隔した位置には、スペーサボルト５２の外周部のネジ部と螺合するネジ孔３６が形成されている。ここで、一対のつかみ歯３１におけるネジ孔３６は、互いに逆ネジとなっている。すなわち、図３に示す右側のつかみ歯３１におけるネジ孔３６は右ネジとなっており、図３に示す左側のつかみ歯３１におけるネジ孔３６は左ネジとなっている。従って、スペーサボルト５２の外周部に形成されたネジ部も、図３に示す右側のつかみ歯３１に螺合するネジ部５４は右ネジとなっており、図３に示す左側のつかみ歯３１に螺合するネジ部５３は左ネジとなっている。また、当接領域３３とネジ孔３６との間には、付勢用ボルト５１を貫通させるための貫通孔３５（所謂「バカ孔」）が形成されている。

右ネジのネジ部５４と左ネジのネジ部５３とを備えたスペーサボルト５２は、この発明に係るスペーサ部材を構成するものであり、上述したように一対の押圧部材４１に形成された凹部４９（図５(ａ)参照）内に配設され、ベース部材６９に固定された支持部材６１に対して、回転可能に支持されている。このため、このスペーサボルト５２を回転させたときには、一対のつかみ歯３１は、互いに同期して、互いに近接する方向または互いに離隔する方向に移動する。これにより、スペーサボルト５２と螺合する位置における一対のつかみ歯３１間の距離を変更することが可能となる。

一対の押圧部材４１は、図５に示すように、本体４４の両端部に形成された凸部４７、４８を備える。凸部４７は、つかみ歯３１における当接領域３３の裏側の領域３７（図４(ｂ)参照）と当接する。また、凸部４８は、つかみ歯３１における当接領域３３から離隔した位置である当接領域３３とは逆側の端部の裏側の領域３８と当接する。この押圧部材４１の本体４４には、一対の付勢用ボルト５１を貫通させるための一対の孔部４５が形成されている。この孔部４４のうち、図３に示す右側の押圧部材４１における孔部４４は、付勢用ボルト５１の頭部以外を通過させるための貫通孔（所謂「バカ孔」）となっている。一方、この孔部４５のうち、図３に示す左側の押圧部材４１における孔部４５は、付勢用ボルト５１の外周部のネジ部と螺合するネジ孔となっている。

このため、付勢用ボルト５１を、一方の押圧部材４１の貫通孔である孔部４５を貫通させ、一対のつかみ歯３１における貫通孔３５を貫通させた後、他方の押圧部材４１のネジ孔である孔部４５と螺合させた状態で回転させることにより、一対の押圧部材４１間の距離を変更することが可能となる。この付勢用ボルト５１は、この発明に係る付勢部材を構成する。

以上のような構成を有する上つかみ具１１または下つかみ具１２により試験片１００を把持するときには、最初に、スペーサボルト５２を回転させることにより、一対のつかみ歯３１間の距離を、試験片１００のサイズ（把持する方向の厚さ）に対応させて調整する。このとき、上述したように、図３に示す右側のつかみ歯３１におけるネジ孔３６は右ネジであり、図３に示す左側のつかみ歯３１におけるネジ孔３６は左ネジであるとともに、スペーサボルト５２の外周部に形成されたネジ部も、図３に示す右側のつかみ歯３１に螺合するネジ部５４は右ネジであり、図３に示す左側のつかみ歯３１に螺合するネジ部５３は左ネジである。このため、スペーサボルト５２をいずれかの方向に回転させたときには、一対のつかみ歯３１は、互いに同期して、互いに近接する方向または互いに離隔する方向に移動する。これにより、一対のつかみ歯３１間の距離を、それらの中央の位置を一定に維持したままの状態で、任意に変更することが可能となる。なお、このときには、一対の付勢用ボルト５１は、緩めた状態としておく。

次に、一対のつかみ歯３１の間に試験片１００を配置する。しかる後、一対の付勢用ボルト５１を締め付ける。このときには、一対のつかみ歯３１間にはスペーサボルト５２により隙間が形成されており、また、付勢用ボルト５１は、つかみ歯３１における当接領域３３の裏側の領域３７と当接する凸部４７と、凸部４８の位置およびスペーサボルト５２により一対のつかみ歯３１に隙間が調整された位置との間の領域において押圧部材４１を互いに近接する方向に付勢することになる。

これにより、一対のつかみ歯３１は、押圧部材４１によりつかみ歯３１における当接領域３３の裏側の領域３７に対して付勢力を受けることになる。このため、一対のつかみ歯３１における当接領域３３においてのみ、試験片１００に対する挟持力が発生することになり、また、つかみ歯３１に撓みが発生することを防止することが可能となる。そして、スペーサボルト５２の作用により、付勢用ボルト５１による付勢力は、テコの原理によってつかみ歯３１における当接領域３３の裏側の領域３７に作用する。これにより、試験片１００のつかみ代が小さい場合であってもつかみ代部分だけに把持力が作用するから、付勢用ボルト５１に付勢力が押圧部材４１の中央部を多少撓ませたとしても試験片１００を確実かつ均一に把持することが可能となる。

なお、上述した実施形態においては、右ネジと左ネジとが形成されたスペーサボルト５２をスペーサ部材として利用することにより一対のつかみ歯３１間に隙間を形成する構成を採用しているが、つかみ歯３１間の間隔を押しネジと引きネジを組み合わせて調節する構成を採用してもよい。また、試験片１００のサイズが一定である場合等においては、スペーサ部材により形成される隙間を一定としてもよい。

１１ 上つかみ具
１２ 下つかみ具
１５ 油圧シリンダ
１６ シリンダロッド
１７ ロードセル
２１ テーブル
２２ コラム
２３ 架台
３１ つかみ歯
３３ 当接領域
３４ 本体
３５ 貫通孔
３６ ネジ孔
４１ 押圧部材
４４ 本体
４５ 孔部
４７ 凸部
４８ 凸部
５１ 付勢用ボルト
５２ スペーサボルト
５３ ネジ部
５４ ネジ部
６１ 支持部材
１００ 試験片

Claims (5)

1. 材料試験機において試験片を把持するための材料試験機用つかみ具において、
   端部に試験片との当接領域を有し、当該当接領域により試験片を両側から把持する一対のつかみ歯と、
   前記一対のつかみ歯における前記当接領域から離隔した位置に配設され、前記一対のつかみ歯間に隙間を形成するためのスペーサ部材と、
   前記一対のつかみ歯の両側に配設され、前記一対のつかみ歯における前記当接領域の裏側の領域と、前記一対のつかみ歯における前記当接領域から離隔した位置の裏側の領域とにおいて、前記一対のつかみ歯に当接する一対の押圧部材と、
   前記一対のつかみ歯における前記当接領域と、前記一対のつかみ歯における前記スペーサ部材により距離を一定に維持された領域との間の領域において、前記一対の押圧部材を互いに近接する方向に付勢する付勢部材と、
   を備えたことを特徴とする材料試験機用つかみ具。
2. 請求項１に記載の材料試験機用つかみ具において、
   前記スペーサ部材は、前記一対のつかみ歯間の隙間の大きさを変更可能である材料試験機用つかみ具。
3. 請求項２に記載の材料試験機用つかみ具において、
   前記スペーサ部材は、前記一対のつかみ歯における一方のつかみ歯に螺合する第１のネジ部と、前記一対のつかみ歯における他方のつかみ歯に螺合する前記第１のネジ部とは逆ネジである第２のネジ部と、を備えるボルトである材料試験機用つかみ具。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の材料試験機用つかみ具において、
   前記付勢部材は、前記一対の押圧部材と係合することにより、前記一対の押圧部材間の距離を変更するボルトである材料試験機用つかみ具。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の材料試験機用つかみ具を備えた材料試験機。
   

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