JP6791064B2 - 高速引張試験機 - Google Patents

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Description

この発明は、試験片に対して高速で引張試験力を付与する高速引張試験機に関する。
このような高速引張試験機においては、試験片の両端を移動側つかみ具と固定側つかみ具により把持した状態で、移動側つかみ具を高速で移動させることにより引張試験力を付与する。そして、このときの試験片の変位量は、変位計により測定される。
この変位計は、移動側つかみ具に連結された移動体と固定体を備える。移動体は、導電体からなるパイプから構成され、固定体はコイルから構成される。そして、移動体が移動することによるコイルのインダクタンスの変化を検出して、試験片の伸びを演算する構成を有する。ここで、変位計における移動体は、支持部材により支持された状態で移動側つかみ具に連結されている。また、変位計における固定体は、テーブル上に載置された支持機構により支持されている（特許文献１参照）。
図５は、上述した従来の高速引張試験機において、支持部材１４１と移動側つかみ具１３３との固定関係を示す縦断面概要図であり、図６は、その平面概要図である。
これらの図に示すように、変位計における移動体１２３を支持する支持部材１４１の移動体１２３とは逆側の端部は、移動側つかみ具１３３を囲む割溝構造を有し、ネジ１４２の作用により移動側つかみ具１３３を挟持する構造を有する。
特開２００６−１０４０９号公報
高速引張試験を行うときには、移動側つかみ具１３３を急速に移動する必要がある。このため、移動側つかみ具１３３および支持部材１４１に対して大きな加速度が作用し、慣性力により移動側つかみ具１３３と支持部材１４１との間に滑りが生じる。これにより、移動側つかみ具１３３と支持部材１４１との間に位置ずれが生じ、高速引張試験の結果に誤差が生ずることになる。
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、移動側つかみ具を大きな速度で移動させた場合においても、移動側つかみ具と支持部材との間で滑りが生ずることを確実に防止することが可能な高速引張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、移動側つかみ具と固定側つかみ具により両端を把持された試験片に対して、移動側つかみ具を高速で移動させることにより引張試験力を付与する高速引張試験機において、移動体と固定体とを備え、前記移動体と前記固定体との位置関係に基づいて前記試験片の変位を測定するための変位計と、前記移動側つかみ具と接続され、前記変位計における前記移動体を支持する支持部材と、を備え、前記移動側つかみ具における前記試験片とは逆側の領域に段差部を形成し、前記支持部材における前記移動側つかみ具側の面と前記段差部における前記支持部材側の面とを、面接触させることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の高速引張試験機において、前記変位計における前記移動体は導電体からなるパイプから構成されるとともに、前記固定体はコイルから構成され、前記パイプが移動することによる前記コイルのインダクタンス変化量を検出することにより前記パイプの変位量を算出する。
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、支持部材と移動側つかみ具の段差部とを面接触させることから、移動側つかみ具を大きな速度で移動させた場合においても、移動側つかみ具と支持部材との間で滑りが生ずることを確実に防止することが可能となる。
この発明に係る高速引張試験機の要部を示す概要図である。 この発明に係る高速引張試験機における支持部材４１および移動側つかみ具１１付近の拡大図である。 この発明に係る高速引張試験機における支持部材４１と移動側つかみ具１１との固定関係を示す縦断面概要図である。 この発明に係る高速引張試験機における支持部材４１と移動側つかみ具１１との固定関係を示す平面概要図である。 従来の高速引張試験機において、支持部材１４１と移動側つかみ具１３３との固定関係を示す縦断面概要図である。 従来の高速引張試験機において、支持部材１４１と移動側つかみ具１３３との固定関係を示す平面概要図である。
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、この発明に係る高速引張試験機の要部を示す概要図である。
この高速引張試験機においては、試験片１００は、その上下両端部を移動側つかみ具１１と固定側つかみ具１２とにより把持された状態で高速引張試験に供される。移動側つかみ具１１は、移動部材５１の下端部に連結部材４５を介して支持されている。一方、固定側つかみ具１２は、ロードセル１３を介してテーブル１４に固定されている。
移動側つかみ具１１に連結部材４５を介して接続された移動部材５１は、上方に配置されているピストン５３の内部に形成された空洞内に配置されている。この移動部材５１の上端部分には上向きに広がるテーパ部５２が形成されている。一方、ピストン５３における空洞の下端部には、テーパ部５２と略同一の角度で上向きに広がるテーパ部５４が形成されている。なお、ピストン５３は、図示を省略した油圧シリンダの駆動により上下方向に昇降する。このため、ピストン５３を高速度で上昇させたときには、移動部材５１におけるテーパ部５２とピストン５３におけるテーパ部５４とが当接するまでの助走区間の後に、移動部材５１がピストン５３とともに、高速度の初速度で上方に移動する。これにより、試験片１００に高速引張荷重が負荷される。
高速引張試験時に、試験片１００の伸びを測定するための変位計は、移動体２３と、固定体２１とを備える。移動体２３は、導電体からなるパイプから構成され、固定体２１はコイルから構成される。そして、移動体２３が移動することによるコイルである固定体２１のインダクタンスの変化を検出して、試験片１００の伸びを算出する構成を有する。
ここで、変位計における移動体２３は、支持部材４１により支持された状態で移動側つかみ具１１に連結されている。また、変位計における固定体２１は、支持アーム１６により支持されている。この支持アーム１６は、テーブル１４上に立設された支柱１５に対して昇降可能となっており、位置決めリング１７および固定つまみ１８の作用により、その高さ位置を調整した上で固定される構成となっている。
以上のような構成を有する高速引張試験時においては、ピストン５３を高速度で上昇させると、ピストン５３の助走区間を経た後に移動部材５１が高速度で上昇し、これによって移動側つかみ具１１を介して試験片１００に高速引張荷重が負荷される。そして、試験片１００が伸びることにより移動側つかみ具１１が上方に移動する。この移動側つかみ具１１の移動により、変位計における移動体２３を構成するパイプ内への固定体２１としてのコイルの挿入量が減少し、そのインダクタンスが変化する。そして、このインダクタンスを検出し、その変化に基づいて変位計の変位量すなわち試験片１００の伸びが算出される。
このとき、移動側つかみ具１１が大きな加速度で上昇したときに、慣性力により移動側つかみ具１１と支持部材４１との間に滑りが生じることによる移動側つかみ具１１と支持部材４１と位置ずれを防止する必要がある。このため、この発明に係る高速引張試験機においては、支持部材４１と移動側つかみ具１１の段差部とを面接触させることにより、移動側つかみ具１１を大きな速度、または、大きな加速度で移動させた場合においても、移動側つかみ具１１と支持部材４１との間で滑りが生ずることを防止する構成を採用している。
図２は、この発明に係る高速引張試験機における支持部材４１および移動側つかみ具１１付近の拡大図である。また、図３は、この発明に係る高速引張試験機における支持部材４１と移動側つかみ具１１との固定関係を示す縦断面概要図であり、図４は、その平面概要図である。
図３に示すように、移動側つかみ具１１は、小径部３１と大径部３２とを備えた段付き形状を有する。すなわち、移動側つかみ具１１における試験片１００とは逆側の領域には段差部が形成される。そして、図２から図４に示すように、変位計における移動体２３を支持する支持部材４１の移動体２３とは逆側の端部は、移動側つかみ具１１における小径部３１を囲む割溝構造を有し、ネジ４２の作用により移動側つかみ具１１における小径部３１を挟持する構造を有する。これにより、図３に示すように、支持部材４１における移動側つかみ具１１側の面４９と段差部を構成する大径部３２における支持部材４１側の面３９とが面接触する。
このような構成を採用することにより、高速引張試験時に移動側つかみ具１１を急速に移動させ、移動側つかみ具１１および支持部材４１に対して大きな速度または加速度が作用した場合においても、移動側つかみ具１１と支持部材４１とが面３９と面４９とを面接触させていることから、移動側つかみ具１１と支持部材４１との間に滑りが生じることを防止して、移動側つかみ具１１と支持部材４１との間に位置ずれが生じることを防止することが可能となる。
以上のように、この発明に係る高速引張試験機によれば、移動側つかみ具１１を大きな速度または加速度で移動させた場合においても、移動側つかみ具１１と支持部材４１との間で滑りが生ずることを確実に防止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、試験片１００の伸びを測定するための変位計として、導電体からなるパイプから構成された移動体２３と、コイルから構成された固定体２１とを備え、移動体２３が移動することによるコイルである固定体２１のインダクタンスの変化を検出して試験片１００の伸びを算出する構成を有するものを採用している。しかしながら、試験片１００の伸びを測定するための変位計として、その他の構成の変位計を使用してもよい。
１１ 移動側つかみ具
１２ 固定側つかみ具
１３ ロードセル
１４ テーブル
１５ 支柱
１６ 支持アーム
２１ 固定体
２３ 移動体
３１ 小径部
３２ 大径部
３９ 面
４１ 支持部材
４２ ネジ
４５ 連結部材
４９ 面
５１ 移動部材
５２ テーパ部
５３ ピストン
５４ テーパ部
１００ 試験片

Claims (2)

  1. 移動側つかみ具と固定側つかみ具により両端を把持された試験片に対して、移動側つかみ具を高速で移動させることにより引張試験力を付与する高速引張試験機において、
    移動体と固定体とを備え、前記移動体と前記固定体との位置関係に基づいて前記試験片の変位を測定するための変位計と、
    前記移動側つかみ具と接続され、前記変位計における前記移動体を支持する支持部材と、を備え、
    前記移動側つかみ具における前記試験片とは逆側の領域に段差部を形成し、前記支持部材における前記移動側つかみ具側の面と前記段差部における前記支持部材側の面とを、面接触させることを特徴とする高速引張試験機。
  2. 請求項１に記載の高速引張試験機において、
    前記変位計における前記移動体は導電体からなるパイプから構成されるとともに、前記固定体はコイルから構成され、前記パイプが移動することによる前記コイルのインダクタンス変化量を検出することにより前記パイプの変位量を算出する高速引張試験機。
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