JP6893671B2 - 板状素材が繰り返し負荷される力学的性能測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、金属製の板状素材を検測する分野に関し、特に、板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置に関する。

板状素材は、多くのプレス成形のプロセスにおいて、例えば、小さい曲率の曲げや深絞りする際において、円角の雌型への板状材料の流入と流出、複雑な延伸金型のエッジに設計された深絞りのリブなどを経て、順方向・逆方向に繰り返し負荷される経路を経る。異なる銘柄の板状素材は、ミクロ構造が異なり、それらを表現する循環的な負荷行為も異なる。これらのプロセスに存在している非線形リバウンド、反り変形などの欠陥を予測するためには、ある銘柄における板状素材の循環的な負荷行為を正確に測定することが極めて重要となっている。従来の引張試験機により、板状材料への引張行為を測定することは非常に容易であったが、板状材料の厚さ方向の寸法は一般的に、他の二つの方向の寸法よりも遥か小さいことから、一方向に圧縮されると、しわ現象が極めて発生しやすい。特定の金型のキャビティに入れて圧縮変形させると、摩擦などの外乱要因が導入され易く、材料の試験精度が大幅に低下する。

そして、本発明は、曲げ変形に基づいて循環的に繰り返し負荷して測定する方法を提供しており、その手法が簡単であり、操作が便宜である。曲げ変形という形態に基づいて測定する循環負荷パラメータは、その循環行為に対する予測をより正確に向上させながら、この方法をパイプライン式の生産に組み合わせると、複雑な生産ラインを自動化させたり、知能化させたりすることに有力な検測手段を提供している。

本発明は、従来の試験により検測を行う技術に存在している課題に対して、検測用の煩雑なプロセスを削減し、試験時間を短縮し、作業効率を向上させ、検索結果をより現実的なものに接近させることができる、板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置を提供することを主な目的とする。

本発明は、雄型モジュール、雌型モジュール、及び、センサーモジュールを含む板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置を提供する。前記雄型モジュールは、雄型、六角穴ボルト、転がり管吊り手段、雄型転がり管、及び、雄型磁石を含む。前記雄型は、その外形が略Ｔ字形で構成され、先端に凹溝が設けられ、両側にねじ穴が設けられる。前記雄型転がり管は、その断面が円環状に構成される。前記雄型磁石は、前記雄型転がり管の内部に位置し、前記転がり管吊り手段の中部に開口が設けられ、前記開口の直径と前記六角穴ボルトの直径とが等しい。前記雄型転がり管は、その両端が、それぞれ、六角穴ボルトを介して、前記転がり管吊り手段の第一端の円孔に接続される。前記転がり管吊り手段の第二端の円孔は、六角穴ボルトを介して、前記雄型の先端の両側のねじ穴に固定して接続される。前記雌型モジュールは、雌型転がり管、スライダー、スライダーナット、雌型転がり管六角穴ボルト、係合具ナット、係合具、四角ナット、及び、ガイドレールを含む。前記雌型転がり管は、その断面が円環状に構成され、前記係合具の上下の両端の側面にそれぞれねじ穴が設置され、前記ガイドレールの下面にねじ穴が設けられる。前記雌型転がり管は、その両端がそれぞれ、雌型転がり管六角穴ボルトを介して、前記係合具の上端の側面に固定して接続される。前記係合具の下端の側面が係合具ナットを介して前記スライダーに固定して接続され、前記スライダーが、それぞれ、スライダーナットと四角ナットとを介して、前記ガイドレールのガイドレール接触面に固定して接続され、前記センサーモジュールが前記ガイドレールのねじ穴に固定して接続される。

前記係合具は、係合具第一接触面、係合具第二接触面、係合具第三接触面及び係合具第四接触面を含む。前記スライダーは、その外形がＴ字形で構成され、スライダー第一接触面、スライダー第二接触面、スライダー第三接触面及びＴ型スライドヘッドを含む。前記ガイドレールは、ガイドレール接触面とＴ型滑り溝とを含み、前記スライダーのＴ型スライドヘッドが前記ガイドレールのＴ型滑り溝に接続され、前記係合具第一接触面と前記ガイドレールの底面とが面一であり、前記係合具第四接触面が前記スライダー第三接触面に固定して接続され、前記係合具第二接触面が前記スライダー第二接触面に固定して接続され、前記係合具第三接触面が係合具ナットを介して前記スライダー第一接触面に固定して接続される。方向キーは、前記係合具ナットのせん断を防ぎ、装置全体の安定性を向上させるように、前記係合具第三接触面と前記スライダー第一接触面とで構成された隙間に位置し、しかも、一つ前記係合具ナットおきに一つ設置される。

本発明は、従来技術に比べると、以下の利点を有している。
１、本発明は、その構成が簡単であり、係合具における雌型転がり管における六角穴ボルトの位置を調節し、係合具ナットの位置を切り替えることにより、限られた構成の下で支間への調節が実現され、三点による曲げ構成が簡単になり、構成の寸法が小さくなる。
２、本発明は、適応的にセンタリングすることができ、雄型転がり管における磁石により、逆Ｖ形状板を左右対称に垂下させて雄型に吸着させ、板状素材の位置を適応的にセンタリングすることができる。

本発明に係る板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置が正方向に負荷する模式図である。 本発明に係る板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置が反対方向に負荷する模式図である。 本発明に係る板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置の雄型モジュールの構成の模式図である。 本発明に係る板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置の雄型モジュールの一部の構成の模式図である。 本発明に係る板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置の雌型モジュールの構成の模式図である。 本発明に係る板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置の係合具の構成の模式図である。 本発明に係る板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置のスライダーの構成の模式図である。 本発明に係る板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置のガイドレールの構成の模式図である。

本発明に係る技術的内容、構成による特徴、達成しようとする目的及びその効果を詳しく説明するように、以下に明細書の図面に基づいて詳しく説明していく。

板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置は、図１に示されるように、雄型モジュール、雌型モジュール、及び、センサーモジュール８を含む。雄型モジュールは、図３に示されるように、雄型１、六角穴ボルト９、転がり管吊り手段１０、雄型転がり管１１及び雄型磁石１２を含む。

雄型１は、その外形が略Ｔ字形で構成され、雄型１は、その先端に凹溝が設けられ、両側にねじ穴が設けられる。図４に示されるように、雄型転がり管１１は、その断面が円環状に構成され、雄型磁石１２が雄型転がり管１１の内部に位置し、転がり管吊り手段１０の中部に開口が設けられる。開口の直径と六角穴ボルト９の直径とが等しい。開口は、第一端の円孔と第二端の円孔とを含むようにすることができる。雄型転がり管１１は、その両端が、それぞれ、六角穴ボルト９を介して、転がり管吊り手段１０の第一端の円孔に接続され、転がり管吊り手段１０の第二端の円孔は、六角穴ボルト９を介して、雄型１の先端の両側のねじ穴に固定して接続される。

雌型モジュールは、図５に示されるように、雌型転がり管３、スライダー４、スライダーナット５、雌型転がり管六角穴ボルト６、係合具ナット７、係合具１３、四角ナット１４、及び、ガイドレール１５を含む。雌型転がり管３は、その断面が円環状に構成され、係合具１３の上下の両端の側面にそれぞれねじ穴が設置され、ガイドレール１５の下面にねじ穴が設けられ、雌型転がり管３の両端が、それぞれ、雌型転がり管六角穴ボルト６を介して、係合具１３の上端の側面に固定して接続され、係合具１３の下端の側面が、係合具ナット７を介して、スライダー４に固定して接続され、スライダー４が、それぞれ、スライダーナット５と四角ナット１４を介して、ガイドレール１５のガイドレール接触面２４に固定して接続され、センサーモジュール８がガイドレール１５のねじ穴に固定して接続される。

係合具１３は、図６に示されるように、係合具第一接触面１６、係合具第二接触面１７、係合具第三接触面１８、及び、係合具第四接触面１９を含む。スライダー４は、その外形がＴ字形で構成され、図７に示されるように、スライダー第一接触面２０、スライダー第二接触面２１、スライダー第三接触面２２及びＴ型スライドヘッド２３を含む。ガイドレール１５は、図８に示されるように、ガイドレール接触面２４及びＴ型滑り溝２５を含む。図２に示されるように、スライダー４のＴ型スライドヘッド２３がガイドレール１５のＴ型滑り溝２５に滑り可能に接続され、係合具第一接触面１６とガイドレール１５の底面とが面一であり、係合具第四接触面１９がスライダー第三接触面２２に固定して接続され、係合具第二接触面１７がスライダー第二接触面２１に固定して接続され、係合具第三接触面１８が、係合具ナット７を介してスライダー第一接触面２０に固定して接続される。方向キーは、その外形の寸法が５×５×１０とされ、係合具ナット７のせん断を防ぎ、装置全体の安定性を向上させるように、係合具第三接触面１８とスライダー第一接触面２０とで構成された隙間に位置し、しかも、係合具ナット７の間隔毎にそれぞれ設置される。

図４に示されるように、転がり管吊り手段１０は、雄型１の先端の両側に対称に設置され、図２に示されるように、係合具１３は、スライダー４の両側に対称に設置され、スライダーナット５と四角ナット１４とがスライダー４の両端に対称に設置され、六角穴ボルト９、雄型転がり管１１及び雄型磁石１２は、それらの軸線が同軸であり、雌型転がり管六角穴ボルト６、雌型転がり管３及び係合具１３の上端の円孔は、それらの軸線が同軸であり、係合具１３の下端の一側面のねじ穴とスライダー４の両側のねじ穴とは、それらの軸線が軸心である。

図４に示されるように、雄型磁石１２の長さが雄型転がり管１１の長さよりも小さく、雄型磁石１２の外径と雄型転がり管１１の内径とが等しい。図５に示されるように、係合具第一接触面１６と係合具第四接触面１９との間の距離がスライダー４の高さと等しく、Ｔ型スライドヘッド２３の幅とＴ型滑り溝２５の幅とが等しく、Ｔ型滑り溝２５の長さとガイドレール１５の長さとが等しく、Ｔ型スライドヘッド２３の長さとスライダー４の長さとが等しく、スライダー４の長さがガイドレール１５の長さよりも小さい。

図６に示されるように、係合具１３の上端の両側におけるねじ穴の数が雌型転がり管六角穴ボルト６の数よりも多く、係合具１３の下端の両側におけるねじ穴の数が係合具ナット７の数よりも多く、係合具１３の下端の両側におけるねじ穴の数がスライダー４の両側のねじ穴の数よりも多い。

転がり管吊り手段１０と係合具１３とが、対として存在しており、転がり管吊り手段１０の数が二つであり、係合具１３の数が雌型転がり管３の数の二倍であり、係合具１３の数が四つであり、方向キーの数が十二であり、雌型転がり管３の数が二つである。

以下には、実施例に基づいて、本発明に係る板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能検測装置を詳しく説明する。

まず、雄型磁石１２を雄型転がり管１１に挿入し、雄型転がり管１１の両端を、それぞれ六角穴ボルト９を介して転がり管吊り手段１０の第一端の円孔に接続し、転がり管吊り手段１０の第二端の円孔を、六角穴ボルト９を介して雄型１の先端両側のねじ穴に固定して接続する。

そして、四つの同じ係合具１３の係合具第四接触面１９をスライダー４のスライダー第三接触面２２に近接させ、四つの同じ係合具１３の係合具第二接触面１７をスライダー４のスライダー第二接触面２１に近接させ、係合具ナット７を介してスライダー４と係合具１３の下端の側面とを固定して接続する。次に、組み合わせられたスライダー４のＴ型スライドヘッド２３をガイドレール１５のＴ型滑り溝２５に挿入し、組み合わせられたスライダー４をスライダーナット５と四角ナット１４とによりガイドレール１５に固定し、そして、雌型転がり管３の両端を、それぞれ、雌型転がり管六角穴ボルト６を介して、係合具１３の上端の側面に固定して接続する。最後に、センサーモジュール８をガイドレール１５のねじ穴に螺合接続する。

当該装置を用いて板状素材が循環的に負荷されるための力学的性能を検測する主な試験のプロセスは、以下の通りである。

まず、Ｖ形状板２を二つ雌型転がり管３に置いてから、図１に示されるように、雄型モジュールの雄型１を下押しすると、雄型モジュールが次第にＶ形状板２の上面に接触するにつれ、Ｖ形状板２に変形が生じる。センサーモジュール８の圧力センサーにより、リアルタイムで力のデータを記録し、板の成形結果は最終に図１に示されるものになる。そして、雄型モジュールを上に移動し、Ｖ形状板２を逆Ｖ形状に置くと、図２に示されるように、雄型転がり管１１における雄型磁石１２が均一に雌型の支間の中心の真上に分布し、しかも、雄型転がり管１１が回転可能であることから、重力と雄型転がり管１１の回転による作用により、逆Ｖ形状板２が左右対称に雄型転がり管１１に吸着される。また、雄型モジュールが下に移動するにつれ、逆Ｖ形状板２が転がり可能な雌型転がり管３に接触し、押し手段が下に移動につれ、雄型転がり管１１が上に移動して、雄型１の楔形の溝に嵌入することにより、雄型転がり管１１の転がりがロックされる。Ｖ形状板２は、雄型モジュールがさらに下に移動するにつれ、成形結果が再度図１に示されるものになる。このように、循環的に繰り返し板状素材を負荷して循環負荷力学的性能を検測でき、装置において雌型転がり管３の転がりを可能とし、Ｖ形状板２の摩擦力を降下させながら、板の成形性能を向上させることができる。そして、循環的に負荷して、板状素材が有している力学的性能を検測することが可能である。

以上に説明した実施例は、本発明の好ましい実施形態を説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の趣旨を逸脱しない前提で、当業者が本発明の技術的手段に対して各種の変形や改善を行ってなされたものは、いずれも、本発明の請求の範囲に含まれている。

１ 雄型
２ Ｖ形状板
３ 雌型転がり管
４ スライダー
５ スライダーナット
６ 雌型転がり管六角穴ボルト
７ 係合具ナット
８ センサーモジュール
９ 六角穴ボルト
１０ 転がり管吊り手段
１１ 雄型転がり管
１２ 雄型磁石
１３ 係合具
１４ 四角ナット
１５ ガイドレール
１６ 係合具第一接触面
１７ 係合具第二接触面
１８ 係合具第三接触面
１９ 係合具第四接触面
２０ スライダー第一接触面
２１ スライダー第二接触面
２２ スライダー第三接触面
２３ Ｔ型スライドヘッド
２４ ガイドレール接触面
２５ Ｔ型滑り溝

Claims (3)

1. 雄型モジュール、雌型モジュール、及び、センサーモジュールを含み、板状素材が繰り返し負荷される力学的性能測定装置であって、
   前記雄型モジュールと前記雌型モジュールは対向して配置され、
   前記雄型モジュールは、雄型、２つの転がり管吊り手段、４つの六角穴ボルト、雄型転がり管、及び、雄型磁石を含み、前記雄型は、その外形がＴ字形で構成され、前記雌型モジュールに向かう先端にはその両端にねじ穴が設けられ、前記雄型転がり管の断面が円環状に構成され、前記雄型磁石が前記雄型転がり管の内部に位置し、前記転がり管吊り手段にはそれぞれ２つの開口が設けられ、前記２つの開口は、第一端の円孔及び第二端の円孔であり、前記雄型転がり管の一端は、六角穴ボルトを介して１つの転がり管吊り手段の第一端の円孔に接続され、前記雄型転がり管の他端は、六角穴ボルトを介してもう１つの転がり管吊り手段の第一端の円孔に接続され、前記１つの転がり管吊り手段の第二端の円孔は六角穴ボルトを介して、前記雄型の先端の一端のねじ穴に固定して接続され、前記もう１つの転がり管吊り手段の第二端の円孔は六角穴ボルトを介して、前記雄型の先端の他端のねじ穴に固定して接続され、
   前記雌型モジュールは、２つの雌型転がり管、２つのスライダー、複数のスライダーナット、４つの雌型転がり管六角穴ボルト、４つ以上の係合具ナット、４つの係合具、複数の四角ナット、及び、ガイドレールを含み、前記雌型転がり管の断面が円環状に構成され、前記係合具の上下の両端の側面にそれぞれねじ穴が設置され、前記ガイドレールの下面にねじ穴が設置され、１つの雌型転がり管の両端が、それぞれ、雌型転がり管六角穴ボルトを介して前記係合具の上端の側面に固定して２つの係合具間に接続され、前記２つの係合具の下端の側面が係合具ナットを介して１つのスライダーの両側にそれぞれ固定して接続され、もう１つの雌型転がり管の両端が、それぞれ、雌型転がり管六角穴ボルトを介して前記係合具の上端の側面に固定して他の２つの係合具間に接続され、前記他の２つの係合具の下端の側面が係合具ナットを介してもう１つのスライダーの両側にそれぞれ固定して接続され、前記２つのスライダーが、それぞれ、スライダーナットと四角ナットとを介して前記ガイドレールのガイドレール接触面に固定して接続され、前記センサーモジュールが前記ガイドレールのねじ穴に固定して接続され、
   前記係合具は、係合具第一接触面、係合具第二接触面、係合具第三接触面、及び、係合具第四接触面を含み、前記スライダーは、その外形がＴ字形で構成され、スライダー第一接触面、スライダー第二接触面、スライダー第三接触面、及び、Ｔ型スライドヘッドを含み、前記ガイドレールは、ガイドレール接触面及びＴ型滑り溝を含み、前記スライダーのＴ型スライドヘッドが前記ガイドレールのＴ型滑り溝に接続され、前記係合具第一接触面と前記ガイドレールの上面とが面一であり、前記係合具第四接触面が前記スライダー第三接触面に固定して接続され、前記係合具第二接触面が前記スライダー第二接触面に固定して接続され、前記係合具第三接触面が係合具ナットを介して前記スライダー第一接触面に固定して接続される、ことを特徴とする、板状素材が繰り返し負荷される力学的性能測定装置。
2. 前記転がり管吊り手段は、前記雄型の先端の両側に対称に設置され、前記係合具は、前記スライダーの両側に対称に設置され、前記スライダーナットと前記四角ナットとが前記スライダーの両端に対称に設置され、前記六角穴ボルト、前記雄型転がり管、及び、前記雄型磁石は、それらの軸線が同軸であり、前記雌型転がり管六角穴ボルト、前記雌型転がり管、及び、前記係合具の上端のねじ穴は、それらの軸線が同軸であり、前記係合具の下端の一側面のねじ穴、及び、前記スライダーの両側のねじ穴は、それらの軸線が同軸である、ことを特徴とする、請求項１に記載の板状素材が繰り返し負荷される力学的性能測定装置。
3. 前記係合具の上端のねじ穴の数が複数であり、前記係合具の下端のねじ穴の数が前記スライダーの片側のねじ穴の数よりも多い、ことを特徴とする、請求項１に記載の板状素材が繰り返し負荷される力学的性能測定装置。

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