JP6947309B2 - くさび形つかみ具 - Google Patents

Description

この発明は、材料試験を行うときに、くさびの自己締まり作用により試験片を把持するくさび形つかみ具に関する。

材料試験機により試験を実行するときには、試験片の両端をつかみ具により把持させた状態で、試験空間に試験片を配置する。このようなつかみ具として、くさび形つかみ具が知られている。くさび形つかみ具は、一対のつかみ歯をチャックフレームに形成されたくさび面に摺接させ、チャックフレームを移動させることによって、くさび効果を利用してつかみ歯を開閉する構成を有する（特許文献１参照）。くさび形つかみ具のつかみ歯は、縦方向に移動することはなく、試験片の初期締め付け時には避けたい縦方向の試験力の発生が問題とならない。そして、くさび形つかみ具は、引張試験力が加われば、くさびの自己締まり作用により試験片を強く把持するため、高試験力の引張試験に採用できる。

図４は、従来のくさび形つかみ具の背面図である。

従来のつかみ具は、材料試験機に対して端末継手１を介して装着され、端末継手１には、ハンドルＨを備えたねじシャフト２が回動自在に支持されており、ねじシャフト２のねじ部にチャックフレーム３がねじ込まれている。チャックフレーム３内には、一対のつかみ歯４ａ、４ｂが配設される。作業者は、ハンドルＨを回してねじシャフト２を回動させることによりチャックフレーム３を上下動させ、そのチャックフレーム３の上下動により、チャックフレーム３に形成されたくさび面に摺接する一対のつかみ歯４ａ、４ｂを、互いに接近／離隔する向きに移動させる。

チャックフレーム３の背面側には、作業者がハンドルＨを回したときのチャックフレーム３の上下動をガイドする背面ガイド板８０が設けられている。チャックフレーム３には、この背面ガイド板８０を、若干の隙間をもって摺動自在に押さえる一対の押さえ板１３１ａ、１３１ｂがボルト３４により固定されている。背面ガイド板８０には、ばね取り付け棒９ａ、９ｂが固着されており、チャックフレーム３には、ばね取り付け棒９ｃ、９ｄが固着されている。このうち、ばね取り付け棒９ａ、９ｃは、鉛直線上に位置し、引張コイルばね１０ａの両端部が取り付けられる。そして、ばね取り付け棒９ｂ、９ｄは、鉛直線上に位置し、引張コイルばね１０ｂの両端部が取り付けられる。作業者がつかみ歯４ａ、４ｂの開閉操作のためにハンドルＨを回すと、チャックフレーム３が上下動する。このとき、一対のつかみ歯４ａ、４ｂは図示を省略した歯保持部の作用により上下動が阻止された状態にあり、チャックフレーム３の上下動により互いに水平方向に移動する。チャックフレーム３は、２本の引張コイルばね１０ａ、１０ｂによって、自重に抗して上方に向けて付勢されることから、その分、重量が軽くなる。このため、ねじシャフト２のねじ部とチャックフレーム３の間に作用する摩擦力が低減され、作業者がハンドルＨを回す力が少なくて済み、つかみ歯４ａ、４ｂの開閉操作を容易に行うことができる。

特開２００２−３４０７５９号公報

図５は、図４におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

従来のくさび形つかみ具では、作業者がハンドルＨを回したときの回転方向の負荷を、背面ガイド板８０と一対の押さえ板１３１ａ、１３１ｂによって押さえることにより、チャックフレーム３の回転を阻止していた。しかしながら、図５に示すように、背面ガイド板８０と押さえ板１３１ａ、１３１ｂとの間に隙間が存在するため、この隙間の分だけ回転方向のずれが生じる。

チャックフレーム３が回転すると、チャックフレーム３内のくさび面に摺接する一対のつかみ歯４ａ、４ｂが回転し、把持している試験片をねじる原因となる。試験片を把持するつかみ歯４ａ、４ｂが回転すると、引張軸心がずれることもあり、試験片にねじれ負荷を与える可能性もある。そうすると、正確な引張試験が実施できない。

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、つかみ歯により試験片を締め付ける際のつかみ具の傾きを抑えたくさび形つかみ具を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、内側に互いに対向する斜面からなるくさび面が形成されたチャックフレームと前記くさび面にそれぞれ摺接する斜面が形成された一対のつかみ歯とを相対的に移動させることにより、前記一対のつかみ歯を開閉させるくさび形つかみ具において、試験機に接続される継手に対して回動自在に接続され、前記チャックフレームと螺合するねじ部が形成されたねじシャフトと、前記継手に対して固定されるとともに前記ねじシャフトの内側を貫通して配設され、先端に前記一対のつかみ歯を接続するための内部シャフトと、前記内部シャフトに接続された背面ガイド板と、前記チャックフレームに固定され、前記背面ガイド板を前記チャックフレームに対してスライド可能に保持するガイド板押さえ部材と、を備え、前記ガイド板押さえ部材は、前記背面ガイド板を前記一対のつかみ歯側に押す方向に付勢するボールプランジャを有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のくさび形つかみ具において、前記ねじシャフトを回転させるときに作業者が操作するハンドルを備える。

請求項１および請求項２に記載の発明によれば、チャックフレームの背面に配設する背面ガイド板をチャックフレームに対してスライド可能に保持するガイド板押さえ部材が、背面ガイド板を一対のつかみ歯側に押す方向に付勢するボールプランジャを有することから、試験片を把持させるためにねじシャフトを回転させ、つかみ歯により試験片を締め付ける際のつかみ具の傾きを抑えることができる。したがって、試験片に意図しないねじれ負荷などを与えることなく、所望の試験力を付与することができる。

請求項２に記載の発明によれば、ハンドルを備えたことにより、作業者はねじシャフトを容易に回転させることができる。

この発明に係るくさび形つかみ具の正面概要図である。 この発明に係るくさび形つかみ具の背面図である。 図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 従来のくさび形つかみ具の背面図である。 図４におけるＡ−Ａ矢視断面図である。

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、この発明に係るくさび形つかみ具の正面概要図である。図２は、その背面図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。なお、図１の正面図においては、チャックフレーム３の上側を一部破断して示している。

くさび形つかみ具は、くさびの自己締まり作用により試験片を把持するものであり、内側に互いに対向する斜面からなるくさび面３３ａ、３３ｂが形成されたチャックフレーム３と、くさび面３３ａ、３３ｂにそれぞれ摺接する斜面Ｓが形成された一対のつかみ歯４ａ、４ｂとを備える。チャックフレーム３と一対のつかみ歯４ａ、４ｂを相対的に移動させることにより、一対のつかみ歯４ａ、４ｂを開閉させる。

このくさび形つかみ具は、端末継手１を介して試験機に接続されるものであり、端末継手１に対して回動自在に接続されるねじシャフト２を備える。ねじシャフト２には、チャックフレーム３と螺合するねじ部２１が形成されており、このねじ部２１にチャックフレーム３がねじ込まれている。ねじシャフト２はハンドルＨを備え、ハンドルＨを回すことによってねじ部２１は回転する。このくさび形つかみ具は、定位置くさび形つかみ具と呼称され、ねじ部２１を回転させてねじ部２１にねじ込まれているチャックフレーム３を上下動させることによって、一対のつかみ歯４ａ、４ｂを開閉させる。

ねじシャフト２は中空状となっており、その内側を内部シャフト５が貫通している。内部シャフト５は、スプリングピン６により端末継手１に固定され端末継手１に対して回動ができないようになっている。そして、内部シャフト５の先端には、つかみ歯４ａ、４ｂを接続するための歯保持部７がせん断ねじ７１によって取り付けられている。

つかみ歯４ａ、４ｂの各々は、試験片を把持するための歯面ｔを備えるとともに、その反対側の辺がチャックフレーム３のくさび面３３ａ、３３ｂにそれぞれ摺接する斜面Ｓとなっている。つかみ歯４ａ、４ｂの各々に形成されている凹部４１ａ、４１ｂを歯保持部７にはめ込むことにより、つかみ歯４ａ、４ｂは、歯面ｔ同士が対面した状態で、チャックフレーム３内に配置される。なお、歯保持部７は、つかみ歯４ａ、４ｂの上下方向の移動を阻止する部材としての役割を担っている。

チャックフレーム３の背面側には、内部シャフト５に対してボルト５１を介して間接的に固定された背面ガイド板８が設けられている。また、チャックフレーム３の背面側には、背面ガイド板８をスライド可能に保持するガイド板押さえ部材である押さえ板３１ａ、３１ｂがボルト３４により固定されている。背面ガイド板８の左右両端は、一対の押さえ板３１ａ、３１ｂにより、つかみ歯４ａ、４ｂから離隔する方向への移動を規制される。一対の押さえ板３１ａ、３１ｂの各々には、ボールプランジャ３２が配設され、ボールプランジャ３２のボールが背面ガイド板８の表面に当接することで、背面ガイド板８を一対のつかみ歯４ａ、４ｂ側に押す方向に付勢する。

背面ガイド板８には、ばね取り付け棒９ａ、９ｂが固着されており、チャックフレーム３には、ばね取り付け棒９ｃ、９ｄが固着されている。このうち、ばね取り付け棒９ａ、９ｃは、鉛直線上に位置し、引張コイルばね１０ａの両端部が取り付けられる。そして、ばね取り付け棒９ｂ、９ｄは、鉛直線上に位置し、引張コイルばね１０ｂの両端部が取り付けられる。

作業者がつかみ歯４ａ、４ｂの開閉操作のためにハンドルＨを回すと、チャックフレーム３が上下動する。このとき、一対のつかみ歯４ａ、４ｂは歯保持部７の作用により上下動が阻止された状態にあり、チャックフレーム３の上下動によりくさび面３３ａ、３３ｂに対する斜面Ｓの位置が変更されることで互いに水平方向に移動する。チャックフレーム３は、２本の引張コイルばね１０ａ、１０ｂによって、自重に抗して上方に向けて付勢されることから、その分、重量が軽くなる。このため、ねじシャフト２のねじ部２１とチャックフレーム３の間に作用する摩擦力が低減され、作業者がハンドルＨを回す力が少なくて済み、つかみ歯４ａ、４ｂの開閉操作を容易に行うことができる。

作業者によるつかみ歯４ａ、４ｂの開閉操作によって、背面ガイド板８とチャックフレーム３との相対的な位置が変更されるときには、チャックフレーム３が押さえ板３１ａ、３１ｂ介して背面ガイド板８にガイドされつつ上下動する。このとき、背面ガイド板８に当接するボールプランジャ３２のボールが回転し、背面ガイド板８との間の摩擦力が低減される。作業者がハンドルＨを回して試験片をつかみ歯４ａ、４ｂで締め付けるときには、押さえ板３１ａ、３１ｂがチャックフレーム３とともに動いても、ボールプランジャ３２のばねによる一定の押圧力が背面ガイド板８に働くことから、背面ガイド板８と押さえ板３１ａ、３１ｂとの間に回転方向のずれが生じるのを抑えることができる。したがって、チャックフレーム３および一対のつかみ歯４ａ、４ｂが傾くのを抑えることができ、試験片にねじれ負荷などの変形を与えることなく、試験力を付与することが可能となる。

なお、上述した実施形態では、つかみ歯４ａ、４ｂの開閉に際し、作業者がハンドルＨを回すことによりねじシャフト２を回転させて、チャックフレーム３を上下動させる手動式のくさび形つかみ具について説明したが、ねじシャフト２を回転させる動力は、空圧や油圧であってもよい。また、上述した実施形態では、上つかみ具を例に説明したが、下つかみ具にも同様に適用することができる。

１ 端末継手
２ ねじシャフト
３ チャックフレーム
４ａ、４ｂ つかみ歯
５ 内部シャフト
６ スプリングピン
７ 歯保持部
８ 背面ガイド板
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ ばね取り付け棒
１０ａ、１０ｂ 引張コイルばね
２１ ねじ部
３１ａ、３１ｂ 押さえ板
３２ ボールプランジャ
３３ａ、３３ｂ くさび面
３４ ボルト
４１ａ、４１ｂ 凹部
５１ ボルト
７１ せん断ねじ
Ｈ ハンドル
Ｓ 斜面
ｔ 歯面

Claims (2)

1. 内側に互いに対向する斜面からなるくさび面が形成されたチャックフレームと前記くさび面にそれぞれ摺接する斜面が形成された一対のつかみ歯とを相対的に移動させることにより、前記一対のつかみ歯を開閉させるくさび形つかみ具において、
   試験機に接続される継手に対して回動自在に接続され、前記チャックフレームと螺合するねじ部が形成されたねじシャフトと、
   前記継手に対して固定されるとともに前記ねじシャフトの内側を貫通して配設され、先端に前記一対のつかみ歯を接続するための内部シャフトと、
   前記内部シャフトに接続された背面ガイド板と、
   前記チャックフレームに固定され、前記背面ガイド板を前記チャックフレームに対してスライド可能に保持するガイド板押さえ部材と、
   を備え、
   前記ガイド板押さえ部材は、前記背面ガイド板を前記一対のつかみ歯側に押す方向に付勢するボールプランジャを有するくさび形つかみ具。
2. 請求項１に記載のくさび形つかみ具において、
   前記ねじシャフトを回転させるときに作業者が操作するハンドルを備えるくさび形つかみ具。

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