JP7314860B2 - せん断引張試験機、試験片のチャック装置及びチャック方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係るせん断引張試験機1の一例を示す図である。
図1(A)に示すように、せん断引張試験機1は、上チャック装置3、下チャック装置5を備える。上・下チャック装置3、5は、不図示の負荷機構に連結される。
接着剤7Cはこれに限定されず、他の接合部でもよい。この場合、不図示の負荷機構の引張荷重軸Lを、接合部の厚みtの中心軸と一致させ、試験片7に引張試験力Fを与えて、接合部のせん断引張試験が実施される。
上チャック装置3は、図2に示すように、ハウジング10を備える。ハウジング10は、上ハウジング10Aと下ハウジング10Bとを備える。ハウジング10内にはホルダー13が固定される。上ハウジング10Aの内側に、シリンダー15が形成され、シリンダー15内にはピストン17が配置される。ピストン17の外周にはOリング19が装着される。シリンダー15は、ピストン17により、上部室15Aと、下部室15Bとに仕切られる。上部室15Aには、不図示のエアー供給源が接続される。下部室15Bには、ピストン17を上方へ付勢する付勢ばね21が設けられる。ピストン17は、ピストンロッド(駆動体)23を備える。ピストンロッド23は、先端部23Aが、ホルダー13の貫通孔13Aを貫通し、下方へ延出する。
第1アーム29の一端には、長孔29Aが開口し、長孔29Aには、ピン31が配置される。ピン31は、円柱状のスライダー33に固定され、スライダー33は、ホルダー13の孔13B内を孔軸方向へ移動自在である。スライダー33の先端には、支持ピン25と同じ方向に延びた軸35を介して、軸35周りを回動自在に、第1つかみ歯37が取り付けられる。38は、付勢ばねである。
ピン41は、円柱状のスライダー43に固定され、円柱状のスライダー43は、ホルダー13の孔13B内を孔軸方向へ移動自在である。スライダー43の先端には、上下に延びた軸45を介して、軸45周りを回動自在に、第2つかみ歯47が取り付けられる。48は、付勢ばねである。
せん断引張試験においては、図1(B)に示すように、引張荷重軸Lを、接着剤7Cの厚みtの中心軸と一致させるため、第1つかみ歯37を、引張荷重軸Lよりも接着剤7Cの厚みtの半分=t/2だけ、第1試験片材料7Aの接着面100側に寄せて待機させる。
本明細書では、この待機位置を引張荷重軸付近と定義する。なお、下チャック装置5の引張荷重軸付近は、引張荷重軸Lよりも接着剤7Cの厚みtの半分=t/2だけ、第2試験片材料7Bの接着面100側に寄せた位置とする。
図3(A)は、初期状態を示す。
初期状態においては、シリンダー15の上部室15Aに、エアーが供給されていない。これにより、ピストン17、及びピストンロッド23は、付勢ばね21のばね力で、上方へ付勢される。第1ローラー51は、第1カム61に接触する。これにより、第1アーム29は、付勢ばね38のばね力により付勢され、支持ピン25周りを時計方向へ回動し、スライダー33が図中左方へ移動する。スライダー33に連結された第1つかみ歯37は、引張荷重軸Lから図中左方へ離れる。
図3(A)に示す初期状態から、シリンダー15の上部室15Aにエアーが供給されると、ピストン17、及びピストンロッド23が、付勢ばね21のばね力に抗して、下方へ付勢される。ピストンロッド23の先端部23Aは、第1ローラー51と、第2ローラー53との間に深く進入を開始する。図3(B)の状態では、第1ローラー51が、第1カム61を転動し、第1アーム29が、支持ピン25の周りを反時計回りに回動し、ピン31を介して、スライダー33が図中右方へ移動する。これにより、スライダー33に連結された第1つかみ歯37は、引張荷重軸付近に待機する。
したがって、第2アーム39が、支持ピン27周りを時計回りに回動し、スライダー43が、ピン41を介して、図中左方へ移動しても、スライダー43に連結された第2つかみ歯47は、第1試験片材料7Aには到達しない。
これにより、図3(C)に示すように、第1ローラー51は、第1カム61の上縁を乗り越え、平坦カム61Aに侵入する。平坦カム61Aは、第1カム61の上縁の延長上にあるから、第1ローラー51が、平坦カム61Aに侵入したとしても、第1アーム29は回動しない。したがって、第1つかみ歯37は、引張荷重軸付近で待機する。
これにより、スライダー43に連結された第2つかみ歯47は、第1試験片材料7Aの非接着面101側に到達し、引張荷重軸付近で待機する第1つかみ歯37と協働し、さらに第2つかみ歯47のストローク量により押し出されて、第1試験片材料7Aの厚みに合わせて試験片7の上端が締め付けられる。
第1カム61と、第2カム63との各カムプロフィールは、第1つかみ歯37を引張荷重軸付近へ待機させ、第2つかみ歯47を試験片7の厚みに合わせて締め付ける機構を構成する。各カムプロフィールは、ディレイ機構を構成する。
第2つかみ歯47は、引張荷重軸付近で待機する第1つかみ歯37と協働し、試験片7の厚みに合わせて試験片7の下端を締め付ける。
図4(A)は、初期状態を示す。
初期状態においては、スライダー33に連結された第1つかみ歯37は、引張荷重軸Lから図中左方へ離れ、スライダー43に連結された第2つかみ歯47は、第1試験片材料7Aから図中右方へ離れる。
第1ローラー51が、第1カム61を転動し、第1アーム29が、支持ピン25の周りを反時計回りに回動し、ピン31を介して、スライダー33が図中右方へ移動する。これにより、スライダー33に連結された第1つかみ歯37は、引張荷重軸付近に待機する。スライダー43に連結された第2つかみ歯47は、第1試験片材料7Aの非接着面101側には到達しない。
上記第1ローラー51は、第1カム61の上縁を乗り越えて、平坦カム61Aに侵入するが、上述したように、第1アーム29は回動せず、したがって、第1つかみ歯37は、引張荷重軸付近で待機する。
これにより、引張荷重軸付近で待機する第1つかみ歯37と協働し、さらに第2つかみ歯47のストローク量により押し出されて、第1試験片材料7Aの厚みに合わせて試験片7の上端が締め付けられる。
下チャック装置5においても、同様であり、第2試験片材料7Bの厚みに合わせて試験片7の下端が締め付けられる。
これによれば、第1・第2試験片材料7A、7Bとは別に挟む材料を用意することなく、引張荷重軸Lと接着剤7Cの厚みtの中心軸とを一致させ、接着剤7Cのせん断引張試験を行うことができる。
また、第1つかみ歯37、及び第2つかみ歯47が同時に試験片7に向けて閉じる場合と比べた場合、閉じる過程の第1つかみ歯37、及び第2つかみ歯47に接触することによって、試験片7が衝撃を受ける可能性を抑制できる。
なお、接着剤7Cの厚みtが異なる場合には、スライダー33、43が交換される。接着剤7Cの厚みtに応じて、スライダー33、43の長さを変更し、第1、第2つかみ歯37,47のストローク量を変更すればよい。
これによれば、第1カム61、及び平坦カム61Aと、第2カム63との各カムプロフィールを規定するだけで、引張荷重軸Lと接着剤7Cの厚みtの中心軸とを一致させ、接着剤7Cのせん断引張試験を実施できる。
これによれば、第1つかみ歯37を引張荷重軸付近へ待機させておいて、第2のつかみ歯47との協働により、試験片7の厚みに合わせて、試験片7の上下端を締め付けることかできるため、引張荷重軸Lと接着剤7Cの厚みtの中心軸とを一致させ、接着剤7Cのせん断引張試験を実施することができる。
これによれば、第1カム61、及び平坦カム61Aと、第2カム63との各カムプロフィールを規定するだけで、ディレイ機構を実現できる。
これによれば、引張荷重軸Lと接着剤7Cの厚みtの中心軸とを一致させ、接着剤7Cのせん断引張試験を実施することができる。
したがって、オートハンドで試験片7を掴み、第1、第2つかみ歯37,47の前方から搬送して、第1、第2つかみ歯37,47に自動でチャッキングする、自動せん断引張試験機への適用が可能である。
3 上チャック装置
5 下チャック装置
7 試験片
7A 第1試験片材料
7B 第2試験片材料
7C 接着剤
23 ピストンロッド(駆動体)
23A 先端部
29 第1アーム
39 第2アーム
37 第1つかみ歯(一方のつかみ歯)
47 第2つかみ歯(他方のつかみ歯)
61 第1カム
61A 平坦カム
63 第2カム
100 接着面
101 非接着面
L 引張荷重軸
t 接着剤の厚み
Claims (9)
- 接着剤や接合部のせん断引張試験を行うせん断引張試験機であって、
試験片のチャック装置は、
一方のつかみ歯を前記試験片の接着面側の引張荷重軸付近へ待機させ、前記試験片の非接着面側を他方のつかみ歯により試験片の厚みに合わせて締め付ける締付機構を備えた、せん断引張試験機。 - 前記チャック装置は、各つかみ歯を支持する各アームの間に先端部を進入させて、両方のつかみ歯を駆動する駆動体を備え、
前記締付機構は、前記駆動体の先端部に形成されたカムで構成される、請求項1に記載のせん断引張試験機。 - 前記チャック装置は、一方のつかみ歯の引張荷重軸付近への到達に遅れて、他方のつかみ歯を前記試験片の非接着面側に到達させるディレイ機構を備えた、請求項2に記載のせん断引張試験機。
- 前記ディレイ機構は、前記先端部に形成されたカムで構成される、請求項3に記載のせん断引張試験機。
- 前記カムの形状は、左右非対称である、請求項2又は4に記載のせん断引張試験機。
- 前記チャック装置は、一方のつかみ歯が固定である、請求項1に記載のせん断引張試験機。
- 接着剤や接合部のせん断引張試験を行うせん断引張試験機に使用される試験片のチャック装置であって、
一方のつかみ歯を前記試験片の接着面側の引張荷重軸付近へ待機させ、前記試験片の非接着面側を他方のつかみ歯により試験片の厚みに合わせて締め付ける締付機構を備えた、試験片のチャック装置。 - 接着剤や接合部のせん断引張試験における試験片のチャック方法であって、
チャック装置の一方のつかみ歯を試験片の接着面側の引張荷重軸付近へ待機させ、前記試験片の非接着面側を他方のつかみ歯により試験片の厚みに合わせて締め付ける、試験片のチャック方法。 - 前記一方のつかみ歯の引張荷重軸付近への到達に遅れて、前記他方のつかみ歯を前記試験片の非接着面側に到達させる、請求項8に記載の試験片のチャック方法。
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