JP7420058B2

JP7420058B2 - Ball seat platen and material testing machine

Info

Publication number: JP7420058B2
Application number: JP2020199825A
Authority: JP
Inventors: 晃平遠山
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2024-01-23
Anticipated expiration: 2040-12-01
Also published as: JP2022087719A

Description

本発明は、球座圧盤、および、材料試験機に関する。 The present invention relates to a ball platen and a material testing machine.

従来、球座面を有する球座受けと、この球座受けの球座面と球面接触して揺動可能に支持された圧盤とを備えた材料試験機が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、供試体に接触する圧盤は、球座受けに対して揺動可能な状態で球座受けから吊り持ちされている。すなわち、特許文献１では、球座受けから下方に向かって延出する複数の圧盤吊りロッドが周方向に間隔を空けて配置されており、この圧盤吊りロッドの上端が、圧縮コイルばね及びナットによって球座受けに支持されると共に、圧盤吊りロッドの下端が、屈曲自在なユニバーサルジョイントを介して、上部圧盤の側面に固定されている。 Conventionally, a material testing machine has been known that includes a spherical seat support having a spherical seat surface and a platen that is swingably supported in spherical contact with the spherical seat surface of the spherical seat support (for example, Patent Document (see 1). In Patent Document 1, a platen that comes into contact with a specimen is suspended from a ball holder so as to be able to swing relative to the ball holder. That is, in Patent Document 1, a plurality of platen suspension rods extending downward from a ball holder are arranged at intervals in the circumferential direction, and the upper end of the platen suspension rods is held by a compression coil spring and a nut. The lower end of the platen suspension rod is supported by the ball support and fixed to the side surface of the upper platen via a bendable universal joint.

実開平５－３９８０号公報Utility Model Publication No. 5-3980

一般に、コンクリートなどの供試体の圧縮試験においては、供試体に加える圧縮応力を一定の速度で増大させていき、最大強度が出現した後に負荷を停止する。このとき、負荷を停止する前に、供試体が破壊されて、いわゆる、爆裂が生じる場合がある。このような爆裂が生じる場合、材料試験機では、大きな荷重をかけているため、静の状態から急に動いて、その急激な動きが衝撃力となり易い。 Generally, in a compression test of a specimen such as concrete, the compressive stress applied to the specimen is increased at a constant rate, and the load is stopped after the maximum strength is reached. At this time, the specimen may be destroyed and a so-called explosion may occur before the load is stopped. When such an explosion occurs, the material testing machine applies a large load, so it suddenly moves from a static state, and that sudden movement tends to create an impact force.

すなわち、圧盤が供試体に圧縮力を付与している際に供試体が破壊されると、圧盤が圧縮方向に移動しようとして、圧縮方向の衝撃力が生じ易い。
また、供試体が破壊される場合には供試体が捻じれるように破壊される場合もあり、圧盤が供試体に摩擦で追従しようとして、供試体の周方向の衝撃力が生じる場合もある。特に、供試体として、高強度コンクリートを使用する場合には、このような周方向の衝撃力が生じ易い。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、供試体が破壊される際の衝撃力による破損が抑制された球座圧盤を提供することを目的とする。 That is, if the specimen is destroyed while the platen is applying compressive force to the specimen, the platen tends to move in the compression direction, and an impact force in the compression direction is likely to occur.
Further, when the specimen is destroyed, the specimen may be destroyed in a twisted manner, and the platen may try to follow the specimen through friction, causing an impact force in the circumferential direction of the specimen. In particular, when high-strength concrete is used as the specimen, such circumferential impact force is likely to occur.
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to provide a spherical pressure plate that is prevented from being damaged by impact force when a specimen is destroyed.

本発明の第１の態様は、球座面を有する球座受けと、前記球座面に球面接触して揺動可能に支持された球座圧盤本体と、を備え、供試体に所定の軸線方向に沿う試験力を付与する球座圧盤であって、前記球座受けは、前記球座圧盤本体を前記軸線方向の軸回りに摺動可能に保持する保持部を備え、前記保持部と前記球座圧盤本体との間には、緩衝材が配置されている、球座圧盤に関する。 A first aspect of the present invention includes a spherical seat holder having a spherical seat surface, and a spherical seat platen main body that is swingably supported in spherical contact with the spherical seat surface, and a predetermined axis line for a specimen. The spherical pressure plate applies a test force along a direction, and the spherical seat receiver includes a holding portion that holds the spherical pressure plate body slidably around an axis in the axial direction, and the holding portion and the The present invention relates to a spherical pressure plate in which a cushioning material is disposed between the spherical pressure plate body and the spherical pressure plate body.

本発明の第２の態様は、一対の圧盤で供試体を挟んで前記供試体に所定の軸線方向に沿う圧縮方向の試験力を付与する材料試験機であって、少なくとも第一の前記圧盤は、球座面を有する球座受けと、前記球座面に球面接触して揺動可能に支持された球座圧盤本体と、を備え、供試体に所定の軸線方向に沿う試験力を付与する球座圧盤であって、前記球座受けは、前記球座圧盤本体を前記軸線方向の軸回りに摺動可能に保持する保持部を備え、前記保持部と前記球座圧盤本体との間には、緩衝材が配置されている、材料試験機に関する。 A second aspect of the present invention is a material testing machine that applies a test force in a compressive direction along a predetermined axial direction to a specimen by sandwiching the specimen between a pair of platens, wherein at least the first platen is , comprising a spherical seat support having a spherical seat surface, and a spherical seat platen body that is swingably supported in spherical contact with the spherical seat surface, and applies a test force along a predetermined axial direction to the specimen. The spherical pressure plate is a spherical pressure plate, and the spherical seat support includes a holding part that holds the spherical pressure plate main body slidably around an axis in the axial direction, and there is a space between the holding part and the spherical pressure plate main body. relates to a material testing machine in which a cushioning material is arranged.

本発明の第１の態様および第２の態様によれば、供試体が破壊された場合に、軸線方向に球座圧盤本体が移動しようとすることによる衝撃力は緩衝材により緩衝され、球座圧盤本体が軸回り方向に移動しようとすることによる衝撃力は球座圧盤本体が軸回りに回動することで吸収され易くなっている。よって、球座圧盤について、供試体が破壊される際の衝撃力による破損を抑制することができる。 According to the first and second aspects of the present invention, when the specimen is destroyed, the impact force caused by the movement of the spherical platen body in the axial direction is buffered by the cushioning material, and the spherical platen body is The impact force caused by the movement of the platen body in the direction around the axis is easily absorbed by the rotation of the spherical platen body around the axis. Therefore, damage to the spherical platen due to impact force when the specimen is destroyed can be suppressed.

第１実施形態に係る材料試験機の概略正面図である。FIG. 1 is a schematic front view of a material testing machine according to a first embodiment. 図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1. FIG. 上部圧盤の中心軸に沿った断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the central axis of the upper platen.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

［１．第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る材料試験機１の概略正面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。
第１実施形態に係る材料試験機１は、圧盤９、１０の間に配置された供試体Ｔに対して、圧盤９、１０の間隔が狭まる方向である圧縮方向に荷重（試験力）を付与可能な材料試験機である。
材料試験機１は、床面に設置されるベース２を有する。ベース２内には、ラムシリンダ３が配置されている。ラムシリンダ３は、昇降可能に構成されたラム３Ａを有する。ラムシリンダ３には、不図示の油圧装置が接続されている。ラムシリンダ３内の油圧は、圧力セル（不図示）により計測され、制御装置（不図示）に入力される。ラム３Ａの上端には、矩形板状のテーブル４が固定される。テーブル４は、ラムシリンダ３により昇降可能である。図２に示すように、矩形板状のテーブル４の一方の対角線位置には、一対の支柱５が配置されている。一対の支柱５の上部には、幅方向に延びる上部クロスヘッド６が架け渡されて支持されている。 [1. First embodiment]
FIG. 1 is a schematic front view of a material testing machine 1 according to the first embodiment. FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
The material testing machine 1 according to the first embodiment applies a load (test force) to the specimen T placed between the platens 9 and 10 in the compression direction, which is the direction in which the interval between the platens 9 and 10 narrows. It is a possible material testing machine.
The material testing machine 1 has a base 2 installed on the floor. A ram cylinder 3 is arranged within the base 2. The ram cylinder 3 has a ram 3A configured to be movable up and down. A hydraulic device (not shown) is connected to the ram cylinder 3. The oil pressure in the ram cylinder 3 is measured by a pressure cell (not shown) and input to a control device (not shown). A rectangular plate-shaped table 4 is fixed to the upper end of the ram 3A. The table 4 can be raised and lowered by the ram cylinder 3. As shown in FIG. 2, a pair of support columns 5 are arranged at one diagonal position of the rectangular plate-shaped table 4. An upper crosshead 6 extending in the width direction is supported by spanning the upper portions of the pair of support columns 5 .

テーブル４の他方の対角線位置には、厚み方向に貫通する貫通孔（不図示）が一対形成されており、この貫通孔に、上下方向に延びるねじ棹７がそれぞれ挿通されている。ねじ棹７は、ベース２に立設されている。このねじ棹７には、テーブル４よりも上方において、幅方向に延びる下部クロスヘッド８がかけ渡されており、ナット（不図示）を介してねじ棹７に支持されている。図示しない駆動源によりナットが回転することにより、下部クロスヘッド８がねじ棹７に沿って昇降する。 A pair of through holes (not shown) penetrating in the thickness direction are formed at the other diagonal position of the table 4, and screw rods 7 extending in the vertical direction are inserted into these through holes, respectively. The screw rod 7 is erected on the base 2. A lower crosshead 8 extending in the width direction extends over the screw rod 7 above the table 4, and is supported by the screw rod 7 via a nut (not shown). As the nut is rotated by a drive source (not shown), the lower crosshead 8 moves up and down along the screw rod 7.

テーブル４の上面には、円盤板状の下部圧盤（圧盤）９が配置される。また、下部クロスヘッド８の下面には、上部圧盤（圧盤）１０が配置されている。下部圧盤９と上部圧盤１０との間には供試体Ｔが配置される。供試体Ｔは、例えば、日本産業規格に基づいて規定された形状に形成されている。本実施形態の供試体Ｔは、中心軸Ｔ０を有する直円柱状に形成されており、下面Ｔ１と上面Ｔ２とを有する。供試体Ｔには、圧盤９，１０により所定の軸線方向Ｌに沿って圧縮方向の荷重が付与される。 A disk-shaped lower platen (press plate) 9 is arranged on the upper surface of the table 4. Further, on the lower surface of the lower crosshead 8, an upper platen (press plate) 10 is arranged. A specimen T is placed between the lower platen 9 and the upper platen 10. The specimen T is formed, for example, into a shape prescribed based on Japanese Industrial Standards. The specimen T of this embodiment is formed in the shape of a right cylinder with a central axis T0, and has a lower surface T1 and an upper surface T2. A compressive load is applied to the specimen T along a predetermined axial direction L by platens 9 and 10.

図３は、上部圧盤１０の中心軸Ｌ１、Ｌ２に沿った断面図である。
第１実施形態の上部圧盤１０は、球座圧盤で構成される。上部圧盤１０は、球座受け１１と、球座受け１１に受けられる球座圧盤本体２１とを備える。
球座受け１１は、中心軸Ｌ１を有する回転体形状に形成される。球座受け１１は中心軸Ｌ１が軸線方向Ｌに沿うように配置される。球座受け１１は、円柱状の基部１２を有する。基部１２の下部（軸線方向第一部）には、上方に球面状に凹んだ球座面１３が形成されている。基部１２の下端（軸線方向第一端）には、基部１２の径方向外側に突出するフランジ部１４が形成されている。フランジ部１４には、厚み方向に貫通する固定孔１４Ａが形成されている。固定孔１４Ａは、周方向に所定の間隔を空けてフランジ部１４に複数形成されている。固定孔１４Ａには雌ねじが形成されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the upper platen 10 along central axes L1 and L2.
The upper platen 10 of the first embodiment is composed of a spherical platen. The upper platen 10 includes a ball seat receiver 11 and a ball seat plate main body 21 that is received by the ball seat receiver 11.
The spherical seat receiver 11 is formed in the shape of a rotating body having a central axis L1. The spherical seat receiver 11 is arranged so that the central axis L1 is along the axial direction L. The spherical seat receiver 11 has a cylindrical base 12. A spherical seat surface 13 that is recessed upward in a spherical shape is formed in the lower part (first part in the axial direction) of the base 12 . A flange portion 14 that protrudes outward in the radial direction of the base portion 12 is formed at the lower end (first end in the axial direction) of the base portion 12 . The flange portion 14 is formed with a fixing hole 14A that penetrates in the thickness direction. A plurality of fixing holes 14A are formed in the flange portion 14 at predetermined intervals in the circumferential direction. A female thread is formed in the fixing hole 14A.

球座受け１１は、フランジ部１４に支持される受け金具（保持部）１６を有する。
受け金具１６は、中心軸Ｌ１を有する回転体形状に形成されている。受け金具１６は、上下方向（軸線方向）に延びる円筒部（突出部）１７を有する。円筒部１７は、軸線方向Ｌにおいて、基部１２のフランジ部１４に対して突出している。円筒部１７の上端（軸線方向第二端）には、径方向外側に突出するフランジ部１８が形成されている。フランジ部１８には、厚み方向に貫通する固定孔１８Ａが形成されている。固定孔１８Ａは、基部１２のフランジ部１４の固定孔１４Ａに対応して形成されている。フランジ部１８の固定孔１８Ａから、上下方向に延びる固定部材４１が挿通される。固定部材４１は、フランジ部１４の固定孔１４Ａに締結されて固定される。これにより、受け金具１６が、基部１２の下側に固定される。固定部材４１は、例えば、ボルトである。 The ball seat receiver 11 has a receiving metal fitting (holding portion) 16 supported by the flange portion 14 .
The receiving fitting 16 is formed in the shape of a rotating body having a central axis L1. The receiving fitting 16 has a cylindrical portion (protruding portion) 17 extending in the vertical direction (axial direction). The cylindrical portion 17 projects with respect to the flange portion 14 of the base portion 12 in the axial direction L. A flange portion 18 that projects outward in the radial direction is formed at the upper end (second end in the axial direction) of the cylindrical portion 17 . A fixing hole 18A penetrating in the thickness direction is formed in the flange portion 18. The fixing hole 18A is formed corresponding to the fixing hole 14A of the flange portion 14 of the base 12. A fixing member 41 extending in the vertical direction is inserted through the fixing hole 18A of the flange portion 18. The fixing member 41 is fastened and fixed to the fixing hole 14A of the flange portion 14. Thereby, the receiving metal fitting 16 is fixed to the lower side of the base 12. The fixing member 41 is, for example, a bolt.

円筒部１７の下端には、円環状の受け部（保持部本体部）１９が形成されている。受け部１９には、その径方向の内端形状により、軸線方向Ｌに貫通する円形状の開口１９Ａが形成されている。
球座受け１１には、基部１２と受け金具１６とに囲まれた形状により、中空状の空間１１Ａが形成される。基部１２と受け金具１６とは、同心の回転体形状であり、中空状の空間１１Ａも軸線方向Ｌに対する断面が円形状の空間である。 An annular receiving portion (holding portion main body portion) 19 is formed at the lower end of the cylindrical portion 17 . The receiving portion 19 has a circular opening 19A penetrating in the axial direction L due to its radial inner end shape.
A hollow space 11A is formed in the spherical seat holder 11 by the shape surrounded by the base 12 and the holder 16. The base portion 12 and the receiving fitting 16 are concentric rotating bodies, and the hollow space 11A is also a space whose cross section with respect to the axial direction L is circular.

空間１１Ａには、球座圧盤本体２１が配置される。球座圧盤本体２１は、中心軸Ｌ２を有する回転体形状に形成される。
本実施形態の球座圧盤本体２１は、球面部（摺動部）２２を有する。球面部２２は、上方に凸状に形成されている。球面部２２は、球座受け１１の球座面１３に配置される。球面部２２に対して下側（軸線方向Ｌに沿った反対側）には、圧盤部２３が形成されている。圧盤部２３は、軸線方向Ｌに沿って延びた円柱状である。圧盤部２３の下端面（端面）２３Ａは、中心軸Ｌ２に対して直交した平面状に形成されている。下端面２３Ａは、供試体Ｔの上面Ｔ２に面接触可能に構成されている。 A spherical pressure platen main body 21 is arranged in the space 11A. The spherical platen main body 21 is formed in the shape of a rotating body having a central axis L2.
The spherical platen body 21 of this embodiment has a spherical portion (sliding portion) 22 . The spherical portion 22 is formed in an upwardly convex shape. The spherical portion 22 is arranged on the spherical seat surface 13 of the spherical seat receiver 11. A platen portion 23 is formed below the spherical portion 22 (on the opposite side along the axial direction L). The platen portion 23 has a cylindrical shape extending along the axial direction L. A lower end surface (end surface) 23A of the platen portion 23 is formed into a planar shape orthogonal to the central axis L2. The lower end surface 23A is configured to be able to make surface contact with the upper surface T2 of the specimen T.

圧盤部２３は、球面部２２の外径よりも小径に形成されている。よって、圧盤部２３が供試体Ｔから受ける力は、圧盤部２３の下端面２３Ａよりも大きい面積の球面部２２で受けることができる。また、圧盤部２３は球面部２２に対して同心状に配置されるため、球面部２２と圧盤部２３の接続部分には、径方向外側から内側に凹んだ段差部２４が形成される。段差部２４は環状である。段差部２４には、受け部１９が進入した状態で配置され、受け部１９の径方向内側に、圧盤部２３が配置される。圧盤部２３は、受け部１９の開口１９Ａを通じて、球座受け１１から軸線方向Ｌに突出している。 The platen part 23 is formed to have a smaller diameter than the outer diameter of the spherical part 22. Therefore, the force that the platen part 23 receives from the specimen T can be received by the spherical part 22, which has a larger area than the lower end surface 23A of the platen part 23. Moreover, since the platen part 23 is arranged concentrically with respect to the spherical part 22, a step part 24 recessed from the outside in the radial direction to the inside is formed at the connection part between the spherical part 22 and the platen part 23. The stepped portion 24 is annular. The receiving portion 19 is disposed in the stepped portion 24 in a state in which it has entered, and the platen portion 23 is disposed on the radially inner side of the receiving portion 19. The platen part 23 projects from the ball seat receiver 11 in the axial direction L through the opening 19A of the receiver part 19.

受け部１９は、球座圧盤本体２１の中心軸Ｌ２が軸線方向Ｌに沿った状態であり、且つ、球面部２２が球座面１３に接触した状態の場合に、段差部２４の球面部２２に対して所定の隙間が空くように形成されている。また、この場合には、受け部１９の開口１９Ａの径方向内端と、圧盤部２３の径方向外端との間に、所定の隙間が空くように形成されている。これらの所定の隙間により、球座圧盤本体２１は、中心軸Ｌ２が軸線方向Ｌに対して所定の角度だけ揺動可能に構成されている。 When the central axis L2 of the spherical pressure platen main body 21 is in the axial direction L and the spherical part 22 is in contact with the spherical seat surface 13, the receiving part 19 is configured to support the spherical part 22 of the stepped part 24. It is formed so that a predetermined gap is left between the two. Further, in this case, a predetermined gap is formed between the radially inner end of the opening 19A of the receiving portion 19 and the radially outer end of the platen portion 23. Due to these predetermined gaps, the spherical platen main body 21 is configured such that the center axis L2 can swing by a predetermined angle with respect to the axial direction L.

ここで、仮に、球座圧盤本体２１が自重で受け部１９に接触した状態で球座圧盤本体２１に中心軸Ｌ２の軸回り方向の力が作用したとすると、球座圧盤本体２１は回転方向に摺動可能である。すなわち、受け部１９は、球座圧盤本体２１を軸線方向Ｌの軸回りに摺動可能に保持している。 Here, if a force is applied to the spherical pressure plate body 21 in the direction around the central axis L2 while the spherical pressure plate body 21 is in contact with the receiving part 19 due to its own weight, the spherical pressure plate body 21 will be moved in the rotating direction. It is possible to slide. That is, the receiving portion 19 holds the spherical platen body 21 so as to be slidable around the axis in the axial direction L.

受け部１９の上面（内面）には、緩衝材の一例としての円環状のゴムシート３１が配置される。ゴムシート３１は、球座受け１１の受け部１９と、球座圧盤本体２１の段差部２４との間に配置される。よって、球座圧盤本体２１は、ゴムシート３１を介して受け部１９に保持される。 An annular rubber sheet 31, which is an example of a cushioning material, is disposed on the upper surface (inner surface) of the receiving portion 19. The rubber sheet 31 is disposed between the receiving portion 19 of the ball seat receiver 11 and the stepped portion 24 of the ball seat pressure plate main body 21. Therefore, the ball seat platen main body 21 is held by the receiving portion 19 via the rubber sheet 31.

ゴムシート３１は、球座圧盤本体２１に押されて弾性変形する。本実施形態のゴムシート３１は、球座圧盤本体２１の重さとゴムシート３１の弾性力がつり合う状態で、球座圧盤本体２１の球面部２２が球座面１３に接触するか否かの境界状態となるような弾性力に構成されている。すなわち、ゴムシート３１は、つり合い状態では、球座圧盤本体２１の重さをキャンセルするように構成されている。これにより、供試体Ｔに荷重を付与する際に、空間１１Ａ内で、球座受け１１と球座圧盤本体２１との間の隙間を埋める必要がなく、余計な荷重をかけることが抑制される。また、荷重の付与開始初期には球座受け１１と球座圧盤本体２１との間に大きな摩擦抵抗が生じ難いため、供試体Ｔの上面Ｔ２形状に応じて、滑らかに球座圧盤本体２１を球座面１３に沿って摺動させ易くなっている。
なお、受け金具１６の受け部１９とゴムシート３１との間に、シム等の薄板部材を配置することも可能である。シム等を配置することにより寸法公差が生じてもその寸法公差を解消し易くなっている。 The rubber sheet 31 is pushed by the ball seat platen main body 21 and is elastically deformed. The rubber sheet 31 of this embodiment is a boundary between whether or not the spherical part 22 of the spherical pressing plate body 21 contacts the spherical seating surface 13 in a state where the weight of the spherical pressing plate main body 21 and the elastic force of the rubber sheet 31 are balanced. It is configured to have an elastic force that causes the state to occur. That is, the rubber sheet 31 is configured to cancel the weight of the ball seat platen body 21 in the balanced state. Thereby, when applying a load to the specimen T, there is no need to fill the gap between the ball seat support 11 and the ball seat pressure plate main body 21 in the space 11A, and application of unnecessary load is suppressed. . In addition, since it is difficult to generate a large frictional resistance between the ball seat support 11 and the ball seat plate main body 21 at the beginning of applying the load, the ball seat plate main body 21 can be moved smoothly according to the shape of the upper surface T2 of the specimen T. It is easy to slide along the spherical seat surface 13.
Note that it is also possible to arrange a thin plate member such as a shim between the receiving part 19 of the receiving fitting 16 and the rubber sheet 31. By arranging shims and the like, even if dimensional tolerances occur, it becomes easier to eliminate the dimensional tolerances.

上部圧盤１０の基部１２には、外周部に注油口１２Ａが形成されている。注油口１２Ａは注油路１２Ｂを介して球座面１３まで連通している。注油口１２Ａから、球座面１３と球面部２２との間に潤滑油を供給可能である。潤滑油により、球座圧盤本体２１と球座受け１１との間の摩擦抵抗が抑制され易くなっている。なお、ゴムシート３１により潤滑油は空間１１Ａ内に密閉され易くなっている。 The base 12 of the upper platen 10 has an oil filler port 12A formed on its outer periphery. The oil filler port 12A communicates with the spherical seat surface 13 via the oil filler path 12B. Lubricating oil can be supplied between the spherical seat surface 13 and the spherical surface portion 22 from the oil filler port 12A. The frictional resistance between the ball seat press body 21 and the ball seat receiver 11 is easily suppressed by the lubricating oil. Note that the rubber sheet 31 facilitates sealing of the lubricating oil within the space 11A.

上部圧盤１０の上方には、板状の取り付け部材４２が固定される。取り付け部材４２には、上下方向に延びる固定部材４３が上方から挿通されて、上部圧盤１０の上方に固定される。固定部材４３は、頭部が取り付け部材４２の座繰り孔４２Ａに埋没した状態で固定され、取り付け部材４２に対して突出しないように固定される。取り付け部材４２には、上下方向に延びる固定部材４４が下方から挿通されて、下部クロスヘッド８の下面に固定される。これにより、上部圧盤１０が取り付け部材４２を介して下部クロスヘッド８に固定される。 A plate-shaped attachment member 42 is fixed above the upper platen 10. A fixing member 43 extending in the vertical direction is inserted into the attachment member 42 from above and fixed above the upper platen 10. The fixing member 43 is fixed with its head buried in the counterbore hole 42A of the attachment member 42, and is fixed so as not to protrude from the attachment member 42. A fixing member 44 extending in the vertical direction is inserted into the attachment member 42 from below and fixed to the lower surface of the lower crosshead 8. Thereby, the upper platen 10 is fixed to the lower crosshead 8 via the attachment member 42.

次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態の材料試験機１では、供試体Ｔは、下面Ｔ１が下部圧盤９上に面接触した状態で配置される。そして、図示しない駆動源によりナット（不図示）を回転させて、下部クロスヘッド８を下降させる。下部クロスヘッド８の上部圧盤１０が供試体Ｔの上面Ｔ２に接触する際に、下部クロスヘッド８を停止させる。これにより、供試体Ｔが材料試験機１にセットされ、材料試験機１では圧縮試験が可能となる。 Next, the operation of this embodiment will be explained.
In the material testing machine 1 of this embodiment, the specimen T is placed with the lower surface T1 in surface contact with the lower platen 9. Then, a nut (not shown) is rotated by a drive source (not shown), and the lower crosshead 8 is lowered. When the upper platen 10 of the lower crosshead 8 comes into contact with the upper surface T2 of the specimen T, the lower crosshead 8 is stopped. Thereby, the specimen T is set in the material testing machine 1, and the material testing machine 1 becomes capable of performing a compression test.

圧縮試験が開始されると、ラムシリンダ３により、下部圧盤９を介して所定の応力速度で供試体Ｔに圧縮荷重が付与される。この際に、圧縮荷重の増加に伴い、ゴムシート３１を弾性変形させながら、球座圧盤本体２１が供試体Ｔの上面Ｔ２の傾斜角度に追従して揺動可能であり、球座圧盤本体２１の下端面２３Ａが供試体Ｔの上面Ｔ２に面接触した状態が保持される。供試体Ｔには、上面Ｔ２に上部圧盤１０が面接触し、下面Ｔ１に下部圧盤９が面接触して、上部圧盤１０と下部圧盤９とに供試体Ｔが挟まれた状態で、供試体Ｔには圧縮方向の荷重が付与される。 When the compression test is started, a compression load is applied to the specimen T by the ram cylinder 3 via the lower platen 9 at a predetermined stress rate. At this time, as the compressive load increases, the rubber sheet 31 is elastically deformed, and the spherical platen main body 21 is able to swing following the inclination angle of the upper surface T2 of the specimen T. The state in which the lower end surface 23A is in surface contact with the upper surface T2 of the specimen T is maintained. The upper platen 10 is in surface contact with the upper surface T2, the lower platen 9 is in surface contact with the lower surface T1, and the specimen T is sandwiched between the upper platen 10 and the lower platen 9. A load in the compression direction is applied to T.

圧縮荷重が増加していき、供試体Ｔの破壊点に達して供試体Ｔが破壊されると、上部圧盤１０においては、球座圧盤本体２１の圧縮方向の力が瞬時に解放され、球座圧盤本体２１が圧縮方向に移動しようとする。このとき、球座圧盤本体２１はゴムシート３１と接触しており、ゴムシート３１が弾性変形するため、球座圧盤本体２１が圧縮方向に移動しようとする力を吸収し易くなっている。よって、上部圧盤１０の軸線方向Ｌに沿った衝撃力を抑制可能である。 When the compressive load increases and reaches the breaking point of the specimen T, causing the specimen T to be destroyed, the force in the compressive direction of the spherical platen body 21 is instantly released in the upper platen 10, and the spherical platen The platen main body 21 attempts to move in the compression direction. At this time, the spherical pressure plate main body 21 is in contact with the rubber sheet 31, and the rubber sheet 31 is elastically deformed, so that the spherical pressure plate main body 21 easily absorbs the force of moving in the compression direction. Therefore, the impact force along the axial direction L of the upper platen 10 can be suppressed.

また、供試体Ｔが破壊される際には、供試体Ｔの周方向に捻じれるような力が作用する。球座圧盤本体２１は供試体Ｔに高圧で面接触しており、球座圧盤本体２１の下端面２３Ａと供試体Ｔとの間には高摩擦力が生じ易くなっている。このため、供試体Ｔが捻じれるように破壊されると、球座圧盤本体２１にも回転する方向の力が作用する。 Moreover, when the specimen T is destroyed, a force that twists the specimen T in the circumferential direction is applied. The spherical pressure plate body 21 is in surface contact with the specimen T under high pressure, and a high frictional force is likely to be generated between the lower end surface 23A of the spherical pressure plate body 21 and the specimen T. Therefore, when the specimen T is twisted and destroyed, a force in the direction of rotation also acts on the spherical platen body 21.

本実施形態では、圧盤部２３を有する球座圧盤本体２１は、球座受け１１の空間１１Ａに配置されているに過ぎない。すなわち、従来のように、圧盤部２３を有する球座圧盤本体２１が、圧盤吊りロッドに接続されていない。その上、球座圧盤本体２１は回転体形状であり、その配置された空間１１Ａも回転体形状であるため、球座圧盤本体２１に回転方向の衝撃力が作用しても、摩擦力以外の力が生じ難くなっている。よって、供試体Ｔが破壊される際に、球座圧盤本体２１が回転方向の力が作用しても、球座圧盤本体２１が回転可能であり、また、その回転力も摩擦力により減衰され易くなっている。球座圧盤本体２１の回転方向に移動させる衝撃力が生じても、球座圧盤本体２１が破損し難くなっている。 In this embodiment, the spherical platen main body 21 having the platen portion 23 is merely disposed in the space 11A of the spherical seat receiver 11. That is, the spherical platen main body 21 having the platen part 23 is not connected to the platen suspension rod as in the conventional case. Moreover, since the spherical pressure plate main body 21 is in the shape of a rotating body, and the space 11A in which it is arranged is also in the shape of a rotating body, even if an impact force in the rotational direction acts on the spherical pressure plate main body 21, it will not be affected by any force other than frictional force. It is becoming difficult to generate force. Therefore, even if a rotational force is applied to the spherical pressure plate main body 21 when the specimen T is destroyed, the spherical pressure plate main body 21 can rotate, and the rotational force is also easily attenuated by the frictional force. It has become. Even if an impact force is generated to move the spherical pressure plate body 21 in the rotational direction, the spherical pressure plate body 21 is less likely to be damaged.

したがって、本実施形態では、球座圧盤である上部圧盤１０について、供試体が破壊される際の衝撃力による破損を抑制し易くなっている。 Therefore, in this embodiment, the upper platen 10, which is a spherical platen, can be easily prevented from being damaged by the impact force when the specimen is destroyed.

本実施形態によれば、次のような効果を奏する。 According to this embodiment, the following effects are achieved.

本実施形態の上部圧盤１０は、球座面１３を有する球座受け１１と、球座面１３に球面接触して揺動可能に支持された球座圧盤本体２１と、を備え、供試体Ｔに所定の軸線方向Ｌに沿う試験力を付与する上部圧盤１０であって、球座受け１１は、球座圧盤本体２１を軸線方向Ｌの軸回りに摺動可能に保持する受け金具１６を備え、受け金具１６と球座圧盤本体２１との間には、ゴムシート３１が配置されている。
したがって、供試体Ｔが破壊された場合に、軸線方向Ｌに球座圧盤本体２１が移動しようとすることによる衝撃力はゴムシート３１により緩衝され、球座圧盤本体２１が軸回り方向に移動しようとすることによる衝撃力は球座圧盤本体２１が軸回りに回動することで吸収され易くなっている。よって、上部圧盤１０について、供試体Ｔが破壊される際の衝撃力による破損を抑制することができる。 The upper platen 10 of this embodiment includes a spherical seat receiver 11 having a spherical seat surface 13, and a spherical seat plate main body 21 that is swingably supported in spherical contact with the spherical seat surface 13. The upper pressure platen 10 applies a predetermined test force along the axial direction L to the ball seat plate 10, and the ball seat support 11 includes a receiving metal fitting 16 that holds the ball seat pressure plate body 21 slidably around the axis in the axial direction L. A rubber sheet 31 is arranged between the receiving metal fitting 16 and the ball seat pressure plate body 21.
Therefore, when the specimen T is destroyed, the impact force caused by the movement of the spherical pressure plate body 21 in the axial direction L is buffered by the rubber sheet 31, and the spherical pressure plate body 21 tends to move in the direction around the axis. The impact force caused by this is easily absorbed by the rotation of the spherical platen body 21 around the axis. Therefore, damage to the upper platen 10 due to impact force when the specimen T is destroyed can be suppressed.

本実施形態では、球座受け１１は、球座面１３が形成された基部１２と、基部１２とは別体に形成された受け金具１６と、を有し、受け金具１６は、基部１２に対して固定部材４１で固定されており、固定部材４１は、軸線方向Ｌに延びている。
したがって、球座面１３を複数部品の合わせ構造で形成する場合に比べて、球座面１３を一体に形成できて精度良の良い球座面１３を設けることができ、球座圧盤本体２１を精度よく摺動し易くできる。また、固定部材４１が軸線方向Ｌに延びており、上部圧盤１０の軸線方向Ｌの負荷に対する強度を確保できる。よって、上部圧盤１０の破損を抑制することができる。 In this embodiment, the spherical seat receiver 11 has a base 12 on which the spherical seat surface 13 is formed, and a receiving metal fitting 16 formed separately from the base 12, and the receiving metal fitting 16 is attached to the base 12. On the other hand, it is fixed by a fixing member 41, and the fixing member 41 extends in the axial direction L.
Therefore, compared to the case where the spherical seating surface 13 is formed by combining multiple parts, the spherical seating surface 13 can be formed integrally, and the spherical seating surface 13 can be provided with good precision. Easy to slide with high precision. Further, the fixing member 41 extends in the axial direction L, and the strength against the load of the upper platen 10 in the axial direction L can be ensured. Therefore, damage to the upper platen 10 can be suppressed.

また、本実施形態では、球座圧盤本体２１は、球座面１３に球面接触して摺動可能な球面部２２と、球面部２２から軸線方向Ｌに突出する圧盤部２３と、を備え、圧盤部２３は球面部２２よりも小径の柱状に形成されて、圧盤部２３と球面部２２との接続部分に段差部２４が形成され、受け金具１６は、段差部２４に径方向外側から進入して球座圧盤本体２１を保持する。
したがって、球面部２２を圧盤部２３よりも大径にした構成で上部圧盤１０の破損を抑制することができる。 Further, in the present embodiment, the spherical pressure plate main body 21 includes a spherical surface portion 22 that is slidable in spherical contact with the spherical seat surface 13, and a pressure plate portion 23 that protrudes from the spherical surface portion 22 in the axial direction L, The platen part 23 is formed into a columnar shape with a diameter smaller than that of the spherical part 22, and a stepped part 24 is formed at the connection part between the platen part 23 and the spherical part 22, and the receiving fitting 16 enters the stepped part 24 from the outside in the radial direction. to hold the ball seat platen main body 21.
Therefore, damage to the upper platen 10 can be suppressed by making the spherical part 22 larger in diameter than the platen part 23.

本実施形態の材料試験機１は、一対の圧盤９，１０で供試体Ｔを挟んで供試体Ｔに所定の軸線方向Ｌに沿う圧縮方向の試験力を付与する材料試験機１であって、少なくとも上部圧盤１０は、球座面１３を有する球座受け１１と、球座面１３に球面接触して揺動可能に支持された球座圧盤本体２１と、を備え、供試体Ｔに所定の軸線方向Ｌに沿う試験力を付与する上部圧盤１０であって、球座受け１１は、球座圧盤本体２１を軸線方向Ｌの軸回りに摺動可能に保持する受け金具１６を備え、受け金具１６と球座圧盤本体２１との間には、ゴムシート３１が配置されている。
したがって、供試体Ｔが破壊された場合に、軸線方向Ｌに球座圧盤本体２１が移動しようとすることによる衝撃力はゴムシート３１により緩衝され、球座圧盤本体２１が軸回り方向に移動しようとすることによる衝撃力は球座圧盤本体２１が軸回りに回動することで吸収され易くなっている。よって、上部圧盤１０について、供試体Ｔが破壊される際の衝撃力による破損を抑制することができる。 The material testing machine 1 of the present embodiment is a material testing machine 1 that applies a test force in the compression direction along a predetermined axial direction L to the specimen T with the specimen T sandwiched between a pair of platens 9 and 10, At least the upper platen 10 includes a spherical seat receiver 11 having a spherical seat surface 13 and a spherical seat plate main body 21 that is swingably supported in spherical contact with the spherical seat surface 13. The upper platen 10 applies a test force along the axial direction L, and the spherical seat support 11 includes a receiving metal fitting 16 that holds the spherical pressing plate main body 21 slidably around an axis in the axial direction L. A rubber sheet 31 is arranged between the ball seat platen body 21 and the ball seat platen body 21.
Therefore, when the specimen T is destroyed, the impact force caused by the movement of the spherical pressure plate body 21 in the axial direction L is buffered by the rubber sheet 31, and the spherical pressure plate body 21 tends to move in the direction around the axis. The impact force caused by this is easily absorbed by the rotation of the spherical platen body 21 around the axis. Therefore, damage to the upper platen 10 due to impact force when the specimen T is destroyed can be suppressed.

［２．変形例］
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、および応用が可能である。 [2. Modified example]
The embodiment described above is merely an example of one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the spirit of the present invention.

上述した第１実施形態において、緩衝材の一例としてのリング状のゴムシート３１を説明したが、これに代えて、ゴム以外の樹脂や、金属でもよい。また、環状に限らず、例えば、周方向に等間隔に配置された圧縮ばねなどでもよい。
上述した第１実施形態において、球座受け１１は基部１２と受け金具１６を有し、上下方向に分割されて組付けられる構成を説明したが、左右方向に分割して組付ける構成でもよい。
上述した第１実施形態において、球座面１３は一体に形成されることが望ましいが、一体でなくてもよい。
上述した第１実施形態において、上部圧盤１０が球座圧盤の構成を例示したが、下部圧盤９が球座圧盤の構成でもよいし、上部圧盤１０および下部圧盤９が球座圧盤の構成でもよい。 In the first embodiment described above, the ring-shaped rubber sheet 31 was described as an example of a cushioning material, but instead of this, resin other than rubber or metal may be used. Furthermore, the springs are not limited to an annular shape, and may be compression springs arranged at equal intervals in the circumferential direction, for example.
In the above-described first embodiment, the ball seat receiver 11 has the base portion 12 and the receiving metal fitting 16, and has been described as having a configuration in which it is divided vertically and assembled, but it may also be divided in the left-right direction and assembled.
In the first embodiment described above, it is desirable that the spherical seat surface 13 be formed integrally, but it may not be integrally formed.
In the first embodiment described above, the upper platen 10 is a spherical platen, but the lower platen 9 may be a spherical platen, or the upper platen 10 and the lower platen 9 may be a spherical platen. .

上述した例示的な実施形態、及び変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。 It will be understood by those skilled in the art that the exemplary embodiments and variations described above are specific examples of the following aspects.

（第１項）
一態様に係る球座圧盤は、球座面を有する球座受けと、前記球座面に球面接触して揺動可能に支持された球座圧盤本体と、を備え、供試体に所定の軸線方向に沿う試験力を付与する球座圧盤であって、前記球座受けは、前記球座圧盤本体を前記軸線方向の軸回りに摺動可能に保持する保持部を備え、前記保持部と前記球座圧盤本体との間には、緩衝材が配置されていてもよい。 (Section 1)
A spherical pressure plate according to one embodiment includes a spherical seat support having a spherical seat surface, and a spherical seat plate main body that is swingably supported in spherical contact with the spherical seat surface, and has a predetermined axis line on a specimen. The spherical pressure plate applies a test force along a direction, and the spherical seat receiver includes a holding portion that holds the spherical pressure plate body slidably around an axis in the axial direction, and the holding portion and the A cushioning material may be arranged between the ball seat platen body and the ball seat platen body.

第１項に記載の球座圧盤によれば、供試体が破壊された場合に、軸線方向に球座圧盤本体が移動しようとすることによる衝撃力は緩衝材により緩衝され、球座圧盤本体が軸回り方向に移動しようとすることによる衝撃力は球座圧盤本体が軸回りに回動することで吸収され易くなっている。よって、球座圧盤について、供試体が破壊される際の衝撃力による破損を抑制することができる。 According to the spherical pressure plate described in item 1, when the specimen is destroyed, the impact force caused by the movement of the spherical pressure plate body in the axial direction is buffered by the cushioning material, and the spherical pressure plate body is The impact force caused by attempting to move in the direction around the axis is easily absorbed by the rotation of the spherical platen body around the axis. Therefore, damage to the spherical platen due to impact force when the specimen is destroyed can be suppressed.

（第２項）
第１項に記載の試験機において、前記球座受けは、前記球座面が形成された基部と、前記基部とは別体に形成された前記保持部と、を有し、前記保持部は、前記基部に対して固定部材で固定されており、前記固定部材は、前記軸線方向に延びていてもよい。 (Section 2)
In the test machine according to item 1, the spherical seat receiver has a base portion on which the spherical seating surface is formed, and the holding portion formed separately from the base portion, and the holding portion is , the fixing member may be fixed to the base by a fixing member, and the fixing member may extend in the axial direction.

第２項に記載の球座圧盤によれば、球座面を複数部品の合わせ構造で形成する場合に比べて、球座面を一体に形成できて精度良の良い球座面を設けることができ、球座圧盤本体を精度よく摺動し易くできる。また、固定部材が軸線方向に延びており、球座圧盤の軸線方向の負荷に対する強度を確保できる。よって、球座圧盤の破損を抑制することができる。 According to the spherical seat pressure plate described in item 2, the spherical seat surface can be formed integrally and a highly accurate spherical seat surface can be provided, compared to the case where the spherical seat surface is formed by combining multiple parts. This makes it easier to slide the spherical platen body with precision. Moreover, the fixing member extends in the axial direction, and the strength against the load in the axial direction of the ball platen can be ensured. Therefore, damage to the ball seat platen can be suppressed.

（第３項）
第１項又は第２項に記載の球座圧盤において、前記球座圧盤本体は、前記球座面に球面接触して摺動可能な摺動部と、前記摺動部から前記軸線方向に突出する圧盤部と、を備え、前記圧盤部は前記摺動部よりも小径の柱状に形成されて、前記圧盤部と前記摺動部との接続部分に段差部が形成され、前記保持部は、前記段差部に径方向外側から進入して前記球座圧盤本体を保持してもよい。 (Section 3)
In the spherical pressure plate according to item 1 or 2, the spherical pressure plate main body includes a sliding portion that can slide in spherical contact with the spherical seating surface, and a sliding portion that protrudes from the sliding portion in the axial direction. a platen part, the platen part is formed in a columnar shape having a diameter smaller than that of the sliding part, a step part is formed at a connecting part between the platen part and the sliding part, and the holding part includes: The ball platen body may be held by entering the stepped portion from the outside in the radial direction.

第３項に記載の球座圧盤によれば、摺動部を圧盤部よりも大径にした構成で球座圧盤の破損を抑制することができる。 According to the spherical pressure plate described in item 3, damage to the spherical pressure plate can be suppressed by the configuration in which the sliding part has a larger diameter than the platen part.

（第４項）
一態様に係る材料試験機は、一対の圧盤で供試体を挟んで前記供試体に所定の軸線方向に沿う圧縮方向の試験力を付与する材料試験機であって、少なくとも第一の前記圧盤は、球座面を有する球座受けと、前記球座面に球面接触して揺動可能に支持された球座圧盤本体と、を備え、供試体に所定の軸線方向に沿う試験力を付与する球座圧盤であって、前記球座受けは、前記球座圧盤本体を前記軸線方向の軸回りに摺動可能に保持する保持部を備え、前記保持部と前記球座圧盤本体との間には、緩衝材が配置されていてもよい。 (Section 4)
A material testing machine according to one aspect is a material testing machine that applies a test force in a compressive direction along a predetermined axial direction to a specimen by sandwiching the specimen between a pair of pressure plates, wherein at least the first pressure plate is , comprising a spherical seat support having a spherical seat surface, and a spherical seat platen body that is swingably supported in spherical contact with the spherical seat surface, and applies a test force along a predetermined axial direction to the specimen. The spherical pressure plate is a spherical pressure plate, and the spherical seat support includes a holding part that holds the spherical pressure plate main body slidably around an axis in the axial direction, and there is a space between the holding part and the spherical pressure plate main body. may be provided with a cushioning material.

第４項に記載の材料試験機によれば、供試体が破壊された場合に、軸線方向に球座圧盤本体が移動しようとすることによる衝撃力は緩衝材により緩衝され、球座圧盤本体が軸回り方向に移動しようとすることによる衝撃力は球座圧盤本体が軸回りに回動することで吸収され易くなっている。よって、圧盤について、供試体が破壊される際の衝撃力による破損を抑制することができる。 According to the material testing machine described in Section 4, when the specimen is destroyed, the impact force caused by the movement of the spherical platen body in the axial direction is buffered by the cushioning material, and the spherical platen body is The impact force caused by attempting to move in the direction around the axis is easily absorbed by the rotation of the spherical platen body around the axis. Therefore, damage to the platen due to impact force when the specimen is destroyed can be suppressed.

１材料試験機
９下部圧盤（圧盤）
１０上部圧盤（球座圧盤、圧盤）
１１球座受け
１２基部
１３球座面
１６受け金具（保持部）
２１球座圧盤本体
２２球面部（摺動部）
２３圧盤部
２４段差部
３１ゴムシート（緩衝材）
４１固定部材
Ｌ軸線方向
Ｔ供試体
1 Material testing machine 9 Lower platen (pressing plate)
10 Upper platen (ball seat platen, platen)
11 Ball seat receiver 12 Base 13 Ball seat surface 16 Receiver fitting (holding part)
21 Spherical seat pressure plate body 22 Spherical part (sliding part)
23 Pressure plate part 24 Step part 31 Rubber sheet (buffer material)
41 Fixed member L Axial direction T Specimen

Claims

A sphere that applies a test force along a predetermined axial direction to a specimen, comprising a spherical seat holder having a spherical seating surface, and a spherical pressing plate body that is swingably supported in spherical contact with the spherical seating surface. A seat pressure plate,
The ball seat receiver includes a holding part that holds the ball seat platen body slidably around the axis in the axial direction,
A cushioning material is arranged between the holding part and the spherical platen body,
Ball seat pressure plate.

The spherical seat receiver has a base portion on which the spherical seating surface is formed, and the holding portion formed separately from the base portion,
The holding part is fixed to the base with a fixing member,
The fixing member extends in the axial direction.
The spherical platen according to claim 1.

The spherical seat platen body includes a sliding part that can slide in spherical contact with the spherical seat surface, and a platen part that protrudes from the sliding part in the axial direction,
The platen part is formed in a columnar shape with a diameter smaller than that of the sliding part, and a step part is formed at a connecting part between the platen part and the sliding part,
The holding portion enters the stepped portion from the outside in the radial direction and holds the spherical pressure platen body.
The spherical platen according to claim 1 or 2.

A material testing machine that applies a test force in a compressive direction along a predetermined axial direction to the specimen by sandwiching the specimen between a pair of platens,
At least the first pressure plate includes a spherical seat support having a spherical seat surface, and a spherical seat plate main body that is swingably supported in spherical contact with the spherical seat surface. A spherical pressure plate that applies a test force along the
The ball seat receiver includes a holding part that holds the ball seat platen body slidably around the axis in the axial direction,
A cushioning material is arranged between the holding part and the spherical platen body,
Material testing machine.