JPH02120640A - 引張試験機に於ける試験片供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、引張試験機に於ける試験片供給装置に係わ
り、更に詳しくは多数の試験片を一部セットすれば、試
験片を引張試験機に順次自動的供給して連続的に、効率
良く試験を行うことが出来る引張試験機に於ける試験片
供給装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、ゴム、樹脂、繊維などの材料の弾性率。

伸長応力、或いは破断時の伸びなどの引張特性を測定す
る引張試験装置は、上記材料からなる試験片の両端をそ
れぞれ試験装置のチャックで把持し、一方のチャックを
移動させて試験片を引っ張り、伸長変形を与えるように
構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、従来の引張試験装置に於ける試験片を試験機
のチャックに自動供給する装置としては、例えば、特公
昭５５−１３２９５号公報、特公昭５５−１３２９６号
公報、特公昭６２−１８８５３号公報に開示されている
ように、数十枚あるいは数百枚の試験片を垂直方向に積
み上げた状態で、取付は装置に設けられた吸着パッドで
、試験片を順次上側から吸着して順次試験機のチャック
にクランプさせるようにした装置や、特開昭６３−２３
３３５０号公報に開示されているように、試験片毎にチ
ャノクを取付けて回転盤上にセットするようにした装置
が提案されている。

然しなから、」二記のような従来の試験片自動供給装置
の場合には、長時間、例えば夜間（８時間ｉｎ　２ｋ　
）において無人化でｙ五（験を行いたいために、数百枚
の試験片を重ねた状態で積」二げた場合、試験片の材質
や、重量及び湿度等で試験片同志が密着し、吸着バット
で試験片を吸着した場合、試験片数枚を同時に吸着して
しまい、チャックにクランプすることができないことか
ら試験機が停止してしまい引張試験を行うことができな
いと言う問題があった。

また、種々の試験片の引張試験を行うために途中におい
て試験片の入れ替えをする場合にも、」二記のように、
数十枚あるいは数百枚の試験片を垂直′方向に積み上げ
た状態では、節華に入れ替えが困難であると共に、試験
片を捜すことも雑しいと言う問題があった。

また、試験片毎にチャックを取付ける必要があり、また
取外しの時間もかかり、更に大量に試験片をセットする
ことができないと言う問題があり、また試験片の保持方
向が垂直方向のために、長時間この状態で保持されると
、温度によっては試験片自身が自重で試験片が変形して
しまうと言う問題があった。

〔発明の目的〕

この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出された
もので、多数の同一または異種の試験片をカセット化し
て一部セットすれば、後は試験片同志が密着したりする
ことなく試験機に自動的に供給して、長時間にわたって
無人化で自動的に引張試験を行うことができ、また試験
途中において試験片の入れ替えを行う場合にも容易に行
うことが出来ると共に、効率の良い引張試験を行うこと
ができる引張試験機に於ける試験片供給装置を提供する
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は上記目的を達成するため、試験片を水平状態
で載置する複数段の棚板を備えたカセットと、このカセ
ットを複数個配設可能なカセット載置台と、このカセッ
ト載置台に載置されている各カセットを所定位置まで１
．般用させる１・ｐ出手段と、前記搬出されたカセット
の各棚板−にに載置された試験片を、引張試験機の取付
は装置と接続する試験片搬送台上まで押し出す押出手段
とで構成したことを要旨とするものであ［発明の作用〕 この発明は、」二記のように構成され、カセット載置台
に、複数段の各棚板に試験片を収容した複数個のカセッ
トを載置しておき、そしてカセット載置台から順次カセ
ットを搬出させると共に、このカセットから一枚毎試験
片を試験片搬送台上まで押出し、この確送台上で、標線
付着装置により試験片の所定位置に測定マークを付着す
る。そして、試験片を取付は装置を介して引張試験機本
体のチャックに取付けると共に、試験片に引張荷重を加
えなから引張試験機本体の側部に設置された非接触伸び
センサーにより、；）１１記試験片の１ｉｌｌｌ定マー
クの変化を測定して、試験片の引張特性を測定すること
により、試験片を一枚毎確実に供給して、長時間にわた
って無人化で引張試験を行うことが出来ることを特徴と
している。

〔発明の実施例〕

以下添付図面に基いて、この発明の詳細な説明する。

第１図は、この発明を実施した引張試験装置の全体斜視
図、第２図は引張試験装置ｌの概略平面図、第３図は第
２図の正面図、第４図は第３図の一部切欠した拡大断面
図を示し、この引張試験装置１は、主として、試験片Ｗ
の自動供給装置２と、この自動供給装置２から供給され
た試験片Ｗをクラ：ノブして引張試験を行う引張試験機
本体３と、引張試験機本体３による試験片Ｗの引張特性
を測定するテレビカメラ等の非接触伸びセンサー４とで
構成されている。

前記試験片Ｗの自動供給装置２は、複数個のカセット５
を配設可能に構成した回転テーブル等のカセット載置台
６と、このカセット載置台６上に、試験片Ｗを略水平状
態で載置する複数段の棚板７を備えた前記カセット５と
、前記カセット載置台６の上部に、前記カセット載置台
６上の各カセット５を所定位置まで搬出させるエアーシ
リンダー等の搬出手段９と、更に前記カセット載置台６
の側部に、前記搬出手段９により搬出されたカセット５
の各棚板７上に載置された試験片Ｗを、引張試験機本体
３の取付は装置１０と接続する試験片搬送台ｌｌ上まで
押し出す押出手段１２とで構成されている。

前記、自動供給装置２を構成するカセット載置台６は、
第１図及び第５図に示すように、複数個のカセット５を
放射状に載置可能な円盤状のテーブル１３がシャフト１
４を介して水平に設置され、該シャフト１４は回転駆動
モータ１５により一定の速度で、かつ一定の方向に回転
するように構成されている。そして、カセット載置台６
の上部に設置された搬出手段９は、第５図に示すように
、テーブル１３の上面と略水平方向に伸縮作動するエア
ーシリンダー０口・ノド８の先端に、前記カセット５の
上面に形成された保合孔１６と係合する出没可能な突起
１６ａが形成され、前記カセ・ント５を引っ掛けてカセ
ット載置台６の側部に設置された昇降自在な支持テーブ
ル１７上まで搬出させるように構成されている。なお、
水平状態で支持された支持テーブル１７は、昇降シリン
ダ・＝１８により垂直方向に昇降するように支持され、
後述するカセット５の各棚板７の位置を押し出す押出手
段１２の位置に一致させるようにしている。

次に、試験片Ｗを略水平状態で載置する複数段の棚板７
を備えたカセット５は、第１図及び第６図〜第８図に示
すように、略方形状に形成された支持枠１９の内部に、
試験片Ｗを水平に載置できる複数枚の柵板７が所定の間
隔で配設され、この支持枠１９の前面側または裏面側の
少なくとも一方に、前記棚板７と直交する方向に二本の
支持棒２０が取付けられている。

この二本の支持棒２０ば、カセット５の各棚板７上に試
験片Ｗをセットする場合、試験片Ｗの挿入作業性を良好
にするために、カセット５を横に寝かして各棚板７を垂
直状態にし、そして各棚板１間に試験片Ｗを挿入するも
のであるが、試験片Ｗの挿入後に試験片Ｗが撓んだり、
カセット５から脱落したりすることが考えられるために
、これを有効に防止させる為と、試験片、Ｗのセント位
置を所定位置に位置決めするために用いるものである。

従って、二本の支持棒２０は、必ずしも棒状のものでな
くても良く、板状のものであってもよい。

前記、カセット５を構成する支持枠１９の底部には、前
記自動供給装置２の円盤状のテーブル１３に設けられた
ガイドレール２１及び支持テーブル１７上のガイドレー
ル（図示省略）と係合する・ガイド２２が形成されてい
る。

なお、上記のカセット５は、第６図（ｄｌ及び第７図（
ｄ）に示すように、試験片Ｗの大きさにより若干大きさ
が異なるが、全体の構成としては、全く同様である。因
に、第６図（ｄ）に示す試験片は、一般にＪＩ３２号、
ＪＩＳ３号試験片と呼称されるもので、大きさは（１０
０Ｘ２５Ｘ２　）　ｓｍであり、また第７図（ｄｌに示
す試験片は、一般にＪＩＳＩ号試験片と呼称されるもの
で、大きさは（１２０ｘ２５ｘ２　）璽−である。

また、第８図に示すカセット５に被せるケース２３は、
試験片Ｗをセットしたカセット５を自動供給装置２の円
盤状のテーブル１３上に挿入して配置する際や、テーブ
ル１３の回転時等の振動等で棚板１間から試験片Ｗが迫
り出したり試験片Ｗが左右にずれるのを防止するための
ものであって、予めカセット５にケース２３を被せた後
、テーブル１３上に配置するようにしたものである。

なお、このケース２３は、カセット５が支持テーブル１
７上へ搬出させた時点で、第８図（ａｌに示すようなケ
ース脱着装置７０により、取外されたり、被せられたり
するものである。

即ち、ケース脱着装置７０は、プレート７１−１−にケ
ース除去シリンダ７２が垂直に立設され、ケース除去シ
リンダ７２のロット７３の先端には、支持プレート７４
を介して複数本の真空吸着バット７５ａ、７５ｂが吊設
されている。

なお、７６は支持プレート７４のガイ１０フトを示して
いる８上記のような構成のもとＧこ、テーブル１３上に
ケース２３が被った状態でカセット５が載置されると、
上記のケース除去シリンダ７２が作動して真空吸着バソ
Ｉ・７５ａ７５ｂで吸着して持ち上げ、カセット５から
ケス２３を自動的に取外し、またカ七ノド５内から試験
片Ｗが全て取出された後、再び試験片Ｗを収容してテー
ブル１３上に載置する際には、前述と同様にカセット５
にケース２３を自動的に被せるようにしたものである。

次に、前記カセット５の各棚板７上に載置された試験片
Ｗを、試験片搬送台Ｉｌｌまで押し出す押出手段１２は
、第９図及び第１０図に示すように、カセット５が支持
テーブル１７の側部に、支持フレーム２４を介して駆動
モータ２５が取付けられ、この駆動モータ２５」−に、
支持プレート２６を介してガイドローラー２７ａ。

２７ｂによりガイドされながら水平方向に進退する試料
押出し２板２８が設置されている。

この試料押出し仮２８は、ラック２９を取イ］けた支持
部材３０上に、ヒス３１を介して水平に取付けられ、支
持部＋Ａ’３０のラック２９は、前記駆動モータ２５の
回転軸２５ａに取付けたビニオン３２と噛合している。

従って、駆動モータ２５が回転駆動すると、ラック２９
．ピニオン３２を介して支持部（Ａ３０上に取付けられ
ている試料押出し仮２８が、前記ガイドローラー２７ａ
、２７ｂによりガイドされなが（ろ水下方向に移動して
、カセソ］・５の各（ｌＩ板７−１１に載置された試験
片Ｗを順次試験片ｔａＸ送台１１−１−まで押出すので
ある。

次に、前記自動供給装置２から供給された試験片Ｗをク
ランプして引張試験を行う引張試験機本体３は、第１図
、第４図及び第１Ｏ図に示すように、前記試験片搬送台
１１と、この試験片搬送台ｌｌ上に押出された試験片Ｗ
の所定位置に測定マークｌ）を付す標線付着装置３３と
、測定マークＩ）力坏Ｊされた試験片Ｗを、引張試験機
本体３のチャック部３４に取付ける取付は装置１０とで
構成されている。

前記試験片搬送台１１は、第１図及び第１Ｏ図に示すよ
うに、直列に配設された複数の試料搬送部材３６が、ブ
ラケット３７を介して支持部材３８６．Ｚ取イ４げられ
、この支持部材３８は、ナツト３９を介して駆動ネジ４
０に螺嵌している。駆動ネジ４０は、第４図に示すよう
に、駆動力伝達機構４１を介して搬送モータ４２Ｑこ接
続され、搬送モータ４２が回転駆動すると、駆動ネジ４
０が回転し、これによって支持部材３８にブラケット３
７を介して取付けられている試料搬送部材３６が試験片
Ｗを載置した状態で所定の位置まで移動する。

また、前記試験片１送台１１上に設置された標線付着装
置３３は、第１図に示すように、ペイント皿４３に入れ
られているペイントを、ベンチマーカ４４を介して試験
片Ｗの対称位置に測定マークＰとして付すもので、試験
片Ｗが１ｐ。

い場合には、白いペイントを（＝ｔ　Ｌ、また白い試験
片Ｗの場合には、黒いペイントを付すのである。これは
、非接触伸びセンサー４により光学的に伸び特性を４１
１１定する場合に、測定マークＰの位置を容易に把握出
来るようにしまたものである。

次に、前記測定マークＰが付された試験片Ｗを、引張試
験機本体３のチャック部３４に数例りる取（］け装置１
０は、試験片１般送台１１の側部に設置され、この取付
ける取付ＩＪ装置１０は側面に複数の吸着パット４５を
備えた吸着支持部材４６と、この吸着支持部材４６を旋
回または水平方向に移動させる図示しない移動段溝とで
構成されている。

この吸着支持部材４６の作動としては、第１図に示すよ
うに、測定マーク■）がイ」された水平状態の試験片Ｗ
を、吸着支持部材４６の吸着バッド４５で吸着し、そし
て吸着支持部材４６ば約９０変節回して試験片Ｗを垂直
状態にする。

この状態から、試験片伸張方向Ｘ−Ｘ、即ち引張試験機
本体３の垂直対称位置に待機するチャック部３４まで水
平方向に移動し、ここでチャック部３４に把持させるの
である。

引張試験機本体３としては、従来のものと同様なものを
使用し、試験片Ｗをチャキングした状態でチャック部３
４のクロスへンド４７の少なくとも一方、−１Ｇ的には
下方を引っ張って、試験片Ｗに引張荷重を与えながらそ
の引張特性を測定するものである。なお、４８はダスト
排出管、４９は試験片排出部を示している。

前記引張試験装置本体３の側部に設置した非接触伸びセ
ンサー４は、本願出願人が既に出願している、例えば特
願昭６２−１０１８４５号の引張試験装置に於ける非接
触伸びセンサーを使用するものである。

即ち、第１１図に示す引張試験装置の５１ａ。

５１ｂは、それぞれ試験片Ｗの両端を把持する上部チャ
ックと下部チャックを示し、上部チャック５１ａは、一
定位置に設置され、かつ上端イ則に引張荷重を検出する
ためのロードセル５２が連結されている。

そして、そのロードセル５２が検出した引張荷重は、増
幅器５３を介して中央演算部５４に入力されるようにな
っている。

一方、下部チャック５１ｂは、ギヤボックス５５を介し
てモータ５６の駆動により上下移動を行い、上記試験片
Ｗに引張荷重を与えるようになっている。このモータ５
６は、モータ制御部５７を介して上記中央演算部５４か
らの指令によって駆動されるようになっている。

上下のチャック５１ａ、５１ｂを含む引張機構は、冷却
コイル５８を有する恒温槽５９の内部に収容されている
。また、恒温槽５９の側面には、二重ガラスの透視部６
０が設けられ、外側から目視することが出来るようにな
っている。

上記透視部６０の空間部６１には、乾燥した熱風が通さ
れ、ガラス面に露結によるくもりが発生しないようにし
である。

この恒温槽５９は、低温下での試験片Ｗの特性を測定す
るために付設されたものであり、常温条件での特性を測
定するものについては、必ずしも必要ではない。

上記透視部６０の外側には、内側の引張機構を望むよう
に非接触伸びセンサー４を構成する二重のＴＶカメラ６
１．６２が設置されている。

そ、れぞれのＴＶカメラ６１．６２は、第１２図Ａ、Ｂ
のように、検出した電気信号を映像回路６３で処理し、
それを中央演算部５４へ入力するようになっている。ま
た、この映像回路６３で処理された出力信号は、モニタ
ーＴＶ６４によってモニタリングできるようになってい
る。

即ち、第１２図Ａ、Ｂは、試験片Ｗを長平方向に引張り
ながら二重のＴＶカメラ６１．６２により引張状特性を
測定する原理を示すものであり、試験片Ｗち引張荷重を
加えて伸長させながら、試験片Ｗを二重のＴＶカメラ６
１．６２で撮像すると、第１２図Ａに示すように、走査
線Ｈ３の方向を試験片Ｗの引張力向と直交させる時ば、
その出力信号は、第１２図Ｂに示すように測定マークＰ
、Ｐ（標線）に対応する部分ｐ、、ｐ、が他の部分に比
べて高いレベルになって現れる。

従って、この二重のＴＶカメラ６１．６２の出力信号の
うち、一定レベルＥ、以上の信号のみを処理回路で取り
出し、上記の測定マークＰＰの間隔りに対応した時間間
隔　の信号だけを得、その信号から測定マークＰ、Ｐ間
の距離りを求めれば良い。

また上記、二重のカメラのうちの一方のＴＶカメラ６１
はズームレンズ付であり、その全視野が引張初期の局部
領域に限定されて拡大走査するもので、主として試験片
Ｗの低伸張領域を検出するようになっている。

このような全視野が局部領域に限定されることにより、
微小な変位までを高精度に読み取ることが出来るように
なっている。

例えば、このＴＶカメラ６１としてＣＯＤカメラ・ＴＪ
−２２Ａｎ型を使用し、その全視野をズームレンズによ
って例えば２５．、の局部領域に限定し、また垂直の画
素数のうち有効画素数を４５０本にするものである。

また、試験片ＷとしてＪＩＳ３号による通常引張試験を
行い、この試験片Ｗを引張って初期の測定マークＩ”Ｐ
間の距離２０龍を上記全視野限界の２５龍まで２５％の
伸張を加えたとする。そうすると、このＴＶカメラによ
って読み取れる変位は、２５ｍｍ／４５０本−０，０５
ｍｍ／木まで極めて高積度なものとなる。

王台のカメラのうちの他方の１゛■カメラ６２は、ズー
ムレンズを付けておらず、その全視野は試験片Ｗが破断
するまでの全引張変形領域を望むようになっており、主
として試験片Ｗの高伸張領域を検出するようになってい
る。

ト記二重のＴＶカメラ６１．６２は、中央演算部５４の
指令により、引張試験開始時の低伸張領域では、前者の
ＴＶカメラ６１が走査を行うが、次いで試験片Ｗが予め
設定された伸張率を越えて高伸張領域まで伸びると、カ
メラの作動が切換ねって後者のＴ　Ｖカメラ６２が走査
を行うようになる。

また、中央演算部５４は、モータ制御部５７を介して下
部チャック５１ｂの引張速度も変化させるように制御し
ている。

そして、上記低伸張領域では低速度にするが予め設定さ
れた伸張率を越える高伸張領域になると、これよりも速
い通常速度に切換えるようにしている。

このような操作によって測定された試験片（、■の引張
特性の結果は、中央演算部５４がらプリンター６５に出
力される。６６は、測定に必要なデータを入力するキー
ボードである。

上述したように、上記の引張試験装置は、少なくとも王
台のＴ　Ｖカメラ６１．６２を併設し、その−台を低伸
張領域専用の高精度伸び計とし、また他の一台を通常の
伸び計とし、試験片Ｗが予め設定した伸張率まで伸びた
ときに、自動的にＴＶカメラを高精度伸び計から通常の
伸び計に切換えるようにしている。従って、試験片Ｗの
引張開始から切断までの伸張率を正確に読み取ることが
可能となり、特に低伸張領域においての伸張率（０，２
〜２０χ）を、±０．２χの精度まで読み取ることが可
能である。

また、−に記実施例のように、引張速度も予め設定した
伸張率で切換えるようにすると、低速度の低伸張領域で
は、低伸張モジュラスを測定し、次いで通常速度の高伸
張領域では高伸張モジュラスを測定するようにすること
が出来る。

そのため、１回の試験で複数の引張特性を同時に測定す
ることが出来るようになる。

なお、上記の実施例では、王台のＴＶカメラ６１．６２
を使用して試験片Ｗの引張特性を測定しているが、この
実施例に限定されず、ＴＶカメラの台数を増やぼ、更に
高精度な引張特性を測定することが可能となる。

この発明は、上記のように構成され、カセット載π台６
に、複数段の各棚板７に試験片Ｗを収容した複数個のカ
セット５を載置しておき、そしてカセットｉｉ！２置台
５がら順次カセット５を搬出させると共に、このカセッ
ト５から一枚）ｕ：試験片Ｗを試験片搬送台１１上まで
押出し、この印送台１１上で、標線付着装置３３により
試験片Ｗの所定位置に測定マークＰ、Ｐを付着する。そ
して、試験片Ｗを取付は装置１０を介して引張試験機本
体３のチャック部３４に取付けると共に、試験片Ｗに引
張荷重を加えなから弓張試験機本体３の側部に設置され
た非接触伸びセンサー４により、上述したような前記試
験片Ｗの測定マークの変化を測定して、試験片Ｗの引張
特性を測定するのである。

このような装置により、試験片Ｗを一枚毎確実に供給し
て、長時間にわたって無人化で引張試験を行うことが出
来、また非接触伸びセンサー４による引張試験を行うの
で、試験片がチャック部から破断したり、チャック部か
ら滑る等の問題も有効に防止出来るのである。

なお、カセット載置台６からカセット５を段山して、試
験片Ｗの押出し、引張試験機本体３までの供給作動及び
引張試験操作までの一連の工程を具体的に示したのが第
１３図に示すフローチャートである。

〔発明の効果〕

この発明は、上記のように試験片を水平状態で載置する
複数段の棚板を備えたカセットと、このカセットを複数
個配設可能なカセット載置台と、このカセット載置台に
載置されている各カセットを所定位置まで搬出させる搬
出手段と、前記搬出されたカセットの各棚板上に載置さ
れた試験片を、引張試験機の取付は装置と接続する試験
片搬送台上まで押し出す押出手段とで構成したので、多
数の同一または異種の試験片をカセット化して一部セッ
トすれば、後は試験片同志が密着したりすることなく試
験機に自動的に供給して、長時間にわたって無人化で自
動的に引張試験を行うことができる効果があり、また試
験途中において試験片の入れ替えを行う場合にも容易に
行うことが出来、更に試験片の段取りも容易に行うこと
ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を実施した引張試験装置の全体斜視
図、第２図は引張試験装置１の概略平面図、第３図は第
２図の正面図、第４図は第３図の一部切欠した拡大断面
図、第５図はカセット載置台上からカセットを磁比する
搬出手段の拡大正面図、第６図（ａ）はカセットの平面
図、第６図（ｂｌはカセットの正面図、第６図（Ｃ）は
カセットの側面図、第６図ｆｄ）はカセットの棚仮に載
置されている試験片の側面図、第７図（ａｌ〜（ｄｌは
、他の試験片を収容するカセットの他の実施例を示す第
６図（ａ）〜（ｄｌと同様な図、第８図はカセットとケ
ースとを示す斜視図、第８図（ａ）はケースの脱着装置
を示す斜視図、第９図はカセットから試験片を押出す押
出手段の平面図、第１０図は第９図の正面図、第１１図
は非接触伸びセンサによる引張試験装置の概略構成図、
第１２図Ａ及びＢは、非接触伸びセンサーによる引張試
験方法を示す原理説明図、第１３図は試験片の供給工程
を示すフローチャートである。 ｌ・・・引張試験装置、２・・・試験片Ｗの自動供給装
置、３・・・引張試験機本体、５・・・カセ・ノド、６
・・・カセットＲ置台、７・・・棚板、９・・・搬出手
段、１０・・・取付は装置、１１・・・試験片搬送台、
１２・・・押出手段。 代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試験片を水平状態で載置する複数段の棚板を備えたカセ
   ットと、このカセットを複数個配設可能なカセット載置
   台と、このカセット載置台に載置されている各カセット
   を所定位置まで搬出させる搬出手段と、前記搬出された
   カセットの各棚板上に載置された試験片を、引張試験機
   の取付け装置と接続する試験片搬送台上まで押し出す押
   出手段とで構成したことを特徴とする引張試験機に於け
   る試験片供給装置。