JPH02203240A - 材料試験機 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、荷重検出器を備えた材料試験機に関する。

Ｂ、従来の技術 従来から、例えばテーブル（第１の負荷部材）上に立設
された一対のねじ棹にクロスヘツド（第２の負荷部材）
を螺合し、テーブルの上面に下部つかみ具を、クロスヘ
ツドに取付けられたロードセル（荷重検出器）に上部つ
かみ具をそれぞれ対向して取付けるようにした材料試験
機が知られている。この種の材料試験機では１例えばね
じ棒を回転させてクロスヘツドを昇降させることにより
、上下つかみ具に把持された試験片に引張荷重を与え、
そのとき試験片に作用する荷重がロードセルにより検出
される。

Ｃ０発明が解決しようとする課題 しかしながら、ロードセルはその構成により検出可能な
荷重の範囲（荷重検出範囲）が限られている。従来の材
料試験機では、例えばクロスヘツドに取付は可能なロー
ドセルは１個のみであるため、１台の試験機で荷重数Ｌ
ｏｔ〜数ｇの試験を可能とするには、２〜４種類のロー
ドセルを用意し交換して使用する必要が有る。このため
、その取付け、取外し作業に時間を要し、作業効率が悪
い、また、ロードセルを正確に取付けるのは離しく、熟
練した者でなければ行なえないという問題点もある。

本発明の技術的課題は、例えばクロスヘツドに荷重検出
範囲の異なる複数の荷重検出器を取付け。

所望のものを選択使用できるようにすることにある。

Ｄ。課題を解決するための手段 本発明は、一対の試験治具間に試験片を装着して負荷す
る試験機であり一方の試験治具が接続される第１の負荷
部材（例えば、テーブル）と、他方の試験治具が接続さ
れる第２の負荷部材（例えば、クロスヘツド）と、両試
験治具を介して試験片に負荷を与えるために第１の負荷
部材と第２の負荷部材とを相対的に離接させて負荷する
負荷機構と、いずれかの試験治具が接続され試験片に作
用する荷重を検出する荷重検出器とを備えた材料試験機
に適用される。そして、第１および第２の負荷部材の少
なくともいずれか一方を、その両端部が回転支持機構に
より回転可能に軸支されるようにし、この回転可能な負
荷部材に荷重検出範囲の異なる複数の荷重検出器をその
回転方向周囲に所定間隔で設置し、これにより上記技術
的課題を解決する。

６０作用 上記回転可能な負荷部材（例えばクロスヘツド）を回転
させることにより、複数の荷重検出器のうち所望のもの
を選択使用する。その結果、試験荷重の範囲が広い場合
でも荷重検出器の取付け、取外し作業を行う必要がなく
、作業効率が向上する。

Ｆ、実施例 第１図〜第４図により本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明に係る材料試験機の正面断面図、第２図
〜第４図はそれぞれ第１図の■−■線、■−ｍ線および
ＩＶ−ＴＶ線断面図である。テーブル１（第１の負荷部
材）上には、中央に下部つかみ具（試験治具）２１が取
付けられるとともに、左右一対の機構２が立設され、柵
柱２上端にクロスヨーク３が横架される。テーブル１と
クロスヨーク３との間には、動力伝達機構４２を介して
モータ４１により回転駆動される一対のねじ棹４が保持
され、これらのねじ棹４にクロスヘツド（第２の負荷部
材）１０が螺合されている。ここで、このモータ４１．
動力伝達機構４２およびねじ棹４が負荷機構を構成する
。

クロスヘツド１ｏは、両端の支持部１１と、中央の回転
部１２とを有し、第２図および第３図に示すように、こ
れらは共に正方形断面を有する。

回転部１２の両端には回転軸１２ａがそれぞれ形成され
、この回転軸１２ａが左右支持部１１の孔１１ａにベア
リング１４を介して回転可能に軸支されている。左右支
持部１１に嵌合された一対のねじ棹ナツト１３ａおよび
補助ナツト１３ｂには上述した一対のねじ棹４がそれぞ
れ螺合貫通しており、ねじ棹４の回転によりクロスヘツ
ド１０は上下に移動する。なお、ナツト１３ａ、１３ｂ
間にばばね２４が介装され、これによりねじ棹４とナツ
ト１３ａ、１３ｂ間のバックラッシュを除去している。

第２図に示すように、回転部１２の各周面には、荷重検
出範囲がそれぞれ異なるロードセル（荷重検出器）３１
〜３４がロックナラ１−４２を介して取付けられ、この
ロードセル３１〜３４のいずれかにユニバーサルジヨイ
ント２３を介して上部つかみ具（試験治具）２２が取付
けられる。また、両支持部１１にはフランジ部１１ｂが
それぞれ形成されるとともに、回転部１２の両端にもフ
ランジ部１２ｂが形成され、フランジ部１１ｂと１２ｂ
とを固定ボルト１５で締結して回転部１２の回転を阻止
している。

次に、実施例の動作を説明する。

フランジ部１１ｂ、１２ｂに螺合された固定ボルト１５
を取外し、回転部１２を回転させて所望の荷重検出範囲
を有するロードセル（ここではロードセル３１とする）
を下部つかみ具２１と対向させる、この状態でフランジ
部１１ｂと１２ｂとを固定ボルト１５で締結し、ロード
セル３１に上部つかみ具２２を取付ける。次いで両つか
み具２１．２２に試験片ＴＰの両端をそれぞれ把持させ
ねじ棹４を所定方向に回転させると、クロスヘツド１０
が上昇して試験片ＴＰに引張荷重が働く。

このとき、ユニバーサルジヨイント２３の作用により、
クロスヘツド１０の上昇に伴って上部つかみ具２２の軸
と下部つかみ具２１の軸とが調芯され、試験片ＴＰに偏
心荷重が働かない。

その後、上述とは異なる大きさの荷重で引張試験を行う
ため、ロードセル３１とは荷重検出範囲の異なるロード
セル（例えばロードセル３４）が必要な場合には、まず
上部つかみ具２２を上述のロードセル３１から取外す。

次いで上述と同様にフランジ部１１ｂ、１２ｂに螺合さ
れた固定ボルト１５を取外し、回転部１２を回転させて
ロードセル３４を下部つかみ具２１と対向させる。この
状態でフランジ部１１ｂと１２ｂとを再び固定ボルト１
５出締結し、ロードセル３４に上部つかみ具２２を取付
ける。その後、上下つかみ具２１゜２２に試験片ＴＰを
把持させ、クロスヘツド１０を駆動して試験を行う。

また以上では、引張試験について説明したが、圧縮試験
を行う場合には、第５図に示すようにテーブル１上の下
部つかみ具２１を下部圧盤５１に交換するとともに、ロ
ードセルに接続された上部つかみ具２２を上部圧盤５２
に交換すればよい。

そして上下圧盤５１，５２に試験片ＴＰを挟持させ、ね
じ棹４を上述とは逆方向に回転させてクロスヘツド１０
を下降させれば試験片ＴＰに圧縮荷重が加わる。

さらに曲げ試験を行う場合には、第６図に示すように、
テーブル１上に曲げ支点台６１を取付けるとともに、ロ
ードセルに曲げポンチ６２を取付ければよい、そして１
曲げ支点台６１上の一対の曲げ支点６１ａ・間に試験片
ＴＰを横架させクロスヘツド１０を下降させれば、曲げ
ポンチ６２が試験片ＴＰを押圧して試験片ＴＰに曲げ荷
重が加わる。

なお以上では、フランジ部１１ｂと１２ｂとを固定ボル
ト１５で締結して試験時に回転部１２が回転しないよう
にしたが、引張試験の際にはこの回転阻止は行わなくて
もよい、この場合には、クロスヘツド１０の上昇に伴っ
て両つかみ具２１゜２２の軸が前後方向で一致するよう
に回転部が回転するから、ユニバーサルジヨイント２３
を用いる必要がなく、図示横方向にのみ揺動可能なジヨ
イントを用いればよい。

また、正方形断面のクロスヘツド１０を用い、その各周
面に１個づつ合計４個のロードセルを取付けた例を示し
たが、クロスヘツドに取付けるロードセルの数は２以上
であればいくつでもよい。

例えばクロスヘツドを５以上の多角形断面とし、荷重検
出範囲の異なる５以上のロードセルを取付けるようにし
てもよい。

また、クロスヘツド１０にロードセルが取付けられた例
を示したが、テーブル１にロードセルが取付けられるも
のでもよい、この場合には、テーブル１の上板をビーム
上に形成しその両端部を両側板に回転可能に支持させ、
上板の周面に複数のロードセルを取付ける。そして、上
板を回転させて上部に位置したロードセルに下部試験治
具を取付けるようにすればよい。

さらに、クロスヨーク３に上部試験治具を取付けるとと
もに、クロスヘツド１０上部のロードセルに下部試験治
具を取付けて上述した試験を行うようにしてもよい、さ
らにまた、クロスヨーク３を機構２に回転可能に支持し
、これに複数のロードセルを取付けるようにしてもよい
。この場合には、クロスヘツドに下部試験治具を直接取
付けるとともに、クロスヨーク２を回転させて下部試験
治具と対向するロードセルに上部試験治具を取付けるよ
うにすればよい。

さらにまた１回転部１２をウオーム機構を介してハンド
ルまたは小型モータ等で回転するようにしてもよい。

また以上では、ねじ棹を駆動してクロスヘツドを昇降さ
せることにより試験片を負荷するタイプの試験機につい
て説明したが、例えば、クロスヘラドは試験片位置決め
のためにのみ昇降させ、往復動シリンダあるいはラムシ
リンダ等によりテーブル上の下部試験治具あるいはテー
ブルそのものを昇降させて試験片に負荷を与えるタイプ
の試験機にも本発明を適用できる。

Ｇ１発明の効果 本発明は以上のように構成したから、煩雑で熟練を要す
る荷重検出温の取付け、取外し作業を行うことなく、単
に回転操作のみで異なった荷重検品器を使用でき１作業
効率と計測精度の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を示し、第１図は本
発明に係る材料試験機の正面断面図、第２図〜第４図は
第１図のそれぞれ■−■線、Ｉ−■線およびＴＶ−ＴＶ
ＩＩＡＷＲ面図、第５図は試験機に圧縮試験用の試験治
具を、第６図は曲げ試験用の試験機治具をそれぞれ取付
けた場合を示す正面図である。 １：テーブル　　　３：クロスヨーク ４：ねじ棹　　　１０：クロスヘッド １１；支持部　　　１２：回転部 ２１．２２：っかみ具 ３１〜３４：ロードセル ４１：モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一対の試験治具間に試験片を装着して負荷する試験機で
   あって、一方の試験治具が接続される第１の負荷部材と
   、他方の試験治具が接続される第２の負荷部材と、前記
   両試験治具を介して試験片に負荷を与えるために前記第
   １の負荷部材と第２の負荷部材とを相対的に離接させて
   負荷する負荷機構と、前記いずれかの試験治具が接続さ
   れ前記試験片に作用する荷重を検出する荷重検出器とを
   備えた材料試験機において、前記第１および第２の負荷
   部材の少なくともいずれか一方は、その両端部を回転支
   持機構により回転可能に軸支されるとともに、この回転
   可能な負荷部材には荷重検出範囲の異なる複数の荷重検
   出器がその回転方向周囲に所定間隔で設置されているこ
   とを特徴とする材料試験機。