JPH043253Y2 - - Google Patents

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JPH043253Y2
JPH043253Y2 JP1985101382U JP10138285U JPH043253Y2 JP H043253 Y2 JPH043253 Y2 JP H043253Y2 JP 1985101382 U JP1985101382 U JP 1985101382U JP 10138285 U JP10138285 U JP 10138285U JP H043253 Y2 JPH043253 Y2 JP H043253Y2
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valve body
piston
cylinder chamber
opening
hydraulic
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は材料試験機に関する。[Detailed explanation of the idea] Industrial applications The present invention relates to a material testing machine.

従来の技術 この種の材料試験機として、例えばプレスを挙
げることができる。
BACKGROUND ART An example of this type of material testing machine is a press.

考案が解決しようとする問題点 しかし、1m/s以上の高速で作動するプレス
は現存せず、またプレスは一般に圧縮で使用する
ように設計されているため、引張には使用できな
い。しかして、高容量で引張もできる負荷発生装
置はあるが、5m/s以上の高速領域で使用でき
るものはない。それは、高容量で高速となると、
負荷速度の制御手段として、現存のサーボ弁等を
使用できず、ほとんど実用化できない数万/
minの流量のバルブを必要とするためである。
Problems that the invention aims to solve However, there are currently no presses that operate at high speeds of 1 m/s or higher, and presses are generally designed for use in compression, so they cannot be used in tension. Although there are load generators with high capacity and tensile capacity, there are none that can be used at high speeds of 5 m/s or higher. When it comes to high capacity and high speed,
Existing servo valves cannot be used as a means of controlling the load speed, and tens of thousands of units are almost impossible to put into practical use.
This is because a valve with a flow rate of min is required.

本考案は前記事情に鑑みてなされたもので、小
形でありながら、高容量で高速負荷を発生する材
料試験機を提供することを目的としている。
The present invention was devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a material testing machine that is small in size, has a high capacity, and generates a high-speed load.

問題点を解決するための手段 前記目的を達成するため、本考案の材料試験機
は、第1のピストンとこのピストンの両側に一方
および他方のシリンダ室を有するアクチユエータ
と、一方のシリンダ室に一定の油圧を加える油圧
ユニツトと、前記油圧により作動して蓄圧するア
キユームレータと、他方のシリンダ室を加圧して
前記一方のシリンダ室内の上昇する余分な油圧を
逃がしつつ第1のピストンをスタート位置へ移動
させる制御弁と、前記他方のシリンダ室に連通し
て他方のシリンダ室の油を排出する油圧排出通路
と、この油圧排出通路に設けられ油圧排出通路を
高速で開く開閉弁とを備え、且つ、前記開閉弁
は、前記油圧排出通路にほぼ直交する開閉孔と、
この開閉孔に油密且つ摺動自在に挿入された弁体
と、この弁体の一方の側に取り付けられた第2の
ピストンと、弁体を前記開閉孔を塞ぐ方向に付勢
し且つ第2のピストンの反弁体側に設けた復帰ば
ねと、前記弁体、第2のピストン、復帰ばねを収
容したシリンダと、前記開閉孔に連通するように
前記シリンダに設けた油圧排出孔とを有し、前記
弁体は、第2のピストンの弁体側に加えられた油
圧により前記復帰ばねに抗して変位して前記開閉
孔を開く際に、第2のピストンの弁体側に加えら
れた油圧が完全に立ち上がるまでの弁体の助走期
間は前記開閉孔を開放せず弁体が定速域に入つて
から前記開閉孔を開放するような長さを有する。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the material testing machine of the present invention includes an actuator having a first piston, one cylinder chamber and the other cylinder chamber on both sides of the piston, and a constant cylinder chamber in one cylinder chamber. a hydraulic unit that applies hydraulic pressure, an accumulator that is operated by the hydraulic pressure to accumulate pressure, and pressurizes the other cylinder chamber to release the excess hydraulic pressure rising in the one cylinder chamber while moving the first piston to the starting position. a hydraulic discharge passage that communicates with the other cylinder chamber and discharges oil in the other cylinder chamber, and an on-off valve provided in the hydraulic discharge passage that opens the hydraulic discharge passage at high speed, The on-off valve has an on-off hole substantially orthogonal to the hydraulic discharge passage;
A valve body is oil-tightly and slidably inserted into the opening/closing hole, a second piston attached to one side of the valve body, and a second piston that urges the valve body in a direction to close the opening/closing hole. A return spring provided on the side opposite to the valve body of the second piston, a cylinder housing the valve body, the second piston, and the return spring, and a hydraulic discharge hole provided in the cylinder so as to communicate with the opening/closing hole. When the valve body is displaced against the return spring by the hydraulic pressure applied to the valve body side of the second piston and opens the opening/closing hole, the valve body is displaced by the hydraulic pressure applied to the valve body side of the second piston. The run-up period of the valve body until the valve body completely rises has a length such that the opening/closing hole is not opened and the opening/closing hole is opened after the valve body enters a constant speed region.

作 用 ピストンがスタート位置に保持された状態で、
開放弁を開くが、このとき、弁体が定速域に入つ
てから開閉孔が全開するので、この開閉弁側のシ
リンダ室内の油圧が高速で流出するとともに、他
方のシリンダ室がアキユームレータにより加圧さ
れることにより、高速負荷が発生する。
Action With the piston held at the starting position,
The release valve is opened, but at this time, the opening/closing hole is fully opened after the valve body enters the constant speed range, so the hydraulic pressure in the cylinder chamber on the opening/closing valve side flows out at high speed, and the other cylinder chamber is released into the accumulator. A high-speed load is generated by pressurization.

実施例 第1図は本考案の一実施例にかかる材料試験機
の一部破断正面図である。
Embodiment FIG. 1 is a partially cutaway front view of a material testing machine according to an embodiment of the present invention.

この図において、10はベースで、このベース
10上に立設された左右一対の支柱11,11の
中間部にはテーブル12が固設され、かつテーブ
ル12より上部には支柱11,11にそつて昇降
し得るクロスヘツド13が配置されている。
In this figure, reference numeral 10 denotes a base, and a table 12 is fixed in the middle of a pair of left and right columns 11, 11 erected on the base 10, and above the table 12, a table 12 is attached to the columns 11, 11. A crosshead 13 is arranged which can be raised and lowered.

前記テーブル12の下面にはアクチユエータ2
0のシリンダ21が取付けられ、このシリンダ2
1内はピストン22により上下のシリンダ室2
3,24に区画されている。テーブル12の上方
へ突出したピストンロツド25の上端には供試体
14の下部を下方へ引張る治具15が設けられ、
また供試体14の上部を支持して荷重を検出する
ロードセル16はクロスヘツド13に取付けられ
ている。下側のピストンロツド26の横断面積は
上側のピストンロツド25のそれよりも小さく
て、すなわち下側のピストン端面は上側のそれよ
りも大きくて、上下のシリンダ室23,24に同
大の油圧を加えたとき、ピストン22に作用する
下向きの力、つまりシリンダ室23の油圧とピス
トン22、ピストンロツド25,26および治具
15の各重量を加えた下向きの力F1と、シリン
ダ室24の油圧による上向きの力F2とがつり合
うようになつている。
An actuator 2 is mounted on the bottom surface of the table 12.
0 cylinder 21 is installed, and this cylinder 2
Inside 1, upper and lower cylinder chambers 2 are connected by piston 22.
It is divided into 3 and 24 sections. A jig 15 for pulling the lower part of the specimen 14 downward is provided at the upper end of the piston rod 25 protruding upward from the table 12.
A load cell 16 is attached to the crosshead 13 for supporting the upper part of the specimen 14 and detecting the load. The cross-sectional area of the lower piston rod 26 is smaller than that of the upper piston rod 25, that is, the lower piston end surface is larger than that of the upper piston rod, and the same amount of hydraulic pressure is applied to the upper and lower cylinder chambers 23 and 24. At this time, there is a downward force F1 acting on the piston 22, which is the sum of the hydraulic pressure in the cylinder chamber 23 and the respective weights of the piston 22, piston rods 25, 26, and jig 15, and an upward force F1 due to the hydraulic pressure in the cylinder chamber 24. The force F 2 is balanced.

30は制御弁としてのサーボ弁であり、油圧通
路31,32により上下のシリンダ室23,24
に接続されている。
30 is a servo valve as a control valve, and upper and lower cylinder chambers 23, 24 are connected to each other by hydraulic passages 31, 32.
It is connected to the.

40はアキユームレータであり、シリンダ41
とピストン42からなつている。左側のシリンダ
室43はアクチユエータ20の上側のシリンダ室
23と油圧ユニツト50に接続され、かつ右側の
シリンダ室44には蓄圧のためのガス体が充填さ
れている。
40 is an accumulator, and a cylinder 41
and piston 42. The left cylinder chamber 43 is connected to the upper cylinder chamber 23 of the actuator 20 and the hydraulic unit 50, and the right cylinder chamber 44 is filled with a gas for accumulating pressure.

60は高速切換用の開閉弁であり、アクチユエ
ータ20の下側のシリンダ室24からの油圧排出
通路70に対して直角状に摺動し得る。丸棒状で
横断面積が比較的大きな弁体61と、この弁体6
1を閉弁状態に付勢つまり開閉孔62に嵌合して
これを閉塞させる復帰ばね63と、弁体61と一
体のピストン64を収容したシリンダ65からな
つている。また、当該シリンダ65には電磁弁8
0が接続され、アクチユエータ20の下側のシリ
ンダ室24と開閉弁60の開閉孔62との間の通
路70には流量制御弁90が配置されている。
60 is an on-off valve for high-speed switching, which can slide at right angles to the hydraulic pressure discharge passage 70 from the cylinder chamber 24 below the actuator 20. A valve body 61 having a round rod shape and a relatively large cross-sectional area, and this valve body 6
1 to the closed state, that is, a return spring 63 that fits into the opening/closing hole 62 to close it, and a cylinder 65 that accommodates a piston 64 integral with the valve body 61. In addition, the cylinder 65 has a solenoid valve 8.
0 is connected, and a flow rate control valve 90 is arranged in a passage 70 between the cylinder chamber 24 on the lower side of the actuator 20 and the opening/closing hole 62 of the opening/closing valve 60 .

なお、100は開閉弁60から瞬時に排出され
る大量の油を余裕をもつて油タンク200に導く
通路、300は電磁弁80への油圧供給通路40
0に設けられたアキユームレータで、これにより
電磁弁80への作動油の供給が安定的に行われ
る。なお、シリンダ65には、一方の側が開閉孔
62に、他方の側が通路100に連通した油圧排
出孔が設けられている。
In addition, 100 is a passage that leads a large amount of oil instantly discharged from the on-off valve 60 to the oil tank 200 with a margin, and 300 is a hydraulic pressure supply passage 40 to the solenoid valve 80.
With the accumulator provided at 0, the hydraulic oil is stably supplied to the solenoid valve 80. The cylinder 65 is provided with a hydraulic discharge hole that communicates with the opening/closing hole 62 on one side and with the passage 100 on the other side.

次に前記構成の動作を説明する。 Next, the operation of the above configuration will be explained.

油圧ユニツト50からアクチユエータ20の
上側のシリンダ室23とアキユームレータ40
の左側のシリンダ室43に一定圧力Pの作動油
が供給される。その結果、アキユームレータ4
0のピストン42が右方向に移動してシリンダ
室44のガス体を圧縮させ、蓄圧状態が形成さ
れる。
From the hydraulic unit 50 to the upper cylinder chamber 23 of the actuator 20 and the accumulator 40
Hydraulic oil at a constant pressure P is supplied to the cylinder chamber 43 on the left side of the cylinder. As a result, the accumulator 4
The piston 42 of No. 0 moves rightward to compress the gas body in the cylinder chamber 44, and a pressure accumulation state is formed.

開閉弁60の弁体61が開閉孔62を閉じた
状態で、サーボ弁30の制御により通路32か
らアクチユエータ20の下側のシリンダ室24
に前記圧力Pより大きな圧力の作動油が供給さ
れる。これによりピストン22が上昇し、上側
のシリンダ室23内の上昇する余分な油圧が通
路31から強制的に押し出される。したがつ
て、シリンダ室23は依然として前記Pの圧力
を保持している。
With the valve element 61 of the on-off valve 60 closing the on-off hole 62, the cylinder chamber 24 below the actuator 20 is opened from the passage 32 under the control of the servo valve 30.
Hydraulic oil at a pressure higher than the pressure P is supplied to the pump. This causes the piston 22 to rise, and the rising excess hydraulic pressure in the upper cylinder chamber 23 is forcibly pushed out from the passage 31. Therefore, the cylinder chamber 23 still maintains the pressure P.

ピストン22が図示するようなスタート位置
に達すると、シリンダ室24への作動油の供給
が止められ、シリンダ室24とシリンダ室23
の圧力が等しく保持される。すなわち、ピスト
ン22が同図のスタート位置に保持される。
When the piston 22 reaches the starting position as shown in the figure, the supply of hydraulic oil to the cylinder chamber 24 is stopped, and the cylinder chamber 24 and the cylinder chamber 23 are
pressures are kept equal. That is, the piston 22 is held at the starting position shown in the figure.

クロスヘツド13を下降して供試体14を取
付ける。
The crosshead 13 is lowered and the specimen 14 is attached.

電磁弁80を作動してそのポートを切換え
る。これにより開閉弁60のシリンダ65に作
動油が供給され、ピストン64つまり弁体61
が復帰ばね63に抗して後退する。このとき、
電磁弁80からの油圧が完全に立上がるまでの
間、弁体61は開閉孔62内をすべるだけで、
開閉孔62を開放しない。つまり第2図のよう
に、弁体61の先端から開閉孔62の内側まで
の軸長lにより電磁弁80の助走を行つてい
る。
The solenoid valve 80 is operated to switch the port. As a result, hydraulic oil is supplied to the cylinder 65 of the on-off valve 60, and the piston 64, that is, the valve body 61
moves back against the return spring 63. At this time,
Until the hydraulic pressure from the solenoid valve 80 is completely raised, the valve body 61 simply slides inside the opening/closing hole 62.
Do not open the opening/closing hole 62. In other words, as shown in FIG. 2, the solenoid valve 80 is run-up by the axial length l from the tip of the valve body 61 to the inside of the opening/closing hole 62.

助走を過ぎて弁体61が定速域に入り開閉孔
62を開放すると、この開閉孔62が比較的大
きな横断面積を有することから、下側のシリン
ダ室24内の油は速かに通路70から通路10
0へ流出し、同時に上側のシリンダ室23内の
圧力が急激に降下して、アキユームレータ40
のシリンダ室44内の蓄圧されたガス体が膨張
し、上側のシリンダ室23の加圧を行う。すな
わち、ピストン22に下向きの力が発生して、
供試体14に高速引張荷重が加わる。
When the valve body 61 enters the constant speed region after the run-up and opens the opening/closing hole 62, the oil in the lower cylinder chamber 24 quickly flows into the passage 70 because the opening/closing hole 62 has a relatively large cross-sectional area. From passage 10
At the same time, the pressure inside the upper cylinder chamber 23 drops rapidly, causing the accumulator 40 to
The gas body whose pressure has been accumulated in the cylinder chamber 44 expands and pressurizes the upper cylinder chamber 23. That is, a downward force is generated on the piston 22,
A high-speed tensile load is applied to the specimen 14.

この場合、上側のシリンダ室23の圧力およ
び横断面積をP1およびA1、下側のシリンダ室
24の圧力および横断面積をP2およびA2、ピ
ストン22を含む可動部の質量をM、下向きの
速度をVとすると、運動方定式より Mdv/dt+Ft=P1A1−P2A2 なるFtの力が供試体14の引張荷重となる。
また、最大速度Vmaxは油圧排出通路70にあ
る流量制御弁90にてコントロールされる。
In this case, the pressure and cross-sectional area of the upper cylinder chamber 23 are P 1 and A 1 , the pressure and cross-sectional area of the lower cylinder chamber 24 are P 2 and A 2 , the mass of the movable part including the piston 22 is M, and the downward direction When the velocity of is V, the tensile load on the specimen 14 is the force Ft, which is Mdv/dt+Ft=P 1 A 1 −P 2 A 2 from the motion equation.
Further, the maximum speed Vmax is controlled by a flow control valve 90 located in the hydraulic discharge passage 70.

なお、前記実施例において、制御弁としてのサ
ーボ弁30は他の弁、例えばソレノイド弁と代え
ることができる。またアクチユエータ20は引張
用としたが、圧縮用とすることができる。さら
に、アクチユエータ20は図示の鉛直設置形に対
する水平設置形とすることができる。この場合、
2つのシリンダ室23,24の横断面積は互いに
等しく設定することができる。
In addition, in the embodiment described above, the servo valve 30 as a control valve can be replaced with another valve, for example, a solenoid valve. Although the actuator 20 is used for tension, it can also be used for compression. Furthermore, the actuator 20 can be installed horizontally rather than vertically as shown. in this case,
The cross-sectional areas of the two cylinder chambers 23 and 24 can be set equal to each other.

考案の効果 以上の説明から解るように、本考案の材料試験
機は、第1のピストンとこのピストンの両側に一
方および他方のシリンダ室を有するアクチユエー
タと、一方のシリンダ室に一定の油圧を加える油
圧ユニツトと、前記油圧により作動して蓄圧する
アキユームレータと、他方のシリンダ室を加圧し
て前記一方のシリンダ室内の上昇する余分な油圧
を逃がしつつ第1のピストンをスタート位置へ移
動させる制御弁と、前記他方のシリンダ室に連通
して他方のシリンダ室の油を排出する油圧排出通
路と、この油圧排出通路に設けられ油圧排出通路
を高速で開く開閉弁とを備え、且つ、前記開閉弁
は、前記油圧排出通路にほぼ直交する開閉孔と、
この開閉孔に油密且つ摺動自在に挿入された弁体
と、この弁体の一方の側に取り付けられた第2の
ピストンと、弁体を前記開閉孔を塞ぐ方向に付勢
し且つ第2のピストンの反弁体側に設けた復帰ば
ねと、前記弁体、第2のピストン、復帰ばねを収
容したシリンダと、前記開閉孔に連通するように
前記シリンダに設けた油圧排出孔とを有し、前記
弁体は、第2のピストンの弁体側に加えられた油
圧により前記復帰ばねに抗して変位して前記開閉
孔を開く際に、第2のピストンの弁体側に加えら
れた油圧が完全に立ち上がるまでの弁体の助走期
間は前記開閉孔を開放せず弁体が定速域に入つて
から前記開閉孔を開放するような長さを有する。
従つて、本考案の材料試験機は他方のシリンダ室
の油圧の立ち下がりが急峻であるので、高速高負
荷を発生することができる。
Effects of the Invention As can be seen from the above explanation, the material testing machine of the present invention includes a first piston, an actuator having one cylinder chamber and the other cylinder chamber on both sides of the piston, and a constant hydraulic pressure applied to one cylinder chamber. A hydraulic unit, an accumulator operated by the hydraulic pressure to accumulate pressure, and control for moving the first piston to a start position while pressurizing the other cylinder chamber and releasing excess hydraulic pressure rising in the one cylinder chamber. a hydraulic discharge passage that communicates with the other cylinder chamber to discharge oil in the other cylinder chamber; and an on-off valve that is provided in the hydraulic discharge passage and opens the hydraulic discharge passage at high speed; The valve includes an opening and closing hole substantially perpendicular to the hydraulic discharge passage;
A valve body is oil-tightly and slidably inserted into the opening/closing hole, a second piston attached to one side of the valve body, and a second piston that urges the valve body in a direction to close the opening/closing hole. A return spring provided on the side opposite to the valve body of the second piston, a cylinder housing the valve body, the second piston, and the return spring, and a hydraulic discharge hole provided in the cylinder so as to communicate with the opening/closing hole. When the valve body is displaced against the return spring by the hydraulic pressure applied to the valve body side of the second piston and opens the opening/closing hole, the valve body is displaced by the hydraulic pressure applied to the valve body side of the second piston. The run-up period of the valve body until the valve body completely rises has a length such that the opening/closing hole is not opened and the opening/closing hole is opened after the valve body enters a constant speed region.
Therefore, since the material testing machine of the present invention has a steep fall in the oil pressure in the other cylinder chamber, it is possible to generate high speed and high load.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本考案の一実施例にかかる材料試験機
の一部切欠正面図、第2図は助走機構の説明図で
ある。 20……アクチユエータ、22……ピストン、
23,24……シリンダ室、30……制御弁、4
0……アキユームレータ、50……油圧ユニツ
ト、60……開閉弁。
FIG. 1 is a partially cutaway front view of a material testing machine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a run-up mechanism. 20... actuator, 22... piston,
23, 24...Cylinder chamber, 30...Control valve, 4
0...Accumulator, 50...Hydraulic unit, 60...Opening/closing valve.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 第1のピストンとこのピストンの両側に一方お
よび他方のシリンダ室を有するアクチユエータ
と、一方のシリンダ室に一定の油圧を加える油圧
ユニツトと、前記油圧により作動して蓄圧するア
キユームレータと、他方のシリンダ室を加圧して
前記一方のシリンダ室内の上昇する余分な油圧を
逃がしつつ第1のピストンをスタート位置へ移動
させる制御弁と、前記他方のシリンダ室に連通し
て他方のシリンダ室の油を排出する油圧排出通路
と、この油圧排出通路に設けられ油圧排出通路を
高速で開く開閉弁とを備え、且つ、前記開閉弁
は、前記油圧排出通路にほぼ直交する開閉孔と、
この開閉孔に油密且つ摺動自在に挿入された弁体
と、この弁体の一方の側に取り付けられた第2の
ピストンと、弁体を前記開閉孔を塞ぐ方向に付勢
し且つ第2のピストンの反弁体側に設けた復帰ば
ねと、前記弁体、第2のピストン、復帰ばねを収
容したシリンダと、前記開閉孔に連通するように
前記シリンダに設けた油圧排出孔とを有し、前記
弁体は、第2のピストンの弁体側に加えられた油
圧により前記復帰ばねに抗して変位して前記開閉
孔を開く際に、第2のピストンの弁体側に加えら
れた油圧が完全に立ち上がるまでの弁体の助走期
間は前記開閉孔を開放せず弁体が定速域に入つて
から前記開閉孔を開放するような長さを有するこ
とを特徴とする材料試験機。
an actuator having a first piston and one and the other cylinder chambers on both sides of the piston; a hydraulic unit that applies a constant hydraulic pressure to one cylinder chamber; an accumulator that is operated by the hydraulic pressure to accumulate pressure; a control valve that pressurizes a cylinder chamber to move the first piston to a start position while releasing excess hydraulic pressure rising in the one cylinder chamber; and a control valve that communicates with the other cylinder chamber to release oil in the other cylinder chamber. A hydraulic discharge passage for discharging the hydraulic pressure, and an on-off valve provided in the hydraulic discharge passage to open the hydraulic discharge passage at high speed, and the on-off valve has an on-off hole substantially perpendicular to the hydraulic discharge passage;
A valve body is oil-tightly and slidably inserted into the opening/closing hole, a second piston attached to one side of the valve body, and a second piston that urges the valve body in a direction to close the opening/closing hole. A return spring provided on the side opposite to the valve body of the second piston, a cylinder housing the valve body, the second piston, and the return spring, and a hydraulic discharge hole provided in the cylinder so as to communicate with the opening/closing hole. When the valve body is displaced against the return spring by the hydraulic pressure applied to the valve body side of the second piston and opens the opening/closing hole, the valve body is displaced by the hydraulic pressure applied to the valve body side of the second piston. The material testing machine is characterized in that a run-up period of the valve body until the valve body completely stands up has a length such that the opening/closing hole is not opened and the opening/closing hole is opened after the valve body enters a constant speed region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS629702U (en) 1987-01-21

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