JPH0539482Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本考案は、ねじ棹の回転により移動するクロス
ヘツドを備えた材料試験機に関する。

Ｂ 従来の技術とその問題点 一対のねじ棹を回転させクロスヘツドを昇降さ
せて試験片を負荷する材料試験機が従来から知ら
れている。この種の材料試験機により片振り試験
を行う場合、ねじ棹を所定周波数で正逆転させる
が、駆動モータの回転力を歯車やタイミングベル
トなどによる伝達系を介してねじ棹に伝達する構
成であり、伝達系のバツクラツシユによりねじ棹
が一時的に停止し連続して負荷を与えることがで
きない。特に低周波数の繰り返し試験ではこのね
じ棹の停止時間が長くなり、試験片の応力がこの
停止時間内に弛緩して試験精度が悪い。

本考案の目的は、バツクラツシユの影響を受け
ずに精度の高い片振り試験を行い得るねじ棹駆動
式の材料試験機を提供することにある。

Ｃ 問題点を解決するための手段 本考案に係る材料試験機は、ねじ棹と、このね
じ棹に螺合されねじ棹の回転により移動するクロ
スヘツドと、ねじ棹を回転させる駆動モータと、
ねじ棹と駆動モータとの間の動力伝達系とを備
え、クロスヘツドと固定側との間で試験片を負荷
する試験機に適用され、上述の問題点は、前記動
力伝達系のバツクラツシユを除去するため、試験
片に負荷を与える駆動モータの増荷重時の回転方
向と逆方向の回転力を常時ねじ棹に付与するバツ
クラツシユ除去手段を具備することにより解決さ
れる。

Ｄ 作用 バツクラツシユ除去手段によりねじ棹には常時
一方向の回転力が付与される。この回転力は、駆
動モータによる試験片への負荷荷重とは相反する
方向であるが、クロスヘツドを駆動するほどの力
ではない。駆動モータを正転させるとねじ棹が回
転して試験片が負荷される。所定荷重まで負荷し
た後に駆動モータを逆転させると、当初は試験片
に蓄積された荷重でねじ棹が逆転し荷重が変化し
ていく。試験片の蓄積荷重が小さくなりその力で
はもはやねじ棹を逆転し得なくなると、従来はバ
ツクラツシユにより荷重が一時的に停止する現象
が生じたが、バツクラツシユ除去手段により駆動
モータの逆転にねじ棹が追動し、バツクラツシユ
の影響が防止される。

Ｅ 実施例 第１図〜第３図に基づいて本考案に係る材料試
験機の一実施例を説明する。

第１図において、テーブル１上には一対の機柱
２が立設され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との間には一対
のボールねじ式のねじ棹４が回転可能に保持さ
れ、ねじ棹ナツト５を介してクロスヘツド６が螺
合される。クロスヘツド６にはロードセル７を介
して上つかみ具８が、テーブル１には下つかみ具
９が設置され、両つかみ具間に試験片TPが取り
付けられる。

一対のねじ棹４はウオーム減速機１０を介して
駆動モータ１１から回転力を受ける。駆動モータ
１１の出力軸１１ａには一対のウオーム１１ｂ
（第２図）が設けられ、第２図のように各ウオー
ム減速機１０のウオームホイール１０ａと噛合さ
れる。第２図のように、ウオーム１１ｂとウオー
ムホイール１０ａとの間にはバツクラツシユＸが
存在するので、正逆転時にウオーム１１ｂとウオ
ームホイール１０ａとの噛み合い歯面がＬとＲに
交互に逆になり、その移行時にねじ棹４が一時的
に停止する。そこで、この実施例では、ねじ棹４
の下端にバツクラツシユ除去用モータ２１を設
け、ウオーム１１ｂとウオームホイール１０ａと
の噛み合い歯面が常時Ｌとなるように、すなわ
ち、駆動モータ１１により試験片を負荷するため
に回転される方向と逆の方向の回転力を常時与え
ている。この回転力は後述するようにバツクラツ
シユ発生荷重以上の値である。

なお、第１図中、１２はユニバーサルジヨイン
ト、１３はねじ棹のスラスト荷重受け用ベアリン
グ、１４はクロスヘツド６の昇降ガイド、１５は
クロスヘツド６の位置検出用エンコーダである。

次に動作を説明する。

バツクラツシユ除去モータ２１によりウオーム
ホイール１０ａには第２図に示すように反時計方
向CCWの回転力が付与されウオーム１１ｂと歯
面Ｌで噛合している。駆動モータ１１を正転して
ウオーム１１ｂを正転させると、歯面Ｌでの噛合
状態を保ちながらウオームホイール１０ａが時計
方向CWに回転する。これによりねじ棹４が正転
しクロスヘツド６が上昇し、試験片TPには、第
３図のＡ−Ｂのように引張り荷重が働く。Ｂ点で
駆動モータ１１を逆転すると、試験片TPに蓄積
された引張力によりクロスヘツド６がねじ棹４を
逆転させウオームホイール１０ａが反時計方向に
回転する。このとき、荷重はＢ−Ｃに示すように
減少していく。荷重Ｇを示すＣ点以降では試験片
TPに蓄積された荷重でクロスヘツド６を降下す
ることができず、したがつてウオームホイール１
０ａが回転しなくなる。

このため従来は、破線で示すＣ−Ｄ間のように
荷重はＧのまま、ウオーム１１ｂとウオームホイ
ール１０ａとの噛合点がＬ→Ｒに移行し、この
間、試験片TPの変位が一端停止してしまい、滑
らかな試験が行えなかつた。このときの荷重Ｇを
バツクラツシユ荷重と呼ぶ。

しかし本考案のように、バツクラツシユ除去モ
ータ２１によりバツクラツシユ荷重Ｇよりも大き
い回転力をウオームホイール１０ｂに与えておけ
ば、Ｃ−Ｄ間のような挙動は示さず、ウオームホ
イール１０ｂは、Ｃ点を越えると歯面Ｌでの噛合
状態を保持したままウオーム１１ｂの回転に追動
する。したがつて、Ｃ点以降もＦ点に至るまで連
続して荷重が減少し、引張り側の片振り試験にお
いて滑らかに連続して試験片を負荷することがで
きる。

なお、ねじ棹４とナツト５との間のバツクラツ
シユは、ボールねじ式のねじ棹を用い、かつ両者
間に周知のバツクラツシユ除去手段を設けること
により問題とはならない。

圧縮側の片振り試験においては、バツクラツシ
ユ除去モータ２１による回転力を時計方向CWに
設定すればよい。また、横型の材料試験機にも実
施できる他、クロスヘツド６とクロスヨーク３と
の間で試験片を負荷してもよい。更に、動力伝達
系はウオーム減速機に限らず、タイミングベルト
式、平歯車式など種々のものが使用可能である。

Ｆ 考案の効果 本考案は以上のように構成したから、ねじ棹駆
動式の材料試験機での片振り試験時に、バツクラ
ツシユの影響による荷重の増減が一時停止する現
象が防止され、滑らかに連続して負荷することが
できる。特に、低周波数の片振り試験では長時間
（例えば10分〜20分）にわたる荷重の停止（第３
図のＣ−Ｄ間）がなく応力緩和による試験結果へ
の影響が防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る材料試験機の全体構成を
示す図、第２図はウオームとウオームホイールと
の噛み合いを説明する図、第３図は荷重−時間特
性を示すグラフである。 ４……ねじ棹、６……クロスヘツド、１０……
ウオーム減速機、１０ａ……ウオームホイール、
１１……駆動モータ、１１ａ……出力軸、１１ｂ
……ウオーム、２１……バツクラツシユ除去モー
タ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ねじ棹と、このねじ棹に螺合されねじ棹の回転
   により移動するクロスヘツドと、ねじ棹を回転さ
   せる駆動モータと、ねじ棹と駆動モータとの間の
   動力伝達系とを備え、クロスヘツドと固定側との
   間で試験片を負荷する試験機において、前記動力
   伝達系のバツクラツシユを除去するため、試験片
   に負荷を与える駆動モータの増荷重時の回転方向
   と逆方向の回転力を常時ねじ棹に付与するバツク
   ラツシユ除去手段を具備することを特徴とするね
   じ棹駆動式の材料試験機。