JPH0543056U - 繰返し疲労試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 三点又は四点曲げ試験に供する繰返し疲労試
験装置にあって、支持片の摩耗を防止する。 【構成】 支持基板８，８ａ，８ｂに保持孔部１０，１
０ａ，１０ｂを形成し、保持孔部１０，１０ａ，１０ｂ
に断面円形の支持片９，９ａ，９ｂを挿着することによ
り、支持片９，９ａ，９ｂを回動可能として試料保持部
材７，７ａ，７ｂを構成し、ロードセル１２とで試験片
ｐを支持するようにしたから、試料ｐが湾曲した場合に
あって試料ｐの伸縮に支持片９，９が追従して幅方向移
動することとなり、該支持片９，９と試料ｐとの間の摩
擦が大幅に緩和されることとなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、セラミック試験片等の強度を検査するための繰返し疲労試験装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

セラミック試験片等の繰返し疲労試験には、その片面を二点で保持し、他面は その中央を一点あるいは二点で当接して、一面側から動荷重を与える三点曲げ試 験又は四点曲げ試験によって、該試料の曲げ疲労度を計測する方法がある。従来 、この方法に用いられる繰返し疲労試験装置にあっては、図８に示すように、試 料ｐの下面を二点で保持する試料保持部材ａを取付け、試料保持部材ａ上に試料 ｐの中央を保持して該保持部材ａとで試料ｐを挟持するロードセルｄを配置し、 試料保持部材ａと、ロードセルｄとの相対的離近運動により試料に湾曲歪を繰り 返し与えるようにしたものが知られている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来にあっては、上述の保持部材ａは、支持基板ｂに二本の杆状支持片ｃ，ｃ を配設し、該支持片ｃ，ｃの上縁で試料ｐの下面を二点支持するようにして構成 していた。ところが試料ｐが湾曲すると、その下面と支持片ｃ，ｃとで滑りを生 じ、経時使用により該支持片ｃ，ｃの上縁が摩耗することとなる。このため、試 験片ｐに加わる荷重が変動して、曲げ応力波形の中心値Ｆ_meanが序々に変化し、 正確な試験結果を得ることができないという問題があった。 本考案はかかる従来構成の問題点を除去することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案は、試料の片面を二点で保持する試料保持部材を取付け、試料保持部材 上に、試料の中央を一点あるいは二点で当接して前記試料保持部材とで試験片を 挟持するロードセルを備え、試料保持部材とロードセルとの相対的離近運動によ り試料に湾曲歪を与える繰返し疲労試験装置において、前記試料保持部材を、支 持基板に複数の保持孔部を形成し、該保持孔部内に、断面円形の二本の支持片を 夫々平行に挿着して、該支持片を回転可能に支持し、両支持片の上縁で試料の下 面を二点支持するようにして構成したことを特徴とするものである。

【０００５】

【作用】

保持孔部内で支持片が回転可能となっている。このため試料が湾曲した場合に あって、支持片は試料の下面に圧接しているから、その摩擦力により支持片は試 料の伸縮に追従して回転することとなり、該支持片と試料との間の摩擦が大幅に 緩和されることとなる。尚、試料保持部材とロードセルとが相対的接近運動時に は試料は大きく湾曲し、このときは支持片と試料との圧接圧（摩擦力）が大とな るから支持片は試料の伸長に追従して大きく回転するが、相対的離間運動時には 、圧接圧（摩擦力）が緩和されて小さく逆回転する。そしてこの回転角度差によ り一サイクルごとに支持片の回転を生ずることとなる。いずれにせよ、前記支持 片の追従回転により支持片の上縁の摩耗が低減され、常に安定した試験結果を得 ることが可能となる。

【０００６】

【実施例】

図１，２は、バイモルフ構造の振動板２を駆動源とした繰返し疲労試験装置に 本考案を適用したものを示す。 ここで１は下面に軟質遊動間隙，スポンジ，金属バネ等の弾性支持材１７を配 設した基台であって、据付面１８に対して半浮動状に固定されている。この基台 １には駆動源となるバイモルフ構造の振動板２がその一辺縁を、該基台１に螺着 した支軸３ａ及びナット３ｂによって片持状に支持されている。前記振動板２は 、図２に示すように、矩形状の湾曲板４の上下面に表裏に電極を備えた電歪素子 層５ａ，５ｂが配設されてなるものであって、前記湾曲板４の他辺には重錘６が 固定されている。

【０００７】 前記電歪素子層５ａ，５ｂは逆方向に分極し、その外側電極を電源発生装置１ ５に接続し、かつ前記内側電極を湾曲板４を介してアース接続して、その電圧印 加により、一方が伸張すると他方が収縮するように配線する。 前記振動板２の中腹の湾動面上には、本考案に係る試料保持部材７が設けられ る。この試料保持部材７は支持基板８と、断面円形の支持片９，９とからなるも のである。そしてこの支持基板８は平板状をしており、その上面には夫々幅方向 へ二箇所の溝状の保持孔部１０，１０が形成される。この保持孔部１０，１０の 溝幅は支持片９，９の径とほぼ等しく、保持孔部１０，１０に挿着した支持片９ ，９は、該保持孔部１０，１０内で回転可能となっている。

【０００８】 一方、前記振動板２の上方には、機枠１４に螺合した螺子杆１５でロードル１ ２を支持する。このロードセル１２の下端には、試料保持部材７の支持片９，９ の間に位置して試料ｐの上面に当接する試料押圧端１３が設けられている。

【０００９】 上述の構成にあって、試料ｐを試料保持部材７の支持片９，９上に乗載して、 該試料ｐの下面を二点支持し、螺子杆１５を手動により回動昇降させて、該螺子 杆１５を適正位置まで下降して、該支持片９，９間で試料ｐ上に押圧端１３を当 接し、三点支持する。この時、螺子杆１５が適正位置よりも僅かに降下し過ぎた 場合には、基台１の下面に配した弾性支持材１７が圧縮し、振動体２，基台１が 下方に変位するので、試料ｐは折損することなく、常に一定の押圧力で保持され る。而て後に、電歪素子層５ａ，５ｂに電源発生装置１５から所定共振周波数の 交番電圧を印加する。

【００１０】 これにより、電歪素子層５ａ，５ｂに歪を生じ、かつその他片を重錘６の慣性 力によって保持されて、湾曲振動を生ずる。そして、該湾曲振動に伴う支持片９ ，９の昇降移動によって、試料ｐはその両側を下方から押付けられ、押圧端１３ を中心として湾曲歪を周期的に付与される。そしてこの動荷重により疲労して、 遂には破損に至ることとなり、この破損に至る時間，印加電圧，湾曲繰返し回数 等を計測することにより、該試料ｐの抗折力等の強度を計測することが可能とな る。

【００１１】 かかる構成にあって、試料ｐは図７のイの位置から図７のロのように湾曲する 歪作動を繰り返し、同図矢線のように試料ｐの下面に伸縮を生ずる。このとき前 記支持片９，９の上縁は該試料ｐに強い力で圧接しており、かつ保持孔部１０， １０内で幅方向移動不能に拘束されて回動可能となっている。このため、杆状支 持片９，９は試料ｐとの接触点における摩擦抵抗により、矢線のように試料ｐの 伸縮に追従して回転することとなる。尚、この支持片９，９の昇降移動にあって 、図７のロのように湾曲する歪作動の場合には、試料ｐと支持片９，９の圧接力 （摩擦力）が大きく、このため支持片９，９は該試料ｐの外方への伸張に追従し て大きく回動するが、図７のイの復元作動時には、圧接力が緩和されて、滑りを 生じ易く、小さく逆回動する。ただし、かかる滑りは、弱い圧接力に起因するも のであるから、その摩耗は無視できる。そしてこの回転角度差により一サイクル ごとに支持片９，９の回転を生ずることとなる。このように支持片９，９の追従 回転により、杆状支持片９，９の上縁と試料ｐとの間の摩擦が低減され、従って 支持片９，９の径時使用による摩耗が著減される。このため、試験片ｐに加わる 荷重が安定して、曲げ応力波形の中心値Ｆ_meanの変動が可及的に抑止される。

【００１２】 本考案の試料保持部材７は、その他種々の構成が提案され、その実施例につき 図３〜図６で説明する。

【００１３】 図３，４は他の構成の試料保持部材７ａを示し、支持基板８ａを断面コ字状と し、その両側の側壁の上縁に夫々幅方向で対応する各二箇所の溝状の保持孔部１ ０ａ，１０ａ、１０ａ，１０ａを形成し、各一対の保持孔部１０ａ，１０ａ…に 断面円形の杆状支持片９ａ，９ａの端部を夫々回転可能に埋入し、図４で示すよ うに支持片９ａ，９ａ上に試料ｐを乗載して保持するようにしたものである。

【００１４】 また図５，６は同様に断面コ字状の支持基板８ｂを備える試料保持部材７ｂを 示し、両側の側壁に円形の二箇所の保持孔部１０ｂ，１０ｂ、１０ｂ，１０ｂを 形成し、各保持孔部１０ｂ，１０ｂ…に断面円形の杆状支持片９ｂ，９ｂの端部 を夫々挿入して、図６で示すように前記両側壁間で杆状支持片９ｂ，９ｂ上に試 料ｐを乗載して保持するようにしたものである。この構成にあって、保持孔部１ ０ｂ，１０ｂ、１０ｂ，１０ｂの内径を杆状支持片９ｂ，９ｂの外径よりも大き くして、その回転と共に、幅方向への移動をも可能として、試料ｐの伸縮に杆状 支持片９ｂ，９ｂを追従させて、その摩耗を防止している。尚、前記保持孔部１ ０ｂを、杆状支持片９ｂと等しい内径としても良い。

【００１５】 上述の実施例のように、保持孔部１０，１０ａ，１０ｂを大径孔、幅広の長孔 等で構成して杆状支持片９，９ａ，９ｂを回転と、幅方向移動とを可能とするこ とにより、協働して試料ｐに対する追従性を高めるようにすることもできる。

【００１６】 その他、本考案は駆動源としてピストン，シリンダー等の機械的直線往復駆動 機構を用いたものにも本考案は適用可能となる。さらには、上述の実施例は三点 曲げ試験に対応する構造であるが、ロードセル１２の下端に試料ｐの中央部に当 接する二つの試料押圧端を設けて、四点曲げ試験に用いることもできる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案は、支持基板８，８ａ，８ｂに保持孔部１０，１０ａ，１０ｂを形成し 、保持孔部１０，１０ａ，１０ｂに断面円形の支持片９，９ａ，９ｂを挿着する ことにより、支持片９，９ａ，９ｂを回動可能として試料保持部材７，７ａ，７ ｂを構成し、ロードセル１２とで試験片ｐを支持するようにしたから、試料ｐが 湾曲した場合にあって試料ｐの伸縮に追従して支持片９，９ａ，９ｂが回動する こととなり、該支持片９，９ａ，９ｂと試料ｐとの間の摩擦が大幅に緩和される こととなり、このため支持杆９，９ａ，９ｂの上縁の摩耗が低減され、常に安定 した試験結果を得ることが可能となる等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は一部切欠正面図である。

【図２】試料ｐの保持部の拡大縦断側面図である。

【図３】他の実施例の試料保持部材７ａの斜視図であ
る。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】他の実施例の試料保持部材７ｂの斜視図であ
る。

【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。

【図７】試料ｐの湾曲作動を示す概念図である。

【図８】従来構成の保持部の正面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ３ 振動板 ４ 湾曲板 ５ａ，５ｂ 電歪素子層 ７，７ａ，７ｂ 試料保持部材 ８，８ａ，８ｂ 支持基板 ９，９ａ，９ｂ 支持片 １０，１０ａ，１０ｂ 保持孔部 １２ ロードセル ｐ 試料

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料の片面を二点で保持する試料保持部
   材を取付け、試料保持部材上に、試料の中央を一点ある
   いは二点で当接して前記試料保持部材とで試験片を挟持
   するロードセルを備え、試料保持部材とロードセルとの
   相対的離近運動により試料に湾曲歪を与える繰返し疲労
   試験装置において、 前記試料保持部材を、支持基板に複数の保持孔部を形成
   し、該保持孔部内に、断面円形の二本の支持片を夫々平
   行に挿着して、該支持片を回転可能に支持し、両支持片
   の上縁で試料の下面を二点支持するようにして構成した
   ことを特徴とする繰返し疲労試験装置。