JPH0626837Y2

JPH0626837Y2 - 高温高圧材料試験機

Info

Publication number: JPH0626837Y2
Application number: JP13150187U
Authority: JP
Inventors: 敬穂飯田
Original assignee: 株式会社東京衡機製造所
Priority date: 1987-08-31
Filing date: 1987-08-31
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2002-08-31
Also published as: JPS6437652U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は高温高圧材料試験機に係り、特に高温高圧容器
内の試験片に加えられる荷重を高精度に検出する高温高
圧材料試験機に関する。

［従来の技術］近年、高温高圧雰囲気内の材料、例えば原子炉圧力容器
材料の疲労強度等を解明する必要性が高まっている。こ
のために、高温高圧容器内に試験片を収容して高温高圧
環境下における材料試験を行う高温高圧材料試験機が使
用されている。

第４図は一般的な高温高圧材料試験機を示したもので、
基台１には複数の外部支柱２によって支持台３が支持さ
れている。この支持台３には高温高圧密閉容器４が設置
され、この高温高圧密閉容器４内には複数本の内部支柱
５を介して上部架台６が支持台３に支持されている。こ
の上部架台６はつかみ具７によって試験片８の一端を把
持し、試験片８の他端はつかみ具９を介してプルロッド
１０に把持されている。このプルロッド１０は支持台３
の貫通孔３ａを貫通し、ロードセル１１を介してピスト
ンロッド１２に連結されている。このピストンロッド１
２を駆動するアクチュエータシリンダ１３は基台１の下
面に取付けられている。また、プルロッド１０と貫通孔
３ａとの間には高温高圧密閉容器４内をシールするパッ
キン１４が設けられている。

試験片８はアクチュエータ１３により繰返し荷重等が加
えられ、この荷重はロードセル１１によって検出され
る。

ところが、荷重が加えられた時パッキン１４に摩擦力が
生ずるので、ロードセル１１は試験片８の荷重と上記摩
擦力との合計を検出することになり、試験片８に作用す
る正確な荷重の測定が不可能であった。この摩擦力の影
響を除くには、ロードセル１１を試験片８の近傍、即ち
密閉容器４内のプルロッド１０に取付ければよいが、し
かしながら、ロードセル１１は、一般に高温高圧下では
性能的に悪影響を受け正常に作動せず、従って高温高圧
密閉容器外に設置しなければならない。

そこで、ロードセルを高温高圧密閉容器外に設置した状
態で上記摩擦力の影響を除いた高温高圧材料試験機が、
実開昭６０−７２５４９号公報に開示されている。

第５図はこの高温高圧材料試験機を示したもので、支持
台３の貫通孔３ａには外筒１５が挿入され、この外筒１
５と貫通孔３ａとの間にはパッキン１６が介在されてい
る。プルロッド１０は外筒１５内を貫通して下端におい
てピストンロッド１２に連結され、同様に外筒１５の下
端もピストンロッド１２に連結されている。外筒１５の
上端開口とプルロッド１０の上端との間にはプルロッド
が外筒に対して摩擦を生ずることなく相対変位可能なよ
うに間隙１７が形成されている。またプルロッド１０の
下端とピストンロッド１２及び外筒１５の下端との間に
はシール材１８が設けられ、また外筒１５に囲まれたプ
ルロッド１０の外周には荷重検出器１９が取付けられて
いる。

この構成により、ピストンロッド１２からの荷重は、プ
ルロッド１０を介して試験片８に加えられ、荷重検出器
１９がこの試験片８の荷重を検出する。この時、パッキ
ン１６には摩擦力が作用するが、この摩擦力は外筒１５
を伝わってピストンロッド１２に達し、荷重検出器１９
には作用しない。従って荷重検出器１９によって、パッ
キンの摩擦力の影響を受けることなく試験片８の荷重を
検出することができる。

［考案が解決しようとする問題点］ところが、この高温高圧材料試験機も疲労試験において
高周波数の繰返し荷重を加えた場合には正確な荷重測定
ができないという問題がある。すなわち、繰返し荷重が
高周波数になると、プルロッドに生ずる慣性力が無視で
きなくなり、この慣性力がプルロッドに設置した荷重検
出器に影響してしまい、試験片に作用する荷重のみを高
精度に検出することができなかった。

そこで、本考案の目的は、高温高圧密閉容器内をシール
するシール部の摩擦力の影響を受けず、かつまた繰返し
荷重が高周波数の場合に問題となる慣性力の影響をも受
けることなく試験片の荷重を高精度に検出することがで
きる高温高圧材料試験機を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］この目的を達成するために、本考案は、高温高圧用密閉
容器を支持する支持台と、この密閉容器内に位置し、試
験片の一端を把持する上部架台と、上記密閉容器内に位
置し、上端で上記上部架台を支持し下端で上記支持台に
支持される複数の内部支柱と、上記支持台を貫通し、上
記試験片の他端を把持しこれに荷重を加えるプルロッド
とを具備する高温高圧材料試験機において；上記支持台
に上記内部支柱の貫通可能な貫通孔を穿孔し、上記内部
支柱の下端部を上記貫通孔から突出させ、この突出した
内部支柱の突出下端部を気密的に包囲する外筒の上端を
上記支持台の下面に固定すると共に上記外筒の下端を上
記内部支柱の下端に固定することにより上記内部支柱の
下端を上記外筒を介して上記支持台に固定し、上記内部
支柱の突出下端部と上記外筒との一方に荷重検出器を取
付けたことを特徴とするものである。

［作用］プルロッドによって試験片に加えられた荷重は上部架台
を介して内部支柱及び外筒に伝達し、これを荷重検出器
が検出する。内部支柱の突出下端部は外筒によって気密
的に取囲まれいるので、この突出下端部と貫通孔との間
にシール材を介在させる必要がなく、内部支柱での摩擦
力の発生がなく、摩擦力の影響を受けない荷重検出が可
能となる。また荷重検出器は、プルロッドにではなく内
部支柱の突出下端部または外筒に取付けられているの
で、高周波数の繰返し荷重の場合に問題となるプルロッ
ドの慣性力の影響を受けることなく試験片の荷重を高精
度に検出することができる。

［実施例］以下に本考案による高温高圧材料試験機の一実施例を第
４図及び第５図と同一部分に同一符号を付して示した第
１図乃至第３図を参照して説明する。

第１図及び第２図において、高温高圧密閉容器４内の複
数本の内部支柱５は上端で上部架台６を支持し、その下
端部５ａは支持台３の貫通孔３ｂを無接触で貫通して下
方に突出し有底の外筒２０の内部に延在している。この
外筒２０は、上端がボルト２１によって支持台３の下面
に固定され、下端はボルト２２とナット２３とによって
内部支柱５の下端５ａに固定されている。こうして、内
部支柱５は外筒２０を介して支持台３に固定されてい
る。

外筒２０は中間部が上下端部に比べて小径に構成されて
おり、この小径部外周には荷重検出器、即ち歪みゲージ
２４が貼付されている。外筒２０と歪みゲージ２４とに
よりロードセルを構成している。外筒２０の上部大径部
には、冷却水が供給される冷却室２５が付設され、この
冷却室２５は高温の密閉容器４から歪みゲージ２４への
熱伝導を阻止している。外筒２０と支持台３との間及び
外筒２０の底部と内部支柱３の下端面との間には夫々パ
ッキン２６、２７が介在され、密閉容器４の気密性を保
持している。

支持台３には密閉容器４内の内圧を検出する圧力センサ
２８が取付けられ、この圧力センサ２８からの圧力検出
信号は、補正器２９に送られここで上記内圧が試験片へ
作用する荷重相当分に変換され補正信号として出力され
る。各内部支柱３のロードセル２０、２４からの荷重検
出信号は、増幅器３０で加算増幅された後、減算器３１
で補正器２９からの補正信号を減算されて密閉容器４内
の内圧の影響を除去された荷重真値が記録装置３２に記
録表示される。

その他の構成は、プルロッド１０にロードセルを付設し
ない点を除き、第４図の構成と同一である。

次にこの実施例の作用を説明する。

アクチュエータ１３からプルロッド１０を介して試験片
８に加えられた荷重は、上部架台６を介して各内部支柱
５に伝達し、この各内部支柱５に結合されたロードセル
２０、２４によって外筒２０の反力として検出される。
各ロードセル２０、２４からの検出信号は、増幅器３０
で加算増幅された後、減算器３１で補正器２９の出力を
減算され、記録装置３２によって記録表示される。

プルロッド１０のパッキン１４は摩擦力を生ずるが、こ
の摩擦力は、ロードセル２０、２４がプルロッド１０側
ではなく内部支柱５側に設置されているので、ロードセ
ル２０、２４による荷重検出には何等影響を及ぼさな
い。また内部支柱突出下端部５ａは気密的に外筒２０に
取囲まれているため、支持台３の貫通孔３ｂとの間には
パッキンを必要とせず、内部支柱５側では摩擦力自体が
生じない。

またロードセル２０、２４は、密閉容器４の外部に設置
されているので、密閉容器４の高温雰囲気の影響を受け
ることもない。

第３図は荷重検出器を内部支柱自体に取付けた本考案の
別の実施例を示したもので、支持台３の貫通孔３ｂから
突出した内部支柱５の突出下端部５ａには、下端面から
検出孔３３が穿孔されており、この検出孔３３の壁面に
歪みゲージ２４が貼付されている。また内部支柱５の突
出下端部５ａには下端にフランジ３４が突設されてい
る。突出下端部５ａを気密的に取囲む外筒３５は、上端
において支持台３の下面に固定され、下端のフランジ部
３５ａにおいて固定具３６と共に突出下端部５ａのフラ
ンジ３４を緊締している。こうして、内部支柱５は固定
具３６と外筒３５とを介して支持台３に固定される。

固定具３６には、検出孔３３を大気に連通する連通孔３
６ａが穿孔されており、外筒３５の外周には冷却室３７
が設置され歪みゲージ２４を冷却する。

［考案の効果］以上の説明から明らかなように、本考案によれば荷重検
出器は、プルロッドにではなく内部支柱の突出下端部ま
たは外筒に取付けられているので、高周波数の繰返し荷
重の場合に問題となるプルロッドの慣性力の影響を受け
ることなく試験片の荷重を高精度に検出することができ
る。

また内部支柱の突出下端部は外筒によって気密的に取囲
まれているので、この突出下端部と貫通孔との間にシー
ル材を介在させる必要がなく、内部支柱での摩擦力の発
生がなく摩擦力の影響を受けない荷重検出が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による高温高圧材料試験機の第１実施例
を示した概略図、第２図は第１実施例の要部を詳細に示
した断面図、第３図は本考案による高温高圧材料試験機
の第２実施例を示した断面図、第４図及び第５図は夫々
従来の高温高圧材料試験機を示した概略図と断面図であ
る。３……支持台、３ｂ……貫通孔、４……高温高圧用密閉
容器、５……内部支柱、５ａ……突出下端部、６……上
部架台、８……試験片、１０……プルロッド、２０……
外筒、２４……荷重検出器（歪みゲージ）、３５……外
筒。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】高温高圧密閉容器を支持する支持台と、こ
の密閉容器内に位置し、試験片の一端を把持する上部架
台と、上記密閉容器内に位置し、上端で上記上部架台を
支持し下端で上記支持台に支持される複数の内部支柱
と、上記支持台を貫通し、上記試験片の他端を把持しこ
れに荷重を加えるプルロッドとを具備する高温高圧材料
試験機において；上記支持台に上記内部支柱の貫通可能な貫通孔を穿孔
し、上記内部支柱の下端部を上記貫通孔から突出させ、
この突出した内部支柱の突出下端部を気密的に包囲する
外筒の上端を上記支持台の下面に固定すると共に上記外
筒の下端を上記内部支柱の下端に固定することにより上
記内部支柱の下端を上記外筒を介して上記支持台に固定
し、上記内部支柱の突出下端部と上記外筒との一方に荷
重検出器を取付けたことを特徴とする高温高圧材料試験
機。
【請求項２】上記荷重検出器は上記外筒の外周に取付け
られていることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
１項記載の高温高圧材料試験機。
【請求項３】上記内部支柱には下端面に開口した検出孔
が穿孔されており、上記荷重検出器は上記検出孔内に取
付けられていることを特徴とする実用新案登録請求の範
囲第１項記載の高温高圧材料試験機。