JPH11183350A - 材料試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試験片に確実かつ安定的にねじり負荷を与え
ることのできる材料試験機を提供する。 【解決手段】 保持具４に形成したネジ穴２１に試験片
６の被保持部４１をねじ込むとともに、ネジ穴２１と一
部で重なるピン穴２２に押さえピン３０を挿通してロッ
クナット３３で固定し、この押さえピン３０に形成した
テーパ平面３４と、被保持部４１に形成した平坦面４４
とを平面接触させることにより、試験片６が保持具４に
対して相対回転しないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試験片にねじり負
荷を与える材料試験機の改良に関し、特に試験片を引っ
張り方向とねじり方向に同時に負荷可能な材料試験機に
適したものである。

【０００２】

【従来の技術】材料試験機においては、上下一対の保持
具の間に試験片を保持し、これらの保持具の相対移動に
よって試験片を負荷する。この場合、試験片を保持具に
保持するために、試験片の円柱形状の両端外周にネジを
形成し、このネジを上下の保持具に形成されたネジ穴に
ねじ込むことがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな材料試験機において、上下の保持具の相対回転によ
り、試験片にねじり方向の負荷を与えようとすると、ネ
ジを外す方向に対してはトルクを与えることはできな
い。

【０００４】そこで、例えば、試験片を３つ爪式のチャ
ックで挟んで回転方向に支持することが考えられるが、
これでは、被保持部が円柱形状をしている試験片とチャ
ックとの間に滑りが生じやすく、確実にトルク伝達する
ことができない。

【０００５】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、試験片に確実かつ安定的にねじり負荷を
与えることのできる材料試験機を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図１
〜図６を参照して説明すると、本発明は、一対の保持具
４、５に形成したネジ穴２１に試験片６両端の被保持部
４１に形成したネジ４３をそれぞれねじ込むことによ
り、これらの保持具４、５の間に試験片６を保持し、こ
れらの保持具４、５の相対移動により試験片６に負荷を
与える材料試験機１において、ネジ穴２１と一部が重な
るように形成されたピン穴２２と、このピン穴２２に挿
通されて固定される押さえピン３０とを備え、被保持部
４１の側面に平坦面４４を形成し、押さえピン３０の側
面にテーパ状にテーパ平面３４を形成し、押さえピン３
０をピン穴２２に固定したときに平坦面４４とテーパ平
面３４とが平面接触するようにしている。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【０００９】図１には、本発明の材料試験機１の全体構
成を示す。

【００１０】図示されるように、この材料試験機１は、
上下一対の上側アーム２、下側アーム３を同軸上に備え
る。対向し合う上側アーム２下端と下側アーム３の上端
には、それぞれ上側保持具４、下側保持具５が設けら
れ、これらの保持具４、５の間に試験片６が保持されて
いる。

【００１１】上側アーム２の上端は、ねじり負荷検出器
７、引っ張りおよび圧縮負荷検出器８を介して、クロス
ヘッド９に連結する。クロスヘッド９は、図示されない
駆動手段により材料試験機本体１Ａに対して昇降され
る。このクロスヘッド９の昇降とともに、上下方向には
固定の下側アーム３に対して上側アーム２が昇降し、試
験片６には引っ張り負荷または圧縮負荷が与えられる。

【００１２】一方、下側アーム３は、材料試験機本体１
Ａに固定のスリーブ１０内に回転自在に保持されてい
る。そして、このスリーブ１０を貫通した下側アーム３
の下端３Ａには、ギア１１が取り付けられている。この
ギア１１は、モータ１２の出力軸外周のギア１３と、ギ
ア１４を介して連係しており、モータ１２により回転駆
動される。これにより、ギヤ１１と一体の下側アーム３
は、回転方向には固定の上側アーム２に対して回転し、
試験片６にはねじり負荷が与えられる。

【００１３】なお、試験片６に与えられたねじり負荷
は、ねじり負荷検出器７により、また、引っ張りまたは
圧縮荷重は、引っ張りおよび圧縮負荷検出器８により、
それぞれ検出されるようになっている。

【００１４】図２〜図４には上側保持具４を、図５、図
６には試験片６を詳細に示す。なお、下側保持具５は、
上側保持具４と上下対称に同一の構成となっているの
で、以下の説明では、上側保持具４で代表させて説明す
る。

【００１５】図２、図３に示すように、上側保持具４
は、下端面に開口する雌ネジ加工のネジ穴２１を備え
る。このネジ穴２２に、試験片６の上側被保持部４１が
ねじ込まれる。なお、被保持部４１の基端側には、ロッ
クナット２３がねじ込まれ、試験片６はネジ穴２２に確
実に固定される。

【００１６】また、上側保持具４には、このネジ穴２１
と直交する方向に、一部でネジ穴２１と重なり合うよう
に、ピン穴２２が形成される。このピン穴２２には、押
さえピン３０が挿通される。

【００１７】図４に示すように、この押さえピン３０
は、丸棒状のピン本体３１の両端にネジ部３２を備え
る。そして、ピン穴２３に挿通された状態で、図２、図
３に示すように、ネジ部３２にロックナット３３をねじ
込むことにより、ピン穴２３に対して固定される。

【００１８】さらに、図４に示すように、この押さえピ
ン３０は、円形の外周面の一部が平らに切りかかれたテ
ーパ平面３４を備えている。このテーパ平面３４は、ピ
ン本体３１の側面の一部に、押さえピン３０の軸に対し
て所定の角度で傾斜しつつ、軸に沿って延びている。後
述するように、このテーパ平面３４により、試験片６が
回転方向に支持される。

【００１９】図５に示すように、棒状の試験片６は、円
柱状の両端が、それぞれ被保持部４１となっている。こ
れらの被保持部４１の外周には、それぞれ雄ネジ加工の
ネジ４３が形成されており、上述したように、それぞれ
上側保持具４、下側保持具５のネジ穴２２にねじ込まれ
るようになっている。

【００２０】さらに、この被保持部４１の外周の一部に
は、試験片６の軸と平行な平面に切りかかれた平坦面４
４が形成されている。そして、この平坦面４４は、被保
持部４１がネジ穴２１にねじ込まれたときにピン穴２２
側にはみ出し、ピン穴２３に挿通された押さえピン３０
のテーパ平面３４と平面接触するようになっている。

【００２１】つぎに作用を説明する。

【００２２】本発明の材料試験機１で、試験片６を試験
するときには、まず、上側保持具４、下側保持具５のネ
ジ穴２１に、試験片６両端の被保持部４１をそれぞれね
じ込み、ロックナット２３で固定する。これと同時に、
上側保持具４、下側保持具５のピン穴２１に押さえピン
３０を挿通し、その端部のネジ部３２にロックナット３
３をねじ込んで固定する。

【００２３】この場合、押さえピン３０の軸回りの回転
角度および試験片６の軸回りの回転角度は、押さえピン
３０のテーパ平面３４と試験片６の平坦面４４が、真正
面に平行に相対するように調整される。この結果、テー
パ平面３４と平坦面４４は平面接触し、試験片６は、上
側保持具２および下側保持具３において、軸回りに回転
しないように保持される。

【００２４】なお、テーパ平面３４は、押さえピン３０
の軸に対して所定の角度で傾斜しているので、試験片６
において平坦面４４の加工位置が多少異なった場合で
も、押さえピン３０を軸方向に動かすことで、テーパ平
面３４と平坦面４４をぴったり平面接触させることがで
きる。

【００２５】このように試験片６を上側保持具４、下側
保持具５の間に保持したならば、クロスヘッド９の上下
動による上側アームの上下動により、試験片６に引っ張
りまたは圧縮負荷を与え、また、モータ１２による下側
アーム２の回転により、試験片６にねじり負荷を与える
ことで、試験片６を負荷する。

【００２６】この場合、試験片６は、ネジ穴２２へとネ
ジ４３の噛み合いおよびロックナット２３により、上側
保持具４および下側保持具５に対して上下方向に確実に
保持される一方、テーパ平面３４と平坦面４４の平面接
触により、上側保持具４および下側保持具５に対して左
右いずれの回転方向にも確実に保持される。したがっ
て、試験片６に対して、引っ張りまたは圧縮荷重のみな
らず、回転方向のトルクも確実に伝達することができ
る。

【００２７】なお、本実施の形態では、ピン穴２３をネ
ジ穴２１に直交する方向に形成したが、本発明はこのよ
うな形態に限られるものではない。すなわち、ピン穴２
３がネジ穴２１に対して斜めに交差している場合でも、
テーパ平面３４と平坦面４４が平面接触するようになっ
ていれば、試験片６の上側保持具４または下側保持具５
に対する軸回り回転を阻止できるので、本発明は成立す
る。

【００２８】また、本実施の形態では、材料試験機１
は、試験片６に引っ張りおよび圧縮負荷とねじり負荷と
を共に与えられるものとなっていたが、本発明の適用範
囲はこのような材料試験機に限られず、試験片６の上側
保持具４および下側保持具５への固定がねじ込み式のも
のであれば、例えば試験片６にねじり負荷しか与えられ
ない材料試験機に対しても本願発明を適用することがで
きる。

【００２９】また、上記実施の形態の図５では、試験片
６の両端の被保持部４１に形成した平坦面４４は、軸回
りの回転方向に対して同一の位相で形成されるように図
示されてはいるが、本発明はこれに限られるものではな
く、平坦面４４の位相が上下の被保持部４１（図５では
左右の被保持部４１）で異なっていてもよい。この場合
には、例えば、上側保持具４または下側保持具５の上側
アーム２またあ下側アーム３への取り付け角度を変える
ことにより、上下の平坦面４４の位相が異なった分だ
け、上側保持具４のピン穴２１と下側保持具５のピン穴
２１の角度を変えるようにすればよい。これにより、試
験片６を加工するときに、特に上下の平坦面４４の位相
を会わせる必要がなくなり、加工が容易となる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、試験片は両端の被保持
部において一対の保持具のネジ穴にねじ込まれるととも
に、このネジ穴と一部が重なるように形成されたピン穴
に、押さえピンが挿通固定され、この押さえピンのテー
パ平面が被保持部の平坦面と平面接触することにより、
被保持部はネジ穴内で回転しないように押さえ込まれ
る。したがって、試験片はネジ穴内で、ネジを締める方
向のみならず、ネジを外す方向にも回転しないように保
持され、保持具を介しての試験片へのトルクの伝達が、
確実かつ安定的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される材料試験機の一実施形態の
一例を示す構成図である。

【図２】同じく上側保持具を示す断面図である。

【図３】同じく図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】同じく押さえピンを示す側面図である。

【図５】同じく試験片を示す側面図である。

【図６】同じく図５のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１ 材料試験機 ２ 上側アーム ３ 下側アーム ４ 上側保持具 ５ 下側保持具 ６ 試験片 ７ ねじり負荷検出器 ８ 引っ張りおよび圧縮負荷検出器 ９ クロスヘッド １０ スリーブ １１ ギア １２ モータ １３ ギア １４ ギア ２１ ネジ穴 ２２ ピン穴 ２３ ロックナット ３０ 押さえピン ３１ ピン本体 ３２ ネジ部 ３３ ロックナット ３４ テーパ平面 ４１ 被保持部 ４３ ネジ ４４ 平坦部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の保持具に形成したネジ穴に試験片両
   端の被保持部に形成したネジをそれぞれねじ込むことに
   より、これらの保持具の間に試験片を保持し、これらの
   保持具の相対移動により試験片に負荷を与える材料試験
   機において、 前記ネジ穴と一部が重なるように形成されたピン穴と、
   このピン穴に挿通されて固定される押さえピンとを備
   え、前記被保持部の側面に平坦面を形成し、前記押さえ
   ピンの側面にテーパ状にテーパ平面を形成し、前記押さ
   えピンを前記ピン穴に固定したときに前記平坦面と前記
   テーパ平面とが平面接触するようにしたことを特徴とす
   る材料試験機。