JPH11271198A - 材料試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低コストで横締め油圧式つかみ具の閉じ速度を
高速化することができる材料試験機を提供する。 【構成】つかみ具本体７１の内部に対向して形成された
一対のシリンダ７１Ａ内で摺動する一対の復動式ピスト
ン７２を有し、この復動式ピストン７２の先端につかみ
歯７５を設ける。一対のピストン７２を互に近づける方
向に付勢する圧縮ばね７４をボトム室Ｒ１に設ける。つ
かみ歯７５を閉じるとき、ボトム室Ｒ１を油圧ポンプ２
１に接続してロッド室Ｒ２をタンクに接続すると、ばね
７４のばね力に依存する速さでつかみ歯７５が閉じ方向
に移動する。つかみ歯７５が供試体と当接すると油圧ポ
ンプ２１の圧油の圧力に依存した把持力でつかみ歯７５
は供試体を把持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は平行横締め油圧式つ
かみ具を備えた材料試験機に関する。

【０００２】

【従来の技術】平行横締め油圧式つかみ具は、内部に対
向して一対のシリンダが形成されたつかみ具本体と、シ
リンダ内で摺動する一対の復動式ピストンと、この復動
式ピストンの先端に取り付けられたつかみ歯とを備え
る。そして、シリンダの一方に形成されたボトム室から
圧油を供給し、ロッド室から油を排出して一対のピスト
ンを互に近づけてつかみ歯を閉じ、シリンダの他方に形
成されたロッド室から圧油を供給し、ボトム室から油を
排出して一対のピストンを互に離してつかみ歯を開く。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の平行横締め油
圧式つかみ具が使用される材料試験機はその試験荷重が
大きい（たとえば３０ｔ〜５０ｔ）ので、上記シリンダ
の直径はたとえば１００ｍｍを越えて断面積が大きい上
に圧力も高くする必要がある。したがって、つかみ歯を
開閉する際にピストンを素速く移動するためには大容量
高圧油圧ポンプを使用するか、あるいは、小容量高圧油
圧ポンプと大容量低圧油圧ポンプを組合せた２連油圧ポ
ンプを使用することになる。たとえば、２連油圧ポンプ
を使用する場合には、大容量低圧油圧ポンプの吐出油を
常時シリンダのボトム室に供給し、つかみ歯が供試体に
当接するまでは大容量低圧油圧ポンプの吐出油でピスト
ンを移動し、供試体に当接した後は小容量高圧油圧ポン
プからの圧油でピストンを駆動して必要な把持力を得
る。しかしながら、大容量高圧油圧ポンプも２連油圧ポ
ンプもコストが高いという問題がある。

【０００４】本発明の目的は、低コストで横締め油圧式
つかみ具の閉じ速度を高速化することができる材料試験
機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】図１および図２に対応づ
けて説明すると、本発明は、つかみ具本体７１の内部に
対向して形成された一対のシリンダ７１Ａ内で摺動する
一対の復動式ピストン７２を有し、この復動式ピストン
７２の先端につかみ歯７５を設けたつかみ具７と、この
つかみ具７で把持した供試体を負荷する負荷アクチュエ
ータ８と、ピストン７２を駆動する圧油を供給する油圧
ポンプ２１とを備え、シリンダ７１Ａの一端側に形成さ
れた第１の室Ｒ１から圧油を供給し、他端側に形成され
た第２の室から油を排出して一対のピストン７２を互に
近づけてつかみ歯７５を閉じ、第２の室Ｒ２から圧油を
供給し、第１の室Ｒ２から油を排出して一対のピストン
７２を互に離してつかみ歯７５を開くようにした材料試
験機に適用される。そして、一対のピストン７２を互に
近づける方向に付勢する付勢手段７４を第１の室Ｒ１に
設け、油圧ポンプ２１の容量を、つかみ歯７５の閉じ速
度に必要な容量よりも小さくすることにより、上述した
目的を達成する。

【０００６】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と作用の項では、本発明を分かり易
くするために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。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１〜図３により本発明による材
料試験機の第１の実施の形態を説明する。図１に示すよ
うに、材料試験機は基台１と、基台１上に対をなして立
設された二本の支柱２，３と、二本の支柱２，３の軸線
方向、すなわち上下方向に移動可能に係合するクロスヘ
ッド５と、クロスヘッド５を支柱２，３の任意の高さに
クランプするためのクロスヘッド油圧クランプ４と、ク
ロスヘッド５を上下駆動するクロスヘッド昇降シリンダ
装置６と、クロスヘッド５に取り付けられた固定側の上
つかみ具７Ｕと、基台１上に設けられた復動シリンダ８
と、復動シリンダ８のピストンロッド９の先端（上端）
９ａにロードセル１０を介して取り付けられた可動側の
下つかみ具７Ｌとを有し、上つかみ具７Ｕと下つかみ具
７Ｌとにより試験片を把持し、復動シリンダ８によって
下つかみ具７Ｌを支柱２，３の軸線方向に駆動して試験
片に負荷を付与する。

【０００８】上つかみ具７Ｕおよび下つかみ具７Ｌの詳
細について説明する。本実施の形態においては上つかみ
具７Ｕおよび下つかみ具７Ｌは同一の構成を有するた
め、上つかみ具７Ｕについてのみ説明し、下つかみ具７
Ｌについての説明は省略する。

【０００９】図２に示すように、つかみ具７は、内部に
一対のシリンダ７１Ａが対向して形成されたつかみ具本
体７１と、一対のシリンダ７１Ａ内で摺動する一対の復
動式ピストン７２と、シリンダ７１Ａを閉鎖する蓋体７
３と、蓋体７３とピストン７２との間に介装されピスト
ン７２を常時閉じる方向に付勢する圧縮ばね７４と、復
動式ピストン７２の先端に取り付けられたつかみ歯７５
とを備える。そして、シリンダ７１Ａの一方に形成され
たボトム室Ｒ１から圧油を供給して一対のピストン７２
を互に近づけてつかみ歯７５を閉じ、シリンダ７１Ａの
他方に形成されたロッド室Ｒ２から圧油を供給して一対
のピストン７２を互に離してつかみ歯７５を開く。

【００１０】図１に示した材料試験機のつかみ具は図３
に示すような油圧回路で開閉制御される。すなわち、こ
の油圧回路は、モータ２０で駆動される小容量高圧油圧
ポンプ２１と、小容量高圧油圧ポンプ２１からの圧油の
流れる方向を切換える方向切換弁２２と、方向切換弁２
２とシリンダ７１Ａのロッド室Ｒ２との間に介装された
スローリターン弁２３と、つかみ具駆動回路の最高圧力
を規定するリリーフ弁２４と、ボトム室Ｒ１とタンクと
の間に介装されたチェック弁２５とを備えている。

【００１１】つかみ歯７５を開く場合には方向切換弁２
２をイ位置に切換える。シリンダ７１Ａのロッド室Ｒ２
はスローリターン弁２３を介して油圧ポンプ２１に、ボ
トム室Ｒ１はタンクに接続される。したがって、油圧ポ
ンプ２１からの圧油は方向切換弁２２からスローリター
ン弁２３を通ってロッド室Ｒ２に供給され、ピストン７
２はばね７４のばね力に抗して移動し、ボトム室Ｒ１の
油が方向切換弁２２からタンクへ流れてつかみ歯７５が
開く。

【００１２】つかみ歯７５を閉じる場合には方向切換弁
２２をロ位置に切換える。シリンダ７１Ａのボトム室Ｒ
１は油圧ポンプ２１に、ロッド室Ｒ２はスローリターン
弁２３を介してタンクに接続される。ボトム室Ｒ１は、
方向切換弁２２を経て油圧ポンプ２１からの圧油が供給
されると同時に、チェック弁２５を経てタンクと接続さ
れ、ロッド室Ｒ２がタンクと接続されるから、ピストン
７２はばね７４のばね力によりボトム室Ｒ１に供給され
る圧油の油量に依存することなく、チェック弁２５を通
じてタンクより油を吸込むことによって素速く移動しよ
うとする。このときロッド室Ｒ２の油はスローリターン
弁２３の絞り２３ａを通ってタンクに流れるから、ピス
トン７２の移動速度は絞り２３ａの開口面積に依存した
速さとなる。このピストン７２の移動速度は、小容量高
圧油圧ポンプ２１からボトム室Ｒ１に流れ込む油量に依
存した速さに比べて格段に速い。つかみ歯７５が供試体
に当接するまで、油圧ポンプ２１よりボトム室Ｒ１に供
給される油量はピストン７２によりロッド室Ｒ２から排
出される油量よりも少ないが、つかみ歯７５が供試体に
当接すると、チェック弁２５が作動してタンクへの圧油
の流れを止めるため、ボトム室Ｒ１の圧力はリリーフ弁
２４で規定される圧力まで上昇して、試験荷重に見合っ
た大きな把持力が得られる。

【００１３】つかみ歯７５を任意の位置で停止させる場
合には、方向切換弁２２を図示の中立位置で保持する。
このとき、シリンダ７１Ａのロッド室Ｒ２はタンクと接
続されずに油が保持されるので、ばね７４もその位置で
保持されることになるから、つかみ歯７５を途中の位置
で停止させるこ個とができる。

【００１４】この実施の形態のように、つかみ歯７５が
供試体に当接するまではばね７４のばね力でピストン７
２を移動させ、その後、油圧ポンプ２１から吐出される
油の圧力で供試体を把持することにより、高圧油圧ポン
プ２１の容量を小さくできる。すなわち、小容量高圧油
圧ポンプ２１を使用してつかみ歯７５を素速く閉じるこ
とができる。なお、圧縮ばね７４によるピストン移動速
度が速過ぎる場合にはスローリターン弁２３の絞り２３
ａの開口面積を調節して所望の速度に抑えることができ
る。

【００１５】以上の実施の形態では、いわゆる万能試験
機について説明したが、この発明は種々の材料試験機に
適用できる。たとえば、ねじ桿をモータで回転駆動して
昇降するクロスヘッドと固定テーブルとにつかみ具を設
け、つかみ具で把持された供試体をクロスヘッドの昇降
により負荷する材料試験機にも適用できる。

【００１６】以上の実施の形態において、復動シリンダ
８が負荷アクチュエータに、ボトム室が第１の室に、ロ
ッド室Ｒ２が第２の室に、圧縮ばね７４が付勢手段にそ
れぞれ相当する。

【００１７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、先端につかみ歯が設けられてシリンダ内で摺動す
る一対の復動式ピストンを常時閉じる方向に付勢するよ
うにしたので、つかみ歯を閉じる際の移動速度は付勢手
段による付勢力に依存して小容量の油圧ポンプでも迅速
につかみ歯を閉じ動作させることができる。また、高圧
油圧ポンプの容量を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る材料試験機を説明する図

【図２】つかみ具の詳細を説明する図

【図３】つかみ具を駆動する油圧回路を説明する図

【符号の説明】

５ クロスヘッド ７，７Ｕ，７Ｌ つかみ具 ８ 復動ピストン ２１ 油圧ポンプ ２２ 方向切換弁 ２４ リリーフ弁 ２５ チェック弁 ７１ つかみ具本体 ７１Ａ シリンダ ７２ ピストン ７４ 圧縮ばね ７５ つかみ歯

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】つかみ具本体の内部に対向して形成された
   一対のシリンダ内で摺動する一対の復動式ピストンを有
   し、この復動式ピストンの先端につかみ歯を設けたつか
   み具と、このつかみ具で把持した供試体を負荷する負荷
   機構と、前記ピストンを駆動する圧油を供給する油圧ポ
   ンプとを備え、前記シリンダの一端側の第１の室から前
   記圧油を供給し、他端側の第２の室から油を排出して前
   記一対のピストンを互に近づけて前記つかみ歯を閉じ、
   前記第２の室から圧油を供給し、前記第１の室から油を
   排出して前記一対のピストンを互に離して前記つかみ歯
   を開くようにした材料試験機において、 前記一対のピストンを互に近づける方向に付勢する付勢
   手段を前記第１の室に設け、前記油圧ポンプの容量を、
   前記つかみ歯の閉じ速度に必要な容量よりも小さくした
   ことを特徴とする材料試験機。