JPS5840134B2 - 湾曲試験片の引張試験機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ドラムに巻き取られていた鋼線、銅帯の部
分切断片などの湾曲した試験片を引張試験するための引
張試験機に関するものである。

湾曲試験片を湾曲したままで引張試験することができる
引張試験機が要望されている。

引張試験では、クロスヘッドに取り付けた一対のチャッ
クによって試験片の両端を堅固に把持せねばならない。

湾曲した試験片の両端を把持するには、各チャックをク
ロスヘッドに対し変向可能に取り付け、各チャックの方
向を調節して試験片の両端の方向にあわせる必要がある
。

また、試験片に引張試験荷重を与えると、試験片は引張
試験荷重によって変形し、その湾曲が矯正されるため、
各チャックを変向自在にし、各チャックの方向が試験片
の変形に応じて変わるようにせねばならない。

しかしながら、各チャックを変向自在にすると、その自
重によって振れモーメントが発生し、これが試験に影響
を与えるという不都合が生じる。

このため、従来は湾曲試験片を湾曲したままで引張試験
することは実施されていない。

湾曲試験片の湾曲をあらかじめ矯正して試験しているの
が現状である。

この発明は、一対のチャックを夫々クロスヘッドに対し
変向可能に取り付けた湾曲試験片引張試験機において、
各チャックの自重振れモーメントを除去することを目的
とする。

この発明は、自重振れモーメントは一方のチャックだけ
ではなく、一対のチャックに夫々発生するということに
着眼してなされたもので、各チャックの自重振れモーメ
ントを相殺することによって除去するようにしたもので
ある。

言いかえると、一方のチャックの自重振れモーメントを
利用して他方のチャックの自重振れモーメントを除去す
るようにしたものであり、自重振れモーメントを除去す
るための特別な制御機構を使用するものではない。

従って、構成を簡単にすることができる。

以下、この発明の実施例を図面について説明するＯ 第１図において、試験片１の両端は上下一対のチャック
２ａ、２ｂによって把持される。

チャック２ａ 、２ｂは、液圧シリンダ３ａ 、３ｂを
有する液圧式のものである。

シリンダ３ａ 、３ｂのロッド端に液圧を供給すると、
ピストンロッド４ａ。

４ｂが後退し、チャック歯５ａ 、５ｂがくさび作用に
よって試験片１の両端を把持する。

シリンダ３ａ 、３ｂのヘッド端に液圧を供給すると、
ピストンロッド４ａ 、４ｂは前進し、チャック歯５ａ
５ｂは試験片をはなす。

各チャック２ａ 、２ｂは、上下一対のクロスヘッド６
ａ、６ｂに対し例えばころがり軸受によって夫々軸心７
ａ、７ｂのまわりに揺動可能に、すなわち変向可能に取
り付けられている。

各チャック２ａ 、２ｂは、その変向角度を表示する指
針８ａ 、ｓｂを有する。

チャック２ａ 、２ｂの変向は液圧シリンダ９ａ。

９ｂ釦よび１０ａによって行なわれる。

シリンダ９ａ、１０ａは、上側のチャック２ａの軸心７
ａよりも一定距離上方にむいて水平に、かつ互いに逆方
向に配置され、クロスヘッド６ａに揺動可能に連結され
ている。

各シリンダ９ａ 、１０ａのピストンロッド１１ａ、１
２ａは夫々チャック２ａの上端に揺動可能に連結される
。

シリンダ９ｂは、下側のチャック２ｂの軸心７ｂよりも
一定距離下方において水平に、かつシリンダ９ａと逆方
向に配置され、クロスヘッド６ｂに揺動可能に連結され
ている。

シリンダ９ｂのピストンロッド１１ｂはチャック２ｂの
下端に揺動可能に連結されているＯ シリンダ９ｂのロッド端は可変絞り１３を有する導通管
１４によってシリンダ９ａのロッド端に接続され、シリ
ンダ９ａのヘッド端は可変絞り１５を有する導通管１６
によってシリンダ１０ａのヘッド端に接続されている。

シリンダ９ｂのヘッド端とシリンダ１０ａのロッド端は
夫々可変絞り１７ａ、’１７ｂ、逆止弁１８ａ、１８ｂ
を有する導通管１９ａ 、 １９ｂによって流路切換弁
２０に接続されている。

切換弁２０は、ソレノイド５ｏｔ１，５ｏｔ２を有し、
導通管１９ａ、１９ｂをポンプＰとタンクＴに選択的に
接続することができる。

ポンプＰとタンクＴはソレノイド５ｏｔ３を有する切換
弁２１によって直接接続することができる。

各クロスヘッド６ａ 、５ｂは、各チャック２ａ。

２ｂの角度位置を検出するためのり□ットスイッチＬＳ
１．ＬＳ２を有する。

各チャック２ａ 、 ２ｂは、各リミットスイッチＬＳ
１．ＬＳ２に係合する係合バー２２ａ 、２２ｂを有す
る。

さらに、下側のクロスヘッド６ｂはチャック２ａ 、２
ｂ間の距離を検出するためのり□ットスイッチＬＳ２を
有し、上側のクロスヘッド６ａはリミットスイッチＬＳ
３に係合する保合ロッド２３を有している。

前記のように構成された湾曲試験片の引張試験機におい
て、切換弁２０のソレノイド５ｏｔ２をＯＮにすると、
ポンプＰは導通管１９ｂに接続され、タンクＴは導通管
１９ａに接続される。

従って、ポンプＰから液圧が導通管１９ｂの逆止弁１８
ｂを通ってシリンダ９ｂのヘッド端に供給される。

シリンダ９ｂのピストンロッド１１ｂは前進し、下側の
チャック２ｂをその軸心７ｂのまわりに第１図に釦いて
反時計方向に揺動させる。

これと同時に、シリンダ９ｂのロッド端の液圧が導通管
１４の可変絞り１３を通ってシリンダ９ａのロッド端に
供給される。

シリンダ９ａのヘッド端の液圧は導通管１６の可変絞り
１５を通ってシリンダ１０ａのヘッド端に供給される。

シリンダ１０ａのロッド端の液圧は導通管１９ａの可変
絞り１７ａを通ってタンクＴに排出される。

従って、シリンダ９ａのピストンロッド１１ａは後退し
、シリンダ１０ａのピストンロッド１２ａは前進し、上
側のチャック２ａをその軸心７ａのまわりに時計方向に
揺動する。

これによって、各チャック２ａ 、２ｂの変向が行なわ
れるものである。

各チャック２ａ 、２ｂが一定角度、例えば２０’前後
揺動すると、下側のチャック２ｂの係合バー２２ｂがり
□ットスイツチＬＳ、に係合する。

リミットスイッチＬＳ、は、ＯＮになり、切換バルブ２
０のソレノイドＳｏ／！、２をＯＦＦにし、導通管１９
ａ。

１９ｂを遮断する。

従って、各ピストンロッド１１ａ、１１ｂ、１２ａ＞よ
びチャック２ ａ ｔ２ｂは停止する。

各チャック２ａ 、２ｂは、各シリンダ９ａ、９ｂ、１
０ａの内圧によってその角度位置に保持される。

その後、第１図に仮想線で示されているようにくの字形
状に湾曲した湾曲試験片１の両端が各チャック２ａ 、
２ｂのチャック歯５ａ 、５ｂに挿入され、上側のチャ
ック２ａのシリンダ３ａに液圧が供給される。

上側のチャック２ａのチャック歯５ａは試験片１の一端
を把持する。

この時、試験荷重を測定する計力機のゼロ設定が行なわ
れる。

次いで、下側のチャック２ｂのシリンダ３ｂに液圧が供
給され、チャック歯５ｂが試験片１の他端を把持する。

各シリンダ９ａ、９ｂ、１０ａの内圧は、各ピストンロ
ッド１１ａ、１１ｂ、１２ａの変位を同期させ、チャッ
ク２ａ 、２ｂの揺動を同調させる作用をする。

各シリンダ９ａ、９ｂ、１０ａは水平に配置され、各ピ
ストンロッド１１ ａ 、 １ ｌ ｂ。

１２ａは上側のチャック２ａの上側と下側のチャック２
ｂの下端に連結されているため、各ピストンロッド１１
ａ、１１ｂ、１２ａは各チャック２ａ 、２ｂが揺動す
る軌跡のほぼ接線に沿って変位する。

従って、チャック２ａ 、２ｂの変向時に各ピストンロ
ッド１１ａ、１１ｂ、１２ａが水平方向に変位する量’
１ ＋ ｔ２ ＋ ／’３はほぼ等しく、各チャック２
ａ 、２ｂが揺動する角度はほぼ同一である。

各ピストンロッド１１ａ、１１ｂ、１２ａ、各チャック
２ａ 、２ｂを停止させるり□ットスイッチＬＳ１の位
置は湾曲試験片１の曲率に応じてあらかじめ調節するこ
とができる。

従って、各チャック２ａ 、２ｂを湾曲試験片１の曲率
に応じた角度だけ揺動させることができ、各チャック２
ａ。

２ｂの方向を試験片１の両端の方向に正確にあわせるこ
とができる。

この結果、湾曲試験片１の両端を円滑に堅固に把持する
ことができるものであるＯ 試験片１の両端が把持された後、試験片１に引張試験荷
重が与えられる。

これは、適当な試験荷重負荷機構によって一対のクロス
ヘッド５ａ。

６ｂを相対的に変位させ、チャック２ａ 、２ｂ間の距
離を大きくすることによって行なわれる。

試験荷重負荷機構には液圧式、ねじ送り式等種々のもの
が従来の引張試験機に使用されているが、どのような形
のものを使用してもよい。

試験片１に試験荷重を与える時は、切換弁２０のソレノ
イド５ｏｔ２と切換弁２１のソレノイド５ｏｔ３が操作
される。

各ソレノイド５ｏｔ２゜５ｏｔ３は、ＯＮになり、導通
管１９ａ、１９ｂを夫々タンクＴに接続する。

従って、シリンダ９ｂのヘッド端、シリンダ１０ａのロ
ッド端の液圧はタンクＴに排出される。

従って、各ピストンロッド１１ ａ ＊ １１ ｂ ｓ
１２ ｂは変位可能になり、各チャック２ａ 、２ｂ
は揺動自在、すなわち変位自在になる。

試験片１は引張試験荷重によって変形し、その湾曲が矯
正される。

各チャック２ａ、２ｂは試験片１の変形に応じて揺動し
、各チャック２ａ 、２ｂの方向が試験片１の変形に応
じて変わり、常時試験片１の両端の方向に合致する。

各チャック２ａ 、２ｂを変向自在にすると、各チャッ
ク２ａ 、２ｂの自重によって振れモーメントが発生す
るが、これは試験には影響を与えない。

その理由は次のとおりである。

チャック２ａ 、２ｂの重心は、その軸心７ａ。

７ｂに一致させることは設計上困難であり、チャック歯
５ａ 、ｓｂ側にかたよるのが普通である。

従って、上側のチャック２ａを時計方向に揺動させ、下
側のチャック２ｂを反時計方向に揺動させると、各チャ
ック２ａ 、２ｂの自重振れモーメントは夫々反時計方
向に発生する。

上側のチャック２ａの自重振れモーメントはシリンダ９
ａのピストンロッドＩｌａに対しこれを前進させる方向
に作用し、下側のチャック２ｂの自重振れモーメントも
シリンダ９ｂのピストンロッド１１ｂに対しこれを前進
させる方向に作用する。

しかしながら、各シリンダ９ａ、９ｂのロッド端は導通
管１４によって接続されているため、各ピストンロッド
１１ａ、１１ｂに作用するチャック２ａ 、２ｂの自重
振れモーメントはシリンダ９ａ、９ｂのロッド端および
導通管１４の内圧を介して互いに干渉し、均衡する。

言いかえると、各チャック２ａ。２ｂの自重振れモーメ
ントがシリンダ９ａ 、 ｓｂのロッド端、導通管１４
の内圧によって相殺され、除去されるものである。

従って、自重振れモーメントは試験に影響を与えない。

試験片１が引張試験荷重によって変形すると、それに応
じて上側のチャック２ａはもとの垂直位置に向かって反
時計方向に揺動する。

下側のチャック２ｂはもとの垂直位置に向かって時計方
向に揺動する。

ピストンロッド１１ａはチャック２ａの揺動に従って前
進し、ピストンロッド１１ｂはチャック２ｂの揺動に従
って後退する。

この時、シリンダ９ａのロッド端の内圧が導通管１４の
可変絞り１３を通ってシリンダ９ｂのロッド端に供給さ
れる。

前述したように、各シリンダ９ａ、９ｂの内圧はピスト
ンロッド１１ａ、１１ｂの変位を同期させ、チャック２
ａ 、２ｂの揺動を同調させる作用もする。

チャック２ａ 、２ｂの自重振れモーメントは、チャッ
ク２ａ 、２ｂの角度に従って増減する。

各チャック２ａ 、２ｂの揺動は同調し、その角度は常
時同一に保持されるため、各チャック２ａ 、２ｂの振
れモーメントの大きさも常時同一に保持される。

従って、各チャック２ａ 、 ２ｂの自重振れモーメン
トを試験時全体にわたって正確に相殺することができ、
除去することができる。

各チャック２ａ 、２ｂがもとの垂直位置まで揺動する
と、上側のチャック２ａの係合バー２２ａがリミットス
イッチＬＳ２に係合する。

リミットスイッチＬＳ２はＯＮになり、切換弁２０ 、
２１のンレノイド５ｏｔ２，５ｏｔ３をＯＦＦにし、導
通管１９ ａ ｔ １９ ｂを遮断する。

従って、各チャック２ａ 、２ｂは、各シリンダ９ａ、
９ｂ、１０ａの内圧によって垂直位置に保持される。

その後、試験片１が試験荷重によって破断される。

試験片１の破断時には、その衝撃荷重が各チャック２ａ
。

２ｂに対しこれを揺動させる方向に作用する。

しかしながら、導通管１９ａ、１９ｂが遮断されている
ため、衝撃荷重は各シリンダ９ ａ ｔ ９ ｂ ＋１
０ａの内圧によって吸収され、チャック２ａ。

２ｂの損傷は回避される。

従って、各シリンダ９ ａ 、９ ｂ、ｌ Ｏａは衝撃
荷重に対するダンパーとしての作用もする。

特に、シリンダ１０ａはシリンダ９ａに対し逆方向に配
置されているため、シリンダ９ａを補助し、衝撃荷重を
効果的に吸収することができる。

試験片１が破断すると、試験荷重負荷機構は停止し、ク
ロスヘッド６ａ、６ｂは試験荷重負荷機構によってその
位置に保持される。

次いで、各チャック２ａ、２ｂのシリンダ３ａ 、３ｂ
に液圧が供給され、破断された試験片１はチャック歯５
ａ。

５ｂから取り外される。

その後、試験荷重負荷機構が１駆動され、クロスヘッド
６ａ 、６ｂが相対的に変位し、チャック２ａ 、２ｂ
間の距離は小さくなる。

クロスヘッド６ ａ 、６ ｂがもとの位置まで変位す
ると、クロスヘッド６ａの係合ロッド２３がクロスヘッ
ド６ｂのリミットスイッチＬＳ３に係合する。

す□ットスイツチＬＳ３はＯＮになり、試験荷重負荷機
構を停止させる。

なお、この発明には種々の変形例が考えられる。

前記実施例では一対のチャック２ａ 、２ｂを液圧的に
連結した場合について説明したが、チャック２ａ 、２
ｂを機械的に連結することによってその自重振れモーメ
ントを相殺し、除去することも可能である。

例えば、第２図に示されているように各チャック２ａ
、２ｂに夫々その軸心７ａ、７ｂに同心にプーリ２４ａ
、 ２４ ｂを取り付け、各ブー！Ｊ２４ａ、２４ｂの
上端をベルト２５によって連結してもよい。

くの字形状に湾曲した試験片を試、験する時に、上側の
チャック２ａを時計方向に揺動させ、下側のチャック２
ｂを反時計方向に揺動させると、各チャック２ａ 、２
ｂの自重振れモーメントは夫々反時計方向に発生する。

従って、各チャック２ａ 、２ｂの自重振れモーメント
はベルト２５の張力によって相殺され、除去される。

プーリ２４ａ 、２４ｂとベルト２５に代えて、スプロ
ケットとチェーンを使用してもよい。

一対のチャック２ ａ ＊ ２ ｂをリンクによって連
動連結し、各チャック２ａ 、２ｂの振れモーメントを
相殺することも可能である。

第３図に示されているようにＳ字形状に湾曲した湾曲試
験片１を試験する時は、試験片１の両端を把持するには
各チャック２ａ 、２ｂを軸心７ ａ。

７ｂのまわりに夫々時計方向に揺動させる必要がある。

従って、上側のチャック２ａの自重振れモーメントは反
時計方向に発生し、下側のチャック２ｂの振れモーメン
トは時計方向に発生する。

この場合は、上側のチャック２ａのプーリ２４ａの上端
と下側のチャック２ｂのプーリ２４ｂの下端をベルト２
５によって連結すればよい。

各チャック２ａ 、２ｂの自重振れモーメントは、ベル
ト２５の張力によって相殺され、除去される。

なお、第１図の試験機に３いて第３図に示されているよ
うなＳ字形状に湾曲した湾曲試験片を試験することも可
能である。

この場合は、シリンダ９ｂのロッド端を導通管１４によ
ってシリンダ９ａのロッド端ではなく、ヘッド端に接続
すればよい。

シリンダ９ａのロッド端は導通管１６によってシリンダ
１０ａのロッド端に接続し、シリンダ１０ａのヘッド端
を導通管１９ａによって切換弁２０に接続すればよい。

シリンダ１０ａのヘッド端に液圧を供給すると、シリン
ダ１０ａのロッド端の液圧がシリンダ９ａのロッド端に
供給され、シリンダ９ａのヘッド端の液圧はシリンダ９
ｂのロッド端に供給される。

従って、ピストンロッド１２ａは前進し、ピストンロッ
ド１１ａ、１１ｂは夫々後退する。

各チャック２ａ 、２ｂは軸心７ａ、７ｂのまわりを夫
々時計方向に揺動し、各チャック２ａ 、２ｂの方向を
Ｓ字形状に湾曲した湾曲試験片の両端の方向にあわせる
ことができる。

上側のチャック２ａの自重振れモーメントは反時計方向
に発生し、下側のチャック２ｂの振れモーメントは時計
方向に発生する。

各チャック２ａ。２ｂの自重振れモーメントは、シリン
ダ９ａのヘッド端、シリンダ９ｂのロッド端および導通
管１４の内圧によって相殺され、除去される。

な督、この場合はシリンダ９ａのヘッド端にもロッドを
設け、シリンダ９ａのヘッド端とシリンダ９ｂのロッド
端の液圧が同一になるようにする必要がある０ 前記実施例で明らかなように、この発明は一対のチャッ
クを液圧的または機械的に連結し、各チャックの自重振
れモーメントが相殺されるようにしたから、簡単な構成
で各チャックの自重振れモーメントを除去することがで
きる。

この結果、一対のチャックを変向可能に取り付けた試験
機にむいて、湾曲試験片を湾曲したままで支障なく引張
試験することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す液圧回路図、第２図
、第３図は第１図の変形例を示す説明図である。 １・・・・・・湾曲試験片、２ａ 、 ２ｂ・・・・・
・チャック、６ａ、６ｂ・・・・・・クロスヘッド、９
ａ、９ｂ・・・・・・シリンダ、１４・・・・・・導通
管、２４ａ 、２４ｂ・・・・・・プーリ、２５・・・
・・・ベルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 試験片の両端を把持する一対のチャックを夫夫クロ
   スヘッドに対し変向可能に取り付けた湾曲試験片引張試
   験機に釦いて、前記一対のチャックを各チャックの自重
   振れモーメントが相殺されるように液圧的または機械的
   に連結する自重振れモーメント除去機構を設けたことを
   特徴とする試験島 ２ 前記自重振れモーメント除去機構は、前記各チャッ
   クにその変向動作に従って伸縮するように連結した一対
   の液圧シリンダと、前記一対の液圧シリンダを各チャッ
   クの自重振れモーメントが相殺されるように液圧的に接
   続する導通管とからなっている特許請求の範囲第１項に
   記載の試験鴨３ 前記自重振れモーメント除去機構は、
   前記一対のチャックを各チャックの自重振れモーメント
   が相殺されるように機械的に連結したベルト、チェーン
   、リンク等の連動連結手段からなっている特許請求の範
   囲第１項に記載の試験札