JPS6145476Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は加圧下で材料試験を行なうようにし
た材料試験装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の材料試験装置としてはたとえば特公昭
51−17076号公報に記載されているように、テス
トピースの一端を炉体に固定し他端を支持具に固
装し、この支持具には２本のステーの一端が固装
され、このステーを電気炉を閉塞する蓋板に穿設
した案内孔に緩通させて外部に出し、負荷計力装
置のシリンダに連結された案内軸と直結した上部
台座に固定し、蓋体と上部台座に上下端を溶接固
定したベローズ内にステーが上下動するととも
に、前記上部台座の上方に位置し、蓋体に立設し
た支柱に支持されている座板と上部台座との間に
前記ベローズとは動作方向を対向してベローズを
溶接固定し、各ベローズ内にガス圧を作用させる
ようにした摺動シール部が無く圧力平衡機構を具
備する材料試験装置が公知である。

また、第１図に示す装置も公知（実公昭52−
23990号公報）である。この装置は試験片１を上
部のプルロツド２と下部のプルロツド３にそれぞ
れ固定し、たとえば下部のプルロツド３は固定
し、上部のプルロツド２は上方へ微少移動させる
ことによつて試験片１に所定の大きさの引張り荷
重を作用させようとする場合に、前記動作の開始
に先立つて試験圧力容器４の内圧が所定圧力ｐに
昇圧されていたとすると、この圧力によつて引張
動作開始と同時に、試験片１にπ／4d₀ ²p〔ただ
し、d₀は上部のプルロツド２の直径である〕にほ
ぼ相当する引張力が余分に加えられることとな
り、正確な引張荷重試験を実施するのに支障を来
すことから、上部プルロツド２にピストン５と、
それが摺動するシリンダ６とを設け、シリンダ６
はピストン５より上方部分を圧力容器４に、下方
部分を外気にそれぞれ連通するようにし、かつ、
ピストン５の直径d₁を上部のプルロツド２の直径
d₀の２倍にとることによつて、試験片１に前記し
た余分な力が作用することのないようにされてい
る。

〔考案の解決しようとする問題点〕

ところで、上記した前者の装置は、摺動シール
部が無いために、それによる抵抗が引張試験に影
響を与えない点においては優れるが、介在させた
ピストンの圧縮および引張抵抗が引張試験に悪影
響を及ぼす恐れがあるだけでなく、高圧下におけ
る引張試験においては、高圧に耐え得ないという
問題がある。

また後者の装置では、摺動部のシールが上部の
プルロツド２に対して２ケ所、ピストン５に対し
ては１ケ所計３ケ所設ける必要があるとともに、
圧力平衡の関係から上部のプルロツド２とピスト
ン５との直径の間には一定の関係を有する必要か
らいずれかを基準に直径を設定すると、この部分
のシール部に使用するＯリングが半端なものとな
つて規格品が使用できず、これに近い寸法の規格
品をあえて使用すると装着に無理が生じるため所
定のシール性能が得られなかつたり、摩擦抵抗が
大きくなるなどの不都合があつた。

この考案は摺動部にシールを使用する後者の材
料試験装置の問題点を解消し、耐圧性を確保した
上で、シール機能、摺動時の摩擦特性を含めたト
ータルな性能を発揮し、正確な材料試験が実施し
得る材料試験装置を提供することを目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は上記従来技術の問題点を解消するた
めに材料試験装置を次のように構成した。すなわ
ち、圧力容器の内底部に試験片の一端を、前記圧
力容器の蓋部を貫通して気密に摺動するプルロツ
ドに試験片の他端をそれぞれ固定し、シリンダ機
構により外部から前記プルロツドを介して前記試
験片に荷重をかけ、加圧下で材料試験を行なうよ
うにした試験装置において、前記プルロツドに、
その軸線上にこのプルロツドと同一寸法の外径を
有するプランジヤもしくは同一寸法の内径を有す
るシリンダ体を一体的に形成するとともに、その
プランジヤもしくはシリンダ体に気密にかつ摺動
自在にシリンダ体もしくはプランジヤを嵌挿し、
プランジヤはそれにフランジを形成してそのフラ
ンジを介して、シリンダ体はそれにタイロツドを
固設して前記フランジに穿設された貫通孔に遊嵌
挿通されたそのタイロツドを介して、前記プルロ
ツドと一体的に形成されたプランジヤもしくはシ
リンダ体を負荷用部材に連結し、そのプランジヤ
もしくはシリンダ体に嵌挿されたシリンダ体もし
くはプランジヤを前記圧力容器の蓋部に固定し、
かつ前記プルロツド及びこのプルロツドと一体的
に形成されたプランジヤもしくはシリンダ体には
前記シリンダ体のシリンダ室と前記圧力容器の内
部空間とを連通させる圧力連通路を形成したこと
を特徴とする材料試験装置を要旨としている。

〔作 用〕

上記のように構成したこの考案の材料試験装置
はプルロツドと一体をなすプランジヤもしくはシ
リンダを介して負荷用部材からの負荷がプルロツ
ドに保持固定された試験片に作用するのである
が、負荷の伝達作用経路がプルロツドの中心軸線
の周囲となることから、圧力容器と外部との連通
空隙はプルロツドが貫通する蓋部と、圧力容器に
圧力連通路を介して連通されたシリンダとプラン
ジヤとの摺動部との２ケ所となつてこの部分のシ
ールによつて圧力容器は完全に密封されるように
なる。また、プルロツドとプランジヤとを同一径
としているために、各シール部には同一サイズの
シールたとえばＯリングそれもプルロツド径の設
定によつて規格品サイズのＯリングが使用できる
ようになる。さらに、プルロツドおよびこのプル
ロツドと一体に形成されたプランジヤもしくはシ
リンダ体には、シリンダ室と前記圧力容器の内部
空間とを連通する圧力連通路が開設されているた
めにプルロツドの軸線直角端面に作用する圧力と
シリンダ室内に置いて作用する圧力とが同一の大
きさで互いに逆方向となつて相殺されるようにな
り、圧力容器内圧力が負荷荷重に影響を及ぼさな
いようになる。

〔実施例〕

以下、この考案にかかる実施例について図面を
参照しながら詳細に説明する。

第２図はこの装置の主要構成要素を示た縦断面
図であり、第３図は第２図の−断面を矢印方
向にみた横断面図である。図中１は試験片で、そ
の上端部はプルロツド２に、下端部は圧力容器４
の底部３′にそれぞれ固定されており、６はシリ
ンダで、それにプルロツド２の軸線上にそれと同
一直径を有するプルロツド７がはめあわされ、シ
リンダ６は複数本（この例では４本）のタイロツ
ド８を介して、圧力容器４の蓋部９に接続されて
いる。１０は圧力連通路で、圧力容器４およびシ
リンダ６にその両端がそれぞれ開口し、圧力容器
４とシリンダ６のそれぞれの内圧が同一の圧力ｐ
になるようにされている。図中１１は試験片に軸
方向の荷重をかける負荷用部材で、その中空円筒
状の胴部１２を介して、プルロツド２と一体のフ
ランジ部１３と連結されている。この例ではフラ
ンジ部１３にて対向するプルロツド２とプランジ
ヤ７とが一体構造となつているが、プランジヤ７
をフランジ部１３の上面にてプルロツド２から切
り離した構造としてもよい。ただしその場合には
切り離されたプランジヤ７、フランジ部１３のそ
れぞれの接触面には圧力連通路１０に対するシー
ル機構を付加しなければならない。図中１４，１
５はプルロツド２およびプランジヤ７に対して気
密保持のために設けられたシール部で、プルロツ
ド２ならびにプランジヤ７の摺動に備えできるだ
け摩擦係数の少ないＯリングが所定寸法の環状溝
に収められている。

第４図はこの考案にかかる別の実施例の主要構
成要素を示した縦断面図である。この別の実施例
においては、プルロツド２の軸線上に配設される
プランジヤ７がフランジ部１３を備えており、圧
力容器４の蓋部９に固定された中空円筒状支持部
１２′に前記フランジ部１３を結合することによ
つてプランジヤ７が固定されていること、プラン
ジヤ７がはめあわされるシリンダ６が上部プルロ
ツド２と一体構造とされて、たがいに対向させて
あることおよび負荷用部材１１がタイロツド８′
を介してシリンダ６と接続され、それと一体のプ
ルロツド２を介して試験片１に荷重を加えるよう
にされていることが、さきに説明した第２図に示
した実施例との相違点である。このように若干構
造を異にするが、圧力容器４の圧力ｐによつてプ
ルロツド２の端面に加えられる上向きの力とシリ
ンダ６の底面に圧力ｐにより加えられる下向きの
力とは、その大きさと同一であり、その方向が反
対であるため互いに完全に相殺される。これはさ
きに説明した実施例と同じである。ただし、タイ
ロツド８，８′について考察すると、第２図の実
施例においては、タイロツド８には圧力容器４の
内圧ｐにもとづく力Ｆのみが作用し、第４図の別
の実施例においては、タイロツド８′には負荷用
部材１１から引張力のみが作用する。構造的にタ
イロツド８，８′はいずれもその太さをあまり大
きくとることはできない。従つて、Ｔ≫Ｆとなる
試験がなされる場合には第２図の構造を、Ｔ≪Ｆ
となる試験がなされる場合には第４図の構造を採
用するとよい。

〔効 果〕

以上説明したこの考案の材料試験装置によれ
ば、摺動部に対してシール部はプルロツドとプラ
ンジヤに各１ケ所設けられているのみであり、シ
ール部に発生する摺動抵抗は摺動部に接するシー
ル材（たとえばＯリング）の接触長さの合計に比
例すると考えられるから、これらの摺動抵抗はと
もに第１図に示した従来の装置のそれと58.6％程
度と少なく、またプルロツドとプランジヤとは同
一直径とし、ある程度自由にその寸法を設定しう
ることから、前記Ｏリングの選択にあたつて摩擦
係数が小さく、耐久性のよい規格品を採用でき
る。また、この考案にかかる材料試験装置におい
ては、ベローズ使用の従来の装置と比較して、耐
圧性があり、気密を保持しながら摺動する摺動部
のシール部の個数が少なくされているとともに、
シール部に用いるたとえばＯリングに対してその
シール機能、摺動時の摩擦特性を含めたトータル
な性能を十分に引出せる選択ならびに装着を行い
うることから、正確な繰り返し荷重を圧力容器内
にセツトされた試験片に導入し試験を行なうこと
のできる材料試験装置を提供しえたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧力平衡機構を具備した材料試
験装置の１例主要構成要素を示した縦断面図、第
２図はこの考案にかかる実施例の同じく縦断面
図、第３図は第２図の−断面を矢印方向にみ
た横断面図、第４図はこの考案にかかる別の実施
例の縦断面図である。 １……試験片、２……プルロツド、４……圧力
容器、６……シリンダ、７……プランジヤ、８，
８′……タイロツド、９……蓋部、１０……圧力
連通路、１４，１５……摺動シール部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧力容器の内底部に試験片の一端を、前記圧力
   容器の蓋部を貫通して気密に摺動するプルロツド
   に試験片の他端をそれぞれ固定し、シリンダ機構
   により外部から前記プルロツドを介して前記試験
   片に荷重をかけ、加圧下で材料試験を行なうよう
   にした試験装置において、前記プルロツドに、そ
   の軸線上にこのプルロツドと同一寸法の外径を有
   するプランジヤもしくは同一寸法の内径を有する
   シリンダ体を一体的に形成するとともに、そのプ
   ランジヤもしくはシリンダ体に気密にかつ摺動自
   在にシリンダ体もしくはプランジヤを嵌挿し、プ
   ランジヤはそれにフランジを形成してそのフラン
   ジを介して、シリンダ体はそれにタイロツドを固
   設して前記フランジに穿設された貫通孔に遊嵌挿
   通されたそのタイロツドを介して、前記プルロツ
   ドと一体的に形成されたプランジヤもしくはシリ
   ンダ体を負荷用部材に連結し、そのプランジヤも
   しくはシリンダ体に嵌挿されたシリンダ体もしく
   はプランジヤを前記圧力容器の蓋部に固定し、か
   つ前記プルロツド及びこのプルロツドと一体的に
   形成されたプランジヤもしくはシリンダ体には前
   記シリンダ体のシリンダ室と前記圧力容器の内部
   空間とを連通させる圧力連通路を形成したことを
   特徴とする材料試験装置。