JPWO2020184197A1 - Material tester and connection jig - Google Patents
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Abstract
材料試験機は、固定部材である基台に対して負荷軸に沿って移動する移動部材を有する負荷枠内に管状の試験体(10)を配置して引張試験を実行する材料試験機であって、試験体(10)の内壁と係合する係合部と、係合部の両端に配設され負荷枠に接続される一対の接続部と、を有し、試験体(10)を負荷枠に接続するための接続治具(30)を備える。The material testing machine is a material testing machine that executes a tensile test by arranging a tubular test piece (10) in a load frame having a moving member that moves along a load axis with respect to a base that is a fixing member. The test piece (10) is loaded with an engaging portion that engages with the inner wall of the test piece (10) and a pair of connecting parts that are arranged at both ends of the engaging portion and connected to the load frame. A connection jig (30) for connecting to the frame is provided.
Description
この発明は、材料試験機および接続治具に関する。 The present invention relates to a material testing machine and a connecting jig.
内側が空洞になっている管状体(チューブ)の強度を評価するための試験として、材料試験機を用いた引張試験が知られている。管状体に対する引張試験は、例えば、熱可塑性プラスチック管の引張特性を測定するための規格(JIS6815−1)に沿って実行される。引張試験の試験片は、管から短冊を切り取ることにより作成される。 As a test for evaluating the strength of a tubular body (tube) having a hollow inside, a tensile test using a material tester is known. Tensile tests on tubulars are performed, for example, according to a standard for measuring tensile properties of thermoplastic tubing (JIS6815-1). Specimens for tensile testing are made by cutting strips from a tube.
管状体のうち、例えば、人工血管材料では、血管の血流の方向(管軸方向)と血流の方向に直交する方向(周軸方向)について、引張試験が行われる。シート状にして引張試験を行うと、血管の生理状態の形状と異なるため、試験結果の評価が難しい場合がある。血管内に挿入されるカテーテル材料の引張試験として、チューブをチャック間距離が50mmとなるように、材料試験機のチャックにセットし、チューブ長手方向に引張試験力を与えて、伸びとその時の応力値を測定する試験が知られている(特許文献1参照)。人工血管材料の血管の管軸方向の強度の評価については、特許文献1に示された評価方法が採用される。また、人工血管材料の周軸方向の強度の評価においては、L字型の治具に試験用の長さに切った人工血管を通し、L字型の治具を引き離す引張試験を引張試験機にて実行することで、周軸破断強度と周軸破断伸度を測定している(特許文献2参照)。 Among the tubular bodies, for example, in the artificial blood vessel material, a tensile test is performed in a direction orthogonal to the blood flow direction (tube axis direction) and the blood flow direction (circumferential axis direction) of the blood vessel. When a tensile test is performed in the form of a sheet, it may be difficult to evaluate the test results because the shape of the blood vessel is different from the physiological state. As a tensile test of the catheter material inserted into the blood vessel, the tube is set on the chuck of the material testing machine so that the distance between the chucks is 50 mm, and a tensile test force is applied in the longitudinal direction of the tube to stretch and stress at that time. A test for measuring a value is known (see Patent Document 1). As for the evaluation of the strength of the artificial blood vessel material in the tube axis direction, the evaluation method shown in Patent Document 1 is adopted. In addition, in the evaluation of the strength of the artificial blood vessel material in the circumferential axis direction, a tensile test is performed by passing an artificial blood vessel cut to a test length through an L-shaped jig and pulling the L-shaped jig apart. The peripheral axis breaking strength and the peripheral axis breaking elongation are measured in (see Patent Document 2).
管状体の強度を評価するための引張試験では、使用時に近い状態で試験を行いたいという要請がある。また、人工血管材料など、生体内での利用が予定される材料では、実験動物から採取された血管などの生体試料との比較試験も行われる。生体試料の試験を行うときには、試料を湿潤状態に保った状態にすることが求められている。そして、人工材料の引張試験においても、生体試料と同様の湿潤状態にて試験が実行されることを求められる。 In the tensile test for evaluating the strength of a tubular body, there is a request that the test should be performed in a state close to that at the time of use. In addition, for materials that are planned to be used in vivo, such as artificial blood vessel materials, comparative tests with biological samples such as blood vessels collected from experimental animals are also conducted. When testing a biological sample, it is required to keep the sample in a moist state. Further, in the tensile test of the artificial material, it is required that the test is carried out in the same wet state as the biological sample.
管状体の周軸方向の引張特性を評価するために、引張試験を実行する材料試験機に、特許文献2に記載のL字型の治具を用いて、湿潤状態の管状体を試験体として取り付けた場合には、試験体が水分を含んでいることにより滑りやすくなっており、試験の途中でL字型の治具から試験体が外れることがある。
In order to evaluate the tensile properties of the tubular body in the circumferential axis direction, a wet tubular body is used as a test body by using an L-shaped jig described in
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、管状の試験体に対して周軸方向の試験を容易に行うことが可能な材料試験機および接続治具を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a material tester and a connection jig capable of easily performing a circumferential test on a tubular test piece. And.
本発明の第1の態様は、固定部材に対して負荷軸に沿って移動する移動部材を有する負荷枠内に管状の試験体を配置して引張試験を実行する材料試験機であって、前記試験体の内壁と係合する係合部と、棒状体により前記係合部の両端に一体的に形成され、前記負荷枠に接続される一対の接続部と、を有し、前記試験体を前記負荷枠に接続するための接続治具を備える材料試験機に関する。 A first aspect of the present invention is a material testing machine for performing a tensile test by arranging a tubular test piece in a load frame having a moving member that moves along a load axis with respect to a fixed member. The test piece is provided with an engaging portion that engages with the inner wall of the test body and a pair of connecting portions that are integrally formed at both ends of the engaging portion by a rod-shaped body and are connected to the load frame. The present invention relates to a material testing machine provided with a connection jig for connecting to the load frame.
本発明によれば、管状の試験体に対して周軸方向の試験を容易に行うことが可能な材料試験機および接続治具が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, there is provided a material tester and a connection jig capable of easily performing a test in the circumferential direction on a tubular test piece.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明の実施形態に係る材料試験機の側面概要図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a material testing machine according to an embodiment of the present invention.
この材料試験機は、固定部材である基台13と、基台13に立設された支柱11と、支柱11に対して回転可能に固定されたねじ棹15を有する。基台13内には、ねじ棹15の一端が連結されたモータ14が配置されている。モータ14は、制御部18からの指令信号により駆動し、ねじ棹15を回転させる。制御部18には、この材料試験機を制御するためのプログラムを記憶する記憶装置と、当該プログラムを動作させるための演算装置が配置されている。ねじ棹15にはナット(図示せず)を介して移動部材12が配設されている。この移動部材12は、モータ14の駆動によりねじ棹15が回転することで、図1に矢印101で示すように、直線的に移動する。移動部材12にはロードセル16が配設されている。そして、移動部材12には、ロードセル16を介して、上つかみ具21が配設されている。
This material testing machine has a
基台13には、試験の目的に応じたつかみ具、および、圧縮試験の試験体を載置する試料台などの試験評価治具を固定するための固定部17が設けられている。この実施形態においては、この固定部17に、下つかみ具22がボルトなどの締結部材により固定されている。なお、この明細書において、治具は、試験の為に試験体を材料試験機の負荷枠内の試験位置に配置するための器具を指し、上つかみ具21および下つかみ具22に換えて、移動部材12および固定部17に取り付けられるものだけでなく、上つかみ具21および下つかみ具22に追加で取り付けられるものも含む。
The
支柱11には、操作部19が配設されている。操作部19は、支柱11に対して高さと角度を調整可能に取り付けられている。操作部19には、表示部および複数の操作ボタンが配置され、移動部材12のジョグ操作や試験開始および停止などのユーザによる入力を受け付ける。ユーザによる操作部19からの入力は、制御部18に入力され、ユーザの操作に応じてモータ14を駆動させる。
An
基台13、ねじ棹15および移動部材12は、この材料試験機の負荷枠を構成し、上つかみ具21と下つかみ具22は、ねじ棹15の回転軸と平行な負荷軸上に配置される。上つかみ具21と下つかみ具22は、負荷枠に対して試験体を接続するための接続部材である。試験体は、移動部材12側に連結された上つかみ具21と基台13側に固定された下つかみ具22との間の試験位置に配置される。そして、材料試験機の制御部18が、モータ14を駆動して負荷軸に沿って移動部材12を移動させることにより、試験体に所定の試験力が与えられる。このときの試験力はロードセル16により検出され、操作部19の表示部に表示される。
The
微小な管状体(例えば、管径が10mmよりも小さいもの)を試験体とし、管状の形状を保持した状態で、周軸方向に破断強度を評価するための引張試験を行うときに使用する接続治具について説明する。図2は、接続治具30の説明図である。図3は、接続治具30の使用の状態を説明する斜視図である。
A connection used when performing a tensile test to evaluate the breaking strength in the circumferential axis direction with a minute tubular body (for example, one having a tube diameter smaller than 10 mm) as a test body and maintaining the tubular shape. The jig will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram of the
この接続治具30は、管状の試験体10を負荷枠内の試験位置に配置するために、上つかみ具21および下つかみ具22に追加して使用するものである。この接続治具30は、試験体10の内壁に係合する係合部31と、係合部31の両端に配設され負荷枠に接続される一対の接続部32とから成る。接続治具30の係合部31と一対の接続部32は、金属の棒状体を屈曲させて一体的に形成されている。接続治具30は、U字状の形状を有し、U字の底部分が係合部31に相当する。なお、このU字状の形状には、係合部31が直線のもの、および、一対の接続部32の端部がさらに屈曲しているもの、係合部31と接続部32との間の屈曲が直角のものも含む。接続治具30を形成する棒状体は、引張試験力に対して変形を生じない強度を持ち、かつ、試験体10の内径に対して、2本分を挿入可能な細さのものであればよい。接続治具30は金属の棒状体に限らず、例えば、樹脂により一体的に成形したものであってもよい。
This
引張試験の試験対象とする管状の試験体10には、実験動物から採取した血管などの管状の生体試料、および、人工血管材料などが含まれる。管軸方向に長尺な試験体10は、試験用の試料として、例えば、管軸方向が10mm程度の長さに切りそろえられたものが調製される。生体試料は元来水分を含んでおり、湿潤状態で試験を行うため、試験体10には接続治具30に装着する前に、十分に水分を含ませておく。また、人工血管材料なども、使用状態と同等の湿潤状態で試験を行うため、水分を含ませた状態で接続治具30に装着する。なお、この実施形態では、係合部31と接続部32との間の屈曲部分にアール曲線を設けることで、試験体10の空洞に接続部32の端部を通し、試験体10を係合部31まで移動させるのをスムーズに行うことを可能としている。
The
2つの接続治具30を管の内壁に係合部31が当接するように試験体10に装着し、各一対の接続部32を、上つかみ具21と下つかみ具22に把持させる。これにより、試験体10が上つかみ具21と下つかみ具22の間の試験位置に配置される(図3参照)。試験体10が試験位置に配置された状態で、引張試験を実行すると、制御部18によるモータ14の駆動により移動部材12が上方向に移動し、引張試験力が試験体10に与えられる。
The two connecting
なお、この実施形態の上つかみ具21と下つかみ具22は、一対のくさび形つかみ歯を有するつかみ具であるが、平面形つかみ歯のつかみ具であってもよい。つかみ歯を動かす把持機構は、油圧式、ねじ式、空気式など、いずれであってもよい。また、つかみ歯は、一対の接続部32を把持でき、かつ、試験中に接続部32とつかみ歯の歯面との間に滑りが生じなければ、歯面にヤスリ目が形成されたものの他、弾性材が貼られたラバーコート歯、あるいは歯面が平坦なつかみ歯などを選択することができる。
The upper
この実施形態の接続治具30では、一対の接続部32を設け、接続部32で係合部31の両端を閉じることで、水分を含んだことで滑りやすくなっている試験体10が、試験の途中で接続治具30から脱落することを防ぐことができる。これにより、試験体10の位置を安定させ、湿潤状態での引張試験を確実に実行することが可能となる。接続治具30は、上つかみ具21および下つかみ具22に対して容易に取り外しができることから、洗浄が容易にでき、清潔に保つことができる。
In the
なお、上述した実施形態では、実験動物から採取した血管や人工血管材料を、管形状を保持し、かつ、湿潤状態で引張試験を行う例を説明したが、接続治具30に装着する試験体10は、これらの材料および試験環境に限定されない。滑りやすい素材や形状のオ−リングなども、この接続治具30に装着して試験を実行することで、周軸方向の強度を評価することが可能となる。
In the above-described embodiment, an example in which a blood vessel or an artificial blood vessel material collected from an experimental animal is subjected to a tensile test while maintaining a tube shape and in a wet state has been described, but a test body to be attached to a
また、上述した実施形態では、移動部材12を直線移動させるねじ棹15が1本の材料試験機を例に示したが、これに限定されない。例えば、一対のねじ棹を備え、同期して回転する一対のねじ棹に架設されたクロスヘッドを移動部材として負荷枠を構成する材料試験機であってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the material testing machine having one
(第1項)
第1の態様では、固定部材に対して負荷軸に沿って移動する移動部材を有する負荷枠内に管状の試験体を配置して引張試験を実行する材料試験機であって、前記試験体の内壁と係合する係合部と、棒状体により前記係合部の両端に一体的に形成され、前記負荷枠に接続される一対の接続部と、を有し、前記試験体を前記負荷枠に接続するための接続治具を備える。(Section 1)
The first aspect is a material testing machine for performing a tensile test by arranging a tubular test piece in a load frame having a moving member that moves along a load axis with respect to a fixed member. It has an engaging portion that engages with the inner wall and a pair of connecting portions that are integrally formed at both ends of the engaging portion by a rod-shaped body and are connected to the load frame, and the test piece is attached to the load frame. It is equipped with a connection jig for connecting to.
この態様によれば、試験体の内壁と係合する係合部と、係合部の両端に配設され前記負荷枠に接続される一対の接続部とを有する接続治具を備えることから、試験体を負荷枠に接続治具を介して接続でき、管状の試験体に対して周軸方向の試験を容易に行うことが可能な材料試験機が提供される。また、係合部の両端に対して接続部を設けることにより、滑りやすい試験体が試験中に係合部から脱落することが防止できる。 According to this aspect, since it is provided with a connection jig having an engaging portion that engages with the inner wall of the test piece and a pair of connecting portions that are arranged at both ends of the engaging portion and connected to the load frame. Provided is a material testing machine capable of connecting a test piece to a load frame via a connection jig and easily performing a circumferential test on a tubular test piece. Further, by providing the connecting portions at both ends of the engaging portion, it is possible to prevent the slippery test piece from falling off from the engaging portion during the test.
さらに、係合部と一対の接続部とが棒状体により一体的に形成されることにより、接続治具の部品点数を減らすことができる。 Further, since the engaging portion and the pair of connecting portions are integrally formed by the rod-shaped body, the number of parts of the connecting jig can be reduced.
(第2項)
第1の態様に係る実施形態では、第1項の材料試験機において、前記接続治具は、U字状の形状を有する。(Section 2)
In the embodiment according to the first aspect, in the material testing machine of the first aspect, the connection jig has a U-shaped shape.
このような構成により、接続治具の加工を容易に行うことができる。 With such a configuration, the connection jig can be easily processed.
(第3項)
第1の態様に係る実施形態では、第1項または第2項の材料試験機において、前記負荷枠における前記固定部材と前記移動部材には、連結部材が配設され、前記接続治具の前記係合部を前記試験体の内壁に係合させた状態で、前記一対の接続部を前記連結部材に接続させることにより、前記試験体を一対の前記接続治具により前記負荷枠内の試験位置に配置する。(Section 3)
In the embodiment according to the first aspect, in the material testing machine according to the first or second aspect, a connecting member is arranged on the fixing member and the moving member in the load frame, and the connecting jig is described. By connecting the pair of connecting portions to the connecting member in a state where the engaging portion is engaged with the inner wall of the test body, the test body is connected to the test body by the pair of the connecting jigs at the test position in the load frame. Place in.
このような構成により、連結部材を介することにより接続治具の材料試験機への着脱を容易にし、接続治具の洗浄を容易に行うことができる。 With such a configuration, the connecting jig can be easily attached to and detached from the material testing machine via the connecting member, and the connecting jig can be easily cleaned.
(第4項)
第1の態様に係る実施形態では、第3項の材料試験機において、前記連結部材は、前記固定部材と前記移動部材の各々に連結されるつかみ具である。(Section 4)
In the embodiment according to the first aspect, in the material testing machine of the third aspect, the connecting member is a gripping tool connected to each of the fixing member and the moving member.
このような構成により、管軸方向の引張強度を評価する試験を行ったときのつかみ具を利用できることから、管状の試験体の管軸方向の引張試験と周軸方向の引張試験を、両者の試験の間に治具交換の時間を割くことなく、続けて行うことができる。これにより、全体の試験時間が短縮される。 With such a configuration, it is possible to use the gripping tool when conducting a test to evaluate the tensile strength in the tube axial direction. It can be continued without spending time for jig replacement during the test. This shortens the overall test time.
(第5項)
一態様に係る接続治具では、固定部材に対して負荷軸に沿って移動する移動部材を有する負荷枠内に管状の試験体を配置して引張試験を実行する材料試験機に使用される前記試験体を前記負荷枠に接続するための接続冶具であって、前記試験体の内壁と係合する係合部と、棒状体により前記係合部の両端に前記係合部と一体的に形成され、前記負荷枠に接続される一対の接続部と、を備えてもよい。(Section 5)
The connection jig according to one aspect is used in a material testing machine for performing a tensile test by arranging a tubular test piece in a load frame having a moving member that moves along a load axis with respect to a fixed member. A connecting jig for connecting the test piece to the load frame, which is integrally formed with the engaging part at both ends of the engaging part by a rod-shaped body and an engaging part that engages with the inner wall of the test piece. A pair of connecting portions that are connected to the load frame may be provided.
この態様によれば、係合部の両端に対して接続部を設けることにより、滑りやすい試験体が試験中に係合部から脱落することが防止できる。さらに、係合部と一対の接続部とが棒状体により一体的に形成されることにより、接続治具の部品点数を減らすことができる。 According to this aspect, by providing the connecting portions to both ends of the engaging portion, it is possible to prevent the slippery test piece from falling off from the engaging portion during the test. Further, since the engaging portion and the pair of connecting portions are integrally formed by the rod-shaped body, the number of parts of the connecting jig can be reduced.
なお、上述したこの発明の実施形態に関する記載は実施形態の説明のためのものであり、発明を限定するものではない。 The above-mentioned description of the embodiment of the present invention is for the purpose of explaining the embodiment, and does not limit the invention.
10 試験体
11 支柱
12 移動部材
13 基台
14 モータ
15 ねじ棹
16 ロードセル
17 固定部
18 制御部
19 操作部
21 上つかみ具
22 下つかみ具
30 接続治具
31 係合部
32 接続部
101 矢印10
本発明に係る材料試験機は、固定部材に対して負荷軸に沿って移動する移動部材を有する負荷枠内に管状の試験体を配置して引張試験を実行する材料試験機であって、前記試験体の内壁と係合する係合部と、棒状体により前記係合部の両端に一体的に形成され、前記負荷枠に接続される一対の接続部と、を有し、U字状の形状を有する、前記試験体を前記負荷枠に接続するための接続治具を備える。 The material testing machine according to the present invention is a material testing machine for performing a tensile test by arranging a tubular test piece in a load frame having a moving member that moves along a load axis with respect to a fixed member. It has an engaging portion that engages with the inner wall of the test body, and a pair of connecting portions that are integrally formed at both ends of the engaging portion by a rod-shaped body and are connected to the load frame, and has a U-shape. having a shape, Ru with a connection jig for connecting the specimen to the load frame.
Claims (5)
前記試験体の内壁と係合する係合部と、
棒状体により前記係合部の両端に一体的に形成され、前記負荷枠に接続される一対の接続部と、
を有し、前記試験体を前記負荷枠に接続するための接続治具を備える材料試験機。A material testing machine that performs a tensile test by arranging a tubular test piece in a load frame having a moving member that moves along a load axis with respect to a fixed member.
An engaging portion that engages with the inner wall of the test piece,
A pair of connecting portions integrally formed at both ends of the engaging portion by a rod-shaped body and connected to the load frame,
A material testing machine comprising a connection jig for connecting the test piece to the load frame.
前記接続治具は、U字状の形状を有する材料試験機。In the material testing machine according to claim 1,
The connection jig is a material testing machine having a U-shape.
前記負荷枠における前記固定部材と前記移動部材には、連結部材が配設され、
前記接続治具の前記係合部を前記試験体の内壁に係合させた状態で、前記一対の接続部を前記連結部材に接続させることにより、前記試験体を一対の前記接続治具により前記負荷枠内の試験位置に配置する材料試験機。In the material testing machine according to claim 1 or 2.
A connecting member is arranged on the fixing member and the moving member in the load frame.
By connecting the pair of connecting portions to the connecting member in a state where the engaging portion of the connecting jig is engaged with the inner wall of the test body, the test body is connected to the connecting member by the pair of the connecting jigs. Material testing machine to be placed at the test position in the load frame.
前記連結部材は、前記固定部材と前記移動部材の各々に連結されるつかみ具である材料試験機。In the material testing machine according to claim 3,
The connecting member is a material testing machine that is a gripping tool connected to each of the fixing member and the moving member.
前記試験体の内壁と係合する係合部と、
棒状体により前記係合部の両端に前記係合部と一体的に形成され、前記負荷枠に接続される一対の接続部と、
を備える接続冶具。A tubular test piece is placed in a load frame having a moving member that moves along a load axis with respect to a fixed member, and the test piece used in a material testing machine for performing a tensile test is connected to the load frame. It is a connection jig for
An engaging portion that engages with the inner wall of the test piece,
A pair of connecting portions formed integrally with the engaging portions at both ends of the engaging portion by a rod-shaped body and connected to the load frame, and a pair of connecting portions.
A connection jig equipped with.
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