(57)【要約】【課題】チャックの開閉スイッチの誤操作を防止する。【解決手段】試験片ＴＰを把持する把持具６，７と、把持具６，７を開閉駆動する駆動手段１１，１２、２５，２６と、把持具６，７により把持された試験片ＴＰに対して試験力を負荷する負荷手段５と、把持具６，７の開閉動作を指令する操作部材２１〜２４と、操作部材２１〜２４の操作を報知する報知手段３０，４０と、操作部材２１〜２４の操作に応じて駆動手段２５，２６を制御する制御手段２０とを備え、制御手段２０は、操作部材２１〜２４の操作に対して駆動手段１１，１２の駆動を遅延させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片を把持する把持具と、
前記把持具を開閉駆動する駆動手段と、
前記把持具により把持された試験片に対して試験力を負荷する負荷手段と、
前記把持具の開閉を指令する操作部材と、
前記操作部材の操作を報知する報知手段と、
前記操作部材の操作に応じて前記駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記操作部材の操作に対して前記駆動手段の駆動を遅延させることを特徴とする材料試験機。
【請求項２】
請求項１に記載の材料試験機において、
制御手段は、前記操作部材の操作が所定時間継続すると、前記駆動手段を駆動することを特徴とする材料試験機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の材料試験機において、
前記制御手段は、前記報知手段の報知終了後に前記駆動手段を駆動することを特徴とする材料試験機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の材料試験機において、
前記報知手段は、前記操作部材の操作に応じた音声を出力することを特徴とする材料試験機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の材料試験機において、
前記把持具は、試験片の上下端部をそれぞれ把持する上把持具および下把持具を有し、
前記操作部材は、前記上把持具の開動作および閉動作をそれぞれ指令する上把持具用開スイッチおよび閉スイッチと、前記下把持具の開動作および閉動作をそれぞれ指令する下把持具用開スイッチおよび閉スイッチとを有することを特徴とする材料試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、張試験等を行う材料試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、試験片の両端部をチャックにより把持した後、クロスヘッドを移動させて試験片に試験力を負荷するようにした材料試験機が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の試験機では、ユーザのスイッチ操作等によりチャックが開閉される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５０６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、チャックの開閉スイッチをユーザが誤操作するおそれがあり、その場合には、ユーザの意に反してチャックが不所望に開閉する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による材料試験機は、試験片を把持する把持具と、把持具を開閉駆動する駆動手段と、把持具により把持された試験片に対して試験力を負荷する負荷手段と、把持具の開閉を指令する操作部材と、操作部材の操作を報知する報知手段と、操作部材の操作に応じて駆動手段を制御する制御手段とを備え、制御手段は、操作部材の操作に対して駆動手段の駆動を遅延させることを特徴とする。
操作部材の操作が所定時間継続すると、駆動手段を駆動することが好ましい。
報知手段の報知終了後に駆動手段を駆動するようにしてもよい。
報知手段は、操作部材の操作に応じた音声を出力することもできる。
試験片の上下端部をそれぞれ把持する上把持具および下把持具を有し、操作部材として、上把持具の開動作および閉動作をそれぞれ指令する上把持具用開スイッチおよび閉スイッチと、下把持具の開動作および閉動作をそれぞれ指令する下把持具用開スイッチおよび閉スイッチとを有するものとしてもよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、把持具の開閉指令の操作を報知するとともに、この開閉操作に対して開閉動作を遅延させるようにしたので、開閉指令の誤操作を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明による材料試験機の一実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態に係る材料試験機を引張試験機として使用する場合の一実施の形態を示す正面図である。テーブル１には一対の支柱２が立設され、支柱２の上部にクロスヨーク３が横架されている。支柱２の内部には図示しないねじ棹が設けられ、クロスヘッド４の両端がねじ棹に螺合している。クロスヘッド４はねじ棹の回転によりテーブル１に対して昇降する。ねじ棹はモータ５により回転駆動される。
【０００８】
クロスヘッド４の下方では、上チャック６よび下チャック７により試験片ＴＰの両端部が把持されている。上チャック６は、ロードセル８を介してクロスヘッド４から支持され、下チャック７は、固定ロッド９を介してテーブル１から支持されている。上チャック６と下チャック７はそれぞれチャックシリンダ（例えばエアシリンダ）１１，１２の駆動により開閉される。
【０００９】
図２は、チャック６，７の開閉を制御する開閉制御装置の構成を示すブロック図である。コントローラ２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，その他の周辺回路を含んで構成される。コントローラ２０には、上チャック６の開動作を指令する上開スイッチ２１と、上チャック６の閉動作を指令する上閉スイッチ２２と、下チャック７の開動作を指令する下開スイッチ２３と、下チャック７の閉動作を指令する下閉スイッチ２４と、制御バルブ２５，２６と、表示装置３０と、音声装置４０とが接続されている。
【００１０】
スイッチ２１〜２４は、手動操作によってオンオフするモーメンタリースイッチである。すなわち、ユーザがスイッチ２１〜２４の押し操作を継続している間、スイッチ２１〜２４はオン信号を出力し、押し操作をやめるとオフ信号を出力する。
【００１１】
制御バルブ２５は、上チャック用のスイッチ２１，２２の操作に応じて切り換わり、チャックシリンダ１１への駆動用エアの流れを制御する。制御バルブ２５の切換によりチャックシリンダ１１が伸縮し、上チャック６が開閉される。制御バルブ２６は、下チャック用のスイッチ２３，２４の操作に応じて切り換わり、チャックシリンダ１２への駆動用エアの流れを制御する。制御バルブ２６の切換によりチャックシリンダ１２が伸縮し、下チャック７が開閉される。
【００１２】
表示装置３０は、例えば点消灯する複数のランプ３１〜３７によって構成される。ランプ３１〜３７はチャック操作時にユーザが目視しやすい位置、例えば図３に示すようにチャック自体に取り付けられる。各ランプ３１〜３７は初期状態では消灯しており、スイッチ２１〜２４のオン信号の出力後、時間経過に伴い順次点灯する。ランプ３１〜３７が全て点灯するのに要する時間はＴ０秒である。なお、図では上チャック６にランプを取り付ける例を示しているが、下チャック７にも同様にランプ３１〜３７が取り付けられている。
【００１３】
音声装置４０には、予め各スイッチ２１〜２４の操作に対応した音声が記憶されており、音声装置４０はこのスイッチ操作に応じた音声メッセージをスピーカから出力する。例えば上開スイッチ２１が押し操作されたときは「上チャックが開きます」、上閉スイッチ２１が押し操作されたときは「上チャックが閉じます」、下開スイッチ２３が押し操作されたときは「下チャックが開きます」、下閉スイッチ２４が押し操作されたときは「下チャックが閉じます」という音声を出力する。各音声の出力開始から出力終了までに要する時間はＴ１秒である。Ｔ１はＴ０に等しい。
【００１４】
図４は、コントローラ２０内のＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、スイッチ２１〜２４のいずれかが押し操作されると開始される。以下では、上開スイッチ２１が押し操作された場合の処理について説明する。
【００１５】
まず、ステップＳ１でタイマをスタートする。なお、タイマはスイッチ２１のオフ時にリセットされる。ステップＳ２では、上開スイッチ２１の押し操作が継続されているか否か、すなわち上開スイッチ２１がオンか否かを判定する。ステップＳ２が肯定されるとステップＳ３に進み、音声装置４０に制御信号を出力し、スピーカから上開スイッチ２１の操作に対応した音声「上チャックが開きます」を出力させる。次いで、ステップＳ４で、表示装置３０に制御信号を出力し、上チャック６に設けられたランプ３１〜３７を順次点灯させる。
【００１６】
ステップＳ５では、タイマが所定時間Ｔａを計時したか否か、つまりスイッチ２１のオンから所定時間Ｔａが経過したか否かを判定する。所定時間Ｔａは、音声出力が終了するまでに要する時間Ｔ０およびランプ３１〜３７が全点灯するまでに要する時間Ｔ１よりも所定時間Δｔ（＞０）だけ長い時間に設定されている（Ｔａ＝Ｔ０(Ｔ１)＋Δｔ）。
【００１７】
ステップＳ５が否定されるとステップＳ２に戻り、同様の処理を繰り返す。ステップＳ５が肯定されるとステップＳ６に進む。ステップＳ６では、制御バルブ２５に制御信号を出力して制御バルブ２５を切り換え、チャックシリンダ１１を駆動する。これにより上チャック６が開く。一方、ステップＳ２が否定されるとステップＳ７に進み、制御バルブ２５に制御信号を出力して制御バルブ２５を切り換え、チャックシリンダ１１の駆動を停止する。
【００１８】
本実施の形態に係る材料試験機の動作を図５のタイミングチャートを用いてより具体的に説明する。例えば試験片ＴＰの上端部を上チャック６で把持する場合には、ユーザは一方の手で試験片ＴＰを把持し、開放状態の上チャック６の間に試験片ＴＰを挿入するとともに、他方の手で上閉スイッチ２２を押し操作し、スイッチ信号をオンする。これにより図５の時点ｔ０で音声メッセージ「上チャックが閉じます」が出力されるとともに、上チャック側のランプ３１〜３７が順次点灯する（ステップＳ３，ステップＳ４）。
【００１９】
時点ｔ２で、スイッチ２２の押し操作が所定時間Ｔ０，Ｔ１継続すると、音声メッセージが終了し、音声出力がオフされる。また、全てのランプ３１〜３７が点灯した後、ランプ３１〜３７は消灯される。その後、さらに時点ｔ３で所定時間Δｔが経過すると、チャックシリンダ１１が駆動され、上チャック６が閉じられる（ステップＳ６）。これにより試験片ＴＰの上端部を上チャック６で把持することができる。以上の動作終了後に、上閉スイッチ２２の押し操作をやめると、スイッチ信号がオフされる。
【００２０】
一方、上チャック６を閉じようとして、ユーザが誤って上閉スイッチ２２とは別のスイッチ（例えば下閉スイッチ２４）を操作した場合には、スピーカから下閉スイッチ２４の操作に応じた音声「下チャックが閉じます」が出力されるとともに、下チャック７側のランプ３１〜３７が順次点灯される。これによりユーザはスイッチの誤操作を認識することができ、時点ｔ３の前に、例えば時点ｔ１において、下閉スイッチ２４の操作をやめる（点線）。下閉スイッチ２４の操作をやめると、スイッチ信号がオフされるため、時点ｔ３においてチャックシリンダ１２は駆動されず（点線）、ユーザの意に反したチャックの開閉動作を防止できる。
【００２１】
本実施の形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）チャック開閉用のスイッチ２１〜２４が押し操作されると、音声メッセージを出力するとともにランプ３１〜３７を点灯し、その後、スイッチ操作が所定時間Ｔａ継続すると、チャックシリンダ１１，１２を駆動してチャック６，７を開閉するようにした。すなわちスイッチ操作に対してチャックシリンダ１１，１２の駆動を所定時間Ｔａ遅延させるようにした。これによりスイッチ２１〜２４の誤操作によりチャック６，７が不所望に開閉することを防止できる。
（２）音声メッセージの終了後およびランプ３１〜３７の全点灯後に、チャックシリンダ１１，１２を駆動するので、ユーザがスイッチ２１〜２４の誤操作を認識するのに十分な時間的余裕があり、誤操作を確実に防止できる。
【００２２】
（３）音声装置４０によりスイッチ２１〜２４の操作に応じた音声を出力するので、チャック６，７を目視しながらもスイッチ２１〜２４の誤操作をユーザは容易に判断できる。
（４）ランプ３１〜３７を上下のチャック６，７にそれぞれ取り付け、スイッチ操作に対応したランプ３１〜３７を順次点灯させるようにしたので、スイッチ２１〜２４の誤操作の判断だけでなく、チャック６，７の開閉までにどの程度時間がかかるかの判断も容易である。
（５）上チャック６の開用および閉用と、下チャック７の開用および閉用の４種類のスイッチ２１〜２４を操作して試験片ＴＰを把持する際にも、ユーザはスイッチの誤操作を確実に防止できる。すなわち、例えば上チャック６を開閉する場合、ユーザは上チャック６を目視しているため、下チャック用のスイッチ２３，２４が誤操作され下チャック７が開閉動作を開始しても、ユーザはその誤操作に気付きにくいが、本実施の形態では、音声やランプでスイッチ操作を報知するので、誤操作を確実に認識することができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、手動スイッチ２１〜２４によりチャック６，７の開閉動作を指令するようにしたが、操作部材はこれに限らない。例えば足踏み式のスイッチとすることもできる。制御バルブ２５，２６の切換によりチャックシリンダ１１，１２を駆動するようにしたが、駆動手段はこれに限らない。チャックシリンダ１１，１２はエアシリンダでなく、油圧シリンダでもよい。上チャック６（上把持具）と下チャック７（下把持具）により試験片ＴＰを把持するようにしたが、把持具の種類はこれに限らない。したがって、スイッチの種類も上把持具用開閉スイッチ２１，２２、下把持具用開閉スイッチ２３，２４に限らない。
【００２４】
報知手段として、表示装置３０と音声装置４０の両方でスイッチ操作を報知するようにしたが、いずれか一方だけから報知するのでもよい。音声装置４０から出力される音声は、スイッチ操作に応じた音声メッセージであればいかなるものでもよい。ランプ以外の表示装置３０を用いてもよく、ユーザが目視しやすい位置であれば上述した以外の場所に表示装置３０を設けてもよい。チャック６，７の開閉操作時でなく、例えば閉操作時にのみ、音声やランプによってスイッチ操作を報知するようにしてもよい。
【００２５】
スイッチ操作が所定時間Ｔａ継続すると、チャックシリンダ１１，１２を駆動するようにしたが、少なくともスイッチ操作に対してチャックシリンダ１１，１２の駆動を遅延させるのであれば、制御手段としてのコントローラ２０での処理は上述したものに限らない。Ｔ０，Ｔ１，Ｔａの関係をＴ０＝Ｔ１＜Ｔａとしたが、これに限定されない。所定時間Ｔａを設定するのではなく、音声メッセージが終了したか否かを判定してシリンダ１１，１２を駆動するようにしてもよい。
【００２６】
なお、上記実施の形態では、負荷手段としてねじ棹をモータ５で駆動して試験片ＴＰに試験力を負荷するようにしたが、油圧アクチュエータや電動アクチュエータにより試験力を負荷するようにしてもよく、材料試験機の構成は図１のものに限らない。引張試験ではなく、他の材料試験を行うようにしてもよい。すなわち、本発明の特徴、機能を実現できる限り、本発明は実施の形態の材料試験機に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態に係る材料試験機の全体構成を示す正面図。
【図２】チャック開閉制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】ランプの配置を示す図。
【図４】図２のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。
【図５】本実施の形態の動作の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００２８】
５  モータ
６  上チャック
７  下チャック
１１，１２  チャックシリンダ
２０  コントローラ
２１  上開スイッチ
２２  上閉スイッチ
２３  下開スイッチ
２４  下閉スイッチ
２５，２６  制御バルブ
３０  表示装置
４０  音声装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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