(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片の両端部を把持する一対のつかみ具の軸心を調整するための、負荷枠に固定された材料試験機の軸心調整装置であって、
前記つかみ具に連結される連結ロッドと、
前記連結ロッドの端部に固定された球面ブッシュと、
前記球面ブッシュと当接することにより、前記連結ロッドを前記球面ブッシュを中心に揺動可能な状態で支持するとともに、水平方向に移動可能なブッシュハウジングと、
前記ブッシュハウジングの外周部を囲うケーシングと、
前記ケーシングに螺合するとともにその先端が前記ブッシュハウジングに当接するネジ部材から構成され、前記ブッシュハウジングを水平方向に移動させるための複数の水平位置調整部材と、
前記連結ロッドと前記ブッシュハウジングとを固定するための固定手段と、
を備えることを特徴とする材料試験機の軸心調整装置。
【請求項２】
請求項１に記載の材料試験機の軸心調整装置において、
前記固定手段は、
装置本体に固定され、前記ブッシュハウジング側に傾斜面を有する固定くさびと、
前記固定くさびにおける傾斜面と対応する傾斜面を有し、前記固定くさびと前記ブッシュハウジングとの間に配設された移動くさびと、
前記移動くさびを前記固定くさびに対して相対的に移動させるネジ部材とを有し、
前記移動くさびの移動に伴って当該移動くさびの傾斜面とは逆側の面を前記ブッシュハウジング側に移動させ、前記ブッシュハウジングにより前記球面ブッシュを押圧させることにより、前記連結ロッドと前記ブッシュハウジングとを固定する材料試験機の軸心調整装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の材料試験機の軸心調整装置において、
前記一対のつかみ具を一括して把持することにより、前記一対のつかみ具の軸心を強制的に一致させるチャックガイドをさらに備え、
前記固定手段は、前記チャックガイドが一対のつかみ具の軸心を強制的に一致させた後に、前記連結ロッドと前記ブッシュハウジングとを固定する材料試験機の軸心調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、試験片の両端部を把持する一対のつかみ具の軸心を調整するための材料試験機の軸心調整装置に関し、特に、樹脂フィルムや金属箔を試験対象として材料疲労強度試験を行う電磁式微小材料試験機等に好適に適用しうる軸心調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような材料試験機は、テーブルやクロスヘッドから構成される負荷枠に上つかみ具と下つかみ具とを装着し、これらの上つかみ具と下つかみ具との間によりその両端を把持された試験片に対して試験力を付与するとともに、そのときの試験力をロードセルにより検出する構成を有する。
【０００３】
このような材料試験機においては、上つかみ具と下つかみ具との軸心が整合していないと、正確な材料試験を実行することができない。このため、このような材料試験機においては、上つかみ具と下つかみ具との軸心を調整するための軸心調整装置が配設されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載された軸心調整装置は、クロスヘッドと上つかみ具との間に介在されるものであり、クロスヘッドと上つかみ具とを連結する連結軸と、この連結軸の中央部に固定された枠部材と、枠部材の内部で連結軸の外周部に配設されクロスヘッドに固定された角度調整用カラー部材と、枠部材の内部で連結軸の外周部に配設され上つかみ具に固定された位置調整用カラー部材とを備え、連結軸の弾性変形を利用して連結軸角度と位置とを調整する構成を有する。
【０００５】
また、このような軸心調整装置を利用して上つかみ具と下つかみ具との軸心を調整するために、複数の歪みゲージを取り付けた試験片の両端を上つかみ具と下つかみ具とにより把持し、そのときの複数の歪みゲージの検出値に基づいて上つかみ具または下つかみ具の位置を自動調整することにより、軸心のズレを補正できる材料試験機も提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３８４９３３１号公報
【特許文献２】特開昭６４−３１０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特に、樹脂フィルムや金属箔を試験対象として材料疲労強度試験を行う電磁式微小材料試験機等の材料試験機においては、比較的小型で簡易な構成であり、また、操作性がよい軸心調整装置が必要となる。しかしながら、特許文献１に記載された軸心調整装置は、連結軸の弾性変形を利用して連結軸角度と位置とを調整する構成であることから、装置全体が大型化、複雑化し、また、その軸心の調整動作も複雑なものとなる。
【０００８】
また、試験片として樹脂フィルムや金属箔等を使用する場合には、特許文献２に記載されたように、歪みゲージを使用して軸心のズレを測定することは不可能となる。
【０００９】
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、比較的小型で簡易な構成でありながら、容易につかみ具の軸心を調整することが可能な材料試験機の軸心調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、試験片の両端部を把持する一対のつかみ具の軸心を調整するための、負荷枠に固定された材料試験機の軸心調整装置であって、前記つかみ具に連結される連結ロッドと、前記連結ロッドの端部に固定された球面ブッシュと、前記球面ブッシュと当接することにより、前記連結ロッドを前記球面ブッシュを中心に揺動可能な状態で支持するとともに、水平方向に移動可能なブッシュハウジングと、前記ブッシュハウジングの外周部を囲うケーシングと、前記ケーシングに螺合するとともにその先端が前記ブッシュハウジングに当接するネジ部材から構成され、前記ブッシュハウジングを水平方向に移動させるための複数の水平位置調整部材と、前記連結ロッドと前記ブッシュハウジングとを固定するための固定手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記固定手段は、装置本体に固定され、前記ブッシュハウジング側に傾斜面を有する固定くさびと、前記固定くさびにおける傾斜面と対応する傾斜面を有し、前記固定くさびと前記ブッシュハウジングとの間に配設された移動くさびと、前記移動くさびを前記固定くさびに対して相対的に移動させるネジ部材とを有し、前記移動くさびの移動に伴って当該移動くさびの傾斜面とは逆側の面を前記ブッシュハウジング側に移動させ、前記ブッシュハウジングにより前記球面ブッシュを押圧させることにより、前記連結ロッドと前記ブッシュハウジングとを固定する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記一対のつかみ具を一括して把持することにより、前記一対のつかみ具の軸心を強制的に一致させるチャックガイドをさらに備え、前記固定手段は、前記チャックガイドが一対のつかみ具の軸心を強制的に一致させた後に、前記連結ロッドと前記ブッシュハウジングとを固定する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、球面ブッシュの作用により揺動可能な連結ロッドと水平方向に移動可能なブッシュハウジングとの作用により、比較的小型で簡易な構成でありながら、容易につかみ具の軸心を調整することが可能となる。
【００１４】
また、ネジ部材の作用によりブッシュハウジングの水平方向の位置を容易に調整することが可能となる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、移動くさびを移動させることにより、連結ロッドとブッシュハウジングの固定および固定の解除を容易に実行することが可能となる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、チャックガイドを利用することにより、一対のつかみ具の軸心を容易に一致させた後に、連結ロッドとブッシュハウジングを固定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係る軸心調整装置を適用する材料試験機の正面図である。
【図２】この発明に係る軸心調整装置を適用する材料試験機の側面図である。
【図３】この発明に係る軸心調整装置２０を下つかみ具２２およびテーブル１１とともに示す正面図である。
【図４】この発明に係る軸心調整装置２０を下つかみ具２２およびテーブル１１とともに示す側面図である。
【図５】この発明に係る軸心調整装置２０の平面図である。
【図６】チャックガイドを上つかみ具２１および下つかみ具２２とともに示す概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、この発明に係る軸心調整装置を適用する材料試験機の正面図であり、図２は、その側面図である。
【００１９】
この材料試験機は、樹脂フィルムや金属箔を試験対象として材料疲労強度試験を行う電磁式微小材料試験機であり、テーブル１１上に立設された一対の支持棹１２と、これらの支持棹１２の上端に配設されたヨーク１４と、クロスヘッド１５とを備える。これらのテーブル１１、一対の支持枠１２およびクロスヘッド１５は、試験片に負荷を付与するための負荷枠を構成する。
【００２０】
支持棹１２の裏面にはラック１３が付設されており、クロスヘッド１５にはこのラック１３と噛合し、クロスヘッド昇降ハンドル１６に連結された図示しないピニオンが配設されている。このため、クロスヘッド昇降ハンドル１６を回転させることにより、クロスヘッド１５が一対の支持棹１２に沿って昇降する。そして、クロスヘッド１５は、左右一対のクロスヘッドクランプ１７を操作することにより、その高さ位置が固定される。
【００２１】
クロスヘッド１５には、電磁式のアクチュエータ２６が配設されている。このアクチュエータ２６の下端部には、ネジ式の取り付け部２３を介して上つかみ具２１が配設されている。また、テーブル１１の上部には、後述する軸心調整装置２０、ロードセルアダプタ２４、ロードセル２５およびネジ式の取り付け部２６を介して、下つかみ具２２が配設されている。試験片は、これらの上つかみ具２１および下つかみ具２２によりその両端部を把持される。
【００２２】
次に、この発明に係る軸心調整装置の構成について説明する。図３は、この発明に係る軸心調整装置２０を下つかみ具２２およびテーブル１１とともに示す正面図であり、図４は、その側面図である。また、図５は、この発明に係る軸心調整装置２０の平面図である。
【００２３】
この発明に係る軸心調整装置２０は、下つかみ具２２の軸心の位置と角度を調整することにより、試験片の両端部を把持する上つかみ具２１および下つかみ具２２の軸心を調整するためのものであり、ロードセルアダプタ２４、ロードセル２５および取り付け部２６を介して下つかみ具２２に連結される連結ロッド３１を備える。この連結ロッド３１の下端部には、略球状の形状を有する球面ブッシュ３２が固定されている。
【００２４】
また、この軸心調整装置２０は、球面ブッシュ３２と当接することにより、連結ロッド３１を球面ブッシュ３２を中心に揺動可能な状態で支持するブッシュハウジング３３を備える。このブッシュハウジング３３は、ケーシング３４にその外周部を囲まれており、ケーシング３４内において水平方向に移動可能となっている。そして、図３に示すように、ケーシング３４に形成されたネジ穴に螺合するネジ部３６を備え、その先端がブッシュハウジング３３に当接するネジ部材３５が、連結ロッド３１の軸心を中心として等間隔となる角度位置に、３個配置されている。ブッシュハウジング３３は、これらのネジ部材３５を、各々、回転させることにより、ケーシング３４内において水平方向に移動する。
【００２５】
このように、連結ロッド３１が揺動し、ブッシュハウジング３３が水平移動した場合には、連結ロッド３１に対して、ロードセルアダプタ２４、ロードセル２５および取り付け部２６を介して連結された下つかみ具２２の軸心の角度と軸心の位置が変更されることになる。これにより、上つかみ具２１と下つかみ具２２の軸心が一致するように調整を行うことが可能となる。
【００２６】
ブッシュハウジング３３の下方には、装置本体に固定されブッシュハウジング３３側に傾斜面を有する固定くさび４４と、この固定くさび４４における傾斜面と対応する傾斜面を有し、固定くさび４４とブッシュハウジング３３との間に配設された移動くさび４３と、この移動くさび４３に形成されたネジ穴に螺合するネジ部４２を有し、移動くさび４３を固定くさび４４に対して相対的に移動させるネジ部材４１とからなる固定手段が配設されている。
【００２７】
ネジ部材４１が回転することにより移動くさび４３が移動した場合には、この移動くさび４３の移動に伴って当該移動くさび４３の傾斜面とは逆側の面がブッシュハウジング３３側に移動する。これにより、ブッシュハウジング３３が球面ブッシュ３２をケーシング３４側に押圧する。この状態においては、球面ブッシュ３２とブッシュハウジング３３とが、移動くさび４３とケーシング３４とにより挟持される。このため、連結ロッド３１の揺動とブッシュハウジング３３の水平移動が規制され、連結ロッド３１とブッシュハウジング３３とがその位置で固定される。
【００２８】
なお、図３に示すように、下つかみ具２２は、試験片の端部を挟持するための一対のつかみ歯６１と、これらのつかみ歯６１を互いに近接あるいは離隔する方向に移動させるためのツマミ６２とを備える。図１および図２に示す上つかみ具２１も、この下つかみ具２２と同様の構成を有する。
【００２９】
この軸心調整装置２０は、上つかみ具２１および下つかみ具２２の軸心を容易に一致させたるために、連結ロッド３１とブッシュハウジング３３を固定することを可能とするためのチャックガイドをさらに備えている。
【００３０】
図６は、チャックガイドを上つかみ具２１および下つかみ具２２とともに示す概要図である。なお、図６（ａ）はチャックガイドの縦断面を、図６（ｂ）はチャックガイドの側面を、また、図６（ｃ）はチャックガイドの平面を示している。
【００３１】
このチャックガイドは、サンプル長に合わせて互いに近接した位置に配置された上つかみ具２１および下つかみ具２２を一括して把持する一対の把持部５１、５２と、この一対の把持部５１、５２を互いに近接する方向に付勢するためのネジ部５３とから構成される。上つかみ具２１および下つかみ具２２の外形は、精度よく形成されている。このため、このチャックガイドを使用して、上つかみ具２１および下つかみ具２２を一対の把持部５１、５２により一括して把持することにより、上つかみ具２１および下つかみ具２２の軸心を強制的に一致させることが可能となる。
【００３２】
以上のような構成を有する軸心調整装置２０により材料試験機における上つかみ具２１および下つかみ具２２の軸心を調整するときには、図１および図２に示すクロスヘッド昇降ハンドル１６を操作してクロスヘッド１５を下降させ、上つかみ具２１と下つかみ具２２とが近接する位置に配置する。そして、その位置において、左右一対のクロスヘッドクランプ１７を操作して、クロスヘッド１５の高さ位置を固定する。
【００３３】
次に、図３および図５に示すネジ部材３５を緩め、その先端をブッシュハウジング３３から離隔させる。また、図４に示すネジ部材４１を緩め、移動くさび４３によるブッシュハウジング３３への押圧力を解除する。これにより、連結ロッド３１の揺動とブッシュハウジング３３の水平移動が可能となる。そして、この状態において、図６に示すように、上つかみ具２１および下つかみ具２２を、チャックガイドにおける一対の把持部５１、５２により一括して把持することにより、上つかみ具２１および下つかみ具２２の軸心を強制的に一致させる。
【００３４】
しかる後、各ネジ部材３５を回転させて、その先端がブッシュハウジング３３に当接して押圧する位置まで移動させる。また、図４に示すネジ部材４１を回転させて、球面ブッシュ３２とブッシュハウジング３３とを、移動くさび４３とケーシング３４とにより挟持する。これにより、連結ロッド３１の揺動とブッシュハウジング３３の水平移動が規制され、連結ロッド３１とブッシュハウジング３３とがその位置で固定される。従って、上つかみ具２１と下つかみ具２２との軸心が一致した状態で、下つかみ具２２が固定されることになる。
【００３５】
上つかみ具２１と下つかみ具２２の軸心調整が完了すれば、チャックガイドを取り外して材料試験を実行する。
【００３６】
以上のように、この発明に係る軸心調整装置２０によれば、ネジ部材４１を操作することにより、下つかみ具２２の軸心の角度と軸心の位置の変更と固定とを行うことができ、また、チャックガイドにより上つかみ具２１および下つかみ具２２の軸心を容易に一致させることが可能となる。従って、比較的小型で簡易な構成でありながら、容易に上つかみ具２１および下つかみ具２２の軸心を調整することが可能となる。
【００３７】
なお、上述した実施形態においては、チャックガイドを使用して、上つかみ具２１および下つかみ具２２を一括して把持し、上つかみ具２１および下つかみ具２２の軸心を強制的に一致させることにより、連結ロッド３１とブッシュハウジング３３とを固定する前に、上つかみ具２１および下つかみ具２２の軸心を強制的に一致させている。しかしながら、マイクロメータ等を使用して上つかみ具２１または下つかみ具２２の位置を微調整した後に、連結ロッド３１とブッシュハウジング３３とを固定するようにしてもよい。
【００３８】
また、上述した実施形態においては、下つかみ具２２とテーブル１１との間にこの発明に係る軸心調整装置２０を配置しているが、上つかみ具２１とクロスヘッド１５との間にこの発明に係る軸心調整装置２０を配置してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１１ テーブル
１２ 支持棹
１５ クロスヘッド
１６ クロスヘッド昇降ハンドル
１７ クロスヘッドクランプ
２０ 軸心調整装置
２１ 上つかみ具
２２ 下つかみ具
２５ ロードセル
２６ アクチュエータ
３１ 連結ロッド
３２ 球面ブッシュ
３３ ブッシュハウジング
３４ ケーシング
３５ ネジ部材
４１ ネジ部材
４３ 移動くさび
４４ 固定くさび
５１ 把持部
５２ 把持部
５３ ネジ部
【図１】
0005505210.tif 000002
【図２】
0005505210.tif 000003
【図３】
0005505210.tif 000004
【図４】
0005505210.tif 000005
【図５】
0005505210.tif 000006
【図６】
0005505210.tif 000007