(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体を負荷する油圧シリンダと、
前記供試体に比較的低速の負荷速度を与えるべく前記油圧シリンダに圧油を供給する低速用油圧ポンプおよび低速用タンクからなる低速用油圧源と、
前記供試体に比較的高速の負荷速度を与えるべく前記油圧シリンダに圧油を供給する高速用油圧ポンプおよび高速用タンクからなる高速用油圧源と、
前記低速用油圧源および前記高速用油圧源からの圧油を前記油圧シリンダに切換供給する切換手段と、
前記油圧シリンダのストロークを検出するストローク検出手段と、
前記切換手段により前記低速用油圧源と前記高速用油圧源とを切換える場合において、前記ストローク検出手段による検出結果がゼロ以外のときに警報を発する警報手段を備えたことを特徴とする材料試験機。
【請求項２】
少なくとも前記低速用タンクの油量を検出する油量検出手段をさらに備え、
前記警報手段は、前記油量が所定値から外れた場合にも警報を発することを特徴とする請求項１記載の材料試験機。
【請求項３】
供試体を負荷する油圧シリンダと、
前記供試体に比較的低速の負荷速度を与えるべく前記油圧シリンダに圧油を供給する低速用油圧ポンプおよび低速用タンクからなる低速用油圧源と、
前記供試体に比較的高速の負荷速度を与えるべく前記油圧シリンダに圧油を供給する高速用油圧ポンプおよび高速用タンクからなる高速用油圧源と、
前記低速用油圧源および前記高速用油圧源からの圧油を前記油圧シリンダに切換供給する切換手段と、
少なくとも前記低速用タンクの油量を検出する油量検出手段と、
前記油量が所定値から外れた場合に警報を発する警報手段を備えたことを特徴とする材料試験機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低速の負荷試験と高速の負荷試験とを切換えて行うことができる材料試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧シリンダにより供試体を負荷して各種の試験を行う材料試験機において、供試体の静的な特性を測定する場合においては、例えば負荷速度を０〜５０ｍｍ／ｍｉｎの低速度として供試体に荷重を作用させる。この場合、油圧源からの圧油はサーボ弁により所定の流量とされて油圧シリンダへ供給される。しかしながら、例えば負荷速度が１０００ｍｍ／ｍｉｎを越えるような供試体の動的な特性を測定するためには、サーボ弁を介して大容量の圧油を高速にて供給する必要があるが、上述したような低速試験用のサーボ弁と高速試験用のサーボ弁とを兼用することはできないものであった。このため、低速度に対応したサーボ弁を備えた低速用油圧源および高速度に対応したサーボ弁を備えた高速用油圧源をそれぞれ別個に設け、各油圧源からの圧油を油圧シリンダに切換供給して供試体の負荷速度を変更することが考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高速用油圧源と低速用油圧源とにおいては、使用する圧油の量が大きく異なり、例えば高速用油圧源においては１５００リットル程度の圧油が使用されるが、低速用油圧源においては１００リットル程度の圧油しか使用されない。このため、低速試験後、油圧シリンダが伸長した状態において高速試験へ移行すると、油圧シリンダには低速用油圧源の圧油が供給された状態にあることから、この圧油が高速用油圧源に供給されてしまい、低速用油圧源側の圧油量が少なくなってしまう。このため、次回の低速試験の際に油圧シリンダを伸長させると、圧油量が不足し十分に油圧シリンダを伸長させることができなくなってしまう。
【０００４】
逆に、高速試験後、油圧シリンダが伸長した状態において低速試験へ移行すると、高速用油圧源の圧油が低速用油圧源に供給される。この場合、低速用油圧源のタンクにおいてある程度までは高速用油圧源からの圧油の流入を許容することができるが、圧油の流入が繰り返されると低速用油圧源のタンクの容量を超えて、タンクから圧油が溢れてしまうおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、低速用油圧源および高速用油圧源間において圧油の流入を防止することができる材料試験機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１および図２を参照して説明すると、請求項１の発明は、供試体を負荷する油圧シリンダ１と、供試体に比較的低速の負荷速度を与えるべく油圧シリンダ１に圧油を供給する低速用油圧ポンプ１１および低速用タンク１２からなる低速用油圧源２と、供試体に比較的高速の負荷速度を与えるべく油圧シリンダ１に圧油を供給する高速用油圧ポンプ２１および高速用タンク２２からなる高速用油圧源３と、低速用油圧源２および高速用油圧源３からの圧油を油圧シリンダ１に切換供給する切換手段３５と、油圧シリンダ１のストロークを検出するストローク検出手段３２と、切換手段３５により低速用油圧源２と高速用油圧源３とを切換える場合において、ストローク検出手段３２による検出結果がゼロ以外のときに警報を発する警報手段３４を備えたことにより上記目的を達成する。
【０００７】
請求項２の発明は、少なくとも低速用タンク１２の油量を検出する油量検出手段３０をさらに備え、警報手段３４は、油量が所定値から外れた場合にも警報を発する。
【０００８】
請求項３の発明は、供試体を負荷する油圧シリンダ１と、供試体に比較的低速の負荷速度を与えるべく油圧シリンダ１に圧油を供給する低速用油圧ポンプ１１および低速用タンク１２からなる低速用油圧源２と、供試体に比較的高速の負荷速度を与えるべく油圧シリンダ１に圧油を供給する高速用油圧ポンプ２１および高速用タンク２２からなる高速用油圧源３と、低速用油圧源２および高速用油圧源３からの圧油を油圧シリンダ１に切換供給する切換手段３５と、少なくとも低速用タンク１２の油量を検出する油量検出手段３０と、油量が所定値から外れた場合に警報を発する警報手段３４を備えたことにより上記目的を達成する。
【０００９】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態による材料試験機の油圧回路図である。図１に示すように、本発明の実施の形態による材料試験機の油圧回路においては、ロードセル４を介して負荷テーブル５が取り付けられた油圧シリンダ１に圧油を供給するための、低速用油圧源２および高速用油圧源３を備える。低速用油圧源２は、低速用油圧ポンプ１１と、タンク１２と、低速用油圧ポンプ１１から油圧シリンダ１へ供給される圧油の流量を変更する電磁式のサーボ弁１３と、サーボ弁１３から油圧シリンダ１への圧油を遮断・連通する電磁式停止弁１４と、電磁式停止弁１４を介して油圧シリンダ１から排出される圧油をタンク１２に供給するアンロード弁１５と、回路の最高圧力を規定するリリーフ弁１６，１７とからなる。
【００１１】
高速用油圧源３は、高速用油圧ポンプ２１と、タンク２２と、高速用油圧ポンプ２１から油圧シリンダ１への圧油を切換える電磁式切換弁２９と、電磁式切換弁２９を経て油圧シリンダ１へ供給される圧油の流量を変更する電磁式のサーボ弁２３と、サーボ弁２３から油圧シリンダ１への圧油を遮断・連通する電磁式停止弁２４と、電磁式停止弁２４を介して油圧シリンダ１から排出される圧油をタンク２２に供給するアンロード弁２５と、回路の最高圧力を規定するリリーフ弁２６とからなる。
【００１２】
低速用油圧源２のタンク１２には、タンク１２内の圧油があらかじめ定められた下限値および上限値を越えたことを検出してアラーム信号を出力するフロート式の油量計３０が設けられている。なお、この下限値は油圧シリンダ１を最大限に伸長させた状態におけるタンク１２の油面の位置に設定し、上限値は油圧シリンダ１を最大限に伸長させた状態からタンク１２に圧油を戻したときにタンク１２から圧油が溢れない程度の値に設定される。また、油圧シリンダ１には、油圧シリンダ１に取り付けられた負荷テーブル５の位置を検出するためのストローク検出器３２が設けられている。このストローク検出器３２は負荷テーブル５が実圧に降下しているときに、ストロークゼロの信号を出力する。
【００１３】
図２は、本実施の形態の油圧回路を駆動する駆動回路を示すブロック図である。図２に示すように、ＣＰＵなどからなる制御回路３６には、上述したサーボ弁１３，２３、電磁式停止弁１４，２４、アンロード弁１５，２５、電磁式切換弁２９、油量計３０およびストローク検出器３２が接続されている。また、低速用油圧源２と高速用油圧源３との駆動を切換えるための切換スイッチ３５と、アラーム３４とが接続されている。制御回路３６においては、切換スイッチ３５の切換時にストローク検出器３２からの信号がゼロでないときあるいは油量計３０からアラーム信号が入力されたときにアラーム３４を駆動して警報を発するものである。
【００１４】
次いで、本実施の形態の動作について説明する。まず、低速用油圧源２を駆動して供試体を低速負荷する場合においては、切換スイッチ３５を低速側に切換える。制御回路３６はこの信号に基づいて、電磁式停止弁１４のソレノイド部１４ｓを消磁して電磁式停止弁１４をａ位置に切換えて低速用油圧源２から油圧シリンダ１への圧油の供給を許容すると共に、電磁式停止弁２４のソレノイド部２４ｓも消磁して電磁式停止弁２４をｂ位置に切換えて高速用油圧源３から油圧シリンダ１への圧油の供給を遮断する。さらに、アンロード弁２５のソレノイド部２５ｓを励磁してアンロード弁２５をｂ位置に切換える。次いで、サーボ弁１３のソレノイド部１３ｓを設定されたテーブル速度に応じて駆動してサーボ弁１３の開度を調節する。これにより、油圧ポンプ１１からの圧油はサーボ弁１３および電磁式停止弁１４を経て油圧シリンダ１に供給され、油圧シリンダ１は伸長して設定された速度にて負荷テーブル５が上昇する。
【００１５】
一方、試験終了後、負荷テーブル５を下降させるためには、サーボ弁１３のソレノイド部１３ｓの駆動を停止してサーボ弁１３を中立位置に切換えると共に、アンロード弁１５のソレノイド部１５ｓを励磁してアンロード弁１５をａ位置に切換える。これにより、油圧シリンダ１の圧油は、電磁式停止弁１４およびアンロード弁１５を介してタンク１２に戻され、油圧シリンダ１が収縮する。
【００１６】
また、高速用油圧源３を駆動して供試体を高速負荷する場合においては、切換スイッチ３５を高速側に切換える。制御回路３６はこの信号に基づいて、電磁式停止弁１４のソレノイド部１４ｓを励磁して電磁式停止弁１４をｂ位置に切換えて低速用油圧源２から油圧シリンダ１への圧油の供給を停止すると共に、電磁式停止弁２４のソレノイド部２４ｓも励磁して電磁式停止弁２４をａ位置に切換えて高速用油圧源３から油圧シリンダ１への圧油の供給を許容する。さらに、アンロード弁２５のソレノイド部２５ｓを励磁してアンロード弁２５をｂ位置に切換える。
【００１７】
次いで、電磁式切換弁２９をｂ位置に切換えると共に、サーボ弁２３のソレノイド部２３ｓを設定されたテーブル速度に応じて駆動してサーボ弁２３の開度を調節する。これにより、油圧ポンプ２１からの圧油は電磁式切換弁２９、サーボ弁２３および電磁式停止弁２４を経て油圧シリンダ１に供給され、油圧シリンダ１は伸長して設定された速度にて負荷テーブル５が上昇する。一方、試験終了後、負荷テーブル５を下降させるためには、サーボ弁２３のソレノイド部２３ｓの駆動を停止してサーボ弁２３を中立位置に切換えると共に、アンロード弁２５のソレノイド部２５ｓを消磁してアンロード弁２５をａ位置に切換える。これにより、油圧シリンダ１の圧油は、アンロード弁２５を介してタンク２２に戻され、油圧シリンダ１が収縮する。
【００１８】
ここで、低速用油圧源２を駆動して試験を行って油圧シリンダ１が伸長した状態においては、低速用油圧源２の圧油が油圧シリンダ１に供給されているため、タンク１２の油量は低減している。この状態において、油圧シリンダ１を収縮させることなく高速用油圧源３の駆動に切換えると、低速用油圧源２の圧油は低減された状態となり、次回の低速試験時において油量が不足するおそれがある。
【００１９】
本実施の形態においては、ストローク検出器３２からの信号が制御回路３６に入力されており、その信号により油圧シリンダ１の伸縮の状態を制御回路３６が認識する。そして、ストローク検出器３２からの信号がゼロでない、すなわち油圧シリンダ１が伸長した状態において、切換スイッチ３５を高速試験側に切換えると、制御回路３６はアラーム３４を駆動して警報を発する。オペレータはこの警報により、油圧シリンダ１を戻し忘れたことを認識することができ、これにより切換スイッチ３５を低速試験側に切換えて、油圧シリンダ１を収縮させて油圧シリンダ１内の圧油をタンク１２に流入させ、低速用油圧源２の圧油量を元に戻すことができる。
【００２０】
一方、高速用油圧源３を駆動して試験を行い、油圧シリンダ１を伸長した状態において、低速用油圧源２を駆動すると、油圧シリンダ１内の圧油がタンク１２に流入しタンク１２から圧油が溢れてしまうおそれがある。このような場合、ストローク検出器３２からの信号により油圧シリンダ１が伸長した状態にあることを制御回路３６は認識することができる。そしてこの状態において、切換スイッチ３５を低速試験側に切換えると、制御回路３６はアラーム３４を駆動して警報を発する。オペレータはこの警報により、油圧シリンダ１を戻し忘れたことを認識することができ、これにより切換スイッチ３５を高速試験側に切換えて、油圧シリンダ１を収縮させて油圧シリンダ１内の圧油をタンク２２に流入させ、低速用油圧源２側の圧油がタンク１２から溢れてしまうことを防止できる。
【００２１】
このように、本実施の形態においては、負荷テーブル５のストロークをストローク検出器３２により検出し、油圧シリンダ１が伸長した状態において、切換スイッチ３５が操作されて、一方の油圧源の圧油が他方の油圧源に流入されるような状況になったときにアラーム３４より警報を発するようにしたため、オペレータはこの警報によりタンク１２内の圧油量を変更する処置を執ることができ、これによりタンク１２内の圧油を常に適正に設定することができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態においては、負荷テーブル５の位置すなわち油圧シリンダ１の伸縮状態を検出し、油圧シリンダ１が伸長した状態において切換スイッチ３５が切換えられたときに警報を発するようにしているが、試験自体を禁止するようにしてもよい。また、油量計３０の信号に基づいて警報を発するようにしてもよい。すなわち、油圧シリンダ１が伸長した状態で切換スイッチ３５が切換えられたときにタンク１２内の油量を油量計３０により検出し、タンク１２内の油量が下限値あるいは上限値に達したときに油量計３０より信号が発せられこの信号は制御回路３６に入力される。そして制御回路３６はこの信号に基づいてアラーム３４を駆動して警報を発する。したがって、オペレータはこの警報により、低速用油圧源２側の圧油が上限値あるいは下限値に達したことを認識することができ、これにより切換スイッチ３５を操作して、低速用油圧源２の圧油量を調節することができる。なお、ストローク検出器３２を設けることなく、油量計３０のみを設け、この油量計３０からの信号に基づいてアラーム３４より警報を発するようにしてもよい。あるいは、タンク１２から油が漏れないように油圧シリンダ１の下降を禁止するようにしてもよい。
【００２３】
また、上記実施の形態においては、低速用油圧源２のタンク１２に油量計３０を設けているが、高圧用油圧源３のタンク２２に油量計３０を設けてもよい。さらに、油量計としてフロート式のものを使用しているが、これに限定されるものではなく、種々の検出器を用いることができる。
【００２４】
以上の実施の形態と請求項との対応において、切換スイッチ３５が切換手段を、油量計３０が油量検出手段を、ストローク検出器３２がストローク検出手段を、アラーム３４が警報手段を構成する。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の発明によれば、油圧シリンダのストロークを検出し、油圧シリンダが伸長した状態において切換手段を切換えたときに警報を発するようにしたため、低圧用タンク内の圧油が不足したり圧油が過剰となりタンクから圧油が溢れてしまうような状態をオペレータに知らせることができる。オペレータはこれにより、圧油量を調節する処置を執ることができ、油圧源内の圧油を常に適正値に保持することができる。
【００２６】
請求項２，３の発明によれば、少なくとも低速用タンクの油量を検出し、この油量が上限値あるいは下限値から外れている場合に警報を発するようにしたため、低圧用タンク内の圧油が不足したり圧油が過剰となりタンクから圧油が溢れてしまうような状態をオペレータに知らせることができる。オペレータはこれにより、圧油量を調節する処置を執ることができ、請求項１の発明と同様に油圧源内の圧油を常に適正値に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による材料試験機の油圧回路図
【図２】油圧回路の駆動回路を示すブロック図
【符号の説明】
１  油圧シリンダ
２  低速用油圧源
３  高速用油圧源
４  ロードセル
５  負荷テーブル
１１，２１  油圧ポンプ
１２，２２  タンク
１３，２３  サーボ弁
１４，２４  電磁式停止弁
１５，２５  アンロード弁
２９  電磁式切換弁
３０  油量計
３２  ストローク検出器
【図１】
0003690068.tif 000002
【図２】
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