(57)【要約】【課題】  一方のアームを操作することにより両方のアームを容易に位置決めして、各アームの接触子により正確に試験片を挟持することが可能な変位計を提供する。【解決手段】  上アーム２１は、シャフト１０に対して昇降可能で、かつ、シャフト１０を中心に回動可能に配設されている。上アーム２１の下面には、試験片における上側の標線部分を挟持するための一対の接触子５１、５２を有する挟持部２３が付設されている。上アーム２１の下面には、標線設定棒２５が下方に向けて配設されている。下アーム２２は、シャフト１０に対して昇降可能で、かつ、シャフト１０を中心に回動可能に配設されている。下アーム２２の上面には、試験片における下側の標線部分を挟持するための一対の接触子５３、５４を有する挟持部２４が付設されている。下アーム２２には、標線設定棒２５に付設された突起部２６と係合する穴部２７が形成されている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片の伸びを測定するための変位計であって、
鉛直方向に向けて配設されたシャフトと、
試験片における上側の標線部分を挟持するための一対の接触子を備え、前記シャフトに対して昇降可能で、かつ、前記シャフトを中心に回動可能に配設された上アームと、
試験片における下側の標線部分を挟持するための一対の接触子を備え、前記シャフトに対して昇降可能で、かつ、前記シャフトを中心に回動可能に配設された下アームと、
前記上アームと前記下アームとを連結することにより、前記上アームと前記下アームとの前記シャフトを中心とした回転角度位置を一致させる連結部材と、
を備えたことを特徴とする変位計。
【請求項２】
請求項１に記載の変位計において、
前記連結部材は、
前記上アームまたは前記下アームの一方に付設された標線設定棒の先端に形成された第１係合部と、
前記上アームまたは前記下アームの他方に形成され、前記第１係合部と互いに係合する第２係合部と、
を備える変位計。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の変位計において、
前記上アームまたは前記下アームの少なくとも一方の前記シャフトを中心とした回転角度位置を規制するための角度位置規制部材を備える変位計。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の変位計において、
前記上アームまたは前記下アームの少なくとも一方の前記シャフトに対する昇降位置を規制するための昇降位置規制部材を備える変位計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、試験片の伸びを測定するための変位計に関する。
【背景技術】
【０００２】
試験片に引張荷重を付与しながら試験片の伸びを測定し、試験片に付与された荷重と試験片の伸びとの関係を測定するための材料試験機においては、試験片の伸びを測定するために伸び計とも呼称される変位計が使用される。
【０００３】
このような変位計は、鉛直方向に向けて配設されたシャフトと、試験片における上側の標線部分を挟持するための一対の接触子を備えた上アームと、試験片における下側の標線部分を挟持するための一対の接触子を備えた下アームとを備える。これらの上アームと下アームとは、シャフトに対して昇降可能で、かつ、シャフトを中心に回動可能に配設されることにより、試験片を挟持するための挟持位置と退避位置との間を、各々、個別に移動可能となっている。
【０００４】
試験片に伸びの荷重を与えるための材料試験機の上下のチャックに把持された試験片は、所定距離だけ離れた２つの位置が伸び測定の基準位置として指定され、その位置に標線が設けられている。伸びを測定する場合には、そのうち上側の標線部分を上アームの接触子によって挟持し、下側の標線部分を下アームの接触子により挟持する。上アームと下アームはそれぞれがシャフトに沿って非常に軽い力で上下動可能であるから、上側のチャックが上方に移動して試験片が引張られて伸びるのに従って、上アームと下アームも上方に移動していき、これらの上アームと下アームとの移動距離の差が試験片の伸び量として計測される（特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３２１００７号公報
【特許文献２】特開２００１−８３０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
材料試験を実行するときには、上アームと下アームとを退避位置に移動させた後、試験片の両端を材料試験機における上チャックと下チャックとにより把持する。そして、上アームと下アームとを個別に移動させることにより、試験片における上側の標線部分を上アームにおける接触子により挟持するとともに、試験片における下側の標線部分を下アームにおける接触子により挟持する。
【０００７】
このときには、試験片における上側の標線部分の中心を正確に上アームにおける接触子により挟持するとともに、試験片における下側の標線部分の中心を正確に下アームにおける接触子により挟持する必要がある。しかしながら、上アームと下アームとは、互いに独立して上下方向に昇降し、また、シャフトを中心として回動することから、接触子による試験片の挟持動作が極めて煩雑となり、また、その位置調整も、煩雑な作業が必要となる。
【０００８】
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、一方のアームを操作することにより両方のアームを容易に位置決めして、各アームの接触子により正確に試験片を挟持することが可能な変位計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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、試験片の伸びを測定するための変位計であって、鉛直方向に向けて配設されたシャフトと、試験片における上側の標線部分を挟持するための一対の接触子を備え、前記シャフトに対して昇降可能で、かつ、前記シャフトを中心に回動可能に配設された上アームと、試験片における下側の標線部分を挟持するための一対の接触子を備え、前記シャフトに対して昇降可能で、かつ、前記シャフトを中心に回動可能に配設された下アームと、前記上アームと前記下アームとを連結することにより、前記上アームと前記下アームとの前記シャフトを中心とした回転角度位置を一致させる連結部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
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、前記連結部材は、前記上アームまたは前記下アームの一方に付設された標線設定棒の先端に形成された第１係合部と、前記上アームまたは前記下アームの他方に形成され、前記第１係合部と互いに係合する第２係合部と、を備える。
【００１１】
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、前記上アームまたは前記下アームの少なくとも一方の前記シャフトを中心とした回転角度位置を規制するための角度位置規制部材を備える。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記上アームまたは前記下アームの少なくとも一方の前記シャフトに対する昇降位置を規制するための昇降位置規制部材を備える。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、連結部材の作用により、上アームと下アームとを同期して移動させることができる。このため、一方のアームを操作することにより両方のアームを容易に位置決めして、各アームの接触子により正確に試験片を挟持することが可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、上アームの接触子による試験片の挟持位置と下アームの接触子による試験片の挟持位置との距離を標線間の距離に一致させるための標線設定棒を利用して上アームと下アームとを連結することができることから、装置構成を簡易なものとすることが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、角度位置規制部材の作用により、上アームおよび下アームを、上アームの接触子と下アームの接触子による試験片の挟持位置に適した角度位置で停止させることが可能となる。このため、接触子による試験片の挟持作業を容易に実行することが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、昇降位置規制部材の作用により、上アームおよび下アームを、上アームの接触子と下アームの接触子による試験片の挟持位置に適した昇降位置で停止させることが可能となる。このため、接触子による試験片の挟持作業を容易に実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係る変位計２を材料試験機１とともに示す概要図である。
【図２】この発明に係る変位計２の概要図である。
【図３】この発明に係る変位計２の要部を示す斜視図である。
【図４】この発明に係る変位計２の要部を示す斜視図である。
【図５】下アーム２２を斜め下方から見た部分斜視図である。
【図６】下アーム２２が支持ブロック３１により支持された状態を示す斜視図である。
【図７】支持ブロック３１を斜め上方から見た斜視図である。
【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、この発明に係る変位計２を材料試験機１とともに示す概要図である。なお、図１においては、変位計２における後述する標線設定棒２５および支持ブロック３１等の図示を省略している。
【００１９】
材料試験機１は、ベース１１上に立設された左右一対の支柱１２と、一対の支柱１２の最上部において左右に架け渡されたクロスヨーク１３からなるフレームに対して、昇降可能に配設されたクロスヘッド１４を備える。クロスヘッド１４は、一対の支柱１２に内蔵されたねじ棹の作用により昇降する構成となっている。ベース１１上には、試験片１００の下端部を把持するための下チャック１７が配設されている。一方、クロスヘッド１４には、試験片１００の上端部を把持するための上チャック１６が、ロードセル１５を介して配設されている。
【００２０】
この材料試験機１においては、上チャック１６および下チャック１７により試験片１００の上下両端を把持したままクロスヘッド１４を上方に移動させることにより試験片１００に対して引張力を付与する。このときに試験片１００に付与される引張荷重は、上チャック１６に接続されたロードセル１５によって測定される。また、このときの試験片１００の伸びは、この発明に係る変位計２によって測定される。
【００２１】
次に、この発明に係る変位計２の構成について説明する。図２は、この発明に係る変位計２の概要図である。なお、図２においても、後述する標線設定棒２５および支持ブロック３１等の図示を省略している。
【００２２】
この発明に係る変位計２は、鉛直方向に向けて配設されたシャフト１０と、軸受２０の作用によりシャフト１０に対して昇降可能で、かつ、シャフト１０を中心に回動可能に配設された上アーム２１と、軸受３０の作用によりシャフト１０に対して昇降可能で、かつ、シャフト１０を中心に回動可能に配設された下アーム２２とを備える。上アーム２１の下面には、試験片１００における上側の標線部分を挟持するための後述する一対の接触子５１、５２を有する挟持部２３が付設されている。また、下アーム２２の上面には、試験片１００における下側の標線部分を挟持するための後述する一対の接触子５３、５４を有する挟持部２４が付設されている。
【００２３】
ここで、試験片１００における標線は、試験片１００自体に形成され、あるいは、書き込まれたものでもよく、また、試験片１００の表面に貼着された標線シールに記載されたものでもよく、さらには、この標線は仮想的なものであってもよい。
【００２４】
上アーム２１の後端に配設されたネジ３３には、ワイヤー４１が接続されている。このワイヤー４１のネジ３３とは逆側の端部には、おもり３９が接続されており、また、このワイヤー４１はプーリ３５に巻回されている。軸受２０、上アーム２１およびそこに接続された各種の部品の総重量とおもり３９の重量とは釣り合っており、上アーム２１は小さな力で昇降可能となっている。プーリ３５の回転量はプーリ３５と同軸状に配設されたロータリエンコーダ３７により測定され、プーリ３５の回転量と直径等から、上アーム２１の昇降距離が計算される。
【００２５】
同様に、下アーム２２の後端に配設されたネジ３４には、ワイヤー４２が接続されている。このワイヤー４２のネジ３４とは逆側の端部には、おもり４０が接続されており、また、このワイヤー４２はプーリ３６に巻回されている。軸受３０、下アーム２２およびそこに接続された各種の部品の総重量とおもり４０の重量とは釣り合っており、下アーム２２は小さな力で昇降可能となっている。プーリ３６の回転量はプーリ３６と同軸状に配設されたロータリエンコーダ３８により測定され、プーリ３６の回転量と直径等から、下アーム２２の昇降距離が計算される。
【００２６】
図３および図４は、この発明に係る変位計２の要部を示す斜視図である。また、図５は、下アーム２２を斜め下方から見た部分斜視図であり、図６は、下アーム２２が支持ブロック３１により支持された状態を示す斜視図である。さらに、図７は、支持ブロック３１を斜め上方から見た斜視図である。なお、図３は、上アーム２１と下アーム２２とが互いに離隔して配置された状態を示しており、図４は、上アーム２１と下アーム２２とが標線設定棒２５等により互いに連結された状態を示している。
【００２７】
上アーム２１は、上述したように、軸受２０の作用により、シャフト１０に対して昇降可能で、かつ、シャフト１０を中心に回動可能に配設されている。上アーム２１の下面には、試験片１００における上側の標線部分を挟持するための一対の接触子５１、５２を有する挟持部２３が付設されている。これらの接触子５１、５２は、図示しないアクチュエータの作用により、試験片１００における上側の標線部分を挟持するために互いに近接する方向に移動し、また、試験片１００を挟持状態から開放するために互いに離隔する方向に移動する。
【００２８】
この上アーム２１の下面には、標線設定棒２５が下方に向けて配設されている。この標線設定棒２５は、上アーム２１の接触子５１、５２による試験片１００の挟持位置と上アーム２２の接触子５３、５４による試験片１００の挟持位置との距離を、試験片１００における標線間の距離（ＧＬ／Ｇａｕｇｅ  Ｌｅｎｇｔｈ）と一致させる目的で使用されるものである。そして、図３に示すように、この標線設定棒２５の下端部には、この発明に係る第１係合部として機能する突起部２６が付設されている。
【００２９】
下アーム２２は、上述したように、軸受３０の作用により、シャフト１０に対して昇降可能で、かつ、シャフト１０を中心に回動可能に配設されている。下アーム２２の上面には、試験片１００における下側の標線部分を挟持するための一対の接触子５３、５４を有する挟持部２４が付設されている。これらの接触子５３、５４は、図示しないアクチュエータの作用により、試験片１００における上側の標線部分を挟持するために互いに近接する方向に移動し、また、試験片１００を挟持状態から開放するために互いに離隔する方向に移動する。
【００３０】
図３および図６に示すように、この下アーム２２には、標線設定棒２５に付設された突起部２６と係合する穴部２７が形成されている。この穴部２７は、この発明に係る第２係合部として機能する。また、図５に示すように、この下アーム２２の下面には、下アーム２２の回動に伴って、後述する支持ブロック３１の上面に配設された突起部２９と当接する突起部２８が配設されている。
【００３１】
支持ブロック３１は、下アーム２２をその下方から支持することにより、上アーム２１および下アーム２２の昇降位置を規制するためのものである。この支持ブロック３１は、シャフト１０に対して昇降可能な構成を有する。そして、支持ブロック３１の昇降は、図３、図４および図６に示すように、ハンドルを備えたネジ部材３２により規制される。図７に示すように、この支持ブロック３１の上面には、下アーム２２の下面に配設された突起部２８と当接する突起部２９が配設されている。
【００３２】
このような構成を有する変位計２においては、下アーム２２の昇降位置は、下アーム２２の下面に配設された突起部２８が支持ブロック３１の上面と当接することにより規制される。そして、下アーム２２がシャフト１０を中心として回動した場合に、下アーム２２の下面に配設された突起部２８と支持ブロック３１の上面に配設された突起部２９とが当接することで、下アーム２２の回動角度位置が規制される。
【００３３】
一方、上アーム２１は、標線設定棒２５を介して下アーム２２と連結される。すなわち、上アーム２１が図３に示す高さ位置から図４に示す高さ位置まで下降した状態においては、標線設定棒２５の下端部に付設された突起部２６が下アーム２２に形成された穴部２７と係合し、これにより、上アーム２１と下アーム２２とが連結される。このため、上アーム２１の下アーム２２に対する昇降位置は、標線設定棒２５により規制される。また、上アーム２１の回動角度位置は、標線設定棒２５の作用により、下アーム２２の回動角度位置と同一角度位置となる。
【００３４】
材料試験機１により試験片１００に対して材料試験を実行するときには、最初に、試験片１００の両端を材料試験機１の上チャック１６および下チャック１７により把持する。このときには、材料試験を行う試験片１００に対応する標線設定棒２５が、上アーム２１に配設されているものとする。また、上アーム２１における接触子５１、５２と下アーム２２における接触子５３、５４とは、予め、互いに離隔する方向に移動しているものとする。
【００３５】
この状態でオペレータは、上アーム２１または下アーム２２のいずれか一方を持ち、上アーム２１における接触子５１、５２と下アーム２２における接触子５３、５４とを試験片１００を挟持するのに適した位置に移動させる。このときには、上アーム２１と下アーム２２とは、これらの上アーム２１および下アーム２２が標線設定棒２５等により互いに連結されていることから、互いに同期して回動する。そして、上アーム２１における接触子５１、５２と下アーム２２における接触子５３、５４との距離は、標線設定棒２５の作用により、予め試験片１００における標線間の距離となっていることから、支持ブロック３１の高さ位置の調整により、上アーム２１における接触子５１、５２と下アーム２２における接触子５３、５４とを、試験片１００を挟持するための高さ位置に容易に配置することができる。また、このときには、下アーム２２の下面に配設された突起部２８と、支持ブロック３１の上面に配設された突起部２９が当接することで、上アーム２１における接触子５１、５２と下アーム２２における接触子５３、５４とを、試験片１００を挟持するための回動角度位置に容易に配置することができる。このため、試験片１００の上下の標線部分を、上アーム２１における接触子５１、５２と下アーム２２における接触子５３、５４とにより容易に挟持することが可能となる。
【００３６】
試験片１００を上アーム２１における接触子５１、５２と下アーム２２における接触子５３、５４とにより挟持すれば、材料試験機１により材料試験を開始する。このときには、試験片１００の上端を把持している上チャック１６が上昇を始めると、試験片１００は引き伸ばされ、それに伴って上アーム２１と下アーム２２がそれぞれ上方に移動していく。この移動量は図２に示すロータリエンコーダ３７、３８によって測定され、上アーム２１の移動量と下アーム２２の移動量の差が試験片１００の伸び量として測定される。そして、このようにして得られた試験片１００の伸び量と、図１に示すロードセル１５によって測定された荷重値に基づいて各種の材料試験演算が行われる。
【００３７】
なお、上述した実施形態においては、標線設定棒２５の突起部２６と下アーム２２の穴部２７とを係合させることで、上アーム２１と下アーム２２とを連結しているが、上アーム２１と下アーム２２とを専用の連結部材を利用して互いに連結するようにしてもよい。また、上述した実施形態のように、上アーム２１と下アーム２２とを何らかの連結部材により係合させる構成以外の構成を採用してもよい。この明細書で述べる「連結」とは、上アーム２１と下アーム２２とを、何らかの部材を介して互いに接触させることにより、上アーム２１と下アーム２２とを互いに同期して移動させるその他の構成をも含む概念である。
【００３８】
また、上述した実施形態においては、標線設定棒２５の突起部２６と下アーム２２の穴部２７とを係合させる構成を採用しているが、標線設定棒２５の下面に穴部を形成するとともに、下アーム２２の上面に突起部を配設するなど、係合部としてその他の構成を採用することも可能である。
【００３９】
また、上述した実施形態においては、クロスヘッド１４を上昇させることにより、上アーム２１および下アーム２２がともに上昇する場合について説明したが、上アーム２１および下アーム２２がともに下降する場合においても、この発明に係る変位計を適用することが可能である。
【００４０】
さらに、上述した実施形態においては、試験片１００の両端を材料試験機１の上チャック１６および下チャック１７により把持した後に、試験片１００の上下の標線部分を上アーム２１の接触子５１、５２と下アーム２２の接触子５３、５４とにより挟持しているが、試験片１００の上下の標線部分を上アーム２１の接触子５１、５２と下アーム２２の接触子５３、５４とにより挟持した後に、上アーム２１と下アーム２２とを同期して移動させ、しかる後、試験片１００の両端を材料試験機１の上チャック１６および下チャック１７により把持するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１      材料試験機
２      変位計
１０    シャフト
１１    ベース
１２    支柱
１３    クロスヨーク
１４    クロスヘッド
１５    ロードセル
１６    上チャック
１７    下チャック
２０    軸受
２１    上アーム
２２    下アーム
２３    挟持部
２４    挟持部
２５    標線設定棒
２６    突起部
２７    穴部
２８    突起部
２９    突起部
３０    軸受
３１    支持ブロック
３２    ネジ部材
３５    プーリ
３６    プーリ
３７    ロータリエンコーダ
３８    ロータリエンコーダ
３９    おもり
４０    おもり
４１    ワイヤー
４２    ワイヤー
５１    接触子
５２    接触子
５３    接触子
５４    接触子
１００  試験片
【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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【図６】
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【図７】
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