(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷枠内に配置された試験片に負荷を与える材料試験機において、
油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動するモータを有し、試験片に負荷を与える負荷アクチュエータを動作させる負荷動力源としての負荷用油圧源と、
油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動するモータを有し、前記負荷枠内に試験片を配置または固定する複数の油圧駆動部材の操作動力源としての操作用油圧源と、
前記操作用油圧源と前記複数の油圧駆動部材との間に介挿された複数の電磁弁と、
前記複数の油圧駆動部材の動作と対応する複数のスイッチを備えた操作部と、
前記負荷用油圧源における前記モータおよび前記操作用油圧源における前記モータの駆動を制御する制御部と、
を備え、
前記油圧駆動部材は、試験片の両端を把持するつかみ具であり、
前記制御部は、
前記スイッチの操作信号により動作するリレーが配設され、前記負荷用油圧源におけるモータの駆動を制御する第１モータ制御回路と、
前記スイッチの操作信号により動作するリレーが配設され、前記操作用油圧源におけるモータの駆動を制御する第２モータ制御回路と、
前記スイッチの操作信号により動作するリレーと、前記つかみ具への圧油の供給および前記つかみ具からの圧油の排出を制御する電磁弁を電磁操作するソレノイドとが各々配設され、前記ソレノイドへの通電状態を制御することにより前記電磁弁の開閉を制御する複数のソレノイド制御回路と、を備え、
前記複数のソレノイド制御回路の各々に配設されたリレーの全てがＯＦＦ状態になってから所定の時間が経過した後に、前記第２モータ制御回路に配設されたリレーをＯＦＦ状態として前記操作用油圧源におけるモータの駆動を停止させ、前記複数のソレノイド制御回路の各々に配設されたリレーのいずれかがＯＮ状態となったときには、前記第２モータ制御回路に配設されたリレーをＯＮ状態として前記操作用油圧源におけるモータの駆動を再開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】
この発明は、試験片に対して引張・圧縮などの負荷を与える材料試験を行う材料試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような材料試験機には、万能試験機とも呼称されるものがあり、テーブルと、このテーブルに支柱を介して連結された上部クロスヘッドと、テーブルと上部クロスヘッドとを同期して昇降させるラムシリンダと、支柱に沿って昇降可能な下部クロスヘッドと、この下部クロスヘッドを昇降させる一対のネジ棹と、を備える。
【０００３】
この材料試験機において引張試験を行う場合には、上部クロスヘッドに配設された上つかみ具と下部クロスヘッドに配設された下つかみ具により試験片の両端を把持した状態で、ラムシリンダに油圧源から圧油を供給することにより、下部クロスヘッドに対して上部クロスヘッドを上昇させて試験片に負荷を与える。一方、この材料試験機において圧縮試験を行う場合には、下部クロスヘッドとテーブルとの間に試験片を配置した状態で、ラムシリンダに油圧源から圧油を供給することにより、下部クロスヘッドに対してテーブルを上昇させて試験片に負荷を与える。
【０００４】
また、この材料試験機においては、試験片を把持するつかみ具に油圧式のものが採用されている（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２００３−９０７８６号公報
【特許文献２】特開平９−８９７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１および特許文献２に記載の材料試験機のように、油圧式のつかみ具を採用した場合には、試験片に試験力を負荷するための負荷アクチュエータであるラムシリンダに圧油を供給する負荷用油圧源とは別に、つかみ具の一対のつかみ歯を開閉させるための油圧シリンダに圧油を供給するための操作用油圧源が備えられる。そして、このような負荷用油圧源と操作用油圧源を備える材料試験機においては、これら負荷用油圧源と操作用油圧源に各々配設されている油圧ポンプを駆動するモータのＯＮ／ＯＦＦは、共通の１の制御リレーを制御することにより実行されていた。このため、負荷用油圧源の油圧ポンプを駆動するモータが運転されているときには、操作用油圧源の油圧ポンプを駆動するモータも常に運転されていた。
【０００７】
ところで、材料試験機が試験を行っていない待機中の状態であるときには、負荷用油圧源においては、ラムシリンダのラムの位置を一定に保つために、油圧ポンプのモータは運転しておく必要がある。一方で、つかみ具に圧油を供給する操作用油圧源においては、このような待機中に、常に油圧ポンプのモータを運転させておく必要はなく、例えば、試験片を着脱するためにつかみ具を開閉するとき、もしくは、試験片をつかみ具に把持させた状態を維持するときに運転されていればよい。このため負荷用油圧源と操作用油圧源の各油圧ポンプを駆動する各モータのＯＮ／ＯＦＦが同時に行われていた従来の材料試験機では、つかみ具を駆動する油圧シリンダに操作用油圧源からの圧油を供給する必要のないときには、圧油を配管に設けられたリリーフ弁を介してオイルタンクに戻していた。
【０００８】
しかしながら、上述したように、負荷用油圧源と操作用油圧源の各油圧ポンプを駆動する各モータのＯＮ／ＯＦＦが同時に行われるよう構成されていると、操作用油圧源のモータは、つかみ具などに圧油を供給する必要のないときにも運転され続けることになり、その間、電力を無駄に消費するという問題が生じる。
【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、油圧駆動式つかみ具など油圧駆動部材の操作動力源である操作用油圧源の無駄な運転をなくし、消費電力を低減することが可能な材料試験機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、負荷枠内に配置された試験片に負荷を与える材料試験機において、油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動するモータを有し、試験片に負荷を与える負荷アクチュエータを動作させる負荷動力源としての負荷用油圧源と、油圧ポンプと、該油圧ポンプを駆動するモータを有し、前記負荷枠内に試験片を配置または固定する複数の油圧駆動部材の操作動力源としての操作用油圧源と、前記操作用油圧源と前記複数の油圧駆動部材との間に介挿された複数の電磁弁と、前記複数の油圧駆動部材の動作と対応する複数のスイッチを備えた操作部と、前記負荷用油圧源における前記モータおよび前記操作用油圧源における前記モータの駆動を制御する制御部と、を備え、前記油圧駆動部材は、試験片の両端を把持するつかみ具であり、前記制御部は、前記スイッチの操作信号により動作するリレーが配設され、前記負荷用油圧源におけるモータの駆動を制御する第１モータ制御回路と、前記スイッチの操作信号により動作するリレーが配設され、前記操作用油圧源におけるモータの駆動を制御する第２モータ制御回路と、前記スイッチの操作信号により動作するリレーと、前記つかみ具への圧油の供給および前記つかみ具からの圧油の排出を制御する電磁弁を電磁操作するソレノイドとが各々配設され、前記ソレノイドへの通電状態を制御することにより前記電磁弁の開閉を制御する複数のソレノイド制御回路と、を備え、前記複数のソレノイド制御回路の各々に配設されたリレーの全てがＯＦＦ状態になってから所定の時間が経過した後に、前記第２モータ制御回路に配設されたリレーをＯＦＦ状態として前記操作用油圧源におけるモータの駆動を停止させ、前記複数のソレノイド制御回路の各々に配設されたリレーのいずれかがＯＮ状態となったときには、前記第２モータ制御回路に配設されたリレーをＯＮ状態として前記操作用油圧源におけるモータの駆動を再開することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、試験片に試験力を負荷する負荷アクチュエータを動作させる負荷動力源としての負荷用油圧源が有するモータと、油圧駆動部材の操作動力源としての操作用油圧源が有するモータの駆動を個別に制御し、油圧駆動部材を動作させるスイッチの操作が所定の時間行われなかった場合に、操作用油圧源が有するモータの駆動を停止させる制御部を備えることから、従来のように負荷用油圧源のモータを駆動させていなければならない間でも、油圧駆動部材を動作させる必要のないときには操作用油圧源のモータのみを停止させて、電力消費を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の第１実施形態に係る材料試験機の概要図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】材料試験機の概略構成を示すブロック図である。
【図４】負荷用油圧源３８および操作用油圧源３７の制御回路の主要構成を示す回路図である。
【図５】負荷用油圧源３８および操作用油圧源３７の制御回路の主要構成を示す回路図である。
【図６】操作用油圧源３７の動作を示すフローチャートである。
【図７】この発明の第２実施形態に係る材料試験機の概要図である。
【図８】この発明の第３実施形態に係る材料試験機の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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はこの発明の第１実施形態に係る材料試験機の概要図であり、図２はそのＡ−Ａ断面図である。図３は、材料試験機の制御に関する概略構成を示すブロック図である。
【００１４】
この材料試験機は、テーブル２１と、このテーブル２１に一対の支柱２２を介して連結された上部クロスヘッド２４と、テーブル２１と上部クロスヘッド２４とを同期して昇降させるラムシリンダ２５と、一対の支柱２２に沿って昇降可能な下部クロスヘッド２６と、この下部クロスヘッド２６の両端に設けられた図示しないナットと螺合する一対のネジ棹２３と、一対のネジ棹２３と図示しない駆動連結機構を介して連結され、一対のネジ棹２３を互いに同期して回転させるモータ２７とを備える。
【００１５】
上部クロスヘッド２４には上つかみ具３１が付設されており、下部クロスヘッド２６には下つかみ具３２が付設されている。これらの上つかみ具３１および下つかみ具３２は、操作用油圧源３７からの圧油の供給を受けて動作する油圧駆動式のつかみ具であり、この発明における油圧駆動部材に相当する。引張試験がなされる試験片１０は、これらの上つかみ具３１および下つかみ具３２によりその両端を把持され、負荷枠内に固定される。また、下部クロスヘッド２６には圧盤２８が付設されており、圧縮試験がなされる試験片１１は、下部クロスヘッド２６とテーブル２１の間に配置され、この圧盤２８とテーブル２１とによりその上下端部を押圧される。
【００１６】
ラムシリンダ２５は、シリンダ室２５ａに圧油を供給することによりラム２５ｂが伸長する構成を有する。そして、ラム２５ｂが伸長することにより、テーブル２１、一対の支柱２２および上部クロスヘッド２４が同期して上昇する。このテーブル２１および上部クロスヘッド２４の上昇により、引張試験を行うときには上つかみ具３１および下つかみ具３２によりその両端を把持された試験片１０に引張荷重が付与され、圧縮試験を行うときには圧盤２８とテーブル２１との間に配置された試験片１１に圧縮荷重が付与される。このラムシリンダ２５は、負荷用油圧源３８から圧油の供給を受けることにより動作する。
【００１７】
このように、引張試験においては、一対の支柱２２と、上部クロスヘッド２４と、下部クロスヘッド２６により負荷枠が構成され、圧縮試験においては、一対の支柱２２と、下部クロスヘッド２６とテーブル２１により負荷枠が構成される。
【００１８】
この材料試験機は、試験力の計測およびこの材料試験機の油圧駆動部材などの動作を制御する測定制御装置４０を備える。この材料試験機により引張試験または圧縮試験を行ったときの試験力は、力検出センサとしての圧力センサ３３により測定される。この測定値は、測定制御装置４０の制御部４５に送信され、必要に応じＬＣＤなどにより構成される表示部４６およびアナログ表示部４１に表示される。また、このときのテーブル２１および上部クロスヘッド２４の移動量は、ストローク検出器３４により検出される。この検出値は、制御部４５に送信され、必要に応じ表示部４６に表示される。
【００１９】
測定制御装置４０は、オペレータにより操作信号を入力するための複数のスイッチが配設された操作部４７を備える。この操作部４７の複数のスイッチは、負荷用油圧源３８の始動・停止、操作用油圧源３７の始動・停止、上つかみ具３１の開閉、下つかみ具３２の開閉などの入力信号を制御部４５内の制御回路に与えるものである。そして、これらのスイッチは少なくとも、制御回路に信号が入力されることにより動作する上つかみ具３１および下つかみ具３２などの油圧駆動部材に対応する数、操作部４７に配設される。
【００２０】
制御部４５は、演算装置としてのＣＰＵ、記憶装置としてのＲＯＭ，ＲＡＭを含み、図３に示すように、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、および、第１モータ制御回路６１、第２モータ制御回路６２、ソレノイド制御回路６３を有する制御回路を備える。なお、ＦＰＧＡは、Ｉ／Ｏ基板上に配設されており、操作部４７からの入力信号を受け、後述する制御リレーのＯＮ／ＯＦＦを行う信号を制御回路に出力する。
【００２１】
第１モータ制御回路６１は、ラムシリンダ２５に圧油を供給する負荷用油圧源３８の始動・停止、すなわち、後述する負荷用油圧源３８のモータＭ１を制御対象とする。第２モータ制御回路６２は、上つかみ具３１、下つかみ具３２をそれぞれ開閉するための操作動力源である操作用油圧源３７の始動・停止、すなわち、後述する操作用油圧源３７のモータＭ２を制御対象とする。また、ソレノイド制御回路６３は、操作用油圧源３７と上つかみ具３１および下つかみ具３２とを接続するオイル配管に介挿された複数の電磁弁（Ｓｏｌｅｎｏｉｄ  Ｖａｌｖｅ）Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４が具備する各ソレノイドへの励磁を制御することにより、各電磁弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を開閉し、操作用油圧源３７から上つかみ具３１および下つかみ具３２への圧油の供給・排出を制御する。
【００２２】
ＦＰＧＡは、第１モータ制御回路６１、第２モータ制御回路６２、ソレノイド制御回路６３に配設された制御リレーのＯＮ／ＯＦＦを制御する集積回路である。このＦＰＧＡには、タイマ機能（タイマ６４）を利用した制御を実現するシーケンス回路が配置されている。なお、シーケンス回路は、制御部４５内に配設されたＲＯＭや外部記憶装置などのＦＰＧＡが利用可能なリソースを用いてＦＰＧＡ内に配置される。
【００２３】
図４および図５は、負荷用油圧源３８および操作用油圧源３７の制御回路の主要構成を示す回路図である。図４は、負荷用油圧源３８のモータＭ１および操作用油圧源３７のモータＭ２へ電力を供給する回路を示す回路図である。また、図５は、モータＭ１を制御する第１モータ制御回路６１、モータＭ２を制御する第２モータ制御回路６２、および、上つかみ具３１、下つかみ具３２の開閉を制御するソレノイド制御回路６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄを示す回路図である。
【００２４】
負荷用油圧源３８は、圧油を吐出する油圧ポンプＰ１と、油圧ポンプＰ１を駆動するモータＭ１を有する。負荷用油圧源３８は、電源（３相２００Ｖの交流電源）からの電力の供給により機械動力を得るモータＭ１を動力源とし、油圧ポンプＰ１により、図示を省略したオイルタンクから、オイル配管を介して圧油をラムシリンダ２５に圧送する。
【００２５】
操作用油圧源３７は、圧油を吐出する油圧ポンプＰ２と、この油圧ポンプＰ２を駆動するモータＭ２を有する。操作用油圧源３７は、電源（３相２００Ｖの交流電源）からの電力の供給により機械動力を得るモータＭ２を動力源とし、油圧ポンプＰ２により、図示を省略したオイルタンクから圧油を、オイル配管を介して上つかみ具３１および下つかみ具３２に圧送する。
【００２６】
図４に示すように、モータＭ１は、漏電遮断機ＥＬＢが配設された電源からのＲＳＴ相の配線に、電磁開閉器（Ｅｒｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｓｗｉｔｃｈ）ＭＳ１および過電流継電器ＯＬ１を介して接続されている。また、モータＭ２は、モータＭ１と同様に、電源からのＲＳＴ相の配線に、電磁開閉器ＭＳ２および過電流継電器ＯＬ２を介して接続されている。モータＭ１およびモータＭ２は、各々、電磁開閉器ＭＳ１、ＭＳ２により図４に示す電気回路が開かれることにより、電力の供給を受け駆動するインダクションモータである。
【００２７】
また、図５に示すように、第１モータ制御回路６１、第２モータ制御回路６２、ソレノイド制御回路６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄは、ＲＳＴ相の配線から図示しない変圧器を介して電圧を１００Ｖとした配線に、ＦＰＧＡの制御を受ける制御リレーＫ１がＯＮ（負荷用油圧源３８および操作用油圧源３７の運転準備ができている状態）のときに開く回路として、並列に接続される。
【００２８】
測定制御装置４０の操作部４７におけるスイッチのうち、負荷用油圧源３８の始動に対応づけられたスイッチが操作され、その操作信号が制御部４５に入力されると、ＦＰＧＡの制御により第１モータ制御回路６１に配設された制御リレーＫ２がＯＮとなる。そして、制御リレーＫ２がＯＮとなることにより電磁開閉器ＭＳ１がＯＮとなり、モータＭ１に電流が流れてモータＭ１が駆動し、負荷用油圧源３８の運転が開始される。このように、第１モータ制御回路６１は、ＦＰＧＡからの制御信号により開閉する制御リレーＫ２をＯＮ／ＯＦＦすることにより、電磁開閉器ＭＳ１をＯＮ／ＯＦＦし、モータＭ１の駆動を制御する。
【００２９】
また、測定制御装置４０の操作部４７におけるスイッチのうち、操作用油圧源３７の始動に対応づけられたスイッチが操作され、その操作信号が制御部４５に入力されると、ＦＰＧＡの制御により第２モータ制御回路６２に配設された制御リレーＫ３がＯＮとなる。そして、制御リレーＫ３がＯＮとなることにより電磁開閉器ＭＳ２がＯＮとなり、モータＭ２に電流が流れてモータＭ２が駆動し、操作用油圧源３７の運転が開始される。このように、第２モータ制御回路６２は、ＦＰＧＡからの制御信号により開閉する制御リレーＫ３をＯＮ／ＯＦＦすることにより、電磁開閉器ＭＳ２をＯＮ／ＯＦＦし、モータＭ２の駆動を制御する。
【００３０】
さらに、測定制御装置４０の操作部４７における操作スイッチのうち、上つかみ具３１の開閉、下つかみ具３２の開閉に対応づけられたスイッチが操作され、その操作信号が制御部４５に入力されると、ＦＰＧＡの制御により、制御リレーＫ３１、Ｋ３２、Ｋ３３、Ｋ３４のそれぞれがＯＮとなる。ソレノイド制御回路６３ａに配設された制御リレーＫ３１がＯＮとなると、ソレノイドＳＯＬ１が励磁され、電磁弁Ｖ１が駆動し、上つかみ具３１が閉じる。ソレノイド制御回路６３ｂに配設された制御リレーＫ３２がＯＮとなると、ソレノイドＳＯＬ２が励磁され、電磁弁Ｖ２が駆動し、上つかみ具３１が開く。ソレノイド制御回路６３ｃに配設された制御リレーＫ３３がＯＮとなると、ソレノイドＳＯＬ３が励磁され、電磁弁Ｖ３が駆動し、下つかみ具３２が閉じる。制御リレーＫ３４がＯＮとなると、ソレノイドＳＯＬ４が励磁され、電磁弁Ｖ４が駆動し、下つかみ具３２が開く。
【００３１】
なお、この実施形態では、図３に示すように、１個のソレノイドを具備する電磁弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４の開閉により上つかみ具３１、下つかみ具３２の開閉を行う例を示しているが、２個のソレノイドを具備するダブルソレノイドと呼称される電磁弁を上つかみ具３１の開閉について１個、下つかみ具３２の開閉について１個をオイル配管に配設し、圧油の供給・排出路を切り換える装置構成とした場合にも、この４つのソレノイド制御回路６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６４ｄにより上つかみ具３１、下つかみ具３２の開閉を制御することが可能である。
【００３２】
上述した構成を備える材料試験機において、上つかみ具３１、下つかみ具３２などの操作用油圧源３７からの圧油により駆動する油圧駆動部材を所定の時間以上操作しないときには、操作用油圧源３７を連続して運転させておく必要はない。このため、この材料試験機においては、タイマ機能を用いることにより、上つかみ具３１、下つかみ具３２の開閉を行わないときには、操作用油圧源３７を停止させるようにしている。
【００３３】
図６は、操作用油圧源３７の動作を示すフローチャートである。図６にフローチャートで示す動作は、上述したＦＰＧＡに配置されたシーケンス回路を利用して実行される。
【００３４】
まず、操作部４７の複数のスイッチのうち、操作用油圧源３７の始動に対応づけられたスイッチが操作されると、モータＭ２がＯＮとなり操作用油圧源３７の運転が開始される（ステップＳ１）。そして、タイマ６４が新たなカウントを開始する前に、タイマ６４のカウントをリセットする（ステップＳ２）。このとき、上つかみ具３１と下つかみ具３２の開閉のためのスイッチのいずれもが操作されず、図５に示すソレノイド制御回路６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６４ｄの制御リレーＫ３１、Ｋ３２、Ｋ３３、Ｋ３４がすべてＯＦＦであった場合には（ステップＳ３）、タイマ６４がカウントを開始する（ステップＳ４）。そして、タイマ６４がカウントを開始して５秒が経過すると（ステップＳ５）、ＦＰＧＡからの制御信号により、図５に示す第２モータ制御回路の制御リレーＫ３をＯＦＦとし、モータＭ２を停止させる（ステップＳ６）。しかる後、操作部４７の複数のスイッチのうち、上つかみ具３１、下つかみ具３２の開閉のためのスイッチが操作されたことにより、図５に示すソレノイド制御回路６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６４ｄの制御リレーＫ３１、Ｋ３２、Ｋ３３、Ｋ３４のいずれかがＯＮとなった場合には、電磁開閉器ＭＳ２がＯＮとなり、モータＭ２が駆動を始め操作用油圧源３７の運転が再開される（ステップＳ１）。
【００３５】
一方、ステップＳ３において、図５に示すソレノイド制御回路６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６４ｄの制御リレーＫ３１、Ｋ３２、Ｋ３３、Ｋ３４のいずれかがＯＮであった場合には、ステップＳ２に戻り、モータＭ２はＯＦＦとせず操作用油圧源３７を連続運転させる。また、ステップＳ５において、タイマ６４のカウントが５秒未満であった場合にも、モータＭ２はＯＦＦとせず、ステップＳ３〜Ｓ５を繰り返して操作用油圧源３７を連続運転させる。
【００３６】
なお、ステップＳ５における５秒という時間は、この発明における油圧駆動部材を動作させるスイッチの操作が行われない所定の時間に相当し、この所定の時間は、任意に変更可能であり、５秒に限定されるものではない。
【００３７】
また、試験片１０、１１を配置するときに昇降させる下部クロスヘッド２６の昇降機構として、ネジ棹２３に換えて、操作用油圧源３７からシリンダ内に圧油が供給されると伸長し、シリンダ内から圧油が排出されると収縮する油圧式の単動シリンダを採用した場合には、シリンダと操作用油圧源３７との間のオイル配管に配設された電磁弁の数や電磁弁が備えるソレノイドの数に応じて、ソレノイド制御回路６３を増設することができる。このような場合は、下部クロスヘッド２６が昇降するときに開閉する電磁弁のソレノイドへの励磁を制御リレーのＯＮ／ＯＦＦにより制御し、上述したつかみ具の場合と同様に、タイマ機能を利用してモータＭ２の駆動を制御する。このように、操作用油圧源３７を運転している必要のないときには、モータＭ２をＯＦＦとし操作用油圧源３７の運転を停止することで、無駄な電力消費を抑制することができる。
【００３８】
上述した操作用油圧源３７の運転に関する制御は、以下に示す材料試験機にも適用可能である。図７は、この発明の第２実施形態に係る材料試験機の概要図である。なお、図７においては図示を省略しているが、この材料試験機は、図１に示す測定制御装置４０と同等の制御装置により装置全体が制御されるとともに、操作用油圧源３７を備える。
【００３９】
この材料試験機は、基台１１１と、この基台１１１を貫通して立設された一対のネジ棹１１２と、これら一対のネジ棹１１２の上部に配設されたヨーク１１３と、図示しないナットを介してネジ棹１１２に架設されたクロスヘッド１１５を備える。基台１１１には下つかみ具１１７が付設され、クロスヘッド１１５には上つかみ具１１６が、試験力を検出するロードセル１２４を介して付設されている。
【００４０】
一対のネジ棹１１２の下端部には、各々、同期ベルト１２１と係合する同期プーリー１１９が配設されている。そして、この同期ベルト１２１はモータ１２３の駆動により回転する同期プーリー１２２とも係合している。このため、一対のネジ棹１１２はモータ１２３の駆動により同期して回転し、この一対のネジ棹１１２の回転に伴ってクロスヘッド１１５が昇降する。
【００４１】
この材料試験機においては、上つかみ具１１６と下つかみ具１１７に油圧駆動式のものを採用している。この上つかみ具１１６と下つかみ具１１７が、この発明の油圧駆動部材に相当する。そして、上つかみ具１１６と下つかみ具１１７は、上述した第１実施形態に係る材料試験機の場合と同様に、操作用油圧源３７を操作動力源とし、試験片１０の両端を上つかみ具１１６と下つかみ具１１７に把持させることにより、試験片１０をクロスヘッド１１５と基台１１１との間に固定する。この材料試験機では、モータ１２３を駆動させてクロスヘッド１１５を上昇させることにより、上つかみ具１１６と下つかみ具１１７に両端を把持させた試験片１０に引張荷重が与えられる。そして、この材料試験機では、一対のネジ棹１１２と、クロスヘッド１１５と、基台１１１とにより負荷枠が構成されている。
【００４２】
また、この材料試験機は、負荷用油圧源３８を備えるものではないが、操作用油圧源３７の運転制御を、上述した第１実施形態の操作用油圧源３７の動作に関係する構成を用いて制御することができる。すなわち、上つかみ具１１６の開閉、下つかみ具１１７の開閉に対応する操作部４７のスイッチの操作が所定の時間行われなかった場合には、モータＭ２をＯＦＦとし、操作用油圧源３７の運転を停止させることにより電力消費を抑制することができる。
【００４３】
図８は、この発明の第３実施形態に係る材料試験機の概要図である。なお、図８においては図示を省略しているが、この材料試験機は、図１に示す測定制御装置４０と同等の制御装置により装置全体が制御され、負荷用油圧源３８と操作用油圧源３７とを備える。
【００４４】
この材料試験機は、基台２２１上に立設された一対の支柱２２２と、支柱２２２に沿って昇降するクロスヘッド２２４と、試験片の大きさに応じてクロスヘッド２２４を昇降させる一対の昇降用シリンダ２２３とを備える。クロスヘッド２２４には、基台２２１とクロスヘッド２２４との間に配置される試験片に圧縮負荷を与える負荷アクチュエータ２２５と、支柱２２２にクロスヘッド２２４を固定するための油圧クランプ５０が配設されている。負荷アクチュエータ２２５は、負荷用油圧源３８から供給される圧油により駆動する油圧シリンダであり、この油圧シリンダのピストンロッドは、圧盤２２８に連結されている。なお、この材料試験機では、一対の支柱２２２と、クロスヘッド２２４と、基台２２１とにより負荷枠が構成されている。圧縮試験を行うときには負荷アクチュエータ２２５により圧盤２８を介して試験片に圧縮荷重が付与される。
【００４５】
この実施形態においては、昇降用シリンダ２２３に油圧式の単動シリンダを採用している。この昇降用シリンダ２２３は、この発明の油圧駆動部材に相当する。また、油圧クランプ５０は、操作用油圧源３７からの圧油の供給によりクロスヘッド２２４を支柱２２２に固定し、油圧クランプ５０から圧油が排出されることにより、クロスヘッド２２４の支柱２２２への固定を解除する。このため、油圧クランプ５０は、操作用油圧源３７を操作動力源とする、この発明の油圧駆動部材に相当する。
【００４６】
この実施形態においても、操作用油圧源３７の運転制御を、上述した第１実施形態の操作用油圧源３７の動作に関する構成を用いて行うことで、電力消費を抑制することができる。この実施形態では、図６に示すソレノイド制御回路６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄが、操作用油圧源３７から昇降用シリンダ２２３へ圧油を供給するオイル配管に配設された電磁弁のソレノイドの駆動を制御する回路、操作用油圧源３７から油圧クランプ５０に圧油を供給するオイル配管に配設された電磁弁のソレノイドの駆動を制御する回路となるよう変形する。そして、昇降用シリンダ２２３の昇降、油圧クランプ５０の固定・解除に対応する操作部４７のスイッチの操作が所定の時間行われなかった場合には、モータＭ２をＯＦＦとし、操作用油圧源３７の運転を停止させることにより電力消費を抑制することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態における操作用油圧源３７の数は、１個に限定されるものではなく、例えば、昇降用シリンダの操作用油圧源と、支柱２２にクロスヘッド２２４を固定するための油圧クランプ５０の操作用油圧源とを個別に備えてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０    試験片
１１    試験片
２１    テーブル
２２    支柱
２３    ネジ棹
２４    上部クロスヘッド
２５    ラムシリンダ
２６    下部クロスヘッド
３１    上つかみ具
３２    下つかみ具
３３    圧力センサ
３４    ストローク検出器
３７    操作用油圧源
３８    負荷用油圧源
４０    測定制御装置
４１    アナログ表示部
４５    制御部
４６    表示部
４７    操作部
５０    油圧クランプ
６１    第１モータ制御回路
６２    第２モータ制御回路
６３    ソレノイド制御回路
６４    タイマ
１１６    上つかみ具
１１７    下つかみ具
２２３    昇降用シリンダ
【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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【図８】
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