(57)【要約】      （修正有）【課題】試験片のサイズが通常使用する試験片より小さい場合においても、この試験片を好適に把持することが可能なくさび式つかみ具を提供する。【解決手段】チャックホルダー５１は、クロスヘッド２３におけるテーパ面２５と対向する側に凸領域５９を備えており、この凸領域５９によりクロスヘッド２３におけるテーパ面２５と当接している。チャックフレームを構成するクロスヘッド２３のテーパ面２５とチャックホルダー５１における凸領域５９とは、つかみ歯４５による試験片の把持領域Ｅ１より、負荷軸方向に対して一対のつかみ歯４５により把持される試験片の中央側の当接領域Ｅ２で当接している。【選択図】図５
2019152482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷軸方向に沿って中央側が狭く、逆側が広くなるような一対のテーパ面を有する空間部が内部に形成されたチャックフレームと、
前記空間部内に収納され、前記一対のテーパ面と各々当接した状態で前記負荷軸方向に移動することにより、互いに近接し、あるいは、離隔する一対のくさび状のチャックホルダーと、
前記一対のチャックホルダーに各々支持され、前記チャックホルダーの移動に伴って試験片を把持し、あるいは、開放する一対のつかみ歯と、
を備えたくさび式つかみ具において、
前記チャックフレームと前記チャックホルダーとは、前記つかみ歯による前記試験片の把持領域より、前記負荷軸方向に関して中央側の領域で当接することを特徴とするくさび式つかみ具。
【請求項２】
請求項１に記載のくさび式つかみ具において、
前記チャックホルダーは前記チャックフレームにおけるテーパ面と対向する側に凸領域を備え、前記チャックホルダーと前記チャックフレームとは前記凸領域において互いに当接するくさび式つかみ具。
【請求項３】
請求項１に記載のくさび式つかみ具において、
前記チャックフレームは前記チャックホルダーとの当接領域にライナーを備えるとともに、当該ライナーは前記チャックホルダーと対向する側に凸領域を備え、前記チャックホルダーと前記チャックフレームを構成する前記ライナーとは前記凸領域において互いに当接するくさび式つかみ具。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のくさび式つかみ具において、
前記チャックホルダーは、その側面に、前記チャックフレームに支持されて回転する軸に形成されたピニオンと噛合するラック領域を備え、
前記チャックホルダーは、前記軸の回転に伴って前記負荷軸方向に移動するくさび式つかみ具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、材料試験機において使用されるくさび式つかみ具に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１から図１３は、従来のくさび式つかみ具を示す正面概要図である。なお、図１１は、くさび式つかみ具により通常の試験片１０を把持する状態を示し、図１２は、くさび式つかみ具により負荷軸方向の長さが短い試験片１０を把持する状態を示している。また、図１３は、くさび式つかみ具により負荷軸方向の長さが短い試験片１０を把持した時に生じるチャックホルダーの傾動状態を示している。
【０００３】
くさび式つかみ具は、材料試験機において試験片を把持するために使用されるものであり、負荷軸方向（図１１から図１３における上下方向）に沿って中央側が狭く、逆側が広くなるような一対のテーパ面２５を有する空間部２６が内部に形成されたチャックフレームとしてのクロスヘッド２３と、空間部２６内に収納され、一対のテーパ面２５と各々当接した状態で負荷軸方向に移動することにより、互いに近接し、あるいは、離隔する一対のくさび状のチャックホルダー５０と、一対のチャックホルダー５０に各々支持され、チャックホルダー５０の移動に伴って試験片１０を把持し、あるいは、開放する一対のつかみ歯４５と、を備える。つかみ歯４５は、固定ネジ４３により、チャックホルダー５０に固定されている。
【０００４】
クロスヘッド２３には、クロスヘッド２３を貫通することによりクロスヘッド２３に支持された回転するピニオン軸４１が配設されている。このピニオン軸４１の中央部付近の外周部には、ピニオン４２が形成されている。また、このピニオン軸４１の一端にはピニオン軸４１を回転させるためのハンドル３０が配設される。一方、チャックホルダー５０の側面に、ピニオン軸４１に形成されたピニオン４２と噛合するラック領域が形成されている。
【０００５】
このような構成を有するくさび式つかみ具においては、ハンドル３０を一方向に回転させることにより、テーパ面２５の作用で一対のチャックホルダー５０が下方向に移動し、一対のチャックホルダー５０が互いに近接する方向に移動することにより、一対のつかみ歯４５により試験片１０を把持する。また、ハンドル３０を他方向に回転させることにより、テーパ面２５の作用で一対のチャックホルダー５０が上方向に移動し、一対のチャックホルダー５０が互いに離隔する方向に移動することにより、一対のつかみ歯４５による試験片１０の把持状態を開放する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−３３０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常の状態においては、図１１に示すように、つかみ歯４５は、試験片１０に対向する把持領域全域において試験片１０を把持する。これに対して、本来１００ｋＮ（キロニュートン）の容量の材料試験機で材料試験を実行すべき試験片１０を２０００ｋＮの容量の材料試験機で材料試験を実行する場合等においては、試験片１０は容量が１００ｋＮの材料試験機に適した短い寸法であることから、図１２に示すように、つかみ歯４５は、試験片１０に対向する把持領域全域のうちの一部の領域において試験片１０を把持することになる。
【０００８】
このような状態で一対のつかみ歯４５により試験片１０を把持した場合においては、図１３に示すように、一対のつかみ歯４５がチャックホルダー５０とともに傾動する。これは、試験片１０が引っ張られることにより下向きの力が生じた場合に、テーパ面２５に沿って生じる上向きの力が、つかみ歯４５が試験片１０を把持していない領域において横向きの分力となって回転モーメントが生じるためである。一対のつかみ歯４５がこのように傾動した場合には、チャックホルダー５０とクロスヘッド２３におけるテーパ面２５との面接触状態が悪化し、面圧が上昇してチャックホルダー５０やクロスヘッド２３が損傷を受ける場合がある。また、チャックホルダー５０とクロスヘッド２３におけるテーパ面２５との間にずれが生じることにより、異音が発生する原因ともなる。
【０００９】
このため、例えば、実用新案登録第２５６６１４２号公報に記載されたように、試験片を把持する時に、一対のつかみ歯を平行にするための調整機構を別途配設することも可能ではあるが、装置構成が複雑となるばかりではなく、調整機構を利用した調整作業も煩雑なものとなる。
【００１０】
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、試験片のサイズが通常使用する試験片より小さい場合においても、この試験片を好適に把持することが可能なくさび式つかみ具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】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、負荷軸方向に沿って中央側が狭く、逆側が広くなるような一対のテーパ面を有する空間部が内部に形成されたチャックフレームと、前記空間部内に収納され、前記一対のテーパ面と各々当接した状態で前記負荷軸方向に移動することにより、互いに近接し、あるいは、離隔する一対のくさび状のチャックホルダーと、前記一対のチャックホルダーに各々支持され、前記チャックホルダーの移動に伴って試験片を把持し、あるいは、開放する一対のつかみ歯と、を備えたくさび式つかみ具において、前記チャックフレームと前記チャックホルダーとは、前記つかみ歯による前記試験片の把持領域より、前記負荷軸方向に関して中央側の領域で当接することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のくさび式つかみ具において、前記チャックホルダーは前記チャックフレームにおけるテーパ面と対向する側に凸領域を備え、前記チャックホルダーと前記チャックフレームとは前記凸領域において互いに当接する。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のくさび式つかみ具において、前記チャックフレームは前記チャックホルダーとの当接領域にライナーを備えるとともに、当該ライナーは前記チャックホルダーと対向する側に凸領域を備え、前記チャックホルダーと前記チャックフレームを構成する前記ライナーとは前記凸領域において互いに当接する。
【００１４】
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くさび式つかみ具において、前記チャックホルダーは、その側面に、前記チャックフレームに支持されて回転する軸に形成されたピニオンと噛合するラック領域を備え、前記チャックホルダーは、前記軸の回転に伴って前記負荷軸方向に移動する。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１から請求項３に記載の発明によれば、チャックフレームとチャックホルダーとが、つかみ歯による試験片の把持領域より負荷軸方向に対して試験片の中央側の領域で当接することから、試験片のサイズが通常使用する試験片より小さい場合においても、この試験片を好適に把持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、チャックホルダーに対して十分な大きさのラック領域を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係るくさび式つかみ具を適用する材料試験機の正面図である。
【図２】この発明に係るくさび式つかみ具を適用する材料試験機の平面図である。
【図３】この発明に係るくさび式つかみ具を示す正面概要図である。
【図４】チャックホルダー５１の概要図である。
【図５】チャックホルダー５１とクロスヘッド２３におけるテーパ面２５との当接状態を示す説明図である。
【図６】変形例に係るチャックホルダー５２の概要図である。
【図７】チャックホルダー５２につかみ歯４６とスペーサ４７とを装着した状態を示す概要図である。
【図８】この発明の第２実施形態に係るくさび式つかみ具を示す正面概要図である。
【図９】ライナー６１の正面図である。
【図１０】チャックホルダー５０とクロスヘッド２３におけるライナー６１との当接状態を示す説明図である。
【図１１】従来のくさび式つかみ具を示す正面概要図である。
【図１２】従来のくさび式つかみ具を示す正面概要図である。
【図１３】従来のくさび式つかみ具を示す正面概要図である。
【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、この発明に係るくさび式つかみ具を適用する材料試験機の正面図であり、図２は、この発明に係るくさび式つかみ具を適用する材料試験機の平面図である。
【００１９】
この材料試験機は、試験片１０に負荷を与えるラムシリンダ１８と、ラムシリンダ１８により昇降されるテーブル１６と、このテーブル１６上の対角線位置に立設された一対の支柱１５と、一対の支柱１５の上端に設けられたクロスヘッド２３と、テーブル１６を貫通して支柱１５とは異なる対角線位置に立設された一対のねじ棹１７と、一対のねじ棹１７と螺合するナットを備え、ねじ棹１７に対して昇降する下クロスヘッド２４とを備える。クロスヘッド２３と下クロスヘッド２４には、それぞれこの発明に係るくさび式つかみ具が内設されおり、試験片１０は、その両端をこれらのくさび式つかみ具により把持される。
【００２０】
図３は、この発明に係るくさび式つかみ具を示す正面概要図である。なお、この図においては、図１１と同様、くさび式つかみ具により負荷軸方向の長さが短い試験片１０を把持する状態を示している。
【００２１】
この発明に係るくさび式つかみ具は、材料試験機において負荷軸方向（図１および図３における上下方向）の長さが短い試験片１０を把持するために使用されるものである。このくさび式つかみ具の一部を構成するクロスヘッド２３は、負荷軸方向に沿って中央側が狭く、逆側が広くなるような一対のテーパ面２５を有する空間部２６が内部に形成され、チャックフレームとして機能する。そして、この発明に係るくさび式つかみ具は、チャックフレームを構成するクロスヘッド２３における空間部２６内に収納され、一対のテーパ面２５と各々当接した状態で負荷軸方向に移動することにより、互いに近接し、あるいは、離隔する一対のくさび状のチャックホルダー５１と、一対のチャックホルダー５１に各々支持され、チャックホルダー５１の移動に伴って試験片１０を把持し、あるいは、開放する一対のつかみ歯４５と、を備える。つかみ歯４５は、固定ネジ４３により、チャックホルダー５１に固定されている。
【００２２】
なお、ここでいう中央または中央側とは次の意味である。図１に示すクロスヘッド２３と下クロスヘッド２４の中間位置を中央と呼び、クロスヘッド２３の中の構造においてはその中央に近い方を中央側と呼んでいる。この中央は、上下のクロスヘッドに試験片１０を把持した場合は、試験片１０の真ん中である中央とほぼ一致する。そして、図１に示すクロスヘッド２３においては下の方が中央側である。同様に、下クロスヘッド２４においては上の方が中央側である。
【００２３】
クロスヘッド２３には、クロスヘッド２３を貫通することによりクロスヘッド２３に支持された回転するピニオン軸４１が配設されている。このピニオン軸４１の中央部付近の外周部には、ピニオン４２が形成されている。また、このピニオン軸４１の一端にはピニオン軸４１を回転させるためのハンドル３０が配設される。一方、チャックホルダー５１の側面に、ピニオン軸４１に形成されたピニオン４２と噛合するラック領域５４（図４参照）が形成されている。ハンドル３０を回転させると、ピニオン４２と噛合したラック領域５４の作用により、ハンドル３０の回転方向に応じてチャックホルダー５１が上方向または下方向に移動する。
【００２４】
なお、図１に示す下クロスヘッド２４にも、図３に示すくさび式つかみ具と同様のくさび式つかみ具が内蔵されている。下クロスヘッド２４に内蔵されるくさび式つかみ具は、図３に示すくさび式つかみ具に対して上下反転した構成を有する。なお、下クロスヘッド２４においても、ピニオン軸を回転させるためのハンドルが配設されているが、図１においては図示を省略している。
【００２５】
図４は、チャックホルダー５１の概要図である。なお、図４(ａ)はチャックホルダー５１の正面図であり、図４（ｂ)はチャックホルダー５１の平面図であり、図４(ｃ）はチャックホルダー５１の側面図である。
【００２６】
このチャックホルダー５１の中央部には、つかみ歯４５を装着するためのアリ溝５３と、固定ネジ４３と螺合するネジ孔５５とが形成されている。また、このチャックホルダー５１の側面には上述したラック領域５４が形成されている。そして、このチャックホルダー５１は、チャックフレームを構成するクロスヘッド２３におけるテーパ面２５と対向する側に凸領域５９を備えている。
【００２７】
このような構成を有するくさび式つかみ具においては、ハンドル３０を一方向に回転させることにより、一対のチャックホルダー５１が下方向に移動し、テーパ面２５の作用で一対のチャックホルダー５１が互いに近接する方向に移動することにより、一対のつかみ歯４５により試験片１０を把持する。また、ハンドル３０を他方向に回転させることにより、一対のチャックホルダー５１が上方向に移動し、テーパ面２５の作用で一対のチャックホルダー５１が互いに離隔する方向に移動することにより、一対のつかみ歯４５による試験片１０の把持状態を開放する。
【００２８】
なお、チャックホルダー５１の側面に形成されたラック領域５４におけるラックは、はす歯となっており、ピニオン軸４１のピニオン４２の歯形も、このはす歯に対応する形状となっている。このため、ピニオン軸４１の回転に伴って、チャックホルダー５１を滑らかに移動させることが可能となる。
【００２９】
図５は、チャックホルダー５１とクロスヘッド２３におけるテーパ面２５との当接状態を示す説明図である。
【００３０】
上述したように、チャックホルダー５１は、クロスヘッド２３におけるテーパ面２５と対向する側に凸領域５９を備えており、この凸領域５９によりクロスヘッド２３におけるテーパ面２５と当接している。図５において、符号Ｅ１は、つかみ歯４５による試験片１０の把持領域を示し、符号Ｅ２は、チャックホルダー５１における凸領域５９とクロスヘッド２３におけるテーパ面２５との当接領域を示している。この図に示すように、チャックフレームを構成するクロスヘッド２３のテーパ面２５とチャックホルダー５１における凸領域５９とは、つかみ歯４５による試験片１０の把持領域Ｅ１より、負荷軸方向に関して中央側の当接領域Ｅ２で当接している。
【００３１】
ここで、つかみ歯４５による試験片１０の把持領域Ｅ１とは、つかみ歯４５における試験片１０を保持可能な領域を意味する。試験片１０のサイズにより、つかみ歯４５は、この把持領域Ｅ１のうちの一部の領域を利用して試験片１０を把持する。
【００３２】
このような構成を採用した場合においては、クロスヘッド２３とチャックホルダー５１の当接領域Ｅ２がつかみ歯４５による試験片１０の把持領域Ｅ１より負荷軸方向に関して中央側に配置されていることから、図１２に示す従来の構成を採用した場合と比較して、つかみ歯４５が試験片１０を把持していない領域において横向きの分力を生ずることを軽減することができる。このため、サイズの小さい試験片１０に対して従来のチャックホルダー５０を使用した場合において、図１３に示すようなチャックホルダー５１の傾動を防止することが可能となる。従って、試験片１０のサイズが小さい場合においても、この試験片１０を好適に把持することが可能となる。
【００３３】
このとき、このチャックホルダー５１における負荷軸方向のサイズは、従来のチャックホルダー５０における負荷軸方向のサイズと同一となっている。このため、チャックホルダー５１の側面に形成されたラック領域５４のサイズも従来と同様のサイズとすることができる。このラック領域５４が小さくなった場合においては、ラック領域５４におけるラックがピニオン軸４１におけるピニオン４２から外れ、チャックホルダー５１が落下してしまうという問題が生ずることがある。しかしながら、このチャックホルダー５１においては、ラック領域５４のサイズを大きく保ったまま、クロスヘッド２３とチャックホルダー５１の当接領域Ｅ２をつかみ歯４５による試験片１０の把持領域Ｅ１より負荷軸方向に対して試験片１０の中央側に配置することが可能となる。
【００３４】
次に、この発明に係るくさび式つかみ具におけるチャックホルダーの変形例について説明する。図６は、変形例に係るチャックホルダー５２の概要図である。なお、図６(ａ)はチャックホルダー５２の正面図であり、図６(ｂ)はチャックホルダー５２の平面図であり、図６（ｃ）はチャックホルダー５２の側面図である。また、図７は、このチャックホルダー５２につかみ歯４６とスペーサ４７とを装着した状態を示す概要図である。なお、図７(ａ)はその正面図であり、図７（ｂ）はその平面図である。
【００３５】
このチャックホルダー５２は、より小さいサイズのつかみ歯４６を装着されるために使用されるものである。このチャックホルダー５２の中央部には、小さなサイズのつかみ歯４６を装着するためのアリ溝５６と、固定ネジ４３と螺合するネジ孔５５とが形成されている。また、このチャックホルダー５２の側面にはラック領域５４が形成されている。そして、このチャックホルダー５２は、チャックフレームを構成するクロスヘッド２３におけるテーパ面２５と対向する側に凸領域５９を備えている。
【００３６】
このチャックホルダー５２につかみ歯４６を装着する時には、アリ溝５６につかみ歯４６とスペーサ４７とを挿入した後、つかみ歯４６とスペーサ４７とを、図３に示す場合と同様、固定ネジ４３により固定する。
【００３７】
このようなチャックホルダー５２を使用した場合においては、サイズの小さい試験片１０に対して材料試験を行う場合において、その試験片１０に適合した大きさのつかみ歯４６を使用して材料試験を実行することが可能となる。
【００３８】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図８は、この発明の第２実施形態に係るくさび式つかみ具を示す正面概要図である。また、図９は、ライナー６１の正面図である。なお、この図においても、図３および図１１と同様、くさび式つかみ具により負荷軸方向の長さが短い試験片１０を把持する状態を示している。なお、ライナー６１はクロスヘッド２３の上方からチャックホルダー５０との間に差し込む板状の部材であり、図９に描かれているように、上部の左右の張り出し部分をクロスヘッド２３の上端に引っ掛ける形で使用する。
【００３９】
上述したくさび式つかみ具においては、クロスヘッド２３におけるテーパ面２５と対向する側に凸領域５９を備えたチャックホルダー５１を使用することにより、クロスヘッド２３のテーパ面２５とチャックホルダー５１における凸領域５９とを、つかみ歯４５による試験片１０の把持領域Ｅ１より、負荷軸方向に対して一対のつかみ歯４５により把持される試験片１０の中央側の当接領域Ｅ２で当接させている。これに対して、この第２実施形態に係るくさび式つかみ具においては、チャックフレームを構成するクロスヘッド２３として凸領域６２を有するライナー６１を備えるものを使用し、このライナー６１の作用により、クロスヘッド２３と従来と同様のチャックホルダー５０との当接面が、つかみ歯４５による試験片１０の把持領域Ｅ１より負荷軸方向に関して中央側に配置される構成を採用している。
【００４０】
図１０は、チャックホルダー５０とクロスヘッド２３におけるライナー６１との当接状態を示す説明図である。
【００４１】
この実施形態においては、クロスヘッド２３の一部を構成するライナー６１は、チャックホルダー５０と対向する側に凸領域６２を備えており、この凸領域６２によりチャックホルダー５０と当接している。図１０において、符号Ｅ１は、つかみ歯４５による試験片１０の把持領域を示し、符号Ｅ２は、チャックホルダー５０とライナー６１における凸領域６２との当接領域を示している。この図に示すように、チャックフレームを構成するクロスヘッド２３のテーパ面２５と当接するライナー６１における凸領域６２と、チャックホルダー５０とは、つかみ歯４５による試験片１０の把持領域Ｅ１より、負荷軸方向に関して中央側の当接領域Ｅ２で当接している。
【００４２】
このような構成を採用した場合においては、クロスヘッド２３におけるライナー６１とチャックホルダー５０の当接領域Ｅ２がつかみ歯４５による試験片１０の把持領域Ｅ１より負荷軸方向に関して中央側に配置されていることから、図３から図７に示す実施形態の場合と同様、つかみ歯４５が試験片１０を把持していない領域において横向きの分力を生ずることを軽減することができる。このため、図１３に示すようなチャックホルダー５１の傾動を防止することが可能となる。従って、試験片１０のサイズが小さい場合においても、この試験片１０を好適に把持することが可能となる。
【００４３】
このとき、チャックホルダー５０として従来と同様のものを使用することができることから、チャックホルダー５１の側面に形成されたラック領域５４のサイズも従来と同様となる。従って、ラック領域５４におけるラックがピニオン軸４１におけるピニオン４２から外れることを防止することが可能となる。なお、上述した実施形態においては、クロスヘッド２３をチャックフレームとして使用しているが、クロスヘッド２３とは別に、テーパ面を有する空間部が内部に形成されたチャックフレームを準備し、このチャックフレームをクロスヘッド２３に連結する構成を有するくさび式つかみ具を使用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０      試験片
２３      クロスヘッド
２５      テーパ面
２６      空間部
３０      ハンドル
４１      ピニオン軸
４２      ピニオン
４３      固定ネジ
４５      つかみ歯
４６      つかみ歯
４７      スペーサ
５１      チャックホルダー
５３      アリ溝
５６      アリ溝
５４      ラック領域
５９      凸領域
６１      ライナー
６２      凸領域
Ｅ１      把持領域
Ｅ２      当接領域
【図１】
2019152482.tif 000003
【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】
2019152482.tif 000009
【図８】
2019152482.tif 000010
【図９】
2019152482.tif 000011
【図１０】
2019152482.tif 000012
【図１１】
2019152482.tif 000013
【図１２】
2019152482.tif 000014
【図１３】
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