(57)【要約】【課題】  試験により発生した衝撃が変位検出器に及ぶことを低減することが可能な変位測定装置を提供する。【解決手段】  試験片の伸びを雰囲気槽の外部に取り出すための接触子とその取付板の構造を次のようにする。雌ネジ孔が設けられた筒部材７４に接触子７２の雄ネジを螺合させ、変位検出器の先端端子と接触させる側とは逆側の端部にナット７３を締結させる。そして、接触子７２を固定した筒部材７４を、取付板７１に形成された孔部に挿入する。筒部材７４は、取付板７１を挟むように配置したゴムブロック７５ａ、７５ｂをボルト７６により取付板７１に固定することでゴムブロック７５ａ、７５ｂにより挟持される。これにより、接触子７２はゴムブロック７５ａ、７５ｂを介して取付板７１に固定されるので、試験時の衝撃が接触子７２の下面に接している変位検出器に伝わることを軽減する。【選択図】  図３
2019074462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雰囲気槽内で試験片に試験荷重を加える材料試験において、前記試験片の変位を取り出しアームを介して前記雰囲気槽外で検出する変位測定装置であって、
先端端子と、前記先端端子の変位を検出するセンサ部とを備えた変位検出器と、
前記取り出しアームの動きに連動する取付板と、
前記取付板に形成された孔部に挿入される筒部材と、
前記筒部材に連結され、前記先端端子が当接する接触子と、
を備え、
前記取付板に衝撃吸収部材を介して前記筒部材を固定することにより前記接触子を前記取付板に配設することを特徴とする変位測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の変位測定装置であって、
前記取付板を挟むように配置した前記衝撃吸収部材をボルトにより前記取付板に固定することで前記衝撃吸収部材により前記筒部材を挟持させ、前記接触子を前記取付板に配設する変位測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の変位測定装置であって、
前記衝撃吸収部材は、ゴム体である変位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、雰囲気槽内で試験片に試験荷重を加える材料試験において、試験片の変位を取り出しアームを介して雰囲気槽外で検出する変位測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料試験では、高温や低温雰囲気下で試験片に試験荷重を加える試験がある。高温下で試験片に試験荷重を加える試験装置として、テーブルと、テーブル上に立設された一対のねじ棹に両端を螺合させ、一対のねじ棹を同期して動作させることにより昇降するクロスヘッドとを備え、テーブルとクロスヘッドとの間の試験位置に配置した試験片を囲む管状の高温炉を配設した高温試験装置が知られている（特許文献１参照）。この種の高温試験装置では、テーブルとクロスヘッドとに取り付けた治具につかみ具を高温炉に挿通するように連結し、つかみ具に把持させた試験片を高温炉内で加熱しながら試験荷重を付与する。
【０００３】
高温炉などの雰囲気槽を用いて、過酷な環境下で試験を行う場合、試験片の変位（伸び）を検出する変位検出器を試験片と同じ空間に配置すると、センサや信号出力系が正常に作動しなくなる場合がある。このため、特許文献２の高温圧縮試験装置では、支持棒を試験体の変形に伴って移動する加圧棒に連結し、高温炉内の試験体の変位量を、支持棒を介して高温炉外に配置した変位検出計に取り出す構成が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３８７７８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１１２５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４は、従来の変位測定装置１６０の概要図である。図５は、図４の接触子１７２周辺のＢ部分を拡大して示す断面概要図である。
【０００６】
高温炉４０内で引張試験を行う場合には、上つかみ具２６と下つかみ具２７に両端が連結された試験片ＴＰの伸びは、試験片ＴＰに設けられた標点に接触する接触アーム６２ａ、６２ｂと伸び取り出しアーム６３ａ、６３ｂとを介して、高温炉４０外の変位検出器６１で計測される。伸び取り出しアーム６３ａ、６３ｂの一端は、高温炉４０内で接触アーム６２ａ、６２ｂに接続されている。接触アーム６２ａに接続され、上側の標点の移動に連動する伸び取り出しアーム６３ａの他端は、固定板６９に固定されている。固定板６９は、変位検出器６１の先端端子６６と接触する接触子１７２を取り付ける取付板１７１に連結さている。接触アーム６２ｂに接続され、下側の標点の移動に連動する伸び取り出しアーム６３ｂの他端は、支持板６４に固定されている。この支持板６４は、センサ部６５と先端端子６６との間のステム部を支持することで変位検出器６１を固定している。２個の変位検出器６１は、スピンドルの先端に取り付けられた先端端子６６を接触子１７２に当接させた状態で、試験片ＴＰの伸びに伴って取付板１７１と支持板６４とが離間した距離を、各変位検出器６１のスピンドルの伸縮から検出し、２つの検出値の平均値を変位測定値としている。なお、図４の変位測定装置１６０においては、スピンドルには蛇腹状のカバー６７が取り付けられている。
【０００７】
ところで、接触子１７２の取付板１７１への取り付けは、図５に示すように、取付板１７１側の雌ネジ孔に接触子１７２の雄ネジを螺合させて固定するとともに、先端端子６６と接触させる側とは逆側の端部にナット１７３を締結させることで緩みを防止するようにしている。しかしながら、引張試験中に試験片ＴＰが破断したときには、その衝撃によるエネルギーが伸び取り出しアーム６３を介して取付板１７１に伝わる。そうすると、接触子１７２から変位検出器６１の先端端子６６に仕様以上の加速度が加わり、スピンドルやセンサ部６５内のセンサが故障する可能性がある。
【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、試験により発生した衝撃が変位検出器に及ぶことを低減することが可能な変位測定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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、雰囲気槽内で試験片に試験荷重を加える材料試験において、前記試験片の変位を取り出しアームを介して前記雰囲気槽外で検出する変位測定装置であって、先端端子と、前記先端端子の変位を検出するセンサ部とを備えた変位検出器と、前記取り出しアームの動きに連動する取付板と、前記取付板に形成された孔部に挿入される筒部材と、前記筒部材に連結され、前記先端端子が当接する接触子と、を備え、前記取付板に衝撃吸収部材を介して前記筒部材を固定することにより前記接触子を前記取付板に配設することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の変位測定装置であって、前記取付板を挟むように配置した前記衝撃吸収部材をボルトにより前記取付板に固定することで前記衝撃吸収部材により前記筒部材を挟持させ、前記接触子を前記取付板に配設する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の変位測定装置であって、前記衝撃吸収部材は、ゴム体である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１から請求項３に記載の発明によれば、試験片の破断衝撃が取り出しアームを介して取付板に伝わった場合でも、変位検出器の先端端子に接触する接触子の周辺で、衝撃吸収部材が破断衝撃によるエネルギーを減衰させ、試験により発生した衝撃が変位検出器に及ぶことを低減することができる。これにより、変位検出器に仕様を超える加速度が加わることがなく、故障を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係る変位測定装置６０を適用する高温試験装置の概要図である。
【図２】この発明に係る変位測定装置６０の概要図である。
【図３】図２の接触子７２周辺を拡大して示す断面概要図である。
【図４】従来の変位測定装置１６０の概要図である。
【図５】図４の接触子１７２周辺のＢ部分を拡大して示す断面概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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測定装置６０を適用する高温試験装置の概要図である。図２は、この発明に係る変位測定装置６０の概要図である。図３は、図２の接触子７２周辺のＡ部分を拡大して示す断面概要図である。
【００１５】
この高温試験装置は、テーブル１８と、カバー１９の内部でテーブル１８に立設された一対のねじ棹に両端を螺合するクロスヘッド２３と、ねじ棹の下端に接続され一対のねじ棹を同期して回転させる駆動機構３０と、駆動機構３０の動作を制御する制御部３１と、試験片ＴＰを内部に配置する雰囲気槽である高温炉４０と、高温炉４０の温度を調節する温度制御装置５０と、試験片ＴＰの標点間の伸びを測定する変位測定装置６０を備える。
【００１６】
クロスヘッド２３は、一対のねじ棹の回転に応じて、ねじ棹の軸方向に沿って昇降し、クロスヘッド２３には、ロードセル２４、上治具２１、接続ロッド２５ａを介して上つかみ具２６が連結される。テーブル１８には、下治具２２、接続ロッド２５ｂを介して下つかみ具２７が連結される。材料試験において試験片ＴＰに加えられる試験力（試験荷重）は、ロードセル２４により検出され、ロードセル２４が検出した試験力は、制御部３１に入力される。
【００１７】
試験片ＴＰは、両端に雄ねじ付きのつかみ部を持った丸棒状試験片であり、この実施形態の上つかみ具２６および下つかみ具２７には、試験片ＴＰの両端を螺着させる雌ねじ部が設けられている。上つかみ具２６と下つかみ具２７は、耐熱性材料から構成され、高温炉４０の炉内に挿通される。
【００１８】
高温炉４０は、テーブル１８に立設された支柱（図示せず）に支持された管状高温炉であり、半割れ式に開閉可能となっている。高温炉４０を開くことにより、試験片ＴＰの出し入れが可能である。また、この高温炉４０は、抵抗加熱方式の発熱体（ヒーター）を備えた電気炉である。高温炉４０の内壁には、上つかみ具２６、試験片ＴＰ、下つかみ具２７を囲むように、複数のヒーター（図示せず）が配設されている。
【００１９】
変位測定装置６０は、高温炉４０外に配設された２個の変位検出器６１と、高温炉４０内の試験片ＴＰの上下に所定の距離だけ離隔させて設けた標点に接触させる一対の接触アーム６２ａ、６２ｂと、これらの接触アーム６２ａ、６２ｂを介して試験片ＴＰの変位を高温炉４０外の変位検出器６１に取り出す伸び取り出しアーム６３ａ、６３ｂを備える。変位検出器６１は、スピンドルの先端に取り付けられた先端端子６６と、先端端子６６の変位を検出するセンサ部６５を備える。センサ部６５の検出信号は、ケーブルを介して制御部３１に入力される。この変位測定装置６０は、２個の変位検出器６１で試験片ＴＰの標点間の伸びを測定し、アンプで求めた平均値を変位測定値とする平均値測定方法を採用している。なお、変位検出器６１としては、コイルを用いた差動トランス式のセンサや透過形光電式リニアゲージなどが採用できる。
【００２０】
伸び取り出しアーム６３の一端は、高温炉４０内で接触アーム６２に接続されている。接触アーム６２ａに接続され、上側の標点の移動に連動する伸び取り出しアーム６３ａの他端は、固定板６９に固定されている。この固定板６９は、変位検出器６１の先端端子６６と接触する接触子７２を取り付ける取付板７１に連結されており、取付板７１は固定板６９の動きに連動する。接触アーム６２ｂに接続され、下側の標点の移動に連動する伸び取り出しアーム６３ｂの他端は、支持板６４に固定されている。この支持板６４は、センサ部６５と先端端子６６との間のステム部を支持することで変位検出器６１を固定している。２個の変位検出器６１は、試験片ＴＰの伸びに伴って取付板７１と支持板６４とが離間した距離を、接触子７２に先端端子６６を当接させた各変位検出器６１のスピンドルの伸縮から検出し、２つの検出値の平均値を変位測定値としている。なお、この実施形態の変位測定装置６０においては、スピンドルには蛇腹状のカバー６７が取り付けられている。
【００２１】
取付板７１への接触子７２の取り付けについて説明する。まず、図３に示すように、雌ネジ孔が設けられた筒部材７４に接触子７２の雄ネジを螺合させ、先端端子６６と接触させる側とは逆側の端部にナット７３を締結させる。そして、接触子７２を固定した筒部材７４を、取付板７１に形成された孔部に挿入する。筒部材７４は、取付板７１を挟むように配置したゴムブロック７５ａ、７５ｂをボルト７６により取付板７１に固定することでゴムブロック７５ａ、７５ｂにより挟持される。これにより、接触子７２は取付板７１に固定される。ここで、筒部材７４と取付板７１との間にはわずかに隙間があり、直接的には接触していない。筒部材７４はゴムブロック７５ａ、７５ｂを介して取付板７１に固定されている。
【００２２】
このように、この変位測定装置６０では、接触子７２と連結する筒部材７４を取付板７１に取り付けるに際し、ゴムブロック７５ａ、７５ｂによって取り付け部分の周囲が保持されている。このため、引張荷重を受けた試験片ＴＰが破断したときの破断ショックエネルギーが伸び取り出しアーム６３を介して取付板７１に伝わった場合、そのエネルギーはゴムブロック７５により減衰され、接触子７２から変位検出器６１の先端端子６６へと伝わるエネルギーも減衰する。したがって、仕様以上の加速度が先端端子６６に加わることがなく、スピンドルが曲がる、あるいは、センサ部６５の検出精度に不具合が生じるなどの変位検出器６１の故障を防ぐことが可能である。
【００２３】
なお、この実施形態では、試験により発生した衝撃エネルギーを減衰させるための衝撃吸収部材として、ゴム体を採用している。このような衝撃吸収部材は、エネルギーを減衰させる作用がある材料から成るものであれば、ゴム系のものに限定されない。たとえば、ウレタンゲルなどで成形したブロックを衝撃吸収部材として採用してもよい。
【００２４】
また、この実施形態では、接触子７２を連結させた筒部材７４をゴムブロック７５ａ、７５ｂを介して固定するに際し、ボルト７６を使っているが、固定手段はこれに限定されない。例えば、テープなどでゴムブロック７５ａ、７５ｂを取付板７１に固定するようにしてもよい。テープで固定する場合は、破断衝撃エネルギーを受けた取付板７１の振動でテープが切れて、ゴムブロック７５ａ、７５ｂを含めて筒部材７４も取付板７１から外れることがある。しかしながら、接触子７２に連結させた筒部材７４が取付板７１から外れてしまえば、エネルギーが接触子７２を介して変位検出器６１に伝わることもなくなるため、この場合でも、変位検出器６１の故障を防止するという目的は達成される。すなわち、ゴムブロック７５ａ、７５ｂを介して接触子７２を連結させた筒部材７４を取付板７１に固定する手段は、試験実行時に変位検出器６１の先端端子６６がスピンドルを垂直な状態で接触子７２に当接させることができるものであれば、試験片ＴＰの破断時の衝撃で外れてしまうものであってもよい。
【００２５】
上述した実施形態では、引張試験による試験片ＴＰの破断衝撃を例に説明したが、雰囲気槽内で圧縮試験を行ったときの試験体の変位を雰囲気槽外に取り出して検出する変位測定装置にも、この発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１８    テーブル
１９    カバー
２１    上治具
２２    下治具
２３    クロスヘッド
２４    ロードセル
２５    接続ロッド
２６    上つかみ具
２７    下つかみ具
３０    駆動機構
３１    制御部
４０    高温炉
５０    温度制御装置
６０    変位測定装置
６１    変位検出器
６２    接触アーム
６３    伸び取り出しアーム
６４    支持板
６５    センサ部
６６    先端端子
６７    カバー
６９    固定板
７１    取付板
７２    接触子
７３    ナット
７４    筒部材
７５    ゴムブロック
７６    ボルト
ＴＰ    試験片
【図１】
2019074462.tif 000003
【図２】
2019074462.tif 000004
【図３】
2019074462.tif 000005
【図４】
2019074462.tif 000006
【図５】
2019074462.tif 000007