(57)【要約】【課題】  試験片を容易にスプリットフランジ型つかみ具に装着することが可能な材料試験機用つかみ具を提供する。【解決手段】  つかみ具本体２１の下面中央部には、試験片１００の大径部１０１の外形より内径の大きな穴部が形成されている。この穴部の内周面、すなわち、試験片１００の大径部１０１の外周面に当接する位置には、仮止め部材としての砥粒子５１が配設されている。この砥粒子５１は、電着（メッキ）により穴部の内周面に対して層状に形成されている。この砥粒子５１による層の厚さは、砥粒子５１による層の内径が試験片１００の外径よりわずかに小さく、砥粒子５１が試験片１００における大径部１０１の外周面にくい込むことができる大きさとなっている。試験片１００を穴部に差し込んだ際に砥粒子５１により仮止めされるので、試験片１００が落下することなく作業性がよい。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に試験片の端部を挿入可能な穴部が形成されたつかみ具本体と、前記つかみ具本体における穴部に前記試験片の端部が挿入された状態で前記つかみ具本体との間で前記試験片を挟持するスプリットフランジと、を備えたスプリットフランジ型の材料試験機用つかみ具において、
前記つかみ具本体における穴部内に挿入された前記試験片が当該穴部から落下することを防止するために、前記試験片を前記穴部内において仮止めする仮止め部材を備えることを特徴とする材料試験機用つかみ具。
【請求項２】
請求項１に記載の材料試験機用つかみ具において、
前記仮止め部材は、前記つかみ具本体における穴部の内周面に配設された砥粒子である材料試験機用つかみ具。
【請求項３】
請求項２に記載の材料試験機用つかみ具において、
前記砥粒子は、ダイヤモンド、アルミナ、炭化珪素、タングステンのいずれかである材料試験機用つかみ具。
【請求項４】
請求項１に記載の材料試験機用つかみ具において、
前記仮止め部材は、前記つかみ具本体における穴部の内周面に配設された弾性部材である材料試験機用つかみ具。
【請求項５】
請求項４に記載の材料試験機用つかみ具において、
前記弾性部材は、前記つかみ具本体における穴部の内周面に形成された凹部内に配設されるオーリングである材料試験機用つかみ具。
【請求項６】
請求項１に記載の材料試験機用つかみ具において、
前記仮止め部材は、前記つかみ具本体における穴部の上部に配設された磁石である材料試験機用つかみ具。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の材料試験機用つかみ具を備えたクロスヘッドと、
前記クロスヘッドにおける材料試験機用つかみ具と対向配置された材料試験機用つかみ具を備えたテーブルと、
試験片の両端を前記クロスヘッドにおけるつかみ具と前記テーブルにおけるつかみ具とにより把持した状態で、前記クロスヘッドを昇降させる負荷機構と、
を備え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、スプリットフランジ型の材料試験機用つかみ具およびこの材料試験機用つかみ具を備えた材料試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
平行部とも呼称される小径部の両端につかみ部とも呼称される大径部を備えたダンベル型の試験片に対して材料試験を行うときには、つかみ具本体とスプリットフランジとを備えたスプリットフランジ型のつかみ具が使用される。
【０００３】
図８は、従来のスプリットフランジ型つかみ具を上つかみ具として使用し、このスプリットフランジ型つかみ具によりダンベル型の試験片１００の上端を把持する状態を示す概要図である。また、図９は、従来のスプリットフランジ型のつかみ具におけるつかみ具本体２１の概要図である。ここで、図９（ａ）はつかみ具本体２１の縦断面を示し、図９（ｂ）はつかみ具本体２１の下面を示している。さらに、図１０は、従来のスプリットフランジ型つかみ具におけるスプリットフランジ４１の概要図である。ここで、図１０（ａ）はスプリットフランジ４１の縦断面を示し、図１０（ｂ）はスプリットフランジ４１の下面を示している。
【０００４】
図９に示すように、つかみ具本体２１の下面中央部には、試験片１００の大径部１０１の外形より内径の大きな穴部３３が形成されている。また、この穴部３３の周囲には、６個のネジ穴３２が同心円状に等間隔で穿設されている。一方、図１０に示すように、スプリットフランジ４１は板状部材からなる半円形の形状を有し、つかみ具本体２１における６個のネジ穴３２と対応する位置に貫通孔４２が形成されている。図１０（ｂ）に示すように、一対のスプリットフランジ４１を対向配置したときには、中央部に円形の開口部４３が形成される。
【０００５】
これらのつかみ具本体２１およびスプリットフランジ４１より成るスプリットフランジ型つかみ具によりダンベル型の試験片１００を把持するときには、最初に、オペレータが試験片１００における大径部１０１をつかみ具本体２１における穴部３３内に挿入する。そして、オペレータは試験片１００を片手で持ったままの状態で、他方の手でスプリットフランジ４１とネジ４４（図８においてはネジ４４の位置を仮想線で示している）を持ち、ネジ４４をスプリットフランジ４１の貫通孔４２を通過させた後、つかみ具本体２１のネジ穴３２に係合させる。そして、２個のスプリットフランジ４１を６本のネジによりつかみ具本体２１に固定し、つかみ具本体２１とスプリットフランジ４１との間で試験片１００の大径部１０１を挟持することにより、試験片１００を固定する。
【０００６】
なお、特許文献１には、つかみ具による試験片の把持力を向上させ、微小試験片を損傷させることなく保持するために、試験片把持面にダイヤモンド、タングステン、アルミナ等によるコーティングを施したつかみ具が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３１５２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、スプリットフランジ型つかみ具を上つかみ具として使用し、このスプリットフランジ型つかみ具により試験片１００を保持するときには、オペレータが一方の手で試験片１００をつかみ具本体２１の穴部３３に挿入したままの状態で、他方の手でスプリットフランジ４１とネジ４４を持ち、ネジ４４をスプリットフランジ４１の貫通孔４２を通過させた後、つかみ具本体２１のネジ穴３２に係合させるという作業を行う必要がある。このため、作業性が悪く、作業に時間がかかるばかりではなく、試験片が落下するという可能性もある。
【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、試験片を容易にスプリットフランジ型つかみ具に装着することが可能な材料試験機用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】
【００１０】
請求項１に係る発明は、下面に試験片の端部を挿入可能な穴部が形成されたつかみ具本体と、前記つかみ具本体における穴部に前記試験片の端部が挿入された状態で前記つかみ具本体との間で前記試験片を挟持するスプリットフランジと、を備えたスプリットフランジ型の材料試験機用つかみ具において、前記つかみ具本体における穴部内に挿入された前記試験片が当該穴部から落下することを防止するために、前記試験片を前記穴部内において仮止めする仮止め部材を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の材料試験機用つかみ具において、前記仮止め部材は、前記つかみ具本体における穴部の内周面に配設された砥粒子である。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の材料試験機用つかみ具において、前記砥粒子は、ダイヤモンド、アルミナ、炭化珪素、タングステンのいずれかである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の材料試験機用つかみ具において、前記仮止め部材は、前記つかみ具本体における穴部の内周面に配設された弾性部材である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の材料試験機用つかみ具において、前記弾性部材は、前記つかみ具本体における穴部の内周面に形成された凹部内に配設されるオーリングである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の材料試験機用つかみ具において、前記仮止め部材は、前記つかみ具本体における穴部の上部に配設された磁石である。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の材料試験機用つかみ具を備えたクロスヘッドと、前記クロスヘッドにおける材料試験機用つかみ具と対向配置された材料試験機用つかみ具を備えたテーブルと、試験片の両端を前記クロスヘッドにおけるつかみ具と前記テーブルにおけるつかみ具とにより把持した状態で、前記クロスヘッドを昇降させる負荷機構と、を備えることを特徴とする材料試験機である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１および請求項７に記載の発明によれば、仮止め部材の作用により試験片をつかみ具本体における穴部内に仮止めすることが可能となる。このため、作業者は、スプリットフランジをつかみ具本体に固定する作業を両手で実行することができる。これにより、試験片を容易にスプリットフランジ型つかみ具に装着することが可能となる。
【００１８】
請求項２および請求項３に記載の発明によれば、つかみ具本体における穴部の内周面に配設された砥粒子が試験片にくい込むことにより、試験片をつかみ具本体における穴部内に仮止めすることが可能となる。
【００１９】
請求項４および請求項５に記載の発明によれば、つかみ具本体における穴部の内周面に配設された弾性部材の弾性力により、試験片をつかみ具本体における穴部内に仮止めすることが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、つかみ具本体における穴部の上部に配設された磁石の磁力により、試験片をつかみ具本体における穴部内に仮止めすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明に係る材料試験機用つかみ具を使用する材料試験機の概要図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る材料試験機用つかみ具としてのスプリットフランジ型つかみ具を上つかみ具として使用し、このスプリットフランジ型つかみ具によりダンベル型の試験片１００の上端を把持する状態を示す概要図である。
【図３】第１実施形態に係るつかみ具本体２１の概要図である。
【図４】第２実施形態に係るつかみ具本体２１の概要図である。
【図５】弾性部材５２を示す図である。
【図６】弾性部材５３を示す図である。
【図７】第３実施形態に係るつかみ具本体２１の概要図である。
【図８】従来のスプリットフランジ型つかみ具を上つかみ具として使用し、このスプリットフランジ型つかみ具によりダンベル型の試験片１００の上端を把持する状態を示す概要図である。
【図９】従来のスプリットフランジ型のつかみ具におけるつかみ具本体２１の概要図である。
【図１０】従来のスプリットフランジ型つかみ具におけるスプリットフランジ４１の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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、この発明に係る材料試験機用つかみ具を使用する材料試験機の概要図である。
【００２３】
この材料試験機は、後述する試験片１００に対して引張試験を実行するためのものであり、基台１１と、この基台１１上に立設された左右一対のねじ棹１２と、前記左右一対のねじ棹１２と螺合するナット部を備え、ねじ棹１２に対して昇降するクロスヘッド１５とを備える。クロスヘッド１５には、この発明に係る材料試験機用つかみ具としての上つかみ具を構成するつかみ具本体２１が、軸心調整機構１３およびロードセル１４を介して配設されている。また、基台１１には下つかみ具を構成するつかみ具本体２２が固定されている。引張試験を実行するときには、試験片１００は、その両端を上つかみ具および下つかみ具により把持される。
【００２４】
一対のねじ棹１２の下端部には、各々、同期ベルト１６と係合する同期プーリー１７が配設されている。また、この同期ベルト１６は、モータ１９の駆動により回転する同期プーリー１８とも係合している。このため、一対のねじ棹１２は、モータ１９の駆動により同期して回転する。そして、一対のねじ棹１２が同期して回転することにより、クロスヘッド１５は、一対のねじ棹１２の軸心方向に昇降する。
【００２５】
試験片１００に負荷される試験力は、ロードセル１４により検出される。また、試験片１００の上下の標点間の変位量は、接触方式または非接触方式の変位計２３により検出される。ロードセル１４および変位計２３からの信号は図示しない制御回路に入力される。この制御回路は、ロードセル１４および変位計２３からの信号に基づいて、モータ１９の駆動制御信号を作成する。これにより、モータ１９の回転が制御され、引張試験が実行される。
【００２６】
図２は、この発明の第１実施形態に係る材料試験機用つかみ具としてのスプリットフランジ型つかみ具を上つかみ具として使用し、このスプリットフランジ型つかみ具によりダンベル型の試験片１００の上端を把持する状態を示す概要図である。また、図３は、図２に示すスプリットフランジ型のつかみ具におけるつかみ具本体２１の概要図である。ここで、図３（ａ）はつかみ具本体２１の縦断面を示し、図３（ｂ）はつかみ具本体２１の下面を示している。なお、図８および図９に示す従来のスプリットフランジ型つかみ具と同様の部材については、同様の符号を付している。ここで、この発明に係る材料試験機用つかみ具においては、図１０に示すような従来と同様のスプリットフランジ４１が使用されている。
【００２７】
このスプリットフランジ型つかみ具は、平行部とも呼称される小径部１０２の両端につかみ部とも呼称される大径部１０１を備えた金属より構成されるダンベル型の試験片１００を把持するためのものである。
【００２８】
この発明の第１実施形態に係るつかみ具本体２１は、図１に示すように、クロスヘッド１５に対して、軸心調整機構１３およびロードセル１４を介して配設される。この発明の第１実施形態に係るつかみ具本体２１とスプリットフランジ４１とから成るつかみ具は、材料試験機における上つかみ具として使用される。なお、図１に示すつかみ具本体２２とスプリットフランジ４１とから成るつかみ具は、材料試験機における下つかみ具として使用される。この下つかみ具を構成するつかみ具本体２２は、図９に示すつかみ具本体２１と同様の構成を有している。
【００２９】
図３に示すように、この発明の第１実施形態に係るつかみ具本体２１の下面中央部には、試験片１００の大径部１０１の外形より内径の大きな穴部３３が形成されている。また、この穴部３３の周囲には、６個のネジ穴３２が同心円状に等間隔で穿設されている。そして、この穴部３３の内周面、すなわち、試験片１００の大径部１０１の外周面に当接する位置には、この発明に係る仮止め部材としての砥粒子５１が配設されている。この砥粒子５１は、電着（メッキ）により穴部３３の内周面に対して層状に形成されている。この砥粒子５１による層の厚さは、砥粒子５１による層の内径が試験片１００の外径よりわずかに小さく、砥粒子５１が試験片１００における大径部１０１の外周面にくい込むことができる大きさとなっている。
【００３０】
この砥粒子５１としては、試験片１００における大径部１０１の外周面にくい込むことが可能な硬度を有する材質であることが要求される。このような砥粒子５１の素材としては、ダイヤモンド、アルミナ、炭化珪素、タングステンのいずれかを使用することができる。
【００３１】
図３に示すつかみ具本体２１および図１０に示すスプリットフランジ４１より成るスプリットフランジ型のつかみ具によりダンベル型の試験片１００を把持するときには、最初に、オペレータが試験片１００における大径部１０１をつかみ具本体２１における穴部３３内に挿入する。このときには、つかみ具本体２１における穴部３３の内周面に配設された砥粒子５１が試験片１００における大径部１０１の外周面にくい込むことにより、試験片１００がつかみ具本体２１により保持される。このため、オペレータは試験片１００から手を離すことが可能となる。
【００３２】
この状態において、オペレータは、ネジ４４をスプリットフランジ４１の貫通孔４２を通過させた後、つかみ具本体２１のネジ穴３２に係合させる。そして、２個のスプリットフランジ４１を６本のネジによりつかみ具本体２１に固定し、つかみ具本体２１とスプリットフランジ４１との間で試験片１００の大径部１０１を挟持することにより、試験片１００を固定する。オペレータは、この作業を両手で実行することができることから、試験片１００の装着作業を効率的に実行することができる。このときには、試験片１００が誤って落下することをも防止することが可能となる。
【００３３】
図２に示すように、試験片１００をつかみ具により装着すれば、クロスヘッド１５を下降させる。そして、試験片１００における下側の大径部１０１を、下つかみ具を構成するつかみ具本体２２の穴部内に挿入させ、ネジ４４によりスプリットフランジ４１を装着することで、試験片１００をつかみ具本体２２とスプリットフランジ４１とにより挟持する。このようにして試験片１００を固定した後に、引張試験を実行する。
【００３４】
このように、この発明の第１実施形態に係るつかみ具本体２１によれば、砥粒子５１の作用により試験片１００をつかみ具本体２１に仮止めすることができることから、オペレータが両手を使用してつかみ具の装着作業を行うことができ、試験片１００の装着作業を効率的に実行することができる。
【００３５】
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図４は、この発明の第２実施形態に係るスプリットフランジ型のつかみ具におけるつかみ具本体２１の概要図である。ここで、図４（ａ）はつかみ具本体２１の縦断面を示し、図４（ｂ）はつかみ具本体２１の下面を示している。なお、この第２実施形態に係るスプリットフランジ型のつかみ具は、図１から図３に示す第１実施形態に係るスプリットフランジ型のつかみ具と同様に使用される。また、この第２実施形態に係るスプリットフランジ型のつかみ具においても、図１０に示すような従来と同様のスプリットフランジ４１が使用されている。
【００３６】
図４に示すように、この発明の第２実施形態に係るつかみ具本体２１の下面中央部には、試験片１００の大径部１０１の外形より内径の大きな穴部３３が形成されている。また、この穴部３３の周囲には、６個のネジ穴３２が同心円状に等間隔で穿設されている。そして、この穴部３３の内周面には凹部が形成され、この凹部内に、この発明に係る仮止め部材としてのゴム製のオーリング５４が配設されている。このオーリング５４の内径は、試験片１００の外径よりわずかに小さくなっている。
【００３７】
図４に示すつかみ具本体２１および図１０に示すスプリットフランジ４１より成るスプリットフランジ型のつかみ具によりダンベル型の試験片１００を把持するときには、オペレータが試験片１００における大径部１０１をつかみ具本体２１における穴部３３内に挿入する。このときには、つかみ具本体２１における穴部３３の内周面に配設されたオーリング５４の弾性力により、試験片１００がつかみ具本体２１により保持される。このため、第１実施形態に係るつかみ具本体２１の場合と同様、オペレータは試験片１００から手を離した状態で、試験片１００の装着作業を効率的に実行することが可能となる。
【００３８】
なお、図４に示す第２実施形態に係るつかみ具本体２１においては、穴部３３の内周面には凹部が形成され、この凹部内に、この発明に係る仮止め部材として機能する弾性部材としてのオーリング５４が配設されている。しかしながら、オーリング５４以外の弾性部材を使用してもよい。
【００３９】
図５および図６は、仮止め部材として機能する他の実施形態に係る弾性部材５２、５３を示す図である。
【００４０】
図５に示す弾性部材５２は、ゴム製またはスポンジ状の部材であって、円筒状の形状を有する。この弾性部材５２をつかみ具本体２１における穴部３３の内周面に設置することにより、この弾性部材５２が穴部３３内に挿入された試験片１００における大径部１０１と当接して、その弾性力により試験片１００をつかみ具本体２１に保持することが可能となる。
【００４１】
図６に示す弾性部材５３は、ゴム製の部材であって、円筒状の形状を有し、その内周面が凹凸形状を有する。この弾性部材５３をつかみ具本体２１における穴部３３の内周面に設置することにより、図５に示す弾性部材５２と同様、弾性部材５３が穴部３３内に挿入された試験片１００における大径部１０１と当接して、その弾性力により試験片１００をつかみ具本体２１に保持することが可能となる。このとき、その内周面に形成された凹凸形状により、より大きな保持力で試験片１００を保持することが可能となる。
【００４２】
上述した弾性部材５２や弾性部材５３を穴部３３に設置するにあたっては、弾性力によるはめ込みであってもよいが、接着剤などを使用して強固に固定してもよい。また、穴部３３と弾性部材５２、５３の接触する面を互いに対応した凹凸のある形状にして、簡単には外れないようにしてもよい。
【００４３】
次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図７は、この発明の第３実施形態に係るスプリットフランジ型のつかみ具におけるつかみ具本体２１の概要図である。ここで、図７（ａ）はつかみ具本体２１の縦断面を示し、図７（ｂ）はつかみ具本体２１の下面を示している。なお、この第３実施形態に係るスプリットフランジ型のつかみ具は、図１から図３に示す第１実施形態に係るスプリットフランジ型のつかみ具と同様に使用される。また、この第３実施形態に係るスプリットフランジ型のつかみ具においても、図１０に示すような従来と同様のスプリットフランジ４１が使用されている。
【００４４】
図７に示すように、この発明の第３実施形態に係るつかみ具本体２１の下面中央部には、試験片１００の大径部１０１の外形より内径の大きな穴部３３が形成されている。また、この穴部３３の周囲には、６個のネジ穴３２が同心円状に等間隔で穿設されている。そして、この穴部３３の上部には、この発明に係る仮止め部材として機能する永久磁石５５が配設されている。
【００４５】
図７に示すつかみ具本体２１および図１０に示すスプリットフランジ４１より成るスプリットフランジ型のつかみ具によりダンベル型の試験片１００を把持するときには、オペレータが試験片１００における大径部１０１をつかみ具本体２１における穴部３３内に挿入する。このときには、つかみ具本体２１における穴部３３の上部に配設された永久磁石５５の磁力により、金属製の試験片１００がつかみ具本体２１により保持される。このため、第１実施形態および第２実施形態に係るつかみ具本体２１の場合と同様、オペレータは試験片１００から手を離した状態で、試験片１００の装着作業を効率的に実行することが可能となる。
【００４６】
なお、永久磁石５５を使用する代わりに、電磁石を使用し、試験片を保持する必要があるときにのみ、磁力を発生させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１１      基台
１２      ねじ棹
１３      軸心調整機構
１４      ロードセル
１５      クロスヘッド
２１      つかみ具本体
２２      つかみ具本体
２３      変位計
３２      ネジ穴
３３      穴部
４１      スプリットフランジ
４２      貫通孔
４３      開口部
４４      ネジ
５１      砥粒子
５２      弾性部材
５３      弾性部材
５４      オーリング
５５      永久磁石
１００    試験片
１０１    大径部
１０２    小径部
【図１】
2019105661.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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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