(57)【要約】【課題】  変形した試験片を使用した場合においても、適正に引張試験を実行することが可能なつかみ具および材料試験機を提供する。【解決手段】  上つかみ具１は、一対のつかみ歯ホルダー１１と、これらのつかみ歯ホルダー１１に各々係合する一対のつかみ歯１２とを備える。各つかみ歯１２の一部の領域は、対応するつかみ歯ホルダー１１に形成された凹部に挿入されており、各つかみ歯ホルダー１１に対して材料試験機による引張試験力の付与方向と直交する方向に移動可能となっている。このつかみ歯１２のつかみ歯ホルダー１１に対する移動は、プランジャー２１により規制される。【選択図】        図２
2015049211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片に引張試験力を付与して引張試験を行うときに、前記試験片の端部を把持するためのつかみ具において、
一対のつかみ歯ホルダーと、
前記一対のつかみ歯ホルダーの各々に対して、前記引張試験力の付与方向と直交する方向である第１移動方向に移動可能な一対のつかみ歯と、
前記一対のつかみ歯を、前記一対のつかみ歯ホルダーを介して、互いに近接する試験片の把持位置と、互いに離隔した待機位置との間で第２移動方向に移動させるつかみ歯移動機構と、
前記つかみ歯を、当該つかみ歯の第１移動方向に付勢する付勢手段と、
を備えたことを特徴とするつかみ具。
【請求項２】
請求項１に記載のつかみ具において、
前記つかみ歯ホルダーは、前記つかみ歯の前記第１移動方向の移動を規制する当接部を備え、
前記付勢手段は、前記つかみ歯を前記当接部に向けて付勢するつかみ具。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のつかみ具において、
前記付勢手段は、プランジャーであるつかみ具。
【請求項４】
試験片に引張試験力を付与して引張試験を行う材料試験機において、
試験片の両端を把持するための一対のつかみ具と、
前記一対のつかみ具間の距離を変更することにより、前記試験片に引張試験力を付与する負荷機構と、
を備え、
前記一対のつかみ具の少なくとも一方は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のつかみ具である材料試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、引張試験を行うときに試験片の端部を把持するためのつかみ具およびこのつかみ具を使用した材料試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような従来のつかみ具は、例えば、材料試験機のクロスヘッド内に組み込まれるものであり、試験片を挟持するための一対のつかみ歯と、クロスヘッドに形成されたテーパー面と対向配置されたテーパー面を有し、これらのテーパー面を当接させた状態でスライドする一対のつかみ歯ホルダーとを備える。一対のつかみ歯は、対応するつかみ歯ホルダーに形成された凹部に、その正面側から挿入された上、押さえ金具により固定される。一対のつかみ歯ホルダーは、流体シリンダの駆動により昇降可能な支持部材に対し、水平方向に移動可能に支持されている。このつかみ具においては、流体シリンダにより支持部材を昇降させることで、一対のつかみ歯ホルダーがテーパー面の作用により互いに近接する方向に移動し、これにより、一対のつかみ歯で試験片を把持する構成となっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実願平２−８０１３２号（実開平４−３８５５０号）のマイクロフィルム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような材料試験機で引張試験を行う試験片として、２本の母材を圧接または溶接した試験片を使用する場合がある。このような試験片においては、２本の母材が直線状となった状態で圧接または溶接されない場合がある。
【０００５】
図５は、このような２本の母材を圧接または溶接した試験片１００を示す説明図である。
【０００６】
図５（ａ）は、２本の母材１０１、１０２を圧接部１０３において圧接した試験片１００を示している。また、図５(ｂ)は、２本の母材１０１、１０２を溶接部１０３において溶接した試験片１００を示している。これらの図に示すように、２本の母材１０１、１０２を圧接または溶接した試験片１００においては、２本の母材１０１、１０２が直線状に配置されず、母材１０１と母材１０２とが「くの字状」となって、母材１０１と母材１０２とが所定の交差角度を有することとなる場合がある。なお、図５においては、この交差角度を誇張して表現している。
【０００７】
図５に示す様な試験片１００に対して引張試験を行う場合に、つかみ具に対する試験片１００の装着方向によっては、試験片１００に対して引張力を付与した場合に、つかみ歯をつかみ歯ホルダーから押さえ金具方向に移動させようとする力が発生する場合がある。このような力が発生した場合には、つかみ具を固定するための押さえ金具に大きな力がかかり、押さえ金具に損傷を与える場合がある。
【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、変形した試験片を使用した場合においても、適正に引張試験を実行することが可能なつかみ具および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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、試験片に引張試験力を付与して引張試験を行うときに、前記試験片の端部を把持するためのつかみ具において、一対のつかみ歯ホルダーと、前記一対のつかみ歯ホルダーの各々に対して、前記引張試験力の付与方向と直交する方向である第１移動方向に移動可能な一対のつかみ歯と、前記一対のつかみ歯を、前記一対のつかみ歯ホルダーを介して、互いに近接する試験片の把持位置と、互いに離隔した待機位置との間で第２移動方向に移動させるつかみ歯移動機構と、前記つかみ歯を、当該つかみ歯の第１移動方向に付勢する付勢手段と、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、前記つかみ歯ホルダーは、前記つかみ歯の前記第１移動方向の移動を規制する当接部を備え、前記付勢手段は、前記つかみ歯を前記当接部に向けて付勢する。
【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、前記付勢手段は、プランジャーである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、試験片に引張試験力を付与して引張試験を行う材料試験機において、試験片の両端を把持するための一対のつかみ具と、前記一対のつかみ具間の距離を変更することにより、前記試験片に引張試験力を付与する負荷機構と、を備え、前記一対のつかみ具の少なくとも一方は、請求項１または請求項２に記載のつかみ具である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１から請求項４に記載の発明によれば、変形した試験片に対して引張試験を行った場合に、つかみ歯を引張試験力の付与方向と直交する方向に移動させようとした力が発生した場合には、つかみ歯がつかみ歯ホルダーに対してその方向に移動する。そして、試験力が解除された場合には、付勢手段の作用により、つかみ歯は試験開始前の位置まで復帰する。このため、変形した試験片に対して引張試験を行う場合においても、つかみ具に過度の応力が付与されることなく、適正に引張試験を実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係る上つかみ具１および下つかみ具２を使用した材料試験機の概要図である。
【図２】この発明に係る上つかみ具１の正面概要図である。
【図３】プランジャー２１によりつかみ歯１２を付勢する状態を示す部分側面図である。
【図４】プランジャー２１の断面概要図である。
【図５】２本の母材を圧接または溶接した試験片１００を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、この発明に係る上つかみ具１および下つかみ具２を使用した材料試験機の概要図である。
【００１６】
この材料試験機は、テーブル３上に立設された一対の支柱４と、これらの支柱４の上部を連結するクロスヨーク５とを備える。各支柱４の内部には、図示を省略したネジ棹が各々配設されている。各ネジ棹は、図示を省略したモータの駆動により、同期して回転する。また、この材料試験機は、一対の支柱４に沿って昇降可能なクロスヘッド６を備える。クロスヘッド６の両端部にはナットが内蔵されており、これらのナットは一対のネジ棹と螺合している。このため、一対のネジ棹が同期して回転することにより、クロスヘッド６が昇降する。クロスヘッド６下面には、試験片１００の上端を把持するための上つかみ具１が配設されている。また、テーブル３には、試験片１００の下端を把持するための下つかみ具２が、ロードセル７を介して配設されている。
【００１７】
図２は、この発明に係る上つかみ具１の正面概要図である。ここで、図２においては、左半分が側面を、また、右半分が断面を表現している。なお、下つかみ具２も、この上つかみ具１と同様の構成を有する。
【００１８】
この上つかみ具１は、一対のつかみ歯ホルダー１１と、これらのつかみ歯ホルダー１１に各々係合する一対のつかみ歯１２とを備える。各つかみ歯１２の一部の領域は、対応するつかみ歯ホルダー１１に形成された凹部に挿入されており、各つかみ歯ホルダー１１に対して材料試験機による引張試験力の付与方向と直交する方向（図２における紙面に垂直な方向であり、この発明における第１移動方向）に移動可能となっている。このつかみ歯１２のつかみ歯ホルダー１１に対する移動は、後述するように、プランジャー２１により規制される。
【００１９】
各つかみ歯ホルダー１１は、クロスヘッド６に形成された凹部における傾斜面１０と当接する傾斜面を有する。これらのつかみ歯ホルダー１１は、支持部材１５に対して水平方向にスライド可能に支持されている。各つかみ歯ホルダー１１の材料試験機による引張試験力の付与方向と直交する方向（図２における紙面に垂直な方向）の位置は、クロスヘッド６に対してネジ１４により固定された板部材１３により規制される。また、一対のつかみ歯ホルダー１１は、図示を省略したバネにより、互いに離隔する方向に付勢されている。
【００２０】
支持部材１５には、軸１７が連結されている。この軸１７は、シリンダ部材１８内に配置されており、この軸１７の外周部には、シリンダ部材１８の内周面に当接するピストン部材１６が配設されている。このため、この軸１７は、ピストンロッドとして機能する。シリンダ部材１８内の室１９に加圧された油が供給されたときには、軸１７は支持部材１５とともに下方に移動する。また、シリンダ部材１８内の室１９が減圧されたときには、軸１７は支持部材１５とともに上方に移動する。
【００２１】
支持部材１５が下方に移動したときには、各つかみ歯ホルダー１１は、クロスヘッド６に形成された凹部における傾斜面１０と当接する傾斜面の作用により、互いに近接する方向（この発明における第２移動方向）に移動する。これにより、一対のつかみ歯１２が互いに近接し、これらのつかみ歯１２により、図１に示す試験片１００を把持することが可能となる。一方、支持部材１７が上方に移動したときには、各つかみ歯ホルダー１１は互いに離隔する方向に移動する。これにより、一対のつかみ歯１２も互いに離隔し、試験片１００の把持が解除される。
【００２２】
図３は、上述したプランジャー２１によりつかみ歯１２を付勢する状態を示す部分側面図である。
【００２３】
つかみ歯ホルダー１１に対して移動可能なつかみ歯１２は、つかみ歯ホルダー１１に形成された当接部２９と当接することにより、引張試験力の付与方向と直交する方向（図３における左右方向）の移動を規制される。そして、つかみ歯１２における当接部２９との当接面と逆側の面は、プランジャー２１におけるピン２４と当接している。このプランジャー２１は、つかみ歯ホルダー１１の表面にネジ２３により固定された押さえ金具２２により支持されている。
【００２４】
試験片等に対応してつかみ歯１２を交換する場合には、ネジ２３を操作して押さえ金具２２を取り外す。そして、つかみ歯１２を材料試験機の正面側（図２における紙面手前側であり、図３における右側）にスライドさせることにより、つかみ歯ホルダー１１より取り外す。そして、別のつかみ歯１２をつかみ歯ホルダー１１に形成された凹部に挿入させ、つかみ歯ホルダー１１の当接部２９と当接させた後、再度、ネジ２３により押さえ金具２２を装着する。このような操作により、つかみ歯１２を容易に交換することが可能となる。
【００２５】
図４は、プランジャー２１の断面概要図である。このプランジャー２１は一般的にボールプランジャーまたはスプリングプランジャーと呼ばれるものを使用することができる。
【００２６】
このプランジャー２１は、ピン２４を付勢するバネ２６を、ケーシング２５内に収納した構成を有する。このピン２４は、バネ２６の作用により、図４における左方向に付勢される。
【００２７】
このプランジャー２１および上述した当接部２９の作用により、つかみ歯１２は、つかみ歯ホルダー１１に対して、材料試験機の前面（図１および図２における紙面側手前側であり、図３における右側）にのみ移動可能であるとともに、その逆側方向に常に付勢されることになる。
【００２８】
以上のような構成を有する材料試験機において、図５に示すような２本の母材１０１、１０２を圧接または溶接した試験片１００に対する引張試験を行う場合に、試験片１００の屈折方向とつかみ歯１２のつかみ歯ホルダー１１に対する移動方向とが一致した場合等においては、試験片１００に試験力を付与したときにつかみ歯１２を移動させようとする力が発生する。このときのつかみ歯１２を移動させようとする力の方向がつかみ歯１２を材料試験機の前面に移動させる方向であった場合には、この力が押さえ金具２２に付与されることになる。しかしながら、この発明に係る上つかみ具１によれば、試験片１００からのつかみ歯１２を移動しようとする力は、プランジャー２１のピン２４が移動することにより解消される。
【００２９】
すなわち、プランジャー２１が存在せず、押さえ金具２２により直接つかみ歯１２の移動を規制した場合においては、つかみ歯１２を移動しようとする力が直接押さえ金具２２に作用し、押さえ金具２２が損傷を受ける可能性があった。しかしながら、この上つかみ具１によれば、つかみ歯１２をプランジャー２１により付勢する構成であることから、試験片１００からのつかみ歯１２を移動しようとする力は、プランジャー２１のピン２４が移動することにより解消される。
【００３０】
引張試験が終了し、試験片１００に対する引張力が解除された場合には、プランジャー２１におけるバネ２６の作用で、つかみ歯１２がピン２４により押圧され、つかみ歯１２がつかみ歯ホルダー１１に形成された当接部２９と当接する位置まで復帰する。このため、次の引張試験を実行するときには、つかみ歯１２は原点位置まで復帰していることになることから、次の引張試験を正確に実行することが可能となる。
【００３１】
なお、上述した実施形態においては、上つかみ具１と下つかみ具２とで同様の構成を採用している。しかしながら、上つかみ具１または下つかみ具２の少なくとも一方のつかみ歯１２が、引張試験力の付与方向と直交する方向に移動可能であればよい。
【００３２】
また、上述した実施形態においては、つかみ歯１２の一方を当接部２９に当接させるとともに、プランジャー２１により当接部２９の逆側からつかみ歯１２を当接部方向に付勢しているが、つかみ歯１２を両側からプランジャー２１により付勢する構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１      上つかみ具
２      下つかみ具
３      テーブル
４      支柱
５      クロスヨーク
６      クロスヘッド
７      ロードセル
１１    つかみ歯ホルダー
１２    つかみ歯
１５    支持部材
１６    ピストン部材
１７    軸
１８    シリンダ部材
２１    プランジャー
２２    押さえ金具
２３    ネジ
２４    ピン
２６    バネ
２９    当接部
１００  試験片
１０１  母材
１０２  母材
【図１】
2015049211.tif 000003
【図２】
2015049211.tif 000004
【図３】
2015049211.tif 000005
【図４】
2015049211.tif 000006
【図５】
2015049211.tif 000007