(57)【要約】【課題】試験装置であって、単一のアクチュエータによって引張あるいは圧縮荷重と、ねじり荷重とを試験片に対して付与できると共に、引張量あるいは圧縮量に対するねじり量を調整可能とする。【解決手段】軸方向から試験片に連結されるロッドと、上記ロッドを上記軸方向に移動させるアクチュエータと、上記ロッドの上記軸方向の移動に伴って上記軸方向周りに上記ロッドを回動させるガイド部とを備える試験装置であって、上記ガイド部の姿勢を調整することによって上記ロッドの上記軸方向の移動量に対する上記ロッドの回動量を調整する調整機構を備える。【選択図】図２
2015004525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向から試験片に連結されるロッドと、前記ロッドを前記軸方向に移動させるアクチュエータと、前記ロッドの前記軸方向の移動に伴って前記軸方向周りに前記ロッドを回動させるガイド部とを備える試験装置であって、
前記ガイド部の姿勢を調整することによって前記ロッドの前記軸方向の移動量に対する前記ロッドの回動量を調整する調整機構を備えることを特徴とする試験装置。
【請求項２】
前記ガイド部が、前記ロッドに固定されるリニアブッシュと、前記リニアブッシュを直線状に案内するリニアシャフトとを有し、
前記調整機構は、前記リニアシャフトの傾きを調整することで前記ガイド部の姿勢を調整する
ことを特徴とする請求項１記載の試験装置。
【請求項３】
前記調整機構は、
前記調整機構を支持する支持台に対して回動可能に取り付けられると共に前記リニアシャフトの一端に固定される第１ブロックと、
前記リニアシャフトの他端に固定されると共に前記支持台に対して移動可能とされる第２ブロックと、
前記第２ブロックを前記支持台に対して位置決めして固定する固定部と
を備えることを特徴とする請求項２記載の試験装置。
【請求項４】
前記ガイド部が、前記ロッドに固定される移動子と当該移動子を直線状に案内するレールとを有するリニアガイドからなり、
前記調整機構は、前記レールの傾きを調整することで前記ガイド部の姿勢を調整する
ことを特徴とする請求項１記載の試験装置。
【請求項５】
前記調整機構は、
前記レールを支持すると共に、一端部が前記調整機構を支持する支持台に対して回動可能に取り付けられ、他端部が前記支持台に対して移動可能とされる支持バーと、
前記支持バーの他端部を前記支持台に対して位置決めして固定する固定部と
を備えることを特徴とする請求項４記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、材料の特性を得るために、当該材料からなる試験片に対して荷重を与えてその挙動を知るための試験装置が用いられている。例えば、特許文献１には、このような試験装置として、試験片に引張あるいは圧縮荷重に加えて、ねじり荷重を付与する試験装置が開示されている。このような特許文献１に示す試験装置によれば、試験片のねじり特性についても試験することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１１８２３号公報
【特許文献２】特開平４−１０６４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された試験装置では、引張あるいは圧縮荷重を与えるためのアクチュエータと、ねじり荷重を与えるためのアクチュエータとを個別に備えていることから、機構及び制御が複雑となると共に、装置コストが大きく増加することになる。
【０００５】
これに対して、特許文献２では、螺旋状の溝を有する円筒部材を用いて、１つのアクチュエータの駆動力の一部を、ねじり荷重を与えるための駆動力に変換する試験装置が開示されている。このような特許文献２に開示された試験装置によれば、１つのアクチュエータの駆動力によって、試験片に対して、引張あるいは圧縮荷重と、ねじり荷重の両方を与えることができる。しかしながら、特許文献２では、円筒部材に形成された溝の傾きについては円筒部材自体を取り換える以外に変更することができないため、引張量あるいは圧縮量に対するねじり量を調整することはできない。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、試験装置において、単一のアクチュエータによって引張あるいは圧縮荷重と、ねじり荷重とを試験片に対して付与できると共に、引張量あるいは圧縮量に対するねじり量を調整可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【０００８】
第１の発明は、軸方向から試験片に連結されるロッドと、上記ロッドを上記軸方向に移動させるアクチュエータと、上記ロッドの上記軸方向の移動に伴って上記軸方向周りに上記ロッドを回動させるガイド部とを備える試験装置であって、上記ガイド部の姿勢を調整することによって上記ロッドの上記軸方向の移動量に対する上記ロッドの回動量を調整する調整機構を備えるという構成を採用する。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記ガイド部が、上記ロッドに固定されるリニアブッシュと、上記リニアブッシュを直線状に案内するリニアシャフトとを有し、上記調整機構が、上記リニアシャフトの傾きを調整することで上記ガイド部の姿勢を調整するという構成を採用する。
【００１０】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記調整機構が、上記調整機構を支持する支持台に対して回動可能に取り付けられると共に上記リニアシャフトの一端に固定される第１ブロックと、上記リニアシャフトの他端に固定されると共に上記支持台に対して移動可能とされる第２ブロックと、上記第２ブロックを上記支持台に対して位置決めして固定する固定部とを備えるという構成を採用する。
【００１１】
第４の発明は、上記第１の発明において、上記ガイド部が、上記ロッドに固定される移動子と当該移動子を直線状に案内するレールとを有するリニアガイドからなり、上記調整機構が、上記レールの傾きを調整することで上記ガイド部の姿勢を調整するという構成を採用する。
【００１２】
第５の発明は、上記第４の発明において、上記調整機構が、上記レールを支持すると共に、一端部が上記調整機構を支持する支持台に対して回動可能に取り付けられ、他端部が上記支持台に対して移動可能とされる支持バーと、上記支持バーの他端部を上記支持台に対して位置決めして固定する固定部とを備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、アクチュエータによって軸方向に移動されるロッドがガイド部によって軸方向周りに回動されるため、１つのアクチュエータによって、ロッドの軸方向の移動とロッドの回動とを行うことができる。ロッドの軸方向の移動は試験片に対して引張あるいは圧縮荷重を与え、ロッドの軸方向周りの回動は試験片に対してねじり荷重を与える。よって、本発明によれば、単一のアクチュエータによって引張あるいは圧縮荷重と、ねじり荷重とを試験片に対して付与できる。また、本発明によれば、調整機構によって、ガイド部の姿勢が調整される。ガイド部の姿勢が変化することによって、ロッドの軸方向の移動量に対する、ロッドの軸方向周りの回動量が変化する。このため、本発明によれば、調整機構によってガイド部の姿勢を変更することによって、ロッドの軸方向の移動量に対するロッドの回動量、すなわち引張量あるいは圧縮量に対するねじり量を調整することができる。したがって、本発明によれば、試験装置であって、単一のアクチュエータによって引張あるいは圧縮荷重と、ねじり荷重とを試験片に対して付与できると共に、引張量あるいは圧縮量に対するねじり量を調整とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態における試験装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における試験装置が備える調整機構を含む拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態における試験装置が備える調整機構を含む拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る試験装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の試験装置１の概略構成を示す正面図である。この図に示すように、本実施形態の試験装置１は、金属支柱２と、可動式クロスヘッド３と、昇降用油圧シリンダ４と、ロッド５と、アクチュエータ６と、ロードセル７と、受台８と、支持台９と、ガイド部１０（図２参照）と、調整機構１１とを備えている。
【００１７】
金属支柱２は、設置面Ｓに対して立設されている。この金属支柱２は、図１においては、２本のみ図示されているが、例えば、ロッド５やアクチュエータ６等を囲うように４本立設されている。可動式クロスヘッド３は、金属支柱２に対して上下にスライド可能に取り付けられている。この可動式クロスヘッド３は、ロッド５やアクチュエータ６等を水平方向に移動可能に支持している。昇降用油圧シリンダ４は、可動式クロスヘッド３を支持しており、可動式クロスヘッド３を昇降することによって、ロッド５やアクチュエータ６等の高さを調整する。この昇降用油圧シリンダ４は、図１においては、２本のみ図示されているが、例えば、金属支柱２と同様に４か所に設けられている。
【００１８】
ロッド５は、アクチュエータ６を介して可動式クロスヘッド３に支持されており、軸方向を鉛直方向に向けて配置されている。このロッド５は、アクチュエータ６によって、可動式クロスヘッド３に対して鉛直方向に移動される。つまり、ロッド５は、上述の昇降用油圧シリンダ４によって高さ方向の位置が調節され、アクチュエータ６によって試験片Ｘに荷重を付与するべく鉛直方向に移動される。このロッド５は、ロードセル７を介して、軸方向から試験片Ｘと連結されている。また、ロッド５には、側方に突出する突出棒５ａが設けられている。この突出棒５ａは、固定部５ｂを介してロッド５の本体に取り付けられている。これらの突出棒５ａは、図１に示すように、調整機構１１に向けて突出されるように、図１におけるロッド５の本体部の左右両側に設けられている。このような突出棒５ａは、調整機構１１が備える後述のリニアブッシュ１０ａに固定されている。
【００１９】
アクチュエータ６は、可動式クロスヘッド３に固定されており、ロッド５を軸方向すなわち鉛直方向に移動させる。ロードセル７は、ロッド５と試験片Ｘとの間に介装されており、試験片Ｘに与えられている荷重を計測し、その結果を不図示の制御処理装置に対して出力する。受台８は、試験片Ｘの下端を把持する台であり、ロッド５の真下に配置されるように設置面Ｓ上に設けられている。なお、試験片Ｘの上端は、支持用治具１３に把持されており、この支持用治具１３を介してロードセル７と接続されている。
【００２０】
支持台９は、ガイド部１０及び調整機構１１を支持するものであり、可動式クロスヘッド３に対して固定されている。図２は、支持台９、ガイド部１０及び調整機構１１を図１の左側から見た図であり、（ａ）がロッド５の右側に配置された支持台９、ガイド部１０及び調整機構１１を示し、（ｂ）がロッド５の左側に配置された支持台９、ガイド部１０及び調整機構１１を示している。
【００２１】
これらの図に示すように、支持台９は、可動式クロスヘッド３に対して固定され、１つのガイド部１０及び調整機構１１に対して２つ設けられている。これらの支持台９は、図１における奥行方向に配列されている。なお、これらの２つの支持台９のうち、片側には、調整機構１１の後述する第１ブロック１１ａを中心とする円弧上の長穴９ａが設けられている。
【００２２】
ガイド部１０は、図２に示すように、ロッド５の突出棒５ａに固定されるリニアブッシュ１０ａと、このリニアブッシュ１０ａを直線状（図１における奥行方向を向く直線）に案内するリニアシャフト１０ｂとから構成されている。リニアブッシュ１０ａは、リニアシャフト１０ｂに嵌合されており、リニアシャフト１０ｂの軸方向に移動可能とされている。このようなガイド部１０は、ロッド５の軸方向の移動に伴って軸方向周りにロッド５を回動させる。
【００２３】
調整機構１１は、図２に示すように、第１ブロック１１ａと、第２ブロック１１ｂと、固定部１１ｃとを備えている。第１ブロック１１ａは、長穴９ａが設けられていない支持台９に対して回動可能に取り付けられると共にリニアシャフト１０ｂの一端に固定されている。第２ブロック１１ｂは、リニアシャフト１０ｂの他端に固定されると共に長穴９ａが設けられた支持台９に対して移動可能とされている。固定部１１ｃは、支持台９の長穴９ａに挿通されると共に第２ブロック１１ｂを貫通するボルト１１ｄと、ボルト１１ｄの一端に螺合されるナット１１ｅ（図１参照）とを備えており、ナット１１ｅを締めることにより、第２ブロック１１ｂを支持台９に対して位置決めして固定する。
【００２４】
このような調整機構１１は、ナット１１ｅを緩めることによって第１ブロック１１ａを中心とする円弧上において第２ブロック１１ｂを支持台９に対して移動させ、リニアシャフト１０ｂの傾きαを調整することで、ガイド部１０の姿勢を調整する。
【００２５】
なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ロッド５の左側に配置されるガイド部１０のリニアシャフト１０ｂが水平面に対して上側に角度αで傾斜されているときには、ロッド５の右側に配置されるガイド部１０のリニアシャフト１０ｂが水平面に対して下側に角度αで傾斜される。
【００２６】
このような構成を有する試験装置１によれば、試験片Ｘがロードセル７と受台８との間に配置され、アクチュエータ６によってロッド５が移動されることによって、試験片Ｘに対して引張あるいは圧縮荷重が与えられる。
【００２７】
また、ロッド５が上下方向に移動すると、ロッド５の突出棒５ａが固定されたリニアブッシュ１０ａがリニアシャフト１０ｂに沿って移動することで、ロッド５が軸方向に対して傾斜した方向に案内され、これによってロッド５が軸方向周りに回動される。
【００２８】
このような本実施形態の試験装置１によれば、アクチュエータ６によって軸方向に移動されるロッド５がガイド部１０によって軸方向周りに回動されるため、１つのアクチュエータ６によって、ロッド５の軸方向の移動とロッド５の回動とを行うことができる。ロッド５の軸方向の移動は試験片Ｘに対して引張あるいは圧縮荷重を与え、ロッド５の軸方向周りの回動は試験片Ｘに対してねじり荷重を与える。よって、本実施形態の試験装置１によれば、単一のアクチュエータ６によって引張あるいは圧縮荷重と、ねじり荷重とを試験片Ｘに対して付与できる。
【００２９】
また、本実施形態の試験装置１によれば、調整機構１１によって、ガイド部１０の姿勢が調整される。ガイド部１０の姿勢が変化することによって、上述の角度α（リニアシャフト１０ｂの角度）が変化し、ロッド５の軸方向の移動量に対するロッド５の軸方向周りの回動量が変化する。このため、本実施形態の試験装置１によれば、調整機構１１によってガイド部１０の姿勢を変更することによって、ロッド５の軸方向の移動量に対するロッド５の回動量、すなわち引張量あるいは圧縮量に対するねじり量を調整することができる。
【００３０】
したがって、本実施形態の試験装置１によれば、単一のアクチュエータ６によって引張あるいは圧縮荷重と、ねじり荷重とを試験片Ｘに対して付与できると共に、引張量あるいは圧縮量に対するねじり量を調整とすることが可能となる。なお、リニアシャフト１０ｂを、水平面を挟んで反対側に傾斜させることによって、ロッド５の回動方向を変更することも可能である。
【００３１】
また、本実施形態の試験装置１においては、ガイド部１０が、ロッド５に固定されるリニアブッシュ１０ａと、リニアブッシュ１０ａを直線状に案内するリニアシャフト１０ｂとを有している。試験装置１において、ロッド５の軸方向の移動量や軸方向周りの回動量は僅かであることから、ガイド部１０において機械的なガタが存在する場合には、このガタによる誤差により回動量に与える影響が非常に大きくなる場合がある。これに対して、本実施形態の試験装置１によれば、機械的なガタを無視できるリニアブッシュ１０ａ及びリニアシャフト１０ｂからなるガイド部１０を用いているため、ロッド５を所望量回動させることができる。
【００３２】
また、本実施形態の試験装置１においては、調整機構１１が、支持台９に対して回動可能に取り付けられると共にリニアシャフト１０ｂの一端に固定される第１ブロック１１ａと、リニアシャフト１０ｂの他端に固定されると共に支持台９に対して移動可能とされる第２ブロック１１ｂと、第２ブロック１１ｂを支持台９に対して位置決めして固定する固定部１１ｃとを備えている。このような本実施形態の試験装置１によれば、簡易な構造にてガイド部１０のリニアシャフト１０ｂの傾きを調整することができる。
【００３３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００３４】
本実施形態の試験装置は、上記第１実施形態の調整機構１１に換えて調整機構１１Ａを備え、上記第１実施形態のガイド部１０に換えてガイド部１２を備えている。
【００３５】
図３は、支持台９、ガイド部１２及び調整機構１１Ａを図１の左側から見た図であり、（ａ）がロッド５の右側に配置された支持台９、ガイド部１２及び調整機構１１Ａを示し、（ｂ）がロッド５の左側に配置された支持台９、ガイド部１２及び調整機構１１Ａを示している。
【００３６】
この図に示すように、ガイド部１２は、ロッド５の突出棒５ａが固定された移動子１２ａと移動子１２ａを直線状に案内するレール１２ｂとを有するリニアガイドからなる。また、調整機構１１Ａは、レール１２ｂを支持すると共に、一端部が長穴９ａの形成されてない支持台９に対して回動可能に取り付けられ、他端部が長穴９ａの形成された支持台９に対して移動可能とされる支持バー１１ｆと、支持バー１１ｆの他端部を支持台９に対して位置決めして固定する固定部１１ｃとを備える。なお、固定部１１ｃは、上記第１実施形態と同様に、ボルト１１ｄとナット１１ｅによって構成されている。
【００３７】
このような構成の試験装置では、調整機構１１Ａは、レール１２ｂの傾きを調整することによってガイド部１２の姿勢を調整する。そして、ロッド５が上下方向に移動すると、ロッド５の突出棒５ａが固定された移動子１２ａがレール１２ｂに沿って移動することで、ロッド５が軸方向に対して傾斜した方向に案内され、これによってロッド５が軸方向周りに回動される。
【００３８】
このような本実施形態の試験装置においても、アクチュエータ６によって軸方向に移動されるロッド５がガイド部１２によって軸方向周りに回動されるため、１つのアクチュエータ６によって、ロッド５の軸方向の移動とロッド５の回動とを行うことができる。ロッド５の軸方向の移動は試験片Ｘに対して引張あるいは圧縮荷重を与え、ロッド５の軸方向周りの回動は試験片Ｘに対してねじり荷重を与える。よって、本実施形態の試験装置によれば、単一のアクチュエータ６によって引張あるいは圧縮荷重と、ねじり荷重とを試験片Ｘに対して付与できる。
【００３９】
また、本実施形態の試験装置によれば、調整機構１１Ａによって、ガイド部１２の姿勢が調整される。ガイド部１２の姿勢が変化することによって、レール１２ｂの角度が変化し、ロッド５の軸方向の移動量に対するロッド５の軸方向周りの回動量が変化する。このため、本実施形態の試験装置によれば、調整機構１１Ａによってガイド部１２の姿勢を変更することによって、ロッド５の軸方向の移動量に対するロッド５の回動量、すなわち引張量あるいは圧縮量に対するねじり量を調整することができる。
【００４０】
したがって、本実施形態の試験装置によれば、単一のアクチュエータ６によって引張あるいは圧縮荷重と、ねじり荷重とを試験片Ｘに対して付与できると共に、引張量あるいは圧縮量に対するねじり量を調整とすることが可能となる。
【００４１】
また、本実施形態の試験装置においては、ガイド部１２が、ロッド５に固定される移動子１２ａと、移動子１２ａを直線状に案内するレール１２ｂとからなるリニアガイドからなる。このため、ガイド部１２における機械的なガタを無視でき、ロッド５を所望量回動させることができる。
【００４２】
また、本実施形態の試験装置においては、調整機構１１Ａが、レール１２ｂを支持すると共に、一端部が支持台９に対して回動可能に取り付けられ、他端部が支持台９に対して移動可能とされる支持バー１１ｆと、支持バー１１ｆの他端部を支持台９に対して位置決めして固定する固定部１１ｃとを備えている。このような本実施形態の試験装置によれば、簡易な構造にてガイド部１２のレール１２ｂの傾きを調整することができる。
【００４３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４４】
なお、図２及び図３においては、ガイド部１０のリニアシャフト１０ｂあるいはガイド部１２のレール１２ｂの水平面に対する角度αが１５°程度であるように図示している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、付与したいねじり荷重に応じてガイド部の傾斜角度は任意に調整可能とされる。また、当該傾斜角度の設定可能範囲についても、図２及び図３に示す範囲に限定されるものではなく、例えば、＋方向及び−方向に９０°の範囲に傾斜角度を変更可能な機構としても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１……試験装置、２……金属支柱、３……可動式クロスヘッド、４……昇降用油圧シリンダ、５……ロッド、５ａ……突出棒、５ｂ……固定部、６……アクチュエータ、７……ロードセル、８……受台、９……支持台、９ａ……長穴、１０……ガイド部、１０ａ……リニアブッシュ、１０ｂ……リニアシャフト、１１……調整機構、１１Ａ……調整機構、１１ａ……第１ブロック、１１ｂ……第２ブロック、１１ｃ……固定部、１１ｄ……ボルト、１１ｅ……ナット、１１ｆ……支持バー、１２……ガイド部、１２ａ……移動子、１２ｂ……レール、１３……支持用治具、Ｓ……設置面、Ｘ……試験片
【図１】
2015004525.tif 000003
【図２】
2015004525.tif 000004
【図３】
2015004525.tif 000005