(57)【要約】【課題】少ない質量の重錘で大きな質量の載荷をすることができ、しかも試験体の破壊が生じても重錘や装置を損傷させることなく、環片の破壊時、破片が周囲に飛散することもない載貨試験装置を得ることを課題とする。【解決手段】試験体１に荷重を付加する部材５に、増力機構１３を介して重錘１２の重量を荷重方向へ付加可能とされてなる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験体に試験荷重を付加する部材に、増力機構を介して重錘の質量による重力を荷重方向へ付加可能とされてなる載貨試験装置。
【請求項２】
請求項１の載貨試験装置において、試験荷重を付加する部材に対し、試験体の破壊時に荷重方向への移動を停止させるストッパを設けてなる載貨試験装置。
【請求項３】
請求項１又は２の載貨試験装置において、試験体を載置する基盤が、前記試験体を受容する槽内に設けられてなる載貨試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、載貨試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、管の強度を試験する方法として、輪切りにした管の環片に径方向外面から長期間一定の荷重を載荷し、この時の時間と共に変化する環片の変化を調べることによって管の強度を試験する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような試験装置として、図１０に示すような装置が知られている。
この装置は、試験体１である管の環片が移動しないように支持すると共に、枠２の上部から試験体１の外面に荷重を付加する重錘３とからなり、破壊試験における破壊荷重の９０〜７０％程度の重量Ｗを長期間加えることによって、変形あるいは破壊を生ぜしめ、一定の変形あるいは破壊を起こすまでの時間、あるいは一定時間経過後の変形量を測定することで強度を試験するようにされている。
【０００４】
ところで、上記試験装置において、パイプが大径化すればそれに伴なって付加される荷重も増加されるが、載荷重量の増加割合は重錘の重量と１：１で対応するため、試験体１の径が大径になると、必要とされる重錘の重量も大きくなり、人力ではとても扱うことは出来なくなって、重錘の設置や位置調節にはクレーンやホイスト装置が必要となり、装置のセッティングが面倒となる問題があった。また、試験体１である環片を破壊する目的で重錘３を載荷した場合は、試験体１の破壊直後に重錘３は基盤４へと自然落下するので、その衝撃で基盤４や重錘３が損傷することがある問題があり、また、試験体１の破壊時に、破片が周囲に飛散して危険な場合があるなどの問題があった。
【０００５】
この発明は上記問題を解消し、少ない質量の重錘で大きな重量の載荷をすることができ、しかも環片の破壊が生じても重錘や装置を損傷させることなく、環片の破壊時、破片が周囲に飛散することもない載貨試験装置を得ることを課題としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の載貨試験装置は、試験体に試験荷重を付加する部材に、増力機構を介して重錘の重量を荷重方向へ付加可能とされてなるものである。
【０００７】
従って、取り扱いが容易な小さい質量の重錘であっても、環片に与えられる荷重は十分大きくなり、載荷重量を得るための作業が容易となるのである。
請求項２の載貨試験装置は、請求項１の載貨試験装置において、試験荷重を付加する部材に対し、試験体の破壊時に荷重方向への移動を停止させるストッパを設けてなるものである。
【０００８】
従って、環片が破壊しても荷重を付加する部材は基盤まで落下することはなくこれら装置類の損傷事故は防げる。
請求項３の載貨試験装置は、請求項１又は２の載貨試験装置において、試験体を載置する基盤が、前記試験体を受容する槽内に設けられてなるものである。
【０００９】
従って、槽内に水を満たしその中で試験をすれば、環片が破壊されたときの破片の飛散が防止でき、破壊試験の安全が図られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態である載貨試験装置を説明する。
実施の形態１
図１は、この発明の実施の形態１である載貨試験装置の正面図、図２は同平面図、図３は同側面図である。
【００１１】
図１において、４は基盤でこの上に試験片である管を輪切りした試験体１が支持枠２ａにより倒れないように支持されている。
５は試験体１に荷重を加える部材を示し、この荷重付加部材５は、試験体１の直上となる位置において、基枠２に垂直に配置、支持された可動ロッド６の下端部に設けられている。
【００１２】
可動ロッド６は、基枠２に設けたガイド７によって垂直な軸方向に移動可能に摺動支持され、可動ロッド６の側面には、基枠２に軸支された摩擦車８、８の表面が圧接されている。
【００１３】
この摩擦車８、８のそれぞれには摩擦車８、８より大径の滑車９、９が同軸に固定され、それぞれの滑車９、９には、ワイヤー１０、１０が巻掛けられている。このワイヤー１０、１０は、大径の滑車９、９より上方位置に軸支された固定滑車１１、１１に巻掛けられて下方へと垂下され、垂下した下端に重錘１２、１２が取り付けられている。
【００１４】
この増力機構の構成により、重錘１２、１２の質量に基づく重量が、大径の滑車９に伝えられ、摩擦車８よりなる輪軸１３によって力が増大されて可動ロッド６に摩擦力を介して伝えられ、可動ロッド６を下方へ附勢する力となるようにされている。
【００１５】
なお、可動ロッド６と摩擦車８との接触面のすべりをなくすために、図４に示すように可動ロッド６の側面にラック６ａを設け、摩擦車８に代えピニヨン８ａを連接させる構成としても良い。
【００１６】
そして、載貨試験を実施するには、まず試験体１に対する必要な載荷重量を求める。
この載荷重量をＷとすると、摩擦車８又はピニヨン８ａの径をｒ、大径滑車の径をＲ、重錘１２の質量による重量をｍ、可動ロッド６と荷重付加部材５全体の質量による重量をＧとした場合、
Ｗ＝Ｇ＋２ｍＲ／ｒ　…　（１）
となり、この式（１）より
ｍ＝（Ｗ−Ｇ）ｒ／２Ｒ
＝０．５（Ｗ−Ｇ）ｒ／Ｒ
ここでｒ、Ｒは一定値であるので、
ｓ＝ｒ／Ｒ　　　　（ｓ＜１）
と置くと
ｍ＝０．５ｓ（Ｗ−Ｇ）　　…　（２）
となり、式（２）においてＷ＞（Ｗ−Ｇ）かつ０．５ｓ＜０．５であることから、例えばｒ／Ｒを１／３とすれば必要とされる重錘１２の重量ｍは載荷重量Ｗの１／６に満たない量で済むこととなり、重錘１２の質量が小さく出来、重錘の扱いが非常に楽になるのである。
【００１７】
そして、二つの重錘１２、１２の質量ｍによる重量は、輪軸１３、１３を介して試験体１にＷの載荷重量となって継続的に加え続けられるのである。
なお、上記実施の形態１における増力機構として輪軸１３を用いた場合を示したが「てこ」を用いて実施することもできる。
【００１８】
図５は載貨試験装置の他の構成例を示す正面図であって、荷重付加部材５の可動ロッド６の上端が水平てこレバー２１の中間部分で枢支点２２により連接され、水平てこレバー２１の一端２３が基枠２に枢支点２４で連接されていると共に他端２５が自由端とされ、この自由端２５に重錘１２がワイヤー１０で吊り下げるように構成されている。
【００１９】
この場合、図において、てこレバー２１の枢支点２４から自由端２５までの長さをＲ、枢支点２４から枢支点２２までの距離をｒとすると、
式（１）と同様にして
Ｗ＝Ｇ＋ｍＲ／ｒ　…　（３）
ｓ＝ｒ／Ｒ　　（ｓ＜１）
とすれば
ｍ＝（Ｗ−Ｇ）ｓ　…　（４）
式（４）においてＷ＞（Ｗ−Ｇ）かつｓ≪１であることから、例えばｒ／Ｒを数分の一とすれば、必要とされる重錘１２の重量ｍは載荷重量Ｗの数分の一満たない量とすることも容易にでき、重錘の扱いが非常に楽になるのである。
【００２０】
なお、てこを用いた載貨試験装置は、滑車、輪軸を用いた載貨試験装置に対し構造が簡単となる利点を有する。
なお、滑車による載貨試験装置は、構造が複雑となる不利はあるが、装置全体の占有容積を、てこを用いた載貨試験装置より小さくすることが出来る利点がある。
実施の形態２
図６は実施の形態２の載貨試験装置の要部側面図である。
【００２１】
この実施の形態２における載貨試験装置は、図１〜図４で説明した載貨試験装置の可動ロッド６に落下制限用のストッパ１４を設けた点が異なるだけであるので、他の部分は図１〜図４で説明した同一符号を付すだけで詳細な説明は省略する。
【００２２】
図６において、可動ロッド６の上端部分にＴ字状にバー１５が設けられ、可動ロッド６が下方へ移動した時に、このバー１５が輪軸１３の摩擦車８又はピニヨン８ａ外周に当接することによって可動ロッド６のそれ以上の落下が防げるようにされている。
【００２３】
従って、図７に示すように、試験体１が破壊されても、可動ロッド６はストッパ１４により摩擦車８より下方へと落下するのが防止され、基盤４との衝突による両者の損傷が防止される。
【００２４】
なお、この実施の形態２において、バー１５が摩擦車８外周に当接することによってストッパ１４が構成されるようにしたが、摩擦車８に相当する係合部材１６を基枠２に別に設け、これにバー１５を当接させることによって可動ロッド６の落下を防止する構成としてもよい。
【００２５】
また、図５に示した載貨試験装置の場合は、図８に示すように、基枠２に水平てこレバー２１の受け１４ａを設け、これによって過剰な落下を防止する構成とされている。
【００２６】
実施の形態３
図９は、実施の形態３の載貨試験装置の要部断面図である。
この実施の形態３における載貨試験装置は、試験体１を槽１７内に配置するようにした点が異なるだけであるので、他の部分は図１〜図４で説明した同一符号を付すだけで詳細な説明は省略する。
【００２７】
図９において、可動ロッド６の下方、試験体１の環片が載置される基盤４を、試験体１を受容する槽１７内に設けたものである。
そして、試験時には、槽１７内に水１８を満たしその中で、主として破壊を目的とした載荷試験を実施する。
【００２８】
環片が載荷重量により破壊されても、破片は水の抵抗を受けて四方に飛散するのが防止され、安全が図られる。
また、図５に示した載貨試験装置であっても図５に点線で示すように槽１７を設けることが出来る。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の載貨試験装置によれば、小さい質量の重錘であっても大きな載荷重量を得ることができるので、大径の試験体であっても試験の実施が容易になる効果を有する。また、試験体の破壊試験を実施した場合でもストッパにより荷重付加部材の落下が抑制されるので、荷重付加部材や基盤が落下衝撃を受けて損傷するのが防止され、さらに水槽により破壊試験時の破片の飛散も防止され、安全に試験を実施出来る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である載貨試験装置の正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の側面図である。
【図４】他の構成例の要部説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１である載貨試験装置の他の構成例の正面図である。
【図６】この発明の実施の形態２である載貨試験装置の正面図である。
【図７】この発明の実施の形態２である載貨試験装置の作用説明図である。
【図８】この発明の実施の形態２である載貨試験装置の他の構成例の正面図である。
【図９】この発明の実施の形態３である載貨試験装置の説明正面図である。
【図１０】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１　　　試験体
４　　　基盤
５　　　荷重付加部材
６　　　可動ロッド
７　　　ガイド
８　　　摩擦車
９　　　滑車
１０　　　ワイヤー
１１　　　固定滑車
１２　　　重錘
１３　　　輪軸
１４　　　ストッパ
１７　　　槽
１８　　　水
【図１】
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【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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