(57)【要約】      （修正有）【課題】試験片を均等な力で把持できる引張試験機用つかみ歯を提供する。【解決手段】つかみ具１の未加工のつかみ面２を導電性の電極金型６の放電金型面６a、６bに所定間隔をあけて対向させた状態で放電用油１０の入った液槽４内に浸漬しておき、これらつかみ具１と電極金型６に電圧を印加することによって未加工のつかみ面２と放電金型面６a、６bの間に生じる放電により、電極金型６の放電金型面６a、６bの凹凸形状に対応した凸凹形状のつかみ歯をつかみ具１の未加工つかみ面２に転写して形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
つかみ具の未加工のつかみ面を導電性の電極金型の放電金型面に所定間隔をあけて対向させた状態で放電用油の入った液槽内に浸漬しておき、これらつかみ具と電極金型に電圧を印加することによって未加工のつかみ面と放電金型面の間に生じる放電により、電極金型の放電金型面の凹凸形状に対応した凸凹形状のつかみ歯をつかみ具の未加工つかみ面に転写して形成することを特徴とする引張試験機用つかみ具のつかみ歯の製作方法。
【請求項２】
前記電極金型の放電金型面が２以上の傾斜方向の異なる平面の組合せからなるＶ字溝としたことを特徴とする請求項１の引張試験機用つかみ具のつかみ歯の製作方法。
【請求項３】
前記電極金型の放電金型面が曲面であることを特徴とする請求項１に記載の引張試験機用つかみ具のつかみ歯の製作方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかの製作方法によって製作されたつかみ面のつかみ歯を具備する引張試験機用つかみ具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、引張試験機用つかみ具のつかみ面を簡単に且つ高品質に製作することができる引張試験機用つかみ具のつかみ歯の製作方法及び該製作方法によって製作されたつかみ具に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、引張試験機は、評価するフィルムやベルトあるいは棒状体等の試験材料の上下端部を一対のつかみ具でそれぞれ挟持して引張って、試験材料が切断に至るまで段階的に引張り力（荷重）を増加し、試験材料が耐えきれなくなり破断に至る時の力（荷重）を測定することで、当該試験材料の元となる素材の耐久性を知る装置である。
【０００３】
この試験時において、一対のつかみ具で挟持された試験材料の端部がこれらのつかみ具から脱落すると正確な測定が出来なく、逆にこの脱落を防止するために強く締め込むと、これら締め込んだ一対のつかみ具の近傍部分から破断して、これも正確な測定が出来ないこととなる。試験材料は上下端部に挟持して固定したつかみ具の中央付近で破断する場合にのみ正確な測定結果として評価される。高い確率で正確な測定結果を得るためには、つかみ具の試験材料との接触面に相対するつかみ面に形成するつかみ歯の均一性が極めて重要な要因となっている。
【０００４】
上記したつかみ具のつかみ面に形成しているつかみ歯としては、特許文献１に示される刻み目、特許文献２に示されるやすり目や波目などが知られている。そして、このようなつかみ歯をつかみ面に形成するには、施盤などを用いてつかみ面の切削刃による機械加工によって行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平６−５１８５９号
【特許文献２】実用新案登録番号第２５２２８２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、施盤などの機械加工による製作の場合のように、人手による時には熟練するまでに日数を要すると共に、ＮＣ施盤で自動切削する時にも人手による時と同様に被加工物であるつかみ歯とつかみ歯の間の谷部に内部応力である歪みが生じ耐久性に劣るという問題点がある。又、つかみ歯を１歯ずつ切削してゆくために加工速度が遅く、とくにやすり目などのように２方向から交差する切削をしなければならない時には一方向ずつ加工してゆく場合の倍の時間を要していた。更に、機械加工の場合にはバリが発生するためこれの除去に更に手数を要し、除去しない時には品質の低下を招くという問題点がある。
【０００７】
又、加工途中での機械や工具の不具合等による歩留まりの悪化の問題点を有している。更に又、つかみ歯となる加工後の刻み目、波目などは切削刃による影響を受けて荒くなりがちであり、又、歯飛びが生じ易いなどの問題点がある。加えて、つかみ歯が波目である２つのつかみ面が交わってＶ字溝を形成する場合には、その境界となる交差部においては波目の谷と山が一致しない場合が多く発生してつかみ強度の低下を招くという問題点がある。
【０００８】
更に、つかみ歯は硬質金属材料を用いているので、機械加工には丈夫な切削刃が必要となる問題点がある。
【０００９】
一方、引張試験機においては、耐久性、製作コストの低減、製作スピードの増進などの一般的な優位性に加えて、試験材料の滑りが生じないように確実に掴むことが要求されるため、高品質のつかみ歯を有するつかみ面が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は上記事情を鑑みてなされたものであって、その手段とするところは、請求項１においては、つかみ具の未加工のつかみ面を導電性の電極金型の放電金型面に所定間隔をあけて対向させた状態で放電用油の入った液槽内に浸漬しておき、これらつかみ具と電極金型に電圧を印加することによって未加工のつかみ面と放電金型面の間に生じる放電により、電極金型の放電金型面の凹凸形状に対応した凸凹形状のつかみ歯をつかみ具の未加工つかみ面に転写して形成することを特徴とする引張試験機用つかみ具のつかみ歯の製作方法としたところにある。
【００１１】
請求項２においては、前記電極金型の放電金型面が２以上の傾斜方向の異なる平面の組合せからなるＶ字溝としたことにある。
【００１２】
請求項３においては、前記電極金型の放電金型面が曲面であることを特徴とすることにある。
【００１３】
請求項４においては、請求項１乃至請求項３のいずれかの製作方法によって製作されたつかみ面のつかみ歯を具備する引張試験機用つかみ具であることにある。
【発明の効果】
【００１４】
この発明方法は、あらかじめつかみ具のつかみ面に形成すべき刻み目、やすり目、波目などのつかみ歯の凸凹形状に対応する凹凸形状面を電極金型の放電金型面に形成しておき、この放電金型面を放電用油の入った液槽内でつかみ歯の未加工のつかみ面と所定間隔をあけて対向させて、電極金型とつかみ具に電圧を印加することによって生ずる放電によって、放電金型面の凹凸形状に対応する未加工のつかみ面にその凹凸形状に対応した求めるべき刻み目、やすり目、波目などのつかみ歯の凸凹形状が転写して形成されるという型彫り放電加工によるものである。
【００１５】
上記した製作方法によると、放電によってつかみ面の表面の金属粒子を溶かすので硬質性難加工材からなるつかみ具であっても軟質材料と同様に容易に製作できる。又、形彫り放電加工であるために、つかみ歯からなるつかみ面の形状が複雑な形状であっても軟質材料で加工し易い電極金型を成型加工しておけば、その放電加工による転写だけでよいので容易に製作できる。とくに傾斜の向きが異なる２つの平面状のつかみ面が交わって形成されるＶ字溝のつかみ面のようにワイヤ放電加工できない部位にも有効に対応できる。更に又、切削刃を用いた機械加工の場合と較べて製作時間が大幅に短縮でき、且つ、均一した形状と品質のつかみ歯からなるつかみ面を有するつかみ具を製作できる。
【００１６】
更に又、上記製作方法によって製作された引張試験用つかみ具のつかみ歯は、つかみ歯の高さや形状が揃っているので、２つのつかみ具の間で挟んだ時に試験材料への密着性がよい。加えて、このことに起因して試験材料の意図しない箇所での破損等、評価結果への悪影響が少なくなり、ひいては引張試験にかかる時間の短縮と試験材料の無駄の防止に役立つ。又、つかみ具やつかみ歯の内部応力である歪みが切削加工と較べて低減されているので、摩耗・歯飛びが少ないなど耐久性がよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の製作方法の実施の形態を示す製作装置説明図。
【図２】電極金型の一実施形態の斜視図。
【図３】電極金型の製作説明側面図。
【図４】電極金型の製作説明正面図。
【図５】Ｖ字溝のつかみ面に波目のつかみ歯を形成したつかみ具の斜視図。
【図６】図５のつかみ具の正面図。
【図７】図６のＡ−Ａ線拡大断面図。
【図８】試験材料の上端を挟んだ一対のつかみ具の内の一方を外した状態の正面図。
【図９】試験材料を一対のつかみ具のそれぞれのつかみ面で挟んだ状態の断面図。
【図１０】つかみ面が半円形であるつかみ具の実施の形態の一部斜視図。
【図１１】図１０の一対のつかみ具で試験材料を挟んだ状態の上方斜視図。
【図１２】図１１のＢ−Ｂ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
この発明を実施するための形態について以下図を参照しつつ説明する。
この発明の実施の形態の引張試験機用つかみ具のつかみ面のつかみ歯の製作方法は、図５、図６に示すように、つかみ具１の表面の中央の一端側から他端側に亘って未加工で表面が平坦なＶ字溝のつかみ面２をあらかじめ作成したものの当該つかみ面２に形彫り放電加工によってつかみ歯３を作成する製作方法である。
【００１９】
前記つかみ具１は、図外の引張試験機のチャック機構に取付可能なように、その外形状が決められているが、引張試験の試験対象となる試験材料Ｓをつかむ面であるつかみ面２は試験材料Ｓの形状に見合うように平面あるいはこの実施形態のようにＶ字溝に予め形成されている。なお、つかみ面２は、平面やＶ字溝以外にも試験材料Ｓの外形状に応じて適宜他の形状のものが選択され使用される。
【００２０】
この実施の形態であるＶ字溝を構成する２つの傾斜面２ａ、２ｂには、波目からなるつかみ歯３が縦方向に多数形成されている。なお、つかみ歯３としては、この実施の形態では波目としているが、刻み目、やすり目など他の形状であってもよい。つかみ具１の材質としては試験材料との接触による摩耗を少なくする観点から硬質金属材料が用いられる。
【００２１】
前述したつかみ面２の２つの傾斜面２ａ、２ｂに波目のつかみ歯３を同時に形成するには、図１に示す放電加工装置によって行われる。以下、この装置について説明する。液槽４の底に電極板５が敷かれ、この上方につかみ具１がその未加工のつかみ面２の２つの傾斜面２ａ、２ｂとその境界にある溝２ｃを上方に向けて通電可能に置かれている。そして、つかみ具１のＶ字溝からなるつまみ面２と若干の所定間隔Ｘをあけてその上方の電極金型６のＶ字突起部１６の放電金型面６ａ、６ｂと対面している。
【００２２】
この電極金型６は、銅や黒鉛などの導電性が良くて加工し易い材料が好んで選択される。放電金型面６ａ、６ｂは、前記つかみ面２のＶ字溝に対応する逆Ｖ字突起状をしており、その２つの異なる傾斜面である放電金型面６ａ、６ｂには、つかみ面３の２つの傾斜面２ａ、２ｂに転写して形成するつかみ歯３と凹凸が逆の波目が形成されている。そして、電極金型６は図外の枠体などに固定されている上下動を含む三次元移動が可能な駆動アーム７によって、上方から未加工のつかみ面２と接近離反自在になっており、これによって前記した放電加工に最適な所定間隔Ｘが保たれる位置まで接近してその位置を保持する。この電極金型６と電極板５はそれぞれ配線８を介して直流電源９の正極と負極に接続されている。
【００２３】
このようなつかみ具１や電極金型６を収納している液槽４内には、放電用液１０が満たされている。そして、前記配線８に設けられているスイッチ１１を入れることによって、相対向している放電金型面６ａ、６ｂとつかみ面２の傾斜面２ａ、２ｂとの間で放電用油１０を介して放電が行われる。これによって放電用油に溶解したつかみ面２からの溶け出た金属粒子は所定間隔Ｘ内に流出する。この流出した金属粒子は、フィルターなどの濾過器１２を備えた吸入管１３からポンプ１４によって吸引される過程で濾過器１２に吸着除去され、きれいになった放電用油は排出管１５によって所定間隔Ｘに向けて排出され、溶け出た金属粒子がその流速によって所定間隔Ｘから排出される。このように放電用油の循環する間にも、放電加工がおこなわれて、つかみ面２の２つの傾斜面２ａ、２ｂに波目のつかみ歯３が転写して形成される。
【００２４】
放電加工が行われた後に、スイッチ１１を切り、駆動アーム７を持ち上げて完成したつかみ具１を取り出し、未加工のつかみ面２を有するつかみ具１を電極板５の上方に設置して、以下同様の操作を繰り返しながら、多数のつかみ具１につかみ歯３を形成してゆく。
【００２５】
このような放電加工装置によると、予めつかみ面２に形成すべきつかみ歯３と凹凸が逆の波目の放電金型面６ａ、６ｂを加工した電極金型６を製作しておけば、容易に且つ簡単に求めるつかみ歯３を有するつかみ具１を得ることができる。放電金型面６ａ、６ｂを有する放電金型６は繰り返し使用できるが、新たに製作する場合の製作方法について、つかみ面３がＶ字溝で、つかみ歯３が波目の場合について以下説明する。
【００２６】
求める波目のつかみ歯３を形成するためには、このつかみ歯３と凹凸が逆の波目模様を電極金型６のそれぞれの放電金型面６ａ、６ｂに形成する。この形成のために、図２に示すような求めるＶ字溝に対応するＶ字突起部１６を有する断面が５角形の棒状の電極金型６をあらかじめ作成しておく。材質としては、通電性に勝れ且つ成形加工しやすい銅や黒鉛が適しているがこれに限定されるものではない。次に、図３、図４に示すように、電極金型６の長手方向の両端をバイス１７で固定し、Ｖ字突起部１６を形成する一方の放電金型面６aを外囲に波目模様を刻んでいる回転カッター１８を矢符イ方向に下方接近させる。そして、回転カッター１８を回転駆動させながら放電金型面６aに押圧しつつ矢符ロの前後方向に移動させてまず一方の放電金型面６aの表面に凹凸の波目模様を形成する。
【００２７】
次に、バイス１７による電極金型６の両側からのつかみ位置はそのままで少し緩めて回転させ、電極金型６の他方の放電金型面６ｂを回転カッター１８に面してからバイス１７を再び締め付けて、先程と同じように他方の放電金型面６ｂの表面に凹凸の波目模様を形成する。なお、この操作は、電極金型６をバイス１７で締め付けた状態で、バイス１７自体の回転によって電極金型６を回転カッター１８に接近させても良い。このように、バイス１７による電極金型６のつかみ位置は同じであるので、即ち左右方向への移動はなく単に回転によって位置を変えるだけであるので、一方の放電金型面６aに形成した凹凸の端と他方の放電金型面６ｂに形成する凹凸の端は完全に一致するので、つかみ具１で挟んで試験材料Ｓを保持した時に引張荷重が掛かってもずれが生じることなく、確実に保持できる。凹凸となる谷と山の深さ高さの度合いは、回転カッター１８のバイス１７に対する相対的接近度合いを調整することで自在に調節できる。
【００２８】
以上の説明においては、引張試験機における試験材料が円柱状の棒材であり、つかみ面２がこれに対応するＶ字溝の事例について説明したが、フィルムやベルトなどの平面試験材料である場合には、つかみ面２が平面となるだけで同様に適用できる。更に、図１０乃至図１２に示すように、つかみ面２が半円形の場合であっても、半円柱状の電極金型６を用いることによって同様につかみ具１を製作できる。この場合の電極金型６の製作は、回転カッター１８をバイスに１７に固定している直方体形状に形成した電極金型６に接近押圧させるだけで容易に形成できる。
【００２９】
以上の説明からも明らかなように、この発明の引張試験機用つかみ具のつかみ歯の製作方法によると、従来の切削刃による機械加工の製作と較べて、つかみ具１が硬質性難加工材からなる場合であっても放電金型面によって放電溶解させるだけであるので容易に製作することが出来る。又、つかみ面２が２以上の傾斜面や曲面がある場合であっても、１回の操作で一度に製作することができるので作業能率が向上する。加えてワイヤー放電加工ではできない加工も容易にすることが出来る。さらに、つかみ面３が２以上の傾斜面の場合で波目のつかみ歯を形成する場合であっても、機械加工の場合と異なり、傾斜面の境界における継ぎ目の連続性が確実に得られるので、きれいに揃ったつかみ面２が得られ、つかみ歯３の精度が向上する。
【００３０】
更にまた、電極金型６は加工が容易な軟質材料を使用できるので、つかみ歯３の形状が複雑であっても対応し易い。以上のことから、この発明の製作方法によれば、早く、安く、しかも均一な良品質のつかみ具１を得ることが出来る。
【００３１】
以上の製作方法によって製作されたつかみ具１のつかみ歯３は、つかみ歯３の高さや形状が正確に揃っているので、２つのつかみ具１の間で挟んだ試験材料Ｓの密着性が良い。従って、試験材料Ｓの意図しない箇所での破損等の評価結果への悪影響も少なくなり、ひいては引張試験に要する時間短縮と試験材料の無駄の防止を図ることができる。又、つかみ具１の内部に歪が生じ難いので、摩耗や飛歯が少なくなり、つかみ具１の耐久性が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
この発明はあらゆる引張試験機用つかみ具のつかみ歯の製作方法に応用できる。また、この製作方法によって製作したつかみ具のつかみ歯もあらゆる引張試験機用つかみ具のつかみ歯として利用できるので、産業上の利用分野は広範囲である。
【符号の説明】
【００３３】
１    つかみ具
２    つかみ面
２a、２ｂ  傾斜面
３    つかみ歯
４    液槽
５    電極板
６    電極金型
６a、６ｂ  放電金型面
７    駆動アーム
８    配線
９    直流電源
１０  放電用油
１１  スイッチ
１２  濾過器
１３  吸入管
１４  ポンプ
１５  排出管  
１６  Ｖ字突起部
１７  バイス
１８  回転カッター
【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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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年11月28日(2011.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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