(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片に装着される一対のレバーを有し、負荷部材を介して試験片を引張試験する際に、試験片の伸びに応じて移動する前記一対のレバーの移動量を測定する伸び測定装置において、前記負荷部材に連結され、該負荷部材の試験開始位置への移動に連動して前記一対のレバーを初期位置近傍まで押動する押動手段を備え、該押動手段は、前記負荷部材に対して伸張することにより前記一対のレバーを移動させる伸縮手段を含み、前記負荷部材を前記試験開始位置に駆動した後に、前記初期位置近傍にある一対のレバーを初期位置に移動すべく、前記負荷部材の試験開始位置への移動速度よりも遅い速度で前記伸縮手段を伸張させる制御手段を更に備えることを特徴とする伸び測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、引張試験に供されるゴムやプラスチック等の試験片の伸びを測定するレバー式伸び測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レバー式伸び測定装置として、試験片の上下標線位置にそれぞれ装着される一対のレバーを有し、試験片の伸びに従って一対のレバーをガイド棒に沿って移動させ、両レバーの移動量をそれぞれ検出して試験片の伸びを測定するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の伸び測定装置では、試験終了後に次の試験に備えて一対のレバーを初期位置まで復帰させる必要があり、従来は作業者が一対のレバーをガイド棒に沿って手動で初期位置まで復帰させているため、作業性が悪く、また試験の自動化の妨げとなっている。
【０００４】
本発明の目的は、簡単な構成で人手によらずに一対のレバーを正確に初期位置に戻すことが可能な伸び測定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１に対応づけて説明すると、本発明は、試験片ＴＰに装着される一対のレバー１４Ｕ，１４Ｌを有し、負荷部材（クロスヘッド４）を介して試験片ＴＰを引張試験する際に、試験片の伸びに応じて移動する一対のレバーの移動量を測定する伸び測定装置に適用される。そして、負荷部材に連結され、負荷部材の試験開始位置への移動に連動して一対のレバーを初期位置近傍まで押動する押動手段（エアシリンダ２２と押さえ棒２３）を備え、押動手段は、負荷部材に対して伸張することにより、一対のレバーを移動させる伸縮手段（エアシリンダ２２）を含み、負荷部材を試験開始位置に駆動した後に、初期位置近傍にある一対のレバーを初期位置に移動すべく、負荷部材の試験開始位置への移動速度よりも遅い速度で伸縮手段を伸張させる制御手段を更に備える。
【０００６】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図８により本発明の一実施の形態を説明する。
材料試験機を示す図２において、テーブル１に立設された一対のねじ棹２には、上部にクロスヨーク３が横架されるとともにクロスヘッド４の両端が螺合され、ねじ棹２の回転によりクロスヘッド４が昇降する。クロスヘッド４およびテーブル１には上下つかみ具５，６がそれぞれ同軸で取り付けられ、これらのつかみ具５，６に試験片ＴＰの両端を把持してクロスヘッド４を上昇させ、試験片ＴＰに引張荷重を与える。７はねじ棹２を覆うカバーである。
【０００８】
クロスヘッド４の後方には試験片ＴＰの標点間伸び量を測定する伸び測定装置１０が設けられている。この伸び測定装置１０は、図１に示すように基台１１に立設された支柱１２およびガイド棒１３と、リニアベアリング１４ａを介してガイド棒１３に昇降可能に設けられた上下一対のレバー１４Ｕ，１４Ｌと、レバー１４Ｕ，１４Ｌの移動量をそれぞれ検出するロータリエンコーダ１５Ｕ，１５Ｌとを有する。上下のレバー１４Ｕ，１４Ｌは、図１（ａ）に示すように一対の把持片ＣＰをそれぞれ有し、開閉部材１４ｃの進退により把持片ＣＰが開閉して試験片ＴＰを把持／開放する。試験片ＴＰを把持した状態で試験片ＴＰが上方に伸びると、その伸びに追従してレバー１４Ｕ，１４Ｌが上昇する。ガイド棒１３には、レバー１４Ｕ，１４Ｌの昇降を規制するためのストッパＳＴ１，ＳＴ２が上下部に設けられている。
【０００９】
図３にも示すように、上下のレバー１４Ｕ，１４Ｌに連結されたワイヤ１６Ｕ，１６Ｌは、支柱１２の上部に設けられた一対のプーリ１７Ｕ，１７Ｌにそれぞれ掛け回され、他端に分銅１８Ｕ，１８Ｌが取り付けられる。試験片ＴＰの伸びに伴って上下のレバー１４Ｕ，１４Ｌが上昇すると、分銅１８Ｕ，１８Ｌが下降してワイヤ１６Ｕ，１６Ｌによりプーリ１７Ｕ，１７Ｌがそれぞれ回転し、その回転量をロータリエンコーダ１５Ｕ，１５Ｌで検出する。エンコーダ１５Ｕ，１５Ｌの出力は上下のレバー１４Ｕ，１４Ｌの移動量にそれぞれ依存しており、両出力から試験片ＴＰの伸び量が求められる。
【００１０】
図４にも示すように、下のレバー１４ＬにはＧＬ設定棒１９が植設され、上のレバー１４ＵがＧＬ設定棒１９に当接するとレバー間距離が試験片ＴＰの標線間距離となる。ＧＬ設定棒１９の長さを適宜変えることにより標点間距離の異なる複数の試験片ＴＰに対応できる。
【００１１】
クロスヘッド４にはブラケット２１を介してエアシリンダ２２が取り付けられ、そのピストンロッドに連結された押さえ棒２３が上のレバー１４Ｕの当接部１４ｂに当接可能とされる。図５に示すように、エアシリンダ２２と空圧源３３との間には電磁弁３１が設けられ、電磁弁３１の切換えによりエアシリンダ２２を後述する如く伸張，収縮およびロックする。エアシリンダ２２の伸縮速度は、ねじ棹２の回転によるクロスヘッド４の移動速度と比べて十分遅くなるよう設定される。
【００１２】
図６は材料試験機および伸び測定装置を制御する制御系のブロック図である。制御装置５１は、上述した電磁弁３１、開閉部材１４ｃ（図１（ａ））を駆動する把持片開閉装置５２、およびねじ棹駆動モータの駆動装置やつかみ具開閉装置などを含む試験機制御装置５３を制御するとともに、ロータリエンコーダ１５Ｕ，１５Ｌの検出出力を入力して試験片伸び量を演算する。
【００１３】
図７は制御装置５１によって実行される全自動引張試験の手順を説明するフローチャートである。
試験開始操作がなされると、不図示の試験片供給装置が駆動されて試験片ＴＰが一対のつかみ具５，６間に供給されるとともに（ステップＳ１）、つかみ具開閉装置により上下つかみ具５，６が閉じられて試験片ＴＰが把持される（ステップＳ２）。このとき、クロスヘッド４は図１に示す試験開始位置（初期位置）に位置するとともに、伸び測定装置１０の上下のレバー１４Ｕ，１４Ｌも図１に示す初期位置にあり、下のレバー１４Ｌのリニアベアリング１４ａがストッパＳＴ２と当接してその下降が規制されている。レバー間隔はＧＬ設定棒１９により試験片ＴＰの標線間距離となっており、したがって、把持片開閉装置５２によりレバー１４Ｕ，１４Ｌの把持片ＣＰを閉じることにより、図８に示すようにレバー１４Ｕ，１４Ｌが試験片ＴＰの上下標線位置に装着される（ステップＳ３）。
【００１４】
電磁弁３１を図示左位置に切換えると、エアシリンダ２２が収縮して押さえ棒２３が上のレバー１４Ｕから離れる（ステップＳ４）。所定量だけ収縮したら電磁弁３１を中立位置に切換えてエアシリンダ２２をロックし、次いで一対のねじ棹２を正転させると、クロスヘッド４が上昇して試験片ＴＰに引張荷重が作用する（ステップＳ５）。これに伴って試験片ＴＰが伸びると、その伸びに追従して上下のレバー１４Ｕ，１４Ｌがガイド棒１３に案内されつつ上昇する。レバー１４Ｕ，１４Ｌの上昇により分銅１８Ｕ，１８Ｌが下降してプーリ１７Ｕ，１７Ｌが回転し、その回転量がロータリエンコーダ１５Ｕ，１５Ｌで逐次検出される。
【００１５】
試験片ＴＰが破断するなどの試験終了条件が成立すると、ステップＳ６が肯定されてステップＳ７に進み、試験片ＴＰが除去される。次の試験に備えてねじ棹２を逆転し、クロスヘッド４を初期位置まで下降させる（ステップＳ８）。クロスヘッド４の下降に伴ってエアシリンダ２２が一体に下降し、押さえ棒２３の先端が上のレバー１４Ｕの当接部１４ｂに当接する。エアシリンダ２２はロックされているため、押さえ棒２３により上のレバー１４Ｕが下方に押圧され、クロスヘッド４と一体に下降する。上のレバー１４ＵがＧＬ設定棒１９に当接すると下のレバー１４Ｌも一体に下降し、クロスヘッド４が初期位置に達して停止すると上下のレバー１４Ｕ，１４Ｌも停止する。このとき、レバー１４Ｕ，１４Ｌは初期位置近傍まで下降しているが、完全に初期位置ではなく、図４に示すようにリニアベアリング１４ａとストッパＳＴ２との間には隙間Ｓがあいている。
【００１６】
電磁弁３１を右位置に切換えると、エアシリンダ２２が伸張し、押さえ棒２３が上のレバー１４Ｕを押し下げ、ＧＬ設定棒１９を介して上下のレバー１４Ｕ，１４Ｌが一体に下降する（ステップＳ９）。下のレバー１４Ｌのリニアベアリング１４ａがストッパＳＴ２に当接すると（レバー１４Ｕ，１４Ｌが初期位置に達すると）、レバー１４Ｕ，１４Ｌの下降が阻止され、その後、電磁弁３１を中立位置に切換えてエアシリンダ２２を停止する。その後、ステップＳ１に戻って処理が繰り返される。
【００１７】
以上のように本実施の形態では、クロスヘッド４の初期位置への下降を利用して伸び測定装置１０の上下のレバー１４Ｕ，１４Ｌを初期位置近傍まで下降せしめ、その後、エアシリンダ２２で初期位置に位置決めするようにしたので、人手によらず、また大がかりな装置を用いることなく上下のレバー１４Ｕ，１４Ｌを初期位置まで復帰させることができる。特にエアシリンダ２２を用いたことにより次のような効果が得られる。
すなわちクロスヘッド４の移動のみでレバー１４Ｕ，１４Ｌを初期位置まで駆動するようにすると、下降速度が速いためリニアベアリング１４ａがストッパＳＴ２に当接するときに大きな衝撃が加わわり、レバーが破損するおそれがある。加えてクロスヘッド４が初期位置に達したときにレバー１４Ｕ，１４Ｌが正確に初期位置に達するようにするには、両者を連結する部材の寸法に高い精度が要求され、コストアップとなる。エアシリンダ２２の伸縮速度はクロスヘッド４の移動速度よりも十分遅いので、最終的にエアシリンダ２２を用いて位置決めすることにより大きな衝撃を与えることがなく、レバーの破損を防止できる。また押さえ棒２３などの部材にさほど高い寸法精度は要求されないので、コストダウンが図れる。
【００１８】
以上の実施の形態において、クロスヘッド４が負荷部材を、エアシリンダ２２および押さえ棒２３が押動手段を、エアシリンダ２２が伸縮手段をそれぞれ構成する。
【００１９】
なお以上では、エアシリンダ２２のピストンロッドに取り付けた押さえ棒２３にてレバー１４Ｕ，１４Ｌを押し下げるようにしたが、エアシリンダで直接押し下げるようにしてもよい。またＧＬ設定棒を用いないものでは、エアシリンダに上下のレバーを押圧する２つの長さの異なる押圧部材を取り付け、両レバーの間隔を所定距離に保ったままそれぞれの初期位置に復帰させるようにしてもよい。さらにレバー移動量を検出する方法は上記のものに限定されず、例えば差動トランス等を用いたものでもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、負荷部材の試験開始位置への移動に連動して一対のレバーを初期位置近傍まで押動した後、伸縮手段で一対のレバーを初期位置に位置決めするようにしたので、人手によらずに、しかも簡単な構成でレバーを初期位置に復帰させることができる。また伸縮手段を用いたことによりレバーが初期位置に達したときの衝撃を和らげることができ、レバーの破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る伸び測定装置を示し、（ａ）が（ｂ）のａ−ａ線断面図、（ｂ）が側面図。
【図２】  材料試験機の正面図。
【図３】  伸び測定の原理を示す概念図。
【図４】  レバー１４Ｕ，１４Ｌが初期位置近傍まで移動した状態を示す側面図。
【図５】  エアシリンダ４の駆動回路図。
【図６】  制御系のブロック図。
【図７】  試験の手順を示すフローチャート。
【図８】  レバーの試験片への装着状態を示す図。
【符号の説明】
４  クロスヘッド
１０  伸び測定装置
１２  支柱
１３  ガイド棒
１４Ｕ，１４Ｌ  レバー
１４ａ  リニアベアリング
１５Ｕ，１５Ｌ  ロータリエンコーダ
１６Ｕ，１６Ｌ  ワイヤ
１７Ｕ，１７Ｌ  プーリ
１８Ｕ，１８Ｌ  分銅
１９  ＧＬ設定棒
２２  エアシリンダ
２３  押さえ棒
３１  電磁弁
５１  制御装置
ＳＴ１，ＳＴ２  ストッパ
【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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