(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種断面材の引張試験装置において、
架台の上に、各種断面形状を有する素材を掴んで引張る動作をする上下一対のロールを備えたロータリーグリップを有する２基のロールスタンドが配置され、
前記２基のロールスタンドの中でｌまたは両方のロールスタンドが、フリージョイントにより前記架台上に吊下げられている
ことを特徴とする各種断面材の引張試験装置。
【請求項２】
請求項１に記載の各種断面材の引張試験装置において、
前記ロールスタンドのロール表面を試験時に同時にブラッシングして、表面を最適つかみ状態に保持する清掃器具を有する各種断面材の引張試験装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１項に記載の各種断面材の引張試験装置において、
試験片上のふたつの標点位置に針状の伸び検出具を軽く接するだけで、試験中の標点間の伸びを測定出来る伸び計を有する各種断面材の引張試験装置。
【請求項４】
請求項１、２または３のいずれか１項に記載の各種断面材の引張試験装置において、
試験片上のふたつの標点位置にロールを接し、試験片の伸びをロールの回転量に変換して、伸びを測定する伸び計を有する各種断面材の引張試験装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の各種断面材の引張試験装置において、
ロール表面に軸方向または軸方向に傾斜した縞状の溝ならびに円周方向にも数本の凹凸溝を有する、直径が一定またはロール中央がわずかに太くなるクラウンを有する各種断面材の引張試験装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５のいずれか１項に記載の各種断面材の引張試験装置において、
ふたつのミニチュアベアリングロールを支持するバーの中央に支点があり、試験片の表裏または幅面の相対する２点の位置で接する部分の板厚または板幅の２点の平均値を支点の位置により検出する板厚または板幅の測定装置を有する
ことを特徴とする各種断面材の引張試験装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のいずれか１項に記載の各種断面材の引張試験装置において、
試験片収容ボックス、試験片収容ボックスからの試験片送り装置、引張試験前または中に試験片の板厚、板幅を測定する装置、試験中の試験片の伸びを測定する装置を有する各種断面材の引張試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種断面材の引張試験装置に関し、さらに詳細には、板材、線材、棒材、管材の各種断面形状材の引張試験法に用いる各種断面材の引張試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願発明者は、例えば、特公平３−４７４４８号公報あるいは特公平４−３１０５３号公報などに示すように、板材の引張試験法ならびに板材の引張試験装置に関して、全く新しい手法を開発している。
【０００３】
この手法では、被試験板材の両端をそれぞれ一対のロールで挟持して、これらのロールをそれぞれの静止位置で相互に反対方向に、そして板材の同じ側にあるロールを相互に反対方向に同じ回転速度で回転させ板材を反対方向に引張るため、試験片の中心を静止状態とし、また、短冊型試験片を使用することにより、ひずみ速度一定の条件で板材の特性例えば結晶粒の変形、すべり変形模様などの顕微鏡観察測定を連続して行なうことができるものであった。
【０００４】
しかしながら、上記手法を用いた引張試験装置においては、レール上の可動ロールスタンドとレールとの間の摩擦力を無視出来るほどに小さくすることが出来ないため、引張力の測定に問題があった。
【０００５】
ところが、引張力の正確な測定を可能にするためには、そのために新しく生じる種々の技術的問題を解決しなければならないことが指摘されていた。
【０００６】
また、引張試験装置の操作の全自動化を可能にするためには、従来型の引張試験装置とは異なる観点から、新しい自動化システムを考案しなければならないことも指摘されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような種々の観点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡潔な構成により引張力の正確な測定を可能にした各種断面材の引張試験装置を提供しようとするものである。
【０００８】
また、本発明の目的とするところは、操作の全自動化を可能にした各種断面材の引張試験装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による各種断面材の引張試験装置は、試験片をつかみ、ロール回転により引張る二つのロールスタンドの中、少なくともひとつのロールスタンドをフリージョイントを介して吊下げ、試験片を引張る力の測定に外部からの影響をほとんど取り除くようにしたものである。
【００１０】
また、全自動化システムは、この試験法の特徴を最大限利用することにより、従来の方法ではほとんど不可能であった高効率のフィードイン、フィードアウトシステムおよび各種試験値の同時測定を可能にした。
【００１１】
こうした各種機能を構成した本発明による各種断面材の引張試験装置により、引張力の測定を正確に行ない、加工硬化指数ｎ値、垂直異方性ｒ値など各種引張試験値の同時測定を連続的に実行する長時間全自動化が高効率、低消費エネルギー、高信頼性で可能となる。
【００１２】
そして、本発明のうち請求項１に記載の発明は、各種断面材の引張試験装置において、架台の上に、各種断面形状を有する素材を掴んで引張る動作をする上下一対のロールを備えたロータリーグリップを有する２基のロールスタンドが配置され、上記２基のロールスタンドの中でｌまたは両方のロールスタンドが、フリージョイントにより上記架台上に吊下げられているようにしたものである。
【００１３】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記ロールスタンドのロール表面を試験時に同時にブラッシングして、表面を最適つかみ状態に保持する清掃器具を有するようにしたものである。
【００１４】
なお、従来の引張試験装置においては、試験を行っている最中に試験片のつかみ部位をブラッシングして清掃することは不可能であったが、本発明のうち請求項２に記載の発明においては、試験を行っている最中に試験片のつかみ部位をブラッシングして清掃することが可能となるものである。
【００１５】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項１または２のいずれか１項に記載の発明において、試験片上のふたつの標点位置に針状の伸び検出具を軽く接するだけで、試験中の標点間の伸びを測定出来る伸び計を有するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２または３のいずれか１項に記載の発明において、試験片上のふたつの標点位置にロールを接し、試験片の伸びをロールの回転量に変換して、伸びを測定する伸び計を有するようにしたものである。
【００１７】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３または４のいずれか１項に記載の発明において、ロール表面に軸方向または軸方向に傾斜した縞状の溝ならびに円周方向にも数本の凹凸溝を有する、直径が一定またはロール中央がわずかに太くなるクラウンを有するようにしたものである。
【００１８】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３、４または５のいずれか１項に記載の発明において、ふたつのミニチュアベアリングロールを支持するバーの中央に支点があり、試験片の表裏または幅面の相対する２点の位置で接する部分の板厚または板幅の２点の平均値を支点の位置により検出する板厚または板幅の測定装置を有するようにしたものである。
【００１９】
また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、本発明のうち請求項１、２、３４、５または６のいずれか１項に記載の発明において、試験片収容ボックス、試験片収容ボックスからの試験片送り装置、引張試験前または中に試験片の板厚、板幅を測定する装置、試験中の試験片の伸びを測定する装置を有するようにしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による各種断面材の引張試験装置の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２１】
なお、各図における寸法を示す数値の単位は、「ｍｍ（ミリメートル）」である。
【００２２】
図１（ａ）は本発明による各種断面材の引張試験装置の概略構成正面図であり、図１（ｂ）は本発明による各種断面材の引張試験装置の概略構成右側面図である。
【００２３】
また、図２には、実際の試験の実行のプロセスの一例の概念図が示されており、図２の上部に図１（ａ）の要部概略水平断面図が示されており、図２の下部には図１（ａ）の要部概略垂直断面図が示されている。
【００２４】
ここで、各種断面材の引張試験装置は、架台１の上に、本装置の試験部本体が設置される。
【００２５】
試験部本体は、試験片２０をつかみ、引張る動作をする上下一対のロールを備えたロータリーグリップ６を有する２基のロールスタンド２２、２４、荷重を計るために２基のロールスタンド２２、２４の間にセットされた２本のロードセル７、板圧測定器８、伸び計１５、試験片２０の着脱に使われる油圧シリンダー５、一方のロールスタンド２４を吊下げるフリージョイント１６、試験前の試験片２０を収容している試験片ホルダー１４、ロールに回転力を伝えるユニバーサルジョイント１３、回転速度を変更するギアボックス１２を有する。
【００２６】
架台１内には、ロールに回転を与える駆動モーター４、試験片２０をつかむため下段ロールを上昇させる油圧シリンダー５に圧力を送るコンプレッサー１１および油圧ユニット１０、試験動作の制御ボックス９、試験後の試験片スクラップを受容する試験片受け２が収容されている。
【００２７】
また、ロールと当接するようにしてブラッシが配設されており、ロールの表面をブラッシングするようになされている。
【００２８】
上記したように、図２には、実際の試験の実行のプロセスの一例の概念図が示されており、図２の上部に図１（ａ）の要部概略水平断面図が示されており、図２の下部には図１（ａ）の要部概略垂直断面図が示されている。
【００２９】
この図２において、右側のカセット状の試験片ボックス（試験片収容ボックス）内で、最下部の試験片が、試験片長手方向に、試験片ボックスから試験装置内のロールの横脇まで、試験片押出しシリンダーにより押出される。
【００３０】
そして、押出される間に、図４に示す板厚測定具により、試験片の厚さが自動的に測定される。
【００３１】
次に、横方向に、試験片を試験位置まで押し込み、図４を参照しながら後述する板厚測定具（ふたつのロール間の中央に支点があり、ふたつのロールが接する２点の板厚または板幅の平均値を支点の位置により検出する板厚測定具である。）または試験片幅の光学的測定器具が作動始めると同時に、伸び計のプローブが試験片表面に軽く押されて、接触し、試験片の伸びの測定を開始する。
【００３２】
試験の開始と同期して、次の試験片が、試験片ボックスから押出され、上記のプロセスを繰返し、待機する。
【００３３】
試験片が伸び限界に達して、破断すると、破断試験片はロールの外側に送り出され、下部の試験片受け２に回収される。
【００３４】
これと同時に、下側ロールが下降し、次の試験片が、上記の方法で、試験位置まで送り込まれ、速やかに次の試験が続行される。
【００３５】
図３は、長時間の連続自動引張試験の例を示す説明図である。図３の上部に示すように、試験片ボックスを必要に応じた数だけ並列させる。試験されている試験片ボックスが空になると、空の試験片ボックスが押出され、次の試験片ボックスが送り込まれ、完全連続自動引張試験も可能である。
【００３６】
図３での試験片ボックスからの試験片送り出しは、最上部の試験片押出し方式の例である。
【００３７】
試験片厚さの測定に用いられる板厚測定具の例を、図４に示す。図４に示す例においては、回転部分にミニアチュアベアリングを用い、試験部分の複数点から全範囲の板圧測定も、試験片の送り込みを利用して可能である。
【００３８】
本器具は、同時に２点の板圧を検出し、その平均値を測定している。これにより、測定回数の２倍回の板圧を測定し、その平均値を使用することになり、板圧測定の信頼性を２倍にすることが出来る。
【００３９】
図５（ａ）（ｂ）は、機械的伸び測定器の模式図例である。図５（ａ）はマグネスケールを使用した場合の機械的伸び測定器を示し、図５（ｂ）は差動トランスを使用した場合の機械的伸び測定器を示している。
【００４０】
なお、マグネスケールを使用した場合と差動トランスを使用した場合とで、本質的な差はない。試験片に針状の先端が、軽く触れるだけで、試験片の伸びが追跡出来るので、本発明装置の特徴を最大限に生かし、信頼性の高い材料の伸び特性が検出出来る。
【００４１】
図６は、実際に製造して、満足な検出特性を示した伸び測定器の一例を示す概略構成図である。
【００４２】
図７（ａ）（ｂ）はロールの説明図であり、ロール表面に斜めの線状凹凸を設け、ロールの回転とともに、試験片が斜めの線状に沿って、中央に自然に材料が流れ、試験中の試験片位置が中央に安定する効果を有する。これにより、材料の力学的特性を、より忠実に測定することが出来る。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、簡潔な構成により引張力の正確な測定を可能にした各種断面材の引張試験装置を提供することができるという優れた効果を奏する。
【００４４】
また、本発明は、以上説明したように構成されているので、操作の全自動化を可能にした各種断面材の引張試験装置を提供することができるようになるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明による各種断面材の引張試験装置の概略構成正面図であり、（ｂ）は本発明による各種断面材の引張試験装置の概略構成右側面図である。
【図２】実際の試験の実行のプロセスの一例の概念図であり、上部は図１（ａ）の要部概略水平断面図に対応し、下部は図１（ａ）の要部概略垂直断面図い対応する。
【図３】長時間の連続自動引張試験の例を示す説明図である。
【図４】試験片厚さの測定に用いられる板厚測定具の一例を示す説明図である。
【図５】機械的伸び測定器の模式図例であり、（ａ）はマグネスケールを使用した場合の機械的伸び測定器を示し、（ｂ）は差動トランスを使用した場合の機械的伸び測定器を示す。
【図６】実際に製造して、満足な検出特性を示した伸び測定器の一例を示す概略構成図である。
【図７】ロールの説明図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）はＡ矢視図である。
【符号の説明】
１          架台
２          試験片受け
３          減速機
４          駆動モーター
５          油圧シリンダー
６          ロータリーグリップ
７          ロードセル
８          板幅測定器
９          制御ボックス
１０          油圧ユニット
１１          コンプレッサー
１２          ギヤーボックス
１３          ユニバーサルジョイント
１４          試験片ホルダー
１５          伸び計
１６          フリージョイント
２０          試験片
２２、２４    ロールスタンド
【図１】
0003871817.tif 000002
【図２】
0003871817.tif 000003
【図３】
0003871817.tif 000004
【図４】
0003871817.tif 000005
【図５】
0003871817.tif 000006
【図６】
0003871817.tif 000007
【図７】
0003871817.tif 000008