(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに水平方向に所定の距離だけ離れた位置に２つの支点が配置され、かつ、その各支点のそれぞれに、上面に試験片支持面を備えた支点鋼板が、当該２つの支点の離隔方向に直交する軸の回りに回動自在に支持されているとともに、その上方には１つもしくは２つのポンチが鉛直方向に移動可能に設けられ、試験片を上記各支点鋼板の試験片支持面により下面から支えた状態で、上記１つもしくは２つのポンチを試験片上面に対して押しつけることにより、試験片に３点もしくは４点曲げ試験を行う曲げ試験装置において、
上記各支点鋼板が、支点に対して回動自在に支持された下部部材と、試験片の下面に当接する試験片支持面が形成された上部部材とを含み、その上部部材は、下部部材に対して上記２つの支点の離隔方向に移動可能に支持されていることを特徴とする曲げ試験装置。
【請求項２】
試験片に４点曲げ試験を行うための２つポンチのそれぞれが、鉛直方向への移動機構に対して上記２つの支点の離隔方向に直交する水平軸の回りに回動自在に支持されたポンチ上部部材と、試験片の上面に対して当接する試験片押圧面が形成され、かつ、上記ポンチ上部部材に対して上記２つの支点の離隔方向に移動可能に支持されたポンチ下部部材を有していることを特徴とする請求項１に記載の曲げ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は曲げ試験装置に関し、更に詳しくは、比較的長スパンでの試験、あるいは曲げ撓み量の大きな試験片の曲げ試験を行うのに適した曲げ試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
試験片の曲げ試験においては、一般に、水平方向に所定の距離だけ離れた位置に２つの支点を固定し、その各支点によって試験片の下面を支持した状態で、２つの支点の間において試験片の上面から、３点曲げの場合には１つのポンチを、４点曲げの場合には２つのポンチを押しつけることによって試験片に曲げ負荷を加える。
【０００３】
試験片が例えば合板の等の場合においては、各支点と試験片との間に、それぞれ試験片の下面に当接する平坦面が形成された支点鋼板を介在させ、その支点鋼板は、各支点に対して当該２つの支点の離隔方向に直交する軸の回りに回動自在に支持することにより、試験片を常に面で支えた状態で曲げ試験を行うように規定されている。
【０００４】
このような曲げ試験を行う従来の曲げ試験装置の要部構成例を図７に示す。この図７は３点曲げ試験を行う場合を示しており、装置フレーム（図示せず）に対して固定される支点取付台７１に２つの支点７２ａ，７２ｂを互いの間隔を調整自在に取り付け、その上方に上下動機構により鉛直方向に変位する圧盤（図示せず）に対して取り付けボス７３ａを介して装着されたポンチ７３を配している。そして、各支点７２ａ，７２ｂの頂部にそれぞれ支点鋼板７４ａ，７４ｂを支承している。各支点７２ａ，７２ｂの頂部は紙面に直交する方向、つまり２つの支点７２ａ，７２ｂの離隔方向に直交する方向に稜線を有するＲ面となっており、各支点鋼板７４ａ，７４ｂはそのＲ面に載せられた状態で、各支点７２ａ，７２ｂに対して支点金具７５ａ，７５ｂによって落下を防止する程度にルーズに係合されており、従って、各支点鋼板７４ａ，７４ｂは各支点７２ａ，７２ｂに対して当該２つの支点７２ａ，７２ｂの離隔方向と直交する水平軸（Ｒ面の稜線方向の軸）の回りを回動自在に支持された状態となっている。
【０００５】
試験に際しては、試験片Ｗを２つの支点鋼板７４ａ，７４ｂの上に面接触状態で載置し、その状態でポンチ７３を下降させて曲げ負荷を加える。この曲げ荷重により試験片Ｗが撓むと、支点鋼板７４ａ，７４ｂが支点７２ａ，７２ｂのＲ面上で回動（傾斜）し、試験片Ｗが各支点鋼板７４ａ，７４ｂに対して面接触状態で支持された状態を維持するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の曲げ試験装置においては、支点７２ａ，７２ｂ間の距離が比較的短い場合、つまり比較的短スパンでの試験で、かつ、試験片Ｗの曲げ撓み量が比較的少ない場合には特に問題はないが、比較的長スパンの試験で試験片Ｗの曲げ撓み量が大きい場合には、試験片Ｗの撓みに追随して各支点鋼板７４ａ，７４ｂが回動しても、その各支点鋼板７４ａ，７４ｂと試験片Ｗとの間に滑りが生じることは避けられず、その摩擦の影響が試験結果に現れるという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、長スパンの試験や試験片の曲げ撓み量が大きい場合でも、試験片と支点鋼板との間に滑りが生じることがなく、常に正確な試験結果を得ることのできる曲げ試験装置の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の曲げ試験装置は、互いに水平方向に所定の距離だけ離れた位置に２つの支点が配置され、かつ、その各支点のそれぞれに、上面に試験片支持面を備えた支点鋼板が、当該２つの支点の離隔方向に直交する水平軸の回りに回動自在に支持されているとともに、その上方には１つもしくは２つのポンチが鉛直方向に移動可能に設けられ、試験片を上記各支点鋼板の試験片支持面により下面から支えた状態で、上記１つもしくは２つのポンチを試験片上面に対して押しつけることにより、試験片に３点もしくは４点曲げ試験を行う曲げ試験装置において、上記各支点鋼板が、支点に対して回動自在に支持された下部部材と、試験片の下面に当接する試験片支持面が形成された上部部材とを含み、その上部部材は、下部部材に対して上記２つの支点の離隔方向に移動可能に支持されていることによって特徴づけられる（請求項１）。
【０００９】
ここで、本発明においては、試験片に４点曲げ試験を施すべく２つのポンチを用いる場合においては、その各ポンチのそれぞれを、鉛直方向への移動機構に対して上記２つの支点の離隔方向に直交する水平軸の回りに回動自在に支持されたポンチ上部部材と、試験片の上面に対して当接する試験片押圧面が形成され、かつ、上記ポンチ上部部材に対して上記２つの支点の離隔方向に移動可能に支持されたポンチ下部部材を有した構造とすること（請求項２）が望ましい。
【００１０】
本発明は、試験片の下面に当接してこれを支える各支点鋼板に、スパン方向に直交する水平軸の回りの回動機能と、スパン方向への移動機能の双方を付与することによって所期の目的を達成しようとするものである。
【００１１】
すなわち、支点鋼板を、試験片に対して接触する試験片支持面を有する上部部材と、支点に対して回動自在に支持される下部部材とに分割し、その下部部材に対して上部部材をスパン方向に移動自在に支承することによって、長スパンの試験や曲げ撓みの大きな試験片の曲げ試験に際して、試験片が撓んだ時、試験片の撓み角度に応じて支点鋼板が回動すると同時に、試験片の撓みに伴う支点鋼板による支持位置の水平方向への接近量に応じて支点鋼板が移動し、試験片表面と支点鋼板との接触位置における滑りが生じず、支点鋼板と試験片との摩擦の影響のない試験結果を得ることができる。
【００１２】
また、４点曲げ試験において用いる２つのポンチは、長スパンの試験や曲げ撓み量の大きな試験片の曲げ試験に際しては、上記した支点鋼板と同様に試験片との間に滑りが生じ、その摩擦の影響が試験結果に含まれることになる。そこで、請求項２に係る発明のように、４点曲げ試験に用いる２つのポンチをそれぞれポンチ上部部材とポンチ下部部材とに分割し、ポンチ上部部材については上下動機構に対して上記した支点鋼板と同じ方向の水平軸の回りに回動自在に支持し、試験片の上面に当接する試験片押圧面が形成されたポンチ下部部材については、ポンチ上部部材に対してスパン方向に移動可能に支持することによって、試験片の撓み角度に応じてポンチが全体として回動すると同時に、試験片の撓みに伴うポンチによる押圧部位の接近量に応じてポンチ上部部材が移動し、試験片とポンチとの接触位置における滑りの発生を抑制することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の全体構成を示す正面図で、図２（Ａ）は図面の煩雑化を避けるべくポンチ９の図示を省略して示す左側面図であり、図２（Ｂ）はポンチ９の左側面図である。
【００１４】
門型フレーム１および補助フレーム２ａ，２ｂに支点取付ビーム３が固定されており、その支点取付ビーム３に２つの支点取付台４ａ，４ｂが水平方向への互いのなす距離（スパン）を調整自在に設けられている。各支点取付台４ａ，４ｂにはそれぞれ支点５ａ，５ｂが固定されており、この各支点５ａ，５ｂは、後述する頂部Ｔがスパン方向に直交する方向に稜線を有するＲ面もしくは楔形に形成されている。そして、その各支点５ａ，５ｂの頂部に、その各稜線に沿った軸の回りに回動自在に支点鋼板６ａ，６ｂがそれぞれ設けられている。
【００１５】
また、門型フレーム１には負荷機構（図示せず）によって鉛直方向への変位が与えられるクロスヘッド７が支持されており、そのクロスヘッド７にはポンチ取付ビーム８が固定されている。このポンチ取付ビーム８には、その中央部分に３点曲げ用のポンチ９が取り付けられているとともに、その両側には４点曲げ用の２つのポンチ１０ａ，１０ｂが、互いの水平方向へのなす距離を調整自在に設けられている。
【００１６】
さて、左右の支点５ａ，５ｂおよび支点鋼板６ａ，６ｂは、それぞれ同等の構造を有しており、図３および図４に右側のものを代表させてその拡大図正面図およびその右側面図を示す。支点鋼板６ａは、その下面が支点５ａの頂部Ｔに載せられた下部部材６１ａと、上面に試験片Ｗを支持する支持面Ｓが形成された上部部材６２ａに分割されており、その上部部材６２ａは、下部部材６１ａに対してスパン方向に移動自在に支承されている。
【００１７】
すなわち、上部部材６２ａはスパン方向への直線運動のみを許容する複数のストロークベアリング６３ａを介して下部部材６１ａに支持されており、また、下部部材６１ａには同方向に伸びる複数本のガイドバー６４ａが設けられ、上部部材６２ａはそのガイドバー６４ａにガイドされながらストロークベアリング６３ａによってスパン方向に移動できるようになっている。
【００１８】
下部部材６１ａは、上記したようにその下面が支点５ａの頂部Ｔに載せられた状態で、支点５ａの稜線方向両側に配置されたガイド板６５ａによって同方向への移動が規制されているとともに、その両側のガイド板６５ａのそれぞれと下部部材６１ａとの間にはそれぞれに２つの引張コイルばね６６ａが介在しており、この合計４つの引張コイルばね６６ａによって、下部部材６１ａはスパン方向両側に引っ張られている。これにより、下部部材６１ａは支点６ａに対し、スパン方向に直交する支点５ａの稜線に沿った水平軸の回りに回動自在に支持され、かつ、無負荷状態においては上部部材６ａの支持面Ｓが常に略水平方向に沿うようにその回動位置が弾性的に規制されている。以上の構成は左側の支点５ｂおよび支点鋼板６ｂについても全く同様である。
【００１９】
次に、試験片Ｗに曲げ負荷を与えるべく鉛直方向に移動する各ポンチ９、１０ａおよび１０ｂについて説明する。図５はポンチ取付ビーム８の近傍の要部拡大正面図であり、図６はそのうちのポンチ１０ａの左側面図である。
【００２０】
３点曲げ用のポンチ９は、従来と同様にローラ状の部材であり、ポンチ取付ビーム８に対してポンチ取付台９１を介して取り付けられている。
【００２１】
一方、４点曲げ用のポンチ１０ａ，１０ｂは互いに同等の構造を有しており、前記した各支点５ａ，５ｂと支点鋼板６ａ，６ｂを上下逆転させた構造を有している。すなわち、左側のポンチ１０ａを代表させて説明すると、ポンチ取付ビーム８には、前記した支点５ａを上下逆転させた形状、つまり下端部がスパン方向に直交する方向に下向きの稜線を有するＲ面もしくは楔形に形成されてなるポンチ支点１００ａが、ポンチ取付台１１ａを介して取り付けられている。ポンチ支点１００ａには、その下向きの稜線に上面が線接触して当該稜線に沿った軸の回りに回動自在にポンチ支点鋼板１０１ａが支持されている。そして、このポンチ支点鋼板１０１ａは、その上面がポンチ支点１００ａの下端稜線に線接触するポンチ上部部材１０２ａと、下面に試験片Ｗに接触する押圧面Ｐが形成されたポンチ下部部材１０３ａに分割されており、このポンチ下部部材１０３ａはポンチ上部部材１０２ａに対してスパン方向に移動自在に支承されている。
【００２２】
このポンチ上部部材１０２ａとポンチ下部部材１０３ａとの関係は前記した支点５ａと支点鋼板６ａの関係と全く同じであり、ポンチ下部部材１０３ａはスパン方向への直線運動のみを許容する複数のストロークベアリング１０４ａ並びにガイドバー１０５ａを介してポンチ上部部材１０２ａに支持されている。
【００２３】
また、ポンチ上部部材１０２ａとポンチ支点１００ａの関係も、前記した支点鋼板６ａの下部部材６１ａと支点５ａの関係と同等であり、ポンチ支点１００ａの稜線方向へのポンチ上部部材１０２ａの位置は、ポンチ支点１００ａの稜線方向両側に配置されたガイド板１０６ａによって規制され、また、両側のガイド板１０６ａとポンチ上部部材１０２ａとの間に介在する２つずつの引張コイルばね１０７ａによって、無負荷状態においてポンチ上部部材１０２ａの上面が常に略水平方向に沿うようにその回動位置が弾性的に規制されている。以上の構成は右側のポンチ支点１００ｂおよびポンチ支点鋼板１０１ｂも全く同様である。
【００２４】
以上の本発明の実施の形態は、３点曲げ試験の場合にはポンチ９を取り付け、また、４点曲げの場合にはポンチ９を取り外して、試験片Ｗを支点鋼板６ａ，６ｂの支持面Ｓに載せた状態で、クロスヘッド７を下降させる。いずれの試験においても、試験の進行に伴って試験片Ｗが撓むと、その撓み量に応じて支点鋼板６ａ，６ｂの全体が回動（傾斜）して支持面Ｓと試験片Ｗの下面との密着状態が維持されるとともに、撓みに伴う試験片Ｗの２点の支持位置の接近に追随して各支点鋼板６ａ，６ｂの上部部材６２ａ，６２ｂが相互に接近するように移動する。従って、試験片Ｗと支点鋼板６ａ，６ｂの間に滑りが生じない。
【００２５】
また、４点曲げ試験の場合においては、２つのポンチ１０ａ，１０ｂの下降により試験片Ｗが撓んだとき、その撓み量に応じてポンチ支点鋼板１０１ａ，１０１ｂの全体が回動して試験片Ｗの上面との密着状態が維持されるとともに、撓みに伴う試験片Ｗの２点の押圧位置の接近に追随して各ポンチ支点鋼板１０１ａのポンチ下部部材１０３ａ，１０３ｂが相互に接近するように移動する。従って、試験片Ｗとポンチ支点鋼板１０１ａ，１０１ｂとの間の滑りも生じない。
【００２６】
なお、以上の実施の形態においては、支点鋼板６ａ，６ｂの下部部材６１ａ，６１ｂと上部部材６２ａ，６２ａの間、および、ポンチ支点鋼板１０１ａ，１０１ｂのポンチ上部部材１０２ａ，１０２ｂとポンチ下部部材１０３ａ，１０３ｂの間に、それぞれ複数のストロークベアリング６３ａあるいは１０４ａと、複数のガイドバー６４ａあるいは１０５ａを介在させたが、ストロークベアリングのみとしてもよい。ただし、負荷の大きな試験に対してコンパクトな構成のもとに耐えるには、上記の例のようにストロークベアリングとガイドバーの双方を用いることが望ましい。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、曲げ試験装置における２つの支点と試験片の間に配置される試験片に対して面接触する支点鋼板を、試験片に密着する支持面を備えた上部部材と、支点に対して回動自在に支持される下部部材とに分割するとともに、その下部部材に対して上部部材をスパン方向に移動自在に支承しているので、長スパンの試験や曲げ撓みの大きな試験片の３点もしくは４点曲げ試験においても、従来のように支点鋼板と試験片との間に滑りが生じてその摩擦に影響が試験結果に含まれることがなくなり、常に正確な曲げ試験を行うことが可能となった。
【００２８】
また、４点曲げ試験に用いる２つのポンチについても、請求項２に係る発明のように、試験片を押圧する押圧面が形成されたポンチ下部部材と、ポンチ支点に対して回動自在に支持されるポンチ上部部材に分割するとともに、そのポンチ上部部材に対してポンチ下部部材をスパン方向に移動自在に支承すると、長スパンでの４点曲げ試験や曲げ撓みの大きな試験片の４点曲げ試験において、ポンチと試験片の間に滑りが生じることがなく、その摩擦による影響が試験結果に含まれることがなくなり、常に正確な４点曲げ試験を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１の左側面図で、（Ａ）はポンチ９を省略して示す全体の左側面図で、（Ｂ）はポンチ９の左側面図である。
【図３】本発明の実施の形態の右側の支点鋼板６ａの近傍の拡大正面図である。
【図４】図３の右側面図である。
【図５】本発明の実施の形態のポンチ取付ビーム８の近傍の要部拡大正面図である。
【図６】図５におけるポンチ１０ａの左側面図である。
【図７】従来の支点鋼板を用いた曲げ試験装置の要部構成例を示す図である。
【符号の説明】
１  門型フレーム
３  支点取付ビーム
４ａ，４ｂ  支点取付台
５ａ，５ｂ  支点
６ａ，６ｂ  支点鋼板
６１ａ，６１ｂ  下部部材
６２ａ，６２ｂ  上部部材
６３ａ  ストロークベアリング
６４ａ  ガイドバー
６５ａ  ガイド板
６６ａ  引張コイルばね
７  クロスヘッド
８  ポンチ取付ビーム
９  ポンチ（３点曲げ用）
１０ａ，１０ｂ  ポンチ（４点曲げ用）
１００ａ，１００ｂ  ポンチ支点
１０１ａ，１０１ｂ  ポンチ支点鋼板
１０２ａ  ポンチ上部部材
１０３ａ  ポンチ下部部材
１０４ａ  ストロークベアリング
１０５ａ  ガイドバー
１０６ａ  ガイド板
１０７ａ  引張コイルばね
Ｓ  支持面
Ｐ  押圧面
【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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