(57)【要約】【課題】レバーに設けられたナイフエッジを、試験片の左右中央位置に正確に位置決めすることができる伸び計。【解決手段】  伸び計のレバーに設けられたクリッピング機構１２は、試験片の左右中央位置にナイフエッジ１２０を位置決めする一対のアーム１２５を備えている。アーム１２５はピストン１２２によりシリンダ１２１内をスライド移動され、そのスライドに伴って開閉し、試験片Ｓの把持および開放を行う。そして、圧縮コイルバネ１２６の付勢力に抗してピストン１２２を押し込むことによりアーム１２５は開き、ピストン１２２の押し込みを止めると、圧縮コイルバネ１２６の付勢力でピストン１２２がスライドされてアーム１２５が閉じる。その結果、各レバー１１に設けられたナイフエッジ１２０は、試験片の左右中央位置に位置決めされ、試験片に当接するように固定される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔で設けられ、先端に試験片の標点に当接されるナイフエッジを有する一対のレバーと、
前記一対のレバーを試験片に固定する治具と、
前記一対のレバーの間隔の変化に応じた信号を出力する検出部とを備え、
前記治具は、
前記試験片を左右から挟み込み、該試験片の左右中央位置にナイフエッジを位置決めする一対のアームと、
前記一対のアームをスライドさせるためのスライド操作部を有し、前記アームのスライドに伴って該アームを開閉するアーム保持部と、
弾性力により、前記アームが閉状態となるスライド位置方向へと前記スライド操作部を付勢する弾性部材とを備えることを特徴とする伸び計。
【請求項２】
請求項１に記載の伸び計において、
前記アームは弾性部材により形成され、前記アームは、該アームの変形による弾性力によって前記試験片を把持することを特徴とする伸び計。
【請求項３】
請求項１に記載の伸び計において、
前記アーム保持部は、前記アームのスライド移動を開閉動作へと変換するカム機構を備えたことを特徴とする伸び計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料試験機における試験片の伸びを計測する伸び計に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料試験機における試験片の伸びを計測する伸び計には、非接触式のものと接触式のものとがある。接触式の伸び計では、試験片の上下の標点に上下一組のアームの先端に設けられたナイエッジをそれぞれ当接させ、この標点の変位に追動した両アームの開閉量を測定することで、試験片の伸びを計測するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２４０６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、試験片の伸びを正確に測定するには、伸び計のナイエッジを試験片の左右中央位置に正確に合わせる必要がある。しかしながら、作業者の目視によって伸び計を試験片の左右中央位置へ取り付けていたので、試験片が平板の場合には取り付け位置がばらつきやすく、取り付けに時間がかかっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による伸び計は、所定間隔で設けられ、先端に試験片の標点に当接されるナイフエッジを有する一対のレバーと、一対のレバーを試験片に固定する治具と、一対のレバーの間隔の変化に応じた信号を出力する検出部とを備え、治具は、試験片を左右から挟み込み、試験片の左右中央位置にナイフエッジを位置決めする一対のアームと、一対のアームをスライドさせるためのスライド操作部を有し、アームのスライドに伴って該アームを開閉するアーム保持部と、弾性力により、アームが閉状態となるスライド位置方向へとスライド操作部を付勢する弾性部材とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、レバーに設けられたナイフエッジを、試験片の左右中央位置に正確に位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明による伸び計の一実施の形態を示す図であり、概略構成を示している。伸び計１は、本体１０と、本体１に設けられた一対のレバー１１と、各レバー１１の先端部に取り付けられたクリッピング機構１２と、検出情報を本体１０から外部機器に出力するため信号ケーブル１３とを備えている。伸び計１は、これらのクリッピング機構１２によって試験片に取り付けられる。その際、各レバー１１の先端に固定されたナイフエッジ１２０が試験片の標点に当接するように取り付けられる。レバー１１は上下に開閉することができ、本体１内にはレバー１１の変位を検出する検出器（例えば、ひずみゲージ）が設けられている。
【０００８】
図２は、材料試験機２にセッティングされた試験片Ｓに伸び計１を取り付けた状態を示す図である。試験片Ｓの上端は上チャック２２ａにより把持され、試験片Ｓの下端は下チャック２２ｂにより把持されている、上チャック２２ａは上下に移動するクロスヘッド２１に固定されており、クロスヘッド２１を上方に移動させることにより、試験片Ｓの引っ張り試験が行われる。伸び計１はこのときの試験片Ｓの伸びを計測する装置であり、クリッピング機構１２によって試験片Ｓに取り付けられる。その際。下側のレバー１１のナイフエッジ１２０が下側の標点に当接し、上側のレバー１１のナイフエッジ１２０が上側の標点に当接するように取り付けられる。引っ張り試験により試験片Ｓが上下に伸びると、それにつれて両ナイフエッジ１２０間の距離が変化してレバー１１が開くので、レバー１１の変位を本体１０内の検出器で検出する。その検出結果は、信号ケーブル１３を介して材料試験機２の制御装置２３へと入力される。
【０００９】
図３はクリッピング機構１２を説明する図であり、（ａ）はクリッピング機構１２を水平に断面した図であり、（ｂ）はクリッピング機構１２を垂直に断面した図である。クリッピング機構１２には、ナイフエッジ１２０が固定されたシリンダ１２１と、シリンダ１２１内をスライド移動可能なピストン１２２とを備えている。ナイフエッジ１２０は、シリンダ外壁に設けられた台座１２３に固定されている。ピストン１２２は、圧縮コイルバネ１２６により図示下方へと付勢されている。ピストン１２２の先端には軸１２４が設けられており、この軸１２４には一対のアーム１２５の角基部１２５ｂが固定されている。アーム１２５の先端には、試験片Ｓを把持するための把持部１２５ａが形成されている。
【００１０】
図４（ａ）はアーム１２５の一方を示す図である。本実施の形態では、アーム１２５にはピアノ線が用いられているが、ピアノ線に限らず弾性的な線材（糸状部材）で構成しても良い。図示下方の基部１２５ｂはリング状に形成され、把持部１２５ａは試験片Ｓを把持しやすい形状に形成されている。把持部１２５ａと基部１２５ｂとの間の軸部１２５ｃは、円弧状に形成されている。図４（ｂ）は、軸１２４に固定された一対のアーム１２５を示す図である。なお、図４（ｂ）ではピストン１２２、圧縮コイルバネ１２６の図示を省略した。
【００１１】
シリンダ１２１の図示上方端面には、孔１２１ａが形成されている。ピストン１２１の軸１２４に固定されたアーム１２５の軸部１２５ｃは、この孔１２１ａを通って外部へと出ている。ピストン１２２がシリンダ１２１内に押し込まれて軸１２４が破線で示すように孔１２１ａに近付くと、アーム１２５の軸部１２５ｃは図４（ａ）のように湾曲しているため、アーム１２５の軸部１２５ｃおよび把持部１２５ａは左右に大きく開くことになる。なお、アーム１２５の開き具合は、軸部１２５ｃが孔１２１ａの縁に当接することで制限される。
【００１２】
一方、ピストン１２２を下方に押し下げると、アーム１２５はシリンダ１２１内に引き込まれる。その際、アーム１２５の軸部１２５ｃが孔１２１ａの縁に当接するため、軸部１２５ｃおよび把持部１２５ａが閉じる方向（中心方向）に移動する。図３に示すように、ピストン１２２の先端とシリンダ１２１の図示上方端面との間には圧縮コイルバネ１２６が配設されているため、ピストン１２２を操作しない自由な状態では、ピストン１２２は圧縮コイルバネ１２６の付勢力によって図３の下端位置に保持されることになる。
【００１３】
図５は、クリッピング機構１２を用いて伸び計１（図１参照）を試験片Ｓに取り付ける際の、クリッピング機構１２の動作を説明する図である。なお、ピストン１２２および圧縮コイルバネ１２６は図示を省略した。まず、ピストン１２２（図３参照）を手で押し込んでアーム１２５を開状態に、図５（ａ）に示すようにチャッキングされている試験片Ｓに近づける。ここでは、試験片Ｓは断面形状が矩形の板状部材であるとする。次に、ピストン１２２へ加える押し込み力を弱くすると、ピストン１２２（軸１２４）は圧縮コイルバネ１２６の付勢力により下方に押し下げられ、図５（ｂ）に示すように、アーム１２５が徐々にシリンダ１２１内に引き込まれる。
【００１４】
アーム１２５が引き込まれるにつれて、把持部１２５ａは閉じて行き、図５（ｃ）に示すように試験片Ｓを左右から把持するようになる。これにより、ナイフエッジ１２０が試験片Ｓの左右中心位置となるようにセンタリングされる。この時点ではナイフエッジ１２０は試験片Ｓに当接していないので、図５（ｄ）のようにナイフエッジ１２０が試験片Ｓに当接するまでピストン１２２（軸１２４）はさらに押し下げられる。図５（ｄ）の状態となると、伸び計１は図１に示すように試験片Ｓに取り付けられる。なお、図５では、ピストン１２２（軸１２４）が押し下げられるにつれて試験片Ｓがシリンダ１２１側に移動するように図示されているが、実際には、チャッキングされている試験片Ｓは移動せず、シリンダ１２１が試験片Ｓ側へと移動する。
【００１５】
（クリッピング機構１２の第２の例）
図６はクリッピング機構１２の第２の例を示す図である。ここでは、上述したクリッピング機構と異なる部分を中心に説明する。アーム１２５の基部（下端部）はピストン１２２に設けられた軸１２８に回転自在に取り付けられている。すなわち、各アーム１２５はそれらの軸１２８を支点として傾きを変えることができる。各アーム１２５の軸は、シリンダ１２１の端面に設けられた孔１２１ａを通ってシリンダ外部に突出しており、突出した部分には把持部１２５ａが形成されている。シリンダ１２１内には圧縮コイルバネ１２６が設けられていて、ピストン１２２は圧縮コイルバネ１２６によって図示下方に付勢されている。
【００１６】
図６（ａ）は、ピストン１２２を手動で押し込んだときの状態を示している。ピストン１２２を押し込むことによって、各アーム１２５は開いた状態となる。ピストン１２２に加える力を徐々に弱くしてピストン１２２を図示下方に移動させると、各アーム１２５は、軸１２８を支点として閉じる方向に回転する。アーム１２５が試験片Ｓを把持すると、伸び計１は試験片Ｓの左右中心位置にセンタリングされる。図６（ｂ）に示すように、ナイフエッジ１２０と試験片Ｓとが当接するまでピストン１２２が図示下方に移動すると、伸び計１が試験片Ｓに固定されることになる。
【００１７】
（クリッピング機構１２の第３の例）
図７はクリッピング機構１２の第３の例を示す図である。ここでも、上述したクリッピング機構と異なる部分を中心に説明する。なお、図７では、一点鎖線で示した中心線の左側は、ピストン１２２を押し込んでアーム１２５を開いた状態を示し、中心線の右側はアーム１２５で試験片Ｓを把持した状態を示す。
【００１８】
アーム１２５は、連結棒１２５ｄによってピストン１２２に連結されている。アーム１２５の基部（下端部）は、軸１２８ｂにより連結棒１２５ｄの一端に回転自在に取り付けられている。一方、連結棒１２５ｄの他端は軸１２８ａによってピストン１２２に回転自在に取り付けられている。各軸１２８ａ，１２８ｂの端部は紙面垂直方向に突出し、シリンダ１２１の内壁に形成されたカム溝１２９に嵌り込んでいる。すなわち、軸１２８ａ，１２８ｂとカム溝１２９とでカム機構を構成している。
【００１９】
ピストン１２２に外部から力を加えない状態では、圧縮コイルバネ１２６の付勢力によってピストン１２２が図７のように押し出され、アーム１２５は閉じた状態となっている。伸び計１を試験片Ｓに取り付ける際には、ピストン１２２を手動でシリンダ１２１内に押し込む。その結果、カム溝１２９に嵌り込んでいる軸１２８ｂがカム溝１２９にガイドされて中心側に移動して、アーム１２５の基部が中心側に移動するため、アーム１２５が開くように傾く。
【００２０】
開状態のアーム１２５を試験片Ｓの位置へ移動した後に、ピストン１２２に加えている力を徐々に弱くしてピストン１２２を図示下方に移動させると、軸１２８ｂがカム溝１２９にガイドされて中心側から遠ざかる。その結果、アーム１２５は閉じる動作を行い、試験片Ｓに対して伸び計１をセンタリングしつつ試験片Ｓを把持する。試験片Ｓを把持した後もピストン１２２は下方に移動し、試験片Ｓとナイフエッジ１２０とが当接し、ピストン１２２が停止する。その結果、伸び計１が試験片Ｓに取り付けられる。
【００２１】
上述したように、本実施の形態の伸び計では、試験片Ｓの左右中央位置にレバー１１に設けられたナイフエッジ１２０を位置決めする、一対のアーム１２５を備えている。アーム１２５はピストン１２２によりシリンダ１２１内をスライド移動され、そのスライドに伴って開閉し、試験片Ｓの把持および開放を行う。そして、圧縮コイルバネ１２６の付勢力に抗してピストン１２２を押し込むことによりアーム１２５は開き、ピストン１２２の押し込みを止めると、圧縮コイルバネ１２６の付勢力でピストン１２２がスライドされてアーム１２５が閉じる。その結果、各レバー１１に設けられたナイフエッジ１２０は、試験片Ｓの左右中央位置に位置決めされ、試験片Ｓに当接するように固定される。ここでは、ピストン１２２を押し出すように付勢する弾性部材として圧縮コイルバネ１２６を用いているが、圧縮バネではなく引っ張りバネでも良いし、ゴム等の他の弾性部材であっても良い。
【００２２】
なお、上述した実施の形態では、断面形状が矩形の板状試験片を例に説明したが、把持部１２５ａの形状を変えることにより、板状試験片に限らず円柱状の試験片にも適用することができる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による伸び計の一実施の形態を示す図である。
【図２】試験片Ｓに取り付けられた状態の伸び計１を示す図である。
【図３】クリッピング機構１２を説明する図であり、（ａ）は水平断面図、（ｂ）は垂直断面図である。
【図４】クリッピング機構１２の詳細を示す図であり、（ａ）はアーム１２５の一方を示す図であり、（ｂ）は軸１２４に固定された一対のアーム１２５を示す図である。
【図５】クリッピング機構１２の動作を説明する図であり、（ａ）〜（ｄ）に動作手順を示す。
【図６】クリッピング機構１２の第２の例を示す図であり、（ａ）はアーム１２５を開いた状態を示し、（ｂ）は試験片Ｓを把持した状態を示す。
【図７】クリッピング機構１２の第３の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：伸び計、２：材料試験機、１０：本体、１１：レバー、１２：クリッピング機構、１２０：ナイフエッジ、１２１：シリンダ、１２２：ピストン、１２５：アーム、１２５ａ：把持部、１２６：圧縮コイルバネ、Ｓ：試験片
【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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