(57)【要約】【課題】  比較的小さな力で試料を容易にかつ破断面が試料の長手方向と直交するように破断することができる試料破断装置を提供する。【解決手段】  試料１を小片Ａに破断する試料破断用治具１０は、試料１の切断箇所を挟んでその両側をそれぞれ保持する第１、第２の保持部材１１、１２を備えている。第１の保持部材１１は、試料１の湯口固化部３を固定するねじ体１４と、試料１を保持する保持部１５とを備えている。保持部１５は、試料１が貫通する貫通孔２５を有している。第２の保持部材１２は、凹陥部３０を有する筒部２０と把持部３１とからなり、試料１の破断側端部を凹陥部２５に挿入し、この状態で第２の保持部材１２を上方または下方に回動させることにより、試料１の切断箇所を破断する。【選択図】        図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
板状の鋳物片からなる試料を破断する試料破断用治具であって、
前記試料の破断箇所を挟んでその両側をそれぞれ保持する第１、第２の保持部材を備えたことを特徴とする試料破断用治具。
【請求項２】
請求項１記載の試料破断用治具において、
前記第１の保持部材は、前記試料が貫通する貫通孔を有し、
前記第２の保持部材は、前記試料の前記貫通孔から突出する突出端部が挿入される凹陥部を有する筒部と、この筒部に設けられた把持部とを備えていることを特徴とする試料破断用治具。
【請求項３】
請求項１または２記載の試料破断用治具において、
前記第１の保持部材は、前記試料の湯口固化部を固定する固定手段を備えていることを特徴とする試料破断用治具。
【請求項４】
板状の鋳物片からなる試料を破断する試料破断装置であって、
前記試料の破断箇所を挟んでその両側をそれぞれ保持する第１、第２の保持部材と、破
断機構とを備え、
前記第２の保持部材は前記第１の保持部材の一端に上下方向に回動自在に設けられるとともに、復帰用ばねによって上方への復帰習性が付与されており、
前記破断機構は、前記試料の破断時に前記第２の保持部材を回動下降させることにより前記試料を破断することを特徴とする試料破断装置。
【請求項５】
請求項４記載の試料破断装置において、
前記破断機構は、前記第２の保持部材の上方に設けられた上下動自在なロッドと、このロッドに上方への復帰習性を付与する復帰用ばねと、前記ロッドを下降させる手段とを備えたことを特徴とする試料破断装置。
【請求項６】
請求項５記載の試料破断装置において、
前記ロッドを下降させる手段が、レバー、ソレノイド、シリンダ、モータのうちのいずれか１つであることを特徴とする試料破断装置。
【請求項７】
請求項４または５記載の試料破断装置において、
試料の湯口固化部を破断する湯口固化部破断部を備えていることを特徴とする試料破断装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、アルミニウム等の溶湯の清浄度を測定する際に用いられる試料破断用治具および試料破断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
不純物である非金属介在物等が混入しているアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯をそのまま鋳型に注入して鋳造すると、不純物が鋳物品の強度や伸びを低下させ破断の原因となる。このため、鋳造工程の前処理工程として、濾過等によって溶湯中の不純物を除去することにより溶湯を清浄にしている。しかしながら、このような不純物の除去処理を行なっても、肉眼では溶湯がどの程度清浄になったかは判断できない。そこで、鋳物工場などにおいては、通常溶湯の一部を採取し、これを試料用鋳型に鋳込むことにより板状の鋳物片からなる試料を製作し、この試料を所定の大きさに破断してその破断面を目視、拡大鏡、光学顕微鏡等で観察し、不純物の総数を測定することにより、溶湯の清浄度を評価するようにしている（例えば、特許文献１参照）。なお、このような鋳物試料の測定方法をＫモールド法と呼んでいる。
【０００３】
前述したＫモールド法に用いられる試料としては、例えば、特許文献２に記載されている試料が知られている。この試料１は、図６に示すようにアルミニウムまたはアルミニウム合金によって細長い板状に形成されており、表面に複数個の破断用ノッチ２が長方向に所定の間隔をおいて形成されている。また、この試料１は、鋳造後に鋳型から取り出された直後のものであるため、一端に固化した湯口（以下、湯口固化部という）３が残っている。不純物の測定に際しては、試料１を万力等で挟んで固定し、湯口固化部３をハンマー等で打撃して破断除去した後、さらにハンマー等で試料１を打撃して破断用ノッチ２部分で破断することにより、小片Ａとし、その破断面を目視、拡大鏡、光学顕微鏡等によって観察する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３５１０号公報
【特許文献２】実開昭４９−１１９４１９号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来は作業者がハンマー等の打撃によりで試料１を破断していたため、試料１の挟持の仕方や打撃の方向によっては破断面が試料１の長手方向と直交するように破断することが難しく、斜めに破断する場合があった。このように斜めに破断すると、目視、拡大鏡、光学顕微鏡等で破断面を観察したとき、観察面によっては焦点距離がずれてしまうため、鮮明な破断面を観察することができず、その都度焦点距離を調整する必要が生じるという問題があった。また、ハンマー等で試料１を打撃すると、その衝撃が手に伝わって痺れるため、試料１の破断回数が多くなると腕を痛めるといった問題もあった。
【０００６】
本考案は、上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構造で比較的小さな力で試料を容易にかつ破断面が試料の長手方向と直交するように破断し得るようにした試料破断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本考案は、板状の鋳物片からなる試料を破断する試料破断用治具であって、前記試料の破断箇所を挟んでその両側をそれぞれ保持する第１、第２の保持部材を備えたものである。
【０００８】
また、本考案に係る試料破断用治具は、前記第１の保持部材が前記試料が貫通する貫通孔を有し、前記第２の保持部材が前記試料の前記貫通孔から突出する突出端部が挿入される凹陥部を有する筒部と、この筒部に設けられた把持部とを備えているものである。
【０００９】
また、本考案に係る試料破断用治具は、前記第１の保持部材が前記試料の湯口固化部を固定する固定手段を備えているものである。
【００１０】
また、本考案は、板状の鋳物片からなる試料を破断する試料破断装置であって、前記試料の破断箇所を挟んでその両側をそれぞれ保持する第１、第２の保持部材と、破断機構とを備え、前記第２の保持部材は前記第１の保持部材の一端に上下方向に回動自在に設けられ、前記破断機構は、前記試料の破断時に前記第２の保持部材を回動下降させることにより前記試料を破断するものである。
【００１１】
また、本考案に係る試料破断装置は、前記破断機構が、前記第２の保持部材の上方に設けられた上下動自在なロッドと、このロッドに上方への復帰習性を付与する復帰用ばねと、前記ロッドを下降させる手段とを備えたものである。
【００１２】
また、本考案に係る試料破断装置は、前記ロッドを下降させる手段が、レバー、ソレノイド、シリンダ、モータのうちのいずれか１つである。
【００１３】
さらに、本考案に係る試料破断装置は、試料の湯口固化部を破断する湯口固化部破断部を備えているものである。
【考案の効果】
【００１４】
本考案に係る試料破断用治具おいては、第１、第２の保持部材を備えているので、これら保持部材を互いに突き合わせて試料の破断箇所を挟んで一端部側と他端部側をそれぞれ保持し、両保持部材を相対的に傾斜させて試料を折り曲げると、前記破断箇所を破断することができる。したがって、ハンマー等によって打撃する必要がなく、破断作業を容易に行うことができる。また、第１、第２の保持部材によって破断箇所を保持しているので、ハンマー等によって打撃する場合に比べて破断箇所を真っ直ぐに破断することができる。
【００１５】
また、固定手段によって試料の湯口固化部を固定し、試料を折り曲げると湯口固化部を破断することができる。
【００１６】
また、本考案に係る試料破断装置においては、破断機構によって第２の保持部材を回動させることにより、試料の第２の保持部材に保持されている突出端部を破断することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本考案を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本考案に係る試料破断用治具の一実施の形態を示す外観斜視図、図２は図１のII−II線断面図である。これらの図において、全体を参照符号１０で示す試料破断用治具１０は、試料１の破断箇所の両側をそれぞれ保持する第１の保持部材１１と第２の保持部材１２とを備えている。
【００１８】
前記試料１は、図６に示した試料１と同一のものであって、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって細長い板状に形成された鋳物片からなり、その一端には側面視三角形の湯口固化部３が残っている。また、試料１の表面には、破断箇所を示すとともに破断時に小さな操作力で破断し得るようにするために破断用ノッチ２が長手方向に所定の間隔をおいて形成されている。このような破断用ノッチ２は、試料１の鋳造と同時に形成されるが、これに限らず鋳造後にたがね等によって形成されるものであってもよい。また、破断箇所を示すものとしては、ノッチ２の代わりに試料１の長手方向と直交し幅方向全長にわたって延在するＶ字状の溝であってもよい。
【００１９】
前記第１の保持部材１１は、細長い板体からなり、一端部の上方に前記試料１の湯口固化部３を固定する湯口固化部を第１の保持部材１１の上面に固定する固定手段としてのねじ体１４が配設されている。このねじ体１４は、前記第１の保持部材１１の上面一端側に設けられた門型形状（下向きコ字状）のフレーム１５の上面中央に形成されたねじ孔に上方から螺合して下端部が前記フレーム１５の内部に位置し、上端側にはハンドル１６が取付けられ、下端には前記湯口固化部３の頂部３ａを押圧する円板状の押圧板１７が取付けられている。なお、フレーム１５と第１の保持部材１１との間に形成された空間１９は、湯口固化部３より大きな幅と高さを有し、第１の保持部材１１の長手方向と直交する両側が開放している。
【００２０】
前記第１の保持部材１１の上面で他端寄りには、前記湯口固化部３が破断除去された後の試料１を保持する保持部２０が設けられている。この保持部２０は、前記フレーム１５よりも背の低い下向きコ字状のフレーム２４によって形成され、このフレーム２４と第１の保持部材１１の上面との間に形成された空間が前記試料１が貫通する貫通孔２５を形成している。貫通孔２５は、試料１の幅および厚さより若干大きな幅および高さを有し、前記フレーム１５と同様に第１の保持部材１１の長手方向と直交する両側が開放している。
【００２１】
前記第２の保持部材１２は、前面に前記試料１の破断側端部が挿入される凹陥部３０を有する角形の筒部２９と、この筒部２９の背面中央に突設された棒状の把持部３１とで構成されている。前記凹陥部３０は、試料１の幅および厚さより若干大きな幅および高さを有し、奥行き寸法が試料１から破断される小片Ａの長さと略等しく設定されている。
【００２２】
次に、このような構造からなる試料破断用治具１０による試料１の破断動作について説明する。
先ず、最初に湯口固化部３を破断する。湯口固化部３の破断は、湯口固化部３をフレーム１５の空間１９内に挿入して固定用ねじ１４を締付け、押圧板１７によって湯口固化部３の頂部３ａを押圧し、湯口固化部３を第１の保持部材１１の上面に押し付ける。これにより、湯口固化部３は第１の保持部材１１と押圧板１７によって挟持される。そして、この状態で試料１の湯口固化部３側とは反対側端部を手で把持して図２において矢印３４で示すように押し下げるか、または第２の保持部材１２の凹陥部３０に試料１の湯口固化部３側とは反対側端部を嵌合し、この状態で把持部３１を手で把持して第２の保持部材１２を矢印３４方向に回動させることにより、試料１と湯口固化部３との接続部３５が破断し、試料１から湯口固化部３を除去する。
【００２３】
次に、湯口固化部３が破断除去された試料１を第１の保持部材１１の貫通孔２５にその一端側開口部から挿入して他端側開口部から外部に一定量突出させる。この突出端部Ａは、試料１から破断されると小片Ａとなる部分である。突出端部Ａの突出寸法Ｌが適正であるか否かは、突出端部Ａに最も近い破断用ノッチ２によって容易に確認することができる。すなわち、破断用ノッチ２が貫通孔２５の内側に位置していて外部から視認できない場合は、突出寸法Ｌが未だ不十分であると判断し、貫通孔２５より若干外側に位置し視認できる場合は、適正な突出寸法Ｌであると判断する。
【００２４】
次に、試料１の突出端部Ａに第２の保持部材１２の凹陥部３０を嵌合し、筒部２９の開口端面をフレーム２４の端面に突き当てる。そして、この状態で第２の保持部材１２を下方に回動させると、突出端部Ａが破断用ノッチ２に沿って破断され、小片Ａとなる。さらに、次の小片Ａを破断するときは、試料１を前進させて貫通孔２５から一定量突出させ、その突出端部を第２の保持部材１２によって同様に破断する。
【００２５】
このように本考案に係る試料破断用治具１０は、第１、第２の保持部材１１、１２を用いて試料１を小片Ａに破断するようにしているので、ハンマー等の打撃手段によって打撃する必要がなく、作業者の肉体的負担を軽減することができる。また、打撃の場合は打撃方向のばらつきにより、小片Ａの破断面が真っ直ぐに破断されないことがあるが、本考案に係る試料破断用治具１０は、フレーム２４と筒部２９を突き合わせて第２の保持部材１２を回動させるだけでよいので、常に同じ状態で破断することができ、破断面が試料１の長手方向と直交する小片Ａを得ることができる。
【００２６】
図３は本考案に係る試料破断装置の一実施の形態の一部を破断して示す正面図、図４は保持部の左側面図、図５は湯口固化部破断部の側面図である。これらの図において、全体を符号４０で示す試料破断装置は、試料１の破断箇所を挟んでその両側をそれぞれ保持する第１、第２の保持部材４２、４３と、試料１の破断箇所を破断しを小片Ａにする破断機構４４等で構成されている。
【００２７】
第１の保持部材４２は、左右方向に細長い板体からなり、基台４５に立設した支持脚４６上に設置されている。また、第１の保持部材４２の上面左端側には、試料１を保持する保持部４７が設けられている。この保持部４７は、下向きコ字状の本体４８Ａと、この本体４８Ａの両端に延設された左右一対の固定部４８Ｂ、４８Ｂとを一体に有するフレーム４８によって構成され、これらの固定部４８Ｂが前記第１の保持部材４２の上面に複数個の六角穴付きボルト４９によって固定されている。第１の保持部材４２とフレーム４８との間に形成された空間は、前記試料１が貫通する貫通孔５０を形成している。この貫通孔５０は、第１の保持部材４２の長手方向の両側に開口し、左端側開口面が第１の保持部材４２の左端面と略同一面を形成している。なお、貫通孔５０の両側壁部には、試料１のバリ５３を収納する溝５４が全長にわって形成されている。
【００２８】
前記第１の保持部材４２の前面には、試料１の湯口固化部３を破断除去する湯口固化部破断部５５が設けられている。この湯口固化部破断部５５は、図５に示すように側面視台形状に形成され、左右両側面および表面に開放する台形状の溝５８を有する金属製部材５６によって構成され、湯口固化部３の破断時に溝５８に湯口固化部３が試料破断装置４０の側方からはめ込まれるようになっている。なお、本実施の形態においては湯口固化部破断部５５を第１の保持部材４２の前面に設けた例を示したが、これに限らず第１の保持部材４２の側面、支持脚４６の適宜箇所、後述する取付板６８等に設けてもよい。
【００２９】
前記第２の保持部材４３は、試料１から破断される小片Ａの長さと略等しい長さの板体からなり、前記第１の保持部材４２の左側面にヒンジ６０を介して上下方向に回動自在に配設されている。また、第２の保持部材４３は、復帰用ばね６７によって上方への回動習性が付与されていることにより、通常は図３に実線で示すように右端面が第１の保持部材４２の左端面に当接して水平な状態に保持され、この状態において第１、第２の保持部材４２、４３の上面が同一面を形成している。第２の保持部材４３の回動角度は、略４５°で、水平な状態から図３に二点鎖線で示すように下方に最大角度回動すると、ストッパ６２に当接してそれ以上の回動が制限される。
【００３０】
第２の保持部材４３の上面には、前記第１の保持部材４２の保持部４７から左方に突出する試料１の突出端部を保持する保持部６３が設けられている。この保持部６３は、下向きコ字状の金属製フレーム６４によって構成されており、このフレーム６４と第２の保持部材４３との間には前記試料１の突出端部が挿入される貫通孔６５が形成している。また、フレーム６４の左端には、前記破断機構４４の下方に延在する被押圧部６４Ａが一体に延設されている。被押圧部６４Ａの上面にはフェルト６６が固着されている。前記復帰用ばね６７は、引張りコイルばねからなり、下端が前記被押圧部６４Ａの先端に係止され、上端が前記基台４５に立設した取付板６８に係止されている。
【００３１】
前記破断機構４４は、試料１の破断時に前記第２の保持部材４３を下方に回動させる機構であって、第２の保持部材４３の上方、厳密にはフレーム６４の被押圧部６４Ａの上方に上下動自在に設けられたロッド７０と、このロッド７０に上方への復帰習性を付与する復帰用ばね７１と、試料１の破断時に前記ロッド７０を押し下げる押し下げ手段としてのレバー７２等で構成されている。ロッド７０は、前記取付板６８の前面上部に固定されたガイド部材７３に上下方向に摺動自在に配設されており、下端に前記フレーム６４の被押圧部６４Ａを押圧する押圧子７４が取付けられている。復帰用ばね７１は圧縮コイルばねからなり、ロッド７０に装着され、ロッド７０の高さ方向中間部に設けた係止部７５とガイド部材７３の底板部７３ａとの間に弾装されている。
【００３２】
前記レバー７２は、ロッド７０の上方にこれと略直交するように配設されており、基端部７２Ａが前記取付板６８の前面に突設した軸７７に上下方向に回動自在に軸支され、中間部の下面に前記ロッド７０の上端が圧接されることにより、通常は略水平な状態に保持されている。レバー７２の基端部７２Ａはロッド７０より右方に位置し、操作部７２Ｂはロッド７０より右方に位置している。なお、押圧子７４の下面には、復帰用ばね６７のばね力によって前記フェルト６６が圧接されている。
【００３３】
前記取付板６８の前面下部には、第１の保持部材４２から第２の保持部材４３側に突出する試料１の突出端部の突出寸法を規定するストッパ７８が突設されている。この突出寸法は、破断される小片Ａの長さと等しい。
【００３４】
次に、上記構造からなる試料破断装置４０による試料１の破断動作について説明する。
先ず、図５に示すように試料１の湯口固化部３を金属製部材５６の溝５８に嵌め込み、試料１を把持して上方に回動させると、試料１と湯口固化部３との接合部３５が破断し、湯口固化部３が試料１から除去される。
【００３５】
次に、湯口固化部３が除去された試料１を第１の保持部材４２の上面右端部に載置して左端部を保持部４７の貫通孔５０に挿入して貫通させ、第２の保持部材４３の保持部６３内に挿入する。試料１は、保持部６３に所定量挿入されると、左端がストッパ７８に当接して停止する。
【００３６】
次に、この状態において、レバー７２を手で下方に回動させてロッド７０を復帰用ばね７１に抗して押し下げる。ロッド７０はレバー７２によって押し下げられると、押圧子７４がフェルト６６を介してフレーム６４の被押圧部６４Ａを押し下げるため、第２の保持部材４３はヒンジ６０を回動中心として復帰用ばね６７に抗して図３に二点鎖線で示すように下方に所定角度回動する。このため、試料１の第１の保持部材４２から第２の保持部材４３側に突出している突出端部が下方に折り曲げられて破断し小片Ａとなる。
【００３７】
小片Ａの破断が終了すると、レバー７２を上方に回動復帰させ、ロッド７０の押圧状態を解除する。このため、ロッド７０は復帰用ばね７１のばね力によって初期位置に上昇復帰し、第２の保持部材４３の押圧状態を解除する。このため、第２の保持部材４３も復帰用ばね６７のばね力によって上方に回動し、元の水平な状態に復帰する。なお、さらに試料１を破断する場合は、試料１を前進させて第１の保持部材４２から所定量突出させ、破断機構４４によって上述したと同様に破断すればよい。
【００３８】
このような構造からなる試料破断装置４０においては、レバー７２を用い、てこの原理を利用してロッド７０を押し下げるようにしているので、比較的小さな操作力で試料１を破断することができるという利点がある。
【００３９】
なお、上記した実施の形態においては、ロッド７０を下降させる手段として手動操作されるレバー７２を用いたが、エアシリンダ、ソレノイド、駆動モータ等の駆動装置を用いてロッド７０を動作させるようにしてもよい。その場合はスイッチのＯＮ、ＯＦＦ操作だけで駆動装置を駆動することができるため、作業者の肉体的負担を一層軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本考案に係る試料破断用治具の一実施の形態を示す外観斜視図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本考案に係る試料破断装置の一実施の形態の一部を破断して示す正面図である。
【図４】保持部の側面図である。
【図５】湯口固化部破断部の側面図である。
【図６】試料の斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…試料、２…破断用ノッチ、３…湯口固化部、１０…試料破断用治具、１１…第１の保持部材、１２…第２の保持部材、１４…固定用ねじ、２０…保持部、２５…貫通孔、２９…筒部、３０…凹陥部、３１…把持部、４０…試料破断装置、４２…第１の保持部材、４３…第２の保持部材、４４…破断機構、４７…保持部、５５…湯口固化部破断部、６３…保持部、６７…復帰用ばね、７０…ロッド、７１…復帰用ばね、７２…レバー。
【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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