特開 2022-168748 引張試験器用把持具及びそれを備えた引張試験器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022168748

(43)【公開日】2022-11-08

(54)【発明の名称】引張試験器用把持具及びそれを備えた引張試験器

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/04 20060101AFI20221031BHJP

【ＦＩ】

G01N3/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021074426

(22)【出願日】2021-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】518024150

【氏名又は名称】日本ヘルスケアエンジニア協会合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003096

【氏名又は名称】特許業務法人第一テクニカル国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】花之内 健仁

【テーマコード（参考）】

2G061

【Ｆターム（参考）】

2G061AA01

2G061AB01

2G061CC04

2G061EA01

2G061EA02

2G061EB02

2G061EB05

(57)【要約】

【課題】試験対象の被把持物を挟むときの力を簡単に自在に調節し、把持を緩みにくくする。また、被把持物において挟み代を十分に確保できない場合にも対応可能で、ピンポイントで所望の箇所を掴めるようにする。
【解決手段】引張試験器用把持具３，３’は、基部３２，４２と反対側の先端部３３，４３どうしが互いに離間した第１及び第２挟持部３０，４０と、第１及び第２挟持部３０，４０の先端部３３，４３に設けられた第１及び第２爪部３４，４４と、第１及び第２挟持部３０，４０の外周を取り囲むようにまとめて挿通し第１及び第２挟持部３０，４０の長手方向に移動自在な移動部材５０と、を有する。移動部材５０を基部３２，４２側に移動させると第１爪部３４と第２爪部４４とが離間し、移動部材５０を先端部３３，４３側に移動させると第１爪部３４と第２爪部４４とが近接する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

引張試験器に装着され、試験対象の被把持物を把持するための引張試験器用把持具であって、
基部どうしが互いに連結されるとともに、常には前記基部と反対側の先端部どうしが互いに離間するように構成された第１挟持部及び第２挟持部と、
前記第１挟持部及び前記第２挟持部の前記先端部に、互いに歯先が向かい合うようにそれぞれ設けた第１爪部及び第２爪部と、
互いに連結された前記第１挟持部及び前記第２挟持部の外周を取り囲むようにそれら第１挟持部及び第２挟持部をまとめて挿通し、当該第１挟持部及び当該第２挟持部の長手方向に移動自在に設けられた移動部材と、
を有し、
前記移動部材を前記基部側に移動させると前記第１爪部と前記第２爪部とが離間し、前記移動部材を前記先端部側に移動させると前記第１爪部と前記第２爪部とが近接する
ように構成したことを特徴とする、引張試験器用把持具。

【請求項2】

請求項１記載の引張試験器用把持具において、
前記第１挟持部及び前記第２挟持部それぞれの前記基部が設けられるベース部材をさらに有し、
前記第１挟持部及び前記第２挟持部それぞれの前記基部は、
前記ベース部材を介し、互いに連結されている
ことを特徴とする引張試験器用把持具。

【請求項3】

請求項２記載の引張試験器用把持具において、
前記第１挟持部及び前記第２挟持部それぞれの前記基部は、
前記ベース部材に対し、着脱可能に取り付けられている
ことを特徴とする引張試験器用把持具。

【請求項4】

試験対象の被把持物の一方側と他方側とをそれぞれ把持する一対の引張試験器用把持具と、
前記一対の引張試験器用把持具を互いに遠近させる駆動手段と、
を有する引張試験器であって、
前記一対の引張試験器用把持具のそれぞれを、
基部どうしが互いに連結されるとともに、常には前記基部と反対側の先端部どうしが互いに離間するように構成された第１挟持部及び第２挟持部と、
前記第１挟持部及び前記第２挟持部の前記先端部に、互いに歯先が向かい合うようにそれぞれ設けた第１爪部及び第２爪部と、
互いに連結された前記第１挟持部及び前記第２挟持部の外周を取り囲むようにそれら第１挟持部及び第２挟持部をまとめて挿通し、当該第１挟持部及び当該第２挟持部の長手方向に移動自在に設けられた移動部材と、
を有し、
前記移動部材を前記基部側に移動させると前記第１爪部と前記第２爪部とが離間し、前記移動部材を前記先端部側に移動させると前記第１爪部と前記第２爪部とが近接する
ように構成したことを特徴とする、引張試験器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、試験対象の被把持物を把持するための引張試験器用把持具及びそれを備えた引張試験器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、試験対象の被把持物の引張試験を行うための引張試験器においては、試験対象の被把持物の両端部をそれぞれ把持する一対のグリップ（引張試験器用把持具）を備えており、引張試験器用把持具同士が接近・離反可能に構成されている。そして、引張試験の際には、引張試験器用把持具間を離反させることによって、被把持物に引張負荷を与えることができる。ここで、引張試験器用把持具としては、把持具本体に収容された一対の掴み歯を把持具本体に形成された斜面に沿って移動させることによって被把持物を挟着／解放する形式の把持具（例えば、特許文献１参照）など、種々の形式のものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－１６２３１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来の引張試験器用把持具では、掴み歯同士の間で試験対象の被把持物を挟むときの力を調節することが難しく、被把持物への把持が緩みやすいことがある。特に、生体などが試験対象となる場合には、被把持物への把持が緩まない程度の力加減で被把持物を挟むことが要求される。
また、上記従来の引張試験器用把持具では、掴み歯の挟み代が大きいため、被把持物における挟み代を確保することが必要になる。しかし、生体などが試験対象となる場合には、連続的に形成された硬さの異なる複数の組織の一部だけを挟むことが必要になることもあり、このような場合には、被把持物において挟み代を確保することが難しく、ピンポイントで被把持物の所望の箇所を掴むことが難しい。

【0005】

本発明の目的は、試験対象の被把持物を挟むときの力を簡単に自在に調節でき、被把持物への把持を緩みにくくできる引張試験器用把持具及びそれを備えた引張試験器を提供することにある。また、被把持物において挟み代を十分に確保できない場合にも対応可能で、ピンポイントで被把持物の所望の箇所を掴むことができる引張試験器用把持具及びそれを備えた引張試験器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本願発明は、引張試験器に装着され、試験対象の被把持物を把持するための引張試験器用把持具であって、基部どうしが互いに連結されるとともに、常には前記基部と反対側の先端部どうしが互いに離間するように構成された第１挟持部及び第２挟持部と、前記第１挟持部及び前記第２挟持部の前記先端部に、互いに歯先が向かい合うようにそれぞれ設けた第１爪部及び第２爪部と、互いに連結された前記第１挟持部及び前記第２挟持部の外周を取り囲むようにそれら第１挟持部及び第２挟持部をまとめて挿通し、当該第１挟持部及び当該第２挟持部の長手方向に移動自在に設けられた移動部材と、を有し、前記移動部材を前記基部側に移動させると前記第１爪部と前記第２爪部とが離間し、前記移動部材を前記先端部側に移動させると前記第１爪部と前記第２爪部とが近接するように構成したことを特徴とする。

【0007】

本願発明の引張試験器用把持具では、移動部材を基部側に移動させたり先端部側に移動させたりすることで第１・第２爪部の間の距離を調整できるため、爪部同士の間で試験対象の被把持物を挟むときの力を簡単に自在に調節できる。その際、移動部材と第１・第２挟持部との間の適宜の摩擦により移動部材を任意の場所で固定できるので、被把持物への把持が緩むことがない。

【0008】

また、本願発明の引張試験器用把持具では、爪部を十分に細くしても所望の把持力を得ることができるので、被把持物において挟み代を十分に確保できない場合にも対応可能であり、ピンポイントで被把持物の所望の箇所を掴むこともできる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、試験対象の被把持物を挟むときの力を簡単に自在に調節でき、被把持物への把持を緩みにくくできる。また、被把持物において挟み代を十分に確保できない場合にも対応可能で、ピンポイントで被把持物の所望の箇所を掴むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態による引張試験器を表す全体構造図である。

【図2】本発明の一実施形態による引張試験器用把持具を表す斜視図（第１爪部と第２爪部とが離間した状態）である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】移動部材を表す平面図である。

【図5】図２及び図７のＢ－Ｂ断面図である

【図6】ベース部材を表す平面図である。

【図7】本発明の一実施形態による引張試験器用把持具を表す斜視図（第１爪部と第２爪部とが近接した状態）である。

【図8】図７のＡ－Ａ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

【0012】

＜引張試験器の全体構造及び動作＞
本実施形態による引張試験器１を説明する図を図１に示す。本実施形態による引張試験器１は、マイクロメータヘッド１２を利用して引張試験器用把持具３，３’を駆動する構造を有している。マイクロメータヘッド１２は、ねじの回転に対応して軸線方向に移動するスピンドルの送り量を、スリーブ及びシンブルの目盛によって読み取ることが可能な測定器であり、精密で超低速の駆動が可能となっている。また、引張試験器１は、力を測定するためのロードセル５を有する。マイクロメータヘッド１２はシンブルを回転させることにより駆動する。シンブルにはプーリ１１が固定され、そのプーリ１１を駆動するための駆動源としては、サーボモータ８が用いられ、駆動伝達装置としては、ベルト１０等が用いられる。駆動によりシンブルの位置が動くため、それを補う十分な幅のプーリ１１を有するものが好ましい。

【0013】

具体的には、引張試験器１は、基礎台４の上にマイクロメータヘッド１１、ロードセル５等を支える支持台６が脚７により設けられている。上側の引張試験器用把持具３はロードセル５の下端部に固定されている。下側の引張試験器用把持具３’は、マイクロメータヘッド１２のスピンドルの上端部に固定され、サーボモータ８により上下に昇降するように駆動される。サーボモータ８の駆動力はそのシャフトに設けられたプーリ９からベルト１０によりプーリ１１に伝達され、
プーリ１１のシャフトからマイクロメータヘッド１２を介して引張試験器用把持具３’に伝達される。これにより、引張試験器用把持具３’は微速度で昇降を制御することができるようになっている。つまり、サーボモータ８、プーリ９、ベルト１０、プーリ１１、及び、マイクロメータヘッド１２は、一対の引張試験器用把持具３，３’を互いに遠近させる駆動手段として機能している。

【0014】

なお、ここでは、引張試験器１として、マイクロメータヘッド１２を有する構造を使用しているが、これに限定されるものではなく、他の構造の引張試験器を使用してもよい。

【0015】

＜引張試験器用把持具の構造＞
次に、本実施形態による引張試験器用把持具３，３’を説明する図を図２～図８に示す。なお、引張試験器用把持具３と引張試験器用把持具３’はいずれも同じ構造であるため、以下の説明では両把持具３，３’の各部に同じ符号を付している。

【0016】

引張試験器用把持具３，３’は、第１及び第２挟持部３０，４０と、第１及び第２爪部３４，４４と、移動部材５０と、を有している。

【0017】

第１及び第２挟持部３０，４０はそれぞれ、細長い略板状の部材であり、基部３２，４２と反対側の先端部３３，４３どうしが互いに離間して配置されている。ここでは、軸心Ｏを挟んで互いに左右に対向するように第１及び第２挟持部３０，４０が設けられている（図２、図３、図５、図７及び図８参照）。具体的には、第１挟持部３０は、基部３２から軸心Ｏから離れる方向に傾斜しながら延びる傾斜部３１を有しており、傾斜部３１の先端に軸心Ｏに近づく方向に延びる先端部３３が形成されている。第２挟持部４０は、基部３２に対して軸心Ｏを挟んで左右に対向するように配置された基部４２から軸心Ｏから離れる方向に傾斜しながら延びる傾斜部４１を有しており、傾斜部４１の先端に軸心Ｏに近づく方向に延びる先端部４３が形成されている。これにより、第１挟持部３０の傾斜部３１と第２挟持部４０の傾斜部４１とは、基部３２，４２側から先端部３３，４３側に向かうにつれて離間距離が大きくなっている。なお、傾斜部３１，４１の離間距離は、基部３２，４２付近で最小（＝離間距離Ｗ１）になっている（図３参照）。基部３２，４２はそれぞれ、傾斜部３１，４１の基端から軸心Ｏから離れる方向に延びる部分である。基部３２，４２にはそれぞれ、ベース部材６０（後述）にネジ止めするための固定孔３５，４５と、ベース部材６０に係止するための係止爪３６，４６と、が形成されている。なお、ここでは、基部３２，４２のそれぞれに２つの係止爪３６，４６が形成されているが（図５参照）、これに限定されるものではない。

【0018】

第１及び第２爪部３４，４４は、被把持物２を把持する部分であり、第１及び第２挟持部３０，４０の先端部３３，４３にそれぞれ設けられている。第１及び第２爪部３４，４４は、軸心Ｏを挟んで互いに歯先が向かい合うように設けられている（図２及び図７参照）。

【0019】

また、引張試験器用把持具３，３’は、第１挟持部３０及び第２挟持部４０それぞれの基部３２，４２が設けられるベース部材６０をさらに有している。そして、第１挟持部３０及び第２挟持部４０それぞれの基部３２，４２は、ベース部材６０を介し、互いに連結されている。具体的には、ベース部材６０は、略円形状の部材であり、基部３２，４２の固定孔３５、４５に対応する位置に固定孔６２，６４と、基部３２，４２の係止爪３６，４６を嵌め込むための係止孔６３，６５と、が形成されている（図３、図６及び図８参照）。これにより、第１挟持部３０及び第２挟持部４０それぞれの基部３２，４２は、係止爪３６，４６をベース部材６０の係止孔６３，６５に嵌め込むことによって係止され、固定孔３５、４５及び固定孔６２，６４の位置で基部固定ネジ７０，８０によってネジ止めされている（図２、図３、図５、図７及び図８参照）。言い換えれば、基部３２，４２は、ベース部材６０に対して、基部固定ネジ７０，８０や係止爪３６，４６によって、着脱可能に取り付けられている。また、ベース部材６０には、軸心Ｏを中心とする固定孔６１が形成されており（図６参照）、ベース固定ネジ９０によってロードセル５の下端部やマイクロメータヘッド１２のスピンドルの上端部に回転不能に固定されている（図２、図３、図７及び図８参照）。

【0020】

移動部材５０は、第１及び第２挟持部３０，４０の外周を取り囲むようにまとめて挿通し第１及び第２挟持部３０，４０の長手方向に移動自在な部材である。具体的には、移動部材５０は、略平板状の部材であり、略中央に第１及び第２挟持部３０，４０の傾斜部３１，４１を挿通する角孔５１が形成されている。傾斜部３１，４１が離間する方向の角孔５１の寸法Ｗ２は、傾斜部３１，４１の最小離間距離Ｗ１と略同じ又はわずかに大きくなるように設定されている（図２、図３及び図４参照）。移動部材５０には、移動部材５０を第１及び第２挟持部３０，４０の長手方向に移動させる際に、移動部材５０を指で摘みやすくするための摘み部５２が形成されている。ここでは、摘み部５２は、水平方向に突出した略円形状の部分である。これにより、移動部材５０を基部３２，４２側（すなわち、図７及び図８の矢印Ｃとは反対の方向）に移動させると、傾斜部３１，４１が図７及び図８の矢印Ｄとは反対の方向に移動して、引張試験器用把持具３，３’は、図２及び図３に示されるように、第１爪部３４と第２爪部４４とが離間した被把持物２を把持しない状態になる。また、移動部材５０を先端部３３，４３側（すなわち、図７及び図８の矢印Ｃの方向）に移動させると、傾斜部３１，４１が図７及び図８の矢印Ｄの方向に移動して、引張試験器用把持具３，３’は、図７及び図８に示されるように、第１爪部３４と第２爪部４４とが近接した被把持物２を把持する状態になる。

【0021】

＜引張試験器用把持具の操作＞
本実施形態による引張試験器用把持具３，３’では、移動部材５０の操作によって、試験対象の被把持物２を把持することができるようになっている。ここで、本実施形態による引張試験器用把持具３，３’は、生体などが試験対象となる場合に有利な構造を有している。

【0022】

引張試験器用把持具３，３’によって試験対象の被把持物２を把持する際には、まず、図２及び図３に示すように、移動部材５０の摘み部５２を指で摘んで第１及び第２挟持部３０，４０の基部３２，４２側に移動させることによって、第１爪部３４と第２爪部４４とが離間した状態にしておく。

【0023】

次に、図３に示すように、第１爪部３４と第２爪部４４との間に被把持物２を挟む。このとき、第１及び第２爪部３４，４４が細いため、被把持物２の挟み代を確保する必要がない。また、生体などが試験対象となる場合には、連続的に形成された硬さの異なる複数の組織の一部だけを挟むことができる。

【0024】

次に、図７及び図８に示すように、移動部材５０の摘み部５２を指で摘んで第１及び第２挟持部３０，４０の先端部３３，４３側に移動させることによって（図７及び図８の矢印Ｃ参照）、第１爪部３４と第２爪部４４とが近接した状態（図７及び図８の矢印Ｄ参照）にして、引張試験器用把持具３，３’によって被把持物２を把持する。このとき、移動部材５０を移動させる程度によって、被把持物２を挟む力を簡単に調節することができるため、生体などが試験対象となる場合であっても、被把持物２への把持が緩まない程度の力加減で被把持物２を挟むことができる。

【0025】

上記のようにして引張試験器用把持具３，３’によって試験対象の被把持物２を把持した後は、引張試験器１の駆動手段（サーボモータ８、プーリ９、ベルト１０、プーリ１１、及び、マイクロメータヘッド１２）によって引張試験器用把持具３，３’を駆動して引張試験を行う。

【0026】

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の引張試験器１では、試験対象の被把持物２を把持するための引張試験器用把持具３，３’が、基部３２，４２と反対側の先端部３３，４３どうしが互いに離間した第１及び第２挟持部３０，４０と、第１及び第２挟持部３０，４０の先端部３３，４３に設けられた第１及び第２爪部３４，４４と、第１及び第２挟持部３０，４０の外周を取り囲むようにまとめて挿通し第１及び第２挟持部３０，４０の長手方向に移動自在な移動部材５０と、を有しており、移動部材５０を基部３２，４２側に移動させると第１爪部３４と第２爪部４４とが離間し、移動部材５０を先端部３３，４３側に移動させると第１爪部３４と第２爪部４４とが近接するように構成されている。

【0027】

このような構成を有する本実施形態の引張試験器１では、引張試験器用把持具３，３’において、移動部材５０を基部３２，４２側に移動させたり先端部３３，４３側に移動させたりすることで第１・第２爪部３４，４４の間の距離を調整できるため（図２、図３、図７及び図８参照）、爪部３４，４４同士の間で試験対象の被把持物２を挟むときの力を簡単に自在に調節できる。その際、移動部材５０と第１・第２挟持部３０，４０との間の適宜の摩擦により移動部材を任意の場所で固定できるので、被把持物２への把持が緩むことがない。

【0028】

また、本実施形態の引張試験器１では、引張試験器用把持具３，３’において、爪部３４，４４を十分に細くしても所望の把持力を得ることができるので、被把持物２において挟み代を十分に確保できない場合にも対応可能であり、ピンポイントで被把持物２の所望の箇所を掴むこともできる。

【0029】

また、本実施形態では特に、引張試験器用把持具３，３’が、第１挟持部３０及び第２挟持部４０それぞれの基部３２，４２が設けられるベース部材６０をさらに有しており、第１挟持部３０及び第２挟持部４０それぞれの基部３２，４２が、ベース部材６０を介し、互いに連結されている。しかも、第１挟持部３０及び第２挟持部４０それぞれの基部３２，４２は、ベース部材６０に対し、着脱可能に取り付けられている。このため、用途や被把持物２の態様に応じて、種々の種類の第１・第２挟持部３０，４０を交換することが可能である。

【0030】

＜変形例＞
上記実施形態の引張試験器用把持具３，３’においては、ベース部材６０が、軸心Ｏの位置でベース固定ネジ９０によって、ロードセル５の下端部やマイクロメータヘッド１２のスピンドルの上端部に回転不能に固定されている（図２、図３、図７及び図８参照）。この場合には、２つの挟持部３０，４０（爪部３４，４４）で試験対象の被把持物２を把持する角度が常に同じ角度となる。

【0031】

そこで、本変形例では、ベース部材６０を軸心Ｏの位置でロードセル５の下端部やマイクロメータヘッド１２のスピンドルの上端部に回転可能な状態で固定するようにしている。例えば、ベース固定ネジ９０の締め付け力を調整してベース部材６０を回転可能に構成することができる。これにより、ベース部材５０が回転することで２つの挟持部３０，４０で試験対象の被把持物２をいろいろな角度から自在に把持することができる。なお、このとき、抵抗なく回転するようでは不安定になるおそれがあるため、回転するとしても摩擦抵抗を有する状態にするか、若しくは、ダイヤル式になっていて、力を入れないと回転しないようにすることが好ましい。

【0032】

なお、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。

【0033】

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。

【0034】

その他、一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

【符号の説明】

【0035】

１ 引張試験器
２ 被把持物
３，３’ 引張試験器用把持具
８ サーボモータ（駆動手段）
９，１１ プーリ（駆動手段）
１０ ベルト（駆動手段）
１２ マイクロメータヘッド（駆動手段）
３０ 第１挟持部
４０ 第２挟持部
３２，４２ 基部
３３，４３ 先端部
３４ 第１爪部
４４ 第２爪部
５０ 移動部材
６０ ベース部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】