特開 2024-151200 巻取機構および試験片回収システム

(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】P2024151200

(43)【公開日】2024-10-24

(54)【発明の名称】巻取機構および試験片回収システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/04 20060101AFI20241017BHJP

【ＦＩ】

G01N3/04 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023064417

(22)【出願日】2023-04-11

(71)【出願人】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】弁理士法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 俊介

【テーマコード（参考）】

2G061

【Ｆターム（参考）】

2G061AA01

2G061AB01

2G061BA01

2G061CA09

2G061CB01

2G061CC18

2G061DA19

(57)【要約】

【課題】伸びた試験片を適切に回収する。
【解決手段】巻取機構（１００）は、伸びて破断した試験片（Ｔ）を掴んでいるチャック部（６１、６２、８１、８２）から前記試験片（Ｔ）を巻取って回収する巻取機構（１００）であって、前記チャック部（６１、６２、８１、８２）に向けて相対的に進退する巻取部（１２１）を備え、前記巻取部（１２１）は複数の巻取棒（１１８）を備え、前記巻取部（１２１）を回転させて複数の前記巻取棒（１１８）により前記試験片（Ｔ）を巻き取って回収する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

伸びて破断した試験片を掴んでいるチャック部から前記試験片を巻取って回収する巻取機構であって、前記チャック部に向けて相対的に進退する巻取部を備え、前記巻取部は複数の巻取棒を備え、前記巻取部を回転させて複数の前記巻取棒により前記試験片を巻き取って回収する巻取機構。

【請求項2】

前記巻取部は、前記巻取棒を待機位置と巻取位置との間で進退させる進退機構を備える請求項１に記載の巻取機構。

【請求項3】

前記巻取部は、前記巻取棒を前記巻取位置に進出させた状態で前記試験片を巻取り、前記巻取棒を前記待機位置に後退させる際に前記巻取った前記試験片を前記巻取棒から離脱させる請求項２に記載の巻取機構。

【請求項4】

試験片に引張試験を行う試験装置と、伸びて破断した試験片を前記試験装置から回収する回収装置と、を備える試験片回収システムであって、
前記回収装置のチャック部から前記試験片を巻取って回収する巻取機構を備え、前記巻取機構は、前記回収装置のチャック部に向けて相対的に進退する巻取部を備え、前記巻取部は複数の巻取棒を備え、前記巻取部を回転させて複数の前記巻取棒により前記試験片を巻き取って回収する試験片回収システム。

【請求項5】

前記試験装置は、前記試験片の第１端を掴む第１のチャック部と、前記試験片の第２端を掴む第２のチャック部と、を備え、
前記回収装置は、前記第１のチャック部から破断した前記試験片を回収する第１の回収機構と、前記第２のチャック部から破断した前記試験片を回収する第２の回収機構と、を備え、
前記巻取機構は、前記第１の回収機構および前記第２の回収機構のそれぞれに応じて設けられ、
前記第１の回収機構および前記第２の回収機構のそれぞれは、破断した前記試験片を掴む一対の前記チャック部を有し、
前記巻取機構は、対応する前記一対のチャック部の間に相対的に進退可能に設けられる
請求項４に記載の試験片回収システム。

【請求項6】

前記第１の回収機構および前記第２の回収機構のそれぞれは、前記試験片を回収する回収位置と、回収した前記試験片を廃棄する廃棄位置との間を移動可能に設けられ、
前記第１の回収機構および前記第２の回収機構は、前記試験片が破断する前に、前記回収位置に移動され、
前記試験片が破断した場合に、前記一対のチャック部を開放位置から掴み位置に移動させる
請求項５に記載の試験片回収システム。

【請求項7】

前記回収機構が回収位置に移動した場合に、前記一対のチャック部のそれぞれは、前記試験装置の前記第１のチャック部および前記第２のチャック部のうちの対応するチャック部の内側と外側に配置される
請求項５または６に記載の試験片回収システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、巻取機構および試験片回収システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、チャックにより試験片の両端を掴み、試験片の破断試験を行う試験機が知られている。この種の試験機では、試験片回収装置を備えている場合があり、破断後の試験片をチャックから自動的に取り出すことがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、破断後も大きく収縮しないフィルムなどで構成された試験片を回収する構成が記載されている。特許文献１では、チャックに掴まれた試験片を回収チャックで挟んで回収しており、特に下側の試験片については回収時に二つの回収チャックを順に受け渡して搬送することにより試験片を上下反転させて回収している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実用新案登録第３１１９８０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

試験片の伸びが大きい場合には、破断後の試験片を挟んで搬送するだけでは、伸びた試験片が試験装置や回収装置などに引っ掛かった状態となる恐れがあり、適切に回収できない恐れがあった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、伸びた試験片を適切に回収することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の第一の態様は、伸びて破断した試験片を掴んでいるチャック部から前記試験片を巻取って回収する巻取機構であって、前記チャック部に向けて相対的に進退する巻取部を備え、前記巻取部は複数の巻取棒を備え、前記巻取部を回転させて複数の前記巻取棒により前記試験片を巻き取って回収する巻取機構である。

【0006】

本発明の第二の態様は、試験片に引張試験を行う試験装置と、伸びて破断した試験片を前記試験装置から回収する回収装置と、を備える試験片回収システムであって、前記回収装置のチャック部から前記試験片を巻取って回収する巻取機構を備え、前記巻取機構は、前記回収装置のチャック部に向けて相対的に進退する巻取部を備え、前記巻取部は複数の巻取棒を備え、前記巻取部を回転させて複数の前記巻取棒により前記試験片を巻き取って回収する試験片回収システムである。

【発明の効果】

【0007】

本発明の態様によれば、伸びた試験片が試験装置などに引っ掛かっても巻取部で巻き取るため、引っかかった状態を解消できる。また、巻取ることにより伸びた試験片を塊状にして回収し易くできる。よって、伸びた試験片を適切に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る材料試験機を示す正面図である。

【図2】上チャック、下チャック、下部回収装置、および、上部回収装置の斜視図である。

【図3】下部回収装置の平面図である。

【図4】下部回収装置が回収位置に移動した場合の回収機構と下チャックとの位置関係を示す図である。

【図5】巻取機構の断面図である。

【図6】巻取機構が回収機構から試験片を巻き取る場合を示す図である。

【図7】図６の続きであって巻取機構が回収機構から試験片を巻き取る場合を示す図である。

【図8】図７の続きであって巻取機構が回収機構から試験片を廃棄する場合を示す図である。

【図9】制御装置の試験片回収処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

【0010】

［１．実施形態］
図１は、実施形態に係る材料試験機１を示す正面図である。
本実施形態の材料試験機１は、試験片Ｔに対して試験力としての試験荷重を付与することにより、試験片Ｔの引張力を自動で測定する材料試験機である。

【0011】

試験片回収システムの一例としての材料試験機１は、試験片供給装置１０と、試験装置３０と、試験片回収装置５０と、制御装置２００と、備える。

【0012】

試験片供給装置１０は、試験装置３０に試験片Ｔを供給する。本実施の形態では、試験片Ｔは、引張荷重により伸びて破断し、破断後も大きく収縮しない試験片である。具体的には、試験片Ｔは、ポリプロピレンフィルムや、ポリエステルフィルム等で製造されたフィルム試験片である。試験片供給装置１０は、試験に供する複数の試験片Ｔを収容する収容機構１１と、収容機構１１から試験片Ｔを取り出す取出機構１２とを備える。取出機構１２は、例えば、掴み具や吸着パッドなどを備えたロボットアームで構成される。取出機構１２は、収容機構１１に収容された試験片Ｔを掴み具などにより一片ずつ取り出して保持し、試験装置３０に搬送、供給する。取出機構１２は、試験片Ｔを試験装置３０の所定位置にセットする。

【0013】

試験装置３０は、試験片供給装置１０から供給された試験片Ｔに試験荷重を付与して試験片Ｔを試験する。
試験装置３０は、台座３１を有する。台座３１の上部にはテーブル３２が設けられている。テーブル３２には、鉛直方向上方に延びる支柱３３が立設されている。支柱３３は、材料試験機１の幅方向に一対設けられている。支柱３３の上部には、一対の支柱３３の間に延びるクロスヨーク３４が架け渡されている。支柱３３の内部には、図示しないねじ棒が設けられている。ねじ棒はボールネジで構成されている。ねじ棒には、クロスヘッド３５の両端が図示しないナットを介して連結されている。クロスヘッド３５は、ねじ棒の回転によりテーブル３２に対して昇降する。なお、ねじ棒は、図示しないモータにより回転駆動される。

【0014】

クロスヘッド３５には、ロードセル３６が設置されている。ロードセル３６には、継手３７が取り付けられる。継手３７は、下方に延びている。継手３７の下端には、上チャック３８が接続されている。上チャック３８には、不図示のシリンダ装置が配置されている。不図示のシリンダ装置が作動することにより、上チャック３８のチャック歯（試験装置の第１のチャック部）３８Ａ、３８Ｂは開閉される。上チャック３８のチャック歯３８Ａ、３８Ｂには、試験片Ｔの上端が掴まれる。

【0015】

上チャック３８の下方には、下チャック３９が配置される。下チャック３９は、接手４０を介してテーブル３２の上面に固定される。下チャック３９は、上下対称な点以外は、上チャック３８と同様に構成される。下チャック３９のチャック歯（試験装置の第２のチャック部）３９Ａ、３９Ｂには、試験片Ｔの下端が掴まれる。試験片Ｔは、上チャック３８と下チャック３９の掴む位置に基づく基準位置線Ｌ上に配置される。

【0016】

上チャック３８及び下チャック３９により試験片Ｔが掴まれた状態で、上チャック３８がクロスヘッド３５と共に昇降する。これにより、上チャック３８と下チャック３９との間に掴まれた試験片Ｔには、引張荷重の試験力が付与される。この際に、ロードセル３６は、継手３７を介して、上チャック３８が付与する試験力を計測する。ロードセル３６の計測信号は制御装置２００に入力される。

【0017】

上チャック３８および下チャック３９の後側には、試験片回収装置５０が配置されている。試験片回収装置５０は、試験装置３０から試験片Ｔを回収する。試験片回収装置５０は、下チャック３９に対応して設けられた下部回収装置５１と、上チャック３８に対応して設けられた上部回収装置７１と、を備える。

【0018】

図２は、上チャック３８、下チャック３９、下部回収装置５１、および、上部回収装置７１の斜視図である。図３は、下部回収装置５１の平面図である。
下部回収装置５１は、試験片Ｔを回収する回収機構（第２の回収機構）５２と、回収機構５２を下チャック３９が掴まれた試験片Ｔに対向可能に支持する支持機構５３とを備える。
支持機構５３は、上下方向に延びる固定部材５４を備える。固定部材５４は、テーブル３２に固定されている。固定部材５４の上端は、下チャック３９に対する高さに対応する。固定部材５４の上端には、回転駆動源５５が支持される。回転駆動源５５は、上下方向に延びる駆動軸５５Ａを備える。駆動軸５５Ａには、水平方向に延びる板状の試験片回収アーム５６が支持される。試験片回収アーム５６の先端には、回収機構５２が支持される。

【0019】

回転駆動源５５は、回転式のエアシリンダである。回転駆動源５５は、正逆駆動可能に構成されている。回転駆動源５５が正逆駆動することにより、試験片回収アーム５６が駆動軸５５Ａを回動中心として正逆回動する。これにより、支持機構５３では回収機構５２が下チャック３９に進入する回収位置Ｐ２（図３の破線）と、回収機構５２が下チャック３９から退避する廃棄位置Ｐ１（図３の実線）との間を移動する。
固定部材５４と、回転駆動源５５と、試験片回収アーム５６とにより、本実施形態の支持機構５３が構成される。
本実施形態では、回転駆動源５５が、回転式のエアシリンダの構成を説明するが、回転駆動源は、電動モータなどの他の駆動源でもよい。

【0020】

回収機構５２は、試験片回収アーム５６の先端に固定された上下方向に延びるブロック状の固定体６０と、固定体６０の上下に設けられた上側の回収チャック部（チャック部）６１と下側の回収チャック部（チャック部）６２とを備える。回収チャック部６１、６２では、図示しないエア供給装置が作動することにより、回収チャック部６１、６２のそれぞれの掴み歯が、互いに接近して試験片Ｔを掴む掴み位置Ｑ１（図６参照）と、互いが離間する開放位置Ｑ２（図７参照）との間を移動可能である。

【0021】

図４は、下部回収装置５１が回収位置Ｐ２に移動した場合の回収機構５２と下チャック３９との位置関係を示す図である。ここで、回収機構５２は回収位置Ｐ２に移動した場合には、下チャック３９の後側に位置する（図３参照）が、図４では、説明の便宜のために、下チャック３９の右側に図示している。
下チャック３９は、接手４０に支持されたチャック本体３９Ｃと、チャック本体３９Ｃの幅方向両端から上方に突出する突出部３９Ｄ，３９Ｅと、一対の突出部３９Ｄ、３９Ｅの先端部に設けられ互いに対向するチャック歯３９Ａ、３９Ｂとを有する。チャック歯３９Ａ、３９Ｂが、図示しないエアシリンダ（駆動源）により作動して試験片Ｔを挟んで掴む。

【0022】

下部回収装置５１は、回収機構５２が回収位置Ｐ２に移動した場合に、回収チャック部６１、６２がそれぞれ、下チャック３９の内側と外側とに進入するように構成される。すなわち、下部回収装置５１の上側の回収チャック部６１は、チャック歯３９Ａ、３９Ｂの上側に進入し、下側の回収チャック部６２は、チャック歯３９Ａ、３９Ｂの下側に進入する。これにより、試験片Ｔが破断して、破断後の下側の試験片Ｔの上端が垂れ下がっても、試験片Ｔを所定の間隔を空けて掴むことができる。

【0023】

図２に示すように、下部回収装置５１の上方には、上部回収装置（第１の回収機構）７１が配置される。上部回収装置７１は、下部回収装置５１に対応して、回収機構５２に対応する回収機構７２と、支持機構５３に対応する支持機構７３とを備える。上部回収装置７１は、下部回収装置５１と上下逆に配置され、支持機構７３の固定部材７４がクロスヘッド３５の下面に固定される点以外は、下部回収装置５１と同様に構成される。上部回収装置７１では、固定部材７４はクロスヘッド３５と共に昇降可能であり、上チャック３８に対する相対的な高さが一定に保持される。よって、クロスヘッド３５が上昇した場合でも、上チャック３８に回収機構７２の回収チャック部８１、８２が進入可能に構成される。

【0024】

図５は、巻取機構１００の断面図である。
下部回収装置５１および上部回収装置７１の廃棄位置Ｐ１には、下側の巻取機構１００および上側の巻取機構１００が配置される。下側の巻取機構１００および上側の巻取機構１００は、同様の構成である。

【0025】

巻取機構１００は、巻取部材１０１と、巻取部材１０１を進退させる進退シリンダ１０２と、巻取部材１０１を駆動する巻取モータ１０３と、を備える。

【0026】

巻取部材１０１は、円筒状の巻取軸１１０を有する。巻取軸１１０は、ベアリング１１１を介して支持プレート１１２に回転可能に支持される。巻取軸１１０は、支持プレート１１２に貫通した状態で支持される。巻取軸１１０の軸方向第一端には、軸方向第一側が開放されたケーシング１１３が固定される。ケーシング１１３は、巻取軸１１０と一体に回転可能である。本実施の形態では、ケーシング１１３には、開放端１１３Ａを閉塞するリッド（試験片離脱部材）１１４が固定される。よって、本実施の形態では、リッド１１４はケーシング１１３と一体的に回転する。リッド１１４には、巻取爪１１８を突出させる貫通孔１１４Ａが形成される。貫通孔１１４Ａは、巻取爪１１８の数だけ形成される。なお、巻取機構１００の説明において、軸方向とは、特段の説明がない限り、巻取軸１１０が延びる方向に対応する。

【0027】

巻取軸１１０の内部には、軸方向に延びる筒状の進退軸１１５が挿入される。進退軸１１５の軸方向第一端には、円板状の進退ステージ１１６が支持される。進退ステージ１１６は、ケーシング１１３の内部に配置される。進退ステージ１１６の外周部には、厚み方向に貫通するガイド孔１１６Ａが形成される。ガイド孔１１６Ａには、軸方向に延びるガイドピン１１７が挿通される。ガイドピン１１７はリッド１１４の内面に固定されている。本実施の形態では、進退ステージ１１６は、ガイドピン１１７に沿って軸方向にスライド可能であると共に、リッド１１４が回転する場合にガイドピン１１７から軸回りの回転力を得て回転する。

【0028】

進退ステージ１１６には、柱状の巻取爪（巻取棒）１１８が支持される。巻取爪１１８は、軸方向に延びる。巻取爪１１８は先端が丸みを帯びている。巻取爪１１８は、巻取軸１１０の中心線Ｌ１１から偏心した状態で支持される。巻取爪１１８は、周方向に間隔を空けて複数支持される。本実施の形態では、３本の巻取爪１１８が配置される。巻取爪１１８は同心円上に配置される。巻取爪１１８は、進退ステージ１１６の軸方向の進退移動に伴って、ケーシング１１３に収容される収容位置（待機位置）Ｒ１（図８参照）と、ケーシング１１３のリッド１１４から突き出す突出位置（巻取位置）Ｒ２（図７参照）と、の間を移動する。

【0029】

進退軸１１５の軸方向第二端には、フランジ形状を有するバネ受けフランジ１１９が固定される。バネ受けフランジ１１９と支持プレート１１２との間には、圧縮スプリング１２０が配置される。圧縮スプリング１２０により、バネ受けフランジ１１９は軸方向第二側に付勢される。よって、進退軸１１５の第一端に固定されている巻取爪１１８が収容位置Ｒ１に付勢される。

【0030】

バネ受けフランジ１１９の軸方向第二側には、進退シリンダ１０２が配置される。進退シリンダ１０２は、筒状のシリンダ本体１０２Ａと、シリンダ本体１０２Ａに対して伸縮可能に支持されたロッド部１０２Ｂと、を有する。ロッド部１０２Ｂは先端がバネ受けフランジ１１９に当接する。

【0031】

よって、進退シリンダ１０２が作動してロッド部１０２Ｂが延びると、圧縮スプリング１２０の付勢力に抗して、ロッド部１０２Ｂがバネ受けフランジ１１９を押す。これにより、バネ受けフランジ１１９、進退軸１１５、進退ステージ１１６が一体に移動し、進退ステージ１１６上の巻取ピン１０８が突出位置Ｒ２に移動する。また、進退シリンダ１０２のロッド部１０２Ｂが縮むと、圧縮スプリング１２０の付勢力によりバネ受けフランジ１１９がロッド部１０２Ｂに追従して、巻取爪１１８が収容位置Ｒ１に移動する。
巻取部材１０１と進退シリンダ（進退機構）１０２とにより、本実施の形態の巻取部１２１が構成される。

【0032】

支持プレート１１２には巻取部材１０１を駆動する巻取モータ１０３が支持される。巻取モータ１０３は、電動モータである。巻取モータ１０３のモータ軸１０３Ａには、駆動プーリ１３０が支持される。駆動プーリ１３０には、無端帯状のベルト１３１が巻かれている。ベルト１３１は、巻取軸１１０の外周部に固定された従動プーリ１３２に巻かれている。

【0033】

巻取モータ１０３が駆動すると、ベルト１３１を介して巻取軸１１０に回転力が伝達され、巻取部材１０１が回転する。すなわち、巻取軸１１０や、ケーシング１１３、リッド１１４、ガイドピン１１７、進退ステージ１１６、巻取爪１１８、進退軸１１５、バネ受けフランジ１１９が一体に回転する。

【0034】

図２に示すように、下側の巻取機構１００と、上側の巻取機構１００とは、上下方向に延びる接続プレート１４１に固定されている。接続プレート１４１には、伸縮シリンダ１４２が接続される。伸縮シリンダ１４２は所定の高さ、位置に固定される。伸縮シリンダ１４２はエアシリンダである。伸縮シリンダ１４２は、シリンダ本体１４２Ａと、シリンダ本体１４２Ａに対して伸縮可能に支持されるロッド部１４２Ｂと、ロッド部１４２Ｂの先端に設けられた固定プレート１４２Ｃと、固定プレート１４２Ｃに設けられた一対のガイドロッド１４２Ｄ、１４２Ｅと、を有する。固定プレート１４２Ｃが接続プレート１４１に固定される。
上下一対の巻取機構１００は、伸縮シリンダ１４２により、回収機構５２、７２から試験片Ｔを巻き取る進入位置Ｓ１（図７参照）と、進入位置Ｓ１から退避した退避位置Ｓ２（図８参照）と、の間を移動可能に支持される。

【0035】

進入位置Ｓ１に移動した場合に、下側の巻取機構１００の巻取部材１０１は、下部回収装置５１の上側の回収チャック部６１と下側の回収チャック部６２との間に進入するように構成される。このとき、上側の回収チャック部６１と下側の回収チャック部６２とに掴まれた破断試験片Ｔ１に、巻取軸１１０の中心線Ｌ１１上と交差するように構成されている。換言すれば、巻取軸１１０の軸方向視で、破断試験片Ｔ１と巻取軸１１０の中心線Ｌ１１が重なる。

【0036】

同様に、伸縮シリンダ１４２が進入位置Ｓ１に移動した場合に、上側の巻取機構１００の巻取部材１０１は、上部回収装置７１の上側の回収チャック部８１と下側の回収チャック部８２との間に進入するように構成される。このとき、上側の回収チャック部８１と下側の回収チャック部８２とに掴まれた破断試験片Ｔ２に、巻取軸１１０の中心線Ｌ１１上と交差するように構成されている。換言すれば、巻取軸１１０の軸方向視で、破断試験片Ｔ２と巻取軸１１０の中心線Ｌ１１が重なる。

【0037】

巻取機構１００の下方には、回収ボックス９０が配置されている（図２参照）。回収ボックス９０は、上方が開放されている。回収ボックス９０には、巻取機構１００が巻き取った試験片が落下して回収ボックス９０内に回収される。回収ボックス９０は吸引ダクトを備え、落下した試験片Ｔを吸引する構成でもよい。

【0038】

図１に示すように、材料試験機１には、材料試験機１の各部を制御する制御装置２００が配置される。制御装置２００は、材料試験機１との間で信号を送受信可能に接続される。制御装置２００が受信する信号は、ロードセル３６が出力する計測信号など、制御や試験に要する適宜の信号である。制御装置２００が送信する信号は、試験片供給装置１０の制御信号、チャック３８、３９の図示しないシリンダ装置の制御信号や、図示しないネジ棒のモータの制御信号、回収装置５１、７１の制御信号、巻取機構１００の制御信号、その他の制御や試験に要する適宜の信号である。

【0039】

制御装置２００はコンピュータを備え、このコンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリデバイスと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などのストレージ装置と、制御装置２００や各種の周辺機器などを接続するためのインターフェース回路と、を備える。そして、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶された制御プログラムを実行することで、材料試験機１の各種の機能を実現する。

【0040】

図６は、巻取機構１００が回収機構５２、７２から試験片Ｔを巻き取る場合を示す図である。図７は、図６の続きであって巻取機構１００が回収機構５２、７２から試験片Ｔを巻き取る場合を示す図である。図８は、図７の続きであって巻取機構１００が回収機構５２、７２から試験片Ｔを廃棄する場合を示す図である。
材料試験機１では、試験が開始されると、試験片供給装置１０が作動する。試験片供給装置１０では、取出機構１２が試験片Ｔを一片ずつ収容機構１１から取り出して試験装置３０に供給し、上チャック３８と下チャック３９とに試験片Ｔを掴ませる。すなわち、試験片Ｔが試験装置３０にセットされる。

【0041】

試験片Ｔが試験装置３０にセットされると、回収装置５１、７１が回収位置Ｐ２に移動する。このとき、回収チャック部６１、６２、８１、８２は開放位置Ｑ２に移動しており、回収チャック部６１、６２、８１、８２が試験片Ｔを掴み可能な状態で保持される。すなわち、下チャック３９においては、回収チャック部６１、６２が、チャック歯３８Ａ、３８Ｂの上下両側に配置されると共に、試験片Ｔを掴み可能に保持される。また、上チャック３８においては、回収チャック部８１、８２が、チャック歯３９Ａ、３９Ｂの上下両側に配置されると共に、試験片Ｔを掴み可能に保持される。なお、回収チャック部６１、６２、８１、８２は、試験片Ｔが破断するまで試験片Ｔには接触しないため、試験には影響しない。

【0042】

この状態で、試験装置３０が作動する。すなわち、クロスヘッド３５が上昇して、上チャック３８が下チャック３９から離間することにより、試験片Ｔには引張荷重が付与される。このとき、ロードセル３６により引張荷重が計測される。本実施の形態の試験片Ｔはフィルムなので、引っ張り荷重により塑性変形して長く伸びた状態が維持され易い。そして、伸びが大きくなると、試験片Ｔが破断する。

【0043】

ここで、制御装置２００は、試験片Ｔの破断が生じたか否かを判断する。制御装置２００は、試験片Ｔに破断が生じたと判断する場合には、回収装置５１、７１の回収チャック部６１、６２、８１、８２を掴み位置Ｑ２に移動させる。よって、下部回収装置５１では、破断された試験片Ｔが上側の回収チャック部６１と下側の回収チャック部６２とによって、上下の二か所で掴まれる。また、上部回収装置７１では、破断された試験片Ｔが上側の回収チャック部８１と下側の回収チャック部８２とによって上下の二か所で掴まれる。よって、破断された試験片Ｔを、確実に所定間隔を空けて掴み易くなっている。なお、破断された試験片Ｔを、以下では、破断試験片Ｔ１、Ｔ２として説明する。

【0044】

破断試験片Ｔ１、Ｔ２を掴むと、回収装置５１、７１が廃棄位置Ｐ１に移動する。回収装置５１、７１が廃棄位置Ｐ１に移動すると、巻取機構１００では、巻取爪１１８が突出位置Ｒ２に移動し（図６の破線）、伸縮シリンダ１４２が作動して巻取機構１００が進入位置Ｓ１に移動する。よって、巻取爪１１８が、回収機構５２、７２に挟まれた破断試験片Ｔ１、Ｔ２に近接する。このとき、本実施の形態では、巻取軸１１０の中心線Ｌ１１の外周側に、３本の巻取爪１１８が配置されるため、３つの巻取爪１１８で囲まれた内側に伸びた破断試験片Ｔ１、Ｔ２が位置し易くなっている。よって、巻取機構１００を駆動すると共に、回収チャック部６１、６２、８１、８２を開放位置Ｑ２に移動させて破断試験片Ｔ１、Ｔ２から離間させることにより、破断試験片Ｔ１、Ｔ２が巻取爪１１８に巻き取られる。

【0045】

そして、伸縮シリンダ１４２により、巻取機構１００を退避位置Ｓ２に移動させると、巻取機構１００が回収機構５２、７２から離間する。この状態で、巻取爪１１８が収容位置Ｒ１に移動すると、リッド１１４が巻取爪１１８の基端側から先端側に相対的に移動するため、巻取爪１１８に巻かれていた破断試験片Ｔ１、Ｔ２がリッド１１４に押されて巻取爪１１８から離脱される。よって、破断試験片Ｔ１、Ｔ２が巻取爪１１８から抜け落ち、回収ボックス９０に向けて落下する。このとき、破断試験片Ｔ１、Ｔ２は巻き取られた状態であり、塊状に落下する。このため、所定の位置に落下させ易く、回収ボックス９０に安定的に落下させて回収させ易くなっている。

【0046】

図９は、制御装置２００の試験片回収処理の一例を示すフローチャートである。本実施の形態の「試験片回収処理」とは、試験片Ｔを回収する際の回収装置５１、７１および巻取機構１００の処理である。試験片回収処理は、試験片Ｔが試験片供給装置１０から供給される度に、実行される。
ステップＳＴ１１において、制御装置２００は、試験装置３０に試験片Ｔがセットされたか否かを判断する。なお、試験片Ｔがセットされたか否かは、制御装置２００の試験片供給装置１０や試験装置３０の制御処理に基づいて判断可能である。

【0047】

制御装置２００は、試験装置３０に試験片Ｔがセットされていないと判断する場合（ステップＳＴ１１：ＮＯ）には、ステップＳＴ１１を繰り返す。
制御装置２００は、試験装置３０に試験片Ｔがセットされたと判断する場合（ステップＳＴ１１：ＹＥＳ）には、処理をステップＳＴ１２に進める。

【0048】

ステップＳＴ１２において、制御装置２００は、試験片Ｔの伸びが所定値以上か否かを判断する。試験片Ｔの伸びが所定値以上か否かは、図示しない伸び測定装置の計測結果に基づいて判断することが可能である。また、クロスヘッド３５の移動量に基づいて判断してもよい。
制御装置２００は、試験片Ｔの伸びが所定値以上でないと判断する場合（ステップＳＴ１２：ＮＯ）には、ステップＳＴ１２を繰り返す。
制御装置２００は、試験片Ｔの伸びが所定値以上であると判断する場合（ステップＳＴ１１：ＹＥＳ）には、処理をステップＳＴ１３に進める。

【0049】

ステップＳＴ１３において、制御装置２００は、回収機構５２、７２を回収位置Ｐ２に移動させる。
ステップＳＴ１４において、制御装置２００は、試験片Ｔが破断したか否かを判断する。試験片Ｔが破断したか否かは、例えば、ロードセル３６の荷重の変化が所定期間で所定値以上変化したか否かに基づいて判断可能である。すなわち、ロードセル３６の荷重の変化が所定期間で所定値以上変化した場合には、試験片Ｔに破断が生じたと判断可能である。
制御装置２００は、試験片Ｔが破断していないと判断する場合（ステップＳＴ１４：ＮＯ）には、ステップＳＴ１４を繰り返す。
制御装置２００は、試験片Ｔが破断したと判断する場合（ステップＳＴ１４：ＹＥＳ）には、処理をステップＳＴ１５に進める。
ステップＳＴ１５において、制御装置２００は、回収機構５２、７２の回収チャック部６１、６２、８１、８２を掴み位置Ｑ１に移動させる。

【0050】

ステップＳＴ１６において、制御装置２００は、上チャック３８および下チャック３９が試験片Ｔを開放したか否かを判断する。なお、上チャック３８および下チャック３９が試験片Ｔを開放したか否かは、制御装置２００の試験片供給装置１０や試験装置３０の制御処理に基づいて判断可能である。
制御装置２００は、上チャック３８および下チャック３９が試験片Ｔを開放していないと判断する場合（ステップＳＴ１６：ＮＯ）には、ステップＳＴ１６を繰り返す。
制御装置２００は、上チャック３８および下チャック３９が試験片Ｔを開放したと判断する場合（ステップＳＴ１６：ＹＥＳ）には、処理をステップＳＴ１７に進める。
ステップＳＴ１７において、制御装置２００は、回収機構５２、７２を廃棄位置Ｐ１に移動させる。
ステップＳＴ１８において、制御装置２００は、巻取爪１１８を突出位置（巻取位置）Ｒ２に移動させる。
ステップＳＴ１９において、制御装置２００は、巻取機構１００を進入位置Ｓ１に移動させる。

【0051】

ステップＳＴ２０において、制御装置２００は、巻取モータ１０３を駆動させると共に、回収チャック部６１、６２、８１、８２を開放位置Ｑ２に移動させる。
ステップＳＴ２１において、制御装置２００は、巻取るために設定された所定時間の計測を開始する。
ステップＳＴ２２において、制御装置２００は、所定時間が経過したか否かを判断する。
制御装置２００は、所定時間が経過していないと判断する場合（ステップＳＴ２２：ＮＯ）には、ステップＳＴ２２を繰り返す。
制御装置２００は、所定時間が経過したと判断する場合（ステップＳＴ２２：ＹＥＳ）には、処理をステップＳＴ２３に進める。

【0052】

ステップＳＴ２３において、制御装置２００は、巻取機構１００を退避位置Ｓ２に移動させる。
ステップＳＴ２４において、制御装置２００は、巻取爪１１８を収容位置Ｒ１に移動させて、試験片回収処理を終了する。

【0053】

上述の通り、本実施形態では、一対のチャック３８、３９で試験片Ｔを掴んで引張試験し、破断した試験片Ｔ１、Ｔ２を一対の回収機構５２、７２で回収し、それぞれの回収機構５２、７２は試験片Ｔを把持する一対の回収チャック部６１、６２、８１、８２を備える、引張試験機１の巻取機構１００であって、一対の回収機構５２、７２に対向する一対の巻取部材１２１を備え、巻取部材１２１は一対の回収チャック部６１、６２、８１、８２の間に進入する複数本の巻取爪１１８を備え、複数本の巻取爪１１８を回転させて一対の回収チャック部６１、６２、８１、８２の間に把持された試験片Ｔを巻き取って回収する。これにより、伸びた試験片Ｔが試験装置３０などに引っ掛かっても巻取部材１２１で巻き取るため、引っかかった状態を解消できる。また、巻取ることにより伸びた試験片Ｔ１、Ｔ２を塊状にして回収し易くできる。よって、伸びた試験片Ｔ１、Ｔ２を適切に回収することができる。

【0054】

［２．変形例］
上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、および応用が可能である。

【0055】

上述した実施形態においては、巻取爪１１８が３つ設けられた構成を説明した。巻取爪１１８は、３つ以上が望ましいが、２つ以上設けられればよい。

【0056】

上述した実施形態においては、試験片Ｔを巻取爪１１８から離脱させる試験片離脱部材として、板状のリッド１１４を説明し、リッド１１４が巻取爪１１８に沿って相対的に移動することにより、試験片Ｔが巻取爪１１８から離脱される構成を説明した。しかしながら、試験片離脱部材としての形状は、板状に限定されず、網状、櫛歯状、円環状でもよく、巻取後に巻取爪１１８に沿って試験片離脱部材を移動させることで、試験片Ｔ１、Ｔ２を巻取爪１１８から離脱させることが可能な形状であれば任意の形状でもよい。

【0057】

上述した実施形態においては、試験片Ｔを巻取爪１１８から離脱させる試験片離脱部材として、板状のリッド１１４を説明し、リッド１１４がケーシング１１３に固定されてケーシング１１３と一体に回転する構成を説明したが、試験片離脱部材は回転する構成に限定されない。例えば、伸縮移動用のシリンダを用いることにより、試験片離脱部材を進退移動可能に構成することにより、試験片離脱部材を巻取爪１１８に接近離間可能にして、巻取爪１１８に沿って移動可能にすることにより、巻取爪１１８から試験片Ｔを離脱させてもよい。

【0058】

上述した実施形態においては、回収機構５２、７２の回収チャック部６１、６２、８１、８２に、巻取部１２１が進退する構成を説明したが、回収機構５２、７２に進退移動用のシリンダを設けて、回収機構５２、７２が巻取部１２１に進退する構成にしてもよい。

【0059】

上述した実施形態においては、上下一対のチャック３８、３９で試験片Ｔを掴んで引張試験し、破断した試験片Ｔを一対の回収機構５２、７２で回収し、それぞれの回収機構５２、７２の一対の回収チャック部６１、６２、８１、８２が掴む試験片Ｔを巻取機構１００が巻き取って試験片を回収する構成を説明した。しかしながら、巻取機構１００が試験片Ｔを回収する構成は、これに限定されない。例えば、試験片回収アーム５６には回収機構５２、７２に代えて、巻取機構１００、１００を設けて、試験装置３０のチャック３８、３９から試験片Ｔを巻き取る構成にしてもよい。

【0060】

［３．態様］
上述した例示的な実施形態、及び変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0061】

（第１項）
一態様に係る巻取機構は、伸びて破断した試験片を掴んでいるチャック部から前記試験片を巻取って回収する巻取機構であって、前記チャック部に向けて相対的に進退する巻取部を備え、前記巻取部は複数の巻取棒を備え、前記巻取部を回転させて複数の前記巻取棒により前記試験片を巻き取って回収してもよい。

【0062】

第１項の巻取機構によれば、伸びた試験片が試験装置などに引っ掛かっても巻取部で巻き取るため、引っかかった状態を解消できる。また、巻取ることにより伸びた試験片を塊状にして回収し易くできる。よって、伸びた試験片を適切に回収することができる。

【0063】

（第２項）
第１項に記載の巻取機構において、前記巻取部は、前記巻取棒を待機位置と巻取位置との間で進退させる進退機構を備えてもよい。

【0064】

第２項の巻取機構によれば、巻取部をチャック部に相対的に進退させる際に、巻取棒をチャック部に干渉し難くできる。

【0065】

（第３項）
第２項に記載の巻取機構において、前記巻取部は、前記巻取棒を前記巻取位置に進出させた状態で前記試験片を巻取り、前記巻取棒を前記待機位置に後退させる際に前記巻取った前記試験片を前記巻取棒から離脱させてもよい。

【0066】

第３項の巻取機構によれば、巻取部を巻取位置から待機位置に進退させるという単純な動作を利用して、試験片を巻取部から離脱させることができる。

【0067】

（第４項）
一態様に係る試験片回収システムは、試験片に引張試験を行う試験装置と、伸びて破断した試験片を前記試験装置から回収する回収装置と、を備える試験片回収システムであって、前記回収装置のチャック部から前記試験片を巻取って回収する巻取機構を備え、前記巻取機構は、前記回収装置のチャック部に向けて相対的に進退する巻取部を備え、前記巻取部は複数の巻取棒を備え、前記巻取部を回転させて複数の前記巻取棒により前記試験片を巻き取って回収してもよい。

【0068】

第４項の試験片回収システムによれば、伸びた試験片が試験装置などに引っ掛かっても巻取部で巻き取るため、引っかかった状態を解消できる。また、巻取ることにより伸びた試験片を塊状にして回収し易くできる。よって、伸びた試験片を適切に回収することができる。

【0069】

（第５項）
第４項に記載の試験片回収システムにおいて、前記試験装置は、前記試験片の第１端を掴む第１のチャック部と、前記試験片の第２端を掴む第２のチャック部と、を備え、前記回収装置は、前記第１のチャック部から破断した前記試験片を回収する第１の回収機構と、前記第２のチャック部から破断した前記試験片を回収する第２の回収機構と、を備え、前記巻取機構は、前記第１の回収機構および前記第２の回収機構のそれぞれに応じて設けられ、前記第１の回収機構および前記第２の回収機構のそれぞれは、破断した前記試験片を掴む一対の前記チャック部を有し、前記巻取機構は、対応する前記一対のチャック部の間に相対的に進退可能に設けられてもよい。

【0070】

第５項に記載の試験片回収システムによれば、回収機構の一対のチャック部により、破断した試験片を張った状態にできるため、巻取機構によって試験片を巻き取り易くできる。

【0071】

（第６項）
第５項に記載の試験片回収システムにおいて、前記第１の回収機構および前記第２の回収機構のそれぞれは、前記試験片を回収する回収位置と、回収した前記試験片を廃棄する廃棄位置との間を移動可能に設けられ、前記第１の回収機構および前記第２の回収機構は、前記試験片が破断する前に、前記回収位置に移動され、前記試験片が破断した場合に、前記一対のチャック部を開放位置から掴み位置に移動させてもよい。

【0072】

第６項に記載の試験片回収システムによれば、破断した試験片が垂れ下がる前に破断した試験片を掴み易くできるため、所定の状態で試験片を掴み易く、巻取機構によって試験片を巻き取り易くできる。

【0073】

（第７項）
第５項または第６項に記載の試験片回収システムにおいて、前記回収機構が回収位置に移動した場合に、前記一対のチャック部のそれぞれは、前記試験装置の前記第１のチャック部および前記第２のチャック部のうちの対応するチャック部の内側と外側に配置される。

【0074】

第７項に記載の試験片回収システムによれば、所定の状態で試験片を掴み易く、巻取機構に巻き取り易い状態で試験片を渡すことができる。

【符号の説明】

【0075】

１ 材料試験機（試験片回収システム）
３０ 試験装置
５１、７１ 回収装置
３８Ａ チャック歯（第１のチャック部）
３８Ｂ チャック歯（第１のチャック部）
３９Ａ チャック歯（第２のチャック部）
３９Ｂ チャック歯（第２のチャック部）
５２ 回収機構（第２の回収機構）
６１ 回収チャック部（チャック部）
６２ 回収チャック部（チャック部）
７２ 回収機構（第１の回収機構）
８１ 回収チャック部（チャック部）
８２ 回収チャック部（チャック部）
１００ 巻取機構
１０２ 進退シリンダ（進退機構）
１１８ 巻取爪（巻取棒）
１２１ 巻取部
Ｐ１ 廃棄位置
Ｐ２ 回収位置
Ｑ２ 開放位置
Ｑ１ 掴み位置
Ｒ１ 収容位置（待機位置）
Ｒ２ 突出位置（巻取位置）
Ｔ 試験片

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】