特許 7103157 引張試験機のコーンチャック装置、コーン装着用治具、およびコーン取出し用治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-11

(45)【発行日】2022-07-20

(54)【発明の名称】引張試験機のコーンチャック装置、コーン装着用治具、およびコーン取出し用治具

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/04 20060101AFI20220712BHJP

   G01N 3/08 20060101ALI20220712BHJP

【ＦＩ】

G01N3/04 B

G01N3/04 P

G01N3/08

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018201719

(22)【出願日】2018-10-26

(65)【公開番号】P2020067412

(43)【公開日】2020-04-30

【審査請求日】2021-02-12

(73)【特許権者】

【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】特許業務法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 俊介

【審査官】西浦 昌哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２５７２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２０５４００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１７－１６１４６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５１９３３９７（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ３／００－ ３／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試験片のコーン部をつかみ歯の開閉によりチャックする引張試験機のコーンチャック装置において、
前記つかみ歯の下端に、ガイドが設けられ、
前記つかみ歯が開いた状態で、前記ガイドと前記つかみ歯との間に、前記コーン部を載せる厚みの均一な平板状のプレートを有する治具の前記プレートの先端部を挿入可能な挿入部を備えた、
ことを特徴とする引張試験機のコーンチャック装置。

【請求項2】

前記つかみ歯は、上下一対に配置され、
上のつかみ歯の下端に、前記挿入部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の引張試験機のコーンチャック装置。

【請求項3】

つかみ歯の開閉によりチャックされる試験片のコーン部を載せるプレートと、
開いた状態の前記つかみ歯の下端の挿入部に挿入可能な先端部と、
を備えたことを特徴とするコーン装着用治具。

【請求項4】

ハンドルを備えることを特徴とする請求項３に記載のコーン装着用治具。

【請求項5】

先端部は前記プレートの前部から前記プレートと平行に延びることを特徴とする請求項３または４に記載のコーン装着用治具。

【請求項6】

前記プレートの中央部に外側に張り出すストッパ面を備えることを特徴とする請求項３または４に記載のコーン装着用治具。

【請求項7】

つかみ歯の開閉によりチャックされる試験片のコーン部を載せるプレートと、
閉じた状態の前記つかみ歯の下端の挿入部に挿入可能な先端部と、
を備えたことを特徴とするコーン取出し用治具。

【請求項8】

ハンドルを備えることを特徴とする請求項７に記載のコーン取出し用治具。

【請求項9】

前記治具の先端部は前記プレートの前部から前記プレートと平行に延びることを特徴とする請求項７または８に記載のコーン取出し用治具。

【請求項10】

前記プレートの中央部に外側に張り出すストッパ面を備えることを特徴とする請求項７から９の何れか一項に記載のコーン取出し用治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、つかみ歯を開閉させることにより、試験片のコーン部をチャックする引張試験機のコーンチャック装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、引張試験機においては、試験片を把持して荷重を加えるために、各種のつかみ具が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
チャックフレーム内には、負荷軸に沿って入口側から奥方向に徐々に広がる空間部が、その内部にはくさび体がそれぞれ形成されている。空間部にはくさび体に接して一対のくさび状つかみ歯が収容されている。

【0003】

ワイヤーロープの引張試験や破断試験では、ワイヤーロープの端部を金属にてコーンの形状に固め、そのコーン部を上記空間部に挿入し、該コーン部をつかみ歯により掴んで試験が実施される。そして、ワイヤーロープの様な試験片を試験機に設置する際には、コーン部を手で保持しながら、つかみ歯の位置を調整する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－１３９４１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の技術では、試験片のコーン部を手で保持しながら、つかみ歯の位置を調節する作業は、手間がかかる。また、試験片セットは上部か、下部の何れかから行う必要があり、つかみ歯の位置が前方より目視しにくく、手間が必要となる。

【0006】

本発明は、試験片のコーン部をつかみ歯に把持させる際の手間を低減する引張試験機のコーンチャック装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本構成のコーンチャック装置は、試験片のコーン部をつかみ歯の開閉によりチャックする引張試験機のコーンチャック装置において、前記つかみ歯の下端に、ガイドが設けられ、前記つかみ歯が開いた状態で、前記ガイドと前記つかみ歯との間に、前記コーン部を載せる厚みの均一な平板状のプレートを有する治具の前記プレートの先端部を挿入可能な挿入部を備えた、ことを特徴とする。

【0008】

上記構成において、前記つかみ歯は、上下一対に配置され、上のつかみ歯の下端に、前記挿入部を備えたことを特徴とする。

【0009】

本構成のコーン装着用治具は、つかみ歯の開閉によりチャックされる試験片のコーン部を載せるプレートと、開いた状態の前記つかみ歯の下端の挿入部に挿入可能な先端部と、を備えたことを特徴とする。
上記構成において、ハンドルを備えることを特徴とする。
上記構成において、先端部は前記プレートの前部から前記プレートと平行に延びることを特徴とする。
上記構成において、前記プレートの中央部に外側に張り出すストッパ面を備えることを特徴とする。

【0010】

本構成のコーン取出し用治具は、つかみ歯の開閉によりチャックされる試験片のコーン部を載せるプレートと、開いた状態の前記つかみ歯の下端の挿入部に挿入可能な先端部と、を備えたことを特徴とする。
上記構成において、ハンドルを備えることを特徴とする。

【0011】

上記構成において、前記治具の先端部は前記プレートの前部から前記プレートと平行に延びることを特徴とする。
上記構成において、前記プレートの中央部に外側に張り出すストッパ面を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

上記構成によれば、治具により、試験片のコーン部をつかみ歯間に保持し、つかみ歯の位置を調節ができ、試験片の取付け時の手間が低減される。
上記構成において、治具は、上のつかみ歯の下端に差し込まれるので、ワイヤーロープなどの一部を把持しても自立しない試験片の取付けおよび、取りだしを容易に行える。
上記構成において、治具は、ハンドルを備えるので、コーン装着用治具またはコーン取出し用治具にハンドルを介して、力をかけやすくなる。そして、手動により試験片の取りつけおよび取出しを容易に行える。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】引張試験装置の全体構成を示す正面図である。

【図2】つかみ歯が開いた状態を示す正面図である。

【図3】試験片装着用の治具を示す斜視図である。

【図4】つかみ歯が閉じた状態を示す正面図である。

【図5】ガイドによる治具の位置決め状態を示す平面一部断面図である。

【図6】試験片取り外し用の治具を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、コーンチャック装置を備える引張試験装置の構成を、図面を参照しながら説明する。図１は実施形態による引張試験装置の全体構成を示す正面図である。引張試験装置１は、両端をホワイトメタルまたは亜鉛などで円錐形に固めた適当な長さのワイヤーロープ（試験片）等を、引張り、そのときの荷重を測定、記録する装置である。なお、本引張試験装置１は破断試験などに利用できるものである。

【0015】

引張試験装置１は、引張試験機である試験機本体２と、試験機本体２を駆動制御し、試験による測定値を記録する制御装置３により構成される。
試験機本体２は、テーブル４の上方にコーンチャック装置を構成する下つかみ具６ａおよび上つかみ具６ｂを備える。制御装置３は、表示部３ａおよび操作部３ｂを備える。

【0016】

下つかみ具６ａは、試験機本体２の下部のテーブル４より突出した一対のねじ棒４ａに両端をそれぞれ支持されている。ねじ棒４ａは、テーブル４の上面の角部に、対角位置に立設されている。ねじ棒４ａは、テーブル４内の図示しないアクチュエーターにより回転駆動され、下つかみ具６ａを昇降する。
上つかみ具６ｂは、試験機本体２の下部のテーブル４より突出した一対のピラー４ｂに両端をそれぞれ固定されている。一対のピラー４ｂはテーブル４の上面において、ねじ棒４ａの配置位置と異なる対角位置に立設されている。
ピラー４ｂにはテーブル４内の図示しない油圧昇降機構が接続され、この油圧昇降機構は上つかみ具６ｂを油圧により昇降する。

【0017】

下つかみ具６ａには一対のつかみ歯７ａが備えられており、下つかみ具６ａにはつかみ歯７ａの開閉を指示する操作部６５が設けられている。操作部６５による指示を受けて、図示しない油圧開閉機構が動作し、つかみ歯７ａが開閉される。同様に、上つかみ具６ｂにも一対のつかみ歯７ｂが備えており、上つかみ具６ｂにはつかみ歯７ｂの開閉を指示する操作部６６が設けられている。そして、操作部６６による指示を受けて、油圧開閉機構が動作し、つかみ歯７ｂが開閉される。

【0018】

次に、本実施形態による上つかみ具６ｂについて、図２を用いて詳しく説明する。図２は、上つかみ具６ｂのつかみ歯７ｂの構成を示す正面図である。

【0019】

上つかみ具６ｂは、チャックフレーム６１を備える。チャックフレーム６１の内部は、下端側に向かうにつれ左右の幅が狭くなる空間を形成する形状となっており、この空間を形成するチャックフレーム６１の左右内側面に、下端側に向かうにつれて左右の間隔が狭くなるように、くさび体６２が取り付けられている。

【0020】

つかみ歯７ｂの外側部には、くさび体６２の内側面がそれぞれ当接しており、つかみ歯７ｂがくさび体６２に沿って摺動自在に設けられている。
つかみ歯７ｂの内側面には、破線で示すように、チャック面７ｅが形成されている。
つかみ歯７ｂの上部には、左右方向に延びるレール６３が接続しており、つかみ歯７ｂがレール６３に沿って、左右方向に摺動自在に設けられている。
そして、レール６３の上部には、上下方向に延びるアーム６４の下端が接続しており、アーム６４の上部は、図示しないアクチュエーターに接続されている。そして、アクチュエーターにより、アーム６４とともにレール６３をチャックフレーム６１に対して昇降可能としている。

【0021】

アーム６４に接続するアクチュエーターは、操作部６６により操作されるものであり、操作部６６によりつかみ歯７ｂの開閉が操作される。
アーム６４を介して、図２に示すように、レール６３を上げると、つかみ歯７ｂはくさび体６２に沿って斜め上方に移動し、つかみ歯７ｂ間が広がる。これにより、つかみ歯７ｂが開いた状態となる。そして、レール６３を下げると、図４に示すように、つかみ歯７ｂはくさび体６２に沿って斜め下方に移動し、つかみ歯７ｂ間が狭くなる。これにより、つかみ歯７ｂが閉じた状態となる。

【0022】

つかみ歯７ｂの下端には、ガイド７１が設けられている。ガイド７１は、正面視でＬ字状に構成され、上部７１ａをつかみ歯７ｂの下面に固定しており、下部の先端７１ｂを左右内側に向けて配置される。これにより、つかみ歯７ｂとガイド７１とにより、前方および左右内側に開口する開口７１ｃ（挿入部）が形成される。開口７１ｃは、後述するコーン装着用の治具８および、コーン取出し用の治具１０を挿入可能としている。

【0023】

次に、コーン装着用治具について説明する。
治具８は、図３に示すように、水平で厚みの均一なプレート８１と、プレート８１の上下面に接続するハンドル８２により構成されている。そして、プレート８１は前方に向けて、左右の幅が狭くなる形状となっている。
プレート８１は前部に前方へ平行に延びた２本の先端部８１ｃと、前後中央部に左右方向（外側）に張り出したストッパ面８１ａを備える。

【0024】

そして、先端部８１ｃの間に切り欠き部８３が形成されている。切り欠き部８３は、前部が左右方向の幅ｄ１が均一で、後部が前部の幅ｄ１を直径とする半円状の形状となっている。切り欠き部８３には、試験片９のロープ部９ａ（図４参照。）が挿入される。切り欠き部８３の最前部は面取りされ、前方に向けて左右方向に広がる形状となっている。これにより、試験片９を切り欠き部８３内に導入しやすくなっている。プレート８１の後部上面には、逆Ｕ字形状の上ハンドル８２ａが取り付けられ、プレート８１の後部の下面には下方に延出される下ハンドル８２ｂが設けられている。

【0025】

次に、コーン取出し用治具について説明する。
取り外し用の治具１０は、図６に示すように、取付け用の治具８とほぼ同一の形状である。治具１０の先端部１０１ｃの左右方向の幅は、取付け用の治具８よりも狭く、治具１０の前部に形成される切り欠き部１０３の左右方向の幅ｄ２は、取付け用の治具８の切り欠き部８３の幅ｄ１よりも広くなっている。また、切り欠き部１０３の後部は、上方に向けて広がった形状となっている。

【0026】

その他の構成において、取り外し用の治具１０は、取付け用の治具８と同様であり、水平で厚みの均一なプレート１０１と、プレート１０１の上下面に接続するハンドル１０２とにより構成されている。
プレート１０１は前部に前方に延びた２本の先端部１０１ｃと、前後中央部に左右方向に張り出したストッパ１０１ａを備える。
そして、先端部１０１ｃの間に切り欠き部１０３が形成されている。切り欠き部１０３は、前部が左右方向の幅が均一で、後部が前部の幅を直径とする半円状の形状となっている。切り欠き部１０３には、試験片９のロープ部９ａが挿入され、切り欠き部１０３の最前部に面取りがあり、前方に向けて左右方向に広がる形状となっている。これにより、試験片９を切り欠き部１０３内に導入しやすくなっている。

【0027】

次に、試験片９の装着、試験、取り出しの手順について説明する。
試験片９は、図２に示すように、ロープ部９ａと、両端のコーン部９ｂ（上端のコーン部９ｂのみ図示。）と、により構成される。

【0028】

試験片９を試験機本体２に取り付ける場合、下つかみ具６ａと上つかみ具６ｂとの間の距離を試験片の長さに合わせて調節し、下つかみ具６ａのつかみ歯７ａおよび、上つかみ具６ｂのつかみ歯７ｂを開く。
そして、治具８の切り欠き８３にロープ部９ａを挿入し、コーン部９ｂをプレート８１上に載置した状態で、図２に示すように、試験片９のコーン部９ｂを治具８とともに上つかみ具６ｂに取り付ける。

【0029】

一対のつかみ歯７ｂの下端には、それぞれガイド７１が設けられており、開いた状態のつかみ歯７ｂのガイド７１とつかみ歯７ｂとの間の開口７１ｃに、プレート８１の先端部８１ｃを挿入する。これにより、プレート８１の先端部８１ｃがガイド７１の先端７１ｂの上面に載置される。
試験片９のコーン部９ｂの下端９ｃは、プレート８１の先端部８１ｃの上面に当接し、試験片９の荷重がガイド７１により受け止められる。
このため、試験片９をつかみ歯７ｂの間に保持することができ、試験片９を保持する操作者の手間が低減される。
プレート８１にハンドル８２を設けることにより、プレート８１の前部に試験片９を載置しても、ハンドル８２を把持して、治具８の姿勢を保ちながら、つかみ歯７ｂに装着することができる。

【0030】

この状態で、上つかみ具６ｂの操作部６６の操作により、図４に示すように、一対のつかみ歯７ｂを閉じて、試験片９のコーン部９ｂをつかみ具６ｂにより保持する。
この後、ガイド７１とつかみ歯７ｂとの間の開口７１ｃから、治具８を引き抜く。
そして、下つかみ具６ａのつかみ歯７ａの間に、図示を省略した試験片９の下端のコーン部を配置し、下つかみ具６ａの操作部６５により、つかみ歯７ａを閉じて、試験片のコーン部をつかみ具６ａにより保持する。
この際、ガイド７１はつかみ歯７ｂの下端に固定されているので、つかみ歯７ｂが移動しても、治具８とつかみ歯７ｂとの上下方向の位置が変化しない。
これにより、コーン部９ｂの下端９ｃをつかみ歯７ｂの下端位置にあわせて、つかみ歯７ｂにより挟持できる。

【0031】

そして、下つかみ具６ａに対して上つかみ具６ｂを上昇させて、試験片９に荷重をかけて、かかった荷重を測定する。
このとき、試験片９のコーン部９ｂは、一対のつかみ歯７ｂのチャック面７ｅの間に強固に保持されている。
また、ガイド７１には、図５に示すように、ガイド７１に対して治具８の位置決めを行うための形状を内側に形成している。ガイド７１は、左右外側に延び、前後方向と直交するストッパ面７１ｄを有している。

【0032】

このため、治具８を前方に向けてガイド７１に挿入すると、治具８のストッパ面８１ａとガイド７１のストッパ面７１ｄとが当接し、治具８に保持される試験片９がつかみ歯７ｂにおいて前後方向で位置決めされる。
また、ガイド７１の内側と、治具８とのクリアランスを大きく取った場合においても、試験片９をつかみ歯７ｂに対して高い精度で位置決めできる。

【0033】

試験が行われた後には、図４に示すように、つかみ歯７ｂが閉じた状態で、ガイド７１の開口７１ｃに治具１０を挿入する。試験によりコーン部９ｂの下端が変形した場合においても、治具１９の切り欠き部１０３の幅は大きくなっており、切り欠き部１０３内にロープ部９ａもしくはコーン部９ｂの下端を挿入できる。
この状態で、上つかみ具６の操作部６６を操作し、つかみ歯７ｂを開く。これにより、つかみ歯７ｂによるコーン部９ｂの保持は解除されて、コーン部９ｂがプレート１０１上に載置される。
この状態で、治具１０をガイド７１より引き抜くと、治具１０とともに試験片９が取り出される。

【0034】

以上説明したように、本実施形態では、コーン部９ｂを載せた状態で、開いた状態のつかみ歯７ｂの下端の開口７１ｃに、差し込まれる治具（コーン装着用治具。）８と、閉じた状態のつかみ歯７ｂの下端の開口７１ｃに、差し込まれる治具（コーン装着用治具。）１０と、を備える。
これにより、つかみ歯７ｂに対して、治具８により位置決めしながら、試験片９の装着を行うことができ、試験片９の装着精度を向上させるとともに、装着時の手間を低減できる。また、試験片９の取出し時においても、治具１０のよりつかみ歯７ｂが開いた状態でも試験片９が保持されるので、取出しの際の手間が軽減される。

【0035】

上記構成において、つかみ歯７ａ、７ｂは、上下一対に配置され、装着用の治具８および取出し用の治具１０は、上のつかみ歯７ｂの下端の開口７１ｃに差し込まれる。
これにより、試験片９の上端を保持して、つかみ歯７ｂにより試験片９の荷重を受け止めるので、試験片９の装着時の手間が低減される。

【0036】

上記構成において、コーン装着用の治具８および取出し用の治具１０は、それぞれハンドル８２とハンドル１０２を備えるので、治具８および治具１０に力をかけやすく、試験片９の装着および取出しの際に、治具８および治具１０の姿勢を維持しやすい。このため、ガイド７１への装着および取り外しを容易に行える。

【符号の説明】

【0037】

１ 引張試験装置
２ 試験機本体
６ａ 下つかみ具
６ｂ 上つかみ具
７ａ、７ｂ つかみ歯
８ コーン装着用治具
９ 試験片
９ｂ コーン部
１０ コーン取出し用治具
６１ チャックフレーム
６２ くさび体
７１ ガイド
７１ｃ 開口（挿入部）
８１、１０１ プレート
８１ｃ、１０１ｃ 先端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】