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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-08
(54)【発明の名称】支持治具及び支持治具と共に使用される試験片ホルダー
(51)【国際特許分類】
G01N 3/04 20060101AFI20231031BHJP
【ＦＩ】
G01N3/04 P
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023524983
(86)(22)【出願日】2021-10-22
(85)【翻訳文提出日】2023-04-24
(86)【国際出願番号】 US2021056319
(87)【国際公開番号】W WO2022087463
(87)【国際公開日】2022-04-28
(31)【優先権主張番号】63/105,199
(32)【優先日】2020-10-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】505383383
【氏名又は名称】エムティーエス システムズ コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(74)【代理人】
【識別番号】100211177
【弁理士】
【氏名又は名称】赤木 啓二
(72)【発明者】
【氏名】スティーブン レイ レンマー
【テーマコード（参考）】
2G061
【Ｆターム（参考）】
2G061AA01
2G061AA02
2G061AB01
2G061BA01
2G061CB20
2G061CC11
2G061DA16
(57)【要約】
引張荷重を印加する試験機１と共に使用される支持治具１０。支持治具１０は、フレーム１２と、位置合わせ軸１６を提供するためにフレーム１２に接合される一対の離間した支持体１４Ａ、１４Ｂとを含む。各支持体１４Ａ、１４Ｂは、試験片ホルダーを、試験機１に取付け可能な試験片ホルダーの端部が反対方向を向いている状態で、固定された空間的関係で位置合わせ軸１６上に解放可能に保持する。支持治具１０を使用して、試験片ホルダーに試験片１５を試験機１から離れた位置で取り付け、次いで、支持治具１０を使用して、試験片ホルダーが試験機１に取り付けられている間、固定された特別な関係を維持する方法も提供される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
引張荷重を印加する試験機と共に使用される支持治具において、フレームと、
位置合わせ軸を提供するために前記フレームに接合される一対の離間した支持体とを具備し、
各支持体は、試験片ホルダーを、前記試験機に取付け可能な前記試験片ホルダーの端部が反対方向を向いている状態で、固定された空間的関係で前記位置合わせ軸上に解放可能に保持する支持治具。
【請求項2】
前記一対の離間した支持体の間で前記フレームに接合される試験片支持体を更に備え、前記試験片支持体は、試験片を前記位置合わせ軸上に保持するように構成された端部を有する請求項１に記載の支持治具。
【請求項3】
前記試験片支持体は、前記フレームに接合された第１の部分と、前記端部を有する第２の部分とを備え、前記第２の部分は、前記端部の位置を前記位置合わせ軸に対して直交方向に調整するように、前記第１の部分に調整可能に固定される請求項２に記載の支持治具。
【請求項4】
前記第２の部分は前記第１の部分に対して直線的に調整可能である請求項３に記載の支持治具。
【請求項5】
前記第２の部分は前記第１の部分に対して伸縮する請求項４に記載の支持治具。
【請求項6】
前記端部は試験片を受ける凹部を備える請求項１～５の何れか１項に記載の支持治具。
【請求項7】
前記一対の支持体は、第１の支持体と第２の支持体とを含み、前記第１の支持体は、前記位置合わせ軸上の前記第１の支持体の位置を軸方向に調整するために前記フレーム上に調整可能に位置決め可能である請求項１～６の何れか１項に記載の支持治具。
【請求項8】
前記第２の支持体は、前記位置合わせ軸上の前記第２の支持体の位置を軸方向に調整するために前記フレーム上に調整可能に位置決め可能である請求項７に記載の支持治具。
【請求項9】
各支持体は、前記支持体に固定可能な前記関連付けられた試験片ホルダー上に設けられる、凸部又は凹部にそれぞれ相補的な、前記位置合わせ軸から離間される凹部又は凸部を含む請求項１～８の何れか１項に記載の支持治具。
【請求項10】
各支持体は前記試験片ホルダーの一部を受ける取付け開口を提供する請求項１～８の何れか１項に記載の支持治具。
【請求項11】
各支持体の端部は前記端部に固定可能な取外し可能部分を含む請求項１～１０の何れか１項に記載の支持治具。
【請求項12】
各支持体の前記端部及び前記取外し可能部分は、前記試験片ホルダーと相補的な、前記試験片ホルダーと係合可能な表面を含む請求項１１に記載の支持治具。
【請求項13】
前記支持体のうちの一方に取外し可能に固定可能な第１の試験片ホルダーと、前記支持体のうちの他方に取外し可能に固定可能な第２の試験片ホルダーとを更に備える請求項１～１２の何れか１項に記載の支持治具。
【請求項14】
前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーは、それぞれ、前記試験片の端部を保持するように構成されたヘッドと、前記ヘッドに取り付けられた基部とを含み、前記基部は、前記引張試験機に取り付けるように構成された各端部を有する請求項１３に記載の支持治具。
【請求項15】
各支持体の各端部は、各対応する試験片ホルダーの前記基部の外面に解放可能に係合する請求項１４に記載の支持治具。
【請求項16】
前記試験片ホルダーのそれぞれは、前記試験片の前記端部に予荷重クランプ力を印加する機構を含む請求項１５に記載の支持治具。
【請求項17】
前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーのそれぞれは、前記試験片の端部に係合して保持する可動ジョーを含む請求項１３～１７の何れか１項に記載の支持治具。
【請求項18】
第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーを有する引張試験機に試験片を装填する方法において、前記試験機から離れた支持治具を提供することと、
前記試験片の端部を保持するように構成されたヘッドが互いに対向し、前記試験機に固定可能な前記試験片ホルダーの端部が反対方向に面するように、前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーを前記支持治具に取り付けることであって、前記試験片ホルダーが互いに位置合わせされて共通の位置合わせ軸上に配置されることと、
前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーのヘッドを前記試験片の第１の端部及び第２の端部にそれぞれ固定することと、
前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーを前記引張試験機に取り付けることであって、前記支持治具が前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーを前記位置合わせ軸上に互いに対して固定された空間的関係で保持することとを含む方法。
【請求項19】
前記治具は試験片支持体を含んでおり、前記方法は、前記位置合わせ軸と位置合わせされるように前記試験片を前記試験片支持体に取り付けることを更に含む請求項１８に記載の方法。
【請求項20】
前記位置合わせ軸と位置合わせされるように前記試験片を前記試験片支持体に取り付けることが、前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーの前記ヘッドを前記試験片に固定する前に行われる請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記治具は、フレームに連結される第１の支持体及び第２の支持体を含み、前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーを支持治具に取り付けることは、前記第１の試験片ホルダーを前記第１の支持体に取り付け、前記第２の試験片ホルダーを前記第２の支持体に取り付けることを含む請求項１８～２０の何れか１項に記載の方法。
【請求項22】
前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーを前記引張試験機に取り付けることは、前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーを前記支持治具に取り付けた後、及び／又は前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーのヘッドを試験片に固定した後に行われる請求項１８～２１の何れか１項に記載の方法。
【請求項23】
前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーを前記支持治具に取り付けることは、前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーのそれぞれの回転位置を前記位置合わせ軸の周りで固定することを含む請求項１８～２２の何れか１項に記載の方法。
【請求項24】
前記第１の試験片ホルダー及び前記第２の試験片ホルダーのヘッドを前記試験片の第１の端部及び第２の端部にそれぞれ固定することは、前記試験片の端部に予荷重クランプ保持力を印加することを含む請求項１８～２３の何れか１項に記載の方法。
【請求項25】
互いに対向する第１の傾斜本体表面及び第２の傾斜本体表面を有するヘッド本体と、前記ヘッド本体内に位置する第１のウェッジ及び第２のウェッジであって、前記第１のウェッジは、前記第１の傾斜本体表面と摺動接触する第１の傾斜ウェッジ表面を有し、前記第２のウェッジは、前記第２の傾斜本体表面と摺動接触する第２の傾斜ウェッジ表面を有する、第１のウェッジ及び第２のウェッジと、
試験機の一部に接続可能な第１の端部と前記第１のウェッジ及び前記第２のウェッジを支持する第２の端部とを有する支持シャフトと、
前記支持シャフトによって支持され、前記第２の端部と前記第１の端部との間に位置するドライブと、
第１の端部において前記ヘッド本体に接続され、第２の端部において前記ドライブに接続されるばねとを具備する試験片ホルダー。
【請求項26】
前記ドライブは、前記ばねの前記第２の端部を前記ヘッド本体から離れるように引っ張るように構成される請求項２５に記載の試験片ホルダー。
【請求項27】
前記ドライブは、第２の部分に対して移動可能な第１の部分を備え、前記第１の部分は、前記ばねの前記第２の端部に接続され、前記第２の部分は、前記支持シャフトの一部に係合する、又はしっかりと接合される請求項２６に記載の試験片ホルダー。
【請求項28】
前記第１の部分は前記支持シャフトに対して軸方向に移動する請求項２７に記載の試験片ホルダー。
【請求項29】
前記ドライブは前記第１の部分及び前記第２の部分と接触するとともにそれらに対して移動可能な被駆動部を含む請求項２８に記載の試験片ホルダー。
【請求項30】
前記被駆動部は前記支持シャフトの長手方向軸に向けて及びそこから離れるように移動可能である請求項２９に記載の試験片ホルダー。
【請求項31】
前記ドライブは前記被駆動部と接触する前記第１の部分によって支持されたアクチュエーターを含む請求項３０に記載の試験片ホルダー。
【請求項32】
前記アクチュエーターは前記第１の部分に螺合する駆動ねじを備える請求項３１に記載の試験片ホルダー。
【請求項33】
前記被駆動部及び前記第２の部分の係合面は、前記被駆動部及び／又は前記第２の部分のうちの少なくとも一方の上に傾斜面を含む請求項３２に記載の試験片ホルダー。
【請求項34】
前記被駆動部及び前記第２の部分の係合面は、それぞれ傾斜面である請求項３２に記載の試験片ホルダー。
【請求項35】
前記ドライブは前記支持シャフトの周りにチャンバーを形成する壁を含み、前記被駆動要素は前記チャンバー内に配設される請求項３４に記載の試験片ホルダー。
【請求項36】
前記ドライブは前記壁の端部に接合された端部キャップを含む請求項３５に記載の試験片ホルダー。
【請求項37】
前記ばねは、前記支持シャフトの周りに配設された複数の長手方向ばね要素を備える請求項２５～３６の何れか１項に記載の試験片ホルダー。
【請求項38】
前記ばねは長手方向スロットを有する円筒形本体を備える請求項３７に記載の試験片ホルダー。
【請求項39】
前記第２の部分は、前記支持シャフトにしっかりと接合される請求項２５～３９の何れか１項に記載の試験片ホルダー。
【請求項40】
前記第２の部分は前記支持シャフトに一体的に接合され、前記第２の部分及び前記支持シャフトは、単一の一体構造体から形成される請求項３９に記載の試験片ホルダー。
【請求項41】
前記第２の部分は前記支持シャフトから分離可能である請求項２５～４０の何れか１項に記載の試験片ホルダー。
【請求項42】
前記マウント又は前記ヘッド本体のうちの少なくとも一方は、外面に開口するとともに前記支持シャフトの長手方向軸に対して横方向に内向きに延在する開口、又は前記長手方向軸から横方向に前記外面から離れるように延在するピンのうちの一方を備える請求項２５～４１の何れか１項に記載の試験片ホルダー。
【請求項43】
互いに対向する第１の傾斜本体表面及び第２の傾斜本体表面を有するヘッド本体と、前記ヘッド本体内に位置する第１のウェッジ及び第２のウェッジであって、前記第１のウェッジは、前記第１の傾斜本体表面と摺動接触する第１の傾斜ウェッジ表面を有し、前記第２のウェッジは、前記第２の傾斜本体表面と摺動接触する第２の傾斜ウェッジ表面を有する第１のウェッジ及び第２のウェッジと、
第１の端部において前記ヘッド本体に接合されるとともにボアを有するマウントと、
前記ボア内に配設されるとともに前記第１のウェッジ及び前記第２のウェッジを支持する第１の端部を有する支持シャフトと、
前記支持シャフトを前記ヘッド本体に向けて付勢するばねとを具備する試験片ホルダー。
【請求項44】
前記ボアは、内側フランジと、前記支持シャフトに係合する前記ばねの第１の端部と、前記内側フランジに係合する第２の端部とを含む請求項４３に記載の試験片ホルダー。
【請求項45】
前記ばねは圧縮ばねを含む請求項４４に記載の試験片ホルダー。
【請求項46】
前記支持シャフトを前記ヘッド本体に向けて付勢する力を調整する調整部を備える請求項４３～４５の何れか１項に記載の試験片ホルダー。
【請求項47】
前記調整部は前記支持シャフトに接合されたアクチュエーターを備える請求項４６に記載の試験片ホルダー。
【請求項48】
前記アクチュエーターは前記マウントに螺合されたねじを備える請求項４７に記載の試験片ホルダー。
【請求項49】
前記支持シャフトに接合されたハンドルを更に備える請求項４３～４８の何れか１項に記載の試験片ホルダー。
【請求項50】
前記ハンドルは、前記支持シャフトの長手方向軸から反対方向に延在する部分を備える請求項４９に記載の試験片ホルダー。
【請求項51】
前記マウント又は前記ヘッド本体のうちの少なくとも一方は、外面に開口するとともに前記支持シャフトの長手方向軸に対して横方向に内向きに延在する開口、又は前記長手方向軸から横方向に前記外面から離れるように延在するピンのうちの一方を備える請求項４３～５０の何れか１項に記載の試験片ホルダー。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
下記の論考は、概略的な背景情報のために提供されるにすぎず、請求される主題の範囲を決定する際の補助として使用されることを意図していない。
【0002】
試験片ホルダー又はグリップは、材料試験技術において既知であり、材料試験システムにおいて試験片を保持するために使用されることが多い。ホルダーは、試験片を間に保持する対向するジョー又はウェッジを含む。このような試験片ホルダーが長い間利用されてきたが、このようなホルダーを比較的大きな試験片を試験するために使用することは確認されているものの、非常に小さな試験片に使用することは知られていない。
【0003】
典型的な試験片としては、２５ｍｍ以上の最小長さ及び数ミリメートル×数ミリメートルの断面を有する幾何学的形状のものを使用する。これらの試験片は、様々な試験片ホルダーにおいて使用することができる。ホルダーは、試験片の長軸に沿って長手方向の力を印加する力反応構造体又は試験機に設置される。ホルダーは、典型的には、ホルダー内の試験片を大まかではあるが反復可能に位置合わせする方法を有し、ホルダーは、ＡＳＴＭ試験手順に要求されるような低い曲げ歪みを確実にするために互いに容易に位置合わせすることができる。ホルダーはまた、試験機が位置及び荷重を能動的に維持している間に、使用者が試験片をホルダー内に設置することを必要とする。
【0004】
付加製造された構成部品の分野においては、堆積プロセスの材料特性の調査が必要とされてきた。これにより、厚さ１ｍｍ未満、幅１ｍｍ未満、全長１０ｍｍ未満の試験片断面形状となった。これらの試験片サイズは、現在の試験片ホルダーに適合せず、反復可能な様式で試験片をホルダーに挿入する方法はない。また、試験片が非常に小さいことから、試験片を設置するために追加の時間が必要となり、それによって、より長い時間期間にわたって使用者が作動中の機械に晒されるという懸念がある。
【発明の概要】
【0005】
本明細書におけるこの概要及び要約は、詳細な説明において下記に更に説明される選り抜きの概念を、簡略化された形態で紹介するために提供される。この概要及び要約は、請求される主題の重要となる特徴又は不可欠な特徴を識別することを意図せず、請求される主題の範囲を決定する際の補助として使用されることも意図していない。請求される主題は、背景技術に記載される任意又は全ての欠点を解決する実装に限定されるものではない。
【0006】
概して、引張荷重を印加する試験機と共に使用される支持治具は、フレームと、位置合わせ軸を提供するためにフレームに接合される一対の離間した支持体とを含む。各支持体は、試験片ホルダーを、試験機に取付け可能な試験片ホルダーの端部が反対方向を向いている状態で、固定された空間的関係で位置合わせ軸上に解放可能に保持する。支持治具は、限定されないが、本発明の別個及び追加の態様を備えた、本明細書に開示される試験片ホルダーを含む、任意のタイプの試験片ホルダーと共に使用することができる。
【0007】
１つの実施の形態において、支持治具は、一対の離間した支持体の間でフレームに接合される試験片支持体を更に含む。試験片支持体は、試験片ホルダーを試験片の各端部に固定することができるように、試験片を位置合わせ軸上に便利に保持する。試験片支持体の端部は、試験片を受ける凹部を有することができる。好ましくは、試験片支持体は、フレームに接合される第１の部分と、端部を有する第２の部分とを備える。第２の部分は、端部の位置を位置合わせ軸に対して直交方向に調整するように第１の部分に調整可能に固定され、これにより、異なる幅の試験片を位置合わせ軸上に正確に配置することが可能となる。第２の部分は、第１の部分に対して伸縮させること等によって、第１の部分に対して直線的に調整可能であり得る。
【0008】
好ましくは、一対の支持体は、第１の支持体と第２の支持体とを含み、少なくとも一方の支持体、好ましくは両方の支持体は、位置合わせ軸上の支持体（複数の場合もある）の位置を軸方向に調整するためにフレーム上で調整可能に位置決め可能である。好ましい実施の形態において、各支持体は、支持体に固定可能な関連付けられた試験片ホルダー上に設けられる、凸部又は凹部にそれぞれ相補的な、位置合わせ軸から離間した凹部又は凸部を含む。凸部と凹部との相補的な係合により、試験片ホルダーは、試験片に適切に取り付けられるように、位置合わせ軸の周りに方向付けされる。
【0009】
１つの実施の形態において、各支持体は、試験片ホルダーの一部を受ける取付け開口を提供する。好ましくは、各支持体は、各試験片ホルダーの便利な取付けを可能にするように、取付け開口を形成する端部に固定可能な取外し可能部分を含む。各支持体の端部及び取外し可能部分は、試験片ホルダーと相補的である、試験片ホルダーと係合可能な表面を含む。
【0010】
本発明の別の態様は、支持治具を使用して、試験片ホルダーに試験片を試験機から離れた位置で取り付け、次いで、支持治具を使用して、試験片ホルダーが試験機に取り付けられている間、固定された特別な関係を維持する方法も開示される。
【0011】
１つの実施の形態において、第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーを有する引張試験機に試験片を装填する方法は、試験機から離れた支持治具を提供することと、試験片の端部を保持するように構成されたヘッドが互いに対向し、試験機に固定可能な試験片ホルダーの端部が反対方向に面するように、第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーを支持治具に取り付けることであって、試験片ホルダーが互いに位置合わせされて共通の位置合わせ軸上に配置されることと、第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーのヘッドを試験片の第１の端部及び第２の端部にそれぞれ固定することと、第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーを引張試験機に取り付けることであって、支持治具が第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーを位置合わせ軸上に互いに対して固定された空間的関係で保持することとを含む。
【0012】
更なる実施の形態において、治具は、試験片支持体を含み、方法は、位置合わせ軸と位置合わせされるように試験片を試験片支持体に取り付けることを更に含む。好ましくは、位置合わせ軸と位置合わせされるように試験片を試験片支持体に取り付けることが、第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーのヘッドを試験片に固定する前に行われる。
【0013】
治具は、フレームに連結される第１の支持体及び第２の支持体を含むことができ、第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーを支持治具に取り付けることは、第１の試験片ホルダーを第１の支持体に取り付け、第２の試験片ホルダーを第２の支持体に取り付けることを含む。第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーを引張試験機に取り付けることは、第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーを支持治具に取り付けた後、及び／又は第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーのヘッドを試験片に固定した後に行うことができる。
【0014】
望ましい場合、試験片を正しく保持するように試験片ホルダーを互いに適切に位置合わせするために、第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーを支持治具に取り付けることは、第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーのそれぞれの位置合わせ軸周りの回転位置を固定することを含むことができる。好ましくは、第１の試験片ホルダー及び第２の試験片ホルダーのヘッドを試験片の第１の端部及び第２の端部にそれぞれ固定することは、試験片の端部に予荷重クランプ保持力を印加することを含む。
【0015】
本発明の別の態様は、互いに対向する第１の傾斜本体表面及び第２の傾斜本体表面を有するヘッド本体を備えた試験片である。第１のウェッジ及び第２のウェッジがヘッド本体内に配置され、第１のウェッジは、第１の傾斜本体表面と摺動接触する第１の傾斜ウェッジ表面を有し、第２のウェッジは、第２の傾斜本体表面と摺動接触する第２の傾斜ウェッジ表面を有する。支持シャフトは、試験機の一部に接続可能な第１の端部と、第１のウェッジ及び第２のウェッジを支持する第２の端部とを有する。ドライブは、支持シャフトによって支持され、ドライブは、第２の端部と第１の端部との間に配置される。ばねは、第１の端部でヘッド本体に接続され、第２の端部でドライブに接続される。
【0016】
好ましくは、ドライブは、ばねの第２の端部をヘッド本体から離れるように引っ張るように構成される。ドライブは、第２の部分に対して移動可能な第１の部分を備えることができ、第１の部分は、ばねの第２の端部に接続され、第２の部分は、支持シャフトの一部に係合する、又はしっかりと接合される。第１の部分は、支持シャフト周りの回転を伴って、又は伴わずに、支持シャフトに対して軸方向に移動することができる。
【0017】
ドライブは、第１の部分及び第２の部分と接触するとともにそれらに対して移動可能な被駆動部を含むことができる。被駆動部は、支持シャフトの長手方向軸に向けて及びそこから離れるように移動可能である。好ましくは、ドライブは、被駆動部と接触する第１の部分によって支持されたアクチュエーターを含む。１つの実施の形態において、アクチュエーターは、第１の部分に螺合する駆動ねじを備える。
【0018】
被駆動部及び第２の部分の係合面は、被駆動部及び／又は第２の部分のうちの少なくとも一方の上に少なくとも１つの傾斜面を含むことができる。好ましくは、被駆動部及び第２の部分の係合面は、それぞれ傾斜面である。
【0019】
ドライブは、支持シャフトの周りにチャンバーを形成する壁を含むことができ、被駆動要素は、チャンバー内に配設され、ドライブは、壁の端部に接合される端部キャップを含むことができる。
【0020】
１つの実施の形態において、ばねは、支持シャフトの周りに配設される複数の長手方向ばね要素を、好ましくは支持シャフトの周りに少なくとも部分的に円筒形本体として備え、ばね要素は、長手方向スロットを有する単一の一体構造体から形成される本体と一体である。
【0021】
好ましくは、マウント又はヘッド本体のうちの少なくとも一方は、試験片ホルダーを支持治具に取り付けることを可能にするように、外面に開口するとともに支持シャフトの長手方向軸に対して横方向に内向きに延在する開口、又は長手方向軸から横方向に外面から離れるように延在するピンのうちの一方を備える。
【0022】
試験片ホルダーの別の実施の形態は、互いに対向する第１の傾斜本体表面と第２の傾斜本体表面とを有するヘッド本体を含む。第１のウェッジ及び第２のウェッジがヘッド本体内に配置され、第１のウェッジは、第１の傾斜本体表面と摺動接触する第１の傾斜ウェッジ表面を有し、第２のウェッジは、第２の傾斜本体表面と摺動接触する第２の傾斜ウェッジ表面を有する。マウントは、第１の端部でヘッド本体に接合され、ボアを有する。支持シャフトは、ボア内に配設され、第１のウェッジ及び第２のウェッジを支持する第１の端部を有する。ばねは、支持シャフトをヘッド本体に向けて付勢する。
【0023】
１つの実施の形態において、ボアは、内側フランジと、支持シャフトに係合するばねの第１の端部と、内側フランジに係合する第２の端部とを含む。ばねは、圧縮ばねを含むことができる。
【0024】
１つの実施の形態において、調整部が設けられ、支持シャフトをヘッド本体に向けて付勢する力を調整する。調整部は、支持シャフトに接合されるアクチュエーターを備えることができる。例えば、アクチュエーターは、マウントに螺合されるねじを備えることができる。
【0025】
好ましくは、ハンドルは、支持シャフトに接合され、支持シャフトの長手方向軸から反対方向に延在する部分を備える。
【0026】
好ましくは、マウント又はヘッド本体のうちの少なくとも一方は、試験片ホルダーを支持治具に取り付けることを可能にするように、外面に開口するとともに支持シャフトの長手方向軸に対して横方向に内向きに延在する開口、又は長手方向軸から横方向に外面から離れるように延在するピンのうちの一方を備える。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】試験機の斜視図である。
【図2】支持治具の斜視図である。
【図4】試験片ホルダーの前側立面図である。
【図13】試験片ホルダーの第２の実施形態の斜視図である。
【図20】支持治具に取り付けられた試験片ホルダーの斜視図である。
【図21】支持治具に取り付けられた試験片ホルダーの斜視図である。
【図22】支持治具に取り付けられた試験片ホルダーの斜視図である。
【図23】試験機内に設置された試験片ホルダー及び支持治具の立面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
試験片に力荷重を印加する材料試験システム１が図１に示されている。システム１は、典型的には、上側の試験片ホルダーと、同一の下側の試験片ホルダーとを含み、両方のタイプが図示されるとともに以下で説明される。試験片ホルダーは、試験片を長手方向軸２に沿って保持する。図示の実施形態においては、下側の試験片ホルダーはアクチュエーター３に接続され、アクチュエーター３を介して力荷重が試験片に印加され、全体として４で示される反作用構造に対して反作用される。
【0029】
図示の例示的な実施形態においては、他の構成が知られており、以下で説明する本発明の態様と共に使用することができるが、材料試験システム１は、基部６を有するフレーム５を含む。一対の支持部材７が基部６から上方に延在し、安定した支持面を提供するクロスビーム８によって互いに接合される。一対の支柱８Ａは、クロスビーム８から、支柱８Ａ上を移動可能なクロスヘッド８Ｂまで上方に延在する。ロードセル９は、図示されているように、上側の試験片ホルダーをクロスヘッド８Ｂに接合することができる、又は下側の試験片ホルダーをアクチュエーター３のロッドに接合することができる。当該技術分野において知られているように、ロードセル９は、試験片に印加された伸張力又は圧縮力を示す信号を提供する。クロスヘッド８及び支柱８Ａは、反作用構造を提供する。油圧リフト８Ｃは、クロスヘッド８を選択的な固定位置に移動させる。
【0030】
概して、他の態様の中でも、試験片ホルダー１００、２００（図４～図１９）は、平坦な幾何学的形状及び丸みのある幾何学的形状の両方の小型及び超小型試験片のスルーゼロ（through zero）疲労荷重、伸張荷重、及び圧縮荷重が可能であるものとして説明される。試験片ホルダー１００、２００は、試験片挿入が試験機１から離れた作業台又はテーブル上で行われることを可能にする目的を有する、試験片挿入又は支持治具１０（図２、図３、及び図２０～図２３）と連動して機能する。支持治具は、設置プロセスに固有の試験片上の曲げ歪みが制限されるとともに反復可能であるように、試験片ホルダー１００、２００を堅く正確に保持する。支持治具１０は、誤った荷重を試験片に印加せずに、クランプ力を試験片ホルダー１００、２００に導入する方法を提供する。支持治具１０は、使用者が設置精度を検証することを可能にし、試験機１が制御下にあって荷重及び変位を管理するような時間まで、誤った荷重が試験片に印加されることなく、治具／試験片ホルダーサブシステムを試験機１内に設置することを可能にする。
【0031】
本開示の一態様は、試験片１５を損傷又は破壊させる可能性のある望ましくない荷重を伴わずに試験片ホルダー又はグリップ１００、２００内に正確に位置決めされるように試験片１５を試験片ホルダー又はグリップ１００、２００に取り付けるとともに、試験機１において必要な試験を実施するように試験片１５を試験片ホルダー１００、２００の軸と位置合わせするために使用される支持治具１０（図２、図３及び図２０～図２３）である。支持治具１０は、試験片１５を試験片ホルダー１００、２００に正確かつ反復可能に装填することを可能にする。
【0032】
試験片１５が試験片ホルダー１００、２００内に装填され、試験片ホルダー１００、２００が治具１０に固定された状態で、図２２に示されているような、試験片ホルダー１００、２００、支持治具１０及び試験片１５を含む完全なアセンブリを試験機１に移送することができ（図２３）、上述の試験機１を使用して、試験片１５に力及び／又は変位を印加することができる。そのような試験機は、伸張又は引張試験機（単調又は単一方向荷重を印加するために使用される）又は伸張／圧縮試験機（交互の伸張及び圧縮荷重が印加され得る疲労試験において使用され得る）として当該技術分野において知られている。所望の場合、回転アクチュエーター（図示せず）は、リニアアクチュエーター３を備えた、又は備えていない試験機１の一部とすることができる。試験片ホルダー１００、２００の間の全ての荷重は、試験片１５を通してではなく、支持治具１０を通して伝達されることから、支持治具１０は、試験片ホルダー１００、２００と、ホルダー１００、２００の間に取り付けられた試験片１５とが、試験片１５の破損を引き起こすことなく試験機１に装填されることを可能にする。試験片ホルダー１００、２００が試験機１に固定されると、治具１０を試験片ホルダー１００、２００から取り外して、試験を開始することができる。
【0033】
図２、３を参照すると、支持治具１０は、基部１３を有するフレーム１２を含む。一対の離間した支持体１４Ａ、１４Ｂが基部１３に接合される。各支持体１４Ａ、１４Ｂは、試験片ホルダーを位置合わせ軸１６（図２０）上に解放可能に保持する。試験片支持体２０は、一対の離間した支持体１４Ａ、１４Ｂの間でフレーム１２に接合される。試験片支持体２０は、試験片１５を位置合わせ軸１６上に保持するように構成された端部２２を有する。
【0034】
試験片支持体２０は、基部１３又はフレーム１２に接合される第１の部分２０と、端部２２を有する第２の部分２０Ｂとを含む。第２の部分２０Ｂは、端部２２の位置を位置合わせ軸１６に対して直交方向に調整するように、第１の部分２０Ａに調整可能に固定される。好ましくは、第２の部分２０Ｂは、第１の部分２０Ａに対して直線的に調整可能である。図示の実施形態においては、第２の部分２０Ｂは、第１の部分２０Ａに対して伸縮する。端部２２は、試験片１５を位置合わせ軸１６上に保持するためのサイズ及び形状の凹部を含むことができる。試験片１５を端部２２に保持することを補助することが所望であれば、クリップ、クランプ、テープ、ストラップ等の保持装置を端部２２に設けることができる。締結具２４は、試験片支持体２０をフレーム１２に固定し、止めねじ等の締結具２６は、第２の部分２０Ｂを第１の部分２０Ａに対して所望の位置に固定するために使用することができる。
【0035】
一対の支持体１４Ａ、１４Ｂは、好ましくは、試験片支持体２０に対する支持体１４Ａ、１４Ｂの位置を調整するように、位置合わせ軸１６に対して軸方向に又は平行にフレーム１２上で調整可能である。好ましくは、支持体１４Ａ、１４Ｂのそれぞれは、フレーム１２上で調整可能に位置決め可能であり、それぞれ、線形軸受支持体２６Ａ、２６Ｂ上に取り付けられる。好ましい実施形態においては、各線形軸受支持体２６Ａ、２６Ｂは、バックラッシュ（図示の実施形態においては、垂直バックラッシュ）を伴わずに、直線レール２８に取り付けられ、レール２８に沿った直線移動のみが可能となる。
【0036】
図示の実施形態においては、フレーム１２は、任意選択の位置合わせガイド３０を含む。支持体１４Ａ、１４Ｂのそれぞれは、レール２８によって支持されるが、ガイド３０は、位置合わせ軸１６の向きを規定し、ここで、位置合わせ軸１６は、事実上、ガイド３０に対して平行のままである。好ましくは、支持体１４Ａ、１４Ｂのそれぞれ及び試験片支持体２０は、ガイド３０を受けるようにボア３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃをそれぞれ含む。ガイド３０は、スタンドオフ（standoff）３６によって基部１３に対して静止位置に保持され、このスタンドオフ３６は、図示の実施形態においては、ガイド３０の端部を受けるボア３８も有し、止めねじ４０等の締結具がガイド３０をスタンドオフ３６に固定する。
【0037】
支持体１４Ａ、１４Ｂは、適切な位置合わせを維持するように、ガイド３０によって案内されながらレール２８に対して直線的に移動する。試験片ホルダー１００、２００がそれぞれの支持体１４Ａ、１４Ｂに取り付けられ、試験片１５がホルダー１００、２００のそれぞれに取り付けられると、支持体１４Ａ、１４Ｂは、それぞれ対応する締結具３３によってガイド３０にしっかりと固定される。図示の実施形態においては、各締結具は、ガイド３０上の各支持体１４Ａ、１４Ｂの位置を固定する止めねじを含む。図２において、止めねじ３３は、支持体１４Ａをガイド３０に固定し、一方、支持体１４Ｂは、図２の支持体１４Ｂの裏側にある同様の止めねじを含む。同様に、止めねじ３５等の締結具を使用して、試験片支持体２０をガイド３０に固定する。
【0038】
ガイド３０の使用は必須ではないことに留意されたい。具体的には、ガイド３０は、支持体１４Ａ、１４Ｂ及び試験片支持体２０の位置合わせが位置合わせ軸１６に沿って互いに適切に位置合わせされるように、支持体１４Ａ、１４Ｂ及び試験片支持体２０をレール２８に固定することができる場合には必要ではない。
【0039】
本明細書においては、本発明の他の態様を含む２つの異なる試験片ホルダー１００、２００が開示される。試験片ホルダー１００は、一般に引張試験に用いられるが、より荷重が軽い疲労試験にも使用することができる。試験片２００は、疲労試験に特によく適している。各試験片ホルダー１００、２００は、支持治具１０と共に使用することができる。各試験片ホルダー１００、２００は、各対応する支持体１４Ａ、１４Ｂに解放可能に固定される。概して、以下で説明する試験片ホルダー１００、２００のそれぞれは、基部又はマウント１０２、２０２と、マウント１０２、２０２に固定されるヘッド本体１０４、２０４とを備える（図４、１４）。マウント１０２、２０２は、典型的には、グリップ等、試験機１に設けられた対応する凹部に挿入され、その中に固定され得る円筒形部材を備える。ヘッド本体１０４、２０４は、試験中に試験片１５の端部を保持するために使用されるウェッジを含む。
【0040】
図示の実施形態においては、支持体１４Ａ、１４Ｂは、試験片ホルダー１００、２００のそれぞれのマウント１０２、２０２に解放可能に固定されるが、所望の場合、支持体１４Ａ、１４Ｂは、試験片及びホルダー１００、２００のヘッド本体１０４、２０４のそれぞれに解放可能に固定するように構成することができることに留意されたい。
【0041】
各支持体１４Ａ、１４Ｂは、試験片ホルダー１００、２００の一部を受けるように構成される、取付け開口を含む。図示の実施形態においては、取付け開口は、各支持体１４Ａ、１４Ｂの端部３８Ａ、３８Ｂにそれぞれ取外し可能に固定される部分４０Ａ、４０Ｂから形成される。取外し可能部分４０Ａ、４０Ｂ及び端部３８Ａ、３８Ｂの表面は、共に試験片ホルダー１００、２００の表面と係合する。締結具４２は、各取外し可能部分４０Ａ、４０Ｂを対応する端部３８Ａ、３８Ｂに固定する。
【0042】
試験片ホルダー１００、２００が取り付けられる略平坦な端部を有する試験片の場合、試験片ホルダー１００、２００は、試験片１５の端部と一致して適切に係合するように、位置合わせ軸１６周りに適切に方向付けされる必要がある。
【0043】
典型的に、試験片は、互いに同一平面上にある端部を有することから、試験片ホルダー１００、２００のそれぞれは、試験片ホルダー１００、２００のそれぞれをそれらの適切な位置に方向付けするように、互いに対して同じ位置に方向付けされるべきである。支持体１４Ａ、１４Ｂ及びホルダー１００、２００は、支持体１４Ａ、１４Ｂと試験片ホルダー１００、２００との間の凸部－開口接続部を含み、試験片ホルダー１００、２００を位置合わせ軸１６周りのそれらの適切な回転位置に位置合わせするとともに保持する。図示の実施形態においては、凸部はピン５０（図３）を含む。ピン５０は、支持体１４Ａ、１４Ｂ内、例えば取外し可能部分４０Ａ、４０Ｂ内に、及び／又は図示のように各支持体１４Ａ、１４Ｂの端部３８Ａ、３８Ｂ内にしっかりと固定することができる。支持体１４Ａ、１４Ｂが凸部又はピン５０を有する状態で、試験片ホルダー１００、２００は、ピン５０を受けるサイズの対応する開口１０１、２０１を含む。代替的な実施形態においては、ピン等の凸部を試験片ホルダー１００、２００上に配設することができ、その場合、開口は支持体１４Ａ、１４Ｂ上に設けられる。
【0044】
図４～図１２は、試験片ホルダー１００を示している。概して、試験片ホルダー１００は、マウント又は基部１０２と、マウント１０２の端部に固定されるヘッド本体１０４とを含む。ヘッド本体１０４とは反対側の端部において、マウント１０２は、試験機１に設けられた対応する凹部に挿入され、試験機１は、別のより大きな試験片ホルダーを備え得る。止めカラー（stop-collar）１０６は、マウント１０２が試験機１内に挿入される距離を制限する。
【0045】
上述したように、試験片ホルダー１００は、回転位置が正確かつ反復可能に固定される支持治具１０内に配置されることが好ましい。上述した凸部－開口を使用することができる。図示の実施形態においては、ピン５０を含む本明細書における凸部は、支持体１４Ａ、１４Ｂのそれぞれに固定され、開口１０１は、マウント１０２内に存在する。
【0046】
概して、試験片ホルダー１００は、支持プレート１１８によって支持されてその上を摺動する可動ウェッジ１２０を含む。ウェッジ１２０のそれぞれは、他方のウェッジに対向して試験片１５に係合する試験片係合面を有する。図示の実施形態においては、ウェッジ１２０は、平坦な試験片と共に使用するために平面であるが、これは、ウェッジ１２０が円筒形の端部を有する試験片等の他の形状を有する試験片を保持するように構成され得るという点で、限定と考えられるべきではなく、例えば、ウェッジ１２０はノッチを含む。ウェッジ１２０は共に、試験片１５に両側から係合する。各ウェッジ１２０は、傾斜背面１２２を含む。ヘッド本体１０４の傾斜面１２４は、各ウェッジ１２０の傾斜背面１２２と係合し、ヘッド本体１０４とウェッジ１２０との間の相対的な変位によって、ウェッジ１２０を互いに向けて駆動又は付勢する。ヘッド本体にそのようなウェッジを使用することは既知であることから、更に説明はしない。しかし、例示的な実施形態において２つのウェッジ１２０が示されているが、単一のウェッジ又は３つ以上のウェッジを使用することができ、各ウェッジは共通してヘッド本体１０４上の傾斜面１２２と係合することに留意すべきである。
【0047】
ばね１３０は、ウェッジ１２０に取り付けられ、ウェッジ１２０を互いから離れるように駆動又は付勢するばね付勢を有し、空間を作り出し、ウェッジ１２０の間に試験片１５の端部を容易に挿入することを可能にする。図示の実施形態においては、ばね１３０のそれぞれは、ウェッジ１２０内に設けられた凹部又は開口１３２（図１２）に挿入可能な一方の端部を有するねじりばねを含み、他方の端部はヘッド本体１０４によってしっかりと保持され、本明細書においては、反対側の端部が凹部又は開口１３４（図８）に受けられる。
【0048】
ウェッジ１２０のための支持プレート１１８は、ヘッド本体１０４から離れるように下方に延在する支持ロッド又はシャフト１４０に取り付けられる。支持プレート１１８は、概して互いに対向するが支持プレート１１８上のウェッジ１２０が互いに向けて及び互いから離れるように移動することを可能にするように、ウェッジ１２０の向きを維持する直立した側部又は縁部を含む。試験片ホルダー１００は、付勢ばね１４２を含む。付勢ばね１４２は、全体的に支持シャフト１４０をヘッド本体１０４に向けて上方に付勢することにより、ウェッジ１２０を互いに向けて付勢し、ウェッジ１２０の間に位置する試験片の端部に係合させる。付勢ばね１４２は、本明細書においては、マウント１０２内に設けられたボア１４４内に受けられるコイルばねである。支持シャフト１４０は、付勢ばね１４２内に設けられたコイルに挿入することを可能にする幅を有する延在部１４６を有する。支持シャフト１４０内には、付勢ばね１４２の最上のコイルと係合するフランジ１４８が設けられる。
【0049】
支持シャフト１４０に固定されたハンドル１５０は、支持シャフト１４０をヘッド本体１０４から付勢ばね１４２に抗して引き離すことができるようにすることで、ウェッジ１２０を互いから離れるように付勢するばね１３０に提供されるばね力に起因して、ウェッジ１２０を開くことができるようにする。図示の実施形態においては、ハンドル１５０は、マウント１０２内に設けられたスロット１５４を通って反対方向に延在する部分１５２を有する。ハンドル部分１５２は、支持シャフト１４０に固定され、支持シャフト１４０は、その中にハンドルシャフト１５８を受けるサイズのボア１５６を含む。概して、前述の設計は、ハンドル１５０をヘッド本体１０４から離れるように下方に引っ張ることができるようにし、これにより、ねじりばね１３０は、試験片端部をウェッジ１２０の間に挿入することができるように、ウェッジ１２０を互いから離れるように付勢する。ハンドル１５０が解放されると、クランプ力が発生し、試験片１５の端部に印加される。
【0050】
図示の実施形態においては、予荷重クランプ力調整部１６０（図６、図７）が、試験片１５の端部に予荷重クランプ力を印加するように、ウェッジ１２０を互いに向けて更に付勢する力を印加するために設けられる。調整部１６０は、支持シャフト１４０をヘッド本体１０４に向けて付勢することでウェッジ１２０を互いに向けて付勢するアクチュエーター１６２を有する。調整部１６０は、シャフト１４０の端部に当接し、マウント１０２内のねじ切りボアにねじ接続される、駆動ねじを備える。
【0051】
試験片１５は、２つのステップで試験片ホルダー１００に固定される。まず、ハンドル１５０を付勢ばね１４２に抗して引き下げ、これにより、ウェッジ１２０を分離させ、試験片１５をウェッジ１２０の間に配置することができる。ハンドルが解放されると、ウェッジ１２０は、試験片１５に接触し、付勢ばね１４２によって提供される力によって試験片１５を保持する。次に、アクチュエーター１６０を、本明細書においては駆動ねじによるものである回転によって作動させ、シャフト１４６をヘッド１０４に向けて更に付勢し、これにより、ウェッジ１２０を互いに向けてかつ試験片１５に対して駆動する。
【0052】
第２の試験片ホルダー２００は、図１３～図１９に示されている。試験片ホルダー２００は、マウント２０２と、ヘッド本体２０４と、ウェッジ２２０とを含む。ウェッジ２２０及びヘッド本体２０４は、ウェッジ１２０及びヘッド本体１０４と同様に動作し、ウェッジ２２０の傾斜背面がヘッド本体２０４の傾斜面上を摺動し、ウェッジ２２０を互いに向けて横方向に移動させる。
【0053】
マウント２０２は、締結具２０３を用いて第１の端部２４０Ａ上で支持シャフト２４０に接続され、第２の端部２４０Ｂは、第１のウェッジ及び第２のウェッジ２２０を支持する。支持シャフトによって支持されるドライブ２１０は、第１の端部２４０Ａと第２の端部２４０Ｂとの間に配置される。ばね２１２は、第１の端部でヘッド本体２０４に例えばねじ接続され、第２の端部で円筒形の第１の部分２１４に例えばねじ接続されてドライブ２１０に接続される。
【0054】
ドライブ２１０は、ヘッド２０４をシャフト２４０に対して軸方向下方に変位させるように、ばね２１２を引っ張るように構成される。ヘッド２０４が下方へ移動することにより、ウェッジ２２０が互いに向けて付勢される。試験片１５は、ここでも２つのステップで試験片ホルダー２００に固定される。まず、ヘッド２０４がシャフト２４０の端部から離れるように上方に変位することができるように、ばね２１２と第１の部分２１４との間のねじ接続が最小である状態で、ウェッジ２２０は、試験片をウェッジ２２０の間に挿入することができるように互いから十分に離れている。ばね２２３は、ウェッジ２２０をヘッド２０４の傾斜面に対して付勢して、ウェッジ２２０が試験片１５の挿入を可能にする空間を形成するようにする。この実施形態においては、ばね２２３のそれぞれは、細長く、第１の端部が支持シャフト２４０に、及び第２の端部がウェッジ２２０にしっかりと接合される。
【0055】
次いで、第１の部分２１４は、第１の部分２１４とばね２１２との間のねじ接続を強めるように、シャフト２４０周りを回転させられる。これにより、ばね２１２及びヘッドが下方に引っ張られ、その結果、ウェッジ２２０は、互いに向けて、試験片１５に対して付勢され、ここで、ばね２１２がばね力を提供する。
【0056】
ウェッジ２２０のクランプ力を更に強めるために、ドライブ２１０は、第１の部分２１４を軸方向下方に更に変位させるアクチュエーター又は変位機構を含む。アクチュエーター機構は、第１の部分２１４及び第２の部分２１６と接触し、それらに対して移動可能な被駆動部２２８を含む。図示の実施形態においては、被駆動部２２８は、支持シャフト２４０の長手方向軸に向けて及び長手方向軸から離れるように、本明細書においては横方向に移動可能である。第１の部分２１４によって支持されたアクチュエーター２３０は、被駆動部２２８と係合接触する。アクチュエーター２３０は、長手方向軸に向けて及び長手方向軸から離れるように移動し、好ましくは、長手方向軸に対して横方向に配置される。図示の実施形態においては、アクチュエーター２３０は、第１の部分２１４に螺合する駆動ねじを備えることができる。被駆動部２２８及び第２の部分２１６の係合面は、被駆動部２２８及び／又は第２の部分２１６のうちの少なくとも一方の上に傾斜面を含み、好ましい実施形態においては、被駆動部２２８及び第２の部分２１６のそれぞれは、互いに係合する傾斜面を含む。壁２３４は、支持シャフト２４０の周りにチャンバー２３６を形成することができ、被駆動部２２８及び第２の部分２１６は、チャンバー２３６内に配設される。端部キャップ２３８は、被駆動部２２８及び第２の部分２１６をチャンバー２３６内に捕捉し、被駆動部２２８を第２の部分２１６と接触した状態に維持するように、壁２３４の端部に接合される。第２の部分２１６は、支持シャフト２４０にしっかりと固定することができ、１つの実施形態においては、支持シャフト２４０と一体に形成され、単一の一体構造体から形成される。代替的な実施形態においては、図示のように、第２の部分２１６は、支持シャフト２４０から分離可能であり、支持シャフト２４０の部分２４０Ａが貫通する開口２１６Ａを有するディスク形状の要素を含むことができる。そのような構成においては、第２の部分２１６は、反作用構造を提供するように、支持シャフト２４０上に設けられた環状フランジ２４０Ｂに係合する。
【0057】
第２の部分２１６がディスク要素を備える場合、被駆動部２２８は、支持シャフト２４０の部分２４０Ａが貫通する開口２２８Ａを有するディスクとして形成することもできる。しかしながら、開口２２８Ａは、支持シャフト２４０の長手方向軸を横断する長手方向軸を有するスロットを備える。スロット付き開口２２８Ａは、被駆動要素２２８が支持シャフト２４０の長手方向軸に対して横方向に移動することを可能にする。図示の実施形態においては、アクチュエーター２３０は、２つの別個のアクチュエーター２３０Ａ、２３０Ｂを含み、第１のアクチュエーター２３０Ａは、矢印２５０Ａによって示される方向に被駆動部を駆動し、第２のアクチュエーター２３０Ｂは、矢印２５０Ｂによって反対方向に駆動要素２２８を駆動するために使用される。アクチュエーター２３０Ａ、２３０Ｂの一方又は両方は、第１の部分２１４に螺合するねじ要素を備えることができる。
【0058】
試験片１５に対するウェッジ２２０のクランプ力を強めるために、アクチュエーター２３０は、被駆動要素２２８を変位させるように動作させられる。図示の実施形態においては、第２の部分２１６及び被駆動要素２２８の傾斜面により、アクチュエーター２３０Ｂが矢印２５０Ｂの方向に移動すると、円筒形の第１の部分２１４がシャフト２４０に対して下方に更に変位し、これにより、ばね２１２の伸張が強まり、ヘッド２０４が下方に引っ張られる。試験片が除去されるとき、アクチュエーター２３０Ｂは、矢印２５０Ａの方向に移動させられ、次いで、アクチュエーター２３０Ａもまた、被駆動要素２２８を矢印２５０Ａの方向に駆動するように動作させられ、円筒形部分２１４が軸方向上方に移動することを可能にする。次いで、円筒形部分２１４を回転させて、ばねと円筒形部分２１４とのねじ接続を十分に最小化することができ、その結果、ウェッジ２２０が分離し、試験片１５の除去が可能になる。
【0059】
図１７を参照すると、ばね２１２は、支持シャフト２４０の周りに配設された複数の長手方向ばね要素を備えることができる。図示の実施形態においては、ばね２１２は、長手方向スロット２１２Ａを有する円筒形本体を備え、ばね要素は、連続する長手方向スロット２１２Ａの間に位置する円筒形本体の部分２１２Ｂである。１つの実施形態においては、ばね２１２は、第１の端部２１２Ｃにおいてヘッド本体２０４に螺合され、第２の端部２１２Ｄにおいてドライブ２１０に螺合される。
【0060】
上述した試験片ホルダー１００と同様に、開口２０１は、支持治具１０のピン５０を受けるように設けられる。ピン５０は、円筒形本体内に設けられたスロット２１２Ａのうちの１つを通して配設される等、２つの連続する長手方向ばね要素の間に配設することができる。
【0061】
支持治具１０とともに、ホルダー１００、２００等であるがこれらに限定されない試験片ホルダーを使用する方法は、好ましくは、試験機１から離れた作業面上に支持治具１０を位置決めすることと、好ましくは試験片ホルダーと支持体１４Ａ、１４Ｂとの間の凸部－開口接続を使用して、選択された試験片ホルダーを支持体１４Ａ、１４Ｂに固定することと、試験片１５の端部をウェッジの間に配置するように、本明細書においては例示的なホルダー１００、２００を用いて、試験片ホルダー１００、２００のそれぞれの対応するウェッジを開放することによって、試験片１５を試験片ホルダー内に配置することとを含む。試験片１５が試験片ホルダーのそれぞれに取り付けられ、支持体１４Ａ、１４Ｂが治具１０に固定されて、試験片ホルダー１００、２００間の全ての又は実質的に全ての力の荷重が治具１０を介して伝達され、それによって試験片１５がそのような力を受けることから保護された後、試験片ホルダー１００、２００を試験機１に取り付けることができ、固定されると、支持治具１０を取り外すことができる。
【0062】
１つの実施形態において、本方法は、試験片端部の装填中に支持体１４Ａ、１４Ｂが支持治具１０のフレーム１２上で自由に移動することを可能にすることと、次いで、支持体１４Ａ、１４Ｂを支持治具１０のフレームに対して、又は任意選択のガイド３０に対して固定位置に固定することとを更に含む。
【0063】
図２０及び試験片ホルダー１００を参照すると、試験片１５を設置することは、図２１に示すように、ハンドル１５０を用いてウェッジ１２０を開放し、試験片１５上のウェッジ１２０を解放しながら、試験片１５をホルダー１００のうちの１つに配置することと同じくらい簡単である。試験片ホルダー１００は、試験片１５の他方の端部に向けて移動され、図２２に示されているセットアップを達成するために同じ方法で試験片１５に固定される。次いで、各ホルダー１００の各アクチュエーター１６０を作動させ、試験片１５に印加されるクランプ力を強めるとともにウェッジ１２０からマウント１０２までの定まった荷重経路を提供する。ここで、試験片１５がホルダー１００に設置される。支持体１４Ａ及び１４Ｂの止めねじは、支持体１４Ａ及び１４Ｂをレール２８及び／又はガイド３０（設けられている場合）に固定するように操作することができる。試験片ホルダー内の試験片の位置合わせは、様々な手段、すなわち、機械的測定、光／影による光学的測定、レーザー、及びカメラによって検証することができる。光弾性ペイントのような他の検証手段を使用することもできる。
【0064】
図２３を参照すると、試験片ホルダー（例えば、１００）及び試験片１５を伴う治具１０は、試験機１に移送される。図２３においては、任意選択の中間ホルダー２８０、２８２が使用される。図示の実施形態においては、上側の試験片ホルダーはロードセル９に取り付けられ、ロードセル９は中間ホルダー２８０に取り付けられ、中間ホルダー２８０は、クロスヘッド８内に存在する場合にはアクチュエーターに取り付けられる、又はクロスヘッド８に直接取り付けられる。同様に、下側の試験片試験ホルダーは、アクチュエーター３に取り付けられた下側の中間ホルダー２８２に、又は設けられている場合にはロードセルを介して試験機基部に取り付けられる。
【0065】
図２３の例示的な試験機１においては、試験片ホルダー１００の１つのマウントが、例えば、クレビスピンを介したロードセル９への直接接続により、試験機１に設置される。一方の端部を設置した後、試験機１は、他方の試験片ホルダー１００の端部を把持するように、例えばグリップ２８２を有する他方の端部を位置決めするように操作することができる。取付け後、好ましくは、試験機１は、力制御状態に置かれ、試験片ホルダー１００間に印加される力がゼロになるように操作される。印加される力がゼロの状態で、治具１０を取り外すことができ、この時点で試験機１は試験片に対して試験を行う準備ができる。試験片ホルダー内の試験片位置合わせの再検証は、様々な手段、すなわち、機械的測定、光／影による光学的測定、レーザー、及びカメラによって再び検証することができる。光弾性ペイントのような他の検証手段を使用することもできる。
【0066】
具体的な環境、構造的特徴及び／又は方法論的行為に関する言葉で主題を説明してきたが、添付の請求項に定義される主題は、法廷によって判断されているように、上述の環境、具体的な特徴又は動作に限定されないことを理解されたい。むしろ、上述の環境、具体的な特徴及び行為は請求項を実装する例示的な形態として開示される。
【符号の説明】
【0067】
１ 材料試験システム
２ 長手方向軸
３ リニアアクチュエーター
５ フレーム
６ 基部
７ 支持部材
８ クロスヘッド
８Ａ 支柱
８Ｂ クロスヘッド
８Ｃ 油圧リフト
９ ロードセル
１０ 支持治具
１２ フレーム
１３ 基部
１４Ａ 支持体
１４Ｂ 支持体
１５ 試験片
１６ 位置合わせ軸
２０ 試験片支持体
２０Ａ 第１の部分
２０Ｂ 第２の部分
２２ 端部
２４ 締結具
２６ 締結具
２６Ａ 線形軸受支持体
２６Ｂ 線形軸受支持体
２８ レール
３０ ガイド
３３ 締結具
３４Ａ ボア
３４Ｂ ボア
３４Ｃ ボア
３６ スタンドオフ
３８ ボア
３８Ａ 端部
３８Ｂ 端部
４０Ａ 取外し可能部分
４０Ｂ 取外し可能部分
４２ 締結具
５０ ピン
１００ 試験片ホルダー
１０１ 開口
１０２ マウント
１０４ ヘッド本体
１０６ 停止カラー
１１８ 支持プレート
１２０ 可動ウェッジ
１２２ 傾斜背面
１２４ 傾斜面
１３２ 開口
１３４ 開口
１４０ 支持シャフト
１４４ ボア
１４６ シャフト
１４８ フランジ
１５０ ハンドル
１５２ ハンドル部分
１５４ スロット
１５６ ボア
１５８ ハンドルシャフト
１６０ 予荷重クランプ力調整部
１６２ アクチュエーター
２００ 第２の試験片ホルダー
２０１ 開口
２０２ マウント
２０３ 締結具
２０４ ヘッド本体
２１０ ドライブ
２１２Ａ 長手方向スロット
２１２Ｂ 部分
２１２Ｃ 第１の端部
２１２Ｄ 第２の端部
２１４ 第１の部分
２１６ 第２の部分
２１６Ａ 開口
２２０ 第２のウェッジ
２２８ 被駆動部
２２８Ａ 開口
２３０ アクチュエーター
２３０Ａ 第１のアクチュエーター
２３０Ｂ 第２のアクチュエーター
２３４ 壁
２３６ チャンバー
２３８ 端部キャップ
２４０ 支持シャフト
２４０Ａ 第１の端部
２４０Ｂ 第２の端部
２８０ 中間ホルダー
２８２ 中間ホルダー
２８２ グリップ
２ 長手方向軸
３ リニアアクチュエーター
５ フレーム
６ 基部
７ 支持部材
８ クロスヘッド
８Ａ 支柱
８Ｂ クロスヘッド
８Ｃ 油圧リフト
９ ロードセル
１０ 支持治具
１２ フレーム
１３ 基部
１４Ａ 支持体
１４Ｂ 支持体
１５ 試験片
１６ 位置合わせ軸
２０ 試験片支持体
２０Ａ 第１の部分
２０Ｂ 第２の部分
２２ 端部
２４ 締結具
２６ 締結具
２６Ａ 線形軸受支持体
２６Ｂ 線形軸受支持体
２８ レール
３０ ガイド
３３ 締結具
３４Ａ ボア
３４Ｂ ボア
３４Ｃ ボア
３６ スタンドオフ
３８ ボア
３８Ａ 端部
３８Ｂ 端部
４０Ａ 取外し可能部分
４０Ｂ 取外し可能部分
４２ 締結具
５０ ピン
１００ 試験片ホルダー
１０１ 開口
１０２ マウント
１０４ ヘッド本体
１０６ 停止カラー
１１８ 支持プレート
１２０ 可動ウェッジ
１２２ 傾斜背面
１２４ 傾斜面
１３２ 開口
１３４ 開口
１４０ 支持シャフト
１４４ ボア
１４６ シャフト
１４８ フランジ
１５０ ハンドル
１５２ ハンドル部分
１５４ スロット
１５６ ボア
１５８ ハンドルシャフト
１６０ 予荷重クランプ力調整部
１６２ アクチュエーター
２００ 第２の試験片ホルダー
２０１ 開口
２０２ マウント
２０３ 締結具
２０４ ヘッド本体
２１０ ドライブ
２１２Ａ 長手方向スロット
２１２Ｂ 部分
２１２Ｃ 第１の端部
２１２Ｄ 第２の端部
２１４ 第１の部分
２１６ 第２の部分
２１６Ａ 開口
２２０ 第２のウェッジ
２２８ 被駆動部
２２８Ａ 開口
２３０ アクチュエーター
２３０Ａ 第１のアクチュエーター
２３０Ｂ 第２のアクチュエーター
２３４ 壁
２３６ チャンバー
２３８ 端部キャップ
２４０ 支持シャフト
２４０Ａ 第１の端部
２４０Ｂ 第２の端部
２８０ 中間ホルダー
２８２ 中間ホルダー
２８２ グリップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【国際調査報告】