JP2000234904A - 伸び計 - Google Patents

伸び計

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JP2000234904A
JP2000234904A JP11034554A JP3455499A JP2000234904A JP 2000234904 A JP2000234904 A JP 2000234904A JP 11034554 A JP11034554 A JP 11034554A JP 3455499 A JP3455499 A JP 3455499A JP 2000234904 A JP2000234904 A JP 2000234904A
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JP
Japan
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test piece
strain gauge
extensometer
elongation
gripping
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Pending
Application number
JP11034554A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Hiraki
均 平木
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 試験片が所定範囲長を越えて伸びても破損の
生じない伸び計を提供する。 【解決手段】 試験片TPの両標点位置にそれぞれ把持
される両把持具HG1、HG2を別体として構成し、一
方の把持具HG1に歪ゲージ7が固定された歪計4を設
置し、他方の把持具HG2に設置され前記歪ゲージ7に
対して試験片TPの伸びに比例する変化を与えるよう係
合する作動杆3とを備え、この作動杆3は前記歪ゲージ
7に対して係合・離脱できるよう両者別体で構成する。
このような構成により、試験片TPの異常な伸長に対し
ては両把持具HG1、HG2も伸び計測部の歪ゲージ7
と作動杆3も分離されて離脱され得るので伸び計の破損
は防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、材料試験機に使用
され、試験片の伸びを測定する伸び計に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の伸び計としては、伸び計が試験
片の両標点位置に直接的に取り付けられて測定する接触
式の伸び計と、試験片の両標点の変位を光学的に測定す
る非接触式の伸び計に大別される。非接触式伸び計は、
無用な負荷が試験片に作用しないという点で有利である
が、構成複雑にして高価となる。これに対して前者の接
触式伸び計は、試験片の伸び量を正確に測定できる上、
構成簡略にして安価である。しかも小形・軽量であり、
試験片への作用も無視できることから常用されている。
なお、この接触式の場合は、両標点位置にて試験片に把
持される把持具を有し、この両把持具が一体的に構成さ
れており、かつ伸び量を測定する計測部が設置されてい
る。
【0003】この計測部(センサ)としては、両把持具
間の距離の変化を歪ゲージの変形に変換して計測する歪
計や、前記変化を差動コイルに対する鉄心の変位で計測
する差動トランスがある。歪計の場合、歪ゲージの変形
量の範囲内で試験片の伸びを測定し、差動トランスの場
合は、鉄心の変位可能な長さの範囲内で試験片の伸びを
測定するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】これら接触方式の伸び
計においては、前述したとおり両把持具は一体的に構成
されている。もちろんこの一体的という構成は、伸び量
測定を可能にする範囲内で両把持具が変位することを許
容するものである。したがって、このような伸び計によ
る測定は一定量(微小量)以内の伸びに対する測定に使
用されるものであり、試験条件や試験片(材料・大きさ
等)もそれに応じて特定される。
【0005】しかしながら、このように試験条件や試験
片(その材料等)が特定されても、特に試験片について
は伸び量が設定以上になることがあり得る。すなわち、
許容の測定範囲を越えて試験片が伸びる場合があり得
る。この場合、伸び計を即座に試験片から外さないと、
伸び計は破損する。異常な伸びは突如として発生する場
合があり、伸び計の破損はまぬがれ得ないのが実情であ
る。本発明はこのような問題を解決する伸び計を提供せ
んとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明が提供する伸び計
は、上記課題を解決するために、両把持具を分離できる
よう両者別体に構成するとともに、伸びを計測する計測
部も離脱可能に構成したものである。具体的には、歪計
を利用する場合は、歪ゲージを一方の把持具に設置する
とともに、この歪ゲージを伸び量に比例して変形させる
作動杆を他方の把持具に設置して構成する。また、差動
トランスを利用する場合、差動コイルを一方の把持具に
設置するとともに鉄心を他方の把持具に設置する。もち
ろん、両把持具は別体であり、また歪ゲージと作動杆お
よび差動コイルと鉄心もそれぞれ別体である。したがっ
て伸び計の両把持具と計測部は分離可能となる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態としては、歪計
を利用する実施例と、差動トランスを利用する実施例を
挙げる。まず、歪計を利用する伸び計について、図1か
ら図3に示される実施例にしたがって説明する。図1
は、この方式による伸び計の全体の構成を斜視的に示し
ており、図2は試験片TPに本発明の伸び計が把持され
た状態を示す断面図であり、そして図3は特に歪計4に
よる伸び測定の状況を示す図である。
【0008】これらの図に示されるとおり、試験片TP
の両標点S1、S2の位置にそれぞれ把持される把持具
HG1、HG2は、完全に分離された別体の部材として
構成されている。図示例の両把持具HG1、HG2はい
わゆるテコ式に構成されている。まず、標点S1に把持
される把持具HG1は、2個の把持枠H1、H2が支軸
1を介して揺動可能に連結され、試験片TPを把持する
側の両対応面にはそれぞれ圧子A1、A2が突設されて
いる。圧子A2は2個で、したがって試験片TPに対し
ては3点接触で把持具HG1が試験片TPに把持される
ことになる。この両把持枠H1、H2が試験片TPを把
持する付勢力は巻付形のバネ5によって行われる。把持
枠H1、H2の反対側は片手で掴持されるよう掴部G
1、G2が形成されている。そして、さらに把持枠H1
の先端部には後で詳述する歪計4が載置されている。
【0009】他方、標点S2に把持される把持具HG2
も上記把持具HG1と同様テコ式に構成されていて、両
把持枠H3、H4の対応面側には圧子A3、A4が突設
されている。2は支軸、6はバネ5と同じ機能を有する
バネであり、G3、G4は掴部である。この把持具HG
2の把持枠H3には上記歪計4に作動する作動杆3が伸
設され、この作動杆3の上方端には歪計4内に進入して
作動する作動杆端3Tが形成されている。作動杆3全体
を作動杆端3Tと同一の太さに形成することも可能であ
る。
【0010】図1から明らかなとおり、両把持具HG
1、HG2は完全な別体で構成されている。図2はこの
両把持具HG1、HG2を手動操作によって試験片TP
の両標点S1、S2の位置に把持させた状態であり、し
かも試験開始前であって、作動杆端3Tが歪計4の内部
に進入し係合した状態を示している。歪計4が載置され
ている把持枠H1の下方部には、貫通孔Kが穿設されて
いて、この貫通孔Kを経て作動杆端3Tが進入し、歪計
4に内設された歪ゲージ7を直線状態から図3に示すよ
うに湾曲に変形させた状態に係合している。通常、歪ゲ
ージ7は図示の変形された状態において所定値の信号を
出力し、曲折されていない直線状態(実線)のとき信号
出力が零となる。したがって、作動杆端3Tが把持枠H
3の下方変位によって歪計4から下方へ変位するとき、
その変位に応じて歪ゲージ7が変形し歪計4からの出力
値が変化することになる。図3に示すように、歪計4に
対する作動杆端3Tの変位量Lが歪計4の測定範囲とな
る。
【0011】このように歪計4は把持枠H1に設置され
ているものの、歪ゲージ7を変形(曲折)作動させる作
動杆3は、把持具HG1とは別体の他方側の把持具HG
2に設置されている点に特徴がある。なお、両把持具H
G1、HG2は、その把持枠H1〜H4に突設された各
圧子A1〜A4が3点接触方式で試験片TPを把持して
おり、したがって両把持具HG1、HG2はそれ自体の
自重も含めて歪計4や作動杆3を充分に保持し得るよう
になっている。そのために両把持具HG1、HG2は、
試験片TPの伸びに応じ自由に変位することが保障され
ている。
【0012】本発明による歪計を利用した伸び計は以上
説明したとおりであるから、試験に際してはまず一方の
把持具HG1を試験片TPの上方の標点S1位置に設定
し、手動操作で掴部G1、G2を握り寄せ、他端側の把
持枠H1、H2を開角させる。そして試験片TPを両圧
子間A1、A2間に位置させて掴部G1、G2を解放さ
せ、把持具HG1を試験片TPに把持させる。次に他方
の把持具HG2を上方の把持具HG1と同様の操作で試
験片TPの標点S2に把持させるが、このとき作動杆3
の上方の作動杆端3Tが上方位置にて配置されている歪
計4内に進入し、歪ゲージ7に係合し変形(曲折)させ
る。すなわち、歪ゲージ7が変形されてセットされるよ
う両標点S1、S2の距離(標点間の長さ)によって作
動杆3の長さが設定されているのである。
【0013】試験開始に際しての準備が終了すると試験
を開始するが、負荷をかけることにより試験片TPは伸
長していく(通常下方へ伸長していく)。この両標点S
1、S2の相対的変位がすなわち試験片TPの伸び量で
あり、この伸び量に比例して作動杆端3Tが図3の状態
位置から順次下方へ変位することになる。この変位が測
定信号として歪計4から出力される。そして、試験片T
Pがその材質等の特異性から急激に伸長しすぎた場合、
下方の把持具HG2は大きく降下することになるが、作
動杆3も歪計4とは別体で構成されているので、この両
把持具HG1、HG2からなる計測部が破損することは
ない。
【0014】次に差動トランスを利用した伸び計を図4
にしたがって説明する。図4は、両把持枠H1、H3間
に伸び量計測部として設置した差動トランス機構を示す
もので、差動コイル10が内設された差動トランス9が
上方の把持枠H1に設置されている。この把持枠H1に
は差動トランス9内に進退する鉄心11の進退作動を可
能にすべく貫通孔Kが穿設されている。この鉄心11は
把持枠H1側に保持されておらず、図に示すとおり連杆
12を介して把持枠H3に固定設置されている。両把持
枠H1、H3の図示されていない部分の構成は図1と同
一であり、その構成・機能の詳細は省略する。
【0015】この差動トランスを利用した場合、試験に
よる試験片TPの伸び量に比例して鉄心11が降下し、
電気信号に変換されて出力され伸び量が測定される。そ
して、試験片TPがその材質等により急に所定長以上に
伸長したとき、鉄心11は下方の把持具に保持されてい
るので、差動トランス9が上方に位置したままでもそれ
に関係なく下方に降下する。この降下において差動トラ
ンス9は何ら支障とはならず、したがって差動トランス
9が破損することはない。
【0016】本発明が提供する伸び計の特徴は以上詳述
したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定され
ず、本発明の特徴を生かした種々の変形例を包含する。
本発明の伸び計における基本的な特徴は、両把持具が別
体で構成され分離可能な点にあり、したがって、この把
持具の構成そのものについては図示例に限定されない。
要は試験片TPの両標点S1、S2の位置に確実に把持
されるものであり、かつ伸び量を計測する計測部を保持
できるものであれば良い。図1の実施例はテコ形である
が、テコ方式でなくクランプ(連結器)を使用する形と
することもできる。
【0017】図5はその実施例を示すもので、把持枠H
5は試験片TPに把持される把持具HG3の一部で、伸
び量を計測する歪計4が上面に設置されている。突設さ
れた固定枠14の先端にはピン15を介して開閉枠16
が揺動可能に連接されている。この開閉枠16はL字形
をなして、先端には固定部18に連結するための連結器
17が付設されている。図示例のように開閉枠16が連
結器17にて固定されたとき、試験片(図示せず)を包
囲する矩形枠が形成される。A5は把持枠H5側に突設
された圧子であり、A6は開閉枠16側に弾設された付
勢圧子である。この圧子A6は開閉枠16を貫設してい
てバネ収納部19内のバネ(図示せず)の弾力を受けて
弾設圧子A6を試験片側に付勢するよう機能する。
【0018】したがって、試験片(図示せず)に把持さ
せるにあたっては、連結器17を解放して開閉枠16を
開いて試験片を包囲させる。その後、開閉枠16を図示
状態に組み合わせる。このとき、2個の圧子A5と弾設
圧子A6が試験片の標点を挟持し、把持枠H5が試験片
に把持されるのである。このように把持具の構成につい
ては種々の方式のものが採用可能で、図1の例は一例に
すぎない。さらに所定量以上の伸びに対して、その伸び
量を光学的に測定することも可能で、図6はその一例を
示している。図示例は圧子A2、A4の位置に対応する
把持枠の側面に標線SLを付し、これを光学系KSにて
測定する例である。13はレンズである。この標線SL
を圧子A1〜A5や弾設圧子6自体に直接的に付して測
定するようにすることも可能である。
【0019】
【発明の効果】本発明が提供する伸び計は以上詳述した
とおりであるから、簡略・安価な構成にして試験片の伸
び量を正確に測定できるとともに、場合により試験片が
材質等により設定範囲を越えて異常に伸びても、両把持
具は分離可能であり、伸び計測部も分離可能で、計測
部、具体的には歪計利用の伸び計や差動トランス利用の
伸び計の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による歪計方式の伸び計を斜視的に示す
図である。
【図2】本発明による歪計方式の伸び計を試験片に取り
付けた状態の断面を示す図である。
【図3】本発明による歪計方式の伸び計の構成要素であ
る歪計の構成と作動原理を示す図である。
【図4】本発明による差動トランス方式の伸び計の構成
を示す図である。
【図5】把持具の変形例を斜視的に示す図である。
【図6】伸び量計測の変形例を示す図である。
【符号の説明】
1、2……支軸 3……作動杆 3T……作動杆端 4……歪計 5、6……バネ 7……歪ゲージ 9……差動トランス 10……差動コイル 11……鉄心 12……連杆 H1、H2、H3、H4、H5……把持枠 HG1、HG2、HG3……把持具 TP……試験片 A1、A2、A3、A4、A5……圧子 A6……弾設圧子 S1、S2、……標点 G1、G2、G3、G4……掴部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試験片の両標点位置にそれぞれ把持され
    る両把持具と、試験片の伸長による前記両把持具間の距
    離の変化を歪ゲージの変形によって計測する歪計とを備
    え、試験片の伸びを測定する伸び計において、前記の一
    方の把持具に歪ゲージが設置された歪計と、他方の把持
    具に設置され前記歪ゲージに対して試験片の伸びに比例
    する変形を与えるよう係合する作動杆とを備え、この作
    動杆は前記歪ゲージに対して係合・離脱できるよう両者
    別体で構成されるとともに、前記両把持具も分離可能に
    両者別体で構成されていることを特徴とする伸び計。
  2. 【請求項2】 試験片の両標点位置にそれぞれ把持され
    る両把持具と、試験片の伸長による前記両把持具間の距
    離の変化を差動コイルと鉄心により計測する差動トラン
    ス式計測部とを備え、試験片の伸びを測定する伸び計に
    おいて、前記の一方の把持具に設置した差動コイルと、
    他方の把持具に設置され前記差動コイルに対して試験片
    の伸びに比例して変位する鉄心を備え、この鉄心は前記
    差動コイルから離脱可能に両者別体で構成されるととも
    に、前記両把持具も分離可能に両者別体で構成されてい
    ることを特徴とする伸び計。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9551560B2 (en) 2012-09-06 2017-01-24 Illinois Tool Works Inc. Extensometer remote arm actuation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9551560B2 (en) 2012-09-06 2017-01-24 Illinois Tool Works Inc. Extensometer remote arm actuation
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