JP2000298084A - 材料試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 把持力調整のための煩わしい操作を行うこと
なく、試験片の着脱時にエアチャックにより怪我をする
可能性をなくし、かつ、把持力不足に起因する誤った試
験を行う可能性のない材料試験機を提供する。 【解決手段】 試験片Ｗを把持するためのエアチャック
２ａ，２ｂを駆動するエア圧を、試験機コントローラ３
から試験の開始／停止に同期して出力される信号によっ
て制御して、試験開始時に自動的に把持力を強くし、試
験終了に同期して自動的に把持力を弱くすることによ
り、手動操作によるエアチャック２ａ，２ｂの把持力設
定を不要とし、操作ミス等の生じる可能性をなくす。

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関し、
更に詳しくは、エアチャックにより試験片を把持して引
張試験を行うタイプの材料試験機に関する。

【０００２】

【従来の技術】試験片の引張試験を行う材料試験機にお
いては、一般に、試験片の両端部を上下一対のチャック
（掴み具）によって把持した状態で、駆動機構によって
その一対のチャックを相対的に離隔させることにより、
試験片に引張負荷を与える。このような材料試験機にお
いて、試験片を把持するチャックとしてエアチャックを
備えたものが知られている。エアチャックを用いた材料
試験機においては、通常、エアチャックはスイッチやレ
バー、あるいは足踏み式のスイッチの操作によって開閉
するように構成され、試験片の着脱はそのスイッチ等を
操作してチャックを開閉させることによって行われる。

【０００３】ところで、材料試験機により試験片の引張
試験を行うに際しては、当然のことながら、チャックに
よる試験片の把持位置が移動すると正確な試験を行うこ
とができないため、試験時におけるチャックによる把持
力は引張負荷に耐えて試験片が移動しないだけの相当強
大な力が必要となる。エアチャックの開閉操作によって
試験片を着脱するに当たり、スイッチ等の操作によって
直ちにこのような強大な力でエアチャックが締まってし
まうと、スイッチ等を誤操作したり、あるいは誤ってチ
ャックによる把持位置に手を触れた状態でエアチャック
を閉じてしまうと、大きな怪我をする可能性がある。

【０００４】そこで、従来、エアチャックを用いた材料
試験機においては、エアチャックの把持力を強／弱２段
階のいずれかに選択するための手動操作用のスイッチや
レバー等を設けたり、２段足踏み式スイッチを設けて、
オペレータがそのスイッチ等を操作することによって、
試験片の着脱時には把持力を弱くしておき、試験を開始
する前に把持力を強くするような対策が採られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようなオペレータの操作によるエアチャックの把持力の
設定は、手動ないしは足踏み操作であるが故に手間が掛
かるばかりでなく、操作忘れを生じる可能性があり、把
持力を弱くしたまま試験を開始して正常な試験を行うこ
とができなかったり、あるいは把持力を強くしたまま試
験片の着脱操作を行ってしまうことがあった。

【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、煩わしい操作を行うことなく、試験片の着脱時
にエアチャックにより怪我をする可能性をなくし、か
つ、把持力不足に起因する誤った試験を行う可能性のな
い材料試験機の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の材料試験機は、互いに対向して配置され、
それぞれスイッチ操作によって開閉する一対のエアチャ
ックと、その一対のエアチャックを相対的に接近／離隔
させる駆動機構と、その駆動機構を駆動制御するコント
ローラを備え、上記各エアチャックにより試験片の両端
部を把持した状態で当該一対のエアチャックを離隔させ
ることによって試験片の引張試験を行う材料試験機にお
いて、上記各エアチャックに対して強／弱２種の把持力
を付与すべく高圧／低圧のエアを選択的に供給するエア
回路を備えるとともに、上記コントローラは、引張試験
の開始時および終了時に信号を出力して上記エア回路を
制御し、試験開始と同期して各エアチャックに供給する
エア圧を低圧から高圧に切り換え、かつ、試験終了と同
期して各エアチャックに供給するエア圧を高圧から低圧
に切り換えることによって特徴づけられる。

【０００８】本発明は、材料試験機の駆動機構に対して
駆動開始／停止信号を供給するコントローラを利用し
て、その駆動開始／停止信号に同期してエアチャックの
把持力選択可能なエア回路に制御信号を供給することに
よって、エアチャックの把持力を自動的に変更すること
によって所期の目的を達成しようとするものである。

【０００９】すなわち、駆動機構は、コントローラから
供給される信号によって駆動を開始もしくは停止し、こ
れによって引張試験が開始／停止する。このコントロー
ラによる駆動機構の駆動開始／停止指令に同期して、エ
アチャックの把持力を強／弱２段に切り換え可能なエア
回路に対して制御信号を供給し、試験開始と同期させて
エアチャックの把持力を自動的に強くし、試験終了と同
期させてエアチャックの把持力を自動的に弱くすること
により、オペレータによる操作を必要とすることなく、
試験片の着脱時にはエアチャックの把持力が自動的に弱
くなり、かつ、試験中は同じく自動的に把持力が強くな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。図１は本発明の実
施の形態の全体構成を示す模式図である。試験機本体１
は、ベッド１１と、そのベッド２に回動自在に支持され
た２本のねじ棹１２ａ，１２ｂ、各ねじ棹１２ａ，１２
ｂの上端部を回動自在に保持するクロスヨーク１３、各
ねじ棹１２ａ，１２ｂを回転駆動する駆動機構１４、各
ねじ棹１２ａ，１２ｂにそれぞれナットを介して支承さ
れたクロスヘッド１５等を備えた公知の構造を有し、駆
動機構１４の駆動によりねじ棹１２ａ，１２ｂを回転さ
せることによりクロスヘッド１５が上下動するように構
成されている。

【００１１】クロスヘッド１５の下面には上部エアチャ
ック２ａが装着されており、それに対向するようにベッ
ド１１の上面には下部エアチャック２ｂが装着されてい
る。試験片Ｗの引張試験に際しては、その両端部を上部
エアチャック２ａと下部エアチャック２ｂによって把持
した状態で、駆動機構１４を駆動してねじ棹２ａ，２ｂ
を回転させてクロスヘッド１５を上昇させることによ
り、上部エアチャック２ａを下部エアチャック２ｂに対
して離隔させることによって行われる。駆動機構１４
は、試験機本体１に隣接配置された試験機コントローラ
３から供給される信号によって駆動制御され、試験機コ
ントローラ３に設けられたスタートスイッチ３１を操作
することによってクロスヘッド１５を上昇させて引張試
験を開始するとともに、試験中に試験片Ｗが破断した時
点、あるいは試験片Ｗが規定の伸びに達し、もしくは試
験片Ｗに作用する引張負荷が規定値に達する等の、あら
かじめ設定された試験終了条件を満たした時点で、自動
的にクロスヘッド１５を停止させて引張試験を終了する
ように構成されている。

【００１２】さて、各エアチャック２ａ，２ｂは、内蔵
するエアシリンダの駆動により把持部材２１ａ，２２
ａ、２１ｂ，２２ｂが開閉して試験片Ｗを把持する公知
の構造を有し、試験機本体１には各エアチャック２ａ，
２ｂを開閉操作するための操作スイッチ４１ａ，４１ｂ
を含むエアチャック操作回路ユニット４が取り付けられ
ている。エアチャック操作回路ユニット４は、エアチャ
ック２ａ，２ｂを所要圧力で開閉駆動するエアユニット
５に対して駆動制御信号を供給する電気回路ユニットで
あり、操作スイッチ４１ａ，４１ｂの操作によって動作
するほか、試験機コントローラ３から供給される制御信
号によっても動作する。

【００１３】図２にエアユニット５の回路構成図を示
す。各エアチャック２ａ，２ｂを開閉駆動するエアシリ
ンダ２３ａ，２３ｂには、それぞれチャック開閉用電磁
弁５１ａ，５１ｂを介してエアが供給される。この各チ
ャック開閉用電磁弁５１ａ，５１ｂは、操作スイッチ４
１ａ，４１ｂの操作によって駆動制御される。各チャッ
ク開閉用電磁弁５１ａ，５１ｂの入力ポートには、圧力
変更用電磁弁５２の駆動によって、高圧エア源５３から
の高圧エアか、もしくは、その高圧エアを減圧弁５４に
よって減圧した低圧エアのいずれかが選択的に供給され
る。そして、この圧力変更用電磁弁５２は、試験機コン
トローラ３からエア操作回路ユニット４を介して供給さ
れる制御信号によって駆動制御される。試験機コントラ
ーラ３は、引張試験の開始および終了と同期して、圧力
変更用電磁弁５２に対する制御信号を出力し、試験開始
時に高圧側にセットし、試験終了時に低圧側にセットす
る。

【００１４】図３は以上の本発明の実施の形態の動作手
順を示すフローチャートである。引張試験に際しては、
各チャック開閉用電磁弁５１ａ，５１ｂの入力ポートに
は低圧エアが供給されており、その状態で試験片Ｗを上
下のエアチャック２ａ，２ｂにセットし、操作スイッチ
４１ａ，４１ｂを手動操作することによって試験片Ｗの
両端部をエアチャック２ａ，２ｂによって把持する。

【００１５】次に、試験機コントローラ３のスタートス
イッチ３１を操作して引張試験の開始を指令すると、試
験機コントローラ３から直ちに圧力変更用電磁弁５２に
対する制御信号が出力され、各チャック開閉用電磁弁５
１ａ，５１ｂの入力ポートに高圧エアが供給される。こ
れにより、各エアチャック２ａ，２ｂの把持力が自動的
に増大する。試験機コントローラ３では、圧力変更用電
磁弁５２に対する上記の制御信号の出力後、高圧エアが
各エアチャック２ａ，２ｂのエアシリンダ２３ａ，２３
ｂにまで確実に供給されるのに要する時間を考慮してあ
らかじめ設定された一定時間が経過した後、駆動機構１
４を駆動し、引張試験を開始する。やがて、試験片Ｗの
破断等の前記した試験終了条件が満たされると、試験機
コントローラ３は駆動機構１４に停止指令を供給して試
験を終了するとともに、圧力変更用電磁弁５２に対して
制御信号を出力して、各チャック開閉用電磁弁５１ａ，
５１ｂの入力ポートに対して低圧エアを供給する。これ
により、各エアチャック２ａ，２ｂの把持力は自動的に
減少する。その状態で各操作スイッチ４１ａ，４１ｂを
手動操作することによって、試験片Ｗを取り外す。

【００１６】このような手順によると、オペレータによ
る試験片Ｗの取付け取外し時には各エアチャック２ａ，
２ｂの把持力は弱く、従って誤った操作等を行ってエア
チャック２ａまたは２ｂに指などを挟んでも怪我をする
恐れがなく、しかも、オペレータは何ら操作を行うこと
なく、引張試験中には各エアチャック２ａ，２ｂの把持
力は強くなるため、従来のように操作ミスによって把持
力が弱いまま試験を開始してしまって正確な試験ができ
なかったり、あるいは試験片Ｗが脱落してしまうといっ
た不具合も生じない。

【００１７】なお、以上の実施の形態においては、エア
チャック２ａ，２ｂの把持力を変更するために、圧力変
更用電磁弁５２および減圧弁５４を用いたエア回路を用
いたが、高圧エア源５３からの高圧エアを、電気信号に
よって圧力制御が可能なリモートコントロール式の減圧
弁に供給し、その減圧弁に対して、上記と同様に試験の
開始／停止に同期して圧力制御信号を供給する構成を採
用することもできる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、手動操
作によって開閉して試験片を把持するエアチャックの把
持力を、材料試験機のコントローラから引張試験の開始
と同期して出力される信号によって自動的に強くすると
ともに、同じくそのコントローハラから引張試験の終了
と同期して出力される信号によって自動的に弱くするよ
うに構成したから、オペレータによる試験片の取付けお
よび取外し時に誤ってエアチャックに指などを挟んでも
怪我をする恐れがなく、しかも、試験片の取付け後にオ
ペレータは何ら操作を行うことなく、実際の引張試験に
際してエアチャックの把持力が自動的に強くなっている
ために、従来のように操作忘れにより把持力が弱いまま
試験を行ってしまうといった恐れもなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示す模式図で
ある。

【図２】本発明の実施の形態におけるエアユニット５の
回路構成図である。

【図３】本発明の実施の形態により引張試験を行う際の
動作手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 試験機本体 １１ ベッド １２ａ，１２ｂ ねじ棹 １４ クロスヘッド １５ 駆動機構 ２ａ，２ｂ エアチャック ２３ａ，２３ｂ エアシリンダ ３ 試験機コントローラ ３１ スタートスイッチ ４ エアチャック操作回路ユニット ４１ａ，４１ｂ 操作スイッチ ５ エアユニット ５１ａ，５１ｂ チャック開閉用電磁弁 ５２ 圧力変更用電磁弁 ５３ 高圧エア源 ５４ 減圧弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向して配置され、それぞれスイ
   ッチ操作によって開閉する一対のエアチャックと、その
   一対のエアチャックを相対的に接近／離隔させる駆動機
   構と、その駆動機構を駆動制御するコントローラを備
   え、上記各エアチャックにより試験片の両端部を把持し
   た状態で当該一対のエアチャックを離隔させることによ
   って試験片の引張試験を行う材料試験機において、 上記各エアチャックに対して強／弱２種の把持力を付与
   すべく高圧／低圧のエアを選択的に供給するエア回路を
   備えるとともに、上記コントローラは、引張試験の開始
   時および終了時に信号を出力して上記エア回路を制御
   し、試験開始と同期して各エアチャックに供給するエア
   圧を低圧から高圧に切り換え、かつ、試験終了と同期し
   て各エアチャックに供給するエア圧を高圧から低圧に切
   り換えることを特徴とする材料試験機。