JPH035889Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は長手形状の試験片の両端部を支持ピン
で支持し、中間部に負荷ピンで負荷を加えて曲げ
試験を行う治具に関するものである。

従来技術 上記のような曲げ試験治具は広く使用されてい
るが、これをセラミツクス，超硬合金等の脆性材
料の試験に用いる場合には、試験片の破断するま
での変形量が僅かであるために治具や試験片の平
行度の悪さに基づく偏荷重が試験結果に大きな影
響を与える。そこで、従来は治具や試験片の平行
度をできる限り向上させることにより試験誤差を
低減させる努力が払われて来た。しかし、精度向
上には限度があり、また、治具の可動部のクリア
ランスを過度に小さくすれば円滑な負荷ができな
くなつたり、治具の耐久性低下を招来したりす
る。

考案の目的 本考案は上記のような事情を背景として、万
一、試験片や治具の平行度が不十分であつた場合
でも試験片に偏荷重が加えられることがなく、精
度の高い試験結果が得られ、しかも、各可動部の
クリアランスをそれほど小さくする必要がない曲
げ試験治具を提供することを目的として為された
ものである。

考案の構成 そして、本考案の要旨は、長手形状の試験片の
両端部を互いに平行な２本の支持ピンの外周面に
支持させるとともにその試験片の中間部にそれら
支持ピンに平行な負荷ピンの外周面を支持ピンと
は反対側から当接させ、それら支持ピンおよび負
荷ピンにそれぞれ第一負荷部材と第二負荷部材と
により互いに接近する向きの力を加えて曲げ試験
を行う治具において、前記第一負荷部材と前記支
持ピンとの間および／または前記第二負荷部材と
前記負荷ピンとの間に中間負荷具を配設するとと
もに、その中間負荷具を前記支持ピンおよび負荷
ピンの軸心とそれらピンによる負荷方向との両方
に直角な軸線のまわりに回動可能としたことにあ
る。

考案の効果 上記のように構成された曲げ試験治具において
は、試験片の上面と下面との平行度あるいは第一
負荷部材と第二負荷部材との負荷面の平行度が不
十分であつても、これらの平行度の狂いは中間負
荷具が一直線のまわりに微小角度回動して傾くこ
とにより吸収され、支持ピンと負荷ピンとはそれ
ぞれ試験片の両面に完全に添つた形で負荷を加え
ることとなるため、試験片の幅方向に偏つた部分
に特に大きな負荷が加えられる偏荷重が回避さ
れ、試験片の破断に至るまでの変形量が小さいに
もかかわらず精度の高い試験結果が得られること
となる。

しかも、そのための手段は、第一負荷部材や第
二負荷部材と支持ピンや負荷ピンとの間に中間負
荷具を一直線まわりに回動可能な状態で介在させ
るという簡単なものであるため、本考案に係る曲
げ試験治具は安価に製作することができる。

実施例 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図において１０は基台であり、円筒部材１
２と共に第一負荷部材を構成している。すなわ
ち、基台１０は断面形状が円形の部材であるが、
その下部外周面にフランジ１４を備えており、こ
れに両端が開口した円筒部材１２が、それの下端
面がフランジ１４に当接した状態で精度良く嵌合
されているのである。基台１０の外周面にはそれ
の中心線に平行に矩形断面の溝１６が１本形成さ
れており、その溝１６のフランジ１４に形成され
た部分に円筒部材１２の下端面から下方へ突出さ
せられた耳片１８が嵌入させられることにより、
基台１０と円筒部材１２との相対回転が防止され
ている。

基台１０の上面２０には第２図および第３図か
ら明らかなようにその中央を通つて直径方向に延
びる突起２２が形成されており、この突起２２の
上端面には第１図から明らかなように矩形断面の
支持ピン位置決め溝２４が２本形成されるととも
に、それらの中間位置にＶ字形の断面の逃げ溝２
６が１本形成されている。支持ピン位置決め溝２
４は突起２２の長手方向に一定の間隔を隔てて、
かつ、その長手方向に直角に形成されている。基
台１０の支持ピン位置決め溝２４を囲む部分は焼
入されており、支持ピン位置決め溝２４の底面な
らびに両側面は研削加工により精度良く仕上げら
れている。

上記支持ピン位置決め溝２４の各々には円柱状
の支持ピン２８が支持ピン位置決め溝２４の幅方
向には実質的に移動不能に嵌め入れられており、
それらの上部が前記突起２２の上端面より上方へ
一定量突出させられている。この突起２２の各支
持ピン位置決め溝２４より外側に位置する部分に
は、コの字形の位置決め部材３０がそれぞれ１個
ずつ、突起２２を長手方向に直角に跨いだ状態で
取り付けられている。突起２２の両側面には矩形
断面の浅い切欠３２が上下方向に形成されてお
り、位置決め部材３０は両端部から垂下させられ
た一対の脚部３４がこの切欠３２に嵌入させられ
ることによつて突起２２に対して正確に位置決め
されている。位置決め部材３０は第１図および第
２図から明らかなように支持ピン２８の両端面に
それぞれ対向する一対の突起３６を備えており、
この突起３６によつて支持ピン２８の軸心方向に
おける移動を阻止している。２個の位置決め部材
３０は更に第２図から明らかなように、中央部の
互いに対向する面に矩形断面を有して上下方向に
延びる試験片位置決め溝３８を備えており、これ
ら位置決め溝３８において試験片４０の両端部と
係合することによつて試験片４０の幅ならびに長
手方向の位置決めを行うようにされている。

上記基台１０の上方に第二負荷部材としての上
部負荷具４２が配設されている。上部負荷具４２
は大径部４４と小径部４６とを備えており、小径
部４６が前記円筒部材１２の上部開口に摺動可能
に嵌合されている。上部負荷具４２の下面には、
第１図から明らかなように溝４８が前記支持ピン
位置決め溝２４と平行に形成されている。この溝
４８の底面は第３図から明らかなように基台１０
の中心線上に中心を有する凹の部分円筒面５０と
されており、この面５０に密着する状態で中間負
荷具５２が配設されている。この中間負荷具５２
の上面は上記凹の部分円筒面５０に対応した凸の
部分円筒面５４とされている。中間負荷具５２は
更に連結ピン５６によつて上部負荷具４２に連結
されている。連結ピン５６は上記凸の部分円筒面
５４の中心線に平行に中間負荷具５２を貫通した
状態で設けられており、その両端部が前記溝４８
の両側壁に形成された貫通孔５８に緩く嵌合され
ている。すなわち、連結ピン５６は中間負荷具５
２を上部負荷具４２に連結する役割を果たすのみ
であつて、上部負荷具４２から中間負荷具５２へ
の負荷の伝達は凹の部分円筒面５０の凸の部分円
筒面５４とによつて行われるようにされているの
である。

上記中間負荷具５２の下端部には、前記２本の
支持ピン位置決め溝２４の中間位置においてこれ
ら支持ピン位置決め溝２４に平行に延びる負荷ピ
ン位置決め溝６０が形成されている。この負荷ピ
ン位置決め溝６０は半円以上の断面形状を有する
溝であつて、負荷ピン６２をその下端部が中間負
荷具５２の下面より下方へ突出する状態で保持
し、その軸心に直角な方向の位置決めを行うもの
である。

前記上部負荷具４２の大径部４４は、支持ピン
２８と負荷ピン６２との間に試験片４０が挟まれ
ていない状態では円筒部材１２の上端面に着座し
ているが、試験片４０が挟まれた状態では円筒部
材１２の上端面から小距離浮き上がつた状態とな
るようにされている。また、この上部負荷具４２
の外周部には前記基台１０に形成された溝１６に
対応する溝６４が形成されており、この溝６４に
円筒部材１２の上端面から上方へ突設された耳片
６６が嵌入させられることによつて、上部負荷具
４２と円筒部材１２との相対回転が防止されてい
る。さらに、上部負荷具４２の上面中央には円錐
形の位置決め凹部６８が形成されており、この凹
部６８にボール７０の下部が嵌め入れられてい
る。

前記円筒部材１２の直径方向に隔たつた２部分
には円形の開口７２が形成されており、試験片４
０の着脱ならびに装着状態の確認を行い得るよう
にされている。

以上のように構成された曲げ試験治具によつて
試験片４０の曲げ試験を行う場合には、この治具
を基台１０が下側になるように試験機に取り付
け、試験片４０の両端部を試験片位置決め溝３８
に嵌め入れるとともにその近傍部分を支持ピン２
８に下側から支持させ、中間部の上面に負荷ピン
６２を当接させる。

その状態で試験機の負荷装置によりボール７０
を介して上部負荷具４２に下向きの負荷を加えれ
ば、試験片４０には曲げ荷重が加えられることと
なる。この場合の負荷の大きさと試験片４０の変
形量との関係が、試験機の測定装置により、試験
片４０が破断するに至るまで表示され、かつ、記
録される。

試験片４０は脆性材料から成るものであるた
め、曲げ負荷が一定値に達したとき、一瞬にして
破断する。これに伴つて負荷ピン６２，中間負荷
具５２，上部負荷具４２およびボール７０が落下
することとなるが、上部負荷具４２は前述のよう
に円筒部材１２の上端面から僅かに浮き上がらさ
れているのみであるため、小距離落下すればその
大径部４４が円筒部材１２の上端面に着座し、そ
の以上は落下しない。また、中間負荷具５２は連
結ピン５６によつて上部負荷具４２に連結されて
おり、負荷ピン２６も中間負荷具５２によつて保
持されているため、これらも上部負荷具４２と同
距離落下するのみである。したがつて、それらが
比較的長い距離落下した後、他の構成要素や破断
後の試験片４０に衝突してそれらを損傷させ、あ
るいは自身が損傷することが防止される。

本実施例の曲げ試験治具においては、以上の説
明から明らかなように、支持ピン２８および試験
片４０が、それぞれ基台１０に形成された支持ピ
ン位置決め溝２４および位置決め部材３０に形成
された試験片位置決め溝３８に嵌め入れられるこ
とによつて精度良く位置決めされるため、試験片
４０のセツトが容易であり、かつ試験片４０の正
確な位置に負荷が加えられ得る。しかも、２本の
支持ピン２８は研削加工によつて精度良く仕上げ
られた支持ピン位置決め溝２４の底面によつて支
持されているため、支持ピン２８の試験片４０を
支持する部分の平行度が高く、一方、負荷ピン６
２は試験片４０の幅方向に傾き得る中間負荷具５
２を介して負荷を加えられるようになつているた
め、試験片４０の上面と下面との平行度、あるい
は上部負荷部４２と基台１０との平行度が多少悪
くても、これらの平行度の狂いは中間負荷具５２
の傾きによつて吸収され、試験片４０に偏荷重が
加えられることがない。また、負荷ピン６２に対
する負荷の伝達は負荷ピン６２の真上において互
いに当接している中間負荷具５２および上部負荷
具４２によつて行われ、一方、支持ピン２８に対
する負荷の伝達は基台１０によつて直接行われる
ため、剛性の高い曲げ試験治具が得られることと
なる。さらに、試験片４０と接触して摩耗し易い
支持ピン２８および負荷ピン６２は単純に位置決
め溝２４および６０に嵌め入れられているのみで
あるため、これらが摩耗した場合には簡単に新し
いものと交換することができ、曲げ試験治具全体
の精度を容易に回復させることができる。

上記実施例の曲げ試験治具はすべての構成要素
が金属製の材料から成り、互いに接触する部分は
焼入れされたうえ研削仕上げされているのである
が、例えばセラミツクス製の試験片を高温雰囲気
において試験する必要がある場合には、治具自体
の構成要素の一部または全部を例えばSiC，Ａ
₂O₃，Si₃N₄，等のセラミツクス材料で製作する
ことにより、耐熱，耐食性を高めることが推奨さ
れる。

また、前記実施例においては、中間負荷具５２
が負荷ピン６２とそれに作用する上部負荷具４２
との間に介在させられていたが、これに代えてま
たはこれとともに基台１０と支持ピン２８との間
に中間負荷具を介在させることも可能である。こ
のようにすれば、２本の支持ピン位置決め溝２４
の底面を相対位置精度良く仕上げる必要がなくな
り、また、支持ピン２８自体に製作誤差による微
小なテーパが存在する場合にも、それが試験結果
に影響を及ぼすことがなくなる。

また、前記実施例においては、上部負荷具４２
から中間負荷具５２への負荷の伝達は凹の部分円
筒面５０と凸の部分円筒面５４とによつて行われ
るようにされていたが、上部負荷具４２の下面と
中間負荷具５２の上面との間に隙間を形成すると
ともに、連結ピン５６の直径を大きくすることに
よつて負荷の伝達が連結ピン５６を介して行われ
るようにすることも可能である。

さらに、支持ピン位置決め溝のみならず試験片
位置決め溝をも基台１０に直接形成することも可
能である。

その他、いちいち例示することはしないが、本
考案は当業者の知識に基づいて更に種々の変形，
改良を施した態様で実施し得ることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である曲げ試験治具
の左半分を断面にして示す正面図である。第２図
は同曲げ試験治具の左半分を断面にして示す平面
図である。第３図は同曲げ試験治具の半分のみを
示す側面断面図である。 ｛１０……基台、１２……円筒部材｝第一負荷
部材、２４……支持ピン位置決め溝、２８……支
持ピン、３０……位置決め部材、３８……試験片
位置決め溝、４０……試験片、４２……上部負荷
具、５０……凹の部分円筒面、５２……中間負荷
具、５４……凸の部分円筒面、５６……連結ピ
ン、６０……負荷ピン位置決め溝、６２……負荷
ピン。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 長手形状の試験片の両端部を互いに平行な２
   本の支持ピンの外周面に支持させるとともにそ
   の試験片の中間部にそれらの支持ピンに平行な
   負荷ピンの外周面を支持ピンとは反対側から当
   接させ、それら支持ピンおよび負荷ピンにそれ
   ぞれ第一負荷部材と第二負荷部材とにより互い
   に接近する向きの力を加えて曲げ試験を行う治
   具において、 前記第一負荷部材と前記支持ピンとの間およ
   び／または前記第二負荷部材と前記負荷ピンと
   の間に中間負荷具を配設するとともに、その中
   間負荷具を前記支持ピンおよび負荷ピンの軸心
   とそれらピンによる負荷方向との両方に直角な
   軸線のまわりに回動可能としたことを特徴とす
   る曲げ試験治具。 (2) 前記中間負荷具が前記直線を中心とする凸の
   部分円筒面を備え、前記第一および第二負荷部
   材のうちその中間負荷具に作用するものが前記
   凸の部分円筒面に対応する凹の部分円筒面を備
   えており、それら両部分円筒面の摺動により中
   間負荷具の回動が許容されつつ負荷の伝達が行
   われる実用新案登録請求の範囲第１項記載の曲
   げ試験治具。