JPH0421089Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、シヤルピー衝撃試験等の材料試験に
おいて、試験片を試験機の所定位置に移送セツト
する搬送ロボツト等の搬送機に対応して、設定温
度とした試験片を連続的に移送供給し得る試験片
の移送装置に関する。

〔従来の技術〕

既知の通り、シヤルピー衝撃試験等の材料試験
にあつて、試験片を所定位置にセツトするには、
(イ)手作業か、さもなくば(ロ)搬送ロボツト等の搬送
機による手段が採択されている。

しかしながら、(イ)の前者によるときは、試験片
の数が少量であれば支障がないものの、その数が
多量になれば、専用作業者が必要となるばかり
か、試験片を冷却恒温槽から引き上げた後これを
試験機にセツトし、試験が行われるまでの時間が
一定とならないため、室温露呈による試験片の温
度上昇度合が不定となり、温度補正を行つても、
信頼性の高い試験結果が得難い等の欠点がある。

これに対し(ロ)の手段において、試験片が恒温槽
内に固定的にて並べられている状態であるため、
搬送ロボツトの試験片取り出し位置が一回毎に、
位置変更されるようにプログラミングを組む必要
が生じ、この結果プログラミンを行うのに手間を
要するのみならず、当該ロボツトにも複雑、高度
なものを採択しなければならないなどの欠点があ
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は、上記従来の欠点に鑑み、恒温槽にて
試験片を設定温度にしてから試験機にセツトする
迄の動作を人手によることなく自動化すること
で、材料試験の省力化と高速化を企図するばかり
でなく、恒温槽における試験片の取り出し位置
を、毎回常に定常の箇所とすることで、定位置か
ら他の定位置へ試験片を搬送すればよい単純動作
ですむ搬送機とすることで、従来の難点を解消し
ようとするものである。

〔問題点を解決する為の手段〕

本考案は、上記の問題点を解決するため、冷媒
を用いて試験片を設定温度に冷却可能な恒温槽
と、該試験片を載置する載置板が回転軸に設けて
ある試験片載置部と、該載置板を移動させること
で上記恒温槽の内部に試験片を出入自在とした載
置板移動部と、上記回転軸を原動機の稼動により
回転自在であり、かつセツト部の作動により上記
載置板の回転を試験片の取出が可能なるよう設定
時間毎に次の試験片を定位置で、停止させ、かつ
リセツト部の作動により上記載置板を一回転毎に
停止させる駆動部と、上記原動機の稼動、および
リセツト部とセツト部の作動を夫々設定条件に制
御すると共に、上記恒温槽内の温度を設定温度に
制御する電気制御部とから構成されている材料試
験用試験片の移送装置を提供したものである。

〔作用〕

本考案に係る試験片の移送装置によるときは、
試験片を載置した載置板が載置板移動部により恒
温槽内に降下、浸漬され、これによつて設定温度
に冷却することができると共に駆動部によつて試
験片を載置してある試験片載置部のセツトを行う
ことで、設定時間毎に試験片を搬送機の取出し位
置にセツトすることができるので、簡単な搬送機
にてシヤルピー衝撃試験等の材料試験の自由化、
連続化を図ることが可能となる。

〔実施例〕

本考案を図示の一実施例によつて詳記すると、
第１図に示した材料試験用試験片の移送装置１
は、内部が温度調節された液体冷媒で満たされ、
試験片を設定温度とすることができる恒温槽２
と、該恒温槽２に試験片を出入可能とした載置板
昇降作動部３と、試験片の載置板をもつた回転軸
に回転力を付与すると共に、後述のセツト、リセ
ツトを行う駆動部４と、上記載置板が回転軸に設
けてある試験片載置部５と、上記恒温槽の内部温
度および上記駆動部４の動作を夫々制御する電気
制御部６とが、備えられている。

まず、上記恒温槽２は、基台１１上に設けら
れ、フロン、イソペンタン等の液体冷媒１７の収
納される断熱容器１２に、多数の液体窒素等の低
温液化ガス２次冷媒を噴出する冷媒噴射出ノズル
１５が開口されている冷媒供給管１３と、温度セ
ンサー１４とを導入内設してあるもので、さらに
同管１３の当該容器１２外にあつて、二次冷媒１
３′を加熱するためのヒーター１６が介設され、
かつ上記温度センサー１４とヒーター１６とは、
共に前記制御部６に接続されていて、同センサー
１４が検知した温度と同制御部６においてセツト
した設定温度との比較により、同ヒーター１６を
ON−OFF制御し、これにより当該冷媒を、所望
の上記設定温度に制御し得るようにしてある。

尚上記冷媒管１３の断熱容器１２側には、図示
しない開閉弁を設け、これを開閉操作すること
で、同容器１２内へ供給する冷媒１７を制御し得
るようにするのがよい。

次に、前掲載置板昇降作動部３は、上記基台１
１上の前部に配設された油圧、空圧等による移動
用シリンダ１８を有し、そのピストン１９の上端
部には、案内杆１９ａ、１９ａ……を案内とし
て、実線位置から仮想線位置まで昇降自在に連結
された昇降体２０が設けられ、その側面から水平
に突設した支持腕２１の先端には、前記の試験片
載置部５のケーシング２２が直交状に固設され、
これにより、当該シリンダ１８の稼動によつて、
同腕２１を介し試験用載置部５を、任意の位置に
停止可能なるよう昇降動自在としてあり、これに
よつて後に詳記する如く試験片ｔを前記断熱容器
１２内の冷媒１７に浸漬可能としてある。

次に、前記試験片載置部５は、上記載置板移動
部３により昇降自在としたケーシング２２の中央
に回転軸２３を貫設垂下し、その下端に載置板２
４を直交状にて水平に固設したものである。

この載置板２４は、第２図で明示されている通
り、円板状に形成され、かつ上記回転軸２３の下
端にビス２５，２５……を介して固定されると共
に、第３図ａに示す如く、この回転軸２３の上端
部には、ケーシング２２内の大歯車２７が軸着さ
れ、かつ同軸２３は、ケーシング２２と共に昇降
可能なるよう該ケーシング２２の上下配置とした
軸受２６，２６によつて軸承支持されている。

さらに載置板２４の上面には、第２図ａ，ｂに
示すように多数の試験片ｔを径方向にて放射状配
置となるよう嵌入載置可能とするため、同片ｔの
長さと略同一幅ｗとした環状の載置溝３１が外周
側に凹設してあり、さらに同溝３１には環状の深
底溝３２を載置溝３１よりも小幅にて同心円状に
形成することで、試験片ｔの両端が載置される周
端縁３１ａ，３１ｂを設け、かつ同溝３２には大
径の外周支持ピン３３と小径の内周支持ピン３４
とが、夫々同心円線上にあつて所定間隔だけ難
し、しかも同一径線上に一対宛、放射状となるよ
う螺着等の手段により突設してあり、このように
して上記の周端縁３１ａ，３１ｂ上に載置した試
験片ｔが、当該外周支持ピン３３，３３……内周
支持ピン３４，３４……の間に嵌り込んで放射状
に配置できるようになつている。

従つて試験片ｔの全配置数ｎを50とすれば、両
支持ピン３３，３４の数も夫々50であり、隣接す
る各支持ピン３３，３３，３４，３４相互が載置
板の中心となす角度θは、θ＝360°／n°＝360°／50
＝ 7.2°となる。

またここで、上記外周支持ピン３３と内周支持
ピン３４の直径d₁，d₂は、隣接する試験片ｔ，ｔ
相互の間隔p₁，p₂から試験片ｔの巾ωを減ずるこ
とで求めることができる。

すなわち、外周支持ピンの直径 d₁＝２（r₁×sin360°／2n）−ω 内周支持ピンの直径 d₂＝２（r₂×sin360°／2n）−ω であり、 r₁は外周支持ピンの配列内半径 r₂は内周支持ピンの配列内半径 である。

従つて、今 r₁＝140mm、r₂＝110mm、ｎ＝50、ω＝10mm とすれば、 d₁＝２（140×sin360°／２×50）−10 ≒7.58（mm） d₁＝２（110×sin360°／２×50）−10 ≒3.81（mm） となる。

さらに、前掲駆動部４は、上記回転軸２３をモ
ータ等による原動機の稼動により回転させる原動
部７と、後述する試験片ｔの取出しが可能となる
ように、同軸２３を所定の回転角度毎に停止せし
めるためのセツト部８と最初の試験片ｔの取出し
位置まで間欠的回転を続けてきた同軸２３を、一
回転し終つたならば停止させるようにしたセツト
部９とを備えている。

上記原動部７は、減速機３５を有する電動機等
の原動機３６を前記ケーシング２２にあつて側方
に突出している駆動体取付部２２ａに固設し、か
つ同機３６の回転を設定減速比にて出力する出力
軸３７を同取付部２２ａの下部に設けた軸受３８
を介して回転自在に支持して、同取付部２２ａか
ら下方に突出させたものである。

また、この出力軸３７には、ケーシング２１内
にあつて、前記の大歯車２７と噛合している小歯
車３９が軸着されている。

さらに、前記セツト部８は、上記出力軸３７の
先端３７ａにビス４１を介して固設したセツト用
作動素子４２と、これが近接することで応動する
よう取付片４４を介して上記ケーシング２２に固
設したセツト用近接スイツチ４２とを具備し、両
者４２，４３が近接対向する位置迄出力軸３７が
回転したとき、すなわち出力軸３７が一回転する
毎に同スイツチ４３が作動して原動機３６の稼動
が停止され、これにより出力軸３７の回転が止つ
て、試験片ｔの取出し位置毎に載置板２４が停止
するように、当該スイツチ４３と原動機３６とが
前記電気制御部６に結線されている。

次に前記リセツト部９は、第３図の通り上記ケ
ーシング２２から上方へ突出された前記回転軸２
３の上端に、ビス４５を介してリセツト用作動素
子４６を固設すると共に、同片４６に対向してリ
セツト用近接スイツチ４７を、ケーシング２２に
取付片４８を介して固設してある。

そして、上記作動素子４６と同スイツチ４７と
が、近接対向する位置迄回転軸２３が回転したと
き、すなわち同軸２３が一回転する毎に、同スイ
ツチ４７が作動して前記原動機３６の稼動を停止
することで、回転軸２３の回転を止め、最初の試
験片取出し位置毎に、載置板２４の回転を停止可
能となるよう当該スイツチ４７が電気制御部６と
接続されている。

ここで、前記大歯車２７と小歯車３９の歯数
比、すなわち減速比は、前記載置板２４上に載置
される試験片ｔの全配置数ｎと同一となるように
する。

すなわち、例えば、ｎ＝50であれば、 歯数比ｃ＝大歯車の歯数／小歯車の歯数 ＝50となし、 前記出力軸３７の１回転に対して、回転軸２３が
1/50回転すなわち360°／50＝7.2°だけ回転することに なる。

次に、その用法について説明する。

まず、試験片載置部５の載置板２４上面の載置
溝３１に所要数例えば全配置数ｎの試験片t₁，t₂
……tnを、隣接の外周支持ピン３３と内周支持ピ
ン３４とで挟持した状態で載置する。

次に、載置板移動部３の移動用シリンダ１８を
稼動させて、そのピストン１９の後退動により昇
降体２０を降下させ、これによつて支持腕２１を
介して回転軸２３と共に載置板２４を恒温槽２の
断熱容器１２内に供与された冷媒１７内に降下浸
漬させる。

この場合、前記フロン等の液体冷媒１７が二次
冷媒供給管１３の二次冷媒噴射ノズル１５，１５
……から断熱容器１２内に噴出される液化窒素、
液化空気等の低温液化ガス二次冷媒によるバブリ
ング効果によつて撹拌され、上記載置板２４上の
多数の試験片ｔを均一に冷却する。

この際、断熱容器１２内の冷媒１７は、温度セ
ンサー１４によつて測温され、これが制御部６に
入力され、その設定温度となるようにヒーター１
５が断続制御され、上記冷媒１７内に噴出される
低温液化ガス二次冷媒が温度調節されることとな
る。

そして、試験片ｔが設定温度に達したならば、
つゞいて、駆動部４の原動機３６を始動させ、出
力軸３７を介して回転軸２３を回転させると共
に、リセツト用近接スイツチ４７を作動してリセ
ツト用検出片４６と近接対向する位置で同軸２３
の回転を停止させ、載置板２４を最初の試験片t₂
の取出し位置に停止する。

すなわち、搬送ロボツト等の搬送機の取出し位
置である原点に試験片ｔを位置させるのであり、
同軸２３が１回転する毎に同軸２３、換言すれば
載置板２４が停止することとなる。

そして、上記原動機３６の稼動によつて、減速
機３５の減速比にて出力軸３７が回転し、同軸３
７に固定されている小歯車３９とこれに噛合する
大歯車２７の回転によつて回転軸２３が減速回転
する。

さらに、上記出力軸３７が１回転して、セツト
用作動素子４２が、再びセツト用近接スイツチ４
３に近接対向した位置までくると、同スイツチ４
３が作動して原動機３６の稼動を停止し、このこ
とで回転軸２３の回転が停止し、前記載置板２４
が、第２の試験片t₂を搬送機の取出し位置である
原点にセツトすることとなる。

次に、セツト部８のセツト用近接スイツチ４３
が復動してセツト用作動素子４２と近接対向した
位置まで回転軸２３が回転した後、再び停止し、
かくして載置板２４を試験片t₁，t₂，t₃……tnの
取出し位置である原点に次々とセツトする。

すなわち、駆動部４の出力軸３７が１回転する
毎に、同軸３７が回転を停止し、搬送ロボツト等
の搬送機の取出し位置と各試験片ｔの位置とが一
致する毎に、載置板２４が停止するのである。

ここで、図示しない搬送ロボツト等の搬送機を
上記載置板２４の回転と停止に同期して稼動さ
せ、同板２４の停止時に同板２４上の原点にある
試験片ｔを把持して引上げ、かつ材料試験機例え
ば図示のシヤルピー衝撃試験機Ｔの試験片支持台
に載置し、これによつて振子式ハンマを持上げ位
置から打ち下ろすことによる衝撃力によつて破壊
させ、このときの試験片ｔの衝撃力に対する抵抗
力すなわち粘り強さを測定することになる。

この際、載置板２４は、上記搬送機が試験片ｔ
例えば最初の試験片t₁を把持してから試験機の支
持台上に載置後再び次の試験片t₂を把持する為に
該試験片t₂に接近する迄の間の任意の時点、望ま
しくは同板２４の回転速度を考慮してなるべく早
い時期、例えば試験片t₁を把持して引上げた直
後、あるいは試験機の振子ハンマが打ち下された
直後等に、原動機３６を稼動することで回転させ
第２の試験片t₂を搬送機の取出位置たる原点にセ
ツトする。

すなわち、上記原動機３６の稼動は、光電管、
マイクロスイツチ、リードスイツチ等の方法によ
り、上記振子ハンマが打ち下ろされたとき等を検
知して、当該試験機Ｔから電気制御部６に信号が
送られるようにすればよく、従つて同試験機Ｔは
同制御部６と結線してある。

上記載置板２４の回転と停止は、大歯車２７の
回転数が小歯車の回転数に対して、載置板２４に
おける試験片全載置数ｎの逆数である１／ｎ回
転、例えばｎ＝50であるときは1/50回転すなわち
360°／50＝7.2°回転する姿に回転を停止することで行 われ、試験片t₁，t₂，t₃……tn毎に回転、停止を
繰返して、当該試験片t₁，t₂，t₃……tnを搬送機
の取出し位置たる原点にセツトし、該搬送機の取
出しに待機することができ、このようにして、定
位置から他の定位置に試験片ｔを移動させるだけ
の搬送ロボツト等の搬送機によつて、多数の試験
片ｔを連続的かつ自動的に搬送し、シヤルピー衝
撃試験等の材料試験の自由化、連続化を図ること
が可能となる。

ここで、リセツト部９は、リセツト用近接スイ
ツチ４７とリセツト用作動素子４６とが、載置板
２４上の最初の試験片t₁が搬送機の試験片取出し
位置にきたとき、すなわち、載置板２４の最初の
試験片載置位置が同取出し位置と一致したとき近
接感応するような位置に設けることで作動可能と
してあり、従つて最後の試験片tnが搬送機により
引上げられた後に、載置板２４が一回転し、初期
状態となつたとき作動する。

この際、試験片２２の数が載置板２４の全配置
数ｎであれば、最後の試験片tnの次が最初の試験
片t₁となり、リセツト位置となるが、試験片ｔの
数が全配置数より少いときは、最初の試験片t₁の
位置すなわち位置に達しない中途の位置で終了、
停止とすることになる。

この場合、次に試験を行う際に、終了停止した
中途の位置から順に試験片t₁，t₂，t₃……tnを載
置しても良いが、リセツト部９の作動により、再
びリセツト用作動素子４６とリセツト用近接スイ
ツチ４７とが近接対向したとき、すなわち載置板
２４が最初の試験片t₁の位置から１回転した位置
で同スイツチ４７が作動して、原動機３６が停止
するようにしておけば、常に載置板２４の原点位
置にある最初の試験片t₁から試験を始めることが
できる。

従つて、載置板２４には、原点位置から順次番
号を印刷、刻印等の手段によつてマーキングして
おけば、テスト結果の管理等が容易となる。

第３図ｂは、本考案の他実施例を示し、前記実
施例と異なる点は、回転軸２３に設けた大歯車２
７と噛合する出力軸３７の小歯車として、ウオー
ムギヤ５１を設けたことで、これによつて大歯車
２７の径を大きくすることなく両歯車２７，５１
の減速比を大きくできる。

尚、恒温槽２は、前記実施例の液化ガス噴霧に
よつて液体冷媒を冷却して恒温にするタイプに限
られることなく、他の冷却材による直接または間
接の冷却方法であつてもよいが、試験片ｔの取出
用開口を必要とするから、気相にあつては恒温に
保ち難く、やや不利となる。

さらに、前記セツト部８やリセツト部９は、前
記実施例におけるケーシング２２の外部に付設し
なくとも、該ケーシング２２の内部に設けてもよ
い。

〔考案の効果〕

本考案は、前記のように構成され、上記の通り
具現できるものであるから、恒温槽により試験片
を設定温度とすると共に、載置板移動部と駆動部
とによつて試験片載置部に載置した試験片を、恒
温槽に出し入れしたり、搬送機の取出し位置へセ
ツトしたりすることができ、人手によることなし
に、試験片を搬送機の取出し位置へ設定時間毎に
セツトし得るので、定位置から他定位置へ試験片
を移行させるだけの簡単な搬送機を用いるだけ
で、試験片のセツト時間のばらつき等が解消さ
れ、試験片の移送、搬送の自動化による材料試験
の自動化、連続化が可能となり、材料試験の省力
化と高速化を図り得るばかりでなく、材料試験の
信頼性をも向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

図は本考案に係る材料試験用試験片の移送装置
の一実施例を示し、第１図ａは同装置の一部縦断
正面説明図、同図ｂは同装置の平面説明図、第２
図ａは同装置の試験片載置部の平面図、第２図ｂ
は同載置部の一部縦断正面図、第３図ａ，ｂは駆
動部の異種例を示した夫々の一部縦断正面図と一
部横断平面図である。 ２……恒温槽、３……載置板昇降作動部、４…
…駆動部、５……試験片載置部、６……制御部、
８……セツト部、９……リセツト部、１４……温
度センサー、１６……ヒーター、１７……冷媒、
２３……回転軸、２４……載置板、３１……載置
溝、３２……深底溝、３３……外周支持ピン、３
４……内周支持ピン、３６……原動機、３７……
出力軸、４２……セツト用作動素子、４３……セ
ツト用近接スイツチ、４６……リセツト用作動素
子、４７……リセツト用近接スイツチ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 冷媒を用いて試験片を設定温度に冷却可能な
   恒温槽と、該試験片を載置する載置板が回転軸
   に設けてある試験片載置部と、該載置板を移動
   させることで上記恒温槽の内部に試験片を出入
   自在とした載置板移動部と、上記回転軸を原動
   機の稼動により回転自在であり、かつセツト部
   の作動により上記載置板の回転を試験片の取出
   しが可能なるよう設定時間毎に次の試験片を定
   位置で停止させ、かつリセツト部の作動により
   上記載置板を一回転毎に停止させる駆動部と、
   上記原動機の稼動、およびセツト部とリセツト
   部の作動を夫々設定条件に制御すると共に、上
   記恒温槽内の温度を設定温度に制御する電気制
   御部とからなり構成されている材料試験用試験
   片の移送装置。 (2) 載置板には、多数の試験片を放射状に載置可
   能なるよう同片の長さを受容する幅の載置溝が
   同心環状に形成されていると共に、同溝には同
   溝より小幅の深底溝を形成し、かつ該深底溝に
   は試験片の両側に当接する外周支持ピンと内周
   支持ピンとが放射状にして同心円線上に、所望
   間隔だけ離して設けられている実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の材料試験用試験片の移送
   装置。 (3) セツト部が、電気制御部とに接続したセツト
   用近接スイツチと、同スイツチを近接時に作動
   するよう原動機の出力軸に設けたセツト用作動
   素子とから構成されている実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の材料試験用試験片の移送装
   置。 (4) リセツト部が、制御部に結線されたリセツト
   用近接スイツチを近接時に作動するよう回転軸
   に設けたリセツト用作動素子とから構成されて
   いる実用新案登録請求の範囲第１項記載の材料
   試験用試験片の移送装置。 (5) 恒温槽が、電気制御部に接続の温度センサー
   と、同センサーの測温により同制御部を介して
   ON−OFF制御されることで、恒温槽に導入さ
   れる冷媒を設定温度に調整するヒーターとを備
   えている実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   材料試験用試験片の移送装置。