JPH04270937A - 荷重載架装置 - Google Patents

荷重載架装置

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JPH04270937A
JPH04270937A JP3057871A JP5787191A JPH04270937A JP H04270937 A JPH04270937 A JP H04270937A JP 3057871 A JP3057871 A JP 3057871A JP 5787191 A JP5787191 A JP 5787191A JP H04270937 A JPH04270937 A JP H04270937A
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JP
Japan
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load
pressure
piston
small
plate
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JP3057871A
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Inventor
Tasuke Fukunaga
福永 太輔
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Marui Co Ltd
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Marui Co Ltd
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  • Actuator (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は土質材料や、アスファル
ト(舗装材料)およびセメントなどの建築材料や、金属
材、プラスチックなど各種テストピースについて圧力に
対する変位または形状崩壊にいたるまでの経過を定量的
に試験するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の荷重載架装置は、試験荷重を載架
する2個の荷重載架板の間にシリンダーと、該シリンダ
ー内に挿入したピストンとからなる加圧装置を介在する
。そして、該ピストンの外周には気密用のOリングを嵌
着して、該Oリングを介してピストンとシリンダーとの
接触を図るようにしており、該シリンダーとピストンと
のなす空間に、加圧流体を送入することによりピストン
杆外端に当接したテストピースを圧密するようにしてい
る。また、載架圧力を切り換える手段は、レバー方式を
採用しており、レバーに載架する重量を変えることによ
り載加圧力のレンジを変換するようにしている。
【0003】
【解決しようとする課題】しかし、上記従来の加圧装置
はシリンダーと、ピストンとがOリングを介して緊密に
接触しているので、加圧の際シリンダーとピストンとの
接触摩擦により圧力の一部が失われることになり、その
結果テストピースに作用する圧力と、載架入力とは等し
くなく、検出値が不正確となる欠点があった。
【0004】また、載架圧力を低圧から高圧領域に変更
する場合、レバー(挺子)に作用する荷重(ウエイト)
を追加することにより行っているために扱いが面倒なば
かりでなく慎重さが要求され、それに構成も大型化する
などの欠点があった。そこで本発明は上記従来例の欠点
を除去し、高精度を保ちかつ扱いやすい荷重載架装置を
提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】大荷重用のシリンダー内
に大荷重用ピストンを摺動自由に緩嵌すると共に、該シ
リンダーとピストンとの対向周側部をベロフラムにて気
密保持することで大荷重シリンダー装置を構成し、さら
に前記大荷重用ピストンと、該大荷重用ピストン内に摺
動自由に緩嵌した小荷重用ピストンとのなす対向周側部
をベロフラムにて気密保持することで小荷重ピストン装
置を構成し、前記大荷重用ピストンと小荷重用ピストン
とを同一作用線上に直列に配置すると共に、大荷重載架
時に小荷重用ピストンに荷重が載架しないように荷重載
架装置を構成する。
【0006】
【作用】小荷重ピストン装置に加圧流体(圧縮空気)を
供給することで低圧領域の載架荷重を発生させてテスト
ピースを加圧し、低圧領域の圧力が限界に達した時、操
作盤においてレンジを切り換えて加圧流体経路を変更す
ることで大荷重ピストン装置に高圧流体(圧縮空気)を
供給する。したがって該大荷ピストン装置からはテスト
ピースへ高圧の荷重が作用する。
【0007】
【実施例】以下本発明について図面に示す実施例により
詳細に説明する。先ず図1に示すように上部ケーシング
2と下部ケーシング3から大荷重用シリンダー1を構成
し、該シリンダー1内には、上部のピストン板9とその
下部に螺着定設した下部筒体11とからなる大荷重用ピ
ストンを、前記シリンダー1の内壁との間に一定の間隔
を保って上下動自由に嵌入する。そして、該ピストン板
9の上面にはベロフラム6を抑止板10にて抑止保持す
ると共に、該ベロフラム6の外周部は前記上部ケーシン
グ2と下部ケーシング3とによって脱落なきょう気密を
保って挟持することにより大荷重のベロフラムシリンダ
ーすなわち大荷重ピストン装置8を構成する。なお、上
記上部ケーシング2には内部へ高圧空気を送入するため
の給気管7を接続している。
【0008】そして、上部ケーシング2の上面中央には
、案内杆21を、スライド軸受け20を介して軸受金具
19により上下動自由に支持し、該案内杆21の下端を
、抑止板10を貫通して前記ピストン板9に固定し、該
案内杆21の上端部にはシール保持具22を被嵌して、
該案内杆21と該シール保持具22との間にベロフラム
23を介在させて気密を保つようにしている。
【0009】そして、さらに前記ピストン板9と下部筒
体11とよりなる大荷重用ピストンの内部には、ピスト
ン板9を上下に貫通した前記案内杆21の下端部にスラ
イド軸受け18を介して小荷重用ピストン15を上下に
摺動自由に嵌入し、該小荷重用ピストン15の外周と前
記下部筒体11との間に一定の間隙を保ち、該ピストン
15の上面にベロフラム17を抑止板16により抑止定
着すると共に、該ベロフラム17の外周部を、前記ピス
トン板9と下部筒体11の上端との間に気密的に挟持す
ることにより小荷重ベロフラムシリンダーすなわち小荷
重ピストン装置14を構成する。
【0010】さらに前記案内杆21の中心にはピストン
板9と抑止板16との間隙に通じる通孔24を穿設して
いて給気管25から供給した圧縮空気を圧入するように
している。他方前記下部筒体11の下端には底蓋27を
定設して、該底蓋27と下部加圧板31上に定置したロ
ードセル30の上面との間に加圧ピン29の下端鍔部を
当接介在させると共に、前記底蓋27の中央部に該加圧
ピン29の軸部をスライドベアリング28を介して上下
動自由に挿入保持すると共に該加圧ピン29の上端を前
記小荷重ピストン15の下端に保持させたロードセル2
6の加圧面に当接させ、前記上部ケーシング2を支持基
板32の下面に支持させる。
【0011】上述のように構成した荷重載架装置は図2
のように支持基板32と、下部加圧板31との間にセッ
トされ、該下部の加圧板31は、支持基板32を貫通す
る連結杆33,33…の下端に取付け、該連結杆33,
33…の上端は上部加圧板38に定設しており、該支持
基板32上にテストピース36の保持リング35を載置
するテストピース載置板34を定置すると共に、該テス
トピース36の上面には、荷重載架板37を介して前記
上部加圧板38の下面に当接させ、上部加圧板38を前
記支持基板32上に設置した支持枠43上のレバー41
にワイヤー39を介して垂下すると共に、該レバー41
の他方にバランスウエイト40を垂下することにより無
荷重時に荷重載架板37に作用する荷重の零点調整をす
るようにしている。
【0012】次に上記構成の一連動作について述べると
、先ず保持リング35内に土質材料あるいはアスファル
トその他各種テストピース36を充填して、載置板34
上に静置し、該テストピース36に載架板37を静置し
、前記ウエイト40を調整することにより該載架板37
に作用する加圧板38その他各部の荷重がダイヤルゲー
ジ42において零位を示すようにしておく、そして、先
ずテストピース36には小荷重を載架するために給気管
25から一定時間おきに2倍の割合で0.1,0.2,
0.4,0.8,1.6(kg/cm2)まで5段階に
分けて荷重を載架して行く、したがって給気管25から
送り込まれた空気は抑止板16の上面とピストン板9と
の間の加圧室12内に入り、ベロフラム17の気密作用
により小荷重用ピストン15のベロフラム抑止板16と
ピストン板9に圧力が働き、ピストン板9に作用した圧
力は抑止板10と上部ケーシング2を経て支持基板32
で受け止めると同時に、抑止板16に作用する圧力は小
荷重用ピストン15を筒体11の空所13内で圧下せし
める。
【0013】そして小荷重用ピストン15に作用した圧
力は下端のロードセル26と加圧ピン29およびロード
セル30を介して下部加圧板31へ伝わり、その結果加
圧室12内の圧力は下部加圧板31と支持基板32との
間で反発力として作用し、連結杆33,33…を介して
上部加圧板38を支持基板32の方向へ押圧する。この
時保持リング35内のテストピース36は載置板34と
載架板37とにより圧縮されて圧密変位を生じ、ロード
セル26によりそれぞれの圧力に応じた電位として検出
される。なお、前記加圧室12に圧力が作用した際に底
蓋27と加圧ピン29との間でスラスト方向に生じる反
力はスライドベアリング28により吸収し、ピストン1
5、ロードセル26、加圧ピン29およびロードセル3
0を介して作用する圧力を途中で減衰させないで加圧板
31に最大限伝えるようにしている。
【0014】上述のようにして小荷重測定領域の上限に
達した時つまり1.6kg/cm2の測定終了時におい
て低圧給気管25からの通気を停止し、高圧給気管7か
ら高圧空気を送り込むことにより、これまでの小荷重領
域から大荷重領域へ切り換える。つまり、大荷重ピスト
ン装置8の加圧室4内に高圧空気を送り込むことにより
、上部ケーシング2と抑止板10とに圧力が作用し、そ
の際上部ケーシング2に作用する圧力は支持基板32に
て受け止められ、他方抑止板10に作用する圧力は、ピ
ストン板9、筒体11、底蓋27から加圧ピン29の下
端鍔部を介して下部加圧板31上のロードセル30に作
用し、この場合小荷重用ピストン15および加圧ピン2
9には全く作用しない。そしてピストン板9は保持リン
グ35内のテストピースの変位量に応じて下部ケーシン
グ3内の空所5を下方へ移動して圧力をロードセル30
から電気信号として検出する。そしてこの場合のテスト
ピース36への荷重のかけ方は、前記小荷重試験の時と
同様に、給気管7から一定時間おきに2倍の割合で3.
2,6.4,12.8,25.6,51.2(kg/c
m2)まで5段階に分けて荷重を載架する。
【0015】そして、最終の荷重による変位が認められ
なくなった時点で、これまで載架試験とは逆の経過を追
って除架試験が行なわれ、最後にテストピースに作用す
る荷重が零値を示す段階まで行う。なお上記いずれの試
験においても長期間(数日間)かけて極く緩慢に行なわ
れる。
【0016】
【発明の効果】本発明は、上述のように低圧域用のベロ
フラムシリンダーと高圧域用のベロフラムシリンダーと
を同一作線上に直列配置して、ベロフラムシリンダーに
作用する圧力を切り換えると同時に供給流体圧すなわち
圧縮空気圧を段階的に変えることにより、圧力に対する
テストピースの変位を定量的に測定できるようにしてい
るので、ほかの同じ載架出力を得る装置で比較した場合
、これまでのレバー式により順次荷重を増加して行く方
式では、非常に大規模となり、試験場所を広くとり、そ
れに試験条件つまりJISその他の試験規模にしたがっ
て非常に長時間(数日間におよぶ)に亘って一定時間お
きに規定の荷重を載架しなければならず従来のレバー方
式では載架タイミングを常に管理しなければならず、そ
して荷重すなわち重量も次第に増加するので、荷重載架
部へショックを与えないで荷重を静置することが極めて
困難であった。しかし本発明ではコンピュータにあらか
じめ試験条件をプログラムしておくことで簡単に小荷重
から大荷重に向かって自動的に測定レンジをセレクトし
ながら定めた時間をかけて測定が推進され、しかも除架
試験も同様に実施できほとんど無人の許で作業を進めら
れるので人件費も少なく、しかも試験場所を広く要しな
い。
【0017】そして、自動的にコントロールしているの
で低圧域と高圧域で測定精度にばらつきなく、しかもシ
リンダーとピストンとの各対向移動部にベロフラムで気
密シールしているので摩擦抵抗による損失が著しく少な
くでき測定精度が、これまでのレバー方式と比較できな
い程高い。また、圧縮空気を加圧源としているので低い
圧力で十分測定できて広範囲の測定ができる装置も簡単
な設計変更で容易に対応が可能である。また構造的にも
小荷重ピストン装置を大荷重ピストン装置内に収納して
いて、高荷重負荷時には小荷重負荷部に荷重がおよぼさ
ないように縁が切れるようにしているので小荷重負荷部
を自動的に保護し、内部の小荷重部材を破損しない。そ
の他大荷重用ピストンと小荷重用ピストン各部の接触部
はいずれもスライドベアリングにより作用線が偏位しな
いようにすると共に動作時の接触摩擦の軽減を図ってお
り、これが高精度維持に役立っているなど多くの本発明
特有の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の要部拡大縦断側面図である。
【図2】本発明荷重載架装置の使用例を示す模式的全体
側面図である。
【符号の説明】
1  大荷重用シリンダー 6  ベロフラム 8  大荷重ピストン装置 14  小荷重ピストン装置 17  ベロフラム 26,30  ロードセル 31  下部加圧板 32  支持基板 38  上部加圧板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  2個の荷重載架板の間にあって小荷重
    から大荷重間に亘ってテストピースに試験荷重を連続的
    に載架するようにした荷重載架装置において、大荷重用
    シリンダーと、該大荷重用シリンダー内に嵌入した大荷
    重用ピストンとの対向側壁部間をベロフラムにて気密保
    持してなる大荷重ピストン装置と、前記大荷重用ピスト
    ンと該ピストン内に嵌入した小荷重用ピストンとの間を
    ベロフラムにて気密保持してなる小荷重ピストン装置と
    からなり、前記大荷重用ピストンと該ピストン内に嵌入
    した小荷重用ピストンとを同一作用線上に直列に配置し
    、かつ大荷重載架時に小荷重用ピストンに荷重が載架し
    ないようにした加圧手段を、前記2個の荷重載架板間に
    介在せしめたことを特徴とする荷重載架装置。
JP3057871A 1991-02-27 1991-02-27 荷重載架装置 Expired - Fee Related JPH06103250B2 (ja)

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JPH06103250B2 JPH06103250B2 (ja) 1994-12-14

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105043893A (zh) * 2015-07-31 2015-11-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用于真空状态下拉伸试验的小载荷加载机构

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105043893A (zh) * 2015-07-31 2015-11-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 应用于真空状态下拉伸试验的小载荷加载机构

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