JPH06323973A - 平行板ばね式引張試験機 - Google Patents
平行板ばね式引張試験機Info
- Publication number
- JPH06323973A JPH06323973A JP13534193A JP13534193A JPH06323973A JP H06323973 A JPH06323973 A JP H06323973A JP 13534193 A JP13534193 A JP 13534193A JP 13534193 A JP13534193 A JP 13534193A JP H06323973 A JPH06323973 A JP H06323973A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chuck
- parallel plate
- plate spring
- chuck member
- displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 15
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000004154 testing of material Methods 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 極めて小さな材料や極めて強度の弱い材料の
機械的特性及び極めて剛性の小さな構造物、部品、部
材、製品等の構造物の剛性強度等を測定することができ
る引張試験機を提供すること。 【構成】 同一中心線上に対向して位置し、協動して試
験片を把握し得る固定の一方のチャック部材２ａと、可
動の他方のチャック部材２ｂと、一方のチャック部材２
ａに取り付けられている一方の平行板ばね６ａと、他方
のチャック部材２ｂに取付けられている他方の平行板ば
ね６ｂと、一方の平行板ばね６ａと他方の平行板ばね６
ｂとを連結している剛性を有する連結部材と、他方のチ
ャックの変位を非接触で検出する非接触式変位計１８
と、他方のチャックに中心線３方向に荷重を作用させる
変位機構１５と、他方のチャックに作用する中心線３方
向の荷重を検出するロードセル１７とを備える。
機械的特性及び極めて剛性の小さな構造物、部品、部
材、製品等の構造物の剛性強度等を測定することができ
る引張試験機を提供すること。 【構成】 同一中心線上に対向して位置し、協動して試
験片を把握し得る固定の一方のチャック部材２ａと、可
動の他方のチャック部材２ｂと、一方のチャック部材２
ａに取り付けられている一方の平行板ばね６ａと、他方
のチャック部材２ｂに取付けられている他方の平行板ば
ね６ｂと、一方の平行板ばね６ａと他方の平行板ばね６
ｂとを連結している剛性を有する連結部材と、他方のチ
ャックの変位を非接触で検出する非接触式変位計１８
と、他方のチャックに中心線３方向に荷重を作用させる
変位機構１５と、他方のチャックに作用する中心線３方
向の荷重を検出するロードセル１７とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、材料の機械的特性を
測定するための引張試験機である。このような引張試験
機は各種材料を製造する分野や、新素材の研究開発を行
う分野において、その材料の機械的特性を測定するのに
利用され、また、機械部品等の検査、例えばスプリング
のばね特性の検査等にも使用される。
測定するための引張試験機である。このような引張試験
機は各種材料を製造する分野や、新素材の研究開発を行
う分野において、その材料の機械的特性を測定するのに
利用され、また、機械部品等の検査、例えばスプリング
のばね特性の検査等にも使用される。
【０００２】
【従来の技術】従来の引張試験機は同一中心線上に対向
して位置する一対のチャックを有していて、この一対の
チャックが協動して試験片の両端を把持し、この状態で
モータや油圧装置等で発生した大きな力を歯車やねじを
介してチャックに伝達し、試験片に作用させて試験を行
っている。
して位置する一対のチャックを有していて、この一対の
チャックが協動して試験片の両端を把持し、この状態で
モータや油圧装置等で発生した大きな力を歯車やねじを
介してチャックに伝達し、試験片に作用させて試験を行
っている。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかるに、このよ
うな従来の引張試験機は元々変形や破壊について、ある
程度力を要する試験片を対象としているものである。従
って、このような引張試験機では微小な力や変位の制御
にはもともと限界がある。これはそもそもこれら従来の
引張試験機においては、駆動部で発生する力が大きいこ
とや、変位・力の伝達機構、歯車送りねじ等の伝達機構
に摩擦やバックラッシュによるがたがあるためである。
うな従来の引張試験機は元々変形や破壊について、ある
程度力を要する試験片を対象としているものである。従
って、このような引張試験機では微小な力や変位の制御
にはもともと限界がある。これはそもそもこれら従来の
引張試験機においては、駆動部で発生する力が大きいこ
とや、変位・力の伝達機構、歯車送りねじ等の伝達機構
に摩擦やバックラッシュによるがたがあるためである。
【０００４】この発明は上記の如き事情に鑑みてなされ
たものであって、極めて小さな材料や極めて強度の弱い
材料の機械的特性及び極めて剛性の小さな構造物、部
品、部材、製品等の構造物の剛性強度等を測定すること
ができる引張試験機を提供することを目的とするもので
ある。
たものであって、極めて小さな材料や極めて強度の弱い
材料の機械的特性及び極めて剛性の小さな構造物、部
品、部材、製品等の構造物の剛性強度等を測定すること
ができる引張試験機を提供することを目的とするもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明の平行板ばね式引張試験機は、同一中心線上に対
向して位置し、協動して試験片を把握し得る固定の一方
のチャック部材と、可動の他方のチャック部材と、一方
のチャック部材に取り付けられている一方の平行板ばね
と、他方のチャック部材に取付けられている他方の平行
板ばねと、一方の平行板ばねと他方の平行板ばねとを連
結している剛性を有する連結部材と、他方のチャックの
変位を非接触で検出する非接触式変位計と、他方のチャ
ックに中心線方向に荷重を作用させる変位機構と、他方
のチャックに作用する中心線方向の荷重を検出するロー
ドセルとを備えることを特徴としている。
の発明の平行板ばね式引張試験機は、同一中心線上に対
向して位置し、協動して試験片を把握し得る固定の一方
のチャック部材と、可動の他方のチャック部材と、一方
のチャック部材に取り付けられている一方の平行板ばね
と、他方のチャック部材に取付けられている他方の平行
板ばねと、一方の平行板ばねと他方の平行板ばねとを連
結している剛性を有する連結部材と、他方のチャックの
変位を非接触で検出する非接触式変位計と、他方のチャ
ックに中心線方向に荷重を作用させる変位機構と、他方
のチャックに作用する中心線方向の荷重を検出するロー
ドセルとを備えることを特徴としている。
【０００６】
【作用】変位機構が連結棒を介して他方のチャック部材
を引張ると、これにつれて他方のチャックが変位する。
この時、他方のチャック部材は平行板ばねに支えられて
おり、平行板ばねは板ばねと連結部材と他方のチャック
部材が平行四辺形リンク機構を構成するので、他方のチ
ャックの動きは平行運動となる。これと同時に一方のチ
ャック部材との相対運動も平行運動となり、結局中心線
上の位置を保ったまま、中心線上に変位するので試験片
には軸荷重のみが作用し、曲げやねじりの荷重が作用す
ることはない。他方のチャック部材の変位は非接触式変
位形で検出され、また他方のチャックに作用する中心線
方向の力の変位はロードセルにより検出される。
を引張ると、これにつれて他方のチャックが変位する。
この時、他方のチャック部材は平行板ばねに支えられて
おり、平行板ばねは板ばねと連結部材と他方のチャック
部材が平行四辺形リンク機構を構成するので、他方のチ
ャックの動きは平行運動となる。これと同時に一方のチ
ャック部材との相対運動も平行運動となり、結局中心線
上の位置を保ったまま、中心線上に変位するので試験片
には軸荷重のみが作用し、曲げやねじりの荷重が作用す
ることはない。他方のチャック部材の変位は非接触式変
位形で検出され、また他方のチャックに作用する中心線
方向の力の変位はロードセルにより検出される。
【０００７】
【実施例】以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面
について説明する。図１及び図２において、１は引張試
験機である。引張試験機１は対をなす一方のチャック部
材２ａと他方のチャック部材２ｂとを有する。一方のチ
ャック部材２ａと他方のチャック部材２ｂとは中心線３
上に対向して配置されている。この一方のチャック部材
２ａと他方のチャック部材２ｂとは協動して試験片４を
把持する。一方のチャック部材２ａは後述する固定ブロ
ックに固定されていて固定位置にあり、他方のチャック
部材２ｂは可動であって、一方のチャック部材２ａに対
して中心線３上に相対変位する。一方のチャック部材２
ａと他方のチャック部材２ｂとは板ばねガイド５によっ
て連結されている。
について説明する。図１及び図２において、１は引張試
験機である。引張試験機１は対をなす一方のチャック部
材２ａと他方のチャック部材２ｂとを有する。一方のチ
ャック部材２ａと他方のチャック部材２ｂとは中心線３
上に対向して配置されている。この一方のチャック部材
２ａと他方のチャック部材２ｂとは協動して試験片４を
把持する。一方のチャック部材２ａは後述する固定ブロ
ックに固定されていて固定位置にあり、他方のチャック
部材２ｂは可動であって、一方のチャック部材２ａに対
して中心線３上に相対変位する。一方のチャック部材２
ａと他方のチャック部材２ｂとは板ばねガイド５によっ
て連結されている。
【０００８】板ばねガイド５は対をなす平行板ばね６ａ
と平行板ばね６ｂとを有する。平行板ばね６ａ及び平行
板ばね６ｂはそれぞれ平行に配置された板ばね７ａ、７
ｂとからなっている。平行板ばね６ａ及び平行板ばね６
ｂにおいて、両板ばね７ａ、７ｂは両端部において、連
結枠８によって間隔を保って連結されており、かつ平行
板ばね６ａ及び６ｂはこの連結枠８によって間隔を保っ
て連結されている。一方のチャック部材２ａは平行板ば
ね６ａの中央に固定されると共に固定ブロック１１の先
端に固定される。一方、他方のチャック部材２ｂは平行
板ばね６ｂの中央に連結されると共に、可動ブロック１
２の先端に固定されている。可動ブロック１２の側面か
らは反射板１３ａ、１３ｂが張り出している。可動ブロ
ック１２は連結棒１４を介して変位機構１５に連結して
おり、変位機構１５は固定ブロック１１と固定関係にあ
る。
と平行板ばね６ｂとを有する。平行板ばね６ａ及び平行
板ばね６ｂはそれぞれ平行に配置された板ばね７ａ、７
ｂとからなっている。平行板ばね６ａ及び平行板ばね６
ｂにおいて、両板ばね７ａ、７ｂは両端部において、連
結枠８によって間隔を保って連結されており、かつ平行
板ばね６ａ及び６ｂはこの連結枠８によって間隔を保っ
て連結されている。一方のチャック部材２ａは平行板ば
ね６ａの中央に固定されると共に固定ブロック１１の先
端に固定される。一方、他方のチャック部材２ｂは平行
板ばね６ｂの中央に連結されると共に、可動ブロック１
２の先端に固定されている。可動ブロック１２の側面か
らは反射板１３ａ、１３ｂが張り出している。可動ブロ
ック１２は連結棒１４を介して変位機構１５に連結して
おり、変位機構１５は固定ブロック１１と固定関係にあ
る。
【０００９】変位機構１５にはロードセル１７が付属し
ており、ロードセル１７は連結棒１４に作用する中心線
３方向の荷重を検出する。可動ブロック１２の変位は非
接触式変位計１８によって検出される。非接触式変位計
１８は可動ブロック１２の変位を非接触で検出するもの
で、このような非接触式変位計１８としてはレーザー変
位計、渦電流変位計或いは静電容量変位計を使用するこ
とができるが、この実施例ではレーザー変位計を使用し
ている。
ており、ロードセル１７は連結棒１４に作用する中心線
３方向の荷重を検出する。可動ブロック１２の変位は非
接触式変位計１８によって検出される。非接触式変位計
１８は可動ブロック１２の変位を非接触で検出するもの
で、このような非接触式変位計１８としてはレーザー変
位計、渦電流変位計或いは静電容量変位計を使用するこ
とができるが、この実施例ではレーザー変位計を使用し
ている。
【００１０】このように構成された引張試験機１におけ
る引張試験は次のように行われる。一方のチャック部材
２ａが固定ブロック１１に固定し、他方のチャック部材
２ｂが可動ブロック１２に固定している状態において試
験片４の両端を一方のチャック部材２ａ、他方のチャッ
ク部材２ｂに固定する。この状態で変位機構１５を作動
させて、連結棒１４を介して他方のチャック部材２ｂを
試験片４に引張力を作用させる。他方のチャック部材２
ｂは連結棒１４に引かれて変位するが、平行板ばね６
ａ、６ｂのそれぞれの板ばね７ａ，７ｂと連結枠８と及
び固定ブロック１１、可動ブロック１２は平行リンク機
構を構成し、従って、図３に示すように、板ばね７ａ、
７ｂの弾性変形によって一方のチャック部材２ａと他方
のチャック部材２ｂとは相対変位するが、中心線３に直
角な方向には相対変位しないので試験片４には曲げ荷重
やねじり荷重が作用せず、中心線３に平行な引張荷重だ
けが作用する。
る引張試験は次のように行われる。一方のチャック部材
２ａが固定ブロック１１に固定し、他方のチャック部材
２ｂが可動ブロック１２に固定している状態において試
験片４の両端を一方のチャック部材２ａ、他方のチャッ
ク部材２ｂに固定する。この状態で変位機構１５を作動
させて、連結棒１４を介して他方のチャック部材２ｂを
試験片４に引張力を作用させる。他方のチャック部材２
ｂは連結棒１４に引かれて変位するが、平行板ばね６
ａ、６ｂのそれぞれの板ばね７ａ，７ｂと連結枠８と及
び固定ブロック１１、可動ブロック１２は平行リンク機
構を構成し、従って、図３に示すように、板ばね７ａ、
７ｂの弾性変形によって一方のチャック部材２ａと他方
のチャック部材２ｂとは相対変位するが、中心線３に直
角な方向には相対変位しないので試験片４には曲げ荷重
やねじり荷重が作用せず、中心線３に平行な引張荷重だ
けが作用する。
【００１１】こうして試験片４の垂直荷重に対する機械
的特性だけが試験されることになる。試験片４に作用す
る荷重はロードセル１７によって検出され、また試験片
４に生ずるひずみは可動ブロック１２の変位を非接触式
変位計１８で検出することによって検出するが、この変
位の検出は非接触で行われて試験片４に作用する荷重に
影響を与えないので試験片４に作用する荷重が微小の場
合にもその荷重だけに対応する試験片４の機械的特性を
測定することができる。変位機構１５としては微小機構
を変位できる変位機構、例えばピエゾ素子やＤＣサーボ
モーター等を使用することができるので希少な力を試験
片４に加えることができる。
的特性だけが試験されることになる。試験片４に作用す
る荷重はロードセル１７によって検出され、また試験片
４に生ずるひずみは可動ブロック１２の変位を非接触式
変位計１８で検出することによって検出するが、この変
位の検出は非接触で行われて試験片４に作用する荷重に
影響を与えないので試験片４に作用する荷重が微小の場
合にもその荷重だけに対応する試験片４の機械的特性を
測定することができる。変位機構１５としては微小機構
を変位できる変位機構、例えばピエゾ素子やＤＣサーボ
モーター等を使用することができるので希少な力を試験
片４に加えることができる。
【００１２】（実験例）図４は直径０．１ｍｍのステン
レスファイバーの引張試験をこの発明の装置を使用して
行った機械的特性のデータである。図中線ａは測定荷重
Ｆm を示し、また線ｂは板ばねに加わる荷重Ｆs を示
す。従って、試験片に加わる荷重Ｆo は Ｆo ＝Ｆm −Ｆs で求めることができる。この図４から明らかなように、
この発明の引張試験機においては、微小な荷重で破断す
る強度の小さい材料に対して有効に材料試験をすること
ができることを示している。
レスファイバーの引張試験をこの発明の装置を使用して
行った機械的特性のデータである。図中線ａは測定荷重
Ｆm を示し、また線ｂは板ばねに加わる荷重Ｆs を示
す。従って、試験片に加わる荷重Ｆo は Ｆo ＝Ｆm −Ｆs で求めることができる。この図４から明らかなように、
この発明の引張試験機においては、微小な荷重で破断す
る強度の小さい材料に対して有効に材料試験をすること
ができることを示している。
【００１３】
【発明の効果】このようにこの発明の引張試験機におい
ては、従来の材料試験機では測定できないファイバー、
薄膜、マイクロマシン用材料、マイクロセンサ用材料等
の微小材料や強度の弱い材料若しくは素材、剛性の小さ
な部品や製品の機械的特性やばね定数の小さいスプリン
グなどの強度も測定することができる。
ては、従来の材料試験機では測定できないファイバー、
薄膜、マイクロマシン用材料、マイクロセンサ用材料等
の微小材料や強度の弱い材料若しくは素材、剛性の小さ
な部品や製品の機械的特性やばね定数の小さいスプリン
グなどの強度も測定することができる。
【図１】材料試験機の平面説明図。
【図２】材料試験機の側面構成説明図。
【図３】試験片が破断した時の板ばねガイドの状態を示
す平面説明図。
す平面説明図。
【図４】引張試験結果を示すグラフ。
１ 引張試験機 ２ａ 一方のチャック部材 ２ｂ 他方のチャック部材 ３ 中心線 ４ 試験片 ５ 板ばねガイド ６ａ 平行板ばね ６ｂ 平行板ばね ７ａ 板ばね ７ｂ 板ばね ８ 連結枠 １１ 固定ブロック １２ 可動ブロック １３ａ 反射板 １３ｂ 反射板 １４ 連結棒 １５ 変位機構 １７ ロードセル １８ 非接触式変位計
Claims (1)
- 【請求項１】 同一中心線上に対向して位置し、協動し
て試験片を把握し得る固定の一方のチャック部材と、可
動の他方のチャック部材と、前記一方のチャック部材に
取り付けられている一方の平行板ばねと、前記他方のチ
ャック部材に取付けられている他方の平行板ばねと、前
記一方の平行板ばねと前記他方の平行板ばねとを連結し
ている剛性を有する連結部材と、前記他方のチャックの
変位を非接触で検出する非接触式変位計と、前記他方の
チャックに前記中心線方向に荷重を作用させる変位機構
と、前記他方のチャックに作用する前記中心線方向の荷
重を検出するロードセルとを備えることを特徴とする平
行板ばね式引張試験機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13534193A JPH0816642B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 平行板ばね式引張試験機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13534193A JPH0816642B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 平行板ばね式引張試験機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323973A true JPH06323973A (ja) | 1994-11-25 |
| JPH0816642B2 JPH0816642B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=15149513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13534193A Expired - Lifetime JPH0816642B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 平行板ばね式引張試験機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0816642B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011064508A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Fukuoka Univ | 疲労試験機 |
| JP2015184216A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 株式会社原子力安全システム研究所 | 結晶粒界強度測定方法 |
| KR20190043675A (ko) * | 2017-10-19 | 2019-04-29 | (주)지엘테크 | 판 스프링 구조 및 이를 이용한 스캐닝 시스템 |
| CN114252362A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-29 | 北京建筑大学 | 一种双轴加载微动磨损试验机 |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP13534193A patent/JPH0816642B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011064508A (ja) * | 2009-09-15 | 2011-03-31 | Fukuoka Univ | 疲労試験機 |
| JP2015184216A (ja) * | 2014-03-25 | 2015-10-22 | 株式会社原子力安全システム研究所 | 結晶粒界強度測定方法 |
| KR20190043675A (ko) * | 2017-10-19 | 2019-04-29 | (주)지엘테크 | 판 스프링 구조 및 이를 이용한 스캐닝 시스템 |
| CN114252362A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-29 | 北京建筑大学 | 一种双轴加载微动磨损试验机 |
| CN114252362B (zh) * | 2021-12-02 | 2024-03-19 | 北京建筑大学 | 一种双轴加载微动磨损试验机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0816642B2 (ja) | 1996-02-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6679124B2 (en) | Statistically rigid and dynamically compliant material testing system | |
| US2666262A (en) | Condition responsive apparatus | |
| EP2790003B1 (en) | Tensile testing machine | |
| US4213349A (en) | Method of and apparatus for measuring stiffness | |
| KR100392237B1 (ko) | 평면 직각2축 인장전단 시험기 | |
| US4607531A (en) | Torsional-axial extensometer with additional restraint to limit unnecessary movements | |
| JPH06323973A (ja) | 平行板ばね式引張試験機 | |
| US3379054A (en) | Tensile test apparatus | |
| US6532805B1 (en) | Micro-material testing apparatus | |
| JPH02501161A (ja) | 平行案内部材を備えた力測定装置 | |
| US4010641A (en) | Apparatus for measuring the stiffness characteristic of structural adhesives | |
| EP0138852B1 (en) | Axial-torsional extensometer | |
| US5583298A (en) | Method and apparatus for on-line testing of pultruded stock material | |
| US7316155B2 (en) | Test table for measuring lateral forces and displacements | |
| JP4064011B2 (ja) | 改良されたバネ荷重機構を備えたゴム硬度計 | |
| JPH11183346A (ja) | 引張試験機 | |
| EP4675253A1 (en) | Materials testing assembly | |
| JPH09145580A (ja) | 微小押し込み式硬さ試験機における圧子負荷装置 | |
| US4010640A (en) | Apparatus for measuring the stiffness characteristic of structural adhesives | |
| JP3878890B2 (ja) | 引張特性測定器具 | |
| US2768447A (en) | Strain measuring instrument | |
| SU1427219A1 (ru) | Устройство дл испытани образца на раст жение | |
| CN222926554U (zh) | 一种单臂式拉扭试验机 | |
| SU690332A1 (ru) | Динамометр | |
| JPH0585019B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |