JPH0645876Y2 - 材料試験機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本考案は、真空容器など圧力容器内に設置された試験片
を負荷する材料試験機に関するものである。

B.従来の技術 従来のこの種の材料試験機では、クロスヘッドとテーブ
ルとの間に設置された圧力容器、例えば真空容器内に負
荷軸および固定軸が貫挿され、両軸に接続した把持具で
試験片を把持している。圧力容器の上下面にはベローの
一端が固定され、ベローの他端はフランジを介して両軸
に接続され、これにより容器内を密閉しつつ試験時の各
部の伸縮が許容される。

C.考案が解決しようとする問題点 しかしながら、圧力容器およびベロー内が真空なると、
上下の各フランジには大気圧と容器内の圧力との差圧が
かかり両軸を圧縮するため、試験片に初期荷重がかか
る。したがって、負荷荷重を検出するロードセルの零点
をその状態で調整すると、その後の試験で実際に試験片
に作用する荷重とロードセルで検出される荷重とが異な
る。このため、試験に先立って、試験状態を再現して試
験片に負荷する荷重と検出される荷重とを調べてキャリ
ブレーションする必要があるが、圧力容器内の圧力条件
が変われば、その都度、このキャリブレーションを行な
わなければならず、作業性の改善が望まれている。

この考案の目的は、圧力容器内の試験片を試験する際に
無負荷初期荷重の影響を除去した材料試験機を提供する
ことにある。

D.問題点を解決するための手段 本考案は、負荷側および固定側の少なくとも一方に連結
される保持板に保持されたつかみ具を圧力容器内に貫挿
して試験片を負荷する試験機において、保持板と圧力容
器との間を第１の伸縮体により気密に囲繞して第１の伸
縮体の内部に圧力容器と連通する第１の圧力室を形成
し、保持板の圧力容器と反対側に保持板に対して圧力容
器と一体に負荷軸方向へ移動可能な差圧保持板を配設
し、この差圧保持板と保持板との間を第２の伸縮体によ
り気密に囲繞して第２の伸縮体の内部に第２の圧力室を
形成し、第１の圧力室と前記第２の圧力室とを連通する
とともに、差圧保持板と圧力容器とを連結することによ
り、上述した目的を達成する。

E.作用 保持板が圧力容器と同圧の第１の圧力室および第２の圧
力室により負荷軸方向に挟み込まれるので、圧力容器と
外部との差圧による力が保持板に作用しない。第２の圧
力室と外部との差圧により差圧保持板に加わる力は圧力
容器に伝達され、保持板側には作用しない。

負荷側および固定側に上記構成の圧力平衡治具を連結す
れば、試験片に初期荷重が作用しない。また荷重検出器
で検出される荷重を負荷アクチュエータにフィードバッ
クする材料試験機の場合には、荷重検出器が設置される
側にのみこの圧力平衡器を設け、無負荷初期荷重をアク
チュエータのフィードバック制御により除去すれば良
い。

F.実施例 第１図により一実施例を説明する。

テーブル１には負荷アクチュエータ２が設けられ、テー
ブル１に立設された柱３に案内されて支持シリンダ４に
より上下動されるクロスヘッド５にはロードセル６が設
けられている。テーブル１とクロスヘッド５との間には
圧力容器７が不図示の固定部に固定設置される。圧力容
器７は上下一対の圧力平衡試験治具20A,20B（20で代表
する）によって密閉封止される。

試験治具20は、連結軸21と、これに接続された枠体22
と、枠体22に接続され透孔23aが穿設されたフランジ
（保持板）23と、フランジ23に接続されたつかみ具24
と、フランジ23の上下面に固設された一対のベロー（伸
縮体）25,26と、つかみ具24とは反対の面のベロー26の
端部を封止するダミーフランジ27と、一端がこのダミー
フランジ27に固定され他端がフランジ23を貫通してつか
み具24と同方向に延設されるタイロッド28とから成る。
ベロー25に区画される第１の圧力室30aと、ベロー26に
区画される第２の圧力室30bとは透孔23aにより連通され
る。なお、各ベロー25,26の端部にはフランジが設けら
れ、このフランジを介して各部と接続される。

試験にあたっては、上側の試験治具20Aの連結軸21をロ
ードセル６に接続し、下側の試験治具20Bの連結軸21を
負荷アクチュエータ２に接続する。また、上下各一方の
ベロー25を圧力容器７の開口フランジ6aに接続してその
開口を封止する。このとき、圧力容器７内に挿入された
各つかみ具24に試験片TPが把持される。試験片取付け
後、圧力容器７の図示しない扉を閉じて圧力容器７を密
閉し、その後圧力容器７内を真空引きする。フランジ23
には透孔23aが穿設されているから、ベロー26で区画さ
れた第２の圧力室30bの圧力が圧力容器７内と同圧の第
１の圧力室30aの圧力と等しくなる。このため、フラン
ジ23の両面には差圧が作用しないから、圧力容器７内の
圧力による力がつかみ具24に作用せず、無負荷時にロー
ドセル６の検出出力も零を示す。また、ダミーフランジ
27には大気圧と真空圧との差圧が作用するが、その荷重
はタイロッド28を介して圧力容器７に伝達されるから、
ロードセル６やつかみ具24には何ら影響しない。

この状態で負荷アクチュエータ２を作動させて試験片TP
を負荷すると、負荷荷重がロードセル６で検出される。
この検出出力を負荷アクチュエータ２側にフィードバッ
クして予め設定した負荷パターンの負荷が試験片TPに負
荷される。負荷に伴う各部の伸縮はベロー25,26の伸縮
により許容される。

この結果、試験時に試験片TPには無負荷初期荷重が作用
せず、試験開始時におけるロードセル６の出力も零であ
るから、その後のロードセル出力は試験片TPに負荷され
る荷重を正確に示すこととなる。

なお、上述したように荷重フィードバック制御を行なう
材料試験機では、ロードセルのような荷重検出器が設け
られる負荷軸または固定軸のいずれか一方にのみこの圧
力平衡試験治具を接続し、無負荷初期荷重をアクチュエ
ータにフィードバックして初期荷重を除去できる。ま
た、圧力容器は真空容器に限らず、正圧が働く容器でも
良い。更に、材料試験機もこの実施例に限られず、クロ
スヘッドを移動して試験片に負荷するものなど、荷重フ
ィードバック制御を行なわないものでもよい。

この場合、圧力容器の両側に圧力平衡試験治具を設置す
る必要がある。

G.考案の効果 本考案は以上のように構成したから、圧力容器内の圧力
によって試験片に初期荷重が作用せずロードセル出力も
零を示すから、試験片に負荷する荷重を事前のキャリブ
レーションなしに正確に知ることができ作業性が改善す
る。圧力容器内や第１、第２の圧力室に対して試験機の
負荷側や固定側を完全に分離できるので、負荷側や固定
側に装着される例えばロードセルのような機器に大気中
での使用を前提とした汎用性の高いものを使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す概略構成図である。 1:テーブル、2:負荷アクチュエータ 3:柱、4:支持シリンダ 5:クロスヘッド、6:ロードセル 7:圧力容器、20:試験治具 21:連結軸、22:枠体 23:フランジ、24:つかみ具 25,26:ベロー 27:ダミーフランジ 28:タイロッド 30a,30b:第１、第２の圧力室 TP:試験片

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】負荷側および固定側の少なくとも一方に連
   結される保持板に保持されたつかみ具を圧力容器内に貫
   挿して試験片を負荷する試験機において、前記保持板と
   前記圧力容器との間を第１の伸縮体により気密に囲繞し
   て該第１の伸縮体の内部に前記圧力容器と連通する第１
   の圧力室を形成し、前記保持板の圧力容器と反対側に前
   記保持板に対して前記圧力容器と一体に負荷軸方向へ移
   動可能な差圧保持板を配設し、この差圧保持板と前記保
   持板との間を第２の伸縮体により気密に囲繞して該第２
   の伸縮体の内部に第２の圧力室を形成し、前記第１の圧
   力室と前記第２の圧力室とを連通するとともに、前記差
   圧保持板と前記圧力容器とを連結したことを特徴とする
   材料試験機。