JPH0648388Y2 - 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、ワイヤロープ等の引張り強度等を試験する材
料試験機に関する。

B.従来の技術 第４図に示すようにワイヤロープ３は、素線１を多数撚
り合わせて撚線２を形成した後、さらにこの撚線２を複
数本撚り合わせて成る。

このようなワイヤロープ３を試験する材料試験機とし
て、従来、第５図に示す構造のものが知られている。

この材料試験機では、モータ４の回転力を歯車５によっ
て歯車6,7に伝え、この歯車6,7の回転軸に結合させたネ
ジ棒8,9を回転させ、クロスヘッド10を昇降させる。こ
のクロスヘッド10の動きにより、クロスヨーク11とクロ
スヘッド10との間にチャック12,13を介して把持された
供試体14に引張り荷重が与えられる。

C.考案が解決しようとする問題点 かかる引張り試験において、供試体であるワイヤロープ
３が破断するとワイヤロープ３が踊るため、この種の試
験に際しては、試験機の周囲に囲いを設けたり、ワイヤ
ロープ３の撚線２のうち例えば１本が破断するのが目視
により確認されるとモータ４を操作員の手動操作によっ
て停止させている。

しかし、撚線２の１本が破断したことを操作員が見逃す
と、ワイヤロープ３の破断につながりかねない。

本考案の目的は、ワイヤロープ等の索状供試体を安全に
試験することができる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、複数本の素線を有する索状供試体を把持する
１対の把持具と、この把持具を介して供試体を負荷する
負荷手段と、供試体に働く負荷荷重を検出する荷重検出
手段と、この荷重検出手段の検出出力に基づき供試体に
働く負荷荷重の変化量を計測し、所定時間内における荷
重低減量が、前記複数本の素線のうち少なくとも１本の
素線が切断するときに減少する変化等基準値を越えるこ
とを検出する変化量検出手段と、この変化量検出手段で
荷重低減量が前記基準値を越えたことが検出されると前
記負荷手段を停止させる停止手段とを備えることによ
り、上述した目的を達成する。

E.作用 供試体に働く負荷荷重を荷重検出手段によって検出す
る。そして、検出した負荷荷重の所定時間内における低
減変化量が基準値を越えると、例えばワイヤロープにお
ける撚線の１本が破断したものと判断し、負荷手段を停
止する。

F.実施例 第１図は本考案による材料試験機の一実施例を示す構成
図である。15は、チャック13を介して供試体14に働く負
荷荷重を検出するロードセルであり、クロスヨーク11に
設けられている。また、このロードセル15の検出出力に
よって引張り荷重の変化を監視し、所定時間内の低減変
化量が所定量を越えるとモータ４の回転を停止させる制
御回路16が設けられている。モータ４に対する駆動信号
はドライバ17を介してコントローラ18から与えられ、制
御回路16はドライバ17を非能動状態にすることによって
モータ４の回転を停止させるものである。

制御回路16は、アンプ19、サンプルホールド回路20、減
算器21、コンパレータ22、基準値設定器23、プリセット
カウンタ24とから構成されている。

以上の構成において、コントローラ18からモータ４に駆
動信号を発すると、モータ４の回転に伴ってクロスヘッ
ド10が下降し、供試体14に加わる引張り荷重は第２図の
曲線ａのように増加する。

ロードセル15はこの引張り荷重の変化を検出し、アンプ
19を介してサンプルホールド回路20に入力する。サンプ
ルホールド回路20は所定周期でロードセル15の検出出力
をサンプリングし、次の周期まで保持する。このサンプ
ルホールド値は前回のサンプリング周期における引張り
荷重検出値として減算器21に入力される。減算器21に
は、今回新たに検出された引張り荷重検出値も入力され
ている。そこで、減算器21はこれら２つの引張り荷重検
出値の差を求め、その結果をコンパレータ22に入力す
る。コンパレータ22は、減算器21から入力された１サン
プリング周期当りの引張り荷重の変化量と、基準値設定
器23で設定された基準値Ｒとを比較する。この場合、基
準値Ｒとしては、例えばワイヤロープにおける１本の撚
線が破断した時の荷重変化量（第２図のＫ）を識別可能
な値に設定される。

そこで、供試体14としてワイヤロープを装着した状態で
その引張り荷重が増加し、撚線の１本が破断すると、減
算器21で求めた１サンプルホールド時間当りの引張り荷
重変化量は第２図のｂで示すように急激に減少し、その
減少量は基準値Ｒを越える。そこで、コンパレータ22は
このことを示す比較結果信号をプリセットカウンタ24の
カウントダウン入力に入力する。

ここで、プリセットカウンタ24には、撚線の１本が破断
した時点でモータ４の回転を停止させようとする時は
「１」のプリセット値が、同様に破断本数が「２」の時
には「２」のプリセット値が予め設定されている。

今、プリセット値を「１」に設定すると、撚線の１本が
切断した時点でコンパレータ22から出力される比較結果
信号によってプリセットカウンタ24のカウント値は
「０」になる。すると、プリセットカウンタ24から「カ
ウント値＝０」を表わす信号が出力され、ドライバ17は
非能動状態に制御される。これにより、モータ４の駆動
信号は遮断され、モータ４が停止する。この結果、撚線
の１本が破断した時点でクロスヘッド10が停止し、ワイ
ヤロープの破断が防止される。

このように本実施例では、供試体であるワイヤロープが
破断する前に負荷を自動的に停止させることができるた
め、作業時の安全性が確実に保証できる。

以上の実施例の構成において、チャック12,13が把持具
を、モータ4,ねじ棒8,9およびクロスヘッド10などが負
荷手段を、ロードセル15が荷重検出手段を、サンプルー
ホールド回路20,減算器21およびコンパレータ22が変化
量検出手段を、ドライバ17が停止手段をそれぞれ構成す
る。

なお、第１図の制御回路16では、プリセットカウンタ24
を用いて撚線の破断本数が設定本数になったことを示す
信号を出力してモータ４を停止させたが、第３図の他の
実施例の回路図に示すように、コンパレータ22の出力信
号をカウンタ25でアップカウントさせ、そのカウント値
とデジタル設定器26で設定した破断許容本数の値とをコ
ンパレータ27で比較し、両者が一致したときにドライバ
17を非能動状態にしてもよい。

さらに、上記実施例ではワイヤロープについて説明した
が、電力ケーブルなど素線を複数本束ねて撚線を形成
し、この撚線をさらに複数本組み合わせて１本に形成し
た索状の供試体であれば、ワイヤロープに限定されな
い。また、引張り強度に限らず、ねじり強度の試験機に
も応用することができる。さらに、電動モータに代えて
油圧モータや油圧シリンダによって負荷を与える材料試
験機にも本考案を適用できる。さらに、上記実施例にお
いてワイヤロープの撚線は１本単位で破断するものと考
えているが、同時に複数本の撚線が破断する可能性のあ
る条件では、識別レベルを複数設定し、いずれの識別レ
ベルを越えたかによって破断数を識別し、その識別結果
によって負荷を停止させるか否かを決定するようにすれ
ばよい。

G.考案の効果 以上説明したように本考案においては、索状供試体に対
して引張り強度等の試験を行なう際、負荷荷重の所定時
間内の低減変化量が、少なくとも素線１本が破断すると
きの荷重低減量に相当する基準値を越えると負荷を停止
できるようにしたので、ワイヤロープ等の強度試験を安
全に行なうことができる。これに伴い、安全性確保のた
めに設けられていた防護柵なども不要になり、作業環境
の改善にも寄与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す構成図、第２図は負荷
荷重の変化を示す説明図、第３図は制御回路の他の実施
例を示す回路図、第４図はワイヤロープの横断面図、第
５図は従来の材料試験機の構成図である。 1:素線、2:撚線 3:ワイヤロープ、4:モータ ５〜7:歯車、8,9:ネジ棒 10:ヘッド、11:クロスヨーク 12,13:チャック、14:供試体 15:ロードセル、16:制御回路 17:ドライバ、18:コントローラ 20:サンプルホールド回路 21:減算器、22:コンパレータ 23:基準値設定器 24:プリセットカウンタ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の素線を有する索状供試体を把持す
   る１対の把持具と、この把持具を介して供試体を負荷す
   る負荷手段と、供試体に働く負荷荷重を検出する荷重検
   出手段と、この荷重検出手段の検出出力に基づき供試体
   に働く負荷荷重の変化量を計測し、所定時間内における
   荷重低減量が、前記複数本の素線のうち少なくとも１本
   の素線が切断するときに減少する変化量基準値を越える
   ことを検出する変化量検出手段と、この変化量検出手段
   で荷重低減量が前記基準値を越えたことが検出されると
   前記負荷手段を停止させる停止手段とを備える材料試験
   機。