JPH08184541A - 材料試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】材料試験装置において、制御部への条件等の入
力操作の操作性を良くする。 【構成】本体１の柱部１Ｂに表示装置付タッチパネル１
１を上下移動自在に配設する。柱部１Ｂの背後にマスタ
コンピュータ１３と制御装置１２を配設する。表示装置
付タッチパネル１１をマスタコンピュータ１３に接続す
る。表示装置付タッチパネル１１の操作によりマスタコ
ンピュータ１３で装置を制御する。柱部１Ｂの内部に表
示装置付タッチパネル１１を昇降させる昇降機構１５を
配設する。基台１Ａの前面部に上下動スイッチ１６を配
設する。上下動スイッチ１６の操作により昇降機構１５
を駆動して表示装置付タッチパネル１１の高さ調整を行
うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試験材料の引張り強
度、圧縮強度、曲げ強度などを試験する材料試験装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の材料試験装置の一例を示す
図である。図５において、基台１０Ａ上の一対の柱部１
０Ｂの間には下端保持具２０が取り付けられており、下
端保持具２０の上方には昇降ヘッド３０が配設されてい
る。昇降ヘッド３０の下部には上端保持具４０が取り付
けられており、この上端保持具４０は昇降ヘッド３０の
上部に配設されたロードセル５０に連結されている。

【０００３】また、昇降ヘッド３０の両端には柱部１０
Ｂ内に配設されたボールネジ６０が螺合されており、基
台１０Ａ内に配設されたサーボモータ７０およびサーボ
アンプ８０でボールネジ６０を回転することによって昇
降ヘッド３０が柱部１０Ｂの間で上下動するようになっ
ている。なお、ボールネジ６０の片方にはボールネジ６
０の回転量から昇降ヘッド３０の移動量を検出するエン
コーダ９０が取り付けられている。

【０００４】制御装置１００は、マイクロコンピュータ
等から構成された制御部１００ａ、各種の表示器を配設
した表示部１００ｂおよび各種の設定キーを配設した操
作部１００ｃを備えており、サーボモータ７０を駆動す
るサーボアンプ８０、ロードセル５０、エンコーダ９０
および記録計１１０が制御部１００ａに接続されてい
る。

【０００５】以上の構成により、例えば引張り試験を行
うときは、試験材料Ｓの端部を下端保持具２０と上端保
持具４０に固定し、制御装置１００において、表示部１
００ｂの表示と操作部１００ｃの操作によって試験条件
を設定する。そして、制御部１００ａの制御により昇降
ヘッド３０を上昇させ、このときのロードセル５０の出
力から張力を検出するとともにエンコーダ９０の出力か
ら変位（試験材料の変形量）を測定し、測定値を記録計
１１０で記録する。このようにして、記録計１１０で、
例えば張力と変位量のグラフを記録紙に記録することが
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６は同試験装置の使
用例を示す外観正面図である。上記のような従来の材料
試験装置によれば、測定値の統計処理などを行うため
に、制御装置１００に既存のパーソナルコンピュータ２
００を接続して処理を行っていた。

【０００７】このため、制御装置１００の操作部１００
ｃの操作とパーソナルコンピュータ２００のキーボード
２００ａの操作の２つの操作を行わなければならず、操
作性が悪いという問題があった。

【０００８】本発明は、操作性の良い材料試験装置を提
供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになした本発明の材料試験装置は、試験材料に負荷を
加える負荷機構と、該負荷機構の制御および測定制御を
行う制御装置とを本体に配設した材料試験装置であっ
て、前記制御装置に対して少なくとも入力操作を行うた
めの操作パネルを前記本体の前面に配設するとともに、
該操作パネルを昇降駆動する昇降駆動手段を設けたこと
を特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の材料試験装置は、制御装置に対して少
なくとも入力操作を行うための操作パネルが本体の前面
に配設され、この操作パネルは昇降駆動手段によって昇
降駆動される。したがって、例えば試験材料のセットを
行うときにも手元に操作パネルがあるので操作性が良
い。また、この操作パネルは昇降できるので操作し易い
位置に高さ調節することができる。

【００１１】なお、操作パネルとして表示装置付タッチ
パネルを用いると入力と表示とを同じ位置で行うことが
できるので、さらに操作性が良い。

【００１２】また、昇降駆動手段としては、操作パネル
の背面に固定されたスライド部材とこのスライド部材が
固定されるとともにモータとプーリにより上下方向に走
行駆動されるタイミングベルトとで構成することができ
る。

【００１３】さらに、昇降駆動手段としては、操作パネ
ルの背面に固定されたスライド部材とこのスライド部材
が固定されたナットに螺合するネジ軸をモータで回転す
るスライド機構とで構成することができる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明実施例の材料試験装置の斜視図
である。図示のように、本体１は基台１Ａとこの基台１
Ａの両脇に立設された一対の柱部１Ｂおよびこの柱部１
Ｂの上端を連結する横枠１Ｃで構成されており、この本
体１は補助台１′上に載置されている。なお、補助台
１′は試験作業をし易い高さにするためのものであり、
本体１を例えばテーブル上などに設置する場合には補助
台１′は不要となる。

【００１５】基台１Ａ上には下端保持具２が取り付けら
れている。また、下端保持具２の上方には昇降ヘッド３
が配設されており、この昇降ヘッド３の下部にはロード
セル４を介して上端保持具５が取り付けられている。な
お、下端保持具２と上端保持具５は引張り試験を行うた
めの治具であり、曲げ試験や圧縮試験を行うときは各試
験用の治具に取り替えられる。すなわち、基台１Ａの上
面およびロードセル４の下部は各治具の着脱が可能なよ
うに構成されている。

【００１６】一対の柱部１Ｂ内にはボールネジ６がそれ
ぞれ配設されており、昇降ヘッド３はその両端部がボー
ルネジ６とそれぞれ螺合されている。また、向かって左
側の柱部１Ｂの背後には、基台１Ａの内部のサーボアン
プ７に接続されたサーボモータ８が配設されており、こ
のサーボモータ８は図示しない機構によって一対のボー
ルネジ６に連結されている。なお、向かって左側のボー
ルネジ６の上端にはエンコーダ９が取り付けられてい
る。

【００１７】サーボモータ８が駆動されるとボールネジ
６が回転し、この回転方向に応じて昇降ヘッド３が上昇
または下降する。なお、図示の引張り試験のときは下端
保持具２と上端保持具５で試験材料の端部をそれぞれ保
持し、昇降ヘッド３を上昇させて試験を行う。このと
き、ロードセル４により試験材料に加わる張力が検出さ
れる。

【００１８】また、曲げ試験や圧縮試験を行うときは治
具を取り替えて治具間に試験材料をセットし、昇降ヘッ
ド３を下降させロードセル４により試験材料に加わる荷
重が検出される。なお、各試験において、ボールネジ６
の回転位置をエンコーダ９で検出することにより昇降ヘ
ッド５の移動量すなわち試験材料の変形量が検出され
る。

【００１９】なお、サーボモータ８、ボールネジ６、昇
降ヘッド３、上端保持具５および下端保持具２により負
荷機構が構成されている。また、ロードセル４とエンコ
ーダ９によって検出部が構成されている。

【００２０】向かって右側の柱部１Ｂの前面には表示装
置付タッチパネル１１が配設されるとともに、この右側
の柱部１Ｂの背後には制御装置１２とマスタコンピュー
タ１３がそれぞれ配設されている。さらに、基台１Ａの
前面部にはフロッピーディスクドライバ１４が配設され
ている。なお、制御装置１２とマスタコンピュータ１３
によって制御部が構成されている。

【００２１】本実施例における操作パネルとしての表示
装置付タッチパネル１１は、バックライト付のドットマ
トリクス型液晶表示器の前面に透明なタッチパネルを配
設したものであり、この表示装置付タッチパネル１１は
柱部１Ｂの前面に形成されたスリット１Ｂａに取り付け
られ、上下に移動可能になっている。

【００２２】また、向かって右側の柱部１Ｂの内部に
は、表示装置付タッチパネル１１を昇降させる後述説明
する昇降機構１５が配設されるとともに、基台１Ａの前
面部には、図示しない電源と昇降機構１５に接続されて
昇降機構１５を駆動する上下動スイッチ１６が配設され
ている。そして、上下動スイッチ１６の操作により昇降
機構１５が駆動され、上下動スイッチ１６の操作方向に
応じて表示装置付タッチパネル１１が上昇または下降す
る。

【００２３】図２は表示装置付タッチパネル１１の取付
け部および昇降機構１５の分解斜視図であり、表示装置
付タッチパネル１１はその背面が背板２１に固定され、
背板２１は蝶番２２を介してＬ型金具２３に取り付けら
れている。

【００２４】蝶番２２は、コの字型の座板２２ａ，２２
ｂを端部を互い違いに係合して対向させるとともに、こ
の座板２２ａ，２２ｂをカラー２２ｃを介してボルト２
２ｄで軸支し、ボルト２２ｄの先端にクランプレバー２
２ｅを螺合させることにより組み立てられている。これ
により、クランプレバー２２ｅを緩めることにより表示
装置付タッチパネル１１を上下方向にあおることがで
き、クランプレバー２２ｅを締めることにより、所望の
角度で固定することができる。

【００２５】柱部１Ｂの内部にはＴ型金具２４が配設さ
れており、このＴ型金具２４の支持片２４ａは柱部１Ｂ
のスリット１Ｂａから柱部１Ｂの外側に突出されてい
る。そして、Ｌ型金具２３の端部２３ａがこの垂直板２
４の支持片２４ａに取り付けられている。

【００２６】柱部１Ｂの内部に配設された昇降機構１５
は柱部１Ｂの上下にタイミングプーリ１５ａ，１５ｂを
備えており、下側のタイミングプーリ１５ｂはブレーキ
付きの駆動モータ１５ｃの駆動軸に取り付けられてい
る。タイミングプーリ１５ａ，１５ｂの間にはタイミン
グベルト１５ｄが掛けられ、タイミングベルト１５ｄの
前面側（柱部１Ｂのスリット１Ｂａ側）にはブロック１
５ｅが取り付けられている。

【００２７】また、タイミングベルト１５ｄの前面側に
は、このタイミングベルト１５ｄと平行に配設されたス
ライド軸１５ｆによって、スライド部材としての移動ブ
ロック１５ｇが上下に慴動自在に保持されている。そし
て、タイミングベルト１５ｄのブロック１５ｅに移動ブ
ロック１５ｇが取り付けられ、この移動ブロック１５ｇ
の前面にＴ型金具２４が取り付けられている。なお、ス
ライド軸１５ｆの片側の上端近傍と下端近傍には移動ブ
ロック１５ｇの接触によりオン／オフする上限のリミッ
トスイッチ１５ｈおよび下限のリミットスイッチ１５ｉ
が配設されている。

【００２８】以上の構成により、駆動モータ１５ｃの正
逆回転によりタイミングベルト１５ｄが走行し、移動ブ
ロック１５ｇ、Ｔ型金具２４、Ｌ型金具２３、蝶番２
２、背板２１および表示装置付タッチパネル１１が一体
になって昇降する。また、リミットスイッチ１５ｈ，１
５ｉが移動ブロック１５ｇによってオンになると駆動モ
ータ１５ｃが停止され、表示装置付タッチパネル１１の
移動距離がこのリミットスイッチ１５ｈ，１５ｉによっ
て制限される。

【００２９】図３は表示装置付タッチパネル１１の取付
け部および昇降機構１５の他の実施例を示す分解斜視図
であり、図２と同じ要素には同符号を付記してその説明
は省略する。

【００３０】この実施例の昇降機構１５は、図２のタイ
ミングプーリ１５ａ，１５ｂ、タイミングベルト１５
ｄ、ブロック１５ｅ、スライド軸１５ｆおよび移動ブロ
ック１５ｇを、一つのスライドモジュール１５１に置き
換えたものである。

【００３１】このスライドモジュール１５１は、スライ
ド軸１５１ａに移動ブロック１５１ｂが慴動自在に保持
されるとともに、スライド軸１５１ａ内に配設されたネ
ジ軸１５１ｃに移動ブロック１５１ｂの一部が螺合され
たものであり、ネジ軸１５１ｃの下端の入力軸１５１ｄ
にブレーキ付きの駆動モータ１５ｃが取り付けられてい
る。そして、移動ブロック１５１ｂの前面にＴ型金具２
４が取り付けられており、駆動モータ１５ｃの正逆回転
にによってネジ軸１５１ｃが回転し、移動ブロック１５
ｇが昇降して表示装置付タッチパネル１１が昇降する。

【００３２】図４は実施例の材料試験装置のブロック図
である。制御装置１２は、スレイブコンピュータ１２
ａ、サーボコントローラ１２ｂ、Ａ／Ｄ変換器１２ｃ、
各種の増幅器１２ｄ，１２ｅおよびＤ／Ａ変換器１２ｆ
を備えており、サーボコントローラ１２ｂ、Ａ／Ｄ変換
器１２ｃおよびＤ／Ａ変換器１２ｆはスレイブコンピュ
ータ１２ａに接続されている。

【００３３】また、サーボコントローラ１２ｂはサーボ
アンプ７に接続され、増幅器１２ｄ，１２ｅにはロード
セル４およびエンコーダ９が接続され、この増幅器１２
ｄ，１２ｅはＡ／Ｄ変換器１２ｃに接続されている。さ
らに、Ｄ／Ａ変換器１２ｆには記録計１８が接続されて
いる。

【００３４】表示装置付タッチパネル１１はマスタコン
ピュータ１３に接続され、マスタコンピュータ１３と制
御装置１２のスレイブコンピュータ１２ａはＧＰＩＢの
バスで接続されている。また、マスタコンピュータ１３
には基台１Ａに配設されたフロッピーディスクドライバ
１４とプリンタ１９が接続されている。

【００３５】マスタコンピュータ１３とスレイブコンピ
ュータ１２ａは、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、
システムバスおよびＩ／Ｏポート等でそれぞれ構成され
たマイクロコンピュータであり、予め記憶されたプログ
ラムに基づいて動作する。

【００３６】マスタコンピュータ１３は、予め記憶され
たプログラムに基づいて表示装置付タッチパネル１１の
ドットマトリクス型液晶表示器における表示の制御とタ
ッチパネルにおける押圧位置検出の制御を行い、表示装
置付タッチパネル１１における所謂グラフィカル・ユー
ザー・インターフェース（ＧＵＩ）による入力操作を行
えるようになっている。表示装置付タッチパネル１１に
おける試験結果のグラフィック表示等が可能になってい
る。

【００３７】マスタコンピュータ１３とスレイブコンピ
ュータ１２ａには互いにデータ通信を行い、マスタコン
ピュータ１３は表示装置付タッチパネル１１で入力され
た試験条件のデータに基づいて本体側の動作条件を選択
し、この動作条件のデータをスレイブコンピュータ１２
ａに送信する。そして、スレイブコンピュータ１２ａは
この動作条件のデータを記憶し、これにより、試験条件
が設定される。

【００３８】また、スレイブコンピュータ１２ａは、表
示装置付タッチパネル１１の操作によってマスタコンピ
ュータ１３から送信される試験開始の信号を受信する
と、サーボコントローラ１２ｂによりサーボモータ８を
制御して試験を開始する。具体的には、サーボコントロ
ーラ１２ｂを介してサーボモータ８の回転方向および回
転速度を制御し、昇降ヘッド３を設定された試験条件に
応じて動作させる。

【００３９】この試験の間に、ロードセル４の出力信号
とエンコーダ９の出力信号は増幅器１２ｄ，１２ｅでそ
れぞれ増幅され、この増幅された信号はＡ／Ｄ変換器１
２ｃでデジタルデータに変換されるので、スレイブコン
ピュータ１２ａはＡ／Ｄ変換器１２ｃの出力データを順
次サンプリングし、この出力データを測定値のデータに
変換してマスタコンピュータ１３に送信する。

【００４０】マスタコンピュータ１３は試験を開始する
と、スレイブコンピュータ１２ａからのデータの有無を
監視しており、スレイブコンピュータ１２ａからのデー
タを受信して一旦メモリに記憶する。そして、この記憶
したデータについて、表示装置付タッチパネル１１のＧ
ＵＩで入力指定された処理の内容に応じてデータ処理を
行い、処理結果を表示装置付タッチパネル１１に表示す
る。

【００４１】なお、スレイブコンピュータ１２ａは、マ
スタコンピュータ１３からの指定があれば、測定データ
をＤ／Ａ変換器１２ｆでアナログ信号に変換し、記録計
１８に出力して測定値をグラフ表示する。

【００４２】また、マスタコンピュータ１３は、表示装
置付タッチパネル１１の入力操作で指定があれば、フロ
ッピーディスクドライバ１４やプリンタ１９にデータを
出力し、測定データや試験条件のデータをフロッピーデ
ィスクに書き込んだり、プリントアウトする。

【００４３】昇降機構１５の駆動モータ１５ｃは電源１
７に接続されるとともに、この電源１７には上下動スイ
ッチ１６およびリミットスイッチ１５ｈ，１５ｉが接続
されている。そして、上下動スイッチ１６の操作により
駆動モータ１５ｃは回転し、その回転方向は上下動スイ
ッチ１６の操作方向に応じて切り換えられ、前記のよう
に表示装置付タッチパネル１１が昇降する。

【００４４】なお、操作者は、上下動スイッチ１６の操
作で表示装置付タッチパネル１１を昇降させ、所望の位
置で上下動スイッチ１６をオフにすることにより表示装
置付タッチパネル１１を操作し易い位置にセットするこ
とができる。

【００４５】なお、この実施例によれば、パーソナルコ
ンピュータを接続することなくデータ処理を行うことが
できる。また、柱部１Ｂの前面に配設された表示装置付
タッチパネル１１の操作のみで制御装置１２の設定やデ
ータ処理を行えるので、操作が容易になり操作性が良く
なる。

【００４６】さらに、制御装置１２およびマスタコンピ
ュータ１３を本体１と一体になるように配設しているの
で省スペースが図れる。特に、この実施例のような材料
試験装置では試験材料がセットし易いように下端保持具
２と昇降ヘッド３が手前側にあり、同時に柱部１Ｂも手
前側にあるので、上記実施例のように制御装置１２とマ
スタコンピュータ１３を柱部１Ｂの背後に配設するとさ
らに省スペースが図れる。

【００４７】なお、上記の実施例では、操作パネルとし
て表示装置付タッチパネル１１を用いているが、柱部１
Ｂの前面に表示装置と別途の操作スイッチを設けるよう
にしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の材料試験装
置によれば、試験材料に負荷を加える負荷機構と、該負
荷機構の制御および測定制御を行う制御装置とを本体に
配設し、制御装置に対して少なくとも入力操作を行うた
めの操作パネルを本体の前面に配設するとともに、この
操作パネルを昇降駆動する昇降駆動手段を設けたので、
例えば試験材料のセットを行うときにも手元に操作パネ
ルがあり、また、この操作パネルを昇降して操作し易い
位置に高さ調節することができるので、操作性が良くな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の材料試験装置の斜視図である。

【図２】本発明実施例の材料試験装置における表示装置
付タッチパネルの取付け部および昇降機構の分解斜視図
である。

【図３】本発明の材料試験装置における昇降機構の他の
実施例を示す分解斜視図である。

【図４】本発明実施例の材料試験装置のブロック図であ
る。

【図５】従来の材料試験装置の一例を示す図である。

【図６】同試験装置の使用例を示す外観正面図である。

【符号の説明】

１Ａ 基台 １Ｂ 柱部 １１ 表示装置付タッチパネル １２ 制御装置 １３ マスタコンピュータ １５ 昇降機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験材料に負荷を加える負荷機構と、該
   負荷機構の制御および測定制御を行う制御部とを本体に
   配設した材料試験装置であって、 前記制御部に対して少なくとも入力操作を行うための操
   作パネルを前記本体の前面に配設するとともに、該操作
   パネルを昇降駆動する昇降駆動手段を設けたことを特徴
   とする材料試験装置。
2. 【請求項２】 前記操作パネルが表示装置付タッチパネ
   ルであることを特徴とする請求項１記載の材料試験装
   置。
3. 【請求項３】 前記昇降駆動手段が、前記操作パネルの
   背面に固定されたスライド部材と、該スライド部材が固
   定されるとともにモータとプーリにより上下方向に走行
   駆動されるタイミングベルトとで構成されていることを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の材料試験装
   置。
4. 【請求項４】 前記昇降駆動手段が、前記操作パネルの
   背面に固定されたスライド部材と、該スライド部材が固
   定されたナットに螺合するネジ軸をモータで回転するス
   ライド機構とで構成されていることを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の材料試験装置。