JPH102847A - 二連式高温引張試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試験片の上下部を保持して実施する高温引張
試験の効率を向上する。 【解決手段】 上部ロッド３の上端部にピン１７を挿通
する鉛直方向の長円の孔を設ける。試験片１５の上下部
を上下部ロッド３、７に保持し、上下部ロッド３、７を
ピン１７で自在継ぎ手１１、継ぎ手１８に接続する。下
部アーム８の高さ位置をネジ１３によって前記長円の孔
と自在継ぎ手１１の孔とが合う位置に調整し、バネ１６
でバランスさせて上部アーム４で吊る。試験片１５を加
熱・保持する間、試験片１５は熱膨脹するが、ピン１７
が上部ロッド３の先端の長円の孔内を逃げることにより
熱膨脹が妨げられず、且つ、試験片１５が前後に傾くこ
とが防止される。試験が終了した際、分断されて上部ロ
ッド３または下部ロッド７に保持されている高温の試験
片１５の部分は、上下部アーム４、８によって上下部ロ
ッド３、７と共に、クロスヘッド１９上から支柱１を中
心にしてエリア外に回転移動して退避させる。機構Ａま
たはＢは、交互にクロスヘッド１９上に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、試験片の上下部
を保持して高温引張試験を実施するための二連式高温引
張試験機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高温環境下で使用される材料の機械的特
性を評価する方法の一つとして、指定の温度で試験片に
引張荷重をかけその歪みや変形を測定する高温引張試験
が行なわれている。図４は従来の高温引張試験機の一例
を示す正面図である。図４に示すように、従来の高温引
張試験機は、試験片２５をフランジのついた上部ロッド
２６および下部ロッド２７によって保持して一体化さ
せ、上部ロッド２６をフランジの端部に設けられた吊り
具２９によって加熱炉２８の上部から吊り下げる。この
際、試験片２５に負荷する下部ロッド２７の重量は、考
慮しないか、または、加熱炉２８の下部に取り付けられ
たバネ付きロッド２１によって下部ロッド２７の重量と
バランスさせて下部ロッド２７の重量が試験片２５に負
荷することを防止するようになっている。２２は下部ロ
ッド引き上げアーム、２３はバネ、２４はバネ圧調整
板、３０はピンである。なお、図４に示すのは試験機の
主要部分である。従来においては図４に示すような試験
機が一般的であり、先行文献として実開昭５６−１１４
４４１号が開示されている（以下、「先行技術」とい
う）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】先行技術の高温引張試
験機によって、試験片２５を上下のロッド２６、２７に
よって保持して高温引張試験を実施するに当たり、以下
のような問題があった。 （１）加熱炉２８の上部に吊られた試験片２５は、試験
機ヨーク部（図１参照）の自在継ぎ手（図１参照）と接
続するために上部ロッド２６の位置が固定されるため、
試験片２５の種類（長さ）により下部ロッド２７の位置
が違ってくるため、試験片２５の種類ごとに下部ロッド
２７の重量とバランスさせるための弾性支承機構の調整
が必要である。 （２）試験は試験片２５が上部ロッド２６によって保持
された部分と下部ロッド２７によって保持された部分と
に分断されて終了する。この際、下部ロッド２７に保持
された高温の試験片２５をクロスヘッド（図１参照）上
から移動（退避）させることができないため、試験片２
５が冷却されるまで試験片の交換ができないので効率が
悪かった。なお、上部ロッド２６に保持された試験片２
５の方は、加熱炉アームの旋回により、次の試験の妨げ
にはならない。

【０００４】従って、この発明の目的は、上述の機構上
の問題を解決して装置の小型化を図り、試験片の交換を
迅速化して効率化を図ることができる二連式高温引張試
験機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上下に配設されたヨーク部およびクロスヘッドと、所定
間隔をあけて立設された２本の支柱と、前記２本の支柱
の各々に配設された、前記ヨーク部と前記クロスヘッド
との間に配置可能な試験片取付機構とからなり、前記試
験片取付機構は、前記支柱の上部に設けられた、前記支
柱を中心にして回転可能な上部アームと、前記上部アー
ムに対する高さ位置を調整可能に取り付けられた、試験
片の一端を保持可能な上部ロッドと、前記上部アームの
上方において前記上部ロッドに装着された上部ロッドフ
ランジと、前記上部アームに対する前記上部ロッドの高
さを調整するための上部ロッド高さ位置調整機構と、前
記上部ロッドの支承機構と、前記支柱の下部に設けられ
た、前記支柱を中心にして回転可能な下部アームと、前
記下部アームに対する高さ位置を調整可能に取り付けら
れた、前記試験片の他端を保持可能な下部ロッドと、前
記下部アームの上方において前記下部ロッドに装着され
た下部ロッドフランジと、前記下部アームに対する前記
下部ロッドの高さを調整するための下部ロッド高さ位置
調整機構と、前記支柱の中間部に設けられた、前記支柱
を中心にして回転可能な加熱炉アームと、前記加熱炉ア
ームに設けられた、前記上部ロッドおよび前記下部ロッ
ドによって保持された前記試験片を加熱するための加熱
炉とからなり、前記上部ロッドは、その上端部に前記ヨ
ーク部の継ぎ手が備える接続ピンを挿通するための鉛直
方向の長円の貫通孔を有しており前記貫通孔に前記接続
ピンを挿通することにより前記ヨーク部と接続可能であ
り、前記上部ロッド高さ位置調整機構は、その下端を前
記上部アームの上面と当接させて前記上部ロッドフラン
ジに鉛直に貫通して螺合されたネジからなっており、前
記上部ロッドの支承機構は、前記上部ロッド高さ位置調
整機構の前記ネジの周囲に介在して前記上部ロッドフラ
ンジと前記上部アームとの間に配置された、弾性体から
なっており、前記ヨーク部の前記継ぎ手に前記接続ピン
によって接続された前記上部ロッドは、前記長円の貫通
孔の範囲内において前記支承機構によって支承されて上
下に移動可能であり、前記下部ロッドは、その下端部に
前記クロスヘッドの継ぎ手が備える接続ピンを挿通する
ための貫通孔を有しており前記貫通孔に前記接続ピンを
挿通することにより前記クロスヘッドと接続可能であ
り、前記下部ロッド高さ位置調整機構は、その上端を前
記下部ロッドフランジに当接させて前記下部アームに鉛
直に貫通して螺合されたネジからなっており、前記試験
片取付機構のうちのいずれか１つを、前記ヨーク部と前
記クロスヘッドとの間に配置可能であることに特徴を有
するものである。

【０００６】〔作用〕 （１）上下のロッドによって保持され一体化した試験片
を試験機にセットする際、試験片には下部ロッドの重量
が負荷される。下部ロッドを下部アームに固定して取り
付け、上部ロッドを弾性支承機構を有する上部アームに
吊ることにより、試験片に上下部のロッドの重量が負荷
されることが防止される。 （２）試験機に備え付けられている加熱炉によって試験
片を加熱・保持する間に試験片は熱膨脹する。下部ロッ
ドを下部アームによって固定して支持しているので、試
験片は上方向に膨脹するが、自在継ぎ手と接続した上部
ロッドの接続ピンが鉛直方向の長円の孔を逃げることに
より熱膨脹による伸びの影響を排除する。 （３）試験片が上部ロッドに保持された部分と下部ロッ
ドに保持された部分とに分断されて試験が終了する。こ
の際、破断した試験片は試験片取付機構の上部ロッドお
よび下部ロッドを上下アームにより支柱を中心に回転移
動させ、上部ロッドに付いている試験片は上部アームと
共に試験機のクロスヘッド上の試験エリアから退避さ
せ、下部ロッドに付いている試験片は下部アームと共に
クロスヘッド上から退避させる。これらの方法により、
次の試験片を装着する準備が整う。 （４）クロスヘッド上で試験片に対して通常の高温引張
試験を行っている間、次の試験片を他の試験片取付機構
の上下のロッドによって保持する。上下のロッドに保持
されて一体化した試験片を上部アームで吊ると共に下部
アームで固定して支持し、試験エリア外、即ち、クロス
ヘッドから外れた位置で別の加熱炉で予熱する。そし
て、前の試験終了時に、その試験片をクロスヘッド上か
ら移動（退避）させ、予熱中の次の試験片をクロスヘッ
ド上に移動して試験を行う。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、この発明を図面を参照しな
がら説明する。図１はこの発明の一実施態様に係る二連
式高温引張試験機を示す正面図、図２は上部ロッドの上
端部を示す正面図、図３は図２の側面図である。

【０００８】テーブル２上には、鉛直部２０ｂ、２０ｂ
が設けられ、鉛直部２０ｂ、２０ｂの上端部間にはヨー
ク部２０ａが水平に設けられ、鉛直部２０ｂ、２０ｂの
下部間には、クロスヘッド１９が水平に設けられてい
る。ヨーク部２０ａの中央の下部には、接続ピン１７を
備える自在継ぎ手１１が、一方、クロスヘッド１９の中
央の上部には、接続ピン１７を備える継ぎ手１８が、そ
れぞれ設けられている。

【０００９】テーブル２上の左右両側の、鉛直部２０
ｂ、２０ｂに相当する位置には、それぞれ支柱１が立設
されている。支柱１、１の各々には、以下に示す試験片
取付機構Ａ、Ｂが配設されており、試験片取付機構Ａ、
Ｂは、支柱１を中心に水平に回転可能で、上下に配設さ
れたヨーク部２０ａとクロスヘッド１９との間に交互に
配置可能となっている。

【００１０】支柱１には、上部ロッド３を吊るための上
部アーム４と、その下方の、加熱炉アーム６と、その下
方の、下部ロッド７を取り付けるための下部アーム８と
が、それぞれ支柱１を中心に水平に回転可能に設けられ
ている。上部アーム４を挿通している上部ロッド３に
は、上部アーム４の上方に上部ロッドフランジ１０が装
着されている。フランジ１０の両端部にはネジ９、９が
軸を鉛直にして貫通して螺合されている。ネジ９の下端
は上部アーム４の上面と当接しており、上部アーム４に
対する上部ロッド３の高さ位置調整機構としての機能を
有している。

【００１１】上部アーム４とフランジ１０との間には、
バネ１６がネジ９の周囲に介在して配置されている。バ
ネ１６は、試験片１５に負荷する上部ロッド３の重量を
相殺するための支承機構としての機能を有している。

【００１２】上部ロッド３の上端部には、自在継ぎ手１
１と接続する接続ピン１７を挿入するための長円の孔１
２が設けられている（図２、図３参照）。下部アーム８
を挿通している下部ロッド７には、下部アーム８の上方
に下部ロッドフランジ１４が装着されている。下部アー
ム８には、下部ロッド７の両側に、ネジ１３、１３が軸
を鉛直にして貫通して螺合されている。ネジ１３の上端
は下部ロッドフランジ１４の下面に当接しており、下部
アーム８に対する下部ロッド７の高さ位置調整機構とし
ての機能を有している。

【００１３】加熱炉アーム６の先端部には試験片１５を
加熱するための加熱炉５が、試験片１５の周囲に設けら
れている。以上、右側の支柱１に設けられた機構が試験
片取付機構Ａ、左側の支柱１に設けられた機構が試験片
取付機構Ｂであり、この発明の高温引張試験機は、機構
ＡとＢとによる二連式となっている。

【００１４】試験片１５の上部は上部ロッド３の下端部
に、下部は下部ロッド７の上端部にそれぞれ取付けられ
る。上部ロッド３は孔１２を挿通させたピン１７によっ
てその上端部が自在継ぎ手１１に接続され、一方、下部
ロッド７はその下端部の孔に挿通されたピン１７によっ
て継ぎ手１８に接続されるようになっている。

【００１５】下部アーム８の高さ位置をネジ１３によっ
て上部ロッド３の鉛直方向の長円の孔１２の上端と自在
継ぎ手１１の孔が合う位置に調整し、上部アーム４のバ
ネ１６でバランスさせて上部アーム４で吊ることによ
り、上部ロッド３の重量が試験片１５に負荷することが
防止される。また、試験片１５を加熱・保持する間、試
験片１５は熱膨脹するが、ピン１７が自在継ぎ手１１と
接続している上部ロッド３の先端の孔１２内を逃げるこ
とにより熱膨脹が妨げられず、且つ、上部ロッド３およ
び下部ロッド７に保持した試験片１５が前後に傾くこと
が防止されるようになっている。

【００１６】更に、試験片１５が上部ロッド３に保持さ
れた部分と下部ロッド７に保持された部分とに分断され
て試験が終了した際、高温の試験片１５の上部ロッド３
に保持された部分は上部アーム４によって上部ロッド３
と共に、試験片１５の下部ロッド７に保持された部分は
下部アーム８によって下部ロッド７と共に、試験片１５
を直接手で触れることなくクロスヘッド１９上から支柱
１を中心にしてエリア外（ヨーク部２０ａ・クロスヘッ
ド１９間から外れた位置）に回転移動して退避させるこ
とができる。このように、機構Ａを退避させたら、エリ
ア外の機構Ｂを回転移動させて、上下部ロッド３、７に
保持され加熱炉５で予熱していた試験片１５をクロスヘ
ッド１９上に配置する。

【００１７】このように、この発明の高温引張試験機に
おいては、機構Ａ、Ｂが支柱１の各々に配設され、機構
ＡおよびＢのいずれかを交互にクロスヘッド１９上に配
置可能で試験片を効率良く交換することができ、試験を
交替で実施することができるので、破断した試験片１５
が冷却するのを待つことなく次の試験を迅速に実施可能
である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
下記に示す工業上有用な効果がもたらされる。

【００１９】 試験片が破断後、試験片を試験片取付
機構の作用によりクロスヘッド上部から移動して退避さ
せることにより、試験片が冷却されるのを待つことなく
次の試験を行えることにより効率的に試験を実施するこ
とができる。

【００２０】 上部ロッド、下部ロッドおよび加熱炉
をそれぞれ独立したアームで支えるため、シンプルでコ
ンパクトな構造をとることができる。 試験片の熱膨脹および上下部ロッドの重量の影響を
受けずに試験片を加熱および保持することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施態様を示す正面図である。

【図２】この発明の一実施態様に係る上部ロッドの上端
部の正面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】従来の高温引張試験機の一例を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 支柱 ２ テーブル ３ 上部ロッド ４ 上部アーム ５ 加熱炉 ６ 加熱炉アーム ７ 下部ロッド ８ 下部アーム ９ 上部ロッド位置調整ネジ １０ 上部ロッドフランジ １１ 自在継ぎ手 １２ 孔 １３ 下部ロッド位置調整ネジ １４ 下部ロッドフランジ １５ 試験片 １６ バネ １７ 接続ピン １８ 継ぎ手 １９ クロスヘッド ２０ａ ヨーク部 ２０ｂ 鉛直部 ２１ バネ付きロッド ２２ 下部ロッド引き上げアーム ２３ バネ ２４ バネ圧調整板 ２５ 試験片 ２６ 上部ロッド ２７ 下部ロッド ２８ 加熱炉 ２９ 上部ロッド吊り具 ３０ ピン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下に配設されたヨーク部およびクロス
   ヘッドと、所定間隔をあけて立設された２本の支柱と、
   前記２本の支柱の各々に配設された、前記ヨーク部と前
   記クロスヘッドとの間に配置可能な試験片取付機構とか
   らなり、前記試験片取付機構は、前記支柱の上部に設け
   られた、前記支柱を中心にして回転可能な上部アーム
   と、前記上部アームに対する高さ位置を調整可能に取り
   付けられた、試験片の一端を保持可能な上部ロッドと、
   前記上部アームの上方において前記上部ロッドに装着さ
   れた上部ロッドフランジと、前記上部アームに対する前
   記上部ロッドの高さを調整するための上部ロッド高さ位
   置調整機構と、前記上部ロッドの支承機構と、前記支柱
   の下部に設けられた、前記支柱を中心にして回転可能な
   下部アームと、前記下部アームに対する高さ位置を調整
   可能に取り付けられた、前記試験片の他端を保持可能な
   下部ロッドと、前記下部アームの上方において前記下部
   ロッドに装着された下部ロッドフランジと、前記下部ア
   ームに対する前記下部ロッドの高さを調整するための下
   部ロッド高さ位置調整機構と、前記支柱の中間部に設け
   られた、前記支柱を中心にして回転可能な加熱炉アーム
   と、前記加熱炉アームに設けられた、前記上部ロッドお
   よび前記下部ロッドによって保持された前記試験片を加
   熱するための加熱炉とからなり、 前記上部ロッドは、その上端部に前記ヨーク部の継ぎ手
   が備える接続ピンを挿通するための鉛直方向の長円の貫
   通孔を有しており前記貫通孔に前記接続ピンを挿通する
   ことにより前記ヨーク部と接続可能であり、 前記上部ロッド高さ位置調整機構は、その下端を前記上
   部アームの上面と当接させて前記上部ロッドフランジに
   鉛直に貫通して螺合されたネジからなっており、 前記上部ロッドの支承機構は、前記上部ロッド高さ位置
   調整機構の前記ネジの周囲に介在して前記上部ロッドフ
   ランジと前記上部アームとの間に配置された、弾性体か
   らなっており、 前記ヨーク部の前記継ぎ手に前記接続ピンによって接続
   された前記上部ロッドは、前記長円の貫通孔の範囲内に
   おいて前記支承機構によって支承されて上下に移動可能
   であり、 前記下部ロッドは、その下端部に前記クロスヘッドの継
   ぎ手が備える接続ピンを挿通するための貫通孔を有して
   おり前記貫通孔に前記接続ピンを挿通することにより前
   記クロスヘッドと接続可能であり、 前記下部ロッド高さ位置調整機構は、その上端を前記下
   部ロッドフランジに当接させて前記下部アームに鉛直に
   貫通して螺合されたネジからなっており、 前記試験片取付機構のうちのいずれか１つを、前記ヨー
   ク部と前記クロスヘッドとの間に配置可能であることを
   特徴とする二連式高温引張試験機。