JPS6124645B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は材料試験機において試験片に与える
負荷を制御する装置に関するものである。

周知のように、材料試験機では、試験片の両端
が一対の試験片把持部に夫々把持される。一方の
把持部はシリンダ等の負荷機構の作用で他方の把
持部に対して相対的に変位し、試験片に負荷が与
えられる。

また、この種の材料試験機において、試験片把
持部の変位を検出器で検出し、適宜な制御機構の
作用で前記検出器からの信号に応答して前記負荷
機構を制御するようにした負荷制御装置が一般に
使用されている。前記負荷機構は検出器からの信
号に応答してあらかじめ設定された速度で試験片
把持部を変位させ、試験片に負荷を与えて行く。
検出器には、本体と可動部とからなる差動トラン
ス等が使用され、従来の制御装置では検出器の可
動部は負荷機構を介して試験片把持部に連結さ
れ、検出器本体は固定される。

しかしながら、このように試験片把持部の変位
を検出して負荷機構にフイードバツクさせる方式
では、検出器の直線性と分解能が試験性能に大き
く影響する。可動部と本体からなる差動トランス
等の検出器は、検出範囲が小さい場合には良好な
直線性と分解能が得られるが、検出範囲を大きく
すると直線性、分解能がきわめて悪くなる。従つ
て、検出範囲の大きい制御装置、すなわち検出範
囲の大きい検出器を使用した制御装置では、高い
試験性能を期待することはできない。検出範囲の
大きい制御装置で微小な範囲の試験片のひずみ速
度を一定に制御する場合等には、この欠点が特に
大きく現われてくる。

この発明は前記従来の欠点を除去すべくなされ
たもので、検出範囲を大きくしても高い試験性能
を得ることができる負荷制御装置を提供するもの
である。この発明は、試験片Ｓの両端を把持する
一対の把持部１，２のうち、一方の把持部２をシ
リンダなどの負荷機構３に連結し、前記負荷機構
３によつて前記一方の把持部２を他方の把持部１
に対し相対的に変位させ、前記試験片Ｓに負荷を
与えるようにした材料試験機において、前記変位
側の把持部２の微小変位を検出してその変位信号
を出力する差動トランス５と、ねじ棒９を駆動モ
ータ１０にて回転駆動することにより、前記差動
トランス５を前記把持部２の変位方向と平行に移
動させるねじ送り機構８と、このねじ送り械構８
の送り速度を設定する速度設定器１３と、前記差
動トランス５からの変位信号を受けてこの変位信
号が零となるように負荷機構３を制御する制御機
構１４とから構成され、速度設定器１３の設定値
にしたがつて負荷機構３が自動的に制御されるこ
とを特徴とするものである。

以下、この発明の実施例を図面について詳細に
説明する。

図において、１，２は試験片を把持する一対の
把持部で、一方の把持部１は固定する。３は前記
把持部を相対的に変位させて試験片に負荷を与え
るためのシリンダ、４はシリンダ内に嵌合したピ
ストンで、上端を前記他方の把持部、すなわち変
位側把持部２に取り付ける。５は変位側の把持部
２の微小変位を検出してその変位信号を出力する
差動トランスで、コイル６すなわち本体と、コイ
ル６に対して相対的に変位する鉄心７すなわち可
動部とからなり、鉄心７は前記ピストン４を介し
て前記変位側把持部２に連結する。８は差動トラ
ンス５を把持部２の変位方向と平行に移動させる
ねじ送り機構で、ねじ棒９とモータ１０を備え、
ねじ棒９を前記把持部２の変位方向と平行に配置
して回転自在に軸支し、モータ１０を減速ギヤ機
構１１を介してねじ棒９に連結する。１２は前記
ねじ棒にねじ合わせたブラケツトで、ねじ棒９の
軸心と平行に摺動自在に案内したものであり、前
記コイル６はこのブラケツト１２に取り付けて支
持する。また、１３はねじ送り機構８の送り速度
を設定する速度設定器である。１４は差動トラン
ス５からの変位信号を受けてこの変位信号が零と
なるようにシリンダ３を制御する制御機構で、シ
リンダ３への液圧の供給を制御するサーボ弁１５
を備え、差動トランス５のコイル６をアンプ１
６，１７等を介してサーボ弁１５に接続したもの
である。

なお、１８は零調整を行なうためのダイヤルで
ある。

前記のように構成した材料試験機の負荷制御装
置において、試験片Ｓの両端は夫々各把持部１，
２に把持される。送り機構８のねじ棒９は減速ギ
ヤ機構１１の作用でモータ１０の駆動に従つて回
転する。差動トランス５のコイル６はねじ棒９の
作用でブラケツト１２と一体的に所定の方向に送
られる。コイル６の送り速度は前記速度設定器１
３でモータ１０の駆動速度を設定することにより
予め所定速度に設定することができる。

コイル６が送られて鉄心７に対して相対的に変
位すると、信号がコイル７から発信され、アンプ
１６で増幅される。零調ダイヤル１８からの信号
は固定であるため、コイル６の変位に相当する信
号がアンプ１７で増幅されてサーボ弁１５に送ら
れる。シリンダ３のピストン４はサーボ弁１５の
作用でコイル６の変位方向に作動し、鉄心７はコ
イル６の変位に追従する。従つて、速度設定器１
３の設定値に従つてシリンダ３が自動的に制御さ
れ、試験片Ｓに負荷が与えられる。

以上説明したように、この発明は、差動トラン
ス５によつて変位側の把持部２の微小変位を検出
し、その変位信号を出力し、差動トランス５を把
持部２の変位方向と平行に移動させる。そして、
制御機構１４が差動トランス５からの変位信号を
受け、この変位信号が零となるように負荷機構３
を制御するようにしたから、変位側の把持部２の
変位範囲を大きくすることができる。しかも、差
動トランス５については、変位側の把持部２の微
小変位を検出するだけでよく、差動トランス５の
直線性および分解能を高くすることができる。さ
らに、この発明は、ねじ送り機構８のねじ棒９を
駆動モータ１０で回転駆動し、これによつて差動
トランス５を移動させるようにしたから、差動ト
ランス５を正確に移動させることができる。ねじ
送り機構８の送り精度が高いのは周知のとおりで
ある。また、変位側の把持部２に連結する必要が
あるのは、差動トランス５の鉄心だけである。従
つて、負荷機構３によつて試験片Ｓに負荷を与え
るとき、負荷機構３に作用するのは鉄心７の重量
だけであり、ねじ送り機構８のねじ棒９および駆
動モータ１０の重量は負荷機構３に作用しない。
従つて、制御機構１４に対する負荷機構３の応答
性を高くし、その荷重精度を高くすることができ
る。差動トランス５の鉄心７の重量は無視するこ
とができる程度の大きさであり、ほとんど負荷機
構３の荷重精度に影響しない。この結果、全体の
制御精度を高くすることができる。また、ねじ送
り機構８のねじ棒９および駆動モータ１０につい
ては、これを所定位置に支持すればよい。ねじ送
り機構８の速度設定器１３についても同様であ
り、これを所定位置に配置すればよい。従つて、
ねじ棒９、駆動モータ１０および速度設定器１３
は負荷機構３の振動を受けない。従つて、ねじ棒
９、駆動モータ１０および速度設定器１３が損傷
せず、その寿命を長くすることができる。

なお、試験片に負荷を与える負荷機構には、前
記実施例のシリンダの他にねじ送り機構等種種の
ものが考えられ、さらに検出器、検出器を送る機
構にも前記実施例の他に種々のものが考えられ
る。また、検出器本体を送る速度および方向、従
つて試験片把持部を変位させる速度および方向は
必らずしも一定でなくてもよく、場合によつては
くり返しの関数信号で制御してもよい。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示す説明図である。 １，２……試験片把持部、３……シリンダ、４
……ピストン、５……差動トランス、６……コイ
ル、７……鉄心、８……送り機構、１４……制御
機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 試験片Ｓの両端を把持する一対の把持部１，
   ２のうち、一方の把持部２をシリンダなどの負荷
   機構３に連結し、前記負荷機構３によつて前記一
   方の把持部２を他方の把持部１に対し相対的に変
   位させ、前記試験片Ｓに負荷を与えるようにした
   材料試験機において、前記変位側の把持部２の微
   小変位を検出してその変位信号を出力する差動ト
   ランス５と、ねじ棒９を駆動モータ１０にて回転
   駆動することにより、前記差動トランス５を前記
   把持部２の変位方向と平行に移動させるねじ送り
   機構８と、このねじ送り機構８の送り速度を設定
   する速度設定器１３と、前記差動トランス５から
   の変位信号を受けてこの変位信号が零となるよう
   に負荷機構３を制御する制御機構１４とから構成
   され、速度設定器１３の設定値にしたがつて負荷
   機構３が自動的に制御されることを特徴とする材
   料試験機における負荷制御装置。