JPS6230372B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモルタル等の硬化度試験機特に自動化
されたプロクター貫入試験機に関する。

従来のこの種の油圧式の試験機でモルタル等の
硬化度を測定するには、先ず可動シリンダのシリ
ンダ軸に針頭を取付け、該可動シリンダを試料を
充たした容器の高さに応じて移動し、該容器を針
頭に対応した位置に設置する。次にセメントに注
水後所定時間例えば正常配合、正常温度における
試験の場合には３〜４時間経過後ハンドルを手で
回転させ、針頭を１インチ約10秒の速さでセメン
ト中に垂直に貫入させ、始めに零点調整された荷
重計の置き針により指示された荷重量を読み取
り、使用した針頭の面積で割り貫入抵抗を求め
る。終了後は針頭を清拭して付着物を完全に取除
き、その後所定時間例えば１時間間隔で貫入抵抗
が4000psiに達するまで続行する。

このようにモルタル等の硬化度を測定する試験
機の操作手順はすべて人がしなければならないの
で面倒であるとともに時間を浪費するという欠点
があつた。

本発明は従来の試験機の欠点を排除することを
目的とするもので、第１の発明は、針頭を試料中
に貫入し、そのときの試料への荷重を測定してそ
の試料の貫入抵抗を測定する硬化度試験機におい
て、針頭駆動用及び試料駆動用の各モータとロー
ドセルと変位計とタイマと表示器とを具備し、該
タイマの設定時間後前記針頭駆動用モータにより
針頭を試料中に貫入し、変位計の出力が設定値に
達したとき針頭駆動用モータを逆転して当初位置
迄復帰せしめ、試料を前記試料駆動用モータによ
り次の貫入位置まで移動し、ロードセルの出力が
設定値に達したとき針頭駆動用モータを停止又は
逆転して針頭の試料への貫入動作を停止し、ロー
ドセルの出力より表示器に貫入抵抗を表示させる
ようにしたことを特徴とし、第２の発明は針頭を
試料中に貫入し、そのときの試料への荷重を測定
してその試料の貫入抵抗を測定する硬化度試験機
において、針頭駆動用及び試料駆動用の各モータ
とロードセルと変位計とタツチ検出スイツチとタ
イマと表示器とを具備し、該タイマの設定時間後
前記針頭駆動用モータにより針頭を試料中に貫入
し、針頭が試料に接触したのをタツチ検出スイツ
チが検出したとき変位計の出力を計数し、その値
が設定値に達したとき針頭駆動用モータを逆転し
て当初位置迄復帰せしめ、試料を前記試料駆動用
モータにより次の貫入位置まで移動し、ロードセ
ルの出力が設定値に達したとき針頭駆動用モータ
を停止又は逆転して針頭の試料への貫入動作を停
止し、ロードセルの出力により表示器に貫入抵抗
を表示させるようにしたことを特徴とする。

以下本発明の実施例を図面について説明する。
第１図において、１は針頭、２は針軸、３はロー
ドセルで、ジヤツキ４で昇降する軸５と他の軸６
との間に介入させた。軸６と針軸２とは、例えば
針軸２の一端に設けた有底筒に軸６を嵌合させ、
その相対位置が変化できるように結合し、軸６の
下部には、その下面が針軸２の有底筒の底面に接
触したとき閉成（開成でもよい）されるタツチ検
出スイツチ７を埋設した。８はジヤツキ４を駆動
する電動機、９は上限スイツチ、１０は下限スイ
ツチ、１１は上、下限スイツチ９，１０を作動す
るために軸５に取付けられた作動杆、１２は軸５
に固定された作動杆１３によつて作動されるデイ
ジタル変位計で、基体（図示しない）に固設し
た。１４は試料１５を収納する容器、１６はモー
タ１７で回転される回転台、１８はモータ１７の
回転角を規制するマイクロスイツチを内蔵したギ
ヤーボツクスで、基台１９に固着した。２０はカ
バー２１上に固定されたモータ２２及び清掃回数
を規制するマイクロスイツチを具備した回転―直
進変換機構２３により軸方向に往復動し針頭１を
清浄するブラシである。前記ロードセル３は第２
図に示すようにストレンゲージ３_１と抵抗３_２と
より成り、１対の接続点３_３，３_３には電源３_４
が接続され、他の一対の接続点３_５，３_５から荷
重に応じた電圧が出力されるブリツヂ回路を具備
しており、最大10Vの電源電圧で、３_１，３_２が
700Ωのとき、200Kgの荷重で約10mVの電圧が出
力された。３_６，３_７は零調整用のポテンシヨメ
ータ及び抵抗である。

デイジタル変位計１２は例えば50mm又は10μｍ
の変位で１パルスが出力される市販のものであ
る。

第３図は本発明の試験機のブロツク回路図で、
第１図と同一個所は同一符号で示す。

３０は第２図示のロードセル３の回路からの出
力電圧を増幅する増幅器、３１はＡ―Ｄコンバー
タ、３２は荷重を示すデイジタル信号をlb/in²の
単位に換算する演算回路、３３はピークホールド
回路、３４はレジスタ、３５は表示器、３６は過
負荷検出回路、３７はアンドゲート、３８はカウ
ンタ、３９はコンパレータ、４０はコントロー
ラ、４１はクロツク、４２はモータ８，１７，２
２の制御回路、４３は操作スイツチ、４４はプリ
ンタである。

前記コントローラ４０は、例えばセメントに注
水後針頭１の貫入動作開始までの所定時間を設定
するタイマT₁と例えば前記貫入動作から次の貫
入動作までの時間を設定するタイマT₂、前記の
制御回路４２と演算回路３２、ピークホールド回
路３３、レジスタ３４等を制御するリレー等を内
蔵する。（タイマT₁，T₂、リレー等は図示しな
い。） モータ８，１７，２２の制御回路４２は、モー
タ８，１７，２２の各回路に挿入され且つコント
ローラ４０のリレーにより開閉制御される正逆転
用スイツチ等のスイツチを含み、モータ８，１
７，２２をコントローラ４０からの制御指令によ
り停止、正転又は逆転をさせるものである。

過負荷検出回路３６は検出した貫入抵抗が所定
の値以上になつたときこれを検出するもので、例
えばコンパレータからなり、演算回路３２からの
信号が設定値以上になると出力信号が発生する。
この設定値は変更可能である。

次に第１図、第２図、第３図並びにフローチヤ
ートを示した第４図を参照しながら本発明の試験
機の作動を説明する。

先ず、試料１５を容器１４に入れて回転台１６
の上に乗せてカバー２１をかぶせ、針軸２の先端
に数種の太さのうちの１つ（例えば１／１０in²）の針
頭 １を取付ける。

次にタイマT₁を例えば３時間に、タイマーT₂
を例えば１時間に設定し、演算回路３２の係数、
ブラシ２０による清掃回数及び過負荷検出回路３
６の設定値の切換えを行う。

以上の準備ができたら、操作スイツチ４３を閉
じてコントローラ４０に操作入力を加えると、タ
イマT₁の設定時間後リレーが動作し、モータ８
の回路を閉じてモータ８を回転させ、ジヤツキ４
により軸５を下降させる。この時の下降速度は前
述のように10秒間で1inで、針頭１の先端がカバ
ー２１の穴を通り試料１５に接触すると針軸２は
停り軸６のみが下降を続け、該軸６の先端が針軸
２の有底円筒の底面に接すると該底面によりタツ
チ検出スイツチ７であるマイクロスイツチが動作
し、以後軸６の先端が有底筒の底面を押し針軸２
を所定の荷重で試料１５であるモルタル中に貫入
させ始める。同時にロードセル３には荷重に応じ
た電気信号が発生し、この信号は増幅器３０を介
しＡ―Ｄコンバータ３１でデイジタル信号に変換
され、演算回路３２で所定の係数が乗ぜられ貫入
抵抗の単位（lb/in²）に換算される。この回路の
出力信号はピークホールド回路３３に入力し、こ
こで針頭１の貫入動作中の貫入抵抗の最大値が保
持され、この値はレジスタ３４にストアされ表示
器３５に表示される。

一方、軸５が移動すると、作動杆１３によりデ
イジタル変位計１２は作動を開始し、変位量に応
じた電気パルスを出力し、タツチ検出スイツチ７
が動作するとアンドゲート３７が開かれるので、
該変位計１２からの電気パルスはカウンタ３８に
入り、ここで針頭１のモルタル１５への貫入距離
に対応したパルス数がカウントされ、この数が所
定の値例えば1in（25.4mm）に対応した数に達す
るとコンパレータ〔大小比較回路〕３９から出力
信号がでてコントローラ４０のリレーを付勢し、
前記制御回路４２におけるモータ８の回路に介入
されたモータ８正逆転用スイツチを逆転側に作動
し軸５を上方に駆動させる。軸５が上限位置に達
したら作動杆１１が上限スイツチ９を作動させモ
ータ８の回路を開くので、モータ８は停止する。

この上限スイツチ９が作動すると、モータ２２
を付勢するスイツチが閉成され、モータ２２は回
転―直進交換機構２３を介してブラシ２０を前後
に往復動して針頭１の面は清浄され、また、モー
タ１７を付勢するスイツチ１７も閉成され、モー
タ１７は回転台１６を回転し回転台１６が所定角
度回動すると、ギヤーボツクス１８内のマイクロ
スイツチが作動してモータ１７の回路を開き、試
料１５を次の貫入位置に停止させる。軸６が上限
位置に達してから設定時間例えば１時間経過しタ
イマT₂が作動すると、モータ８が回転し針頭１
を降下させ、以後前述と同様の動作が行われる。
この動作は、タイマーT₂によつて総計15回行わ
れる。この過程で過負荷検出回路３６が貫入抵抗
値が設定値例えば4000psi以上になつたことを検
出すると、コントローラ４０のリレーを介してモ
ータ１を停止させる。（設定値以上になつたら逆
転用スイツチを作動させてモータ８を逆転し軸５
が上限に達したとき上限スイツチ９によりモータ
８を停止させてもよい）この場合は過負荷となつ
た貫入量のデータが残される。若し故障等何等か
の原因で針頭１が試料１５に設定値以上貫入して
もなおヨータ８により下降をつづけるときは下限
スイツチ１０が作動杆１１によつて作動されモー
タ８を停止させる。

針頭１の貫入回数及び経過時間はコンパレータ
３９及びクロツク４１の出力をカウントすること
により求められ、これらをレジスタ３４に入力す
れば、表示器３５は経過時間、貫入回数を最大貫
入抵抗とともに表示することができる。

表示器３５の表示は次回の貫入動作の開始まで
保持されその開始とともにコントローラ４０から
のリセツト信号によりリセツトされて零になる。
演算回路３２及びピークホールド回路３３等も同
時にリセツトされて零になり新たな演算及びピー
クホールドを行う。

プリンタ４４はカウンタ３８及びピークホール
ド回路３３の出力を入力することにより貫入量及
び最大貫入抵抗が、また、タイマT₁，T₂、クロ
ツク４１及びカウンタを組合せ、該カウンタの出
力を入れることにより通電時間がそれぞれプリン
トアウトされる。

尚、以上の実施例では、タツチ検知スイツチ７
にマイクロスイツチを用いたが、軸６の下面及び
針軸２の有底円筒の底面にそれぞれ電極板を設け
てもよく、またマイクロスイツチを用いた場合マ
イクロスイツチがオンからスフに動作したときカ
ウンタ３８がカウントを開始するようにしてもよ
い。また、この実施例では１個の試料を試験する
ように構成されているが、複数個の試料を試験す
るときは、それぞれの系統の試験機からえられた
データを共通のプリントコントローラに入れ、系
統の判別を付加したプリント指令を共通のプリン
タに入力して各系統のデータを印字すればプリン
タが省略できる。

このように本発明によるときは、試料の貫入抵
抗を自動的に測定することができるので、従来の
ものに比べて作業が簡単であるとともに時間を節
約することができ、また、タツチ検出スイツチを
用いたので針頭の試料への貫入距離の測定が、何
等試料の位置設定を行なうことなく簡単にできる
等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の要部の概略説明
図、第２図はロードセルの電気回路図、第３図は
本発明のブロツク回路図、第４図はフローチヤー
トを示す。 １…針頭、２…針軸、３…ロードセル、４…ジ
ヤツキ、５，６…軸、７…タツチ検出スイツチ、
８…モータ、９，１０…上限及び下限スイツチ、
１１，１３…作動杆、１２…デイジタル変位計、
１４…容器、１５…試料、１６…回転台、１８…
ギヤーボツクス、１９…基台、２１…防湿カバ
ー、１７，２２…モータ、２０…ブラシ、２３…
ブラシ駆動機構、３１…Ａ―Ｄコンバータ、３２
…演算回路、３３…ピークホールド回路、３４…
レジスタ、３５…表示器、３６…過負荷検出回
路、３７…アンドゲート、３８…カウンタ、３９
…コンパレータ、４０…コントローラ、４１…ク
ロツク、４２…モータの制御回路、４３…操作ス
イツチ、４４…プリンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 針頭を試料中に貫入し、そのときの試料への
   荷重を測定してその試料の貫入抵抗を測定する硬
   化度試験機において、針頭駆動用及び試料駆動用
   の各モータとロードセルと変位計とタイマと表示
   器とを具備し、該タイマの設定時間後前記針頭駆
   動用モータにより針頭を試料中に貫入し、変位計
   の出力が設定値に達したとき針頭駆動用モータを
   逆転して当初位置迄復帰せしめ、試料を前記試料
   駆動用モータにより次の貫入位置まで移動し、ロ
   ードセルの出力が設定値に達したとき針頭駆動用
   モータを停止又は逆転して針頭の試料への貫入動
   作を停止し、ロードセルの出力により表示器に貫
   入抵抗を表示させるようにしたことを特徴とする
   モルタル等の硬化度試験機。 ２ 針頭を試料中に貫入し、そのときの試料への
   荷重を測定してその試料の貫入抵抗を測定する硬
   化度試験機において、針頭駆動用及び試料駆動用
   の各モータとロードセルと変位計とタツチ検出ス
   イツチとタイマと表示器とを具備し、該タイマの
   設定時間後前記針頭駆動用モータにより針頭を試
   料中に貫入し、針頭が試料に接触したのをタツ検
   出スイツチが検出したとき変位計の出力を計数
   し、その値が設定値に達したとき針頭駆動用モー
   タを逆転して当初位置迄復帰せしめ、試料を前記
   試料駆動用モータにより次の貫入位置まで移動
   し、ロードセルの出力が設定値に達したとき針頭
   駆動用モータを停止又は逆転して針頭の試料への
   貫入動作を停止し、ロードセルの出力により表示
   器に貫入抵抗を表示させるようにしたことを特徴
   とするモルタル等の硬化度試験機。