JP3944667B2 - Material testing machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は材料試験機に関し、更に詳しくは、試験片に引張荷重を負荷したときに当該試験片に作用する引張荷重の検出を電気式ロードセルによって検出する材料試験機に関する。
【0002】
【従来の技術】
材料試験機においては、一般に、ベッド等の固定部材に対向してクロスヘッド等の移動部材を配置するとともに、これらの間に試験片を装着して、移動部材を駆動することによって試験片に荷重を付与する。また、この試験片に作用する荷重は、通常は電気式のロードセルによって刻々と検出される。すなわち、例えば材料試験機のクロスヘッド等にロードセルを固定するとともに、そのロードセルの荷重感応部に対して掴み具等の試験片装着部材が支持され、クロスヘッドの駆動により試験片に加えられる荷重がロードセルの荷重感応部にも作用するように構成し、ロードセルの出力によって試験片に付与されている荷重を刻々と検出するように構成される。
【0003】
以上のようなロードセルを備えた材料試験機においては、引張負荷時においてロードセルの材料試験機上での取付け面、つまりロードセルの座面と、ロードセル自体の座面に対する接触面における変形量に差が生じると、その界面における摩擦に伴うこじれ等に起因して、負荷時および除荷時における荷重測定結果に誤差が含まれる。このような現象の対策として、従来、ロードセルの座面の剛性を高くすることにより、座面およびそこに接触するロードセル自体の面のそれぞれの歪みを小さくし、これら両者間の界面の変形の差を小さくするといった対策が採られている。
【0004】
図3は以上のような対策を施した材料試験機を示す図で、(A)は要部正面図であり、(B)はそのB−B断面で示すロードセル43の取付け構造の説明図である。この従来例では、左右のねじ棹41a,41bの回動により上下に移動するクロスヘッド42にロードセル43を取付け、そのロードセル43の下面の荷重感応部に掴み具44を装着する構成において、上板42aと下板42bとをリブ42cで連結してなるクロスヘッド42の上板42aに貫通孔Hを穿つとともに、下板42bの上面にロードセル支持部材45を固着し、そのロードセル支持部材45を、上板42aの貫通孔Hの内周面に対して非接触のもとに貫通させ、そのロードセル支持部材45の上端面に形成された座面45aに対してロードセル43を固着することにより、クロスヘッド42の撓みが座面45aに及ぶことを可及的に少なくしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなロードセルの座面の剛性を高くする従来の対策においては、ロードセルの座面として別途専用の支持部材が必要であるばかりでなく、クロスヘッドにもその支持部材を取り付けるための複雑な加工を必要とし、製造工程が複雑でコストも上昇するという問題がある。
【0006】
本発明の目的は、従来のように複雑な座面構造を採ることなく、簡単な座面構造のもとにロードセルを取り付け、しかも高精度の引張荷重測定を行うことのできる材料試験機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の材料試験機は、固定部材とそれに対向する移動部材間に試験片を装着し、移動部材の駆動により試験片に引張荷重を付与するとともに、試験片に作用する引張荷重を試験機に保持されたロードセルにより刻々と検出する材料試験機において、上記ロードセルと、当該ロードセルを保持する試験機上の座面との間に高潤滑性樹脂シートが挿入されていることによって特徴づけられる。
【0008】
本発明は、ロードセルを取り付けるための座面と、その座面に対するロードセルの当接面の界面に介在させる高潤滑性樹脂シートの潤滑機能を利用して、座面およびその座面に当接するロードセルの面のそれぞれの変形を独立的なものとして、所期の目的を達成しようとするものである。
【0009】
すなわち、上記界面に、例えばポリ四フッ化エチレン(以下、PTFEと称する)等のフッ素系樹脂をはじめとする高潤滑性樹脂のシートを介在させることにより、ロードセルの荷重感応部に被測定引張荷重が作用したとき、座面側およびロードセル側の各面が、それぞれに高潤滑性樹脂シートの表面に対して少ない摩擦抵抗のもとに変形(移動)可能であるために、高潤滑性樹脂シートの両側において座面側およびロードセル側がそれぞれに独立して滑らかに変形する。これにより、試験片に付与する荷重を変化させたときにロードセルとその座面間での変形量の差に起因する誤差の発生を防止することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について述べる。
図1(A)は本発明を適用した材料試験機の正面図であり、図1(B)はそのB−B断面での要部拡大図で示すロードセル5の取付け構造の説明図である。
【0011】
ベッド1上に2本の鉛直のねじ棹2a,2bが回動自在に支持されており、これらはその上端部がクロスヨーク11に保持されているとともに、ベッド1内に収容されている駆動機構(図示せず)によって回転が与えられる。ねじ棹2a,2bには、クロスヘッド3の両端がそれぞれナット(図示せず)を介して支承されており、ねじ棹2a,2bの回転駆動によってクロスヘッド3が上下動するようになっている。また、ベッド1の上面中央部には下部掴み具4aが取り付けられている。
【0012】
クロスヘッド3は、上板3aと下板3bをリブ3cで相互に一体化した構造を持ち、その中央部にロードセル5,ユニバーサルジョイント6および上部掴み具4bが取り付けられている。ロードセル5は、荷重感応部5aを下向きにした状態で、クロスヘッド3の上板3aと下板3bを通じて形成された透孔3dの周囲においてクロスヘッド3の上板3a上面にねじ止めされている。そして、このクロスヘッド3と、その座面3e(上板3aの上面の透孔3dの周囲の面)との間にはPTFEシート7が介挿されている。
【0013】
ロードセル5の荷重感応部5aは透孔3d内に臨み、その荷重感応部5aにユニバーサルジョイント6の一端が固定されている。このユニバーサルジョイント6の他端は透孔3dを貫通してクロスヘッド3の下方にまで至り、そこに上部掴み具4bが取り付けられている。
【0014】
以上の本発明の実施の形態を用いて、例えば引張試験を行う際には、上下の掴み具4a,4b間に試験片を装着した状態でねじ棹2a,2bを駆動してクロスヘッド3を上昇させる。これにより、試験片には引張荷重が付与されるが、その試験片に作用する荷重は、上部掴み具4b,ユニバーサルジョイント6を介してロードセル5の荷重感応部5aに伝達されて検出される。
【0015】
さて、以上の試験時において、試験片に付与される荷重はロードセル5およびクロスヘッド3にも作用し、その荷重によってそれぞれが固有の変形を生じる。このとき、クロスヘッド3の座面3eとそれに対向するロードセル3の下面との間に高潤滑性樹脂であるPTFEシート7が介在しているため、これらの面はそれぞれにPTFEシート7に対して少ない抵抗のもとに自由に移動することができ、従って、ロードセル5の下面および座面3eは、それぞれに作用する荷重に応じて独立的に滑らかに変形し、これらの両面における変形量に差があっても、こじれ等に起因する荷重検出誤差の発生が防止される。
【0016】
次に、上記のPTFEシート7の荷重検出誤差防止効果を確認するために行った試験結果について述べる。実験には、図1に示す実施の形態と、比較例としてPTFEシート7を介在させない以外は図1と全く同等の構成からなる材料試験機とを供し、それぞれロードセル5として100kNの容量のものを用いるとともに、ロードセル5のクロスヘッド3に対する固定ボルトの締め付け力を一定とし、試験片に対する引張荷重を0kN〜100kNの間で既知量ずつ変化させ、その負荷(荷重漸増)時および除荷(荷重漸減)時におけるロードセル3からの出力を読み取り、そこに含まれる誤差を計測した。
【0017】
以上の試験を繰り返し3回行ってその平均値をプロットした結果を、図2に示す。この図2において(A)が本発明の実施の形態の試験結果を示し、(B)が比較例の試験結果を示している。この図2から明らかなように、本発明の実施の形態では、比較例に比して荷重の検出誤差が少なくなり、特に除荷時における誤差の解消に有効であることが確かめられた。
【0018】
ここで、以上の実施の形態におけるPTFEシート7は、他のフッ素系樹脂をはじめとする公知の高潤滑性樹脂からなるシートに代えても、上記と同等の作用効果を奏することができる。
【0019】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ロードセルとその座面との間に高潤滑性樹脂シートを介在させるという簡単な構成のもとに、試験片に対して荷重を付与した際、ロードセルおよびその座面は、高潤滑性樹脂シートの潤滑機能によってそれぞれに独立的に滑らかに変形するため、荷重によるロードセル自体の変形量とその座面部の変形量の間に差があっても両者の界面においてこじれ等を生じることがなく、荷重の検出誤差の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1(A)は本発明を適用した材料試験機の正面図であり、図1(B)はそのB−B断面での要部拡大図で示すロードセル5の取付け構造の説明図である。
【図2】 本発明実施の形態の荷重検出誤差の抑制効果を確かめるための実験結果を表すグラフで、図2(A)は本発明の実施の形態の負荷時および除荷時における荷重検出誤差の計測結果を、また、図2(B)は比較例の同じく負荷時および除荷時における荷重検出誤差の計測結果を示すグラフである。
【図3】 ロードセルトその座面の変形量の差に起因する荷重検出誤差を防止するための従来の対策の一例の説明図で、図3(A)はその要部正面図、図3(B)はそのB−B拡大断面で示すロードセルの取付け構造の説明図である。
【符号の説明】
1 ベッド
2a,2b ねじ棹
3 クロスヘッド
3d 透孔
3e 座面
4a,4b 掴み具
5 ロードセル
6 ユニバーサルジョイント
7 PTFEシート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a material testing machine, and more particularly to a material testing machine that detects an electrical load cell to detect a tensile load acting on a test piece when a tensile load is applied to the test piece.
[0002]
[Prior art]
In a material testing machine, in general, a moving member such as a cross head is disposed opposite to a fixed member such as a bed, and a test piece is mounted between them and the moving member is driven to load the test piece. Is granted. The load acting on the test piece is usually detected momentarily by an electric load cell. That is, for example, a load cell is fixed to a crosshead of a material testing machine, and a test piece mounting member such as a gripping tool is supported on a load sensitive portion of the load cell, and a load applied to the test piece by driving the crosshead is applied. The load cell is configured to act also on the load sensitive part, and configured to detect the load applied to the test piece every moment by the output of the load cell.
[0003]
In materials testing machine equipped with a load cell as described above, the mounting surface of the material testing machine of the load cell in the tensile load, i.e. the bearing surface of the load cell, a difference in deformation amount of the contact surface for the bearing surface of the load cell itself When it occurs, an error is included in the load measurement result at the time of loading and unloading due to a twist caused by friction at the interface. As countermeasures against this phenomenon, conventionally, by increasing the rigidity of the seating surface of the load cell, the respective distortions of the seating surface and the surface of the load cell itself in contact therewith are reduced, and the difference in deformation of the interface between them is reduced. Measures are taken to reduce the size.
[0004]
FIG. 3 is a diagram showing a material testing machine in which the above measures are taken, (A) is a front view of the main part, and (B) is an explanatory diagram of the mounting structure of the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional measures for increasing the rigidity of the seat surface of the load cell as described above, not only a separate support member is required as the seat surface of the load cell, but also for attaching the support member to the cross head. There is a problem that complicated processing is required, the manufacturing process is complicated, and the cost is increased.
[0006]
An object of the present invention is to provide a material testing machine capable of mounting a load cell under a simple seating surface structure and performing high-precision tensile load measurement without adopting a complicated seating surface structure as in the prior art. There is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the material testing machine of the present invention mounts a test piece between a fixed member and a moving member facing the fixed member, applies a tensile load to the test piece by driving the moving member, and applies the test piece to the test piece. In the material testing machine that detects the acting tensile load by the load cell held by the testing machine, a highly lubricious resin sheet is inserted between the load cell and the seating surface on the testing machine that holds the load cell. It is characterized by being.
[0008]
The present invention includes a seat surface for mounting the load cell, and take advantage of the lubricating function of high lubricating resin sheet to be interposed in the interface of the contact surface of the load cell relative to its seating surface, it contacts the seating surface and the seating surface It aims to achieve the intended purpose by making each deformation of the surface of the load cell independent.
[0009]
That is, by interposing a sheet of high-lubricity resin such as polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE) at the interface, a tensile load to be measured is applied to the load-sensitive portion of the load cell. Since the surface on the seating surface side and the load cell side can be deformed (moved) with little frictional resistance against the surface of the highly lubricious resin sheet, the high lubricity resin sheet On both sides, the seat surface side and the load cell side are smoothly and independently deformed independently of each other. Thereby, when the load applied to the test piece is changed, it is possible to prevent the occurrence of an error due to the difference in deformation amount between the load cell and its seating surface.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a front view of a material testing machine to which the present invention is applied, and FIG. 1B is an explanatory diagram of a mounting structure of a
[0011]
Two
[0012]
The
[0013]
Load sensing
[0014]
For example, when performing a tensile test using the above embodiment of the present invention, the
[0015]
Now, during the above test, the load applied to the test piece also acts on the
[0016]
Next, test results conducted to confirm the load detection error prevention effect of the
[0017]
FIG. 2 shows the result of repeating the above test three times and plotting the average value. In FIG. 2, (A) shows the test results of the embodiment of the present invention, and (B) shows the test results of the comparative example. As is apparent from FIG. 2, in the embodiment of the present invention, the load detection error is smaller than that in the comparative example, and it has been confirmed that the embodiment is particularly effective in eliminating the error during unloading.
[0018]
Here,
[0019]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when a load is applied to a test piece under a simple configuration in which a highly-lubricating resin sheet is interposed between the load cell and its seating surface, The seat surface is smoothly and independently deformed by the lubrication function of the highly lubricious resin sheet. Even if there is a difference between the amount of deformation of the load cell itself and the amount of deformation of the seat surface due to the load, the interface between the two In this case, the occurrence of a load detection error can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (A) is a front view of a material testing machine to which the present invention is applied, and FIG. 1 (B) is an explanation of a mounting structure of a
FIG. 2 is a graph showing experimental results for confirming the effect of suppressing the load detection error according to the embodiment of the present invention, and FIG. 2 (A) is a load detection error during loading and unloading according to the embodiment of the present invention. FIG. 2B is a graph showing the measurement results of the load detection error during loading and unloading in the same comparative example.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a conventional measure for preventing a load detection error caused by a difference in deformation amount of the seat surface of the load cell, and FIG. 3 (A) is a front view of the main part, FIG. (B) is explanatory drawing of the attachment structure of the load cell shown in the BB expanded cross section.
[Explanation of symbols]
1
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34991498A JP3944667B2 (en) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Material testing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34991498A JP3944667B2 (en) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Material testing machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000171367A JP2000171367A (en) | 2000-06-23 |
| JP3944667B2 true JP3944667B2 (en) | 2007-07-11 |
Family
ID=18406968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34991498A Expired - Lifetime JP3944667B2 (en) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Material testing machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3944667B2 (en) |
-
1998
- 1998-12-09 JP JP34991498A patent/JP3944667B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000171367A (en) | 2000-06-23 |
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