JP2015004631A - Material testing machine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、試験片に対して試験力を繰り返して付与して疲労試験を行う材料試験機に関する。 The present invention relates to a material testing machine that performs a fatigue test by repeatedly applying a test force to a test piece.
このような材料試験機としては、試験片の両端を上チャックと下チャックにより把持し、上チャックまたは下チャックのいずれか一方を他方に対して微小距離往復移動させることにより、試験片に対して試験力を繰り返して付与する構成を有する。そして、上チャックまたは下チャックのいずれか一方を他方に対して微小距離往復移動させるための駆動源としては、従来、油圧シリンダが使用されている。 As such a material testing machine, both ends of a test piece are gripped by an upper chuck and a lower chuck, and either one of the upper chuck or the lower chuck is reciprocated by a small distance with respect to the other, thereby moving the test piece against the test piece. The test force is repeatedly applied. Conventionally, a hydraulic cylinder is used as a drive source for reciprocating a small distance with respect to the other of either the upper chuck or the lower chuck.
しかしながら、油圧シリンダを使用するためには、装置本体とは別に、高価な油圧源を設置する必要がある。また、この油圧源は、油圧を一定に維持するために常に稼働させておく必要があることから、省エネルギーの要請に反するものであり、油圧装置の稼働に伴い環境を汚染する可能性がある。さらには、油圧源のための大きな設置スペースが必要となるという問題も生ずる。 However, in order to use the hydraulic cylinder, it is necessary to install an expensive hydraulic source separately from the apparatus main body. In addition, this hydraulic power source must always be operated in order to keep the hydraulic pressure constant, which is contrary to the demand for energy saving, and there is a possibility of polluting the environment with the operation of the hydraulic device. Furthermore, there arises a problem that a large installation space for the hydraulic power source is required.
一方、引張試験や圧縮試験を行う材料試験機においては、油圧シリンダのかわりにモータを駆動源とするものも使用されている。このような材料試験機は、試験片の下端部を把持するための下つかみ具が付設されたテーブルと、このテーブル上に鉛直方向を向く状態で回転可能に立設された一対のねじ軸と、試験片の上端部を把持するための上つかみ具が付設され、ねじ軸に沿って移動可能なクロスヘッドとを備える。クロスヘッドは、一対のねじ軸に対してナットを介して連結されている。また、各ねじ軸の下端部には、モータに連結された減速機等を有する駆動伝達機構が配設されており、一対のねじ軸はモータの駆動により互いに同期して回転する。このような構成を有する材料試験機により引張試験や圧縮試験を行う場合においては、試験片の両端部を上つかみ具および下つかみ具により把持した状態で、モータの駆動により一対のねじ軸を回転させてクロスヘッドを昇降させることにより、試験片に試験力(引張荷重または圧縮荷重)を負荷する(特許文献1)。 On the other hand, a material testing machine that performs a tensile test or a compression test uses a motor as a drive source instead of a hydraulic cylinder. Such a material testing machine includes a table provided with a lower grip for gripping the lower end of a test piece, and a pair of screw shafts erected on the table so as to be rotatable in a vertical direction. And an upper grip for gripping the upper end of the test piece, and a cross head movable along the screw axis. The cross head is connected to a pair of screw shafts via nuts. In addition, a drive transmission mechanism having a speed reducer connected to a motor is disposed at the lower end of each screw shaft, and the pair of screw shafts rotate in synchronization with each other by driving the motor. When performing a tensile test or a compression test using a material testing machine having such a configuration, the pair of screw shafts are rotated by driving the motor while both ends of the test piece are gripped by the upper gripper and the lower gripper. Then, by raising and lowering the crosshead, a test force (tensile load or compressive load) is applied to the test piece (Patent Document 1).
特許文献1に記載されたようなモータによりねじ軸を回転させることによりクロスヘッドを移動させて試験片に試験力を付与する材料試験機は、油圧源が必要ないことから、装置コストや設置スペースを低減することができるとともに、省エネルギーの要請と環境保護の要請に対応することが可能となるものではあるが、このような材料試験機を、試験片に対して試験力を繰り返して付与することにより試験片の疲労試験を行う疲労試験に使用した場合においては、装置の寿命が短くなるという問題が生ずる。 Since a material testing machine that applies a test force to a test piece by moving a crosshead by rotating a screw shaft by a motor as described in Patent Document 1 does not require a hydraulic source, apparatus cost and installation space It is possible to reduce energy consumption and to meet the demands for energy saving and environmental protection. When used for a fatigue test in which a test piece is subjected to a fatigue test, a problem arises that the life of the apparatus is shortened.
すなわち、試験片に対して試験力を繰り返して付与することにより試験片の疲労試験を行う材料試験機においては、例えば数μm程度の小さな範囲においてクロスヘッドを数百万回繰り返して往復移動させる必要があることから、ねじ軸を利用した材料試験機を疲労試験に使用した場合においては、ボールねじにおけるねじ軸の同一領域が繰り返しボールと接触することになり、その領域が短時間で使用限界に到達してしまうという問題が生ずる。 That is, in a material testing machine that performs a fatigue test of a test piece by repeatedly applying a test force to the test piece, the crosshead needs to be reciprocated several million times in a small range of about several μm, for example. Therefore, when a material testing machine using a screw shaft is used for a fatigue test, the same area of the screw shaft in the ball screw will repeatedly contact the ball, and that area will reach the service limit in a short time. The problem of reaching it arises.
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ボールねじの駆動で試験力を繰り返し付与する場合においても、装置の寿命をより長くすることが可能な材料試験機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a material testing machine capable of extending the life of an apparatus even when a test force is repeatedly applied by driving a ball screw. Objective.
請求項1に記載の発明は、試験片の両端を第1チャックおよび第2チャックにより把持するとともに、前記第2チャックを前記第1チャックに対して微小距離往復移動させることにより、前記試験片に対して試験力を繰り返して付与して疲労試験を行う材料試験機であって、前記第1チャックを支持する第1支持部と、前記第1支持部を、前記第1チャックと前記第2チャックとを結ぶ試験力の付与方向と平行な方向に移動させる移動機構と、前記第2チャックを支持する第2支持部と、前記試験力の付与方向と平行な方向に向けて配設されモータの駆動により回転するねじ軸と、前記第2支持部に配設され前記ねじ軸と螺合するナットと、前記ねじ軸と前記ナットとの間に配設される複数のボールとを備えるボールねじと、前記モータによる前記ねじ軸の回転を制御することにより、前記試験片に対して試験力を繰り返して付与するときの前記ねじ軸と前記ボールとの当接位置を変更する当接位置制御部と、を備えたことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, both ends of the test piece are gripped by the first chuck and the second chuck, and the second chuck is reciprocated by a small distance with respect to the first chuck. A material testing machine that repeatedly applies a test force to a fatigue test to perform a fatigue test, the first support part supporting the first chuck, the first support part, the first chuck and the second chuck. A moving mechanism that moves in a direction parallel to the direction in which the test force is connected, a second support that supports the second chuck, and a motor that is disposed in a direction parallel to the direction in which the test force is applied. A ball screw comprising: a screw shaft that rotates by driving; a nut that is disposed on the second support portion and is screwed with the screw shaft; and a plurality of balls that are disposed between the screw shaft and the nut; By the motor A contact position control unit that changes a contact position between the screw shaft and the ball when a test force is repeatedly applied to the test piece by controlling rotation of the screw shaft; It is characterized by that.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記当接位置制御部は、前記ボールねじにおける前記ねじ軸を中心として配設された複数のボールの間の領域で、前記ねじ軸と前記ボールとの当接位置を変化させる第1当接位置変更動作と、前記ボールねじにおける前記ナットの前記ねじ軸の軸心と平行な方向のサイズ以上の距離だけ、前記ナットを前記ねじ軸の軸心方向に移動させることにより、前記ねじ軸と前記ボールとの当接位置を変化させる第2当接位置変更動作と、を実行する。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the contact position control unit is a region between a plurality of balls arranged around the screw shaft in the ball screw, and A first contact position changing operation for changing a contact position between the screw shaft and the ball; and the nut is moved by a distance equal to or larger than a size of the ball screw in a direction parallel to the axis of the screw shaft. A second contact position changing operation for changing the contact position between the screw shaft and the ball is performed by moving the screw shaft in the axial direction.
請求項1に記載の発明によれば、試験片に対して試験力を繰り返して付与するときのねじ軸とボールとの当接位置を変更することにより、ボールねじにおけるねじ軸の同一領域が繰り返しボールと接触することを低減することができる。このため、ボールねじの駆動で試験力を繰り返し付与する場合においても、装置の寿命をより長くすることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the same region of the screw shaft in the ball screw is repeatedly formed by changing the contact position between the screw shaft and the ball when the test force is repeatedly applied to the test piece. Contact with the ball can be reduced. For this reason, even when the test force is repeatedly applied by driving the ball screw, the life of the apparatus can be further extended.
請求項2に記載の発明によれば、ボールねじにおけるねじ軸を中心として配設された複数のボールの間の領域と、ボールねじにおけるナットのねじ軸の軸心と平行な方向のサイズ以上の距離離隔した領域との両方を利用して、ボールねじにおけるねじ軸の同一領域が繰り返しボールと接触することを低減することが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the region between the plurality of balls disposed around the screw shaft in the ball screw and a size in a direction parallel to the axis of the screw shaft of the nut in the ball screw is greater than or equal to the size. By using both of the regions separated from each other by distance, it is possible to reduce the same region of the screw shaft in the ball screw from repeatedly contacting the ball.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明の第1実施形態に係る材料試験機の概要図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a material testing machine according to a first embodiment of the present invention.
この材料試験機は、試験片100の両端を第1チャック21および第2チャック11により把持するとともに、第2チャック11を第1チャック21に対して微小距離往復移動させることにより、試験片100に対して試験力を繰り返して付与して疲労試験を行うものである。この材料試験機は、第1チャック21を支持する第1支持部22と、第2チャック11を支持する第2支持部12と、第1支持部22および第2支持部12の駆動機構30とを備える。
The material testing machine grips both ends of the
第1支持部22は、一対のナット25、26と、第1チャック21と第2チャック11とを結ぶ試験力の付与方向と平行な方向に向けて配設された一対のねじ軸23、24を備えるボールねじの作用により、試験力の付与方向と平行な方向に移動可能となっている。すなわち、第1支持部22の両端には、一対のナット25、26が内蔵されている。これらの一対のナット25、26には、左右一対のねじ軸23、24が、各々、螺号している。ねじ軸23に配設されたプーリ37とねじ軸24に配設されたプーリ38とは、ベルト39により連結されている。また、ねじ軸24に配設されたプーリ40は、モータ43の回転軸に配設されたプーリ41と、ベルト46により連結されている。さらに、ねじ軸24の下端部には、ロータリエンコーダ等のねじ軸24の回転位置検出器45が配設されている。モータ43の駆動により、一対のねじ軸23、24が同期して回転した場合には、第1支持部22は第1チャック21とともに昇降する。そして、そのときのねじ軸24の回転角度位置は、回転位置検出器45により検出され、その位置情報が制御部60に送信される。
The
第2支持部12は、一対のナット15、16と、一対のねじ軸13、14を備えるボールねじの作用により、第1チャック21と第2チャック11とを結ぶ試験力の付与方向と平行な方向に移動可能となっている。すなわち、第2支持部12の両端には、一対のナット15、16が内蔵されている。これらの一対のナット15、16には、左右一対のねじ軸13、14が、各々、螺号している。ねじ軸13に配設されたプーリ31とねじ軸14に配設されたプーリ32とは、ベルト33により連結されている。また、ねじ軸14に配設されたプーリ34は、モータ42の回転軸に配設されたプーリ35と、ベルト36により連結されている。さらに、ねじ軸14の下端部には、ロータリエンコーダ等のねじ軸14の回転位置検出器44が配設されている。モータ42の駆動により、一対のねじ軸13、14が同期して回転した場合には、第2支持部12は第2チャック11とともに昇降する。そして、そのときのねじ軸14の回転角度位置は、回転位置検出器44により検出され、その位置情報が制御部60に送信される。
The
図2は、ねじ軸13およびナット15を備えるボールねじの部分縦断面図であり、図3は、複数のボール10の配置を説明するための平面図である。
FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view of a ball screw including the
このボールねじは、ねじ軸13とナット15との間に、多数のボール10を介在させた構成を有する。図3に示すように、多数のボール10は、ねじ軸13を中心として一定の角度θ毎に配設されている。なお、図3においては、ボール10間の角度を誇張して表現している。他のねじ軸14およびナット16を備えるボールねじ、ねじ軸23およびナット25を備えるボールねじ、ねじ軸24およびナット26を備えるボールねじも、図2および図3と同様の構成を有する。
This ball screw has a configuration in which a large number of
図4は、制御部60の機能的構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration of the
この材料試験機は、図1に示すように、装置全体を制御する制御部60を備える。この制御部60は、モータ42によるねじ軸13、14の回転を制御することにより、試験片100に対して試験力を繰り返して付与するときのねじ軸13、14とボール10との当接位置を変更する当接位置制御部として機能する。この制御部60は、機能的構成として、ねじ軸13、14とボール10との当接位置を演算するための位置演算部61と、ねじ軸13、14とボール10との当接位置を記憶するための記憶部62とを備える。なお、この制御部60は、上述した回転位置検出器44、45およびモータ42、43と接続されている。
As shown in FIG. 1, the material testing machine includes a
以上のような構成を有する材料試験機により疲労試験を実行するときには、第1チャック21と第2チャック11の間隔が疲労試験を行うべき試験片100のサイズと対応する距離となるように、第1支持部22と第2支持部12との距離を変更する。このときには、モータ43の駆動によりねじ軸23、24を回転させるとともに、モータ42の駆動によりねじ軸13、14を回転させる。そして、第1チャック21および第2チャック11により、試験片100の両端を把持する。
When the fatigue test is executed by the material testing machine having the above-described configuration, the
この状態において、第2チャック11を第1チャック21に対して微小距離往復移動させることにより、試験片100に対して試験力を繰り返して付与する。この場合においては、モータ42の駆動によりねじ軸13、14を正逆方向に微小角度だけ回転させることにより、第2チャック11を支持する第2支持部12を微小距離だけ昇降させる。この昇降回数は、例えば、100万回である。そして、この昇降距離は、一般的には1mmを越えない距離であることが多い。
In this state, the test force is repeatedly applied to the
ここで、例えば、第2支持部12を第2チャック11とともに0.01mm昇降させるためには、ボールねじのねじ軸13、14のリード(1回転で移動する長さ)を5mmとした場合には、ねじ軸13、14は[0.01/5]回転、すなわち、0.72度の範囲で正逆方向に回転を繰り返すことになる。このため、ねじ軸13、14とボール10とが、0.72度の範囲内の同一領域で繰り返し接触することになり、ねじ軸13、14におけるその領域が短時間で疲労限界となる。
Here, for example, in order to raise and lower the
このため、この材料試験機においては、ねじ軸13、14における同じ領域を利用して第2支持部12を所定回数だけ往復移動させた時には、第1支持部22と第2支持部12とを、往復移動距離以上の距離だけ同方向に移動させる構成を採用している。このような構成を採用することにより、ねじ軸13、14とボール10との接触領域が、既に繰り返し接触した領域とは異なる領域となり、ねじ軸13、14における所定の領域が疲労限界となることを遅延させることが可能となる。
For this reason, in this material testing machine, when the
この場合においては、制御部60における位置演算部61が、回転位置検出器44からの信号に基づいて、ねじ軸13、14におけるボール10との接触領域を演算する。そして、制御部60における記憶部62が、その接触領域を記憶する。また、位置演算部61は、ねじ軸13、14とボール10との接触領域を既に繰り返し接触した領域とは異なる領域とするために必要なねじ軸13、14、23、24の回転角度を演算する。そして、モータ42、43の駆動によりねじ軸13、14、23、24を回転させ、第1支持部22と第2支持部12とを必要な距離だけ同方向に移動させる。
In this case, the
なお、この第1支持部22と第2支持部12との移動は、一つの試験片100に対する材料試験中に行ってもよく、あるいは、一つの試験片100に対する材料試験が終了するたびに行ってもよい。すなわち、一つの試験片100に対して100万回の試験力を繰り返して付与する場合に、10万回の試験力を繰り返して付与する毎に第1支持部22と第2支持部12とを移動させてもよく、100万回の試験力を繰り返して付与して一つの試験片100に対する疲労試験が終了する毎に第1支持部22と第2支持部12とを移動させてもよい。
The movement of the
ところで、図3に示すように、ボールねじにおいては、多数のボール10は、ねじ軸13を中心として一定の角度θ毎に配設されている。このため、ねじ軸13、14とボール10との接触領域を既に繰り返し接触した領域とは異なる領域とするために、制御部60における位置演算部61がねじ軸13、14の回転角度を演算する場合には、その領域が互いに一定の角度毎に配置された次のボール10による接触位置と重複しないようにする必要がある。このため、制御部60における位置演算部61は、ボールねじにおけるねじ軸13、14を中心として配設された複数のボール10の間の領域でねじ軸13、14とボール10との当接位置を変化させる第1当接位置変更動作と、ボールねじにおけるナット15、16のねじ軸13、14の軸心と平行な方向のサイズ以上の距離だけナット13、14を第2支持部12とともにねじ軸13、14の軸心方向に移動させることによりねじ軸13、14とボール10との当接位置を変化させる第2当接位置変更動作とを実行するようにしている。
Incidentally, as shown in FIG. 3, in the ball screw, a large number of
上記第1の当接位置変更動作は、図3に示すように、ねじ軸13、14を中心として配設された複数のボール10が互いに角度θに相当する距離だけ離隔していた場合に、この角度θの間の領域でねじ軸13、14とボール10との当接位置を変化させる動作である。例えば、図3に示すように、多数のボール10がねじ軸13を中心として一定の角度θ毎に配設されていた場合において、この角度θを例えば7.2度とし、また、上述したようにねじ軸13、14を0.72度の範囲で正逆方向に回転を繰り返す場合を想定したときには、第1の当接位置変更動作においては、当接位置を10回変更することができ、この第1の当接位置変更動作のみによっても、装置の寿命を10倍とすることが可能となる。
As shown in FIG. 3, the first contact position changing operation is performed when a plurality of
上記第2の当接位置変更動作は、第2支持部12に配設されたナット15、16の鉛直方向のサイズ以上の距離だけ、ナット15、16を第2支持部12とともに上下方向に移動させることにより、ねじ軸13、14とボール10との当接位置を変化させる動作である。例えば、第2支持部12に配設されたナット15、16の鉛直方向のサイズが10cmであった場合には、ナット15、16を第2支持部12とともに、上下方向に10cm以上移動させることにより、ねじ軸13、14とボール10との当接位置を変化させることが可能となる。
In the second contact position changing operation, the nuts 15 and 16 are moved in the vertical direction together with the
制御部60における位置演算部61が、このような第1の当接位置変更動作と第2の当接位置変更動作とを実行することにより、ねじ軸13、14とボール10との当接位置を効率的に変更することが可能となる。
The
次に、この発明の他の実施形態について説明する。図5は、この発明の第2実施形態に係る材料試験機の概要図である。なお、上述した第1実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic diagram of a material testing machine according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the member similar to 1st Embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
上述した第1実施形態に係る材料試験機においては、第2支持部12を一対のねじ軸13、14により昇降させる構成を採用していた。これに対して、この第2実施形態に係る材料試験機においては、枠体状の第2支持部17を使用し、この第2支持部17に配設されたナット19と螺号する、第1チャック21と第2チャック11とを結ぶ試験力の付与方向と平行な方向に向けて配設されたねじ軸18をモータ42で回転させることにより、枠体状の第2支持部17を第2チャック11とともに昇降する構成となっている。
In the material testing machine which concerns on 1st Embodiment mentioned above, the structure which raises / lowers the
この第2実施形態に係る材料試験機においても、制御部60における位置演算部61が、ボールねじにおけるねじ軸18を中心として配設された複数のボール10の間の領域でねじ軸18とボール10との当接位置を変化させる第1当接位置変更動作と、ボールねじにおけるナット19のねじ軸18の軸心と平行な方向のサイズ以上の距離だけナット19を第2支持部12とともにねじ軸18の軸心方向に移動させることによってねじ軸18とボール10との当接位置を変化させる第2当接位置変更動作とを実行することにより、装置の寿命を延長することが可能となる。
Also in the material testing machine according to the second embodiment, the
次に、この発明のさらに他の実施形態について説明する。図6は、この発明の第3実施形態に係る材料試験機の概要図である。なお、上述した第2実施形態と同様の部材については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。 Next, still another embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic diagram of a material testing machine according to a third embodiment of the present invention. In addition, about the member similar to 2nd Embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
上述した第2実施形態に係る材料試験機においては、第2支持部17を昇降させるためのねじ軸18をモータ42により回転させるとともに、第1支持部22を昇降させるためのねじ軸23、24をモータ43により回転させる構成を採用していた。これに対して、この第3実施形態に係る材料試験機においては、第2支持部17を昇降させるためのねじ軸18と、第1支持部22を昇降させるためのねじ軸23、24とを、単一のモータ49により回転させる構成を採用している。
In the material testing machine according to the above-described second embodiment, the
この第3実施形態に係る材料試験機においては、第1支持部22と第2支持部17をと昇降させるために、ねじ軸18、23、24と平行な方向を向く駆動軸55が配設されている。この駆動軸55の下端部に配設されたプーリ56とモータ49の回転軸に配設されたプーリ57とは、ベルト58により連結されている。また、この駆動軸55の上端部には、プーリ51がクラッチ53を介して配設されており、駆動軸55の中央部には、プーリ52がクラッチ54を介して配設されている。
In the material testing machine according to the third embodiment, in order to raise and lower the
上述した第1、第2実施形態に係る材料試験機と同様、ねじ軸23に配設されたプーリ37とねじ軸24に配設されたプーリ38とは、ベルト39により連結されている。そして、ねじ軸24に配設されたプーリ40は、駆動軸55に対してクラッチ54を介して配設されたプーリ52と、ベルト46により連結されている。さらに、ねじ軸18に配設されたプーリ34は、駆動軸55に対してクラッチ53を介して配設されたプーリ51と、ベルト36により連結されている。
Similar to the material testing machine according to the first and second embodiments described above, the
この第3実施形態に係る材料試験機においては、クラッチ53とクラッチ54とは、制御部60からの指令により、プーリ51およびプーリ52と駆動軸55とを、選択的に接続する。クラッチ53によりプーリ51と駆動軸55とが接続された場合には、モータ49の駆動によりねじ軸18が回転し、第2支持部17が第2チャック11とともに昇降する。一方、クラッチ54によりプーリ52と駆動軸55とが接続された場合には、モータ49の駆動によりねじ軸23、24が回転し、第1支持部22が第1チャック21とともに昇降する。
In the material testing machine according to the third embodiment, the clutch 53 and the clutch 54 selectively connect the pulley 51, the
この第3実施形態に係る材料試験機においても、制御部60における位置演算部61が、ボールねじにおけるねじ軸18を中心として配設された複数のボール10の間の領域でねじ軸18とボール10との当接位置を変化させる第1当接位置変更動作と、ボールねじにおけるナット19のねじ軸18の軸心と平行な方向のサイズ以上の距離だけナット19を第2支持部12とともにねじ軸18の軸心方向に移動させることによってねじ軸18とボール10との当接位置を変化させる第2当接位置変更動作とを実行することにより、装置の寿命を延長することが可能となる。
Also in the material testing machine according to the third embodiment, the
なお、この第3実施形態に係る材料試験機においては、第1支持部22と第2支持部17とを同時に昇降させることはできない。このため、ねじ軸18とボール10との当接位置を変化させるための第1支持部22と第2支持部17との移動は、一つの試験片100に対する材料試験中に行うことはできない。このため、ねじ軸18とボール10との当接位置を変化させるための第1支持部22と第2支持部17との移動は、一つの試験片100に対する材料試験が終了した時点で行う必要がある。
In the material testing machine according to the third embodiment, the
なお、上述した実施形態においては、いずれも、第1支持部22と第2支持部12、17の両方をボールねじにより昇降させている。このとき、微小距離だけ正確に往復移動する第2支持部12、17はボールねじにより昇降させる必要があるが、第1支持部22は、台形ねじなど他のねじ機構や、その他の移動機構を利用して昇降させる構成を採用してもよい。
In the above-described embodiments, both the
また、上述した実施形態においては、試験片100の上端を把持するチャックを備えた支持部を第1支持部とし、試験片100の下端を把持するチャックを備えた支持部を微小距離だけ往復移動する第2支持部としているが、試験片100の下端を把持するチャックを備えた支持部を第1支持部とし、試験片100の上端を把持するチャックを備えた支持部を微小距離だけ往復移動する第2支持部としてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the support portion including the chuck that holds the upper end of the
10 ボール
11 第2チャック
12 第2支持部
13 ねじ軸
14 ねじ軸
15 ナット
16 ナット
17 第2支持部
18 ねじ軸
19 ナット
21 第1チャック
22 第1支持部
23 ねじ軸
24 ねじ軸
25 ナット
26 ナット
42 モータ
43 モータ
44 回転位置検出器
45 回転位置検出器
49 モータ
60 制御部
61 位置演算部
62 記憶部
100 試験片
10
Claims (2)
前記第1チャックを支持する第1支持部と、
前記第1支持部を、前記第1チャックと前記第2チャックとを結ぶ試験力の付与方向と平行な方向に移動させる移動機構と、
前記第2チャックを支持する第2支持部と、
前記試験力の付与方向と平行な方向に向けて配設されモータの駆動により回転するねじ軸と、前記第2支持部に配設され前記ねじ軸と螺合するナットと、前記ねじ軸と前記ナットとの間に配設される複数のボールとを備えるボールねじと、
前記モータによる前記ねじ軸の回転を制御することにより、前記試験片に対して試験力を繰り返して付与するときの前記ねじ軸と前記ボールとの当接位置を変更する当接位置制御部と、
を備えたことを特徴とする材料試験機。 While holding both ends of the test piece with the first chuck and the second chuck, the test force is repeatedly applied to the test piece by reciprocating the second chuck with respect to the first chuck by a minute distance. A material testing machine for performing fatigue tests,
A first support part for supporting the first chuck;
A moving mechanism for moving the first support portion in a direction parallel to a direction in which a test force is applied to connect the first chuck and the second chuck;
A second support part for supporting the second chuck;
A screw shaft that is arranged in a direction parallel to the direction in which the test force is applied and that is rotated by driving a motor, a nut that is provided in the second support portion and is screwed with the screw shaft, the screw shaft, and the screw shaft A ball screw comprising a plurality of balls disposed between the nuts;
A contact position control unit that changes the contact position between the screw shaft and the ball when the test force is repeatedly applied to the test piece by controlling the rotation of the screw shaft by the motor;
A material testing machine characterized by comprising:
前記当接位置制御部は、
前記ボールねじにおける前記ねじ軸を中心として配設された複数のボールの間の領域で、前記ねじ軸と前記ボールとの当接位置を変化させる第1当接位置変更動作と、
前記ボールねじにおける前記ナットの前記ねじ軸の軸心と平行な方向のサイズ以上の距離だけ、前記ナットを前記ねじ軸の軸心方向に移動させることにより、前記ねじ軸と前記ボールとの当接位置を変化させる第2当接位置変更動作と、
を実行する材料試験機。
The material testing machine according to claim 1,
The contact position control unit includes:
A first contact position changing operation for changing a contact position between the screw shaft and the ball in a region between a plurality of balls disposed around the screw shaft in the ball screw;
By moving the nut in the axial direction of the screw shaft by a distance equal to or larger than the size of the ball screw in the direction parallel to the axial center of the screw shaft, the screw shaft and the ball come into contact with each other. A second contact position changing operation for changing the position;
Performing material testing machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013131277A JP2015004631A (en) | 2013-06-24 | 2013-06-24 | Material testing machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013131277A JP2015004631A (en) | 2013-06-24 | 2013-06-24 | Material testing machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015004631A true JP2015004631A (en) | 2015-01-08 |
Family
ID=52300648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013131277A Pending JP2015004631A (en) | 2013-06-24 | 2013-06-24 | Material testing machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2015004631A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017203689A (en) * | 2016-05-11 | 2017-11-16 | 株式会社島津製作所 | Fatigue and durability testing device |
CN110606232A (en) * | 2019-10-21 | 2019-12-24 | 浙江甬源科技有限公司 | Test braid all-in-one machine and packaging method |
US20240159635A1 (en) * | 2020-10-05 | 2024-05-16 | Illinois Tool Works Inc. | Material testing machines with movable lower crossbeams |
-
2013
- 2013-06-24 JP JP2013131277A patent/JP2015004631A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017203689A (en) * | 2016-05-11 | 2017-11-16 | 株式会社島津製作所 | Fatigue and durability testing device |
CN110606232A (en) * | 2019-10-21 | 2019-12-24 | 浙江甬源科技有限公司 | Test braid all-in-one machine and packaging method |
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