ロードセル矯正治具、高速引張り試験機および高速引張り試験方法

【課題】例えば樹脂などの低強度の高速引張り試験を行う際に、反射波によるノイズを発生させることなく、ロードセルの曲がりによる影響を受けないようにロードセルの曲がりを矯正することが可能なロードセル矯正治具およびこれを用いて、簡易に正確な測定が可能な高速引張り試験機等を提供する。
【解決手段】錘７の逃げ部３１の開口側には、略鉛直方向に壁体９が設けられる。壁体９には、前述のガイドや、矯正治具１３を取り付けることができる。矯正治具１３は、ロードセル１１を矯正する矯正部を有する。ロードセル１１はロードセル貫通部３９において矯正治具１３を貫通する。矯正治具１３の線材である紐４９により、ロードセル１１をロードセル１１の軸方向に垂直な任意の方向へ矯正することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲がりを有するロードセルを用いても、反射波等の影響を受けずに精度良く高速引張り試験を行うことができるロードセル矯正治具、およびこれを用いた高速引張り試験機および高速引張り試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、材料の高速変形特性等を測定するための方法として、いくつかの試験装置等が提案されている。しかし、高速での引張り試験においては、高速変形特有の衝撃に伴う振動等により生じるノイズが問題となる。したがって、材料の高速引張り試験を行う場合には、このノイズを除去する必要がある。
【０００３】
このような振動等のノイズを除去して精度よく高速変形特性を測定する装置といては、たとえば、試験片に高いひずみ速度を付与し、この際に試験片が取り付けられる出力棒により変形時の応力を測定し、出力棒の端部から２００ｍｍ以内を拘束することで出力棒の振動を抑制する装置がある（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−４０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のような装置では、試験片の応力を測定する出力棒の一部を完全に拘束するため、試験片に高速のひずみを付与する際に生じる振動が出力棒を伝い、拘束部で反射して試験片方向へもどるため、出力棒において測定される応力値にノイズを付与する恐れがあるという問題がある。
【０００６】
このような反射波によるノイズは、試験片強度が小さい場合には特に大きな問題となる。たとえば、特許文献１のように金属試験片を対象とするのであれば、当該ノイズの影響は無視できるほど小さいが、樹脂試験片等のように強度が小さい試験材料の高速引張り試験を行う際には、応力に対するノイズの大きさが大きい。このため、正確に強度を計測することができないという問題がある。例えば、樹脂によっては金属の１／１００程度の強度しかないため、試験によって検出される応力は、金属試験片の場合に対して１／１００程度となる場合がある。このため、わずかなノイズであっても、試験結果に与える影響が大きい。
【０００７】
図７は、このような試験片の高速での引張り強度を測定する装置の一例としての高速引張り試験機５０を示す図である。高速引張り試験機５０は、ベース５１上に一対のガイド５３が鉛直方向に設けられ、ガイド５３は上方で天板５８によって固定される。ガイド５３の間には、ロードセル５５が略鉛直方向にロードセル締結部６１によって固定される。
【０００８】
ロードセル５５の下方には、試験片６５が設けられている。試験片６５の下方には試験治具６７が設けられる。すなわち、ロードセル５５は試験片６５を介して試験治具６７と接合されている。
【０００９】
錘５９は、ガイド５３が貫通しており、ガイド５３に沿って下方に落下する。なお、錘５９には切り欠きが設けられており、錘５９はロードセル５５および試験片６５と接触することはない。錘５９を所定の高さから落下させると、錘５９の落下高さおよび質量に応じた力を試験治具６７に付与する。
【００１０】
錘５９により瞬間的に力を受けた試験治具６７は試験片６５へ力を付与する。試験片６５は錘５９から受ける力によって破断する。錘５９はショックアブソーバ６３により受け止められる。以上により試験片６５の高速引張り試験が完了する。
【００１１】
試験片６５は錘５９から力を受ける際、力に応じて変形する。この際に受ける応力は、ロードセル５５に設けられた図示を省略したひずみゲージなどによって検出されたひずみから算出される。
【００１２】
しかし、錘５９が試験治具６７へ与える衝撃は、ロードセル５５に伝達される。したがって、衝撃による振動波がロードセル５５内を伝播し、ロードセル締結部６１で反射し、反射波が試験片６５方向へ戻る（図中矢印Ｑ）。したがって、錘５９から力を受け始めてから、完全に破断するまでの間に反射波がロードセル５５の端部まで戻ってきてしまうと、ロードセル５５による応力の計測値に影響を与える。このため、ロードセル５５は十分に長い必要がある。
【００１３】
一方、ロードセル５５には、通常、金属製の棒材が用いられる。しかし、前述の通り、ロードセルは所定の長さが必要であり、また強度が比較的低いため、製造時に完全にまっすぐには矯正できず、ある程度の曲がりが生じている。
【００１４】
図８（ａ）は、図７のＰ部の拡大図である。ロードセル５５の先端には、ピン６９によって試験片６５が接合される。また、試験片６５の下方には試験治具６７がピン７１によって接合されている。ロードセル５５に曲がりが生じていると、試験片６５との取付部が鉛直にはならず、角度が形成される。
【００１５】
この状態で、試験片６５へ力を付与すると（図中矢印Ｕ方向）、ロードセル５５にはその反力に応じた力が付与されるが、力Ｕに対応する反力であるＲは、ロードセル５５の軸方向の力Ｓと、これと垂直な方向の力Ｔとに分力される。すなわち、ロードセル５５には曲げ方向の力が付与される。
【００１６】
したがって、図８（ｂ）に示すように、ロードセル５５で検出される荷重は、曲げ応力に伴い、荷重初期にノイズ（図中Ｖ部）が発生し、正確な測定が妨げられる。
【００１７】
また、図９（ａ）に示すように、ロードセル５５の曲がりの影響を除去するため、特許文献１と同様にロードセル５５を拘束する固定治具７５を設けると、ロードセル５５はまっすぐに矯正されるが、試験片６５に最も近い固定治具７５の位置で前述の振動波が反射する（図中矢印Ｗ）。この場合、図９（ｂ）に示すように終期近傍に、反射波によるノイズ（図中Ｘ部）が発生し、正確な測定が妨げられる。このような問題は、ロードセル５５を固定することによるロードセル５５自身の共振周波数が高くなることに起因する。したがって、ロードセル５５の長さを長くすることにより、反射波が戻るまでの時間を稼ぐ効果が得られない。
【００１８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、例えば樹脂などの低強度の高速引張り試験を行う際に、反射波によるノイズを発生させることなく、ロードセルの曲がりによる影響を受けないようにロードセルの曲がりを矯正することが可能なロードセル矯正治具およびこれを用いて、簡易に正確な測定が可能な高速引張り試験機等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、高速引張り試験機に用いられるロードセルを拘束する治具であって、プレートと、前記プレートの先端に設けられるロードセル貫通部と、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの軸方向に略垂直な方向に力を付与する第１のロードセル矯正手段と、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの軸方向に略垂直であり、かつ前記第１のロードセル矯正部が前記ロードセルへ付与する力の方向とは略垂直な方向に力を付与する第２のロードセル矯正手段と、を具備し、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルの軸方向に対して略垂直な任意の方向に力を付与することが可能であることを特徴とするロードセル矯正治具である。
【００２０】
前記プレートの先端に突出する一対のアームと、一対の前記アーム上にそれぞれ設けられる第１の柱体および第２の柱体と、前記第１の柱体の後方に設けられ、線材の巻き取りが可能な第１の巻き取り部と、前記プレート上の一方の側端近傍に設けられる第３の柱体と、前記第３の柱体に対して前記プレートの他方の側端近傍に設けられる第２の巻き取り部と、を更に具備し、前記第１のロードセル矯正手段は、前記第１の巻き取り部と前記第１の柱体とに掛けられる第１の線材とを有し、前記第２のロードセル矯正手段は、前記第２の巻き取り部と少なくとも前記第３の柱体とに掛けられる第２の線材とを有してもよい。
【００２１】
前記第１の線材および前記第２の線材は、剛性がなく、表面に凹凸が形成されることが望ましい。
【００２２】
ここで、線材とは、凧糸などの綿や麻などの繊維質の紐部材や、金属や樹脂の細線なども含むものである。
【００２３】
第１の発明によれば、高速引張り試験に用いられるロードセルの曲がりを簡易に矯正することができる。また、ロードセルに対して、互いに垂直な２方向に力を付与することができるため、ロードセルの曲がり方向に応じて、任意の方向へ力を付与し、ロードセルを矯正することができる。また、ロードセル矯正治具は、ロードセル貫通部を有するため、ロードセルを高速引張り試験機へ取り付けた状態でロードセルの矯正を行うことができる。このため、簡易に確実にロードセルの矯正を行うことができる。
【００２４】
また、矯正手段が柱体と線材と線材を巻き取るための巻き取り部を有すれば、ロードセルに線材を掛けた状態で。線材を所定量巻き取ることで、容易にロードセルへ力を付与することができるため、矯正が容易である。また、剛性がなく表面に凹凸のある線材を用いることで、ロードセルは完全に拘束されず、またロードセルと線材との接触面積が小さく、すべりを生じないため、反射波の発生が抑制される。
【００２５】
第２の発明は、ベースと、前記ベース上に略鉛直方向に起立する一対のガイドと、前記ガイドが貫通し、略中央に逃げ部が設けられ、ガイドに沿って移動可能な錘と、略鉛直方向に設けられ、前記逃げ部を貫通するロードセルと、前記錘の後方に設けられる壁部と、前記壁部に少なくとも１箇所設けられ、前記ロードセルの曲がりを矯正するロードセル拘束治具と、を具備し、前記ロードセル拘束治具は、プレートと、前記プレートの先端に設けられるロードセル貫通部と、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの軸方向に略垂直な方向に力を付与する第１のロードセル拘束部と、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの軸方向に略垂直であり、かつ前記第１のロードセル拘束手段が前記ロードセルへ付与する力の方向とは略垂直な方向に力を付与する第２のロードセル拘束手段と、を具備し、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルの軸方向に対して略垂直な任意の方向に力を付与することが可能であることを特徴とする高速引張り試験機である。
【００２６】
前記ロードセル矯正治具の大きさは、前記逃げ部の大きさよりも小さく、前記ロードセル拘束治具は、前記プレートの先端に突出する一対のアームと、一対の前記アーム上にそれぞれ設けられる第１の柱体および第２の柱体と、前記第１の柱体の後方に設けられ、線材の巻き取りが可能な第１の巻き取り部と、前記プレート上の一方の側端近傍に設けられる第３の柱体と、前記第３の柱体に対して前記プレートの他方の側端近傍に設けられる第２の巻き取り部と、を更に具備し、前記第１のロードセル拘束手段は、前記第１の巻き取り部と前記第１の柱体とに掛けられる第１の線材とを有し、前記第２のロードセル拘束手段は、前記第２の巻き取り部と少なくとも前記第３の柱体とに掛けられる第２の線材とを有してもよい。
【００２７】
また、前記第１の線材および前記第２の線材は、剛性がなく、表面に凹凸が形成されることが望ましい。
【００２８】
第２の発明によれば、ロードセルの曲がりを簡易に矯正することができため、簡易に高い精度で高速引張り試験を行うことができる。また、ロードセルに対して、互いに垂直な２方向に力を付与することができるため、ロードセルの曲がり方向に応じて、任意の方向へ力を付与し、ロードセルを矯正することができる。特に矯正治具の大きさが逃げ部の大きさよりも小さいので、錘７が矯正治具と接触することがない。
【００２９】
また、矯正手段が柱体と線材と線材を巻き取るための巻き取り部を有すれば、ロードセルに線材を掛けた状態で。線材を所定量巻き取ることで、容易にロードセルへ力を付与することができるため、矯正が容易である。また、剛性がなく表面に凹凸のある線材を用いることで、ロードセルは完全に拘束されず、またロードセルと線材との接触面積が小さく、すべりを生じないため、反射波の発生が抑制される。
【００３０】
第３の発明は、材料の高速引張り試験方法であって、ベースと、前記ベース上に略鉛直方向に起立する一対のガイドと、前記ガイドが貫通し、略中央に逃げ部が設けられ、ガイドに沿って移動可能な錘と、略鉛直方向に設けられ、前記逃げ部を貫通するロードセルと、前記錘の後方に設けられる壁部と、前記壁部に少なくとも１箇所設けられ、先端にロードセル貫通部を有し、前記ロードセルの曲がりを矯正するロードセル矯正治具と、を具備する高速引張り試験機を用い、前記ロードセル矯正治具に設けられた第１のロードセル矯正手段により、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの軸方向に略垂直な方向に力を付与するとともに、前記ロードセル矯正治具に設けられた第２のロードセル矯正手段により、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの略軸方向に垂直かつ前記第１のロードセル矯正手段が前記ロードセルへ付与する力の方向に略垂直な方向に力を付与し、前記ロードセルの曲がりを矯正した状態で、前記錘を落下させて、前記ロードセル下方に設けられた試験片へ力を付与することを特徴とする材料の高速引張り試験方法である。
【００３１】
前記ロードセル拘束治具は、前記プレートの先端に突出する一対のアームと、一対の前記アーム上にそれぞれ設けられる第１の柱体および第２の柱体と、前記第１の柱体の後方に設けられ、線材の巻き取りが可能な第１の巻き取り部と、前記プレート上の一方の側端近傍に設けられる第３の柱体と、前記第３の柱体に対して前記プレートの他方の側端近傍に設けられる第２の巻き取り部と、を更に具備し、前記第１のロードセル拘束手段は、前記第１の巻き取り部から前記ロードセルを介して前記第１の柱体に掛けられる第１の線材を、前記第１の巻き取り部により巻き取ることで前記ロードセルに力を付与するとともに、前記第２のロードセル拘束手段は、前記第２の巻き取り部から前記ロードセルを介して、少なくとも前記第３の柱体に掛けられる第２の線材を、前記第２の巻き取り部により巻き取ることで前記ロードセルに力を付与してもよい。
【００３２】
また、前記第１の線材および前記第２の線材は、剛性がなく、表面に凹凸が形成されることが望ましい。
【００３３】
第３の発明によれば、簡易にロードセルの曲がりを矯正することができ、正確な高速引張り試験を行うことができる。また、ロードセルに対して、互いに垂直な２方向に力を付与することができるため、ロードセルの曲がり方向に応じて、任意の方向へ力を付与し、ロードセルを矯正することができる。
【００３４】
また、矯正手段が柱体と線材と線材を巻き取るための巻き取り部を有すれば、ロードセルに線材を掛けた状態で。線材を所定量巻き取ることで、容易にロードセルへ力を付与することができるため、矯正が容易である。また、剛性がなく表面に凹凸のある線材を用いることで、ロードセルは完全に拘束されず、またロードセルと線材との接触面積が小さく、すべりを生じないため、反射波の発生が抑制される。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、例えば樹脂などの低強度の高速引張り試験を行う際に、反射波によるノイズを発生させることなく、ロードセルの曲がりによる影響を受けないようにロードセルの曲がりを矯正することが可能なロードセル矯正治具およびこれを用いて、簡易に正確な測定が可能な高速引張り試験機等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態にかかる高速引張り試験機１について説明する。図１は、高速引張り試験機１を示す正面図である。
【００３７】
高速引張り試験機１は、主にベース３、ガイド５、錘７、矯正治具１３等から構成される。
【００３８】
ベース３上に、一対のガイド５がほぼ鉛直方向に平行に起立して設けられる。一対のガイド５は天板１５で固定される。ガイド５は、錘７をガイドに沿ってまっすぐに落下させる機能を有する。
【００３９】
一対のガイド５の間には、ロードセル１１が略鉛直方向に設けられる。ロードセル１１は、天板１５と接合されるロードセル締結部１９で上端が固定され、他端を下方に向けて吊下げられた状態で設置される。ロードセル１１は、試験時に試験片に生じる応力を測定する機能を有する。
【００４０】
ロードセル１１としては、特に樹脂材料の高速引張り試験においては、音響インピーダンスの整合性を考慮してマグネシウムを用いることが望ましい。例えばマグネシウムの押し出し材を使用することができる。また、反射波の影響を防ぐためには、ロードセル１１の長さが長いほうが良く、例えば２ｍ程度である。
【００４１】
ロードセル１１の下方には試験片２１が設けられる。図２は図１のＡ部拡大図である。ロードセル１１の下方には溝加工が施されており、溝に試験片２１が挿入される。試験片２１およびロードセル１１の端部には対応する位置に穴が設けられ、ピン２５で接合される。
【００４２】
試験片２１の下方には試験治具２３が設けられる。試験治具２３の上方には溝加工が施されており、溝に試験片２１の下端が挿入される。試験片２１および試験治具２３の端部には対応する位置に穴が設けられ、ピン２７で接合される。
【００４３】
試験治具２３には試験片２１取付部から両方の側に、略水平方向に向けてアーム２９が設けられる。アーム２９は錘７が衝突し、力を受ける部位である。
【００４４】
錘７には、ガイド５が貫通する。図３は、錘７の下方から見た図（図１のＢ−Ｂ線断面図）である。錘７の両端近傍にはそれぞれガイド５が貫通しており、錘７はガイド５に沿って移動可能である。錘７の一対のガイド５貫通部の間には、逃げ部３１が設けられる。逃げ部３１は例えばＵ字状の切り欠きである。ロードセル１１は逃げ部３１を貫通する。したがって、ロードセル１１は錘７と接触することがない。
【００４５】
逃げ部３１のロードセル１１貫通部の両脇には両側方に向けて溝３３が設けられる。溝３３は前述した試験治具２３のアーム２９が衝突する部位である。すなわち、錘７はガイド５に沿って移動するため、略鉛直方向に落下する。アーム２９は試験治具の両脇に水平方向に設けられる。このため、錘７は両側のアーム２９に同時に接触し、試験治具２３に対して鉛直方向に力を付与することができる。
【００４６】
なお、図示は省略するが、試験治具２３の後方に試験治具２３の形状に沿って鉛直方向に設けられた溝部を有するガイドを設けてもよい。当該ガイドを用い、試験治具２３を溝に沿わせることで、試験治具２３は確実に鉛直方向に向けられ、また、錘７から力を受けた際にガイド溝にそって下方へ移動するため、試験治具２３を確実に鉛直方向に移動させることができる。したがって、試験片２１へ確実に鉛直方向の力を付与させることができる。
【００４７】
錘７の逃げ部３１の開口側（高速引張り試験機１の後方）には、略鉛直方向に壁体９が設けられる。壁体９には、前述のガイドや、矯正治具１３を取り付けることができる。
【００４８】
図４は、図１のＣ−Ｃ線断面図である。矯正治具１３は壁体９に取り付けられる。矯正治具１３はロードセル１１の曲がりを矯正する機能を有する。なお、矯正治具１３の取り付け個数は、ひとつでも良く複数でも良い。ロードセル１１の状態に応じて適宜決定される。
【００４９】
図４に示すように、矯正治具１３は、錘７の逃げ部３１の大きさよりも小さい。したがって、錘７がガイド５に沿って移動する際にも、錘７は矯正治具１３と接触することはない。なお、矯正治具１３の詳細は後述する。
【００５０】
ガイド５の下方には、ショックアブソーバ１７が設けられる。ショックアブソーバ１７は、錘７を落下させた際に、落下のエネルギを吸収し、錘７や高速引張り試験１が破損することを防止する。
【００５１】
図１の状態において、図示を省略した錘７の落下装置を起動すると（例えば電磁石などの電流を切断すると）、錘７は所定の高さから重力により落下する。錘７は、前述の通り、試験治具２３のアーム２９と衝突し、試験治具２３へエネルギを与える。試験治具２３に付与された力によって、試験片２１は引っ張られる。試験片２１は引張力に応じた応力で変形しその後破断する。
【００５２】
ロードセル１１の試験片２１取付部近傍には、図示を省略した応力測定部が設けられる。応力測定部は、たとえば、ロードセル１１下端にひずみゲージが張りつけられ、ロードセル１１に生じたひずみ量から応力を算出すればよい。
【００５３】
試験片２１が高速で引張られた際の応力は、その反力がロードセル１１の応力測定部で検出される。したがって、試験片２１に生じた応力を知ることができる。錘７によって付与されたエネルギと試験片２１に生じた応力とから、試験片２１の高速引張り強度を知ることができる。
【００５４】
次に、矯正治具１３の詳細を説明する。図５は矯正治具１３を示す斜視図である。矯正治具１３は主に、プレート３５、柱体３７、アーム４１、巻き取り部４５等から構成される。ここで、図中矢印Ｍ方向をプレート３５の長手方向とする。また、プレート３５の長手方向と直交する、図中矢印Ｎ方向をプレート３５の幅方向とする。
【００５５】
プレート３５は板状部材である。プレート３５の長手方向後端部はＬ字状に折曲げられる。折曲げられた部位が取付部４７となる。取付部４７は壁体９との取付に用いられ、直接または他部材を介して壁体９とプレート３５とが接合される。
【００５６】
プレート３５の長手方向先端において、プレート３５の幅方向の両側にはアーム４１（４１ａ、４１ｂ）がそれぞれ設けられる。アーム４１ａ、４１ｂで囲まれた部位はロードセル貫通部３９となる。ロードセル１１はロードセル貫通部３９において矯正治具１３を貫通する。アーム４１ａ、４１ｂにはプレート３５に垂直な方向に起立する柱体３７ａ、３７ｂがそれぞれ設けられる。
【００５７】
柱体３７ａの長手方向後方（すなわち、プレート３５の長手方向の略中央であって、プレート３５の幅方向端部近傍）には、巻き取り部４５ｂおよびつまみ４３ｂが設けられる。巻き取り部４５ｂはプレート３５の長手方向先端方向に向けて設けられる。巻き取り部４５ｂの後方には柱体３７ｃが設けられる。なお、柱体３７（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ）の高さは、巻き取り部４５ｂの高さよりも高さが高い。
【００５８】
柱体３７ｂの長手方向後方（すなわち、プレート３５の長手方向の後端近傍であって、巻き取り部４５ｂとは反対側のプレート３５の幅方向端部近傍）には、巻き取り部４５ａおよびつまみ４３ａが設けられる。巻き取り部４５ａはプレート３５の幅方向外方に向けて設けられる。なお、巻き取り部４５ａは巻き取り部４５ｂよりも高い位置に設けられる。
【００５９】
つまみ４３ａを回転させると、巻き取り部４５ａが回転する。たとえば、図中矢印Ｄ方向へつまみ４３ａを回転させると、巻き取り部４５ａは図中矢印Ｅ方向へ回転する。つまみ４３ａを逆方向へ回転させれば、巻き取り部４５ａは逆方向へ回転する。なお、巻き取り部４５ａは、巻き取り部４５ａに線材が巻きつけられ、線材に張力が生じた場合でも逆転回転しない。
【００６０】
同様に、つまみ４３ｂを回転させると、巻き取り部４５ｂが回転する。たとえば、図中矢印Ｆ方向へつまみ４３ｂを回転させると、巻き取り部４５ｂは図中矢印Ｇ方向へ回転する。つまみ４３ｂを逆方向へ回転させれば、巻き取り部４５ｂは逆方向へ回転する。なお、巻き取り部４５ｂは、巻き取り部４５ｂに線材が巻きつけられ、線材に張力が生じた場合でも逆転回転しない。巻き取り部４５（４５ａ、４５ｂ）およびつまみ４３（４３ａ、４３ｂ）としては、弦楽器等に用いられるペグが使用できる。
【００６１】
次に、矯正治具１３の使用方法を説明する。図６は矯正治具１３の使用方法を示す図である。
【００６２】
まず、矯正治具１３を壁体９に設置し、ロードセルを設置した状態において、ロードセル貫通部３９を貫通するロードセル１１が矯正治具１３のから遠ざかる方向に曲がっている場合を説明する。この場合、ロードセル１１を矯正治具１３側へ引っ張る必要がある（図６（ａ））。
【００６３】
柱体３７ｃに線材である紐４９ａを接合する。紐４９ａとしては、ロードセル１１の直径よりも十分に小さく、また、剛性がなく表面に凹凸があるものが望ましい。たとえば凧糸などの繊維糸である。表面に凹凸がある方が、ロードセル１１との接触面積を小さくでき、エネルギが紐４９ａを伝って漏れることを防ぐことができる。紐４９ａは柱体３７ｃからロードセル１１の外側に掛けられて巻き取り部４５ａに接合される。すなわち、ロードセル１１は、紐４９ａによって柱体３７ｃおよび巻き取り部４５ａに支持される。この状態でつまみ４３ａを回転させると（図中矢印Ｈ方向）、巻き取り部４５ａは回転し、紐４９ａが巻き取り部４５ａに巻きつけられる。したがって、紐４９ａによってロードセル１１は矢印Ｉ方向へ引張られる。すなわち、紐４９ａが巻き取り部４５ａと柱体３７ｃとに掛けられた部分がロードセル１１の矯正部となる。
【００６４】
なお、ロードセル１１を壁体９方向へまっすぐに引っ張るためには、ロードセル１１を中心として、矯正治具の長手方向に対してロードセル１１から柱体３７ｃへの紐４９ａがなす角度と、ロードセル１１から巻き取り部４５ａへの紐４９ａがなす角度とが同一であることが望ましい。
【００６５】
次に、矯正治具１３を壁体９に設置し、ロードセルを設置した状態において、ロードセル貫通部３９を貫通するロードセル１１が矯正治具１３へ近付く方向に曲がっている場合を説明する。この場合、ロードセル１１を矯正治具１３から離れる方向へ引っ張る必要がある（図６（ｂ））。
【００６６】
柱体３７ｃに線材である紐４９ｂを接合する。紐４９ｂは柱体３７ｃから柱体３７ａの外側に掛けられる。更に紐４９ｂは、柱体３７ａからロードセル１１の内側に掛けられ、柱体３７ｂに掛けられ、柱体３７ｂから巻き取り部４５ａに接合される。すなわち、ロードセル１１は、紐４９ｂによって柱体３７ａおよび柱体３７ｂに支持される。この状態でつまみ４３ａを回転させると（図中矢印Ｈ方向）、巻き取り部４５ａは回転し、紐４９ｂが巻き取り部４５ａに巻きつけられる。したがって、紐４９ｂによってロードセル１１は矢印Ｊ方向へ引っ張られる。すなわち、紐４９ｂが巻き取り部４５ａと柱体３７ａ、３７ｂを介して柱体３７ｃへ掛けられた部分がロードセル１１の矯正部となる。
【００６７】
なお、ロードセル１１を壁体９に対して垂直に引っ張るためには、ロードセル１１を中心として、矯正治具１３の長手方向に対してロードセル１１から柱体３７ａへの紐４９ｂがなす角度と、ロードセル１１から柱体３７ｂへの紐４９ｂがなす角度とが同一であることが望ましい。
【００６８】
次に、矯正治具１３を壁体９に設置し、ロードセルを設置した状態において、ロードセル貫通部３９を貫通するロードセル１１が矯正治具１３に対して側方に曲がっている場合を説明する。この場合、ロードセル１１を矯正治具１３に対して側方へ引っ張る必要がある（図６（ｃ））。
【００６９】
柱体３７ａに線材である紐４９ｃを接合する。紐４９ｃは柱体３７ａからロードセル１１の側方に掛けられて巻き取り部４５ｂに接合される。すなわち、ロードセル１１は、紐４９ｃによって柱体３７ａおよび巻き取り部４５ｂに支持される。この状態でつまみ４３ｂを回転させると（図中矢印Ｋ方向）、巻き取り部４５ｂは回転し、紐４９ｃが巻き取り部４５ｂに巻きつけられる。したがって、紐４９ｃによってロードセル１１は矢印Ｌ方向へ引っ張られる。すなわち、紐４９ｃが巻き取り部４５ｂと柱体３７ａとに掛けられた部分がロードセル１１の矯正部となる。
【００７０】
なお、ロードセル１１を壁体９に対して平行に引っ張るためには、ロードセル１１を中心として、矯正治具１３の幅方向に対してロードセル１１から柱体３７ａへの紐４９ｃがなす角度と、ロードセル１１から巻き取り部４５ｂへの紐４９ｃがなす角度とが同一であることが望ましい。
【００７１】
また、図６（ｃ）とは逆の側に引張力を付与したい場合には、矯正治具１３を壁体９に反対向き（下向きに）設置し、同様に紐４９ｃによりロードセル１１を引っ張れば良い。
【００７２】
矯正治具１３による引張方向は、引張治具１３の長手方向（図６（ａ）または図６（ｂ））および幅方向（図６（ｃ）および矯正治具１３を逆向きに設置した状態）を組み合わせることで、任意の方向に対してロードセル１１を引っ張ることができる。この際、矯正治具１３の長手方向への引張力を付与する場合に掛けられる紐４９ａ、４９ｂは、巻き取り部４５ａの高さで掛けられる。一方、矯正治具１３の幅方向への引張力を付与する場合に掛けられる紐４９ｃは、巻き取り部４５ｂの高さで掛けられる。巻き取り部４５ａと巻き取り部４５ｂとは高さが異なるため、同時に互いに垂直な２方向への引張力を付与した場合でも、紐同士が干渉することはない。
【００７３】
なお、ロードセル１１の矯正を確実に行うためには、ロードセル締結部１９近傍から下方に向かってレーザーを照射し、または重錘が取り付けられた紐をたらして、ロードセル１１が鉛直方向にまっすぐになっているかどうかを確認しながら調整すれば良い。
【００７４】
以上説明したように、本発明の実施形態にかかる高速引張り試験機１によれば、試験片２１の高速での引張り強度を簡易に正確に測定することができる。特に、長さが長いロードセル１１を用いるため、試験片２１へ付与された衝撃による振動波（反射波）の影響を防ぐことができる。
【００７５】
また、矯正治具１３を用いればロードセル１１の曲がりを矯正することができ、ロードセル１１の曲がりに起因するノイズの発生を抑制することができる。すなわち、ロードセル１１の軸方向と試験片２１および試験片２１の引張方向を一直線方向に位置させることができる。さらに、矯正治具１３は線材である紐４９によりロードセル１１を矯正するため、ロードセル１１が剛固定されることがない。したがって、ロードセル１１は完全に拘束されず、ロードセル１１を伝播する衝撃による振動波が矯正治具１３位置で反射することがない。したがって、反射波によるノイズの影響を抑制することができる。
【００７６】
また、矯正治具１３によれば、試験片２１の破断後にロードセル１１に発生する剛体振れを抑制することもできる。
【００７７】
矯正治具１３によるロードセルの調整は、紐４９を所定の方法でかけた後、巻き取り部４５により紐４９の引張り量を調整するのみであるため、簡易であり、確実にロードセル１１をロードセル１１の軸方向に垂直な任意の方向へ矯正することができる。したがって、矯正治具１３の設置場所、設置個数、矯正治具１３の各設置部位におけるロードセル１１の矯正方向および矯正量を調整することで、ロードセル１１がどのような曲がりを有していても確実に矯正することができる。
【００７８】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】高速引張り試験機１を示す図。
【図２】図１のＡ部拡大図で、試験片２３近傍の拡大図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図で、錘７の下方断面図。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図で、矯正治具１３近傍の断面図。
【図５】矯正治具１３を示す斜視図。
【図６】矯正治具１３によりロードセル１１を矯正する方法を示す図。
【図７】高速引張り試験機５０を示す図。
【図８】（ａ）は図７のＰ部拡大図で、試験片６５近傍の拡大図、（ｂ）はノイズＶを示す概念図。
【図９】（ａ）は固定治具７５を設置した高速引張り試験機５０を示す図、（ｂ）はノイズＸを示す概念図。
【符号の説明】
【００８０】
１、５０………高速引張り試験機
３………ベース
５………ガイド
７………錘
９………壁体
１１………ロードセル
１３………矯正治具
１５………天板
１７………ショックアブソーバ
１９………ロードセル締結部
２１………試験片
２３………試験治具
２５………ピン
２７………ピン
２９………アーム
３１………逃げ部
３３………溝
３５………プレート
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ………柱体
３９………ロードセル貫通部
４１ａ、４１ｂ………アーム
４３ａ、４３ｂ………つまみ
４５ａ、４５ｂ………巻き取り部
４７………取付部
４８………梁部
４９ａ、４９ｂ、４９ｃ………紐
５１………ベース
５３………ガイド
５５………ロードセル
５７………天板
５９………錘
６１………ロードセル締結部
６３………ショックアブソーバ
６５………試験片
６７………試験治具
６９………ピン
７１………ピン
７３………アーム
７５………固定治具

【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速引張り試験機に用いられるロードセルを矯正する治具であって、
プレートと、
前記プレートの先端に設けられるロードセル貫通部と、
前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの軸方向に略垂直な方向に力を付与する第１のロードセル矯正手段と、
前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの軸方向に略垂直であり、かつ前記第１のロードセル矯正部が前記ロードセルへ付与する力の方向とは略垂直な方向に力を付与する第２のロードセル矯正手段と、
を具備し、
前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルの軸方向に対して略垂直な任意の方向に力を付与することが可能であることを特徴とするロードセル矯正治具。
【請求項２】
前記プレートの先端に突出する一対のアームと、
一対の前記アーム上にそれぞれ設けられる第１の柱体および第２の柱体と、
前記第１の柱体の後方に設けられ、線材の巻き取りが可能な第１の巻き取り部と、
前記プレート上の一方の側端近傍に設けられる第３の柱体と、
前記第３の柱体に対して前記プレートの他方の側端近傍に設けられる第２の巻き取り部と、
を更に具備し、
前記第１のロードセル矯正手段は、前記第１の巻き取り部と前記第１の柱体とに掛けられる第１の線材とを有し、
前記第２のロードセル矯正手段は、前記第２の巻き取り部と少なくとも前記第３の柱体とに掛けられる第２の線材とを有することを特徴とする請求項１記載のロードセル矯正治具。
【請求項３】
前記第１の線材および前記第２の線材は、剛性がなく、表面に凹凸が形成されることを特徴とする請求項２記載のロードセル矯正治具。
【請求項４】
ベースと、
前記ベース上に略鉛直方向に起立する一対のガイドと、
前記ガイドが貫通し、略中央に逃げ部が設けられ、ガイドに沿って移動可能な錘と、
略鉛直方向に設けられ、前記逃げ部を貫通するロードセルと、
前記錘の後方に設けられる壁部と、
前記壁部に少なくとも１箇所設けられ、前記ロードセルの曲がりを矯正するロードセル矯正治具と、
を具備し、
前記ロードセル矯正治具は、
プレートと、前記プレートの先端に設けられるロードセル貫通部と、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの軸方向に略垂直な方向に力を付与する第１のロードセル矯正部と、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの軸方向に略垂直であり、かつ前記第１のロードセル矯正手段が前記ロードセルへ付与する力の方向とは略垂直な方向に力を付与する第２のロードセル矯正手段と、を具備し、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルの軸方向に対して略垂直な任意の方向に力を付与することが可能であることを特徴とする高速引張り試験機。
【請求項５】
前記ロードセル矯正治具の大きさは、前記逃げ部の大きさよりも小さく
前記ロードセル矯正治具は、
前記プレートの先端に突出する一対のアームと、
一対の前記アーム上にそれぞれ設けられる第１の柱体および第２の柱体と、
前記第１の柱体の後方に設けられ、線材の巻き取りが可能な第１の巻き取り部と、
前記プレート上の一方の側端近傍に設けられる第３の柱体と、
前記第３の柱体に対して前記プレートの他方の側端近傍に設けられる第２の巻き取り部と、
を更に具備し、
前記第１のロードセル矯正手段は、前記第１の巻き取り部と前記第１の柱体とに掛けられる第１の線材とを有し、
前記第２のロードセル矯正手段は、前記第２の巻き取り部と少なくとも前記第３の柱体とに掛けられる第２の線材とを有することを特徴とする請求項４記載の高速引張り試験機。
【請求項６】
前記第１の線材および前記第２の線材は、剛性がなく、表面に凹凸が形成されることを特徴とする請求項５記載の高速引張り試験機。
【請求項７】
材料の高速引張り試験方法であって、
ベースと、前記ベース上に略鉛直方向に起立する一対のガイドと、前記ガイドが貫通し、略中央に逃げ部が設けられ、ガイドに沿って移動可能な錘と、略鉛直方向に設けられ、前記逃げ部を貫通するロードセルと、前記錘の後方に設けられる壁部と、前記壁部に少なくとも１箇所設けられ、先端にロードセル貫通部を有し、前記ロードセルの曲がりを矯正するロードセル矯正治具と、
を具備する高速引張り試験機を用い、
前記ロードセル矯正治具に設けられた第１のロードセル矯正手段により、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの軸方向に略垂直な方向に力を付与するとともに、
前記ロードセル矯正治具に設けられた第２のロードセル矯正手段により、前記ロードセル貫通部を貫通するロードセルに対して、前記ロードセルの略軸方向に垂直かつ前記第１のロードセル矯正手段が前記ロードセルへ付与する力の方向に略垂直な方向に力を付与し、
前記ロードセルの曲がりを矯正した状態で、前記錘を落下させて、前記ロードセル下方に設けられた試験片へ力を付与することを特徴とする材料の高速引張り試験方法。
【請求項８】
前記ロードセル矯正治具は、
前記プレートの先端に突出する一対のアームと、
一対の前記アーム上にそれぞれ設けられる第１の柱体および第２の柱体と、
前記第１の柱体の後方に設けられ、線材の巻き取りが可能な第１の巻き取り部と、
前記プレート上の一方の側端近傍に設けられる第３の柱体と、
前記第３の柱体に対して前記プレートの他方の側端近傍に設けられる第２の巻き取り部と、
を更に具備し、
前記第１のロードセル矯正手段は、前記第１の巻き取り部から前記ロードセルを介して前記第１の柱体に掛けられる第１の線材を、前記第１の巻き取り部により巻き取ることで前記ロードセルに力を付与するとともに、
前記第２のロードセル矯正手段は、前記第２の巻き取り部から前記ロードセルを介して、少なくとも前記第３の柱体に掛けられる第２の線材を、前記第２の巻き取り部により巻き取ることで前記ロードセルに力を付与することを特徴とする請求項８記載の材料の高速引張り試験方法。
【請求項９】
前記第１の線材および前記第２の線材は、剛性がなく、表面に凹凸が形成されることを特徴とする請求項８記載の材料の高速引張り試験方法。

【図１】