二軸引張り試験装置
【課題】試験片の二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができる二軸引張り試験装置を提供する。
【解決手段】試験片Ｓに対する二軸方向（互いに直交する第一軸Ｌ１及び第二軸Ｌ２）の引張り比の変更は、一対の第一軸リンクアーム１４，１５の第一軸支点間距離Ａを調整するだけであり、１台の荷重伝達部１９がリンクアーム上端連結部１８に下向き荷重を伝達し、リンクアーム上端連結部の下方移動が、一対の第一軸リンクアーム１４，１５及び一対の第二軸リンクアーム１６，１７を回動させて４台のスライド部６〜９に後退移動力を伝達することで、各スライド部６〜９に連結した試験片チャック部１０〜１３が試験片Ｓに対する二軸方向に異なる引張り量の引張り力を付与する。
【解決手段】試験片Ｓに対する二軸方向（互いに直交する第一軸Ｌ１及び第二軸Ｌ２）の引張り比の変更は、一対の第一軸リンクアーム１４，１５の第一軸支点間距離Ａを調整するだけであり、１台の荷重伝達部１９がリンクアーム上端連結部１８に下向き荷重を伝達し、リンクアーム上端連結部の下方移動が、一対の第一軸リンクアーム１４，１５及び一対の第二軸リンクアーム１６，１７を回動させて４台のスライド部６〜９に後退移動力を伝達することで、各スライド部６〜９に連結した試験片チャック部１０〜１３が試験片Ｓに対する二軸方向に異なる引張り量の引張り力を付与する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに直交する二軸の引張り比を変更して試験片の実験データを得る二軸引張り試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、自動車の軽量化に大きく貢献している高張力鋼板、アルミニウム板などの軽量化板材は、スプリングバック、割れ等の成形不良が生じやすい。また、トライレス化が進められている現在、二軸引張り試験により軽量化板材（材料モデル）の降伏関数などの材料定数を同定した後、成形シミュレーションにおいて成形不良を高精度に予測する必要がある。
【０００３】
従来の二軸引張り試験装置として、例えば、特許文献１，２の装置が知られている。
特許文献１の装置は、テーブル上の互いに直交する二軸（第一軸、第二軸）の四方に配置した４台の駆動手段が、テーブルの中央位置に配置した試験片の四方の接続部に負荷ロッドを介して連結しており、４台の駆動手段を駆動することで、試験片の二軸方向に引張り力を付与する装置である。
【０００４】
また、特許文献２の装置は、連結軸を介して各端部が回動自在に接続された４本のリンク部材を有し、これらリンク部材の連結軸を結ぶ対角線が互いに直交する二軸（第一軸、第二軸）に沿うように配置された駆動力伝達リンクと、この駆動力伝達リンクの第一軸に沿う２つの連結軸を互いが離間する方向に相対移動させる１台の駆動手段と、駆動力伝達リンクの内側に係合し、試験片の直交する四方の接続部に接続して配置された連結ホルダとを備え、１台の駆動手段の駆動により駆動力伝達リンクの４本のリンク部材を回動させると、連結ホルダを介して試験片に二軸方向から引張り力を付与する装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６３２５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
成形シミュレーションを駆使して板材料の成形不良を高精度に予測するには、板材料の面内二軸応力場での塑性変形特性を計測する必要がある。この場合、二軸引張り試験装置を使用した実験では、試験片に対する互いに直交する二軸（第一軸、第二軸）の引張り量を調節することで二軸引張り比を変更し、異なるひずみ比の材料特性データを得る必要がある。
【０００７】
上述した特許文献１の装置で試験片の二軸引張り比を変更するには、第一軸が所定の引張り量となるように第一軸に沿って配置した２台の駆動手段と、第二軸が所定の引張り量となるように第二軸に沿って配置した他の２台の駆動手段との駆動量を調整しなければならない。このように、特許文献１の装置は、４台の駆動手段の駆動量調整に多くの手間と時間を要してしまうので、二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができない。
【０００８】
また、特許文献２の装置で試験片の二軸引張り比を変更するには、駆動力伝達リンクを構成する４本のリンク部材の長さ及び連結位置、駆動力伝達リンクに係合する連結ホルダの形状を変更しなければならない。特許文献２の装置は、二軸引張り比を変更するために装置構成を大幅に変更しなければならないので、二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができない。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、試験片の二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができる二軸引張り試験装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の二軸引張り試験装置は、互いに直交する二軸である第一軸及び第二軸に沿う試験片の四方から引張り力を付与する二軸引張り試験装置であって、基台と、この基台上に互いに直交する方向に配置された第一軸レール及び第二軸レールと、これら第一軸レール及び第二軸レールに２台ずつ互いに離間して配置されたスライド部と、これらスライド部の内側に連結されて前記試験片の四方を挟持する４台の試験片チャック部と、前記第一軸レールに配置した２台の前記スライド部にアーム下端が回動自在に連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在している一対の第一軸リンクアームと、前記第二軸レールに配置した２台の前記スライド部にアーム下端が回動自在に連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在している一対の第二軸リンクアームと、前記一対の第一軸リンクアーム及び前記一対の第二軸リンクアームの前記アーム上端が回動自在に連結されたリンクアーム上端連結部と、このリンクアーム上端連結部に下向き荷重を作用し、当該リンクアーム上端連結部の下方移動により前記第一軸リンクアーム及び第二軸リンクアームの前記アーム下端を移動させ、第一軸レール及び第二軸レールに配置した前記スライド部に後退移動力を伝達する１台の荷重伝達部と、を備え、前記一対の第一軸リンクアームは、前記アーム上部連結部に連結する上部連結支点と前記スライド部に連結する下部連結支点との間の前記第一軸に沿う第一軸支点間距離を調整可能な構造とし、前記一対の第二軸リンクアームの上部連結支点と下部連結支点との間の前記第二軸に沿う第二軸支点間距離を一定の値に設定し、前記第一軸支点間距離を調整することで、前記第一軸支点間距離及び前記第二軸支点間距離の比を変更することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の二軸引張り試験装置において、前記一対の第一軸リンクアームは、前記アーム上端連結部に連結する上端分割アームと、前記スライド部に連結する下端分割アームと、前記下端分割アーム及び上端分割アームの間に、これら下端分割アーム及び上端分割アームに対して相対回動不能に着脱自在に連結する中間分割アームとで構成され、前記中間分割アームは、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの少なくとも一方との長手方向の連結位置を変更することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整するようにしている。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の二軸引張り試験装置において、前記中間分割アームは長手方向に複数対の連結穴が形成されており、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの前記中間分割アームに連結する側にも一対の連結穴が形成されており、前記中間分割アームの所定の対の連結穴と、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの一対の連結穴とを対応させた状態でそれらに連結ボルトを挿通し、当該連結ボルトに連結ナットを螺合することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整するようにしている。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の二軸引張り試験装置において、前記上端分割アーム及び前記リンクアーム上端連結部の一方に長穴形状の第１連結穴を形成し、他方に円形状の第２連結穴を形成し、第２連結穴を前記第１連結穴の長軸方向の所定位置に対応させた状態でそれらに連結ボルトを挿通し、当該連結ボルトに連結ナットを螺合することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整するようにしている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る二軸引張り試験装置によると、試験片に対する二軸方向（互いに直交する第一軸及び第二軸）の引張り比の変更は、一対の第一軸リンクアームの第一軸支点間距離を調整するだけであり、１台の荷重伝達部がリンクアーム上端連結部に下向き荷重を伝達し、リンクアーム上端連結部の下方移動が、一対の第一軸リンクアーム及び一対の第二軸リンクアームを回動させて４台のスライド部に後退移動力を伝達することで、各スライド部に連結した試験片チャック部が試験片Ｓに対する二軸方向に異なる引張り量の引張り力を付与することができる。したがって、複数の駆動手段の駆動力調整を必要とし、或いはリンク機構の全てを変更しなければならない従来の装置と比較して、二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る二軸引張り試験装置において第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１：１に設定した装置の外観を示す図である。
【図２】本発明に係る二軸引張り試験装置において第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１．５：１に設定した装置の外観を示す図である。
【図３】本発明に係る二軸引張り試験装置において第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝２：１に設定した装置の外観を示す図である。
【図４】本発明に係る装置のリンクアーム上端連結部と第一軸リンクアームの連結状態を示す図である。
【図５】本発明に係る装置の第一軸リンクアームを構成する部材の連結状態を示す図である。
【図６】第一軸リンクアームの他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る二軸引張り試験装置の一実施形態を示すものである。
本実施形態の二軸引張り試験装置は、基台１上に、第一軸Ｌ１に沿った位置で互いに離間した一対のレール２、３と、第一軸Ｌ１に直交する第二軸Ｌ２に沿った位置で互いに離間した一対のレール４，５とが配置されている。各レール２〜５上には、スライド部６〜９が移動自在に配置されている。
【００１６】
また、第一軸Ｌ１に沿う一対のレール２，３に配置したスライド部６，７の互いに対向する内側には、試験片チャック部１０，１１が連結されており、第二軸Ｌ２に沿う一対のレール４，５に配置したスライド部８，９の互いに対向する内側には、試験片チャック部１２，１３が連結されている。そして、これら４台の試験片チャック部１０〜１３に、試験片Ｓの四方が挟持されている。
【００１７】
一方、一対のレール２，３に配置したスライド部６，７には、アーム下端が回動自在に着脱自在とされて連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在した一対の第一軸リンクアーム１４，１５が配置されている。また、他の一対のレール４，５に配置したスライド部８，９には、アーム下端が回動自在に着脱自在とされて連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在している一対の第二軸リンクアーム１６，１７が配置されている。
また、一対の第一軸リンクアーム１４，１５及び一対の第二軸リンクアーム１６，１７のアーム上端にはリンクアーム上端連結部１８が連結されており、このリンクアーム上端連結部１８には、１台の荷重伝達装置１９が下向き荷重を伝達する。
【００１８】
上述したリンクアーム上端連結部１８は、図４（ａ）に示すように、荷重伝達装置１９から直接下向き荷重が伝達される被荷重伝達部２０と、この被荷重伝達部２０から十字方向に延在する継手部２１〜２４とを備えた部材である。継手部２１は、互いに平行に延在した２枚のプレート２１ａ，２１ｂで構成されており、プレート２１ａ，２１ｂには、内側から外側に向けて長軸方向が延在する長穴形状の連結穴２１ｃが形成されている。また、被荷重伝達部２０を境に継手部２１の反対側に位置する継手部２２も、継手部２１と同様に、プレート２２ａ，２２ｂ及び長穴形状の連結穴２２ｃが形成されている。また、継手部２３は、互いに平行に延在した２枚のプレート２３ａ，２３ｂで構成されているとともに、プレート２１ａ，２１ｂには円形状の連結穴（不図示）が形成されており、被荷重伝達部２０を境に継手部２３の反対側に位置する継手部２４も、継手部２１と同様に、プレート２４ａ，２４ｂ及び円形状の連結穴（不図示）が形成されている。
【００１９】
第一軸Ｌ１に沿って配置された第一軸リンクアーム１４は、図１に示すように、リンクアーム上端連結部１８の継手部２１と連結する上端分割アーム２５と、スライド部６と連結する下端分割アーム２６と、上端分割アーム２５及び下端分割アーム２６の間を連結する中間分割アーム２７とを備えている。
上端分割アーム２５は、図５に示すように、長手方向の一端側に円形状の連結穴２５ａが形成され、長手方向の他端側に円形状の一対の連結穴２５ｂ，２５ｃが形成されている。
【００２０】
下端分割アーム２６は、図５に示すように、長手方向の一端側に円形状の連結穴２６ａが形成され、長手方向の他端側に円形状の一対の連結穴２６ｂ，２６ｃが形成されている。
図１に示すように、上端分割アーム２５及び下端分割アーム２６の端部を挟み込むように２枚の中間分割アーム２７が連結されている。これら中間分割アーム２７は同一形状の部材であり、図５に示すように、長手方向に複数対の円形状の連結穴２７ａ１、２７ａ２、２７ｂ１、２７ｂ２、２７ｃ１、２７ｃ２、２７ｄ１、２７ｄ２が形成されている。
【００２１】
そして、第一軸リンクアーム１４は、図１及び図５に示すように、リンクアーム上端連結部１８の連結穴２１ｃの長軸側の一方（被荷重伝達部２０から最も離間した位置）及び上端分割アーム２５の連結穴２５ａを対応させて連結ボルト２８を挿通し、この連結ボルト２８の先端部にナット（不図示）を螺合する。また、上端分割アーム２５の一対の連結穴２５ｂ，２５ｃ及び中間分割アーム２７の一対の連結穴２７ｂ１，２７ｂ２を対応させて連結ボルト２９，３０を挿通し、これら連結ボルト２９，３０の先端部にナット（不図示）を螺合し、中間分割アーム２７の一対の連結穴２７ａ１，２７ａ２及び下端分割アーム２６の一対の連結穴２６ｂ，２６ｃを対応させて連結ボルト３１，３２を挿通し、これら連結ボルト３１，３２の先端部にナット（不図示）を螺合し、下端分割アーム２６の連結穴２６ａ及びスライド部６の連結穴６ａを対応させて連結ボルト３３を挿通し、この連結ボルト３３の先端部にナット（不図示）を螺合することで、第一軸Ｌ１に沿ってスライド部６とリンクアーム上端連結部１８との間に連結されている。
【００２２】
また、図１に示すように、第一軸Ｌ１に沿って配置された第一軸リンクアーム１５も、第一軸リンクアーム１４と同一構成部材及び同一位置でスライド部７とリンクアーム上端連結部１８の継手部２２との間に連結されている。
一方、第二軸Ｌ２に沿って配置された第二軸リンクアーム１６は、長手方向の上下端部に円形の連結穴（不図示）を形成した単一部材であり、上端部の連結穴をリンクアーム上端連結部１８の継手部２３の連結穴に対応して連結ボルト３４を挿通し、この連結ボルト３４の先端部にナット３５を螺合し、下端部の連結穴をスライド部８の連結穴（不図示）に対応して連結ボルト３６を挿通し、この連結ボルト３６の先端部にナット３７を螺合することでスライド部８とリンクアーム上端連結部１８の継手部２４との間に連結されている。
【００２３】
また、図１に示すように、第二軸Ｌ２に沿って配置された第二軸リンクアーム１７も、
第一軸リンクアーム１４と同一構成部材及び同一位置でスライド部９とリンクアーム上端連結部１８の継手部２４との間に連結されている。
ここで、図１及び図５に示すように、リンクアーム上端連結部１８の継手部２１と連結する第一軸リンクアーム１４の上端分割アーム２５の上部連結支点Ｐ１と、スライド部６と連結する第一軸リンクアーム１４の下端分割アーム２６の下部連結支点Ｐ２との間の第一軸Ｌ１に沿う方向を第一軸支点間距離Ａと称する。また、図示しないが、リンクアーム上端連結部１８の継手部２２と連結する第一軸リンクアーム１５の上端分割アーム２５の上部連結支点と、スライド部７と連結する第一軸リンクアーム１５の下端分割アーム２６の下部連結支点との間の第一軸Ｌ１に沿う方向も第一軸支点間距離Ａと称する。
【００２４】
一方、図１に示すように、リンクアーム上端連結部１８の継手部２３と第二軸リンクアーム１６の上端部との上部連結支点と、スライド部８と第二軸リンクアーム１６の下端部との下部連結支点との間の第二軸Ｌ２に沿う方向を第二軸支点間距離Ｂと称する。また、図示しないが、リンクアーム上端連結部１８の継手部２４と第二軸リンクアーム１７の上端部との上部連結支点と、スライド部９と第二軸リンクアーム１７の下端部との下部連結支点との間の第二軸Ｌ２に沿う方向も、第二軸支点間距離Ｂと称する。
【００２５】
なお、本発明の第１軸レールがレール２，３に対応し、本発明の第２軸レールがレール４，５に対応し、本発明の第１連結穴が、リンクアーム上端連結部１８の長穴形状の連結穴２１ｃに対応し、本発明の第２連結穴が、上端分割アーム２５の円形状の連結穴２５ａに対応し、本発明の荷重伝達部が荷重伝達装置１９に対応している。
そして、本実施形態の二軸引張り試験装置は、図１から図３に示すように、第一軸リンクアーム１４，１５のアーム形状を変更することで、第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂを、Ａ：Ｂ＝１：１、Ａ：Ｂ＝１．５：１、Ａ：Ｂ＝２：１の比に変更することが可能とされている。
【００２６】
先ず、第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１：１の比に設定した図１の二軸引張り試験装置の動作について説明する。
荷重伝達装置１９から下向き荷重が伝達されたリンクアーム上端連結部１８が下方移動することで、一対の第一軸リンクアーム１４，１５が上部連結支点Ｐ１及び下部連結支点Ｐ２回りに回動しながら第一軸Ｌ１に沿って配置した２台のスライド部６，７に対して互いに離間する方向の後退移動力を伝達する。スライド部６，７がレール２，３に沿って移動することで、スライド部６，７に連結された試験片チャック部１０，１１に挟持されている試験片Ｓには、第一軸Ｌ１方向に所定引張り量の引張り力が付与される。
【００２７】
また、リンクアーム上端連結部１８が下方移動すると、一対の第二軸リンクアーム１６，１７も上端部及び下端部が連結ボルト３４，３６回りに回動しながら第二軸Ｌ２に沿って配置した２台のスライド部８，９に対して互いに離間する方向の後退移動力を伝達する。スライド部８，９がレール４，５に沿って移動することで、スライド部８，９に連結された試験片チャック部１２，１３に挟持されている試験片Ｓには、第二軸Ｌ２方向に所定引張り量の引張り力が付与される。
【００２８】
そして、図１の装置は第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１：１の比に設定されているので、試験片Ｓに付与される第一軸Ｌ１方向の引張り量と第二軸Ｌ２方向の引張り量が同一になる。したがって、図１の装置は、二軸引張り比＝１：１に設定されて試験片Ｓの二軸引張り試験を行なう。
また、図２の二軸引張り試験装置は、第一軸リンクアーム１４の上端分割アーム２５の一対の連結穴２５ｂ，２５ｃを中間分割アーム２７の一対の連結穴２７ｃ１，２７ｃ２に対応させ（図５参照）、これらの連結穴に連結ボルト２９，３０を挿通し、これら連結ボルト２９，３０の先端部にナットを螺合することで、図１と比較して第一軸Ｌ１方向に延在する第一軸リンクアーム１４の長さを長く設定している。また、第一軸リンクアーム１５も、第一軸リンクアーム１４と同様のアーム形状としている。
【００２９】
これにより、図２の装置は、第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１．５：１の比に設定される。
図２の二軸引張り試験装置は、荷重伝達装置１９から下向き荷重（図１と同一の荷重）が伝達されたリンクアーム上端連結部１８が下方移動することで、一対の第一軸リンクアーム１４，１５、スライド部６，７及び試験片チャック部１０，１１を介して試験片Ｓに第一軸Ｌ１方向に所定引張り量の引張り力が付与される。
【００３０】
また、リンクアーム上端連結部１８が下方移動すると、一対の第二軸リンクアーム１６，１７、スライド部８，９及び試験片チャック部１２，１３を介して試験片Ｓに第二軸Ｌ２方向に所定引張り量の引張り力が付与される。
そして、図２の装置は第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１．５：１の比に設定されているので、試験片Ｓに付与される第一軸Ｌ１方向の引張り量は、第二軸Ｌ２方向の引張り量に対して１．５倍となる。したがって、図２の装置は、二軸引張り比＝１．５：１に設定されて試験片Ｓの二軸引張り試験を行なう。
【００３１】
さらに、図３の二軸引張り試験装置は、リンクアーム上端連結部１８の連結穴２１ｃの長軸側の他方（被荷重伝達部２０に最も近接する位置：図４（ｂ）参照）及び第一軸リンクアーム１４の上端分割アーム２５の連結穴２５ａを対応させて連結ボルト２８を挿通し、この連結ボルト２８の先端部にナット（不図示）を螺合する。また、第一軸リンクアーム１４の上端分割アーム２５の一対の連結穴２５ｂ，２５ｃを中間分割アーム２７の一対の連結穴２７ｄ１，２７ｄ２に対応させ（図５参照）、これらの連結穴に連結ボルト２９，３０を挿通し、これら連結ボルト２９，３０の先端部にナットを螺合することで、図２と比較して第一軸Ｌ１方向に延在する第一軸リンクアーム１４の長さをさらに長く設定している。また、第一軸リンクアーム１５も、第一軸リンクアーム１４と同様のアーム形状としている。
これにより、図３の装置は、第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝２：１の比に設定される。
【００３２】
図３の二軸引張り試験装置は、荷重伝達装置１９から下向き荷重（図１と同一の荷重）が伝達されたリンクアーム上端連結部１８が下方移動することで、一対の第一軸リンクアーム１４，１５、スライド部６，７及び試験片チャック部１０，１１を介して試験片Ｓに第一軸Ｌ１方向に所定引張り量の引張り力が付与される。また、リンクアーム上端連結部１８が下方移動すると、一対の第二軸リンクアーム１６，１７、スライド部８，９及び試験片チャック部１２，１３を介して試験片Ｓに第二軸Ｌ２方向に所定引張り量の引張り力が付与される。
そして、図３の装置は第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝２：１の比に設定されているので、試験片Ｓに付与される第一軸Ｌ１方向の引張り量は、第二軸Ｌ２方向の引張り量に対して２倍となる。したがって、図２の装置は、二軸引張り比＝２：１に設定されて試験片Ｓの二軸引張り試験を行なう。
【００３３】
次に、本実施形態の二軸引張り試験装置の効果について説明する。
本実施形態の装置は、試験片Ｓに対する二軸方向（第一軸Ｌ１及び第二軸Ｌ２）の引張り比の変更は、一対の第一軸リンクアーム１４，１５の第一軸支点間距離Ａを調整するだけであり、１台の荷重伝達装置１９がリンクアーム上端連結部１８に下向き荷重を伝達し、リンクアーム上端連結部１８の下方移動が、一対の第一軸リンクアーム１４，１５及び一対の第二軸リンクアーム１６，１７を回動させて４台のスライド部６〜９に後退移動力を伝達することで、スライド部６〜９に連結した試験片チャック部１０〜１３が試験片Ｓに対する二軸方向に異なる引張り量の引張り力を付与するので、複数の駆動手段の駆動力調整を必要とし、或いはリンク機構の全てを変更しなければならない従来の装置と比較して、二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができる。
【００３４】
また、一対の第一軸リンクアーム１４，１５は、リンクアーム上端連結部１８に連結する上端分割アーム２５と、スライド部６，７に連結する下端分割アーム２６と、これら上端分割アーム２５及び下端分割アーム２６に対して相対回動不能に連結する中間分割アーム２７とで構成され、中間分割アーム２７と上端分割アーム２５との長手方向の連結位置を変更してアーム形状を変更するだけで、支点間距離Ａを調整することができるので、支点間距離Ａの調整を容易に行なうことができる。
【００３５】
さらに、連結ボルト２８及びナットで連結される上端分割アーム２５の円形状の連結穴２５ａと、リンクアーム上端連結部１８の継手部２１，２２に形成した長穴形状の連結穴２１ｃ，２２ｃの長軸方向位置を変更するだけで、一対の第一軸リンクアーム１４，１５の支点間距離Ａが調整可能なので、さらに支点間距離Ａの調整を容易に行なうことができる。
なお、一対の第一軸リンクアーム１４，１５を構成する上端分割アーム２５、下端分割アーム２６及び中間分割アーム２７の形状、連結穴の数、位置を変更することで、上述した第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂの比（Ａ：Ｂ＝１：１、Ａ：Ｂ＝１．５：１、Ａ：Ｂ＝２：１）以外に変更することができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、一対の第一軸リンクアーム１４，１５を、上端分割アーム２５と、下端分割アーム２６と、これら上端分割アーム２５及び下端分割アーム２６に連結する中間分割アーム２７とで構成したが、図６に示すように、上端分割アーム２５と、スライド部６，７に回動自在に連結し、且つ上端分割アーム２５に対して相対回動不能に連結する分割アーム４０とで一対の第一軸リンクアーム１４，１５を構成してもよい。分割アーム４０は、一端側に形成した１枚のプレート部４０ａと、他端側に形成され、互いに平行に延在する２枚のプレート部４０ｂ，４０ｃで構成された部材である。そして、プレート部４０ａには、スライド部６，７の連結穴６ａ，７ａに対応し、連結ボルト及びナットで連結される円形状の連結穴４０ａ１が形成されている。また、プレート部４０ｂ，４０ｃには、長手方向に複数対の円形状の連結穴４１ａ，４１ｂが形成されており、これら複数対の連結穴４１ａ，４１ｂのいずれかを上端分割アーム２５の一対の連結穴２５ｂ，２５ｃに対応させ、連結ボルト及びナットで連結することで、アーム形状が変更されて第一軸支点間距離Ａが調整されるようになっている。
【符号の説明】
【００３７】
１…基台、２〜５…レール、６〜９…スライド部、１０〜１３…試験片チャック部、１４，１５…第一軸リンクアーム、１６，１７…第二軸リンクアーム、１８…リンクアーム上端連結部、１９…荷重伝達装置、２０…被荷重伝達部、２１〜２４…継手部、２１ｃ…長穴形状の連結穴、２５…上端分割アーム、２５ａ…円形状の連結穴、２５ｂ，２５ｃ…連結穴、２６…下端分割アーム、２６ａ…連結穴、２６ｂ，２６ｃ…連結穴、２７…中間分割アーム、２７ａ１，２７ａ２，２７ｂ１，２７ｂ２，２７ｃ１，２７ｃ２，２７ｄ１，２７ｄ２…連結穴、２８〜３４，３６…連結ボルト、３５，３７…ナット、４０…分割アーム、４０…プレート部、４０ａ１…連結穴、４０ｂ，４０ｃ…プレート部、４１ａ，４１ｂ…連結穴、Ａ…第一軸支点間距離、Ｂ…第二軸支点間距離、Ｌ１…第一軸、Ｌ２…第二軸、Ｐ１…上部連結支点、Ｐ２…下部連結支点、Ｓ…試験片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに直交する二軸の引張り比を変更して試験片の実験データを得る二軸引張り試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、自動車の軽量化に大きく貢献している高張力鋼板、アルミニウム板などの軽量化板材は、スプリングバック、割れ等の成形不良が生じやすい。また、トライレス化が進められている現在、二軸引張り試験により軽量化板材（材料モデル）の降伏関数などの材料定数を同定した後、成形シミュレーションにおいて成形不良を高精度に予測する必要がある。
【０００３】
従来の二軸引張り試験装置として、例えば、特許文献１，２の装置が知られている。
特許文献１の装置は、テーブル上の互いに直交する二軸（第一軸、第二軸）の四方に配置した４台の駆動手段が、テーブルの中央位置に配置した試験片の四方の接続部に負荷ロッドを介して連結しており、４台の駆動手段を駆動することで、試験片の二軸方向に引張り力を付与する装置である。
【０００４】
また、特許文献２の装置は、連結軸を介して各端部が回動自在に接続された４本のリンク部材を有し、これらリンク部材の連結軸を結ぶ対角線が互いに直交する二軸（第一軸、第二軸）に沿うように配置された駆動力伝達リンクと、この駆動力伝達リンクの第一軸に沿う２つの連結軸を互いが離間する方向に相対移動させる１台の駆動手段と、駆動力伝達リンクの内側に係合し、試験片の直交する四方の接続部に接続して配置された連結ホルダとを備え、１台の駆動手段の駆動により駆動力伝達リンクの４本のリンク部材を回動させると、連結ホルダを介して試験片に二軸方向から引張り力を付与する装置である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１６３２５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１４６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
成形シミュレーションを駆使して板材料の成形不良を高精度に予測するには、板材料の面内二軸応力場での塑性変形特性を計測する必要がある。この場合、二軸引張り試験装置を使用した実験では、試験片に対する互いに直交する二軸（第一軸、第二軸）の引張り量を調節することで二軸引張り比を変更し、異なるひずみ比の材料特性データを得る必要がある。
【０００７】
上述した特許文献１の装置で試験片の二軸引張り比を変更するには、第一軸が所定の引張り量となるように第一軸に沿って配置した２台の駆動手段と、第二軸が所定の引張り量となるように第二軸に沿って配置した他の２台の駆動手段との駆動量を調整しなければならない。このように、特許文献１の装置は、４台の駆動手段の駆動量調整に多くの手間と時間を要してしまうので、二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができない。
【０００８】
また、特許文献２の装置で試験片の二軸引張り比を変更するには、駆動力伝達リンクを構成する４本のリンク部材の長さ及び連結位置、駆動力伝達リンクに係合する連結ホルダの形状を変更しなければならない。特許文献２の装置は、二軸引張り比を変更するために装置構成を大幅に変更しなければならないので、二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができない。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、試験片の二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができる二軸引張り試験装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載の二軸引張り試験装置は、互いに直交する二軸である第一軸及び第二軸に沿う試験片の四方から引張り力を付与する二軸引張り試験装置であって、基台と、この基台上に互いに直交する方向に配置された第一軸レール及び第二軸レールと、これら第一軸レール及び第二軸レールに２台ずつ互いに離間して配置されたスライド部と、これらスライド部の内側に連結されて前記試験片の四方を挟持する４台の試験片チャック部と、前記第一軸レールに配置した２台の前記スライド部にアーム下端が回動自在に連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在している一対の第一軸リンクアームと、前記第二軸レールに配置した２台の前記スライド部にアーム下端が回動自在に連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在している一対の第二軸リンクアームと、前記一対の第一軸リンクアーム及び前記一対の第二軸リンクアームの前記アーム上端が回動自在に連結されたリンクアーム上端連結部と、このリンクアーム上端連結部に下向き荷重を作用し、当該リンクアーム上端連結部の下方移動により前記第一軸リンクアーム及び第二軸リンクアームの前記アーム下端を移動させ、第一軸レール及び第二軸レールに配置した前記スライド部に後退移動力を伝達する１台の荷重伝達部と、を備え、前記一対の第一軸リンクアームは、前記アーム上部連結部に連結する上部連結支点と前記スライド部に連結する下部連結支点との間の前記第一軸に沿う第一軸支点間距離を調整可能な構造とし、前記一対の第二軸リンクアームの上部連結支点と下部連結支点との間の前記第二軸に沿う第二軸支点間距離を一定の値に設定し、前記第一軸支点間距離を調整することで、前記第一軸支点間距離及び前記第二軸支点間距離の比を変更することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の二軸引張り試験装置において、前記一対の第一軸リンクアームは、前記アーム上端連結部に連結する上端分割アームと、前記スライド部に連結する下端分割アームと、前記下端分割アーム及び上端分割アームの間に、これら下端分割アーム及び上端分割アームに対して相対回動不能に着脱自在に連結する中間分割アームとで構成され、前記中間分割アームは、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの少なくとも一方との長手方向の連結位置を変更することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整するようにしている。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の二軸引張り試験装置において、前記中間分割アームは長手方向に複数対の連結穴が形成されており、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの前記中間分割アームに連結する側にも一対の連結穴が形成されており、前記中間分割アームの所定の対の連結穴と、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの一対の連結穴とを対応させた状態でそれらに連結ボルトを挿通し、当該連結ボルトに連結ナットを螺合することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整するようにしている。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の二軸引張り試験装置において、前記上端分割アーム及び前記リンクアーム上端連結部の一方に長穴形状の第１連結穴を形成し、他方に円形状の第２連結穴を形成し、第２連結穴を前記第１連結穴の長軸方向の所定位置に対応させた状態でそれらに連結ボルトを挿通し、当該連結ボルトに連結ナットを螺合することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整するようにしている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る二軸引張り試験装置によると、試験片に対する二軸方向（互いに直交する第一軸及び第二軸）の引張り比の変更は、一対の第一軸リンクアームの第一軸支点間距離を調整するだけであり、１台の荷重伝達部がリンクアーム上端連結部に下向き荷重を伝達し、リンクアーム上端連結部の下方移動が、一対の第一軸リンクアーム及び一対の第二軸リンクアームを回動させて４台のスライド部に後退移動力を伝達することで、各スライド部に連結した試験片チャック部が試験片Ｓに対する二軸方向に異なる引張り量の引張り力を付与することができる。したがって、複数の駆動手段の駆動力調整を必要とし、或いはリンク機構の全てを変更しなければならない従来の装置と比較して、二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る二軸引張り試験装置において第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１：１に設定した装置の外観を示す図である。
【図２】本発明に係る二軸引張り試験装置において第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１．５：１に設定した装置の外観を示す図である。
【図３】本発明に係る二軸引張り試験装置において第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝２：１に設定した装置の外観を示す図である。
【図４】本発明に係る装置のリンクアーム上端連結部と第一軸リンクアームの連結状態を示す図である。
【図５】本発明に係る装置の第一軸リンクアームを構成する部材の連結状態を示す図である。
【図６】第一軸リンクアームの他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る二軸引張り試験装置の一実施形態を示すものである。
本実施形態の二軸引張り試験装置は、基台１上に、第一軸Ｌ１に沿った位置で互いに離間した一対のレール２、３と、第一軸Ｌ１に直交する第二軸Ｌ２に沿った位置で互いに離間した一対のレール４，５とが配置されている。各レール２〜５上には、スライド部６〜９が移動自在に配置されている。
【００１６】
また、第一軸Ｌ１に沿う一対のレール２，３に配置したスライド部６，７の互いに対向する内側には、試験片チャック部１０，１１が連結されており、第二軸Ｌ２に沿う一対のレール４，５に配置したスライド部８，９の互いに対向する内側には、試験片チャック部１２，１３が連結されている。そして、これら４台の試験片チャック部１０〜１３に、試験片Ｓの四方が挟持されている。
【００１７】
一方、一対のレール２，３に配置したスライド部６，７には、アーム下端が回動自在に着脱自在とされて連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在した一対の第一軸リンクアーム１４，１５が配置されている。また、他の一対のレール４，５に配置したスライド部８，９には、アーム下端が回動自在に着脱自在とされて連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在している一対の第二軸リンクアーム１６，１７が配置されている。
また、一対の第一軸リンクアーム１４，１５及び一対の第二軸リンクアーム１６，１７のアーム上端にはリンクアーム上端連結部１８が連結されており、このリンクアーム上端連結部１８には、１台の荷重伝達装置１９が下向き荷重を伝達する。
【００１８】
上述したリンクアーム上端連結部１８は、図４（ａ）に示すように、荷重伝達装置１９から直接下向き荷重が伝達される被荷重伝達部２０と、この被荷重伝達部２０から十字方向に延在する継手部２１〜２４とを備えた部材である。継手部２１は、互いに平行に延在した２枚のプレート２１ａ，２１ｂで構成されており、プレート２１ａ，２１ｂには、内側から外側に向けて長軸方向が延在する長穴形状の連結穴２１ｃが形成されている。また、被荷重伝達部２０を境に継手部２１の反対側に位置する継手部２２も、継手部２１と同様に、プレート２２ａ，２２ｂ及び長穴形状の連結穴２２ｃが形成されている。また、継手部２３は、互いに平行に延在した２枚のプレート２３ａ，２３ｂで構成されているとともに、プレート２１ａ，２１ｂには円形状の連結穴（不図示）が形成されており、被荷重伝達部２０を境に継手部２３の反対側に位置する継手部２４も、継手部２１と同様に、プレート２４ａ，２４ｂ及び円形状の連結穴（不図示）が形成されている。
【００１９】
第一軸Ｌ１に沿って配置された第一軸リンクアーム１４は、図１に示すように、リンクアーム上端連結部１８の継手部２１と連結する上端分割アーム２５と、スライド部６と連結する下端分割アーム２６と、上端分割アーム２５及び下端分割アーム２６の間を連結する中間分割アーム２７とを備えている。
上端分割アーム２５は、図５に示すように、長手方向の一端側に円形状の連結穴２５ａが形成され、長手方向の他端側に円形状の一対の連結穴２５ｂ，２５ｃが形成されている。
【００２０】
下端分割アーム２６は、図５に示すように、長手方向の一端側に円形状の連結穴２６ａが形成され、長手方向の他端側に円形状の一対の連結穴２６ｂ，２６ｃが形成されている。
図１に示すように、上端分割アーム２５及び下端分割アーム２６の端部を挟み込むように２枚の中間分割アーム２７が連結されている。これら中間分割アーム２７は同一形状の部材であり、図５に示すように、長手方向に複数対の円形状の連結穴２７ａ１、２７ａ２、２７ｂ１、２７ｂ２、２７ｃ１、２７ｃ２、２７ｄ１、２７ｄ２が形成されている。
【００２１】
そして、第一軸リンクアーム１４は、図１及び図５に示すように、リンクアーム上端連結部１８の連結穴２１ｃの長軸側の一方（被荷重伝達部２０から最も離間した位置）及び上端分割アーム２５の連結穴２５ａを対応させて連結ボルト２８を挿通し、この連結ボルト２８の先端部にナット（不図示）を螺合する。また、上端分割アーム２５の一対の連結穴２５ｂ，２５ｃ及び中間分割アーム２７の一対の連結穴２７ｂ１，２７ｂ２を対応させて連結ボルト２９，３０を挿通し、これら連結ボルト２９，３０の先端部にナット（不図示）を螺合し、中間分割アーム２７の一対の連結穴２７ａ１，２７ａ２及び下端分割アーム２６の一対の連結穴２６ｂ，２６ｃを対応させて連結ボルト３１，３２を挿通し、これら連結ボルト３１，３２の先端部にナット（不図示）を螺合し、下端分割アーム２６の連結穴２６ａ及びスライド部６の連結穴６ａを対応させて連結ボルト３３を挿通し、この連結ボルト３３の先端部にナット（不図示）を螺合することで、第一軸Ｌ１に沿ってスライド部６とリンクアーム上端連結部１８との間に連結されている。
【００２２】
また、図１に示すように、第一軸Ｌ１に沿って配置された第一軸リンクアーム１５も、第一軸リンクアーム１４と同一構成部材及び同一位置でスライド部７とリンクアーム上端連結部１８の継手部２２との間に連結されている。
一方、第二軸Ｌ２に沿って配置された第二軸リンクアーム１６は、長手方向の上下端部に円形の連結穴（不図示）を形成した単一部材であり、上端部の連結穴をリンクアーム上端連結部１８の継手部２３の連結穴に対応して連結ボルト３４を挿通し、この連結ボルト３４の先端部にナット３５を螺合し、下端部の連結穴をスライド部８の連結穴（不図示）に対応して連結ボルト３６を挿通し、この連結ボルト３６の先端部にナット３７を螺合することでスライド部８とリンクアーム上端連結部１８の継手部２４との間に連結されている。
【００２３】
また、図１に示すように、第二軸Ｌ２に沿って配置された第二軸リンクアーム１７も、
第一軸リンクアーム１４と同一構成部材及び同一位置でスライド部９とリンクアーム上端連結部１８の継手部２４との間に連結されている。
ここで、図１及び図５に示すように、リンクアーム上端連結部１８の継手部２１と連結する第一軸リンクアーム１４の上端分割アーム２５の上部連結支点Ｐ１と、スライド部６と連結する第一軸リンクアーム１４の下端分割アーム２６の下部連結支点Ｐ２との間の第一軸Ｌ１に沿う方向を第一軸支点間距離Ａと称する。また、図示しないが、リンクアーム上端連結部１８の継手部２２と連結する第一軸リンクアーム１５の上端分割アーム２５の上部連結支点と、スライド部７と連結する第一軸リンクアーム１５の下端分割アーム２６の下部連結支点との間の第一軸Ｌ１に沿う方向も第一軸支点間距離Ａと称する。
【００２４】
一方、図１に示すように、リンクアーム上端連結部１８の継手部２３と第二軸リンクアーム１６の上端部との上部連結支点と、スライド部８と第二軸リンクアーム１６の下端部との下部連結支点との間の第二軸Ｌ２に沿う方向を第二軸支点間距離Ｂと称する。また、図示しないが、リンクアーム上端連結部１８の継手部２４と第二軸リンクアーム１７の上端部との上部連結支点と、スライド部９と第二軸リンクアーム１７の下端部との下部連結支点との間の第二軸Ｌ２に沿う方向も、第二軸支点間距離Ｂと称する。
【００２５】
なお、本発明の第１軸レールがレール２，３に対応し、本発明の第２軸レールがレール４，５に対応し、本発明の第１連結穴が、リンクアーム上端連結部１８の長穴形状の連結穴２１ｃに対応し、本発明の第２連結穴が、上端分割アーム２５の円形状の連結穴２５ａに対応し、本発明の荷重伝達部が荷重伝達装置１９に対応している。
そして、本実施形態の二軸引張り試験装置は、図１から図３に示すように、第一軸リンクアーム１４，１５のアーム形状を変更することで、第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂを、Ａ：Ｂ＝１：１、Ａ：Ｂ＝１．５：１、Ａ：Ｂ＝２：１の比に変更することが可能とされている。
【００２６】
先ず、第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１：１の比に設定した図１の二軸引張り試験装置の動作について説明する。
荷重伝達装置１９から下向き荷重が伝達されたリンクアーム上端連結部１８が下方移動することで、一対の第一軸リンクアーム１４，１５が上部連結支点Ｐ１及び下部連結支点Ｐ２回りに回動しながら第一軸Ｌ１に沿って配置した２台のスライド部６，７に対して互いに離間する方向の後退移動力を伝達する。スライド部６，７がレール２，３に沿って移動することで、スライド部６，７に連結された試験片チャック部１０，１１に挟持されている試験片Ｓには、第一軸Ｌ１方向に所定引張り量の引張り力が付与される。
【００２７】
また、リンクアーム上端連結部１８が下方移動すると、一対の第二軸リンクアーム１６，１７も上端部及び下端部が連結ボルト３４，３６回りに回動しながら第二軸Ｌ２に沿って配置した２台のスライド部８，９に対して互いに離間する方向の後退移動力を伝達する。スライド部８，９がレール４，５に沿って移動することで、スライド部８，９に連結された試験片チャック部１２，１３に挟持されている試験片Ｓには、第二軸Ｌ２方向に所定引張り量の引張り力が付与される。
【００２８】
そして、図１の装置は第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１：１の比に設定されているので、試験片Ｓに付与される第一軸Ｌ１方向の引張り量と第二軸Ｌ２方向の引張り量が同一になる。したがって、図１の装置は、二軸引張り比＝１：１に設定されて試験片Ｓの二軸引張り試験を行なう。
また、図２の二軸引張り試験装置は、第一軸リンクアーム１４の上端分割アーム２５の一対の連結穴２５ｂ，２５ｃを中間分割アーム２７の一対の連結穴２７ｃ１，２７ｃ２に対応させ（図５参照）、これらの連結穴に連結ボルト２９，３０を挿通し、これら連結ボルト２９，３０の先端部にナットを螺合することで、図１と比較して第一軸Ｌ１方向に延在する第一軸リンクアーム１４の長さを長く設定している。また、第一軸リンクアーム１５も、第一軸リンクアーム１４と同様のアーム形状としている。
【００２９】
これにより、図２の装置は、第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１．５：１の比に設定される。
図２の二軸引張り試験装置は、荷重伝達装置１９から下向き荷重（図１と同一の荷重）が伝達されたリンクアーム上端連結部１８が下方移動することで、一対の第一軸リンクアーム１４，１５、スライド部６，７及び試験片チャック部１０，１１を介して試験片Ｓに第一軸Ｌ１方向に所定引張り量の引張り力が付与される。
【００３０】
また、リンクアーム上端連結部１８が下方移動すると、一対の第二軸リンクアーム１６，１７、スライド部８，９及び試験片チャック部１２，１３を介して試験片Ｓに第二軸Ｌ２方向に所定引張り量の引張り力が付与される。
そして、図２の装置は第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝１．５：１の比に設定されているので、試験片Ｓに付与される第一軸Ｌ１方向の引張り量は、第二軸Ｌ２方向の引張り量に対して１．５倍となる。したがって、図２の装置は、二軸引張り比＝１．５：１に設定されて試験片Ｓの二軸引張り試験を行なう。
【００３１】
さらに、図３の二軸引張り試験装置は、リンクアーム上端連結部１８の連結穴２１ｃの長軸側の他方（被荷重伝達部２０に最も近接する位置：図４（ｂ）参照）及び第一軸リンクアーム１４の上端分割アーム２５の連結穴２５ａを対応させて連結ボルト２８を挿通し、この連結ボルト２８の先端部にナット（不図示）を螺合する。また、第一軸リンクアーム１４の上端分割アーム２５の一対の連結穴２５ｂ，２５ｃを中間分割アーム２７の一対の連結穴２７ｄ１，２７ｄ２に対応させ（図５参照）、これらの連結穴に連結ボルト２９，３０を挿通し、これら連結ボルト２９，３０の先端部にナットを螺合することで、図２と比較して第一軸Ｌ１方向に延在する第一軸リンクアーム１４の長さをさらに長く設定している。また、第一軸リンクアーム１５も、第一軸リンクアーム１４と同様のアーム形状としている。
これにより、図３の装置は、第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝２：１の比に設定される。
【００３２】
図３の二軸引張り試験装置は、荷重伝達装置１９から下向き荷重（図１と同一の荷重）が伝達されたリンクアーム上端連結部１８が下方移動することで、一対の第一軸リンクアーム１４，１５、スライド部６，７及び試験片チャック部１０，１１を介して試験片Ｓに第一軸Ｌ１方向に所定引張り量の引張り力が付与される。また、リンクアーム上端連結部１８が下方移動すると、一対の第二軸リンクアーム１６，１７、スライド部８，９及び試験片チャック部１２，１３を介して試験片Ｓに第二軸Ｌ２方向に所定引張り量の引張り力が付与される。
そして、図３の装置は第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂ＝２：１の比に設定されているので、試験片Ｓに付与される第一軸Ｌ１方向の引張り量は、第二軸Ｌ２方向の引張り量に対して２倍となる。したがって、図２の装置は、二軸引張り比＝２：１に設定されて試験片Ｓの二軸引張り試験を行なう。
【００３３】
次に、本実施形態の二軸引張り試験装置の効果について説明する。
本実施形態の装置は、試験片Ｓに対する二軸方向（第一軸Ｌ１及び第二軸Ｌ２）の引張り比の変更は、一対の第一軸リンクアーム１４，１５の第一軸支点間距離Ａを調整するだけであり、１台の荷重伝達装置１９がリンクアーム上端連結部１８に下向き荷重を伝達し、リンクアーム上端連結部１８の下方移動が、一対の第一軸リンクアーム１４，１５及び一対の第二軸リンクアーム１６，１７を回動させて４台のスライド部６〜９に後退移動力を伝達することで、スライド部６〜９に連結した試験片チャック部１０〜１３が試験片Ｓに対する二軸方向に異なる引張り量の引張り力を付与するので、複数の駆動手段の駆動力調整を必要とし、或いはリンク機構の全てを変更しなければならない従来の装置と比較して、二軸引張り比の変更作業を容易に行なうことができる。
【００３４】
また、一対の第一軸リンクアーム１４，１５は、リンクアーム上端連結部１８に連結する上端分割アーム２５と、スライド部６，７に連結する下端分割アーム２６と、これら上端分割アーム２５及び下端分割アーム２６に対して相対回動不能に連結する中間分割アーム２７とで構成され、中間分割アーム２７と上端分割アーム２５との長手方向の連結位置を変更してアーム形状を変更するだけで、支点間距離Ａを調整することができるので、支点間距離Ａの調整を容易に行なうことができる。
【００３５】
さらに、連結ボルト２８及びナットで連結される上端分割アーム２５の円形状の連結穴２５ａと、リンクアーム上端連結部１８の継手部２１，２２に形成した長穴形状の連結穴２１ｃ，２２ｃの長軸方向位置を変更するだけで、一対の第一軸リンクアーム１４，１５の支点間距離Ａが調整可能なので、さらに支点間距離Ａの調整を容易に行なうことができる。
なお、一対の第一軸リンクアーム１４，１５を構成する上端分割アーム２５、下端分割アーム２６及び中間分割アーム２７の形状、連結穴の数、位置を変更することで、上述した第一軸支点間距離Ａ：第二軸支点間距離Ｂの比（Ａ：Ｂ＝１：１、Ａ：Ｂ＝１．５：１、Ａ：Ｂ＝２：１）以外に変更することができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、一対の第一軸リンクアーム１４，１５を、上端分割アーム２５と、下端分割アーム２６と、これら上端分割アーム２５及び下端分割アーム２６に連結する中間分割アーム２７とで構成したが、図６に示すように、上端分割アーム２５と、スライド部６，７に回動自在に連結し、且つ上端分割アーム２５に対して相対回動不能に連結する分割アーム４０とで一対の第一軸リンクアーム１４，１５を構成してもよい。分割アーム４０は、一端側に形成した１枚のプレート部４０ａと、他端側に形成され、互いに平行に延在する２枚のプレート部４０ｂ，４０ｃで構成された部材である。そして、プレート部４０ａには、スライド部６，７の連結穴６ａ，７ａに対応し、連結ボルト及びナットで連結される円形状の連結穴４０ａ１が形成されている。また、プレート部４０ｂ，４０ｃには、長手方向に複数対の円形状の連結穴４１ａ，４１ｂが形成されており、これら複数対の連結穴４１ａ，４１ｂのいずれかを上端分割アーム２５の一対の連結穴２５ｂ，２５ｃに対応させ、連結ボルト及びナットで連結することで、アーム形状が変更されて第一軸支点間距離Ａが調整されるようになっている。
【符号の説明】
【００３７】
１…基台、２〜５…レール、６〜９…スライド部、１０〜１３…試験片チャック部、１４，１５…第一軸リンクアーム、１６，１７…第二軸リンクアーム、１８…リンクアーム上端連結部、１９…荷重伝達装置、２０…被荷重伝達部、２１〜２４…継手部、２１ｃ…長穴形状の連結穴、２５…上端分割アーム、２５ａ…円形状の連結穴、２５ｂ，２５ｃ…連結穴、２６…下端分割アーム、２６ａ…連結穴、２６ｂ，２６ｃ…連結穴、２７…中間分割アーム、２７ａ１，２７ａ２，２７ｂ１，２７ｂ２，２７ｃ１，２７ｃ２，２７ｄ１，２７ｄ２…連結穴、２８〜３４，３６…連結ボルト、３５，３７…ナット、４０…分割アーム、４０…プレート部、４０ａ１…連結穴、４０ｂ，４０ｃ…プレート部、４１ａ，４１ｂ…連結穴、Ａ…第一軸支点間距離、Ｂ…第二軸支点間距離、Ｌ１…第一軸、Ｌ２…第二軸、Ｐ１…上部連結支点、Ｐ２…下部連結支点、Ｓ…試験片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する二軸である第一軸及び第二軸に沿う試験片の四方から引張り力を付与する二軸引張り試験装置であって、
基台と、この基台上に互いに直交する方向に配置された第一軸レール及び第二軸レールと、これら第一軸レール及び第二軸レールに２台ずつ互いに離間して配置されたスライド部と、これらスライド部の内側に連結されて試験片の四方を挟持する４台の試験片チャック部と、前記第一軸レールに配置した２台の前記スライド部にアーム下端が回動自在に連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在している一対の第一軸リンクアームと、前記第二軸レールに配置した２台の前記スライド部にアーム下端が回動自在に連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在している一対の第二軸リンクアームと、前記一対の第一軸リンクアーム及び前記一対の第二軸リンクアームの前記アーム上端が回動自在に連結されたリンクアーム上端連結部と、このリンクアーム上端連結部に下向き荷重を作用し、当該リンクアーム上端連結部の下方移動により前記第一軸リンクアーム及び第二軸リンクアームの前記アーム下端を移動させ、第一軸レール及び第二軸レールに配置した前記スライド部に後退移動力を伝達する１台の荷重伝達部と、を備え、
前記一対の第一軸リンクアームは、前記アーム上部連結部に連結する上部連結支点と前記スライド部に連結する下部連結支点との間の前記第一軸に沿う第一軸支点間距離を調整可能な構造とし、前記一対の第二軸リンクアームの上部連結支点と下部連結支点との間の前記第二軸に沿う第二軸支点間距離を一定の値に設定し、
前記第一軸支点間距離を調整することで、前記第一軸支点間距離及び前記第二軸支点間距離の比を変更することを特徴とする二軸引張り試験装置。
【請求項２】
前記一対の第一軸リンクアームは、前記アーム上端連結部に連結する上端分割アームと、前記スライド部に連結する下端分割アームと、前記下端分割アーム及び上端分割アームの間に、これら下端分割アーム及び上端分割アームに対して相対回動不能に着脱自在に連結する中間分割アームとで構成され、
前記中間分割アームは、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの少なくとも一方との長手方向の連結位置を変更することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整することを特徴とする請求項１記載の二軸引張り試験装置。
【請求項３】
前記中間分割アームは長手方向に複数対の連結穴が形成されており、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの前記中間分割アームに連結する側にも一対の連結穴が形成されており、
前記中間分割アームの所定の対の連結穴と、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの一対の連結穴とを対応させた状態でそれらに連結ボルトを挿通し、当該連結ボルトに連結ナットを螺合することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整することを特徴とする請求項２記載の二軸引張り試験装置。
【請求項４】
前記上端分割アーム及び前記リンクアーム上端連結部の一方に長穴形状の第１連結穴を形成し、他方に円形状の第２連結穴を形成し、第２連結穴を前記第１連結穴の長軸方向の所定位置に対応させた状態でそれらに連結ボルトを挿通し、当該連結ボルトに連結ナットを螺合することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整することを特徴とする請求項２又は３記載の二軸引張り試験装置。
【請求項１】
互いに直交する二軸である第一軸及び第二軸に沿う試験片の四方から引張り力を付与する二軸引張り試験装置であって、
基台と、この基台上に互いに直交する方向に配置された第一軸レール及び第二軸レールと、これら第一軸レール及び第二軸レールに２台ずつ互いに離間して配置されたスライド部と、これらスライド部の内側に連結されて試験片の四方を挟持する４台の試験片チャック部と、前記第一軸レールに配置した２台の前記スライド部にアーム下端が回動自在に連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在している一対の第一軸リンクアームと、前記第二軸レールに配置した２台の前記スライド部にアーム下端が回動自在に連結され、アーム上端が前記試験片チャック部の上方に位置するように斜め上方に延在している一対の第二軸リンクアームと、前記一対の第一軸リンクアーム及び前記一対の第二軸リンクアームの前記アーム上端が回動自在に連結されたリンクアーム上端連結部と、このリンクアーム上端連結部に下向き荷重を作用し、当該リンクアーム上端連結部の下方移動により前記第一軸リンクアーム及び第二軸リンクアームの前記アーム下端を移動させ、第一軸レール及び第二軸レールに配置した前記スライド部に後退移動力を伝達する１台の荷重伝達部と、を備え、
前記一対の第一軸リンクアームは、前記アーム上部連結部に連結する上部連結支点と前記スライド部に連結する下部連結支点との間の前記第一軸に沿う第一軸支点間距離を調整可能な構造とし、前記一対の第二軸リンクアームの上部連結支点と下部連結支点との間の前記第二軸に沿う第二軸支点間距離を一定の値に設定し、
前記第一軸支点間距離を調整することで、前記第一軸支点間距離及び前記第二軸支点間距離の比を変更することを特徴とする二軸引張り試験装置。
【請求項２】
前記一対の第一軸リンクアームは、前記アーム上端連結部に連結する上端分割アームと、前記スライド部に連結する下端分割アームと、前記下端分割アーム及び上端分割アームの間に、これら下端分割アーム及び上端分割アームに対して相対回動不能に着脱自在に連結する中間分割アームとで構成され、
前記中間分割アームは、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの少なくとも一方との長手方向の連結位置を変更することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整することを特徴とする請求項１記載の二軸引張り試験装置。
【請求項３】
前記中間分割アームは長手方向に複数対の連結穴が形成されており、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの前記中間分割アームに連結する側にも一対の連結穴が形成されており、
前記中間分割アームの所定の対の連結穴と、前記上端分割アーム及び前記下端分割アームの一対の連結穴とを対応させた状態でそれらに連結ボルトを挿通し、当該連結ボルトに連結ナットを螺合することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整することを特徴とする請求項２記載の二軸引張り試験装置。
【請求項４】
前記上端分割アーム及び前記リンクアーム上端連結部の一方に長穴形状の第１連結穴を形成し、他方に円形状の第２連結穴を形成し、第２連結穴を前記第１連結穴の長軸方向の所定位置に対応させた状態でそれらに連結ボルトを挿通し、当該連結ボルトに連結ナットを螺合することで、前記一対の第一軸リンクアームの前記第一軸支点間距離を調整することを特徴とする請求項２又は３記載の二軸引張り試験装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−３２２１８（Ｐ２０１２−３２２１８Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７０５７１（Ｐ２０１０−１７０５７１）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 加藤 数良，平成２１年度 卒業研究概要集 日本大学生産工学部 機械工学科，１１７〜１１８頁，２０１０年２月２４日発行
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、経済産業省、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、輸送機器の軽量化板材の２軸応力試験法に関する標準化事業に関する委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（８９９００００５７）学校法人日本大学 (650)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 加藤 数良，平成２１年度 卒業研究概要集 日本大学生産工学部 機械工学科，１１７〜１１８頁，２０１０年２月２４日発行
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、経済産業省、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、輸送機器の軽量化板材の２軸応力試験法に関する標準化事業に関する委託事業、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（８９９００００５７）学校法人日本大学 (650)
【Ｆターム（参考）】
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