標点打刻装置
【課題】 試験片形状によらず、所定の精度を有する１組又は２組以上の標点を効率よく試験片表面に刻印することが可能な標点打刻装置を提供すること。
【解決手段】 標点打刻装置１０は、その先端に、２個のパンチ２６、２６を所定の標点距離となるように保持するためのパンチ保持部２２ａが設けられた可動部２０と、その先端に、２個のパンチ２６、２６の先端に対して、試験片４をほぼ平行に載置するための試験片支持台４４が設けられた固定部４０とを備え、可動部２０の起端は、試験片支持台４４上に載置された試験片４に対して、パンチ保持部２２ａを前進・後退できるように、固定部４０の起端に回転可能に支持されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標点打刻装置に関し、さらに詳しくは、引張試験片などの各種試験片に標点を刻印するための標点打刻装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
引張試験は、材料の機械的性質を調べる最も基本的な試験方法であり、材料から切り出した所定の形状を有する試験片に対し、材料が壊れるまで引張荷重を加える試験である。引張試験によって、材料の比例限度、弾性限度、降伏点、耐力、引張強さ、伸び、絞り、加工硬化率などを求めることができる。
これらの内、伸びは、試験前後の試験片の長さの変化量から求められる。そのため、伸びを測定する際には、試験前に試験片の表面に所定の間隔で標点が記される。引張試験中又は破断後の試験片の長さ又は伸びを測定する方法としては、
（１） 破断した試料を突き合わせ、標点距離をノギス等で測定する方法、
（２） 試験片の表面にレーザー光を照射し、標点に対応する２領域からの散乱光に含まれるスペックルパターンの移動量から、標点間の伸びを算出する方法（例えば、特許文献１参照）、
などがある。また、標点は、通常、パンチ等を用いて、１個ずつ試験片表面に刻印されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−９６５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
標点は、通常、２個（１組）あれば足りる。しかし、試験片が標点近傍で破断した場合には、伸びの測定が困難になることがある。また、試験片が２個の標点で挟まれた領域の外側で破断した場合には、伸びの測定ができない。そのため、試験片には、位置をずらして２組以上の標点が刻印される場合もある。さらに、引張試験の際の標点距離の測定誤差は、ＪＩＳ Ｚ２２４１で規定されており、規定寸法の０．４％以内（例えば、標点距離２５ｍｍの場合、誤差０．１ｍｍ以内）と定められている。
しかしながら、標点距離が規定の値となるように、試験片の表面に個々の標点を１個ずつパンチ等で刻印するのは、作業が極めて煩雑となる。
【０００５】
また、個々の標点を１個ずつパンチ等で刻印すると、図３に示すように、１組の標点２ａ、２ｂが試験片４の中心線から外れる場合がある。特に、試験片４の断面が円形断面である場合には、円周方向のずれが発生しやすい。伸びは、引張荷重が加えられた方向における試験片４の長さの変化量であるので、標点距離とは、正確には、試験片４の中心線に対して平行に測定した標点２ａ、２ｂ間の長さ（すなわち、中心線上への投影長さ）である。
一方、標点距離の測定は、通常、標点２ａ、２ｂ間の直線距離をノギス等で計測することにより行われている。そのため、１組の標点２ａ、２ｂが試験片４の中心線から外れると、計測値と標点距離との間に誤差が生ずる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、規定された精度を有する１組又は２組以上の標点を効率よく試験片表面に刻印することが可能な標点打刻装置を提供することにある。
また、本発明が解決しようとする他の課題は、試験片の断面が円形断面であっても、１組又は２組以上の標点を試験片の中心線に対して平行に刻印することが可能な標点打刻装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明に係る標点打刻装置は、その先端に、２個のパンチを所定の標点距離となるように保持するためのパンチ保持部が設けられた可動部と、その先端に、前記２個のパンチの先端に対して、試験片をほぼ平行に載置するための試験片支持台が設けられた固定部とを備え、前記可動部の起端は、前記試験片支持台上に載置された前記試験片に対して、前記パンチ保持部を前進・後退できるように、前記固定部の起端に回転可能に支持されていることを要旨とする。
この場合、前記可動部の起端は、前記試験片の長手方向に対して平行に移動できるように、前記固定部の起端に回転可能に支持されていても良い。
【発明の効果】
【０００８】
パンチ保持部には２個のパンチが標点距離とほぼ同じ間隔で固定されているので、試験片支持台に載置されている試験片に向かって可動部を前進させ、パンチ先端で試験片表面を打刻すると、所定の精度を有し、かつ、試験片の中心線に対してほぼ平行である１組の標点を１動作で刻印することができる。また、可動部の起端が試験片の長手方向に対して平行に移動できるようになっている場合には、同一の試験片に対し２組以上の標点を高い精度で効率よく刻印することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。図１（ａ）、図２（ｂ）及び図１（ｃ）に、本発明に係る標点打刻装置の平面図、正面図及び右側面図を示す。図１において、標点打刻装置１０は、可動部２０と、固定部４０とを備えている。
【００１０】
可動部２０は、その先端にパンチ保持部２２ａを有するＴ字型の可動部基体２２と、パンチ保持部２２ａに固定された２個のパンチホルダ２４、２４と、各パンチホルダ２４、２４に固定されたパンチ２６、２６とを備えている。
パンチ保持部２２ａの先端面には、水平方向に伸びる溝２２ｂが形成されている。溝２２ｂの断面形状は、表面から内部に向かうにつれてその横幅が広くなる、いわゆる、逆テーパ状になっている。また、各パンチホルダ２４、２４には、それぞれ、逆テーパ状の突起２４ａ、２４ａが設けられ、突起２４ａ、２４ａは、パンチ保持部２２ａの溝２２ｂに挿入されている。
【００１１】
各パンチホルダ２４、２４は、溝２２ｂに沿ってスライドできるようになっており、パンチ２６、２６の間隔を任意に変更できるようになっている（標点距離可変手段）。また、各パンチホルダ２４、２４は、パンチ２６、２６の先端の間隔が所定の標点距離となるように位置決めされた後、その先端面から挿入されるボルト２４ｂ、２４ｂによりパンチ保持部２２ａに固定されている。
パンチ２６、２６は、パンチホルダ２４、２４の鉛直方向に形成された貫通孔に挿入され、パンチホルダ２４、２４の先端面から挿入されるボルト２４ｃ、２４ｃにより固定されている。また、パンチ２６、２６は、その先端が試験片４の表面に対してほぼ平行に、かつ、試験片４の中心線に対してほぼ平行になるように固定されている。
【００１２】
さらに、可動部基体２２の先端側の上面には、取手２８が設けられている。また、可動部基体２２の起端側の上面には、ホームベース型の位置決め板３０が固定されている。可動部基体２２の起端側には、Ｕ字型の切り欠きが形成されており、位置決め板３０は、その先端がＵ字型の切り欠きからせり出すように、可動部基体２２の起端側に固定されている。
【００１３】
固定部４０は、平板状の固定部基体４２と、固定部基体４２の先端に設けられた試験片支持台４４と、固定部基体４２の起端に設けられた回転軸４６とを備えている。
試験片支持台４４は、２個のパンチ２６、２６の先端に対して、試験片４の表面がほぼ平行になり、かつ、試験片４の中心線に対してほぼ平行になるように、試験片４を載置するためのものである。試験片支持台４４には、Ｖ字型の溝が形成され、円形断面を有する試験片４をＶ字型の溝上に載置できるようになっている。
【００１４】
ここで、「試験片４の表面に対してほぼ平行」とは、パンチ２６、２６の先端を結ぶ線と試験片４の表面とは、完全に平行であることが望ましいが、２個のパンチ２６、２６で２個の標点を確実に刻印できる限りにおいて、パンチ２６、２６の先端を結ぶ線と試験片４の表面とが、多少、平行からずれていても良いことを意味する。
同様に、「試験片４の中心線に対してほぼ平行」とは、パンチ２６、２６の先端を結ぶ線と試験片４の中心線とは、完全に平行であることが望ましいが、標点距離が許容範囲に収まる限りにおいて、パンチ２６、２６の先端を結ぶ線と試験片４の中心線とが、多少、平行からずれていても良いことを意味する。
【００１５】
回転軸４６は、固定部基体４２の起端に設けられた起立部４２ａ、４２ａに固定されている。また、回転軸４６は、可動部基体２２の起端側に形成された貫通孔に挿入されている。すなわち、可動部２０の起端は、固定部４０の起端に回転可能に支持されており、試験片支持台４４上に載置された試験片４に対して、パンチ保持部２２ａを前進・後退させることができるようになっている。
また、可動部基体２２の起端は、回転軸４６の長手方向に沿って、任意の位置に移動できるようになっている。さらに、回転軸４６の表面には、複数個の目盛り４６ａ、４６ａ…が形成されている。上述した位置決め板３０は、その先端が目盛り４６ａ、４６ａ…近傍に来るように、可動部基体２２の起端側に固定されている。
【００１６】
次に、図１に示す標点打刻装置１０を用いた試験片表面への標点の打刻方法について説明する。
まず、予め、パンチホルダ２４、２４を所定の位置に固定し、パンチ２６、２６の先端の距離を標点距離に合わせておく。次いで、取手２８を手で持ち上げ、試験片支持台４４上に試験片４を載置する。
次に、図２（ａ）に示すように、位置決め板３０の先端が回転軸４６に形成された目盛り４６ａ、４６ａ…のいずれか（図２（ａ）に示す例においては、中心にある目盛り４６ａ）に来るように、可動部２０を回転軸４６に沿って移動させ、可動部２０の位置決めを行う。
この状態から、図２（ｂ）に示すように、取手２８を手でつかんだまま、可動部２０の先端を試験片４に向かって振り下ろす。これにより、試験片４の表面には、標点距離に相当する間隔で、２個の標点が同時に形成される。
【００１７】
同一の試験片４に対して複数組の標点を刻印する場合には、図２（ｃ）に示すように、位置決め板３０の先端が他の目盛り４６ａ（図２（ｃ）に示す例においては、図の上方にある目盛り４６ａ）に来るように、可動部２０を回転軸４６に沿って移動させる。そして、この状態から、図２（ｄ）に示すように、取手２８をつかんで可動部２０を持ち上げ、可動部２０の先端を試験片４に向かって振り下ろせば良い。これにより、２組目の標点を同時に形成することができる。３組以上の標点を形成する場合も同様である。
【００１８】
本発明に係る標点打刻装置１０は、パンチ保持部２２ａに２個のパンチ２６、２６が標点距離とほぼ同じ間隔で固定されているので、可動部２０を試験片４に対して振り下ろす１回の動作で、所定の標点距離を有する１組の標点を同時に形成することができる。また、パンチ２６、２６は、予め定められた間隔で固定されているので、複数個の試験片に対して標点を打刻する場合であっても、各試験片毎に標点距離を計測する必要がない。そのため、標点の打刻作業及び標点距離の検査作業を簡略化することができる。
【００１９】
また、パンチ保持部２２ａと試験片支持台４４との位置関係を適正化すると、試験片４が円形断面を有する場合であっても、所定の標点距離を有する１組の標点を試験片４の中心線上に容易に形成することができる。
さらに、本発明に係る標点打刻装置１０は、可動部の起端が試験片の長手方向に沿って移動できるようになっているので、２組以上の標点を同一の試験片４に打刻する場合であっても、標点の打刻作業を高い精度で効率よく行うことができ、標点距離の検査作業も簡略化することができるる。
【００２０】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【００２１】
例えば、本発明に係る標点打刻装置を用いて標点を打刻することが可能な試験片は、引張試験片に限られるものではなく、他の試験に供される試験片であって、標点を打刻する必要があるものすべてに対して適用することができる。
また、本発明が適用可能な試験片は、円形断面を有するものに限られるものではなく、例えば、長方形断面を有する試験片に対しても使用することができる。この場合、試験片支持台４４の先端にＶ字型の溝を形成することに代えて、試験片形状に適した溝（例えば、試験片形状が長方形断面を有するものである場合、試験片支持台４４の表面に凹型の溝）を形成するのが好ましい。
【００２２】
また、パンチホルダ２４、２４は、パンチ保持部２２ａの先端に形成された溝２２ｂに沿って水平方向に移動できるようになっているが、パンチ保持部２２ａの上面に、パンチホルダ２４、２４（すなわち、これに保持されるパンチ２６、２６）の間隔を計測するための目盛りを設けても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明に係る標点打刻装置は、引張試験片などの各種試験片に標点を打刻するための打刻装置として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、それぞれ、本発明に係る標点打刻装置の平面図、正面図及び右側面図である。
【図２】図１に示す標点打刻装置の使用方法を示す図である。
【図３】標点が打刻された試験片を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２５】
４ 試験片
１０ 標点打刻装置
２０ 可動部
２２ａ パンチ保持部
２６ パンチ
４０ 固定部
４４ 試験片支持台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その先端に、２個のパンチを所定の標点距離となるように保持するためのパンチ保持部が設けられた可動部と、
その先端に、前記２個のパンチの先端に対して、試験片をほぼ平行に載置するための試験片支持台が設けられた固定部とを備え、
前記可動部の起端は、前記試験片支持台上に載置された前記試験片に対して、前記パンチ保持部を前進・後退できるように、前記固定部の起端に回転可能に支持されている標点打刻装置。
【請求項２】
前記可動部の起端は、前記試験片の長手方向に対して平行に移動できるように、前記固定部の起端に回転可能に支持されている請求項１に記載の標点打刻装置。
【請求項３】
前記パンチ保持部は、前記２個のパンチの間隔を変える標点距離可変手段を備えている請求項１又は２に記載の標点打刻装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−２５０５８９（Ｐ２００６−２５０５８９Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
物理学 | 測定；試験 | 材料の化学的または物理的性質の決定による材料の調査または分析 | 機械的応力の負荷による固体材料の強さの調査 | 細部 | 指示または記録手段の特殊な適用
【出願番号】特願２００５−６４７０４（Ｐ２００５−６４７０４）
【出願日】平成１７年３月９日（２００５．３．９）
【出願人】（０００００３７１３）大同特殊鋼株式会社
【Ｆターム（参考）】
機械的応力負荷による材料の強さの調査 | 調査方法；試験の仕方 | 引張試験
機械的応力負荷による材料の強さの調査 | 力を掛ける方法（時間的、空間的） | 静的負荷による試験
機械的応力負荷による材料の強さの調査 | 力を掛ける方法（時間的、空間的） | 静的負荷による試験 | 破断試験（試験片破断）
機械的応力負荷による材料の強さの調査 | 調査対象項目 | 弾性率 | 伸び弾性率（縦弾性係数）
機械的応力負荷による材料の強さの調査 | 試験片、形状、構造及び部分、部品 | 柱状、棒状
機械的応力負荷による材料の強さの調査 | 試験装置；構成、部分構成（治具を含む） | 治具
機械的応力負荷による材料の強さの調査 | 測定対象 | 変位
機械的応力負荷による材料の強さの調査 | 測定対象 | 歪み
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