夹齿以及夹具的制作方法

本发明涉及一种在执行拉伸试验的材料试验机中抓持试验片的夹具的夹齿以及夹具。

背景技术：

作为执行拉伸试验的材料试验机，已知有如下的材料试验机，其包括：一对螺杆，立设在平台上；十字头，架设在一对螺杆上并沿着螺杆上下移动；以及夹具，配设在平台与十字头的各者上。在此种材料试验机中，在通过平台侧的夹具与十字头侧的夹具来抓持试验片的两端的状态下，使十字头移动，由此执行对试验片赋予拉伸负荷的拉伸试验。

在执行拉伸试验的材料试验机用的夹具中，为了确实地抓持试验片，在夹持试验片之侧安装有刻设有锯齿状的凹凸的夹齿。另外，对应于试验的用途、试验片的形状、尺寸、材质来选择安装在夹具中的夹齿(参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2002-139411号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

在拉伸试验中，当对试验片赋予了拉伸方向的试验力时，抓持试验片的两端的夹具的夹齿与试验片必须不滑动而对抗试验力。通过夹住试验片的力来使设置在夹齿的与试验片接触的齿面上的多个突起(例如，锯齿状的凹凸的凸)深深地陷入试验片中，由此对抗试验中的试验力。另一方面，夹齿的突起所陷入的试验片的部位的强度下降。而且，若突起朝试验片中的陷入过深，则产生试验片在抓持部分上断裂的所谓的夹头断开，而无法进行正确的试验。

在安装在抓持钢铁或塑料等试验片的夹具中的夹齿中，突起以1mm～0.5mm左右的间距在齿面上排列。当通过此种现有的金属用的夹齿，抓持例如碳纤维增强塑料(carbonfiberreinforcedplastics，cfrp)等碳纤维与树脂的复合材料时，若直接利用夹齿夹住试验片，则夹齿的突起的陷入变深，抓持部分上的强度下降。因此，必须准备在试验片的抓持部分上粘着有被称为舌片(tab)的增强材料的带舌片的试验片，试验片的准备花功夫。

本发明是为了解决所述课题而成者，其目的在于提供一种即便针对脆性材料或复合材料，也可以确实地抓持试验片来执行材料试验的夹齿以及夹具。

解决问题的技术手段

技术方案1中记载的发明是一种安装在对试验片施加拉伸负荷来进行试验的材料试验机的夹具中，抓持所述试验片的夹齿，其特征在于：在所述夹齿的齿面上形成有多个突起，且将所述突起的间隔设为0.1mm～0.4mm。

技术方案2中记载的发明是在技术方案1中记载的夹齿中，将所述突起的间隔设为0.25mm。

技术方案3中记载的发明是在技术方案1或技术方案2中记载的夹齿中，所述齿面上的所述突起通过相对于水平方向顺时针地倾斜20度、逆时针地倾斜20度的两方向的锉齿来形成。

技术方案4中记载的发明是一种安装有技术方案1至技术方案3的任一项中记载的夹齿的夹具。

发明的效果

根据技术方案1至技术方案4中记载的发明，利用具有减小突起的间隔来增加突起的数量的齿面的夹齿抓持试验片，因此施加至每一个突起中的力变小，因此可使各个突起陷入试验片中的深度变浅。因此，可防止试验片的抓持部分上的试验片强度的下降。

根据技术方案2中记载的发明，将夹齿的齿面的突起的间隔设为0.25mm，因此尤其在碳纤维增强热塑性塑料(carbonfiberreinforcedthermoplastics，cfrtp)的拉伸试验中，可不准备带舌片的试验片，而利用夹齿直接抓持试验片。即，分散在cfrtp的试验片内的组织的不均匀性与突起的间隔及突起的陷入深度的平衡良好，对于防止试验片的抓持部分上的试验片强度的下降有效果。

附图说明

图1是包括本发明的夹具1的材料试验机的概要图。

图2是本发明的夹具1的主要部分剖面图。

图3是表示本发明的夹齿10的概要图。

图4是表示形成在齿面15上的突起的说明图。

图5是另一实施方式的夹齿20的概要图。

符号的说明

1：夹具

2：夹具本体

4：楔子作用面

8：支撑轴

10：夹齿

12：支撑轴卡合部

14：锥状面

15：齿面

20：夹齿

21：夹齿本体

23：板构件

24：槽

25：齿面

41：螺杆

43：十字头

46：平台

49：盖构件

tp：试验片

具体实施方式

以下，根据图式对本发明的实施方式进行说明。图1是包括本发明的夹具1的材料试验机的概要图。

执行拉伸试验的材料试验机包括：一对螺杆41，立设在平台46上；十字头43，架设在一对螺杆41上并沿着螺杆41上下移动；以及夹具1，配设在平台46与十字头43的各者上。另外，在此图1中，图示利用盖构件49覆盖一对螺杆41的一侧的状态。在此种材料试验机中，在通过平台46侧的夹具1与十字头43侧的夹具1来抓持试验片tp的两端的状态下，使十字头43朝上方移动，由此执行对试验片tp赋予拉伸试验力的拉伸试验。

图2是本发明的夹具1的主要部分剖面图。图3是表示本发明的夹齿10的概要图。

此夹具1是楔子形夹具，其包括：夹具本体2，在内部形成有楔子作用面4；以及一对夹齿10，一侧的侧面部作为与楔子作用面4同一角度的锥状面14来形成。一对夹齿10由安装在试验机本体上的支撑轴8支撑，并且通过使夹具本体2沿着支撑轴8上下移动，而对一对夹齿10赋予用于抓持试验片tp的夹持力。即，长条形状的试验片tp的两端部分别由配设在材料试验机的平台46及十字头43上的各夹具1的一对夹齿10抓持。

夹齿10如图2与图3所示，在与锥状面14相反侧的面上具有直接形成有突起的齿面15，且经由支撑轴卡合部12而安装在夹具本体2内的支撑轴8的前端。

图4是表示形成在齿面15上的突起的说明图。在图4中，将齿面15的表面的一部分放大表示，进而，表示来自x方向的锉齿的剖面及来自y方向的锉齿的剖面。

在齿面15上形成有前端尖的刀刃状的多个突起。此突起也被称为齿，此齿通过在从水平方向逆时针地倾斜20°的x方向、及从水平方向顺时针地倾斜20°的y方向上，碰撞刀尖具有80°的角度的刀具来削去夹齿构件的表面而形成。剖面形状变成三角的突起的一侧的面形成在从垂直线起70°的位置上，另一侧的面形成在从所述面起展开了80°的位置上。刻在x方向上的齿的间距与刻在y方向上的齿的邻接的齿的间距分别为0.25mm，深度为0.09mm。另外，如此使来自两方向的锉齿交叉所形成的形状类似于多齿锉刀的锉齿，因此在材料试验机的夹齿中，也被称为锉刀齿。另外，对形成有锉刀齿的齿面15实施规定的表面处理或热处理，并以硬度等变成目标值的方式进行调整。

在形成齿面15中的多个突起时，将两个锉齿方向的倾斜角度相对于水平方向对称地设为20°，由此可增加与拉伸试验的负荷方向相同的齿面15的纵向上的突起的数量。另外，此锉齿的倾斜角度可在能够锉出适当的深度的齿的范围内变更。

当利用具有如所述那样将突起的间隔变小为0.25mm，并增加了突起的数量的齿面15的夹齿10抓持试验片tp时，施加至每一个突起中的力变小，因此可使各个突起陷入试验片tp中的深度变浅。因此，可防止试验片tp的抓持部分上的试验片强度的下降。因此，即便针对脆性材料或复合材料，也可以在试验中确实地抓持试验片tp来执行材料试验。另外，通过使用此夹齿10，可直接抓持脆性材料或复合材料的试验片tp，因此无需准备带舌片的试验片。

另外，优选为突起的间隔为比现有的金属用的夹齿中所形成的突起的间隔小的0.1mm～0.4mm。进而，当如本实施方式那样将突起的间隔设为0.25mm时，尤其在cfrtp的拉伸试验中，分散在试验片内的组织的不均匀性与突起的间隔及突起的陷入深度的平衡良好，对于防止试验片tp的抓持部分上的试验片强度的下降有效果。

图5是另一实施方式的夹齿20的概要图。对于与图3中所示的实施方式相同的结构标注同一符号，并省略详细的说明。

此夹齿20是将具有齿面25的板构件23插入形成在夹齿本体21的与锥状面14相反侧的面上的槽24中而成者。形成在齿面25上的突起以与图4中所示的突起相同的间距形成相同形状者。通过在图2的夹具1中安装此夹齿20，与安装有所述夹齿10的情况同样地，试验片tp由齿面25的细小的齿确实地抓持，且可缓和突起朝试验片tp中的过度的陷入，而防止试验片强度的下降。

另外，配设包括与图4中所示的齿面15相同的齿面的夹齿的夹具并不限定于楔子形夹具。可在平面形夹具用的夹齿的齿面上，采用与本申请发明的夹齿的齿面15相同的突起间隔及形状。