Technical Sheet

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大阪府立産業技術総合研究所

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ねじり試験、ねじり試験機、トルク

01019 0101901019 0101901019 精密ねじり試験機

精密ねじり試験機 精密ねじり試験機 精密ねじり試験機 精密ねじり試験機

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はじめに はじめに はじめに はじめに はじめに

近年、各種の機械や装置は大型 化、効率化、軽量化等の傾向が著 しく、これを支える材料・部品へ の安全性､信頼性の要求もますます 厳しくなっています。そのために 材料・部品のより適正な品質の評 価が求められています。

各種材料の引張り、衝撃、硬さ などの機械的強度については、JIS に試験方法と規格値が規定され利 用しやすい形に整備されています。

しかし、ねじりについては線材の 規格があるのみで、試験法や規格 値がありません。

そのため、ねじりを受ける部材の設計や強度 評価は、その都度、使用状況に対応した正確な ねじり強度の測定が必要になります。

装置の概要 装置の概要 装置の概要 装置の概要 装置の概要

図１に試験機の全景を示します。試料は、計 測制御装置側と、ねじり駆動側のつかみ具に セットします。駆動部はスラストを受けないよ うに軸方向にフリーです。試験機の仕様を表 １、つかみ具の仕様と詳細を表 2、図 2 に示しま す。トルクと回転角度（つかみ具間又は標点間）

は、計測制御装置、X − YT レコーダ、データ処 理装置の三箇所で表示されます。

自動測定には下記の制御モードがあります。

(1)定速つかみ具間ねじれ角制御 (2)定速トルク制御

(3)定速標点間ねじれ角制御

データ処理装置 X − YT レコーダ 計測制御装置 つかみ具

ねじり駆動装置

図１　精密ねじり試験機 図１　精密ねじり試験機図１　精密ねじり試験機

図１　精密ねじり試験機図１　精密ねじり試験機（（（（（島島島島島津津津津津製製製製製作作作作作所所所所所製製製製製））））） データ処理装置

データ処理装置 データ処理装置 データ処理装置 データ処理装置

つかみ具 つかみ具つかみ具 つかみ具つかみ具

ねじり駆動装置 ねじり駆動装置 ねじり駆動装置 ねじり駆動装置 ねじり駆動装置 計測制御装置

計測制御装置計測制御装置 計測制御装置 計測制御装置 XXXXX－－－－－ YTYTYTYTYTレコーダレコーダレコーダレコーダレコーダ

M16 R155 R155

     表2 つかみ具の仕様 試験体つかみ部寸法 φ4〜60mm

(三角、六角も可) つかみ具刃長さ 80mm

つかみ具形式 円周三方向スライド 締付

ねじ固定 外周のＭ16ねじ利用

M16 M16 M16 M16 M16

図２　つかみ具 図２　つかみ具図２　つかみ具 図２　つかみ具 図２　つかみ具

───→

───→───→

───→───→ R155R155R155R155R155

最大トルク

計測最小保証トルク 12N・ｍ

試験片硬さ

つかみ具間距離

つかみ中心からベッド

上面までの高さ

ねじり速度 1°～120°/min

表１　試験機の仕様

　作成者　　評価技術部　材料評価グループ　岡市　敏　 　作成者　　評価技術部　材料評価グループ　岡市　敏　　作成者　　評価技術部　材料評価グループ　岡市　敏　 　作成者　　評価技術部　材料評価グループ　岡市　敏　 　作成者　　評価技術部　材料評価グループ　岡市　敏　 　発行日　　

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　発行日　　20012001200120012001年年年年年 1111111111月月月月月 2626262626日日日日日

さらに、試験片つかみ部の変形の影響を除い て、ねじれ角の測定精度を上げた標点間ねじれ 角検出装置があります。その外観を図3、仕様を 表 3 に示します。

試験片形状の影響 試験片形状の影響試験片形状の影響 試験片形状の影響試験片形状の影響

試験片形状がねじり試験に及ぼす影響をみる ために、材質Ｓ 45 Ｃ､降伏点応力 427N/mm²､引張 強さ 653N/mm²、伸び 29.4％の同一丸棒から図 4 に示す試料 1,2,3 を作製し試験を行いました。

試料３のつかみ具間長さは 130mm、試料 1,3 に は、標点間ねじれ角検出装置を標点間距離 50mm で取付けました。代表的なトルク−ねじれ角線 図を図 5 〜７に示します。試料 1 の最大トルク は、試料 2(図 5)とほぼ同じで、トルク−標点間 ねじれ角は、試料 3(図 6)とほとんど同じになり ました。また、試料 1 には、角度検出プ−リが 取付けにくく、試料3は、つかみ具間が長く、つ かみ部径が細いためつかみ部の変形の影響でね

じれ角が大きく現れることがわかりました。

最大トルクの測定は平行部は短く , 肩Ｒの大 きい方が安定がよく、また、精度のよいトルク

−ねじれ角線図(図６)を得るには標点間ねじれ 角検出装置の利用が効果的です。

上記の測定例からわかるように、引張試験で 降伏点を持つ材料であっても、ねじり試験では 明確な降伏点は現れないことがありますので注 意が必要です。

試験片形状は、棒状のつかみ部か、または、つ かみ具外周の M16 ねじ穴を利用した固定ができ なければなりません。

詳細は前もってご相談ください。

皆様のご利用をお待ちしております。

角度検出 プーリ 角度検出 ヘッド

図３　標点間ねじれ角検出装置 図３　標点間ねじれ角検出装置図３　標点間ねじれ角検出装置 図３　標点間ねじれ角検出装置図３　標点間ねじれ角検出装置

標点間距離

試験片の外径 φ10～25mm ねじれ角測定範囲

表3　標点間ねじれ角検出装置の仕様

図４　試料寸法 図４　試料寸法 図４　試料寸法 図４　試料寸法 図４　試料寸法

つかみ具間ねじれ角 つかみ具間ねじれ角つかみ具間ねじれ角 つかみ具間ねじれ角つかみ具間ねじれ角(deg)(deg)(deg)(deg)(deg) 図５　試料２のトルク－ねじれ角線図 図５　試料２のトルク－ねじれ角線図図５　試料２のトルク－ねじれ角線図 図５　試料２のトルク－ねじれ角線図 図５　試料２のトルク－ねじれ角線図

標点間ねじれ角 標点間ねじれ角標点間ねじれ角 標点間ねじれ角 標点間ねじれ角(deg)(deg)(deg)(deg)(deg)

図６　試料３のトルク－ねじれ角線図 図６　試料３のトルク－ねじれ角線図図６　試料３のトルク－ねじれ角線図 図６　試料３のトルク－ねじれ角線図 図６　試料３のトルク－ねじれ角線図

つかみ具間ねじれ角 つかみ具間ねじれ角つかみ具間ねじれ角 つかみ具間ねじれ角つかみ具間ねじれ角(deg)(deg)(deg)(deg)(deg) 図７　試料３のトルク－ねじれ角線図 図７　試料３のトルク－ねじれ角線図図７　試料３のトルク－ねじれ角線図 図７　試料３のトルク－ねじれ角線図 図７　試料３のトルク－ねじれ角線図