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公開番号2025073701
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2023184698
出願日2023-10-27
発明の名称温度槽及び試験方法
出願人エスペック株式会社
代理人個人
主分類G01N 3/18 20060101AFI20250502BHJP(測定;試験)
要約【課題】供試体の温度をより短時間の内に所望の温度に到達させることができる温度槽を提供することを課題とする。
【解決手段】供試体100を所望の環境下にさらすことが可能な温度槽2であって、側面105、106の面積が表裏面101、102に比べて小さい供試体100に外力を加えて変形させてその変化を測定する材料試験に用いられる温度槽2において、前記供試体100の少なくとも一部を囲う供試体領域10と、前記供試体領域10内に気体を導入する気体導入部22、23と、前記供試体領域内10に開く計測のための開口27と、を有し、前記気体導入部22、23は前記供試体100の側面側に開口していることを特徴とする。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
供試体を所望の環境下にさらすことが可能な温度槽であって、側面の面積が表裏面に比べて小さい供試体に外力を加えて変形させてその変化を測定する材料試験に用いられる温度槽において、
前記供試体の少なくとも一部を囲う供試体領域と、
前記供試体領域内に気体を導入する気体導入部と、
前記供試体領域内に開く計測のための開口と、を有し、
前記気体導入部は前記供試体の側面側に開口していることを特徴とする温度槽。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
供試体を所望の環境下にさらすことが可能な温度槽であって、供試体に外力を加えて変形させてその変化を測定する材料試験に用いられる温度槽において、
前記供試体の少なくとも一部を囲う供試体領域と、
前記供試体領域内に気体を導入する気体導入部と、
前記供試体領域内に開く計測のための開口と、を有し、
前記気体導入部は、当該気体導入部の軸線が前記開口の軸線に対して交差するように配置されていることを特徴とする温度槽。
【請求項３】
前記気体導入部が複数設けられており、少なくとも一つの前記気体導入部が、他の少なくとも一つの前記気体導入部に対向する側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度槽。
【請求項４】
前記開口が形成されたカバー部を有し、当該カバー部には計測のための部材が前記供試体領域に至るための空間が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度槽。
【請求項５】
温度調節された気体を供給することができる気体供給装置を有し、当該気体供給装置から前記気体導入部を経て前記供試体領域に気体が導入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の温度槽。
【請求項６】
前記供試体を保持する一対の保持部材を有し当該保持部材で前記供試体を保持して当該供試体に外力を加える外力付与装置と、プローブを有する計測器と、請求項１又は２に記載の温度槽を使用し、
前記供試体の中央部が前記供試体領域内に位置するように前記供試体の両端を前記保持部材で保持し、
前記プローブの先端が前記供試体領域内において前記供試体に接触するように前記プローブを配置し、
温度調節された気体を前記気体導入部から前記プローブの軸線に対して交差する方向に導入して前記気体を前記供試体の前記プローブが接触する面に流し、
その状態で前記外力付与装置を駆動して前記供試体に外力を加えて前記計測器で前記供試体の変形状態を測定することを特徴とする試験方法。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の温度槽と、前記供試体に外力を与える外力付与装置を備えた試験装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に所望の温度環境を作ることができる温度槽に関するものであり、特に所定の温度環境下における素材の材料特性を試験する用途に使用される温度槽に関するものである。
また本発明は、材料試験等の試験方法及び試験装置に関するものである。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
金属素材やゴム等の基本特性を試験する材料試験装置が知られている。材料試験装置には、例えば引っ張り試験装置、圧縮試験装置、剪断試験装置、硬さ試験装置、衝撃試験装置等がある。ゴムや樹脂を供試体とするクリープ試験装置も知られている。
引っ張り試験装置には、一対の掴み具と、一方の掴み具を移動させる移動装置と、掴み具の移動量を検知する伸び量計と、引っ張り荷重を検知する荷重計を有するものがある。
代表的な引っ張り試験は、所定形状に成形された供試体の両端を、前記した一対の掴み具で掴み、移動装置で掴み具の一方を他方から離れる方向に移動させる。そしてその間の供試体の伸びを伸び量計で測定し、供試体にかかっている引っ張り荷重を荷重計で測定し、供試体の応力・歪み線図等を作成するときの資料とする。
【０００３】
また低温環境下や高温環境下における素材の材料特性を試験する試験装置が知られている。例えば引っ張り試験を行う試験装置であるならば、恒温装置（環境試験装置）を備え、恒温装置の試験室（温度槽）に供試体を設置して引っ張り試験を実施するものである。以下、試験室（温度槽）を備える試験装置を通常の試験装置と区別するために「複合試験装置」と称する。また所望の環境下に供試体をおいて供試体に外力を加える試験を「複合試験」と称する。
【０００４】
複合試験装置の一つたる複合型の引っ張り試験装置は、恒温装置と、供試体を引っ張る引っ張り試験装置によって構成されている。引っ張り試験装置には、前記した引っ張り試験装置と同様に、一対の掴み具と、一方の掴み具を移動させる移動装置と、掴み具の移動量を検知する伸び量計と、荷重計を有するものがある。
【０００５】
特許文献１には、複合試験装置の一例が開示されている。特許文献１に開示された複合試験装置についても、恒温装置と引っ張り試験装置によって構成されている。
特許文献１に開示された複合試験装置は、試験時に空調されるべき試験空間（以下、空調空間と称する）をできるだけ小さくすることを目的として開発されたものであり、恒温装置として恒温槽の上部に蛇腹が設けられた構造が採用されている。
特許文献１に開示された複合試験装置では、恒温槽と蛇腹によって外部と仕切られた空間が空調空間である。特許文献１に開示された複合試験装置では、恒温槽と蛇腹によって外部と仕切られた空間内に、一対の掴み具と、供試体の全部が入る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００１－２２８０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された複合試験装置（以下、従来技術の複合試験装置）は、旧来のものに比べると空調空間が小さい。そのため、従来技術の複合試験装置は、旧来の複合試験装置に比べて空調空間の温度の立ち上がりが早く、旧来のものに比べて短時間で空調空間を所望の環境温度に至らせることができる。従って、従来技術の複合試験装置によると、供試体の温度を所望の温度にする時間を短縮して引っ張り試験等を開始することができる。要するに従来技術の複合試験装置によると、引っ張り試験等を開始するまでに要する準備時間が短縮される。
しかしながら、市場において供試体の温度の立ち上がりがより早く、供試体の温度をより短時間の内に所望の温度に到達させたいという要求がある。
本発明は供試体の温度の立ち上がりがより早く、供試体の温度をより短時間の内に所望の温度に到達させることができる温度槽を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記した課題を解決するための態様は、供試体を所望の環境下にさらすことが可能な温度槽であって、側面の面積が表裏面に比べて小さい供試体に外力を加えて変形させてその変化を測定する材料試験に用いられる温度槽において、前記供試体の少なくとも一部を囲う供試体領域と、前記供試体領域内に気体を導入する気体導入部と、前記供試体領域内に開く計測のための開口と、を有し、前記気体導入部は前記供試体の側面側に開口していることを特徴とする温度槽である。
【０００９】
本態様の温度槽は計測のための開口を有し、当該開口は供試体領域内に開く。そして当該開口から例えば計測器のプローブを供試体領域内に挿入し、例えば供試体に計測器のプローブを接触させた状態で供試体を所望の環境下にさらすことが可能な温度槽であり、複合試験を実施する際に使用することが推奨されるものである。
本態様の温度槽は、供試体領域を有し、気体導入部から供試体領域内に気体が導入される。供試体領域内の温度は、供給される気体の温度に依存することとなる。
本態様の温度槽では、気体導入部は供試体の側面側に開口している。ここで本態様の温度槽に配置される供試体は、側面の面積が表裏面に比べて小さい。そのため気体導入部から供試体領域に導入された気体は、供試体の表面側又は裏面側の少なくとも一方の面に沿って流れる。
そのため、供試体の表面又は裏面の少なくとも一方の表面に沿って気体が通過し、供試体の表面又は裏面の少なくとも一方の面が、通過する気体にさらされる。そのため本態様の温度槽では、気体導入部から供試体領域に導入された気体が直接的に供試体の大面積側たる表面又は裏面の少なくとも一方と接し、より短時間の内に供試体が気体の温度になじむ。
本態様の温度槽は、供試体の温度を短時間で変更することができるので、例えば熱サイクル試験と称される様な環境温度が周期的に変化する環境下に供試体をさらす試験や、熱衝撃試験と称される様な急激に温度が変化する環境下に供試体にさらす試験を実施するのにも適している。
【００１０】
上記した課題を解決するためのもう一つの態様は、供試体を所望の環境下にさらすことが可能な温度槽であって、供試体に外力を加えて変形させてその変化を測定する材料試験に用いられる温度槽において、前記供試体の少なくとも一部を囲う供試体領域と、前記供試体領域内に気体を導入する気体導入部と、前記供試体領域内に開く計測のための開口と、を有し、前記気体導入部は、当該気体導入部の軸線が前記開口の軸線に対して交差するように配置されていることを特徴とする温度槽である。
（【００１１】以降は省略されています）

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