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公開番号2024145034
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023057262
出願日2023-03-31
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 20060101AFI20241004BHJP(測定;試験)
要約【課題】試験時に空調されるべき空間がより小さい温度槽を提供することを課題とする
【解決手段】供試体100に計測器70のプローブ71、72を接触させた状態で当該供試体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、前記供試体100の一部を囲う供試体領域10と、前記プローブ71、72が挿通されるプローブ領域11と、を有し、前記供試体領域10に気体を導入する導入部があり、前記プローブ領域11は供試体領域10と連通しており、前記導入部から導入された気体の一部又は全部が前記プローブ領域11を通過して排気される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
供試体に計測器のプローブを接触させた状態で当該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、
前記供試体の一部を囲う供試体領域と、前記プローブが挿通されるプローブ領域と、を有し、
前記供試体領域に気体を導入する導入部があり、
前記プローブ領域は前記供試体領域と連通しており、前記導入部から導入された気体の一部又は全部が前記プローブ領域を通過して排気されることを特徴とする温度槽。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記供試体領域に第一開口と第二開口があり、
前記供試体の中央部が前記供試体領域に配され、前記供試体の両端部側が各々前記第一開口又は前記第二開口を経て前記供試体領域の外部に出るものであることを特徴とする請求項１に記載の温度槽。
【請求項３】
前記プローブ領域の横断面の面積は前記供試体領域の横断面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の温度槽。
【請求項４】
前記プローブ領域と前記供試体領域の間に狭窄部があることを特徴とする請求項１に記載の温度槽。
【請求項５】
前記プローブ領域に狭窄部があることを特徴とする請求項１に記載の温度槽。
【請求項６】
前記導入部に対向する前記供試体領域の壁面の周辺に傾斜面又は曲面があることを特徴とする請求項１に記載の温度槽。
【請求項７】
前記プローブ領域の開放端側に乾燥気体を供給することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の温度槽。
【請求項８】
前記供試体領域に供試体の一部を挿通する開口があり、当該開口の領域に乾燥気体を供給することが可能であることを特徴とする請求項１に記載の温度槽。
【請求項９】
前記供試体領域に気体を供給する気体供給装置を有し、当該気体供給装置は供給する気体の温度を変更することができるものであることを特徴とする請求項１に記載の温度槽。
【請求項１０】
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乃至９のいずれかに記載の温度槽を使用し、
前記供試体の中央部を前記供試体領域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導入部から前記供試体領域に導入し、
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１１】以降は省略されています）
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、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ことが望ましい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に関するものである。
続きを表示（約 2,600 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、移動装置で一方の掴み具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、供試体に掛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は、旧来のものに比べると空調空間が小さい。
しかしながら、特許文献１に開示された複合試験装置では、空調空間内に一対の掴み具と、供試体の全部を入れた状態で試験を行うものであるから、少なくともこれらを収容することができる容積を持つことが必須である。そのため、特許文献１に開示された複合試験装置は、空調空間が十分に小さいとは言えず、容積がさらに小さい温度槽の開発が望まれている。
本発明は、試験時に空調されるべき空間がより小さい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、供試体に計測器のプローブを接触させた状態で当該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、前記供試体の一部を囲う供試体領域と、前記プローブが挿通されるプローブ領域と、を有し、前記供試体領域に気体を導入する導入部があり、前記プローブ領域は前記供試体領域と連通しており、前記導入部から導入された気体の一部又は全部が前記プローブ領域を通過して排気されることを特徴とする温度槽である。
【０００９】
本態様の温度槽は、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、導入部から供試体領域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。
本態様の温度槽の供試体領域は、供試体の一部を囲うものであるから、従来技術に比べて空調空間が小さい。そのため供試体領域内の温度を短時間の内に所望の温度に至らせることができる。また消費エネルギーが少ない。
本態様の温度槽は、供試体領域内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適している。
ところで、供試体を高温環境や低温環境といった外気温度から離れた環境下に置き、高温状態や低温状態となっている供試体にプローブを接触させると、プローブを経由した熱移動を無視することができなくなる場合がある。即ち供試体の温度が高い場合には、供試体の熱がプローブに移動し、供試体の温度が低下してしまう可能性がある。逆に供試体の温度が低い場合には、プローブの熱が供試体に移動し、供試体の温度が上昇してしまう可能性がある。
本態様の温度槽は、この問題を解決するため、プローブが挿通されるプローブ領域を設け、前記導入部から導入された気体の一部又は全部が前記プローブ領域を通過して排気される構成とした。
本態様の温度槽によると、プローブ領域の温度が供試体領域内の温度に近づき、プローブと供試体の温度差が小さいものとなる。そのためプローブを経由した熱移動が抑制され、供試体を所望の温度に維持することができる。
【００１０】
上記した態様において、前記供試体領域に第一開口と第二開口があり、前記供試体の中央部が前記供試体領域に配され、前記供試体の両端部側が各々前記第一開口又は前記第二開口を経て前記供試体領域の外部に出るものであることが望ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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