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公開番号2025028797
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-04
出願番号2023144017
出願日2023-08-19
発明の名称特性試験装置
出願人日本FC企画株式会社
代理人
主分類G01N 3/20 20060101AFI20250225BHJP(測定;試験)
要約【課題】極低温水素環境下において、部材の低歪速度曲げ特性などの機械特性、並びにクリープ特性などの耐久性を評価しうるコンパクトで低コストの特性試験装置を提供する。
【解決手段】平板状試験片2によって第一作用空間5と第二作用空間7とに仕切られて平板状試験片2を収納する容器3において、第一作用空間5に供給する第一流体の圧力と第二作用空間7に供給する第二流体の圧力とに圧力差をつけて、平板状試験片2に曲げ負荷を付与すると共に、第一作用空間5と第二作用空間7の少なくとも一方に変位計を設置して、平板状試験片2の曲げ変形量38を測定する。これによって、極低温を含む低温から高温までの温度域の水素などの多種環境下において、平板状試験片2の低歪速度曲げ特性などの機械特性、並びにクリープ特性などの耐久性を、コンパクトな構造で、かつ簡易的に評価しうる特性試験装置を実現する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素などの流体雰囲気下で試験片の機械特性又は耐久性を評価する特性試験装置であって、
前記試験片によってそれぞれ一定の体積を有する第一作用空間と第二作用空間とに仕切られて前記試験片を収納する容器と、
該容器と収納された前記試験片との間に形成された第一作用空間と第二作用空間との少なくとも一方の作用空間に流体を供給する流体供給手段と、
該流体の圧力を調節して、前記第一作用空間内の第一流体の圧力と前記第二作用空間内の第二流体の圧力とに圧力差をつけて、前記試験片に曲げ負荷を付与する圧力調節手段と、
前記第一作用空間と前記第二作用空間との少なくとも一方に前記曲げ負荷による前記試験片の曲げ変形量を測定する変位計と、
を備えていることを特徴とする特性試験装置。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記第一作用空間の第一流体とは組成が異なる第二流体を前記第二作用空間に供給する第二流体供給手段と、
前記試験片の破損に伴い前記第二作用空間にクロスリークする前記第一流体の前記第二流体に含まれる濃度を分析する濃度分析手段と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の特性試験装置。
【請求項３】
該容器を収納する少なくとも１つの恒温槽と、
を備えていることを特徴とする請求項１から請求項２に記載の特性試験装置。
【請求項４】
該容器を収納可能な内部空間を有し断熱性をもつ断熱槽と、
前記断熱槽の前記内部空間に熱媒体を供給する熱媒体供給系統と、
を備えていることを特徴とする請求項１から請求項２に記載の特性試験装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素環境下など所望の流体環境下で、極低温を含む低温から高温までの所望の温度域において、低歪速度曲げ特性などの材料の機械特性、並びにクリープ特性などの材料の耐久性を評価することが可能な特性試験装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、試験片を保持した試験空間に温調された空調空気を供給して試験空間の温度を調節する材料試験機が開示されている。この材料試験機においては、モータ駆動や油圧駆動によって上下にクロスヘッドを移動させて試験片に引張力を付与しつつ、試験片を保持した試験空間を温度調節するものである。
【０００３】
また、下記特許文献２には、高圧環境下において、室温から極低温を含む所望の低温域で低歪速度引張（ＳｌｏｗＳｔｒａｉｎＲａｔｅＴｅｎｓｉｌｅ、ＳＳＲＴ）試験を行う機械特性試験装置が開示されている。特許文献２の機械特性試験装置は、試験片を中心とした試験片周辺部を、冷媒体流路を備えて冷媒体による温度制御が可能な試験容器内に収納して、低温環境下で試験片の低歪速度引張試験を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特願２０２０－１５９６４５号
特開２０２０－１３４１８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の特許文献１の材料試験機においては、機械特性を評価するための試験片に荷重を負荷する場合、モータ駆動や油圧駆動によってクロスヘッドを移動させて試験片に引張力を付与しつつ、空調空気を供給して試験片を保持した試験空間を温度調節するものであった。こうした構成の材料特性試験機においては、空調空気の熱容量に限界があると共に、試験空間の断熱も十分でなく、試験片の温度域を低温に設定するにしても限界があった。さらには、そもそも試験片周りのガスなどの流体環境や圧力環境を制御することは不可能であった。
【０００６】
また、従来の特許文献２の機械特性試験装置においては、装置上部に設けられたアクチュエータによる引張力が垂設されたプロロッドによって装置下部の試験片に伝達される。この構成の機械特性試験装置は、装置下部に位置する試験片を中心とした試験片周辺部を、冷媒体流路を備えて冷媒体による温度制御が可能な試験容器に収納して、極低温環境下で試験片の低歪速度引張（ＳＳＲＴ）試験装置としての使用が可能なものであった。試験容器内に水素ガスを供給して水素ガスの供給過程で所望の圧力まで加圧することも可能であった。しかし、こうした機械特性試験装置においては、装置全体が非常に大掛かりな構成となると共に、引張試験ですら、その実施に非常に多くの工程を踏む必要があった。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてされたものである。その主たる目的は、コンパクトな構成で、低温から高温までの温度域で、低圧から高圧の範囲に亘る水素ガスなどの各種流体環境下において、低歪速度平板曲げ（ＳｌｏｗＳｔｒａｉｎＲａｔｅＢｅｎｄｉｎｇ、ＳＳＲＢ）試験などの機械特性試験やクリ－プ特性試験などの耐久性試験を簡易的に実施できる特性試験装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る特性試験装置は、氷点下の低温から高温までの所望の温度域で、低圧から高圧の所望の圧力域の水素ガスなど多種の流体雰囲気下で、金属材料製や樹脂材料製の試験片の縦弾性係数や伸びなどの機械的特性又はクリ－プ特性などの耐久性を評価する特性試験装置であって、前記試験片によってそれぞれ一定の体積を有する第一作用空間と第二作用空間とに仕切られて前記試験片を収納する容器と、該容器と収納された前記試験片との間に形成された第一作用空間と第二作用空間との少なくとも一方の作用空間に流体を供給する流体供給手段と、該流体の圧力を調節して前記試験片に曲げ負荷を与える圧力調節手段と、前記第一作用空間と前記第二作用空間との少なくとも一方に前記曲げ負荷による前記試験片の曲げ変形量を計測する変位計と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
また、本発明に係る特性試験装置は、請求項１記載の特性試験装置において、前記第一作用空間の第一流体とは異なる第二流体を前記第二作用空間に供給する第二流体供給手段と、前記試験片の破損に伴い前記第二作用空間にクロスリークする前記第一流体の前記第二流体に含まれる濃度並びに濃度の経時変化を分析する濃度分析手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明に係る特性試験装置は、請求項１から請求項２に記載の特性試験装置において、該容器を収納して氷点下の低温から高温までの所望の温度域に保持することを可能とする恒温槽を備えていることを特徴としている。
（【００１１】以降は省略されています）

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