JP2001004569A - 熱機械測定装置の引っ張り測定用試料長さ設定治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料の温度変化に対する力学的性質を測定す
る熱機械測定装置で使用する引っ張り測定用試料長さ設
定治具において、繊維形状またはフィルム形状等の張力
を加えて引っ張り測定を行う試料を、規定した長さで試
料把持チャックに簡単に装着可能で、かつ試料を引っ張
り測定用試料長さ設定治具から取り上げる際に試料が変
形しないようにする。 【解決手段】 試料の有効な長さを規定する基準板が着
脱可能な構成となっている引っ張り測定用試料長さ設定
治具において、基準板４と１組の試料把持チャック５、
６とスペーサー８を１箇所で固定できる機構、例えば壁
面に押し付けて固定するためのねじ２を有し、かつ試料
を把持チャック５、６により掴んだ後に基準板４を横滑
りさせて取り除くための平滑な平面１ａを有する構造と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】試料の温度変化に対する力学
的性質を測定する熱機械測定装置の引っ張り測定用試料
長さ設定治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱機械測定装置の引っ張り測定用試料長
さ設定治具の使用目的は、繊維形状やフィルム形状の試
料に張力を掛けて熱機械測定を行う引っ張り方式の場合
に、試料の有効な長さである１組の試料把持チャック
５、６の向かい合った面同士の距離を例えば２０ｍｍや
１０ｍｍなどに精度良く規定することである。また、繊
維形状やフィルム形状の試料ではしわが寄ったり縮れた
りし易いため、引っ張り測定用試料長さ設定治具を用い
なかったとすると、フィルム形状試料の両端を試料把持
チャック５、６で掴む場合に相互に試料把持チャック
５、６が平行にならず角度が付いてしまったり、軟らか
い繊維形状の試料など試料把持チャック５、６で掴んだ
後では、試料が僅かな張力で伸びてしまい試料長さを正
確に測定することが困難になるといった不具合が発生す
るが、これらの不具合を解消するためにも引っ張り測定
用試料長さ設定治具は有効である。

【０００３】従来の引っ張り測定用試料長さ設定治具の
具体的な構成例を、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６に
示す。図５（ａ）、図５（ｂ）は引っ張り測定用試料長
さ設定治具の構成図のうちの平面図、斜視図である。図
６は図５の構成を用いて試料を固定した状態図である。
図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６の構成例は、試料長さ
を規定する複数の基準板を１個の引っ張り測定用試料長
さ設定治具本体で使えるように、基準板を着脱可能な構
成としたものである。引っ張り測定用試料長さ設定治具
本体２１に長方形の溝を造り、溝の幅は試料把持チャッ
ク５、６の幅と、溝の深さは基準板２４の厚さと同一で
あり、溝の底は平滑な平面となっており、この溝の中に
試料把持チャック５、６や基準板を設置すれば向きや位
置がずれにくくなる。１組の試料把持チャック５、６は
それぞれ２枚の金属板部品で構成され、５ａおよび５ｂ
と６ａおよび６ｂ間に基準板２４を挟んでから試料を試
料把持チャック５、６で掴めば、基準板２４の長さと試
料の規定された長さは一致する。所望の長さに加工され
た基準板２４を使用すれば複数の試料長さに対応するこ
とができるので、例えば１ｍｍ刻みの長さの異なる基準
板を複数枚用意することも可能である。試料把持チャッ
クは試料の両端に１個ずつ合計１組あるが、それぞれ表
側と裏側の部品で１個となり、試料の片端を５ａと５ｂ
および６ａと６ｂの間に挟んで表側と裏側の部品をねじ
７等で固定することにより試料を掴む。試料把持チャッ
ク５、６の裏側部品５ｂおよび６ｂと基準板２４は同じ
厚さに造られているので、試料を試料把持チャック５、
６の裏側部品５ｂおよび６ｂと基準板２４の上に載せた
ときは、部品の継ぎ目に段差は発生せず同一平面上に試
料が載るので、試料に弛み等は発生しない。

【０００４】溝の横に目盛を刻んであるが、この目盛は
試料把持チャック５、６の端がゼロおよび基準板の長さ
になるように刻んであるので、基準板と試料の有効な長
さが一目で確認できるようにした工夫である。図５
（ａ）および図５（ｂ）の構成例では、更に試料が加熱
により溶断したような場合に試料把持チャックが加熱炉
中に落下してしまうことを防止するための工夫があり、
熱機械測定装置の試料保持管の一部に吊り下がるように
するためのかぎの手になった留め金１６ａおよび１６ｂ
が、試料把持チャック６の６ａおよび６ｂに設けられて
いる。

【０００５】また、図７（ａ）および図７（ｂ）に示す
ように引っ張り測定用試料長さ設定治具本体３１に試料
長さを規定する基準板が一体となった構成の試料長さ設
定治具、または引っ張り測定用試料長さ設定治具本体３
１に常に基準板が固定された試料長さ設定治具で、試料
把持チャック５、６をねじ３２等で規定された位置に固
定できるような構成のものがある。図７（ａ）および図
７（ｂ）の例では、基準板は引っ張り測定用試料長さ設
定治具本体３１と一体となっており、試料把持チャック
５、６の位置には試料把持チャック５、６の裏側部品５
ｂおよび６ｂを僅かな遊びを残して収容可能な窪みが空
けられ、更に基準板と試料把持チャック５、６の間に遊
びが無くなるようにねじ３２等で締め付けて固定可能で
ある。図８に、図７の構成において、ねじ３２を締め込
むことにより試料保持チャック５ｂ、６ｂを固定した状
態図を示す。このような構成では、試料把持チャック
５、６で試料を掴む作業の間、指で試料把持チャック
５、６や基準板を押さえ続ける必要がないため、作業が
容易になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の構成例
では、引っ張り測定用試料長さ設定治具の構成や試料の
両端を掴む作業を行う際に、以下のような不具合が発生
する。１組の引っ張り測定用試料長さ設定治具で試料長
さを規定する複数の基準板を使えるように、基準板を着
脱可能な構成とした試料長さ設定治具では、基準板およ
び試料把持チャックが固定されていないために、それぞ
れを指で押さえながら試料を掴む作業を行わなければな
らないという不具合が発生する。

【０００７】図５（ａ）および図５（ｂ）の構成例で
は、５ａおよび５ｂからなる片端の試料把持チャック５
は試料長さ設定治具本体２１の左側に固定された垂直で
低い壁面を造る部品３ａに突き当てて使用するから、試
料を試料把持チャック５の表側と裏側の部品で挟みねじ
７で固定する作業の間、基準板２４と試料把持チャック
５の間に遊びが無くなるように、もう一方の片端の６ａ
および６ｂからなる試料把持チャック６を試料長さ設定
治具本体２１の左側の部品３ａに向けて押し付けるよう
に指で押さえ続ける必要がある。フィルム状試料の幅は
４ｍｍ程度以下であり、繊維状試料の直径は非常に細い
ため、試料把持チャック５、６は数ｍｍ角程度の大きさ
の小さな部品である。また試料の張力に与える影響を最
小限にするため、できる限りの軽量化が施されている。
そのため、試料把持チャック５、６で試料を掴む作業
は、試料にしわが発生したり、試料把持チャックに試料
長さ設定治具本体２１の平滑平面上で回転して角度が付
いたりしないよう、強く試料把持チャック６ａおよび６
ｂと基準板２４を左方向へ押し付けながら、かつ微妙な
指の動きで細かい部品を正確に扱わなければならないと
いう困難な作業が必要である。

【０００８】また、図７（ａ）および図７（ｂ）に示す
ように試料長さ設定治具本体３１に試料長さを規定する
基準板が一体となった構成の試料長さ設定治具、または
常に基準板が固定された試料長さ設定治具で、試料把持
チャックもねじ３２等で規定された位置に固定できるよ
うな構成とした試料長さ設定治具では、試料把持チャッ
クで試料を掴む作業が容易という利点があるが、基準板
の長さを変えられないので複数組の試料長さ設定治具本
体３１が必要になるという不具合や、試料長さ設定治具
本体３１から試料および試料を掴んだ試料把持チャック
を外す方法に課題がある。

【０００９】基準板が一体化されまたは常に固定され試
料把持チャックの位置も規定されると、複数の試料長さ
に対応できず試料長さは１種類のみとなる。試料長さを
変化させる必要がある場合は、基準板の長さが異なる複
数の試料長さ設定治具本体を用意しておかなければなら
ない。大きな金属板に基準板の長さが異なる複数の試料
長さ設定治具本体をいくつか埋め込んだ構成にすれば、
複数の試料長さ設定治具は必要なく大きな金属板一枚で
十分であるが、金属板自体の大きさが、試料長さ設定治
具本体の数が増えた分だけ、かつ隣接する設定治具本体
の間に作業の邪魔にならないように設定治具本体よりも
数倍以上広い空きスペースを設ける必要があるため、１
個の場合に比較して例えば１０倍程度に大きくなり、取
り扱いに不便である。

【００１０】更に、試料長さを規定する基準板が常に固
定されていると、両端の試料把持チャック５、６を試料
長さ設定治具本体に固定する際に、片端毎に独立したね
じ３２等の固定手段が必要になるため、２カ所の固定作
業を行う必要がある。上記のいずれの構成例において
も、試料長さ設定治具本体から試料および試料を掴んだ
試料把持チャック５、６を外すとき、試料の両端の試料
把持チャック５、６を試料の水平を保ったまま平行に持
ち上げることは実際上かなり困難なため、例えば試料把
持チャックの上部を試料の中央側に傾けて持ち上げる方
法が採られる。このとき試料に曲げ変形が加わるので硬
い試料や折れやすい試料が永久変形してしまったり破損
したりしてしまう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、図１（ａ）および図１（ｂ）において
示された、試料の有効な長さを規定する基準板４が着脱
可能な構成となっている引っ張り測定用試料長さ設定治
具において、試料を支え持たせる目的の試料把持チャッ
ク５（５ａおよび５ｂ）と６（６ａおよび６ｂ）で試料
の両端を掴む作業時に、前記基準板４および前記試料把
持チャック５ａおよび５ｂと６ａおよび６ｂの位置がず
れて試料の有効な長さに誤差が生じないよう、および作
業者の負担を軽減し前記作業を容易に行えるよう、前記
基準板４および前記試料把持チャック５（５ａおよび５
ｂ）と６（６ａおよび６ｂ）を１箇所のねじ２等で固定
する手段を有する構造とし、かつ試料を把持チャックに
より掴んだ後に基準板４を横滑りさせて取り除くための
平滑平面１ａを有する構造とした。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を実施例に基づい
て説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施例を示
す構成図のうちの平面図で、図１（ｂ）は、本発明の第
１の実施例を示す構成図のうちの斜視図である。部品の
材質は、全て金属製である。

【００１３】１は、試料長さ設定治具本体であり、試料
把持チャック５、６の裏側部品５ｂと６ｂ、基準板４を
設置するための平滑平面１ａを有する。２は、試料把持
チャック５、６の裏側部品５ｂと６ｂおよび基準板４を
固定するための試料把持チャック固定ねじであり、雄ね
じである。固定手段として、加工性および固定作業の操
作性に優れるねじを選択した。

【００１４】３ａは、試料の長手方向に垂直で、かつ平
滑平面１ａに対しても垂直な低い壁面を造る部品であ
り、試料長さ設定治具本体１に固定されている。３ｂ
は、ねじ２を通す雌ねじを持つねじ固定部品である。こ
の実施例では、平滑平面１ａに対し垂直で、かつ３ａに
より造られる垂直な壁面と向かい合う位置に低い壁面を
造る部品を兼ねている。３ａの壁面が垂直な理由は、ス
ペーサー８を固定しやすくするためである。試料長さ設
定治具本体１に固定されている。

【００１５】４は、試料長さを規定する基準板であり、
例として長さ２０ｍｍの場合を示している。５ａおよび
５ｂは、１個の試料把持チャック５を構成する金属板部
品であり、５ａは表側部品、５ｂは裏側部品となってい
る。同じく６ａおよび６ｂは、１個の試料把持チャック
６を構成する金属板部品であり、６ａは表側部品、６ｂ
は裏側部品となっている。６ａおよび６ｂには、試料が
加熱により溶断したような場合に試料把持チャックが加
熱炉中に落下してしまうことを防止するための工夫があ
り、熱機械測定装置の試料保持管の一部に吊り下がるよ
うにするためのかぎの手になった留め金１６ａおよび１
６ｂが設けてある。

【００１６】７は、試料把持チャック５、６の表側部品
と裏側部品を規定した面同士で接触させ、試料を挟んで
固定するための試料把持チャック結合ねじである。１個
の試料把持チャックでねじ７を２本使用する。８は、試
料把持チャック５、６の部品５ｂと６ｂおよび基準板４
を平滑平面１ａに設置した際に、ねじ２を締め込んでし
っかりとこれらを固定するためのスペーサーである。基
準板４の長さが長い場合は、短いスペーサーを用い、基
準板４の長さが短い場合は、長いスペーサーを用いる。

【００１７】図２は、所定の位置に試料把持チャック
５、６の裏側部品５ｂおよび６ｂ、基準板４およびスペ
ーサー８を設置し、これらを隙間なく直列に並べ、ねじ
２を締め込むことにより、試料保持チャックの裏側部品
５ｂを試料長さ設定治具本体１の垂直な低い壁面を造る
部品３ａに押し付けるようにして固定した状態を示す。
基準板４の長さは、試料長さ設定治具本体１に刻んだ目
盛により確認することができる。直列に並べる際には、
各部品を奥側の壁面に沿わせることにより、試料９の長
手方向での試料把持チャックの位置ずれを防止する。基
準板４と試料把持チャック５、６の裏側部品５ｂと６ｂ
の上に、フィルム形状の試料９が載っている。

【００１８】図３は、図２の状態からさらに試料把持チ
ャック５、６の表側部品５ａおよび６ａを５ｂおよび６
ｂの上に置き、試料９を挟み込むようにねじ７で試料９
を固定した状態を示す。これら５ｂ、６ｂ、４、８は、
ねじ２により固定されているため、試料９を挟むために
ねじ７をドライバーで締め込む際に試料把持チャック部
品５ｂ、６ｂが動くことがないので、簡単に行える。

【００１９】図４は、図３からねじ２を緩め、基準板４
およびスペーサー８を壁がない手前側に横滑りさせて取
り外した状態を示す。図３から図４への変化から分かる
ように、平滑平面１ａは手前が開放されているため、基
準板４およびスペーサー８は、試料９と試料把持チャッ
ク５（５ａおよび５ｂ）と６（６ａおよび６ｂ）の位置
関係を乱すことなく手前へ引き抜くことが可能である。
図４の状態から、一体となった試料９と試料把持チャッ
ク５（５ａおよび５ｂ）と６（６ａおよび６ｂ）を、試
料９を曲げたりせずにそのまま持ち上げて熱機械測定装
置に設置することが可能となる。

【００２０】図９は、本発明の第２の実施例を示す構成
図のうちの平面図で、簡単のため試料把持チャックや基
準板等は省いてある。部品の材質は、全て金属製であ
る。４２は、長い行程を持つねじであり、４８は、ねじ
４２の尾端に回転自在に取り付けられて試料把持チャッ
ク部品を押しつけるための金具である。ねじ４２が長い
行程を有することにより、基準板４の長さが異なっても
スペーサー等で調整する必要が無く、試料把持チャック
等を固定することが可能である。

【００２１】図１０は、本発明の第３の実施例を示す構
成図のうちの平面図で、簡単のため試料把持チャックや
基準板等は省いてある。部品の材質は、全て金属製であ
る。５２はばねであり、一端に試料把持チャック部品を
押しつけるための金具５８が取り付けられている。ばね
５２を少し押して短くし、試料把持チャック等を３ａお
よび５８で挟む。ばねを元に戻せば、ばねの弾性により
試料把持チャック等を固定することが可能である。ばね
は、複数の長さのばねを用意されており、基準板４の長
さが異なってもスペーサー等で調整するのではなく、最
適な長さのばねに取り替えて試料を掴む作業を行う。

【００２２】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、試料
の有効な長さを規定する基準板が着脱可能な構成となっ
ている引っ張り測定用試料長さ設定治具において、基準
板および試料把持チャックをねじ等で固定する手段を有
する構造としたので、試料を試料把持チャックでねじ止
めする作業の間、指で試料把持チャックや基準板を強く
押さえ続ける必要がなくなり、作業が容易になる。試料
把持チャック固定ねじは、１箇所で基準板と試料把持チ
ャックとスペーサー等を固定することが可能であり、繁
雑な作業を必要としない。

【００２３】基準板および前記試料把持チャックを固定
する機構を有しながら、基準板を横滑りさせることによ
り試料に余分な外力を加えることなく、試料把持チャッ
ク間から基準板を抜き取ることが可能となったので、試
料を引っ張り測定用試料長さ設定治具から取り上げる際
に試料は変形しないようになり、試料の破損や内部応力
の蓄積を防止することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例を示す構成図の
うちの平面図、（ｂ）は本発明の第１の実施例を示す構
成図のうちの斜視図である。

【図２】試料把持チャック、基準板、スペーサーを固定
した状態図である。

【図３】試料を固定した状態図である。

【図４】試料を固定した後、基準板、スペーサーを横滑
りさせて取り外した状態図

【図５】（ａ）は従来の技術による引っ張り測定用試料
長さ設定治具の構成図のうちの平面図、（ｂ）は従来の
技術による引っ張り測定用試料長さ設定治具の構成図の
うちの斜視図である。

【図６】従来例の試料を固定した状態図である。

【図７】（ａ）は基準板が一体となった従来例の平面
図、（ｂ）は基準板が一体となった従来例の斜視図であ
る。

【図８】ねじを締め込むことにより試料保持チャックを
固定した従来例の状態図である。

【図９】本発明の第２の実施例を示す構成図のうちの平
面図である。

【図１０】本発明の第３の実施例を示す構成図のうちの
平面図である。

【符号の説明】

１ 本発明の実施例の、試料長さ設定治具本体 １ａ 平滑平面 ２ 本発明の第１の実施例の、試料把持チャック固定
ねじ ３ａ 垂直で低い壁面を造る部品 ３ｂ 本発明の第１の実施例のねじ固定部品 ４ 本発明の実施例の、試料長さを規定する基準板 ５ 試料把持チャック ５ａ 試料把持チャックの表側部品 ５ｂ 試料把持チャックの裏側部品 ６ 試料把持チャック ６ａ 試料把持チャックの表側部品 ６ｂ 試料把持チャックの裏側部品 ７ 試料把持チャック結合ねじ ８ 本発明の第１の実施例のスペーサー ９ 試料 １６ａ ６ａの一部で、かぎの手になった留め金 １６ｂ ６ｂの一部で、かぎの手になった留め金 ２１ 従来例の試料長さ設定治具本体 ２４ 従来例の試料長さを規定する基準板 ３１ 従来例の試料長さ設定治具本体 ３２ 従来例の試料把持チャック固定ねじ ４２ 本発明の第２の実施例の、長い行程を持つ試料把
持チャック固定ねじ ４３ｂ 本発明の第２の実施例の、ねじ固定部品 ４８ 本発明の第２の実施例の、試料把持チャック部品
を押しつけるための金具 ５２ 本発明の第３の実施例の、ばね ５３ｂ 本発明の第３の実施例の、ばね固定部品 ５８ 本発明の第３の実施例の、試料把持チャック部品
を押しつけるための金具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料の温度変化に対する力学的性質を測
   定する熱機械測定装置の測定対象である繊維形状または
   フィルム形状の試料を、熱機械測定装置に設置するため
   に前記試料の両端を把持する１組の試料把持チャック
   と、前記試料の有効長さを規定する目的で１組の前記試
   料把持チャック間に挟む平行な２辺を有する固定されて
   いない基準板と、前記試料把持チャックと前記基準板を
   同一平面上に並べるための平滑平面と、前記平滑平面上
   に前記試料の長手方向に垂直で、かつ前記平滑平面に対
   しても垂直な１面の壁面と、前記平滑平面上に並べられ
   た１組の前記試料把持チャックおよび前記基準板を前記
   壁面に向かう方向に押し付けて固定する手段と、前記平
   滑平面上で前記試料長手方向に直交する方向に少なくと
   も片側は開放され、前記基準板を前記試料長手方向に直
   交する開放された方向へ抜き取ることが可能な構造とし
   た熱機械測定装置の引っ張り測定用試料長さ設定治具。
2. 【請求項２】 前記壁面に向かう方向に押し付けて固定
   する手段は、スペーサと該スペーサを押し付けるネジと
   からなることを特徴とする請求項１記載の熱機械測定装
   置の引っ張り測定用試料長さ設定治具。