JP2017049070A - 試験装置及び恒温装置 - Google Patents

Abstract

【課題】恒温装置の容積を小型化することが可能であり、且つ消費エネルギーの低減を図ることができる複合試験装置を提供することを課題とする。【解決手段】試験装置１０は、恒温装置１と、外力付与装置２００によって構成されている。恒温装置１は、本体部１１と、本体部１１の大扉１２に取り付けられた断熱箱１３によって構成され、断熱箱１３の内部が副試験室１５として機能する。断熱箱１３の外に設けられた上側掴み具２０６と下側掴み具２０８によって、繋ぎ部材２１１の延長部材２１７が保持されている。繋ぎ部材２１１の上下の延長部材２１７が、恒温装置１の貫通孔１０５を貫通し、被試験物２１０の被試験領域２１５が副試験室１５の中に設置されている。【選択図】図７

Description

本発明は、所望の環境下で材料試験等の試験を行う試験装置に関するものである。また本発明は、内部の試験室内で材料試験等を実施する恒温装置に関するものである。

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機、圧縮試験機、剪断試験機、硬さ試験機、衝撃試験機等がある。ゴムや樹脂を被試験物とするクリープ試験機も知られている。
引っ張り試験機は、一対の掴み具（保持部材）と、一方の掴み具を相対的に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である。引っ張り試験は、所定形状に成形された試料（被試験物）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。そしてその間の試料の伸びを伸び量計で測定し、試料に掛かっている引っ張り荷重を荷重計で測定し、試料の応力・歪み線図等を作成するときの資料とする。

また低温環境下や高温環境下における素材の性能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装置であるならば、恒温装置を備え、恒温装置の試験室に被試験物を設置して引っ張り試験を実施するものである。以下、恒温装置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。

特許文献１に開示された恒温槽は、複合試験装置の構成部材として利用されるものであり、恒温槽の上部に掴み具等の試験治具を貫通させる貫通孔が設けられている。

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、被試験物を引っ張る引っ張り装置によって構成されている。引っ張り装置は、前記した引っ張り試験機と同様に、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である。
複合型の引っ張り試験装置で使用される引っ張り装置は、移動装置にロッドが設けられている。そしてロッドの先端に掴み具が取り付けられている。

複合型の引っ張り試験装置は、前記したロッドを恒温槽の貫通孔に挿通し、掴み具を恒温装置の試験室内に設置したものである。
複合型の引っ張り試験装置では、一対の掴み具はいずれも恒温装置の試験室内にあり、試験室内で試料が掴まれる。
そしてロッドを移動して試験室内で試料を引っ張り、その間の試料の伸びと試料に掛けられた荷重を測定する。

特開２０００−３１４６９２号公報

従来技術の複合試験装置では、引っ張り装置の二つの掴み具が、いずれも恒温装置の試験室内に配置されている。そのため従来技術の複合試験装置では、恒温装置の容積は、少なくとも二つの掴み具を収容できる大きさでなければならない。掴み具は外形形状が大きいので、それを収容する恒温装置は、容積が大きいものでなければならない。
また掴み具は金属の塊であると言え、熱容量が大きい。そのため恒温装置の空調装置は大容量のものを使用しなければならない場合がある。
即ち掴み具は、４Ｋｇから２０Ｋｇ程度の重量があり、一般的に、被試験物に比べて熱容量が極めて大きい。従来技術においては、掴み具を所望の温度等にする必要から、空調装置は大容量のものを使用しなければならない場合があった。

外形の小さい掴み具を採用すれば、恒温装置の容積を幾分小さくしたり、空調装置の容量が比較的小さいものを使用することもできる。しかしながら、掴み具は滑ることが許されず、被試験物の引っ張り強度に十分耐えるものであることが必要である。

一方、被試験物には、炭素繊維等の新素材や、新しい合金等もあり、極めて高い引っ張り強度を有するものも多い。
そのため被試験物の大きさが小さくても、大型で強力な掴み具を使用しなければならない場合がある。
そのため複合試験装置に使用される恒温装置は、外形が大型のものが多く、製造コストが高く、且つ消費電力も多い。

本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、恒温装置の容積を小型化することが可能であり、且つ消費エネルギーの低減を図ることができる試験装置（複合試験装置）を提供することを課題とする。また本発明は、複合試験装置に採用することが望ましい恒温装置を提供することを課題とする。

上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、恒温装置と、被試験物に外力を与える外力付与装置を有し、前記恒温装置は、断熱壁で囲まれた断熱領域と、断熱領域の一部または全部であって所定の環境を形成することができる試験室を有し、外力付与装置は、他部材を着脱可能に保持する保持部材と、保持部材を動作させる駆動部を有し、被試験物又は被試験物に接続された繋ぎ部材を保持部材で保持し、被試験物を試験室内に配置した状態で駆動部を動作させ、試験室内に配置された被試験物に外力を与える試験装置において、外力付与装置の前記保持部材の少なくとも一つと前記駆動部が断熱領域の外にあり、恒温装置は断熱領域内と恒温装置外とを連通する貫通孔を有し、被試験物の一部または繋ぎ部材が前記貫通孔に挿通されて試験室内の被試験物と外力付与装置の前記保持部材が繋がることを特徴とする試験装置である。

本発明の試験装置は、恒温装置と外力付与装置を構成要件とするものであり、複合試験装置である。
恒温装置は、従来技術と同様に、断熱壁で囲まれた断熱領域と、断熱領域の一部または全部であって所定の環境を形成することができる試験室と、断熱領域の内外を連通する貫通孔を有している。
外力付与装置は、例えば掴み具の様な被試験物と接する保持部材と、保持部材を動作させる駆動部を有している。
本発明の試験装置では、外力付与装置の保持部材及び駆動部が断熱領域の外にあり、被試験物の一部又は被試験物に接続された繋ぎ部材が恒温装置の貫通孔を貫通して駆動部と保持部材につながっている。
本発明の試験装置では、外形の大きい保持部材が断熱領域の外にあるため、断熱領域の容積は小さくて足る。
また熱容量の大きな保持部材を加熱したり冷却したりする必要が無いので、空調装置の容量も小さくて足り、消費電力も少ない。
また本発明の試験装置では、恒温装置の貫通孔に挿通されるのは被試験物又は被試験物に接続された繋ぎ部材である。従来技術においては、貫通孔に挿通されるのは掴み具等のロッドであったから、本発明の試験装置において貫通孔に挿通される物の断面積は従来に比べて小さい。そのため本発明によると、恒温装置の貫通孔は従来技術に比べて小さく、シールが容易である。従って本発明によると、断熱領域内の空気が貫通孔から漏れ出たり、外気が断熱領域内に侵入することを阻止しやすい。

請求項２に記載の発明は、恒温装置は、一定の容積を有する主試験室と、主試験室と連通し主試験室とに比べて容積が小さい副試験室を有し、主試験室を開閉可能な大扉と、副試験室を開閉可能な小扉を有し、前記貫通孔は副試験室と外部とを連通するものであり、被試験物を副試験室に配置して試験を行うことが可能であることを特徴とする請求項１に記載の試験装置である。

本発明の試験装置で採用する恒温装置は、主試験室と副試験室とを有している。副試験室は主試験室に比べて容積が小さい。
主試験室と副試験室は連通しており、主試験室と同様に副試験室を所望の環境とすることができる。
本発明の試験装置では、副試験室を使用して引っ張り試験等を行う。
本発明の試験装置は、引っ張り試験等だけではなく、主試験室を使用して通常の環境試験を行うこともできる。即ち本発明の試験装置で採用する恒温装置は、引っ張り試験等を実施することを目的として設置された副試験室の他に、より容積の大きな主試験室を有している。
本発明の試験装置では、保持部材を副試験室内にいれる必要はない。さらに引っ張り試験等を行う場合の試験片（被試験物）は、一般に小さいものであるから、副試験室の容積を小さくすることができる。即ち容積の小さい副試験室中に試験片を入れることができ、小さな副試験室で引っ張り試験等を行うことができる。
本発明で採用する恒温装置は、主試験室を開閉可能な大扉を有しており、大扉を開閉して主試験室に被試験物を出し入れすることができる。副試験室を使用する場合には、小扉を開閉して副試験室から被試験物を出し入れする。

請求項３に記載の発明は、大扉の一面に断熱箱が設けられ、当該断熱箱の内部で前記副試験室が構成されていることを特徴とする請求項２に記載の試験装置である。

本発明によると、汎用の環境試験装置と部品を共用したり、汎用の環境試験装置を改造して引っ張り試験等の試験装置を構築することができる。

請求項４に記載の発明は、空調部を有し、空調部は主試験室に空気の出入り口があり、主試験室と副試験室の間を一時的に遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の試験装置である。

本発明では、主試験室に空調部の空気の出入り口がある。引っ張り試験等が行われる副試験室は、主試験室と連通しているので、副試験室は主試験室と共に温度や湿度が調節される。
本発明の試験装置では、遮蔽部材によって主試験室と副試験室の間を一時的に遮蔽することができる。本発明では、副試験室から被試験物を出し入れする場合に、遮蔽部材によって主試験室と副試験室の間を一時的に遮蔽することができる。そのため副試験室から被試験物を出し入れする際に、空調部側に外気が回り込みにくく、蒸発器に結露や霜付きが発生しにくい。
副試験室から被試験物を出し入れすると、副試験室内の環境は外気の侵入によって乱れるが、主試験室側の環境は維持される。ここで主試験室は副試験室よりも容積が大きいから、副試験室の扉等を閉じて副試験室を密閉状態に復帰させた後、遮蔽部材を外し、副試験室を主試験室と連通させると、副試験室内の環境は短時間で目標の環境に復帰する。

請求項５に記載の発明は、副試験室を恒温装置の他の部材に対して相対的に移動または姿勢変更することが可能であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の試験装置である。

本発明によると、副試験室に設けられた貫通孔と、外力付与装置との芯合わせが容易となる。

請求項６に記載の発明は、恒温装置は空調機器が配された本体部と、本体部から水平方向に突出した突出部を有し、当該突出部内は断熱壁で囲まれた断熱領域であり、突出部内に試験室があって前記貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の試験装置である。

例えば引っ張り試験器では、掴み具等の保持部材が上下にある。本発明で採用する恒温装置は試験室が本体部から突出した位置にあるから、試験室の下部に保持部材を配置する空間を確保しやすい。

請求項７に記載の発明は、試験室が中空に張り出していることを特徴とする請求項６に記載の試験装置である。

前記した様に例えば引っ張り試験器では、掴み具等の保持部材が上下にある。本発明で採用する恒温装置は試験室が突出した位置にあるから、試験室の下部に保持部材を配置する空間を確保しやすい。

請求項８に記載の発明は、恒温装置の断熱壁にブロック体が内蔵され、当該ブロック体に前記貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の試験装置である。

本発明では、恒温装置の断熱壁にブロック体が内蔵され、当該ブロック体に前記貫通孔が設けられている。そのため被試験物の断面形状や、繋ぎ部材の断面形状に合わせた貫通孔を形成させやすい。

請求項９に記載の発明は、ブロック体は断熱壁内で移動または姿勢変更可能であることを特徴とする請求項８に記載の試験装置である。

本発明では、ブロック体は断熱壁内で移動または姿勢変更可能であるから、貫通孔に被試験物や繋ぎ部材を挿通することにより、ブロック体が自動的に調芯される。

請求項１０に記載の発明は、乾燥気体供給源または負圧発生源のうちの少なくとも１つを有し、前記貫通孔が乾燥気体供給源または負圧発生源に接続されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の試験装置である。

本発明の試験装置では、試験の最中に、乾燥気体供給源から貫通孔に乾燥気体が供給され、あるいは貫通孔が負圧となる。
ここで乾燥気体とは、外気又は試験室内の空気よりも低露点の気体である。
乾燥気体供給源から貫通孔に乾燥気体を供給する場合は、試験物や繋ぎ部材等と貫通孔の内壁との間の隙間が低露点の気体で満たされ、断熱領域と外部とが低露点の気体で遮蔽される。
また貫通孔は、断熱領域の内外を連通するものであるから、貫通孔は恒温装置の外側に開く外部側開口と、断熱領域側に開く断熱領域側開口がある。
貫通孔の内周側から貫通孔内に供給された気体は、貫通孔と被試験物等との間の隙間を流れ、一部が外部側開口から大気開放される。そのため貫通孔の外部側開口の近傍は、低露点の気体雰囲気となる。従って、貫通孔の外部側開口の近傍には、結氷や結露が生じにくい。
また貫通孔を負圧傾向に維持すると、試験室内の空気が外に漏れにくく、結露等を生じさせにくい。

請求項１１に記載の発明は、前記貫通孔は、保持部材が通過し得ない大きさであり、且つ前記貫通孔は、被試験物又は繋ぎ部材が通過可能であって、両者の隙間の最小断面積が被試験物又は繋ぎ部材の断面積の３倍以下であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の試験装置である。

本発明の試験装置では、貫通孔と、当該貫通孔に挿通される部材との隙間が小さいので試験室内の空気が外部に漏れにくい。また外気が試験室側に侵入しにくい。

被試験物の変化を光学的に検知する検知手段を有することが望ましい（請求項１２）。

請求項１３に記載の発明は、被試験物に外力を与える外力付与装置と組み合わされて使用される恒温装置であって、外力付与装置は、他部材を着脱可能に保持する保持部材と、保持部材を動作させる駆動部を有するものであり、恒温装置は断熱壁で囲まれた断熱領域と、断熱領域の一部または全部であって所定の環境を形成することができる試験室を有し、試験室と外部とを連通する貫通孔があり、当該貫通孔は、被試験物又は繋ぎ部材が通過可能であって、両者の隙間の最小断面積が被試験物又は繋ぎ部材の断面積の３倍以下であることを特徴とする恒温装置である。

本発明は、恒温装置に関する発明であり、複合試験装置の構成部材として使用されるものである。
本発明の試験装置では、貫通孔と、当該貫通孔に挿通される部材との隙間が小さいので試験室内の空気が外部に漏れにくい。また外気が試験室側に侵入しにくい。

請求項１４に記載の発明は、被試験物に外力を与える外力付与装置と組み合わされて使用される恒温装置であって、外力付与装置は、他部材を着脱可能に保持する保持部材と、保持部材を動作させる駆動部を有するものであり、恒温装置は空調機器が配された本体部と、本体部から水平方向に突出した突出部を有し、当該突出部内は断熱壁で囲まれた断熱領域であり、当該突出部内に試験室があり、試験室と外部とを連通し、被試験物の一部又は繋ぎ部材を挿通させる貫通孔があることを特徴とする恒温装置である。

本発明は、恒温装置に関する発明であり、複合試験装置の構成部材として使用されるものである。
本発明の恒温装置は試験室が突出した位置にあるから、試験室の下部に保持部材を配置する空間を確保しやすい。

本発明の試験装置は、引っ張り試験等の試験を所望の環境下で実施することができるものであり、従来に比べて恒温装置の容積を小型化することが可能である。また本発明の試験装置は、消費エネルギーの低減を図ることができる効果がある。

本発明の実施形態の試験装置の斜視図である。 図１の試験装置の恒温装置（環境試験装置）の斜視図である。 図２の恒温装置の小扉を開いた状態の斜視図である。 図２の恒温装置の大扉を開いた状態の斜視図である。 図２の恒温装置の本体部分の大扉部分と断熱箱との分解斜視図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、図２の恒温装置の本体部分の大扉部分と断熱箱との位置関係を説明する説明図であり、恒温装置を正面側から観察した図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、図２の恒温装置の本体部分の大扉部分と断熱箱との位置関係を説明する説明図であり、恒温装置を側面側から観察した図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、図２の恒温装置の本体部分の大扉部分と断熱箱との位置関係を説明する説明図であり、恒温装置を平面側から観察した図である。 図１の試験装置の恒温装置の断面を概念的に説明した説明図であり、小扉を閉じた状態を示す。 図１の試験装置の恒温装置の断面を概念的に説明した説明図であり、小扉を開いた状態を示す。 図９のＡ−Ａ断面の端面図である。 （ａ）は、図９のブロック体近傍の拡大断面図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。 図９のブロック体近傍をさらに拡大し空気の流れを示した拡大断面図である。 副試験室の構成部材と掴み具及び被試験物の関係を説明する斜視図である。 被試験物と繋ぎ部材との関係を説明する分解斜視図である。 （ａ）は、ブロック体及び繋ぎ部材の斜視図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 断熱箱の本体側筐体部と小扉の天井壁部分の分解斜視図である。 （ａ）（ｂ）は、繋ぎ部材とブロック体の貫通孔との関係を説明する説明図である。 本発明の実施形態であって、ブロック体近傍を拡大し空気の流れを示した拡大断面図である。 本発明の他の実施形態の試験装置で採用するブロック体の斜視図及びその分解斜視図である。 図２０に示すブロック体と空洞部及び掴み具との関係を説明する説明図であり、（ａ）は繋ぎ部材をブロック体の貫通孔に挿入する前を示す断面図であり、（ｂ）は繋ぎ部材をブロック体の貫通孔に挿入した後を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態の試験装置の恒温装置の平面図であり、（ａ）は小扉を閉じた状態を示し、（ｂ）は小扉を開いた状態を示す。 本発明のさらに他の実施形態の試験装置の斜視図である。 本発明のさらに他の実施形態の試験装置の恒温装置の小扉を開いた状態の斜視図である。 （ａ）は図２４の試験装置で採用するブロック体及び繋ぎ部材の斜視図であり、（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の試験装置１０は、複合試験装置であり、より詳細には複合型の引っ張り試験装置である。
試験装置１０は、恒温装置（環境試験装置）１と、外力付与装置２００によって構成されている。また試験装置１０は、補助器材として外力付与装置載置台３００と、恒温槽用架台３０１及び光学式伸び検知装置２２０を有している。

恒温装置１は、小型の環境試験装置の前扉に断熱箱１３を取り付けたものであると言える。
即ち恒温装置１は、本体部１１と、本体部１１の前扉（以下 大扉１２）に取り付けられた断熱箱１３によって構成され、断熱箱１３の内部が図９、図１０の様に副試験室１５として機能する。
即ち恒温装置１の本体部１１内には断熱壁２８で覆われた主試験室１６があり、断熱箱１３内には断熱壁３２で覆われた副試験室１５がある。両者は連通しており、一体として断熱領域７を形成している。
断熱箱１３は本体部１１に比べて大きさが小さく、断熱箱１３は本体部１１から水平方向に突出した突出部となっている。

恒温装置１の本体部１１は、小型の環境試験装置であり、内部に主試験室１６を有し、当該主試験室１６内に所望の環境を作ることができる。
恒温装置１の本体部１１の基本構成は、公知の環境試験装置と大差ない。
恒温装置１の本体部１１は、図９、図１０に示すように断熱壁２８によって覆われた断熱槽１７を有している。そして当該断熱槽１７の一部に試験室（主試験室）１６が形成されている。恒温装置１の本体部１１は単独で環境試験装置として使用することもでき、その際には主試験室１６は、被試験物（図示せず）を設置する空間となる。

本体部１１は、公知の環境試験装置と同様に、さらに空調部４８を有している。本実施形態では、空調部４８は空調機器１８と送風機２０を備えている。空調機器１８は、加湿装置２１、冷却装置２２及び加熱ヒータ（加熱装置）２３によって構成されている。
本体部１１には、主試験室１６と環状に連通する空調通風路２５があり、当該空調通風路２５に前記した空調機器１８と送風機２０が内蔵されている。

空調通風路２５は、断熱槽１７の一部に形成され、空気吹き出し部２６と空気導入部２７で主試験室１６と連通している。なお本実施形態では、空気吹き出し部２６は一か所であるが、空気導入部２７は２箇所に設けられている。空気吹き出し部２６は断熱槽１７の高さ方向中央部にあり、空気導入部２７は空気吹き出し部２６を挟んで上下にある。
即ち本実施形態では、空調部４８は空気吹き出し部２６と空気導入部２７で主試験室１６側と連通しており、空調部４８は主試験室１６側に空気の出入り口がある。

そのため送風機２０を起動すると、主試験室１６内の空気が上下の空気導入部２７から空調通風路２５内に導入される。そして空調通風路２５が通風状態となり、空調機器１８に空気が接触して熱交換や湿度調整がなされ、中央の空気吹き出し部２６から主試験室１６内に調整後の空気が吹き出される。
また空調通風路２５の空気吹き出し部２６の近傍に、図示しない温度センサーと湿度センサーが設けられている。
恒温装置１を使用する際には、送風機２０を運転して空調通風路２５内を通風状態とし、温度センサー及び湿度センサーの検出値が、設定環境の温度及び湿度に近づく様に空調機器１８を制御する。

本体部１１の主試験室１６には大扉１２が設けられている。ただし本実施形態では、大扉１２には大きな開口３０が設けられている。
大扉１２は図示しないヒンジを介して主試験室１６側に取り付けられており、揺動可能である。
本実施形態で採用する本体部１１では、空調通風路２５の空気吹き出し部２６と大扉１２の開口３０の間にダクト５５が設けられている。ダクト５５は、容易に取り外すことができることが望ましい。

本実施形態では大扉１２の外側に断熱箱１３が固定されている。
断熱箱１３は、本体部１１と一体となるものであり、両者の間は気密性が確保されている。
その一方、本実施形態で採用する断熱箱１３は、本体部１１に対してわずかに相対移動可能であり、姿勢変更が可能である。
本実施形態では、図５の様に、本体部１１の断熱箱取り付け部分に、補強材７１と、クッション材７２が設けられている。
補強材７１とクッション材７２はいずれも枠状である。
クッション材７２は、数ミリから数センチメートルの厚さがあり、相当の圧縮しろがある。
補強材７１には図示しないネジ孔があり、クッション材７２には当該ネジ孔に連通する孔５８が複数個（図では４個）設けられている。

一方、断熱箱１３の後端部には、図５の様にブラケット６６が設けられている。そしてブラケット６６に設けられた貫通孔６７にネジ６８を挿通し、当該ネジ６８をクッション材７２に設けられたネジ孔５８と嵌合させて断熱箱１３が本体部１１に取り付けられている。

そのためネジ６８の締めつけ量を調整する等の作業により、断熱箱１３の姿勢を図６，７，８の様に、本体部１１に対してわずかに変化させることができる。即ちネジ６８の締めつけ量を調整してクッション材７２の圧縮量に部分的に変化を付けることにより、図７（ｂ）の様に断熱箱１３を前傾姿勢としたり、図７（ｃ）の様に断熱箱１３をやや上向き姿勢とすることができる。
また図８（ｂ）（ｃ）の様に断熱箱１３を左右に首振りさせることができる。さらにブラケット６６に設けられた貫通孔６７と、ネジ６８との間にわずかに隙間があるから、図６（ｂ）（ｃ）の様に、断熱箱１３を旋回方向にわずかに姿勢変更することもできる。

次に断熱箱１３の構造について説明する。断熱箱１３は断熱壁３２で覆われた筐体であり、本体側筐体部３３と、小扉３１を有している。
本体側筐体部３３は、天面壁３５ａ、底面壁３６ａ、左右側面壁３７ａ，３８ａを有しており、前面側及び背面側が開口している。
本体側筐体部３３の一方の側面壁３７ａにはスリット５０がある。スリット５０は断熱箱１３の内外を連通している。スリット５０は、上下方向にのびるものであり、図２の様に板（遮蔽部材）５１を挿入することができる。スリット５０には図示しないシールが設けられており、スリット５０は気密性を保っている。

小扉３１は、図９の様に断面形状が凹形であり、天面壁３５ｂ、底面壁３６ｂ、左右側面壁３７ｂ，３８ｂ及び正面壁４０を有している。ただし正面壁４０には大きな開口があり、当該開口には透明なガラス４２がはめ込まれている。
小扉３１の、一方の側面壁３７ｂにも図１の様に小窓４１がある。小窓４１にも透明なガラスがはめ込まれている。

小扉３１は、本体側筐体部３３の前面側開口部分に図示しないヒンジを介して揺動可能に取り付けられている。
小扉３１を閉じることによって本体側筐体部３３の前面が閉塞される。小扉３１が閉じられた状態においては、小扉３１の天面壁３５ｂの端面は、本体側筐体部３３の天面壁３５ａの端面と当接し、両者で副試験室１５の天面壁３５が形成される。同様に、小扉３１の底面壁３６ｂと本体側筐体部３３の底面壁３６ａが合致して副試験室１５の底面壁３６が構成され、小扉３１の左右側面壁３７ｂ，３８ｂが本体側筐体部３３の左右側面壁３７ａ，３８ａと合致して副試験室１５の左右側面壁３７，３８が構成される。
断熱箱１３の本体側筐体部３３は、前記した様に背面側が開口しており、断熱箱１３内に形成される副試験室１５は、本体部１１の主試験室１６と連通している。

断熱箱１３には、外部と連通する貫通孔１０５が上下２か所に設けられている。貫通孔１０５は断熱壁２８，３２で囲まれた断熱領域７内と恒温装置１外とを連通するものである。
即ち本実施形態の恒温装置１では、断熱箱１３の天面壁３５部分と底面壁３６部分に貫通孔１０５が設けられている。
本実施形態では、天面壁３５と底面壁３６に、直方体の空洞部４５，４６が設けられ、当該空洞部４５，４６にブロック体１００が内蔵されており、ブロック体１００に貫通孔１０５が設けられている。後記する様に空洞部４５，４６の内壁はブロック体１００と接し、気密性が確保されている。そのためブロック体１００に設けられた貫通孔１０５が、実質的に断熱箱１３を貫通する開口であり、断熱領域７内と恒温装置１外とを連通するものである。

天面壁３５の空洞部４５及びブロック体１００の構造と、底面壁３６の空洞部４６及びブロック体１００の構造は同一であるから、代表して天面壁３５側の構造を説明する。
本体側筐体部３３の天面壁３５ａの端部には図３、図１７の様に切り欠き部５２がある。同様に小扉３１の天面壁３５ｂの端部にも切り欠き部５３が設けられている。
切り欠き部５２，５３は、いずれも断熱壁３２を欠落させたものであり、その形状は長方形である。切り欠き部５２，５３の断熱箱１３の内外面（上下面）には、覆い板５６が設けられている。

より詳細に説明すると、本体側筐体部３３の天面壁３５ａの端部の切り欠き部５２には、図１７の様に上面側を覆う覆い板５６ａと、下面側を覆う覆い板５６ｂがある。また小扉３１の天面壁３５ｂの端部の切り欠き部５３にも、図１７の様に上面側を覆う覆い板５６ｃと、下面側を覆う覆い板５６ｄがある。
従って、切り欠き部５２，５３には、上下に覆い板５６がある。

本体側筐体部３３の切り欠き部５２に注目すると、切り欠き部５２は、天面壁３５ａの端部側から奥側に向かう洞穴状となっている。洞穴状部分の形状は前記した様に長方形である。
小扉３１側の切り欠き部５３についても同様であり、切り欠き部５３は、天面壁３５ｂの端部側（本体側筺体部３３側）から奥側（前面側）に向かう洞穴状である。
本体側筐体部３３の断熱壁３２内には配管４７が埋設されており、本体側筐体部３３の切り欠き部５２と外部が当該配管４７で繋がっている。また配管４７は外部に設置された負圧発生装置１１２及び窒素ボンベ１１３に接続されている。負圧発生装置１１２は、送風機であり、送風機の吸い込み側が配管４７に接続されている。
負圧発生装置１１２及び窒素ボンベ１１３と、切り欠き部５２との間には切り替え弁（電磁三方弁）１１５が設けられており、負圧発生装置１１２と窒素ボンベ１１３とを切り換えることができる。

窒素ボンベ１１３は、乾燥気体供給源の一例である。乾燥気体としては、窒素ガス以外に圧縮空気を乾燥処理した低露点のドライエアーを採用することも可能である。即ち窒素ボンベ１１３に代わって、コンプレッサと乾燥装置を使用することもできる。
本実施形態では、乾燥気体供給源（窒素ボンベ１１３）と負圧発生装置１１２を配管４７に接続し、両者を切り換えることができる構成を採用しているが、いずれか一方だけであってもよい。また乾燥気体供給源（窒素ボンベ１１３等）及び負圧発生装置１１２は必須ではない。

本体側筐体部３３側の上下の覆い板５６ａ，５６ｂの端辺には、半円状の切り欠き５７が設けられている。小扉３１側の上下の覆い板５６ｃ，５６ｄの端辺にも、同様に半円状の切り欠き５７が設けられている。
本体側筐体部３３の天面壁３５ａの切り欠き部５２と、小扉３１の天面壁３５ｂの切り欠き部５３は、小扉３１を閉じた際に合致し、両者を合わせて直方体の空洞部４５を形成する。また覆い板５６ａ，５６ｂの端辺の半円状の切り欠き５７と、覆い板５６ｃ，５６ｄの端辺の半円状の切り欠き５７同士も合致して円形を呈する。

以上、天面壁３５の空洞部４５について説明したが、底面壁３６の空洞部４６についても同様である。

次にブロック体１００について説明する。ブロック体１００は、シリコン樹脂等の比較的軟質の樹脂を素材とする発泡体である。ブロック体１００には断熱効果がある。
ブロック体１００は、分割形状であり、二つのブロック片１１１によって構成されている。
二つのブロック片１１１を合わせたブロック体１００の形状は、図１６の様に概ね直方体形状である。
詳細に説明すると、ブロック体１００は直方体を基本とし、対向する一対の面（本実施形態では上下面１０１ａ，１０１ｂ）の各辺部にリブ１０２が設けられた形状である。

ブロック体１００の対向する一対の面（本実施形態では上下面１０１ａ，１０１ｂ）は、前記したリブ１０２を含めて一つの平面である。リブ１０２の断面形状は、図１６の様に直角三角形であり、頂角ａが鋭角である。
ブロック体１００の上下面１０１ａ，１０１ｂは略正方形であり、前記したリブ１０２は、正方形の上下面１０１ａ，１０１ｂの４辺に設けられている。
従って、ブロック体１００の側面には、上下面１０１ａ，１０１ｂのリブ１０２によって囲まれた凹部１０３がある。

ブロック体１００には、上下面１０１ａ，１０１ｂを貫通する貫通孔１０５が設けられている。本実施形態では、貫通孔１０５は、ブロック体１００の中心を上下に貫通するものである。
なおブロック体１００は前記した様に二つのブロック片１１１によって構成されているから、各ブロック片１１１には合わせ面に凹部があり、凹部が合致して四方が囲まれ、貫通孔１０５となる。

貫通孔１０５の平面断面形状は、後記する繋ぎ部材２１１の断面形状に対して相似形である。本実施形態では、繋ぎ部材２１１は板状であり、断面形状は長方形であるから、貫通孔１０５の平面断面形状はこれに合わせて長方形である（図１６ｃ）。貫通孔１０５の形状は挿通されるものに合致させて成形されるべきものであり、挿通されるものの断面形状が円形であれば、貫通孔１０５の断面形状も円形にするべきである。
上下に貫通する貫通孔１０５は、図１６（ｂ）の様に開口部分が他の部位に比べてやや狭くなっている。

また本実施形態では、ブロック体１００の側面にも貫通孔１０６が設けられている。本実施形態では、側面を貫通する貫通孔１０６は、上下に並べて２個設けられている。貫通孔１０６の断面形状は円形である。
側面を貫通する貫通孔１０６は、前記した上下に貫通する貫通孔１０５と直交するものである。即ち側面を貫通する貫通孔１０６は、ブロック体１００の内部で上下に貫通する貫通孔１０５と連通している。
そのため上下に貫通する貫通孔１０５は、側面を貫通する貫通孔１０６を介してブロック体１００の側面の凹部１０３と連通する。なお側面を貫通する貫通孔１０６は、貫通孔１０５と直交していなくてもよい。

またブロック体１００は前記したように二分割の構造であり、二つのブロック片１１１によって構成されている。
そして図３に示すように、小扉３１と本体側筐体部３３にそれぞれブロック片１１１が一つずつ収納されている。

ブロック体１００は、前記した様に天面壁３５の空洞部４５と、底面壁３６の空洞部４６にそれぞれ一対ずつ設けられている。より詳細には、本体側筐体部３３の上下の切り欠き部５２にそれぞれ一つずつブロック片１１１が収納され、小扉３１側の上下の切り欠き部５３にもそれぞれブロック片１１１が一つずつ収納されている。

天面壁３５の空洞部４５に注目すると図１３に示すように、ブロック体１００の上下面１０１ａ，１０１ｂは、空洞部４５の上下面と接している。より具体的には、ブロック体１００の上面１０１ａは、本体側筐体部３３側の上部の覆い板５６ａと小扉３１側の上部の覆い板５６ｃの双方と接している。ブロック体１００の下面１０１ｂは、本体側筐体部３３側の下部の覆い板５６ｂと小扉３１側の下部の覆い板５６ｄの双方と接している。

また図１３に示すようにブロック体１００のリブ１０２は、空洞部４５の内側の側壁１１０と接している。そのため空洞部４５の内側の側壁１１０と、ブロック体１００の側面の凹部１０３との間には空隙１０８がある。空隙１０８はブロック体１００の側面の周囲を環状にとりまく。
前記した様にリブ１０２の断面形状は、三角形であるから、リブ１０２の先端が空洞部４５の内側の側壁１１０に押しつけられ、ブロック体１００の側面の凹部１０３（空隙１０８）は、空洞部４５の側壁１１０で封鎖されて遮蔽された空間となっている。

また空洞部４５の上端側と下端側は、リブ１０２によって環状に封鎖されるので、空洞部４５の内周面部分においては、断熱箱１３の内外の気密性が確保される。即ち、空洞部４５内にブロック体１００があり、ブロック体１００の上端側と下端側を取り巻くリブ１０２が空洞部４５の側壁１１０と接しているから、ブロック体１００の部分については、断熱箱１３の内外の気密性が確保される。
従って、理論的には、断熱箱１３の内外を連通するのは、ブロック体１００を上下に貫通する貫通孔１０５だけである。

底面壁３６についても同様であり、空洞部４６の上端側と下端側は、リブ１０２によって環状に封鎖されるので、空洞部４６の内周面部分においては断熱箱１３の内外の気密性が確保され、断熱箱１３の内外を連通するのは、ブロック体１００を上下に貫通する貫通孔１０５だけである。

ブロック体１００は、前記した様に断熱箱１３の空洞部４５，４６内に内蔵されているが、本体側筐体部３３とブロック体１００の一方のブロック片１１１の間、及び小扉３１と他方のブロック片１１１の間には図示しない係合手段又は接着手段があり、小扉３１を開いた際には、図３の様にブロック体１００の一方のブロック片１１１は本体側筐体部３３側に残り、他方のブロック片１１１は小扉３１側に残る。
ブロック体１００の向きは、図３の様に小扉３１を開いた際にブロック体１００の合わせ面が全面的に露出する方向である。
なお後記する様に、ブロック片１１１同士の間に被試験物２１０又は繋ぎ部材２１１を挟んだ状態にした後で、ブロック体１００を空洞部４５，４６に装着してもよい。即ちブロック体１００が断熱箱１３の空洞部４５，４６に残らない構造であってもよい。
またブロック体１００の中心軸と、断熱箱１３の空洞部４５，４６の中心軸とは略一致しブロック体１００の上下に貫通する貫通孔１０５は、覆い板５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄの円形の開口内に開口している。

本実施形態では、断熱壁３２を挿通して被試験物に外力を付加する部材を挿通させる貫通孔１０５をブロック体１００に設けている。貫通孔１０５の大きさは、単に繋ぎ部材２１１が通過し得るだけの大きさであり、従来に比べて非常に小さい。貫通孔１０５は小さく、掴み具（保持部材）２０６，２０８は到底通過することができない。

次に外力付与装置２００について説明する。
外力付与装置２００は、引っ張り試験機である。外力付与装置２００は、図１に示すように基台部２０１と、門型フレーム２０２を有している。
門型フレーム２０２には、図示しないガイドレールがあり、門型フレーム２０２のガイドレールに昇降桟（駆動部）２０３が係合している。
そして昇降桟２０３の下部に上ロッド２０５が設けられており、当該上ロッド２０５の先端に上側掴み具（保持部材）２０６が設けられている。即ち駆動部たる昇降桟２０３に、上ロッド２０５を介して保持部材たる上側掴み具２０６が取り付けられている。

また基台部２０１には、下ロッド２０７が設けられており、当該下ロッド２０７の先端に下側掴み具（保持手段）２０８が設けられている。
外力付与装置２００には、公知の引っ張り試験機と同様に、上側掴み具２０６を上方に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している（いずれも図示せず）。ただし本実施形態では、外力付与装置２００に付属する伸び量計は使用せず、別途用意の光学式伸び検知装置２２０を使用することが望ましい。もちろん外力付与装置２００に付属する伸び量計を使用してもよく、他の方法によって伸びを測定してもよい。

次に、被試験物２１０及び繋ぎ部材２１１について説明する。被試験物２１０の材質や形状は任意である。本実施形態では、ゴムの引っ張り試験を行うこととし、被試験物２１０は、ダンベル形試験片を使用することとする。周知の通り、ゴムのダンベル形試験片は、図１５の様に中央に断面積が小さく成形された被試験領域２１５があり、両端に面積の大きい保持部２１６がある。被試験領域２１５は荷重を受けて破断する部位である。

繋ぎ部材２１１は、被試験物２１０の保持部２１６を延長する部材であり、延長部材２１７と圧接片２１８によって構成されている。
延長部材２１７は、被試験物２１０の保持部２１６が合致する凹部（図示せず）が端部に形成された鋼帯である。
圧接片２１８は、延長部材２１７の端部にネジ止めされる板体である。
被試験物２１０は、保持部２１６が延長部材２１７の凹部（図示せず）に装着され、さらに圧接片２１８が延長部材２１７にネジ止めされ、圧接片２１８と延長部材２１７との間に被試験物２１０の端部が挟まれる。その結果、被試験物２１０と繋ぎ部材２１１が一体化され、二つの繋ぎ部材２１１の間に被試験物２１０の被試験領域２１５が露出する。

本実施形態では、繋ぎ部材２１１が副試験室１５の断熱壁３２を連通する。即ち繋ぎ部材２１１が副試験室１５の断熱壁３２を連通する貫通孔１０５（ブロック体１００の貫通孔１０５）に挿入される。ブロック体１００の貫通孔１０５の平面断面形状は、繋ぎ部材２１１の断面形状に対して相似形となっている。
前記した様に、ブロック体１００の貫通孔１０５は、開口部分が他の部位に比べてやや狭くなっている。図１８（ａ）は、貫通孔１０５の最も面積が狭い部分と繋ぎ部材２１１の関係を表した平面断面図であり、（ｂ）は正面断面図である。
貫通孔１０５の最も面積が狭い部分の内壁と、繋ぎ部材２１１の間の隙間は、平均で０．５ｍｍから３ｍｍであり、より望ましくは平均で１ｍｍから２ｍｍである。
また貫通孔１０５の最も面積が狭い部分の内壁と、繋ぎ部材２１１の間の隙間の面積は、挿通される物（本実施形態では繋ぎ部材２１１）の断面積の３倍以下であることが望ましい。より望ましくは、２倍以下である。さらに望ましくは１倍以下である。

次に外力付与装置載置台３００について説明する。外力付与装置載置台３００は、単なるテーブルであり、外力付与装置２００を載せる載置板３０２と、載置板３０２を中空に支持する脚部３０３とを有している。

恒温槽用架台３０１は、台座部３０５と、テレスコピックガイド３０６を有している。台座部３０５は、略立方体であり、ある程度の重量を有している。台座部３０５には高さ調整手段３１０が設けられている。高さ調整手段３１０は、公知のものであり、台座部３０５の全高や、水平レベルを微調整することができるものである。調整手段３１０は具体的にはネジであり、ネジを回転させてネジの出入り量を調整し、台座部３０５の全高や、水平レベルを微調整するものである。

テレスコピックガイド３０６は、台座部３０５の上面に配されたものであり、２本の伸縮棹３１１（図１には一本のみを図示）が平行に設けられたものである。伸縮棹３１１は、固定側部材と可動側部材（いずれも図示せず）を有しており、固定側部材に対して可動側部が直線方向に移動可能である。従って伸縮棹３１１は、可動側部を移動させることによってその全長を伸縮させることができる。
テレスコピックガイド３０６は、各伸縮棹３１１の固定側部材が台座部３０５の上面に固定されている。そして伸縮棹３１１の全長を伸ばすと、可動側部が台座部３０５から片持ち状に張り出す。

なお外力付与装置載置台３００と恒温槽用架台３０１は、外力付与装置２００と恒温装置（環境試験装置）１の高さ等を合わせたり、両者を作業しやすい高さに保持するための部材に過ぎず、必須ではない。もちろん、テレスコピックガイド３０６や調整手段３１０等についても必須ではない。テレスコピックガイド３０６は、恒温装置１の下に空間をつくることができるので推奨される部材であるが、断熱箱１３の突出量が大きく、且つ断熱箱１３が高い位置にある場合には、テレスコピックガイド３０６は不要である。

光学式伸び検知装置２２０はビデオカメラであり、被試験物２１０を撮影し、被試験物２１０の伸びを記録するものである。前記した様に光学式伸び検知装置２２０についても必須ではなく、他の代替手段を採用することもできる。

次に試験装置１０を構成する各部材間の関係について説明する。
本実施形態の試験装置１０は、前記した様に恒温装置１と、外力付与装置２００によって構成されている。
外力付与装置２００は、図１の様に、外力付与装置載置台３００の載置板３０２上に載置されている。
恒温装置１は、突出部たる断熱箱１３が外力付与装置２００の門型フレーム２０２に囲まれた空間に入る様に設置されている。
より詳細には、図１の様に、外力付与装置２００の背面側に恒温槽用架台３０１が配置されており、恒温槽用架台３０１のテレスコピックガイド３０６の可動側部によって恒温装置１が恒温槽用架台３０１の台座部３０５から張出した状態で支持されている（張出すことは必須ではない）。そして恒温装置１は、恒温槽用架台３０１のテレスコピックガイド３０６で片持ち状に支持され、恒温装置１の突出部たる断熱箱１３が外力付与装置２００の門型フレーム２０２内に差し入れられている。
特に本実施形態では、試験を行う副試験室１５（断熱箱１３）が本体部１１から水平方向に突出していて本体部１１から中空に張り出しているから、断熱箱１３は外力付与装置２００の基台部２０１とは接せず、断熱箱１３と外力付与装置２００には広い空間２２２が確保される。

そして外力付与装置２００の上ロッド２０５及び上側掴み具（保持部材）２０６は、断熱箱１３の上にある。
即ち本実施形態では、上側掴み具２０６は、断熱箱１３（断熱領域７）の外にあり、副試験室１５には入っていない。
また外力付与装置２００の下ロッド２０７側も同様であり、外力付与装置２００の下ロッド２０７及び下側掴み具（保持部材）２０８は、断熱箱１３の下にある。本実施形態では、下側掴み具２０８は、断熱箱１３の外にあり、副試験室１５には入っていない。
前記した様に、本実施形態で採用する恒温装置１は、引っ張り試験を実施する副試験室１５（断熱箱１３）が本体部１１から水平方向に突出していて本体部１１から中空に張り出しているから、断熱箱１３と外力付与装置２００の基台部２０１の間には広い空間２２２があり、当該空間２２２に外力付与装置２００の下側掴み具２０８が配置されている。

恒温装置１の副試験室１５と、外力付与装置２００とは設置の際に芯合わせが行われている。即ち外力付与装置２００の上ロッド２０５と下ロッド２０７を結ぶ線に、断熱箱１３の上下の貫通孔１０５の中心が完全に一致する様に調整されている。
芯合わせ作業では、先に台座部３０５の高さ調整手段３１０を調節して恒温装置１が水平姿勢となる様に調整する。
その後、断熱箱１３を取り付けているネジ６８を調節して、クッション材７２の圧縮量に部分的に変化を付け、断熱箱１３の姿勢を調節して、上ロッド２０５と下ロッド２０７を結ぶ線に、断熱箱１３の上下の貫通孔１０５の中心を合わせる。

本実施形態では、断熱箱１３の外に設けられた外力付与装置２００の上側掴み具２０６と下側掴み具２０８によって、繋ぎ部材２１１の延長部材２１７が保持されている。そして図３，９，１１，１４の様に、繋ぎ部材２１１の上下の延長部材２１７が、恒温装置１の貫通孔１０５を貫通し、被試験物２１０の被試験領域２１５が副試験室１５の中に設置されている。
より正確には、恒温装置１の断熱箱１３の天面壁３５と底面壁３６に内蔵されたブロック体１００の上下に貫通する貫通孔１０５に、上下の延長部材２１７の一部が挿通され、中央の被試験領域２１５が副試験室１５の中に設置されている。

本実施形態では、外力付与装置２００の上側掴み具２０６と下側掴み具２０８が、断熱箱１３及び副試験室１５の外にある。そして繋ぎ部材２１１が断熱箱１３の断熱壁３２を通過して副試験室１５内に配置された被試験物２１０と外力付与装置２００の上側掴み具２０６と下側掴み具２０８を繋いでいる。

副試験室１５の中における被試験物２１０の位置は、図９、図１１の通りであり、主試験室１６内に設けられたダクト５５の開口の前に被試験物２１０の被試験領域２１５があるように設置される。

光学式伸び検知装置２２０たるビデオカメラは、図１の様に副試験室１５の小扉３１の前に設置され、小扉３１にはめ込まれたガラス４２越しに副試験室１５内の被試験物２１０を撮影することができる。

次に、本実施形態の試験装置１０を使用して引っ張り試験を行う際の手順について説明する。
本実施形態の試験装置１０を使用して引っ張り試験を行う場合は、所定の作業場で被試験物２１０に繋ぎ部材２１１を接続する。
そして被試験物２１０を副試験室１５の内に設置する。
具体的には、まず最初に恒温装置１の小扉３１を開く。
前記した様に、恒温装置１の副試験室１５の天面壁３５と底面壁３６には、小扉３１と本体側筐体部３３の合致部に形成された洞穴状の空洞部４５，４６があり、空洞部４５，４６にブロック体１００が内蔵されている。小扉３１を開くと、図３の様にブロック体１００が分割され、小扉３１に一方のブロック片１１１が残り、本体側筐体部３３側にブロック片１１１の他方が残る。
ブロック片１１１の合わせ面には、前記した様に貫通孔１０５の半面たる凹部があり、小扉３１を開くと、本体側筐体部３３側に残ったブロック片１１１の凹部が露出する。

そして被試験物２１０又は繋ぎ部材２１１を本体側筐体部３３側のブロック片１１１の凹部（貫通孔１０５の半面）に差し込んで、外部に配置された掴み具２０６，２０８で挟む。

本実施形態では、繋ぎ部材２１１の延長部材２１７の先端に図１２の様に補助板１２０が装着され、延長部材２１７と補助板１２０とを合わせた状態で、繋ぎ部材２１１を掴み具２０６，２０８で挟んでいる。補助板１２０は、被試験物２１０の中心線とロッド２０５，２０７や副試験室１５の中心線を合わせるために介在されるものであり、その厚さは圧接片２１８の厚さと等しい。

その結果、被試験物２１０の被試験領域２１５を副試験室１５の中に残した状態で、上下の繋ぎ部材２１１の一部が断熱箱１３の外（上下）に出た状態となる。
この状態で断熱箱１３の小扉３１を閉じる。その結果、断熱箱１３の本体側筐体部３３と小扉３１によって副試験室１５が閉塞状態となる。
即ち断熱領域７の一部たる副試験室１５に被試験物２１０の被試験領域２１５が設置され、副試験室１５の外に配置された上下の掴み具２０６，２０８と被試験物２１０とが貫通孔１０５に挿通された上下の繋ぎ部材２１１を介して繋がった状態となる。

上記した手順では、本体側筐体部３３に残ったブロック片１１１の凹部（貫通孔１０５の半面）に繋ぎ部材２１１を差し込み、小扉３１を閉じてブロック片１１１同士を合わせるものであるが、小扉３１側に残ったブロック片１１１の凹部（貫通孔１０５の半面）に繋ぎ部材２１１を差し込み、小扉３１を閉じてブロック片１１１同士を合わせてもよい。

なお被試験物２１０又は繋ぎ部材２１１をブロック体１００に装着した後に、ブロック体１００を本体側筐体部３３又は小扉３１に嵌め込んでもよい。
即ち恒温装置１からブロック体１００を取り外し、外部の所定の作業場所でブロック体１００を二つのブロック片１１１に分割し、両者の間に被試験物２１０又は繋ぎ部材２１１を挟んで二つのブロック片１１１を合わせる。この作業によって、ブロック体１００の貫通孔１０５に被試験物２１０又は繋ぎ部材２１１が挿通されることとなる。
そして恒温装置１の小扉３１を開き、空洞部４５，４６の本体側筐体部３３側又は小扉３１側にブロック体１００を装着し小扉３１を閉じる。そして被試験物２１０又は繋ぎ部材２１１を外部に配置された掴み具２０６，２０８で挟む。

その後、負圧発生装置１１２又は乾燥気体供給源（窒素ボンベ１１３）を起動すると共に、空調部４８を起動して、所定の温度に調整された空気を主試験室１６内と、副試験室１５に循環させ、断熱領域７内を所定の温度環境に維持する。
そして外力付与装置２００を起動し、上ロッド２０５を一定の速度で上昇させて被試験物２１０に引っ張り荷重を掛け、被試験物２１０の被試験領域２１５を破断する。そしてその間の試料の伸びと荷重の関係を記録する。
即ち被試験物２１０に引っ張り荷重を掛け、その間の外形変形状態を光学式伸び検知装置２２０で撮影する。そして被試験物２１０の伸びと、被試験物２１０に付加された荷重とを関連付けて記録する。

光学式伸び検知装置２２０で被試験物２１０を撮影する場合には、図１の様に断熱箱１３の側面に設けられた小窓４１の外にライト２２１を置き、小窓４１から入光して被試験物２１０を照らすことが望ましい。
断熱箱１３の側面から被試験物２１０を照らして撮影すると、副試験室１５の小扉３１のガラス４２の反射による影響を受けにくく、鮮明な映像を得ることができる。

試験中における恒温装置１内の空気の流れは、図９の矢印の通りである。即ち空調部４８の送風機２０を起動することにより、主試験室１６内の空気が空気導入部２７から空調通風路２５内に導入される。そして空調通風路２５が通風状態となり、空調機器１８に空気が接触して熱交換や湿度調整がなされ、空気吹き出し部２６から主試験室１６内に調整後の空気が吹き出される。
ここで本実施形態の試験装置１０では、空調通風路２５の空気吹き出し部２６にダクト５５の一端が開口している。そしてダクト５５の他端は、副試験室１５に開口し、被試験物２１０の被試験領域２１５に向いている。
そのため空気吹き出し部２６から吹き出された送風は、直接的に副試験室１５に吹き込まれ、被試験物２１０の被試験領域２１５に直接的に当てられる。
被試験物２１０の設置領域を通過した送風は、ダクト５５の外を回り込んで、主試験室１６側に戻り、空気導入部２７から空調通風路２５内に再導入される。

本実施形態では、ダクト５５からの送風は、被試験物２１０が配置された領域に吹き出されるから、副試験室１５の空気の流れを考えると、被試験物２１０の部位が最も上流側となり、恒温装置１の上下の貫通孔１０５（ブロック体１００の貫通孔１０５）は、空気の流れ方向としては下流側となる。
被試験物２１０が配置された領域は高圧雰囲気となるが、下流側にある貫通孔１０５の周囲は、被試験物２１０の周囲に比べると低圧傾向となる。
そのため副試験室１５内における貫通孔１０５の周辺は、低圧傾向であり、貫通孔１０５から外に向かって空気が漏れにくく、且つ空気の流れによって、貫通孔１０５周辺からの外乱から被試験領域２１５が守られるので温度精度が良い。

また本実施形態では、副試験室１５の内外を連通する貫通孔１０５の開口面積は、繋ぎ部材２１１が挿通し得るだけの開口面積でしかなく、そもそも開口面積は小さい。さらに貫通孔１０５の内壁と、繋ぎ部材２１１との隙間が小さく設定されているから、実際の開口面積は極めて小さく、副試験室１５内の空気は貫通孔１０５から漏れにくい。

さらに加えて本実施形態では、ブロック体１００が収容された空洞部４５，４６に配管４７が接続され、配管４７の他端は負圧発生装置１１２に接続されていて、空洞部４５，４６内が吸引可能である。
そのため空洞部４５，４６の内側の側壁１１０と、ブロック体１００の側面の凹部１０３との間の空隙１０８を負圧傾向とでき、空洞部４５，４６と覆い板５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄとの隙間から副試験室１５内の空気が漏れることが阻止される。

またブロック体１００の側面に設けられた水平方向にのびる貫通孔１０６が副試験室１５の内外を連通する貫通孔１０５と繋がっているから、副試験室１５の内外を連通する貫通孔１０５内を負圧傾向とでき、貫通孔１０５から副試験室１５内の空気が漏れることが阻止される。
従って、本実施形態においては、空洞部４５，４６と覆い板５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄとの隙間や、貫通孔１０５から副試験室１５内の空気が漏れる懸念は低い。
また副試験室１５内の空気が仮に高温高湿であったとしても内部の高温高湿の空気が漏れて結露する懸念は低い。

また繋ぎ部材２１１と貫通孔１０５は、直接的に接触しない。そのため引っ張り試験の実施中は、繋ぎ部材２１１が上又は下に移動するが、接触による抵抗は発生せず、荷重計は、試料に掛けられた引っ張り荷重を正確に検知することができる。

一つの被試験物２１０を破断した後、再度他の被試験物２１０を対象として試験を行う場合は、断熱箱１３の本体側筐体部３３に設けられたスリット５０に、板５１を差し入れる。
板５１は、図１０の様に副試験室１５と主試験室１６の間に入り、副試験室１５側と主試験室１６側との通気を遮断する。即ち板５１は、主試験室１６と副試験室１５の間を一時的に遮蔽する遮蔽部材として機能する。
空調通風路２５から排出された空気は、板５１と衝突して空調通風路２５に戻る。即ち空気は主試験室１６と空調通風路２５の間だけで循環し、副試験室１５には至らない。

こうして主試験室１６と空調通風路２５の間だけで空気を循環させ、小扉３１を開いて副試験室１５を開放する。恒温装置１内においては、主試験室１６で構成される密閉空間内に空気を循環させる。そのため仮に低温低湿環境で引っ張り試験を行った後で小扉３１を開いた場合でも、外気が空調通風路２５に侵入することが防止され、空調機器１８の冷却装置２２に過度に霜や結露が発生することが防止される。

そして被試験物２１０に接続された繋ぎ部材２１１を開放側に引っ張り、ブロック体１００から繋ぎ部材２１１を取り出す。
その後に、前述の手順で新たな被試験物２１０を副試験室１５内に入れ、試験を繰り返す。

以上説明した実施形態では、空洞部４５，４６や、貫通孔１０５を負圧傾向として貫通孔１０５から副試験室１５内の空気が漏れることを防いだが、副試験室１５内が氷点下の場合は、回路を切り替えて槽内空気よりも低露点の空気又は窒素ガスを流入させ、貫通孔内や外部への氷結や結露を防止することができる。
図１９は、空洞部４５，４６に窒素ガスを導入した場合の気体の流れを図示している。窒素ガスは、空洞部４５，４６の内側の側壁１１０と、ブロック体１００の側面の凹部１０３との間の空隙１０８に入り、ブロック体１００と空洞部４５，４６の内側の側壁１１０との間に窒素ガスによる遮断層を作り、覆い板５６ａ，５６ｂ，５６ｃ，５６ｄとの隙間から副試験室１５内の空気が漏れることを阻止する。
また窒素ガスは、ブロック体１００の貫通孔１０６を流れて上下に連通する貫通孔１０５に入り、繋ぎ部材２１１の全周を取り巻いて流れる。

また窒素ガスは、上下に連通する貫通孔１０５の副試験室１５側の開口から断熱領域７に入る。ここで貫通孔１０５の断熱領域７側の開口は、前記した様に被試験物２１０が設置される部位に比べて空気の流れ方向の下流側に位置している。
そのため貫通孔１０５から副試験室１５に入った窒素ガスは、その全てが空気と共に空気導入部２７に向かって流れ、被試験物２１０には当たらないから試験に影響を与えない。

また貫通孔１０５と繋ぎ部材２１１の間の空隙は、窒素ガスで満たされている。従って副試験室１５内の空気が外に漏れにくい。また外の空気は、副試験室１５内に入り込み難い。
そのため仮に試験室１５内の空気が極低温であったとしても、副試験室１５の空気が直接外気と接触することはなく、外気を冷却することは少ない。そのため外気中の水蒸気を凝縮することは少なく、結露や結氷が発生しにくい。また貫通孔１０５の外部側開口の周囲には、少量ずつ窒素ガスがオーバーフローするので、外部側開口は、低露点ガス雰囲気となり、結露や結氷が発生しにくい。

以上説明した実施形態では、ブロック体１００の大きさを空洞部４５，４６と同等とし、ブロック体１００の各部を空洞部４５，４６の内壁に当接させた。
しかし図２０、図２１に示すブロック体１３０の様に、空洞部４５，４６に比べて小さなものとし、ブロック体１３０が空洞部４５，４６内で移動できる様にしてもよい。

図２０、図２１に示すブロック体１３０は円柱状である。ブロック体１３０は、半円柱状のブロック片１３１をネジで結合して作られたものであり、中心部に貫通孔が設けられている。本実施形態では、空洞部４５，４６の形状はブロック片１３１に合わせて円柱形である。

ブロック体１３０は、前記した様に空洞部４５，４６に比べて小さく、空洞部４５，４６内で動き得る。
そのため図１９の様に、外部からブロック体１３０の貫通孔１０５に繋ぎ部材２１１を挿入すると、空洞部４５，４６内でブロック体１３０が移動する。
その状態で、繋ぎ部材２１１を外力付与装置２００の掴み具２０６，２０８に接続すると、ブロック体１３０が、空洞部４５，４６内で移動して自動的に芯合わせが行われる。

あるいは仮に、ブロック体１３０の貫通孔１０５の側面に繋ぎ部材２１１の一部等が接触した状態で引っ張り試験を開始し、試験中に外力付与装置２００に引っ張られて空洞部４５，４６内で繋ぎ部材２１１が僅かに上下動すると、ブロック体１３０が繋ぎ部材２１１との摩擦によって移動し、自動的に芯合わせがなされる。

また前記したブロック体１００，１３０は、いずれも半割り状であり、二つのブロック片１１１，１３１を合わせて一つのブロック体１００，１３０が構成されているが、ブロック体１００，１３０は図２５に示すブロック体１４０の様に成形時から一体のものであってもよい。
図２５に示すブロック体１４０の形状等は、前記したブロック体１００と同一であるから、同一の部位に同一の番号を付して重複した説明を省略する。
図２５に示すブロック体１４０は、一つの側面に切れ目１０７が設けられている。切れ目１０７は、上下に貫通する貫通孔１０５と平行に設けられており、両端はブロック体１４０の上下面１０１ａ，１０１ｂに至っている。
切れ目１０７の深さは、上下に貫通する貫通孔１０５にまで至っている。

ブロック体１４０は、断熱箱１３の空洞部４５，４６内に内蔵されているが、本体側筐体部３３とブロック体１４０との間には図示しない係合手段又は接着手段があり、小扉３１を開いた際には、図２４の様にブロック体１４０は本体側筐体部３３側に残る。なお小扉３１側にブロック体１４０を残してもよい。
ブロック体１４０の向きは、図２４の様に小扉３１を開いた際に切れ目１０７が外部に露出する方向である。
またブロック体１４０に被試験物２１０又は繋ぎ部材２１１を設置した後に、本体側筐体部３３又は小扉３１にブロック体１４０を設置しても良い。

前記した様にブロック体１４０の一つの側面には、図２４、図２５の様に切れ目１０７が設けられており、小扉３１を開いた際に切れ目１０７の部分が露出する。また切れ目１０７は、上下に貫通する貫通孔１０５と平行に設けられており、両端はブロック体１４０の上下面１０１ａ，１０１ｂに至っている。

そのため被試験物２１０に接続された繋ぎ部材２１１を切れ目１０７に押し当て、繋ぎ部材２１１を切れ目１０７に押し込むと、ブロック体１４０の弾性によって切れ目１０７が押し広げられ、繋ぎ部材２１１は切れ目１０７の中に割り込んで行き、ブロック体１４０の中に入る。そして遂には、繋ぎ部材２１１はブロック体１４０を上下に貫通する貫通孔１０５に到達し、繋ぎ部材２１１は貫通孔１０５に挿通された状態となる。

また以上説明した実施形態では、断熱箱１３の本体側筐体部３３にスリット５０を設け、スリット５０に板５１を差し入れることによって副試験室１５側と主試験室１６側との通気を遮断した。
他の構成としては、図２２の様に、副試験室１５側と主試験室１６の境界部分に開閉扉８０を設け、ワイヤーやリンク機構等で小扉３１と開閉扉８０を連動させ、小扉３１が開くと開閉扉８０が閉じる様な構成としてもよい。なおこの構成を採用する場合には、ダクト５５は省略することが望ましい。

以上説明した実施形態では、一対の掴み具２０６，２０８の双方を断熱領域７の外に置いたが、いずれか一方を断熱領域７の外に置き、他方を断熱領域７の内に入れてもよい。
以上説明した実施形態では、被試験物２１０に繋ぎ部材２１１を設け、繋ぎ部材２１１で被試験物２１０を実質的に延長して断熱領域７の外に出した。
しかしながら、被試験物の形状によっては被試験物の一部を貫通孔１０５に挿通し、被試験物の一部を断熱領域７の外に出して掴み具２０６，２０８で保持してもよい。
例えばゴムのダンベル形試験片では、中央に断面積が小さく成形された被試験領域２１５があり、両端に面積の大きい保持部２１６があるが、保持部２１６を長く成形し、保持部２１６を直接貫通孔１０５に挿通し、保持部２１６の一部を断熱領域７の外に出して掴み具２０６，２０８で保持してもよい。
要するに、被試験物の被試験領域２１５が断熱領域７に有れば足りる。

また以上説明した実施形態は、小型の環境試験装置の前扉に副試験室１５を取り付けたものであって、副試験室１５が本体部１１から突出した位置にある。
この構成によると、副試験室１５の上下や左右に空間ができ、他の物を配置しやすい。特に、下側掴み具２０８を配置するスペースを確保することができ、推奨される構成である。
また上記した実施形態では、主試験室１６を使用して通常の環境試験を行うこともでき、汎用性に富む。即ち本体部１１には大扉１２があり、大扉１２を開くことによって主試験室１６を開くことができる。そして主試験室１６に被試験物をおいて環境試験を実施することができる。なおこの際には、主試験室１６のダクト５５を外すと共に大扉１２の開口３０を板等で塞いでおくことが推奨される。
また上記した実施形態は、通常の小型の環境試験装置を改造して作ることができ、部品の汎用性が高い。また量産性に富む。

しかしながら本発明は、この構成に限定されるものではなく、図２３に示す様に一つの試験室だけを有し、その外部に掴み具２０６，２０８を配したものであってもよい。
図２３に示す試験装置４００では、恒温装置２２３は、恒温装置本体２２５と空調機部２２６が分離されており、それぞれ独立した装置となっている。
そして恒温装置本体２２５が試験室となっている。
恒温装置本体２２５と空調機部２２６とは、２本のダクト２２７，２２８によって接続され、恒温装置本体２２５と空調機部２２６で空気が循環する。

また恒温装置内に空調部がある恒温装置の１つの試験室に貫通孔を設け、掴み具２０６，２０８を恒温装置外に置くものであってもよい。即ち第一実施形態の恒温装置１は、小型の環境試験装置の前扉に断熱箱１３を取り付け、付属的に取り付けた断熱箱１３に貫通孔１０５を設けたが、断熱箱１３を略し、本体部１１に貫通孔１０５を設けてもよい。また大扉と本体側筺体部が一体形成された本体側筺体部としてもよい。

以上説明した実施形態では、恒温装置１，２２３は、温度環境を調整する機能と湿度環境を調整する機能を有しているが、本発明で採用可能な恒温装置は、上記のものに限定されず、温度と湿度のいずれかを調整することができるものであればよい。

上記した実施形態は、いずれも複合型の引っ張り試験機であるが、本発明は、引っ張り試験機に限定されるものではなく、圧縮試験機、剪断試験機、硬さ試験機、衝撃試験機、クリープ試験機等にも応用することができる。

１ 恒温装置（環境試験装置）
７ 断熱領域
１０ 試験装置
１１ 本体部
１２ 大扉
１３ 断熱箱
１５ 副試験室
１６ 主試験室
１８ 空調機器
２８ 断熱壁
３１ 小扉
３２ 断熱壁
３３ 本体側筐体部
４５，４６ 空洞部
４８ 空調部
５１ 板（遮蔽部材）
５２，５３ 切り欠き部
５５ ダクト
５６ 覆い板
１００，１３０，１４０ ブロック体
１０２ リブ
１０３ 凹部
１０５ 貫通孔
１０７ 切れ目
２００ 外力付与装置
２０３ 昇降桟（駆動部）
２０６，２０８ 掴み具（保持部材）
２１０ 被試験物
２１１ 繋ぎ部材
２１５ 被試験領域
２２０ 光学式伸び検知装置

Claims (14)

1. 恒温装置と、被試験物に外力を与える外力付与装置を有し、
   前記恒温装置は、断熱壁で囲まれた断熱領域と、断熱領域の一部または全部であって所定の環境を形成することができる試験室を有し、
   外力付与装置は、他部材を着脱可能に保持する保持部材と、保持部材を動作させる駆動部を有し、
   被試験物又は被試験物に接続された繋ぎ部材を保持部材で保持し、被試験物を試験室内に配置した状態で駆動部を動作させ、試験室内に配置された被試験物に外力を与える試験装置において、
   外力付与装置の前記保持部材の少なくとも一つと前記駆動部が断熱領域の外にあり、
   恒温装置は断熱領域内と恒温装置外とを連通する貫通孔を有し、
   被試験物の一部または繋ぎ部材が前記貫通孔に挿通されて試験室内の被試験物と外力付与装置の前記保持部材が繋がることを特徴とする試験装置。
2. 恒温装置は、一定の容積を有する主試験室と、主試験室と連通し主試験室とに比べて容積が小さい副試験室を有し、主試験室を開閉可能な大扉と、副試験室を開閉可能な小扉を有し、
   前記貫通孔は副試験室と外部とを連通するものであり、被試験物を副試験室に配置して試験を行うことが可能であることを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
3. 大扉の一面に断熱箱が設けられ、当該断熱箱の内部で前記副試験室が構成されていることを特徴とする請求項２に記載の試験装置。
4. 空調部を有し、空調部は主試験室に空気の出入り口があり、主試験室と副試験室の間を一時的に遮蔽する遮蔽部材を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の試験装置。
5. 副試験室を恒温装置の他の部材に対して相対的に移動または姿勢変更することが可能であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の試験装置。
6. 恒温装置は空調機器が配された本体部と、本体部から水平方向に突出した突出部を有し、当該突出部内は断熱壁で囲まれた断熱領域であり、突出部内に試験室があって前記貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の試験装置。
7. 試験室が中空に張り出していることを特徴とする請求項６に記載の試験装置。
8. 恒温装置の断熱壁にブロック体が内蔵され、当該ブロック体に前記貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の試験装置。
9. ブロック体は断熱壁内で移動または姿勢変更可能であることを特徴とする請求項８に記載の試験装置。
10. 乾燥気体供給源または負圧発生源の少なくとも１つを有し、前記貫通孔が乾燥気体供給源または負圧発生源に接続されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の試験装置。
11. 前記貫通孔は、被試験物又は繋ぎ部材が通過可能であって、貫通孔と被試験物又は繋ぎ部材の隙間の最小断面積が被試験物又は繋ぎ部材の断面積の３倍以下であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の試験装置。
12. 被試験物の変化を光学的に検知する検知手段を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の試験装置。
13. 被試験物に外力を与える外力付与装置と組み合わされて使用される恒温装置であって、外力付与装置は、他部材を着脱可能に保持する保持部材と、保持部材を動作させる駆動部を有するものであり、
    恒温装置は断熱壁で囲まれた断熱領域と、断熱領域の一部または全部であって所定の環境を形成することができる試験室を有し、
    試験室と外部とを連通する貫通孔があり、当該貫通孔は、被試験物又は繋ぎ部材が通過可能であって、貫通孔と被試験物又は繋ぎ部材の隙間の最小断面積が被試験物又は繋ぎ部材の断面積の３倍以下であることを特徴とする恒温装置。
14. 被試験物に外力を与える外力付与装置と組み合わされて使用される恒温装置であって、外力付与装置は、他部材を着脱可能に保持する保持部材と、保持部材を動作させる駆動部を有するものであり、
    恒温装置は空調機器が配された本体部と、本体部から水平方向に突出した突出部を有し、当該突出部内は断熱壁で囲まれた断熱領域であり、当該突出部内に試験室があり、試験室と外部とを連通し、被試験物の一部又は繋ぎ部材を挿通させる貫通孔があることを特徴とする恒温装置。

Images