JP3257996B2 - 高温材料試験片への熱電対取付け方法 - Google Patents
高温材料試験片への熱電対取付け方法Info
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Description
熱電対を取り付ける方法に関し、更に詳しく述べると、
コイルバネの収縮力を利用して耐熱性の帯状体によって
熱電対測温部を高温材料試験片の表面に圧接保持するよ
うにした熱電対取付け方法に関するものである。この技
術は、例えば高温疲労試験において、大型試験片に熱電
対測温部を確実に取り付けるのに有効である。
計に用いる設計線(ひずみ範囲と破損繰り返し数との関
係、安全裕度を含む)を得るために、高温疲労試験を行
っている。高温疲労試験機は、例えば図1のような構造
をなしている。Aは全体構成図であり、Bは要部の詳細
図である。試験片10の両端をグリップ12で掴み、試
験片10の温度を一定(設定に対して±5℃以内)に維
持した状態で、該試験片10に押し当てているひずみ計
14により、試験片のひずみ(変位)を制御してアクチ
ュエータ16により繰り返し負荷を与える。試験片10
に加わる応力はロードセル18で測定する。得られるデ
ータは、破損繰り返し数、動的応力−ひずみ関係データ
などである。
テナイト系ステンレス鋼、フェライト系鋼などが試験対
象であり、試験片は全長25cm程度の大型の円筒状であ
り、中央部分は外形が括れて薄肉状になっている。試験
片10には高周波加熱用のワークコイル20で高周波を
印加することにより加熱制御する。測定温度範囲は、4
50〜650℃程度である。
は、信頼性の高い疲労強度データを得る上で極めて重要
である。そのため上記のように、試験中、試験片10の
温度を一定(設定に対して±5℃以内)に維持する必要
がある。具体的には、熱電対測温部22を試験片10の
表面に当接保持させ、その測定値に基づき温度制御を行
う。従来、小型試験片の場合には、耐熱性ひもを用いて
試験片に熱電対測温部を縛り付ける方法が採用されてき
た。
縛り付け方法によって大型試験片による高温疲労試験を
実施したところ、計測誤差が大きくなる(最大15℃程
度)問題が生じた。これは、熱電対測温部の当接保持状
態が作業者の熟練度に左右され、未熟練者による作業で
は緩みが生じ易いためと考えられる。
て、熱電対測温部の点付け溶接が考えられる。しかし、
高温疲労試験では、点付け溶接部分が試験片の亀裂発生
源となるため採用することができない。
試験片に迅速、確実に且つ容易に取り付けることができ
る方法を提供することである。本発明の他の目的は、大
型試験片に熱電対を取り付ける際に、作業者の熟練度を
必要としない方法を提供することである。
片の側面に熱電対測温部を当接し、その外側を耐熱性材
料からなる帯状体でほぼ半周巻となるように覆い、該帯
状体の両端にコイルバネの一端を接続し、コイルバネの
他端を該コイルバネが伸長状態となるように外部固定部
材に結合し、コイルバネの収縮力を利用して前記帯状体
で熱電対測温部を高温材料試験片表面に圧接保持するよ
うにした高温材料試験片への熱電対取付け方法である。
て1本のコイルバネに接続し、引っ張る方式でもよい
が、帯状体の両端にそれぞれコイルバネの一端ずつを接
続し、両方のコイルバネの他端を、該コイルバネが伸長
状態となるように外部固定部材に結合する方式の方が好
ましい。その場合、各コイルバネの伸長方向と熱電対測
温部の圧接方向とのなす取付け角度を45度以下に設定
するのがよい。
の耐熱性ひもを編んで帯状にし、その両端が丸い輪にな
るように保持した構造が好適である。その他、耐熱性テ
ープの両端に輪状部分を設けた構造等でもよい。
電対取付け方法の一実施例を示す説明図である。Aは正
面図であり、Bは側面図である。これは高温疲労試験機
に適用した例であり、試験機自体は図1に示すものと同
様であってよいので、それについての説明は省略する。
12によって高温疲労試験機にセットされる。その大型
の材料試験片10の側面に熱電対測温部22を当接し、
その外側を耐熱性材料からなる帯状体30でほぼ半周巻
となるように覆う。該帯状体30の両端にそれぞれコイ
ルバネ32の一端ずつを接続し、両方のコイルバネ32
の他端を、該コイルバネ32が伸長状態となるように、
それぞれ外部固定部材(高温疲労試験機の基台部分から
立設した支柱34)に結合する。このようにして、コイ
ルバネ32の収縮力を利用して前記帯状体30で熱電対
測温部22を材料試験片10の表面に圧接保持する。な
お、符号20は高周波加熱用のワークコイルである。
の一例を図3に示す。耐熱性材料からなる帯状体30
は、数本の耐熱性ひも40を編んで帯状にし、その両端
が丸い輪になるように保持した構造である。耐火繊維
(ここではシリカ繊維を使用しており、その最高使用温
度は1300℃である)からなる4本の耐熱性ひもを編
んで、両端を丸く輪にしてステンレス鋼製の針金42を
巻き付け固定することで作製している。シリカ繊維に代
えて、セラミックス繊維などを用いてもよい。コイルバ
ネとしては、そのバネ定数kが、k=0.026〜0.
046kgf/cm程度のものがよく、ステンレス鋼線あるい
はそれ以外の鋼線などからなる。
る手順は、次の通りである。まず、2個のコイルバネの
それぞれの一端を支柱に固定しておく。そのうち一方の
コイルバネの他端に、耐熱性の帯状体の一端を取り付け
ておく。そして、材料試験片の中央部分に熱電対測温部
を当て、耐熱性の帯状体で覆って押さえ、該耐熱性の帯
状体の他端を、他方のコイルバネの他端に引っ掛けて、
両方のコイルバネで引っ張るようにして取り付ける。耐
熱性の帯状体の他端を他方のコイルバネの他端に引っ掛
ける際には、金属棒の先端部が曲がったステッキ形状の
引掛け金具を用いて該コイルバネを引っ張ると容易に作
業を行える。
り外すには、上記引掛け金具を用いて、一方のコイルバ
ネを引っ張るようにして耐熱性の帯状体を弛め、耐熱性
の帯状体との接続部分を取り外せばよい。
である。2本のコイルバネを用いて保持する場合、図4
に示すように、両コイルバネ32の伸長方向x、yと熱
電対測温部22の圧接方向pとのなす取付け角度θを0
〜45度の範囲内に設定するのがよく、より好ましくは
15〜30度程度とするのがよい。ある程度の角度をつ
けて引っ張ることで、熱電対測温部をより確実に試験片
表面に当接させることができる。
高温疲労試験を、温度計測誤差3℃以内で実施すること
ができた。
定のし易さから、2本のコイルバネを用いるのが好まし
いが、1本のコイルバネで引っ張る構成でもよい。耐熱
性の帯状体としては、耐熱テープを用いてもよい。
方向の力が加わるが、この横方向の力は試験片軸方向の
力(1000〜3000kg)に比べて非常に小さなも
のであり、疲労強度への影響は全く生じない。
縮力を利用して耐熱性の帯状体によって熱電対測温部を
高温材料試験片表面に圧接保持する方法であるから、大
型試験片に容易に且つ確実に熱電対を取り付けることが
でき、高温疲労試験を高精度で実施することができる。
そして、熱電対取り付けに関して作業者の熟練度が必要
無くなり、試験の信頼性が向上する。
の小型試験片にも適用でき、汎用性がある。また、耐熱
性の帯状体は、迅速に着脱でき、何度でも使用できるの
で、作業効率が大幅に向上する。
方法の一実施例を示す説明図。
Claims (4)
- 【請求項1】 高温材料試験片の側面に熱電対測温部を
当接し、その外側を耐熱性材料からなる帯状体でほぼ半
周巻となるように覆い、該帯状体の両端にコイルバネの
一端を接続し、コイルバネの他端を該コイルバネが伸長
状態となるように外部固定部材に結合し、コイルバネの
収縮力を利用して前記帯状体で熱電対測温部を高温材料
試験片表面に圧接保持するようにしたことを特徴とする
高温材料試験片への熱電対取付け方法。 - 【請求項2】 帯状体の両端にそれぞれコイルバネの一
端ずつを接続し、両方のコイルバネの他端が、該コイル
バネが伸長状態となるように外部固定部材に結合されて
おり、各コイルバネの伸長方向と熱電対測温部の圧接方
向とのなす取付け角度を45度以下に設定する請求項1
記載の高温材料試験片への熱電対取付け方法。 - 【請求項3】 耐熱性材料からなる帯状体が、数本の耐
熱性ひもを編んで帯状にし、その両端が丸い輪になるよ
うに保持した構造である請求項1又は2記載の高温材料
試験片への熱電対取付け方法。 - 【請求項4】 耐熱性材料からなる帯状体が、耐熱性テ
ープの両端に輪状部分を設けた構造である請求項1又は
2記載の高温材料試験片への熱電対取付け方法。
Priority Applications (1)
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JP26206299A JP3257996B2 (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 高温材料試験片への熱電対取付け方法 |
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JP26206299A JP3257996B2 (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 高温材料試験片への熱電対取付け方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP3257996B2 true JP3257996B2 (ja) | 2002-02-18 |
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JP26206299A Expired - Fee Related JP3257996B2 (ja) | 1999-09-16 | 1999-09-16 | 高温材料試験片への熱電対取付け方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3257996B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8164005B2 (en) | 2007-04-10 | 2012-04-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Multilayer high-frequency circuit board |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016099196A (ja) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | 三菱重工業株式会社 | 高温高圧機器モニタリング装置 |
-
1999
- 1999-09-16 JP JP26206299A patent/JP3257996B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US8164005B2 (en) | 2007-04-10 | 2012-04-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Multilayer high-frequency circuit board |
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