JPS648778B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、応力緩和試験装置の改良に関するも
のである。

上記応力緩和装置とは、ある荷重を与えて材料
を変形させ、その変形量（ひずみ）が常時一定量
となるように荷重を変化させて、その時間的変動
を記録する装置である。材料のひずみを一定に保
つた場合、それを支える応力は時間とともに減少
する（応力緩和現象）。この応力緩和現象の時間
的変化（応力緩和曲線）を調べることにより、有
機材料等から成る試験片の化学的劣化等を観察す
ることができる。

応力緩和装置としては従来から種々の形式のも
のが使用されているが、何れも十分なものとは言
い難かつた。すなわち、第１に荷重測定片として
のコイルばねと試験片とを直列に連結し、プーリ
の回転によりコイルばねから試験片に加えられる
荷重を調節するとともに、試験片の変形量はダイ
ヤルゲージで監視するようになつているものがあ
る。しかしこの装置では、作業者がつきつきりで
プーリを調節しなければならず、自動化が困難で
あるとともに長時間は亘るデータを取り難い。

また第２には、てこに取り付けた重錘の位置を
サーボモータによつて変化させることにより試験
片に加わる荷重を調節しているものも知られてい
る。ところが、サーボモータを含む駆動装置は構
造が複雑で高価であり、また重錘を移動させるこ
とによりてこに振動が発生し、材料に悪影響を与
える（特に強度の小さい有機材料等の場合、この
傾向は顕著となる）。

本発明は、上記従来例に於ける欠点を解決する
こと、即ち作業者がつきつきりでなくても応力緩
和試験が行なえ、構造が簡単で、しかも試験材料
に悪影響を与えることのないように工夫された応
力緩和試験装置を提供することを目的としてなさ
れたものである。

上記目的を達成するために、本発明において
は、貯槽に液体を入れたものを重錘として用いる
こととした。詳述すると、中間部を支承されたて
こ部材３の一端部に吊り下げた貯槽５に液体を入
れて重錘とし、貯槽内の液体の液量は調整可能と
し、これにより重錘の重量を調整可能とする。前
記てこ部材の他端部は、その一端部が固定部分１
２に連結している試験片１５の他端部に連結し、
てこ部材の他端部に近接して、てこ部材の該端部
の変位量を測定する変位量測定手段３０を設け
る。さらに変位量測定手段による測定結果に基づ
き貯槽内の液体の液量を調節する制御手段３０〜
３７を設ける。

上記制御手段は、例えばここに開示された実施
例では、変位量測定手段３０と、動ひずみ測定器
３１、ブースタ３２及び変換器３３と、調節器３
４及び変換器３５と、調節弁３６とから成る。そ
して、変位量測定器３０で検知された試験片１５
の変位量は動ひずみ測定器３１、ブースタ３２及
び変換器３３並びに調節計３４及び電空変換器３
５を介して調節弁３６に伝送され、伝送量に応じ
て調節弁３６の弁開度が所定量に調節される。そ
の結果、貯槽５内の液体が次第に流出して液量が
調節され、上記試験片１５の延び量が一定に保た
れるのである。

なお、必要に応じて試験片の一端部を荷重計に
連結して、試験片に加わる荷重をこの荷重計で直
接測定するようにすれば、より精度の良い測定を
行うことができる。

以下、本発明の実施例を示す図面に基づき詳細
する。

第１図において基台１には支持部材２によつて
てこ部材３がその中間点を支承されており、その
一端（第１図では右端）には取付部材４によつて
吊り下げられた貯槽５内には水Ｗが貯水されてい
る。貯槽５内の水量は空気圧作動式の調節弁３６
によつて調節されるようになつている。てこ部材
３は掛金９によつて荷重がかかつた状態で水平に
なるように保持されている。

てこ部材３の他端には取付部材７によりバラン
スウエイト８が吊り下げられるとともに、上方に
は変位変換器３０が配置されている。また、てこ
部材３の支持部材２の近傍には取付部材６によつ
てバー１１が取り付けられる一方、基台１に固定
された荷重計１２にもバー１３が取り付けられ、
両バー１１，１３の先端間には有機材料製の試験
片１５が取り付けられている。試験片１５が収容
された薬液槽２０は二重壁構造となつており、内
側の空間２１には入口２１ａから薬液が供給され
出口２１ｂから排水されるようになつている。こ
の薬液は槽内の雰囲気をかえるために注入される
ものである。一方、ガス雰囲気のデータを取るた
めに外側の空間（ジヤケツト）２２には入口２２
ａから温度を一定にコントロールした水が供給さ
れ、出口２２ｂから排出されるようになつてい
る。この液体は内側空間２１の雰囲気を一定状態
に保持するためのものである。薬液槽２０の両端
部にはベローズ２８及び２９が取り付けてある。

第２図に示すように上記変位変換器３０はホイ
ートストンブリツジ回路を含む動ひずみ測定器３
１に接続され、この測定器３１はブースタ３２に
接続されている。ブースタ３２が接続された電流
電圧変換器３３は調節計３４に接続され、この調
節計３４は電空変換器３５を経て前記調節弁３６
に接続されている。以上の要素３０−３６によつ
て、貯槽５内の液体の量を調節しうる制御手段が
構成される。かかる制御手段においては、変位変
換器３０によつて測定した変位量を、動ひずみ測
定器３１、ブースタ３２及び変換器３３並びに調
節計３４及び電空変換器３５を介して調節弁３６
に伝送し、この調節弁３６を開閉して貯槽５内の
液体の量を調整する。即ち、測定変位量に相当し
た大きさの弁開度で調節弁３６を調節し、貯槽５
内の液体の量を調整するのである。上記変換器３
３はまた、記録計３７（第１図）に接続されてい
る。

次に本実施例の作動について説明する。掛金
（ストツパ）９をかけた状態で貯槽５に所定量の
水Ｗを注入する。この水量はウエイト８との関連
においててこ部材３を支持部材２のまわりに時計
方向に回動させるに十分なものであるが、この時
点では掛金９がかけられているのでてこ部材３は
回動しない。この状態で掛金９を外すと、水Ｗを
貯えた貯槽５が重錘となつててこ部材３は時計方
向に回動され、バー１１が上方に引つ張られて試
験片１５に引張荷重が加わつてひずみが生ずる。

てこ部材３が回動すると、変位変換器３０が配
置された側の端部（第１図中左端部）上方への変
位量は変位変換器３０によつて電気量として検知
され、動ひずみ測定器３１、ブースタ３２及び変
換器３３を介して調節計３４及び電空変換器３５
に伝送される。調節器３４及び電空変換器３５
は、上記伝送された変位量を相当量の弁開度空気
圧信号に変換し、これを調節弁３６に出力する。
これに基づき、調節弁３６の弁開度が調節され貯
槽５内の液量の流出量を調節する。

試験片１５のひずみが一定でなくなると、即ち
試験片１５が延びると、そのことは変位変換器３
０で検知され、上述したように、動ひずみ測定器
３１、ブースタ３２及び変換器３３並びに調節計
３４及び電空変換器３５を介して調節弁３６の弁
開度が調節されることとなる。すると、弁開度に
応じて貯槽５内の液体が流出し、貯槽５内の液体
の液量は漸減して、試験片１５の延びを一定に保
つのである。試験片１５に作用する引張力は記録
計３７に表示されるようになつており、この応力
緩和曲線を調べることによつて試験片１５の特性
を評価できる。

本実施例によれば、重錘として水を使用し、そ
の水量を自動的に調節することにより試験片１５
に加わる荷重を変更（減少）させるようにしたの
で、前記従来例のように作業者がつきつきりでい
る必要はなく、しかも貯槽５の大きさ、てこ部材
の長さ等を適宜選択すれば長時間にわたつてデー
タをとることも可能となる。

さらに、取付部材４すなわち貯槽５の位置は変
更しないので、てこ部材３に振動が生ずることは
なく、精度の良い試験を行なうことができる。ま
た、貯槽５の位置を変える駆動手段が不要である
ことから、装置全体の構造も簡単になり、コスト
ダウンが達成される。

また、荷重として液体を用いながら試験片１５
にかかつている荷重は排水した液体の液量ではな
く荷重計１２で直接測定するようにしたので、精
度の良い測定を長時間にわたつて行うことが可能
となる。

なお、上記調節弁３６は空気作動式のものに限
定されるものではなく、所謂電磁弁であつても良
い。

また、薬液槽についても第３図に示すものと置
換可能である。この薬液槽４０は内外二つの空間
４１及び４２を備えており、内側の空間４１には
入口４１ａから薬液が供給され、出口４１ｂから
排出されるとともに、入口４１ｃから加熱気体が
供給され出口４１ｄから排出されるようになつて
いる。また外側の空間４２には入口４２ａから熱
水が供給され、出口４２ｂから排出されるように
なつている。

一対のベローズ４３，４４は空間４１の気密を
保つとともに試験片１５が切れた時の衝撃を吸収
するために取り付けてある。

また、試験片１５とは有機材料製のものに限ら
れず、場合によつては金属製のものであつても良
い。

以上述べてきたように、本発明によれば、応力
緩和試験装置において重錘として液体を用い、そ
の液量を調節可能として液体を荷重調節具の一部
としたことにより、以下のような種々の効果が得
られることとなつた。第１に、液体の液量を連続
的に調整できるもので所望の大きさの荷重を正確
に設定することができ、その結果正確な試験結果
が得られる。第２に、制御手段の作用により上記
液体の液量が自動的に行われるので、作業者は試
験装置につきつきりでいる必要はなくなり、作業
効率が向上する。第３には、てこ部材上の重錘の
吊下げ位置が変化しないので、てこ部材に振動が
生ずることがなく、試験片に悪影響が及ぶことも
ない。さらに、第４には、上記第１〜第３の効果
が長時間にわたつて良好に維持できることとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す正面図、第２
図は変位測定系のブロツク線図、第３図は薬液槽
の変形図である。 〔主要部分の符号の説明〕、２……てこ部材、
５……貯槽、１５……試験片、２０……薬液槽、
３０……変位検出器、３６……調節弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 荷重を与えて変形させた試験片の変形量が一
   定となるように前記荷重を変化させ、その時間的
   変化を記憶することにより前記試験片の特性を調
   べる応力緩和試験装置において、 中間部を支承されたてこ部材の一端部に吊り下
   げた貯槽に液体を入れて重錘とし、該貯槽内の液
   体の液量は調整可能とし、前記てこ部材の他端部
   は、その一端部が固定部材に連結している試験片
   の他端部に連結し、前記てこ部材の他端部に近接
   して該てこ部材の該他端部の変位量を測定する変
   位量測定手段を設け、さらに該変位量測定手段に
   よる測定結果に基づき前記貯槽内の液体の液量を
   調節する制御手段を設けて、 前記制御手段の作用により、前記試験片の変形
   量が一定となるように、前記貯槽内の液体の液量
   を自動的にかつ連続的に調整することを特徴とす
   る応力緩和試験装置。 ２ 前記固定部材とは前記試験片に加わる荷重の
   大きさを測定する荷重計である特許請求の範囲第
   １項に記載の応力緩和試験装置。