(57)【要約】      （修正有）【課題】試験片をすみやかに昇温、降温させることができ、試験片の周囲を不必要に加熱せず、簡単に雰囲気調整室を構成することができ、汎用性の高いものを提供する。【解決手段】第１ロッド部材５、第２ロッド部材７に保持された試験片Ｔを取り巻くように、加熱用筒部材１０が配設される。加熱用筒部材１０を軸方向から挟んで、第１連結用筒部材２０および第２連結用筒部材３０がセットされて、試験片Ｔの周囲に密閉空間となる雰囲気調整室Ｒが構成される。各連結用筒部材２０、３０は、例えば２つ割とされて、加熱用筒部材１０の径方向から組み立て、分解可能とされる。赤外線集光式の加熱装置Ｈから照射される赤外線が、加熱用筒部材１０を透過して試験片Ｔに集中して照射される。第１連結用筒部材２０の除去状態で、加熱用筒部材１０を待避位置とすることにより、第１ロッド部材５、第２ロッド部材７が外部に露出される。【選択図】図２
2020041902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１保持部と第２保持部とで保持された状態で引張される試験片を加熱するための引張試験機における試験片の加熱装置であって、
前記試験片を取り囲むように配設され、透明かつ耐熱性を有する部材により筒状に形成されて加熱用の赤外線が透過される加熱用筒部材と、
前記加熱用筒部材の一端部側に配設され、周方向に分割構成とされた第１連結用筒部材と、
周方向に分割構成とされた前記第１連結用筒部材を、筒状体として一体化させておくための第１締結具と、
前記筒状部材の他端部側に配設され、周方向に分割構成とされた第２連結用筒部材と、
周方向に分割構成とされた前記第２連結用筒部材を、筒状体として一体化させておくための第２締結具と、
前記加熱用筒部材の周囲に配設され、該加熱用筒部材を透過して前記試験片に対して加熱用の集光された赤外線を照射するための赤外線集光式の加熱装置と、
を備え、
前記第１締結具によって筒状体として一体化された前記第１連結用筒部材は、その一端部が前記筒状部材の一端部に気密に係合されると共に、その他端部が前記引張試験機のうち前記第１保持部の基端部側にある第１周囲部材に気密に係合され、
前記第２締結具によって筒状体として一体化された前記第２連結用筒部材は、その一端部が前記筒状部材の他端部に気密に係合されると共に、その他端部が前記引張試験機のうち前記第２保持部の基端部側にある第２周囲部材に気密に係合され、
前記加熱用筒部材と前記第１連結用筒部材と前記第２連結用筒部材との組立体によって、前記試験片を取り巻く密閉空間としての雰囲気調整室が形成され、
前記第１連結用筒部材と前記第２連結用筒部材の一方に前記雰囲気調整室内に連なる雰囲気ガスの流入口が形成されると共に、該第１連結用筒部材と該第２連結用筒部材の他方に該雰囲気調整室内に連なる雰囲気ガスの流出口が形成され、
前記第１連結用筒部材は、前記第１締結具の締結を解除した状態でもって、前記加熱用筒部材および前記第１周囲部材に対して、該加熱用筒部材の径方向から係合および係合解除可能とされ、
前記第２連結用筒部材は、前記第２締結具の締結を解除した状態でもって、前記加熱用筒部材および前記第２周囲部材に対して、該加熱用筒部材の径方向から係合および係合解除可能とされ、
前記第１連結用筒部材が存在しない状態で、該加熱用筒部材が前記第１保持部の基端部側に向けて移動された待避位置をとることにより、前記第１保持部と前記第２保持部とに対して外部からアクセス可能とされる、
ことを特徴とする引張試験機における試験片の加熱装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１周囲部材が、前記第１保持部の基端部側において引張試験機に装備された第１治具とされ、
前記第２周囲部材が、前記第２保持部の基端部側において引張試験機に装備された第２治具とされている、
ことを特徴とする引張試験機における試験片の加熱装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１保持部が前記第２保持部の真下に位置されて、前記試験片が上下方向に引張されるように設定されると共に、前記第１連結用筒部材が下方側で前記第２連結用筒部材が上方側に位置されており、
前記待避位置にある前記加熱用筒部材が、前記引張試験機のうち前記第１保持部の基端部側の部位に対して着座した状態とされる、
ことを特徴とする引張試験機における試験片の加熱装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項請求項３のいずれか１項において、
前記第１連結用筒部材は、径方向に２つ割りとされた２分割構成とされ、
前記第２連結用筒部材は、径方向に２つ割りとされた２分割構成とされている、
ことを特徴とする引張試験機における試験片の加熱装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記第１連結用筒部材のうち前記加熱用筒部材への係合部付近に、第１冷却水通路が形成され、
前記第２連結用筒部材のうち前記加熱用筒部材への係合部付近に、第２冷却水通路が形成されている、
ことを特徴とする引張試験機における試験片の加熱装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第１連結用筒部材は、その径方向中心を通る位置で２つ割りとされた第１分割部材と第２分割部材との２分割構成とされて、該第１分割部材と該第２分割部材とにそれぞれ独立して前記冷却水路が形成されると共に、該第１分割部材の冷却水通路と該第２分割部材との冷却水通路とが第１連通路によって連通されており、
前記第２連結用筒部材は、その径方向中心を通る位置で２つ割りとされた第３分割部材と第４分割部材との２分割構成とされて、該第３分割部材と該第４分割部材とにそれぞれ独立して前記冷却水路が形成されると共に、該第３分割部材の冷却水通路と該第４分割部材との冷却水通路とが第２連通路によって連通されている、
ことを特徴とする引張試験機における試験片の加熱装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記第１分割部材の冷却水通路と前記第２分割部材の冷却水通路との一方が、前記第３分割部材の冷却水通路と前記第４分割部材の冷却水通路の一方に対して、第３連通路を介して連通されている、ことを特徴とする引張試験機における試験片の加熱装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、
前記第１連結用筒部材は、その周方向の合わせ面と前記加熱用筒部材への係合部位と前記第１周囲部材への係合部位とシールする複数のシール部材を保持しており、
前記第２連結用筒部材は、その周方向の合わせ面と前記加熱用筒部材への係合部位と前記第２周囲部材への係合部位とをシールする複数のシール部材を保持してをシールするシール部材を保持している、
ことを特徴とする引張試験機における試験片の加熱装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、
前記加熱用筒部材が、透明な石英ガラス管によって構成され、
前記第１連結用筒部材および前記第２連結用筒部材が、それぞれ鉄系金属によって形成されている、
ことを特徴とする引張試験機における試験片の加熱装置。
【請求項１０】
第１保持部と第２保持部とで保持された状態で引張される試験片を加熱するための引張試験機における試験片の加熱方法であって、
透明かつ耐熱性を有する部材により筒状に形成されて加熱用の赤外線が透過される加熱用筒部材を、前記第１保持部に対してこれを取り巻くように嵌合させつつ、引張試験機のうち該第１保持部の基端部側にある第１周囲部材側に移動させた待避位置として、該第１保持部と前記第２保持部とを外部に露出した状態とする第１ステップと、
前記第１ステップの後に、前記第１保持部と前記第２保持部によって試験片を保持させる第２ステップと、
前記第２ステップの後に、前記待避位置にある前記加熱用筒部材を前記試験片を取り巻く位置に移動させた状態で、周方向に分割構成とされた第１連結用筒部材を該加熱用筒部材と前記第１周囲部材との間に位置させて、第１締結具でもって該第１連結用筒部材を筒状体として一体化させると共に、該第１連結用筒部材を該加熱用筒部材および前記第１周囲部材に対してそれぞれ気密に係合させることにより、該加熱用筒部材の一端部側が該第１連結用筒部材によって気密に施蓋された状態とする第３ステップと、
前記第２ステップの後に、前記待避位置にある前記加熱用筒部材を前記試験片を取り巻く位置に移動させた状態で、周方向に分割構成とされた第２連結用筒部材を、該加熱用筒部材と引張試験機のうち前記第２保持部の基端部側にある第２周囲部材との間に位置させて、第２締結具でもって該第２連結用筒部材を筒状体として一体化させると共に、該第２連結用筒部材を該加熱用筒部材および該第２周囲部材に対してそれぞれ気密に係合させることにより、該加熱用筒部材の他端部側が該第２連結用筒部材によって気密に施蓋された状態とする第４ステップと、
前記第３ステップおよび前記第４ステップの後に、前記加熱用筒部材の周囲に配設された赤外線集光式の加熱装置によって、集光された赤外線を前記加熱用筒部材を透過して前記試験片に対して照射して該試験片を加熱する第５ステップと、
を備えていることを特徴とする引張試験機における試験片の加熱方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記５ステップにおいて前記試験片の加熱が行われている際に、第１連結用筒部材のうち前記加熱用筒部材に対する係合部位と、前記第２連結用筒部材のうち該加熱用筒部材に対する係合部位とを、それぞれ冷却水でもって冷却する第６ステップと、をさらに備えていることを特徴とする引張試験機における試験片の加熱方法。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１において、
前記第３ステップおよび前記第４ステップの後でかつ前記第５ステップの前に、前記加熱用筒部材と前記第１連結用筒部材と前記第２連結用筒部材とで囲まれる密閉空間としての雰囲気調整室内に雰囲気ガスを供給するか又は真空状態とする第７ステップと、をさらに有している、ことを特徴とする張試験機における試験片の加熱方法。
【請求項１３】
請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項において、
前記第１ステップの前に、前記第１周囲部材を構成する第１治具と前記第２周囲部材を構成する第２治具とを引張試験機に装着する第８ステップをさらに備えている、ことを特徴とする張試験機における試験片の加熱方法。
【請求項１４】
引張試験機における第１保持部と第２保持部とで保持された試験片を囲む密閉空間としての雰囲気調整室を形成するための雰囲気調整室形成用の器具であって、
試験片を取り囲むために筒状に形成され、透明かつ耐熱性を有する部材により構成されて加熱用の赤外線が透過される加熱用筒部材と、
前記加熱用筒部材の一端部側に配設され、周方向に分割構成とされた第１連結用筒部材と、
周方向に分割構成とされた前記第１連結用筒部材を、筒状体として一体化させておくための第１締結具と、
前記筒状部材の他端部側に配設され、周方向に分割構成とされた第２連結用筒部材と、
周方向に分割構成とされた前記第２連結用筒部材を、筒状体として一体化させておくための第２締結具と、
を有し、
前記第１連結用筒部材は、その周方向の合わせ面と前記加熱用筒部材への係合部位と前記引張試験機のうち前記第１保持部の基端部側にある第１周囲部材への係合部位とをシールするための複数のシール部材を保持しており、
前記第２連結用筒部材は、その周方向の合わせ面と前記加熱用筒部材への係合部位と前記引張試験機のうち前記第２保持部の基端部側にある第２周囲部材への係合部位とをシールするための複数のシール部材を保持している、
ことを特徴とする引張試験機における雰囲気調整室形成用の器具。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記第１連結用筒部材は、その径方向中心を通る位置で２つ割りとされた第１分割部材と第２分割部材との２分割構成とされて、該第１分割部材と該第２分割部材とには前記加熱用筒部材に対する係合部位に対応した位置においてそれぞれ独立して冷却水路が形成され、
前記第２連結用筒部材は、その径方向中心を通る位置で２つ割りとされた第３分割部材と第４分割部材との２分割構成とされて、該第３分割部材と該第４分割部材とに前記加熱用筒部材に対する係合部位に対応した位置においてそれぞれ独立して冷却水路が形成され、
前記各分割部材に形成された各冷却水通路がそれぞれ、冷却水の入口用と出口用との２つの接続口を有している、
ことを特徴とする引張試験機における雰囲気調整室形成用の器具。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５において、
前記第１周囲部材を構成するために、前記第１保持部の基端部側において引張試験機に装備される第１治具と、
前記第２周囲部材を構成するために、前記第２保持部の基端部側において引張試験機に装備される第２治具と、
をさらに備えていることを特徴とする引張試験機における雰囲気調整室形成用の器具。
【請求項１７】
請求項１４ないし請求項１６のいずれか１項において、
前記加熱用筒部材が、透明な石英ガラス管によって構成され、
前記第１連結用筒部材および前記第２連結用筒部材が、それぞれ鉄系金属によって形成されている、
ことを特徴とする引張試験機における雰囲気調整室形成用の器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、引張試験機における試験片の加熱装置、加熱方法およびその雰囲気調整室形成用の器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
引張試験機においては、第１保持部と第２保持部とで保持（チャック）された試験片の引張試験を、試験片を所定の高温温度（例えば数百度〜千数百度）に加熱した状態でもって行うことがある。特許文献１には、試験片の加熱を、試験片を取り巻くように配設された加熱炉でもって行うことが開示されている。
【０００３】
一方、加熱装置として、特許文献２、特許文献３に示すように、赤外線集光式の加熱装置がある。赤外線集光式の加熱装置にあっては、赤外線ランプで発生された赤外線を、適宜形状の反射ミラーで反射させて、赤外線を平行光として照射したり、所定の焦点部位に向けて集光させる態様で照射することが可能である。このような赤外線集光式の加熱装置は、加熱対象物をすみやかに昇温、降温させることができるという利点を有する他、特に所望部位のみを集中して加熱することができるという利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８４７号公報
【特許文献２】特開２０１４−４７９４８号公報
【特許文献１】特開２００４−３０３６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、試験片を加熱した状態で引張試験を行う場合は、試験片を、外部と遮断された雰囲気調整室内に位置させた状態とすることが望まれる。すなわち、雰囲気調整室を、不活性ガス（例えばアルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス等）で満たすことや真空状態にすることが望まれる。
【０００６】
引張試験機においては、試験片が第１保持部と第２保持部とに跨がって存在することから、特許文献１に記載のように加熱炉を用いる場合は、雰囲気調整室を構成することが難しいものとなる。このため、加熱炉として、発熱体を有する円筒型の電気炉を、周方向において分割された２つ割構造として、試験片の引張方向と直交する方向から２つ割りされた分割電気炉同士を接近させて、円筒状で密閉された状態の電気炉を構成することも考えられる。
【０００７】
しかしながら、このような電気炉は、大きな熱容量を有する断熱部材を用いてある等もあって、昇温速度が遅く（降温速度も遅い）、また試験片以外の部位、特に第１保持部やその周辺部材、および第２保持部やその周辺部材をも不必要に加熱してしまうことになる。以上に加えて、上記円筒型の加熱炉は、引張試験機に固定設置された専用品として構成されることから、簡単には引張試験機から取り外すことができないものであり、汎用性の点でも問題となる。
【０００８】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その第１の目的は、すみやかに昇温および降温することができ、試験片の周囲を不必要に加熱することなく、簡単に雰囲気調整室を構成することができ、しかも汎用性の高い引張試験機における試験片の加熱装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、上記第１の目的に対応した引張試験機における試験片の加熱方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の第３の目的は、上記加熱装置あるいは加熱方法に用いて好適な引張試験機における雰囲気調整室形成用の器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明による加熱装置にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
第１保持部と第２保持部とで保持された状態で引張される試験片を加熱するための引張試験機における試験片の加熱装置であって、
前記試験片を取り囲むように配設され、透明かつ耐熱性を有する部材により筒状に形成されて加熱用の赤外線が透過される加熱用筒部材と、
前記加熱用筒部材の一端部側に配設され、周方向に分割構成とされた第１連結用筒部材と、
周方向に分割構成とされた前記第１連結用筒部材を、筒状体として一体化させておくための第１締結具と、
前記筒状部材の他端部側に配設され、周方向に分割構成とされた第２連結用筒部材と、
周方向に分割構成とされた前記第２連結用筒部材を、筒状体として一体化させておくための第２締結具と、
前記加熱用筒部材の周囲に配設され、該加熱用筒部材を透過して前記試験片に対して加熱用の集光された赤外線を照射するための赤外線集光式の加熱装置と、
を備え、
前記第１締結具によって筒状体として一体化された前記第１連結用筒部材は、その一端部が前記筒状部材の一端部に気密に係合されると共に、その他端部が前記引張試験機のうち前記第１保持部の基端部側にある第１周囲部材に気密に係合され、
前記第２締結具によって筒状体として一体化された前記第２連結用筒部材は、その一端部が前記筒状部材の他端部に気密に係合されると共に、その他端部が前記引張試験機のうち前記第２保持部の基端部側にある第２周囲部材に気密に係合され、
前記加熱用筒部材と前記第１連結用筒部材と前記第２連結用筒部材との組立体によって、前記試験片を取り巻く密閉空間としての雰囲気調整室が形成され、
前記第１連結用筒部材と前記第２連結用筒部材の一方に前記雰囲気調整室内に連なる雰囲気ガスの流入口が形成されると共に、該第１連結用筒部材と該第２連結用筒部材の他方に該雰囲気調整室内に連なる雰囲気ガスの流出口が形成され、
前記第１連結用筒部材は、前記第１締結具の締結を解除した状態でもって、前記加熱用筒部材および前記第１周囲部材に対して、該加熱用筒部材の径方向から係合および係合解除可能とされ、
前記第２連結用筒部材は、前記第２締結具の締結を解除した状態でもって、前記加熱用筒部材および前記第２周囲部材に対して、該加熱用筒部材の径方向から係合および係合解除可能とされ、
前記第１連結用筒部材が存在しない状態で、該加熱用筒部材が前記第１保持部の基端部側に向けて移動された待避位置をとることにより、前記第１保持部と前記第２保持部とに対して外部からアクセス可能とされる、
ようにしてある。
【００１２】
上記解決手法によれば、次のような種々の効果を奏する。
（１）加熱用筒部材と２つの連結用筒部材とにより、第１保持部と第２保持部とに保持された試験片を囲む雰囲気調整室を、簡単に構成することができる。
（２）各連結用筒部材を構成する分割部材を、加熱用筒部材の径方向から接近、離間させることによって、各連結用筒部材の組み立てと分解とを容易に行うことができる。
（３）加熱用筒部材を待避位置としておくことより、試験片の両保持部への取付け取外しとを容易に行うことができる。
（４）赤外線集光式の加熱装置によって、試験片の周囲を不必要に加熱することなく試験片を集中的に加熱でき、試験片の昇温および降温もすみやかに行うことができる。
（５）各連結用筒部材は、引張試験機のうち両周囲部材の形状に対応させて気密に係合できる構造に設定するだけで、種々の引張試験機に対応することができ、汎用性の高いものとなる。また、加熱用筒部材、両連結用筒部材を用いないことにより、加熱しない引張試験を行うこともできる。
【００１３】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、次のとおりである。すなわち、
前記第１周囲部材が、前記第１保持部の基端部側において引張試験機に装備された第１治具とされ、
前記第２周囲部材が、前記第２保持部の基端部側において引張試験機に装備された第２治具とされている、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、治具を利用して、各連結用筒部材の引張試験機に対する気密な係合を容易かつ確実に得る上で好ましいものとなる。特に、種々の引張試験機に対応した治具を用意するだけで、加熱用筒部材や両連結用筒部材を共通用として使用するようにする上で好ましいものとなる。
【００１４】
前記第１保持部が前記第２保持部の真下に位置されて、前記試験片が上下方向に引張されるように設定されると共に、前記第１連結用筒部材が下方側で前記第２連結用筒部材が上方側に位置されており、
前記待避位置にある前記加熱用筒部材が、前記引張試験機のうち前記第１保持部の基端部側の部位に対して着座した状態とされる、
ようにしてある（請求項３対応）。この場合、引張試験機として一般的な上下方向に試験片を引張する場合に対応したものとなる。また、待避位置にある加熱用筒部材を、引張試験機に安定して保持させておく上で好ましいものとなる。
【００１５】
前記第１連結用筒部材は、径方向に２つ割りとされた２分割構成とされ、
前記第２連結用筒部材は、径方向に２つ割りとされた２分割構成とされている、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、各連結用筒部材を最小限の２つ割として、構造の簡単化の上で、また組み立てや分解を容易に行えるようにする上で好ましいものとなる。
【００１６】
前記第１連結用筒部材のうち前記加熱用筒部材への係合部付近に、第１冷却水通路が形成され、
前記第２連結用筒部材のうち前記加熱用筒部材への係合部付近に、第２冷却水通路が形成されている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、加熱した状態で引張試験を行う際に、加熱用筒部材１０と各連結用筒部材２０、３０との各係合部位（特にシール部材２８、３８）を冷却水によって冷却して、この係合部位のシール性が悪化してしまうことを防止することができる。
【００１７】
前記第１連結用筒部材は、その径方向中心を通る位置で２つ割りとされた第１分割部材と第２分割部材との２分割構成とされて、該第１分割部材と該第２分割部材とにそれぞれ独立して前記冷却水路が形成されると共に、該第１分割部材の冷却水通路と該第２分割部材との冷却水通路とが第１連通路によって連通されており、
前記第２連結用筒部材は、その径方向中心を通る位置で２つ割りとされた第３分割部材と第４分割部材との２分割構成とされて、該第３分割部材と該第４分割部材とにそれぞれ独立して前記冷却水路が形成されると共に、該第３分割部材の冷却水通路と該第４分割部材との冷却水通路とが第２連通路によって連通されている、
ようにしてある（請求項６対応）。この場合、第１連結用筒部材および第２連結用筒部材共に、それを構成する２つの分割部材に順次冷却水が流れるようにして、２つの分割部材を極力均等に冷却する上で好ましいものとなる。また、外部の配管系統を簡略化する上でも好ましいものとなる。
【００１８】
前記第１分割部材の冷却水通路と前記第２分割部材の冷却水通路との一方が、前記第３分割部材の冷却水通路と前記第４分割部材の冷却水通路の一方に対して、第３連通路を介して連通されている、ようにしてある（請求項７対応）。この場合、両連結用筒部材を構成する合計４つの分割部材を順次冷却水が流れるようにして、外部の配管系統を簡略化する上で極めて好ましいものとなる。
【００１９】
前記第１連結用筒部材は、その周方向の合わせ面と前記加熱用筒部材への係合部位と前記第１周囲部材への係合部位とシールする複数のシール部材を保持しており、
前記第２連結用筒部材は、その周方向の合わせ面と前記加熱用筒部材への係合部位と前記第２周囲部材への係合部位とをシールする複数のシール部材を保持してをシールするシール部材を保持している、
ようにしてある（請求項８対応）。この場合、両連結用筒部材を加熱用筒部材および引張試験機に対して組みつける作業を行った際に、自動的に必要部位のシールを行うことができる（気密確保のための作業を別途要しない）。
【００２０】
前記加熱用筒部材が、透明な石英ガラス管によって構成され、
前記第１連結用筒部材および前記第２連結用筒部材が、それぞれ鉄系金属によって形成されている、
ようにしてある（請求項９対応）。この場合、透明な石英ガラス管を利用して、加熱用筒部材を簡単に構成することができる。また、各連結用筒部材を、耐熱性を有すると共に加工が容易な鉄系金属により形成することにより、加熱用筒部材や引張試験機側への係合部位に対応した形状を容易に得る等の上で好ましいものとなる。
【００２１】
前記目的を達成するため、本発明における加熱方法にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１０に記載のように、
第１保持部と第２保持部とで保持された状態で引張される試験片を加熱するための引張試験機における試験片の加熱方法であって、
透明かつ耐熱性を有する部材により筒状に形成されて加熱用の赤外線が透過される加熱用筒部材を、前記第１保持部に対してこれを取り巻くように嵌合させつつ、引張試験機のうち該第１保持部の基端部側にある第１周囲部材側に移動させた待避位置として、該第１保持部と前記第２保持部とを外部に露出した状態とする第１ステップと、
前記第１ステップの後に、前記第１保持部と前記第２保持部によって試験片を保持させる第２ステップと、
前記第２ステップの後に、前記待避位置にある前記加熱用筒部材を前記試験片を取り巻く位置に移動させた状態で、周方向に分割構成とされた第１連結用筒部材を該加熱用筒部材と前記第１周囲部材との間に位置させて、第１締結具でもって該第１連結用筒部材を筒状体として一体化させると共に、該第１連結用筒部材を該加熱用筒部材および前記第１周囲部材に対してそれぞれ気密に係合させることにより、該加熱用筒部材の一端部側が該第１連結用筒部材によって気密に施蓋された状態とする第３ステップと、
前記第２ステップの後に、前記待避位置にある前記加熱用筒部材を前記試験片を取り巻く位置に移動させた状態で、周方向に分割構成とされた第２連結用筒部材を、該加熱用筒部材と引張試験機のうち前記第２保持部の基端部側にある第２周囲部材との間に位置させて、第２締結具でもって該第２連結用筒部材を筒状体として一体化させると共に、該第２連結用筒部材を該加熱用筒部材および該第２周囲部材に対してそれぞれ気密に係合させることにより、該加熱用筒部材の他端部側が該第２連結用筒部材によって気密に施蓋された状態とする第４ステップと、
前記第３ステップおよび前記第４ステップの後に、前記加熱用筒部材の周囲に配設された赤外線集光式の加熱装置によって、集光された赤外線を前記加熱用筒部材を透過して前記試験片に対して照射して該試験片を加熱する第５ステップと、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、実質的に請求項１に対応した加熱方法を提供することができる。
【００２２】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、次のとおりである。
【００２３】
前記５ステップにおいて前記試験片の加熱が行われている際に、第１連結用筒部材のうち前記加熱用筒部材に対する係合部位と、前記第２連結用筒部材のうち該加熱用筒部材に対する係合部位とを、それぞれ冷却水でもって冷却する第６ステップと、をさらに備えているようにしてある（請求項１１対応）。この場合、請求項５に対応した加熱方法を提供することができる。
【００２４】
前記第３ステップおよび前記第４ステップの後でかつ前記第５ステップの前に、前記加熱用筒部材と前記第１連結用筒部材と前記第２連結用筒部材とで囲まれる密閉空間としての雰囲気調整室内に雰囲気ガスを供給するか又は真空状態とする第７ステップと、をさらに有している、ようにしてある（請求項１２対応）。この場合、試験片を加熱する際に、試験片の周囲を所望の雰囲気状態として、例えば試験片の酸化等を防止したり、引張試験を精度よく行う等の上で好ましいものとなる。
【００２５】
前記第１ステップの前に、前記第１周囲部材を構成する第１治具と前記第２周囲部材を構成する第２治具とを引張試験機に装着する第８ステップをさらに備えている、ようにしてある（請求項１３対応）。この場合、種々の引張試験機に対応した治具を用いることにより、雰囲気調整室を容易に形成することができる。
【００２６】
前記目的を達成するため、本発明における雰囲気調整室形成用の器具にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１４に記載のように、
引張試験機における第１保持部と第２保持部とで保持された試験片を囲む密閉空間としての雰囲気調整室を形成するための雰囲気調整室形成用の器具であって、
試験片を取り囲むために筒状に形成され、透明かつ耐熱性を有する部材により構成されて加熱用の赤外線が透過される加熱用筒部材と、
前記加熱用筒部材の一端部側に配設され、周方向に分割構成とされた第１連結用筒部材と、
周方向に分割構成とされた前記第１連結用筒部材を、筒状体として一体化させておくための第１締結具と、
前記筒状部材の他端部側に配設され、周方向に分割構成とされた第２連結用筒部材と、
周方向に分割構成とされた前記第２連結用筒部材を、筒状体として一体化させておくための第２締結具と、
を有し、
前記第１連結用筒部材は、その周方向の合わせ面と前記加熱用筒部材への係合部位と前記引張試験機のうち前記第１保持部の基端部側にある第１周囲部材への係合部位とをシールするための複数のシール部材を保持しており、
前記第２連結用筒部材は、その周方向の合わせ面と前記加熱用筒部材への係合部位と前記引張試験機のうち前記第２保持部の基端部側にある第２周囲部材への係合部位とをシールするための複数のシール部材を保持している、
ようにしてある。上記解決手法によれば、加熱用筒部材と２つの連結用筒部材とを組み立てることにより、密閉空間とされた雰囲気調整室を簡単に形成することができる。
【００２７】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、次のとおりである。
【００２８】
前記第１連結用筒部材は、その径方向中心を通る位置で２つ割りとされた第１分割部材と第２分割部材との２分割構成とされて、該第１分割部材と該第２分割部材とには前記加熱用筒部材に対する係合部位に対応した位置においてそれぞれ独立して冷却水路が形成され、
前記第２連結用筒部材は、その径方向中心を通る位置で２つ割りとされた第３分割部材と第４分割部材との２分割構成とされて、該第３分割部材と該第４分割部材とに前記加熱用筒部材に対する係合部位に対応した位置においてそれぞれ独立して冷却水路が形成され、
前記各分割部材に形成された各冷却水通路がそれぞれ、冷却水の入口用と出口用との２つの接続口を有している、
ようにしてある（請求項１５対応）。この場合、各連結用筒部材の分割を最小限の２つとして部品点数を極力少なくする上で好ましいものとなる。また、シール性が重要となる加熱用筒部材と各連結用筒部材との係合部位を、冷却水によって確実に冷却することができる。さらに、各分割部材に形成された冷却水通路は、それぞれ流入口と流出口とを有するので、冷却水の流れをどのように設定するかの自由度も高いものとなる。
【００２９】
前記第１周囲部材を構成するために、前記第１保持部の基端部側において引張試験機に装備される第１治具と、
前記第２周囲部材を構成するために、前記第２保持部の基端部側において引張試験機に装備される第２治具と、
をさらに備えているようにしてある（請求項１６対応）。この場合、治具を用いて、種々の引張試験機に対応して雰囲気調整室を容易に構築することができる。また、加熱用筒部材や両連結用筒部材を、種々の引張試験機の間で極力共通化して使用できるようにする上でも好ましいものとなる。
【００３０】
前記加熱用筒部材が、透明な石英ガラス管によって構成され、
前記第１連結用筒部材および前記第２連結用筒部材が、それぞれ鉄系金属によって形成されている、
ようにしてある（請求項１７対応）。この場合、透明な石英ガラス管を利用して、加熱用筒部材を簡単に構成することができる。また、各連結用筒部材を、耐熱性を有すると共に加工が容易な鉄系金属により形成することにより、加熱用筒部材や引張試験機側への係合部位に対応した形状を容易に得る等の上で好ましいものとなる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明による加熱装置によれば、すみやかに昇温および降温することができ、試験片の周囲を不必要に加熱することなく、簡単に雰囲気調整室を構成することができ、しかも汎用性の高いものを提供することができる。また、本発明による加熱方法によれば、上記加熱装置に対応した加熱方法を提供することができる。さらに、本発明による雰囲気調整室形成用の器具によれば、既存の引張試験機に対して簡単に雰囲気調整室を構成することができ、また雰囲気調整室の設置や除去も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明が適用される引張試験機の要部を示す簡略側面図。
【図２】本発明によって試験片を加熱する状態を示すもので、図１の左方から見たときに相当する組立図。
【図３】雰囲気調整室の詳細を示すもので、半割された連結用筒部材の一方の分割部材を除去して、他方の分割部材の分割面が現れた状態を示す一部断面側面図。
【図４】図３のＸ４−Ｘ４線相当断面図。
【図５】図３のＸ５−Ｘ５線相当断面図。
【図６】冷却水通路の構成例を示す要部断面図。
【図７】冷却水通路同士の接続例を示す図。
【図８】赤外線集光式の加熱装置の一例を簡略的に示す側面断面図。
【図９】図８に示す加熱装置の先端部の様子を上方から見た図。
【図１０】引張試験機に対して加熱用筒部材を待避位置にセットした状態を示す図。
【図１１】図１０の状態から引張試験機に試験片をセットした状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１において、引張試験機Ｓは、大別して、ベース部材１と、ベース部材１から一体的に上方へ延びる支柱部材２と、支柱部材２に形成されたヘッド部材３と、を有する。
【００３４】
ベース部材１の上面には、外周形状が円形とされた第１治具４が装着されている（例えばボルト等の固定具による固定）。この第１治具４を、第１ロッド部材５が上下方向に摺動可能に貫通している。第１ロッド部材５の上端部に、試験片Ｔの下端部が固定される第１保持部５ａが構成されている。なお、第１治具４は、下側の大径部４ａと上側の小径部４ｂとして構成されている。
【００３５】
ヘッド部材３の下面には、外周形状が円形の第２治具６が装着されている（例えばボルト等の固定具による固定）。この第２治具６を摺動可能に貫通して、第２ロッド部材７が下方に向けて延びている。この第２ロッド部材７は、第１ロッド部材５と同軸上に位置するように設定されている。そして、第２ロッド部材７の下端部に、試験片Ｔの上端部を保持する第２保持部７ａが構成されている。なお、第１治具４と第２治具６とは、鉄系金属（実施形態ではステンレス鋼）によって筒状に形成されている。
【００３６】
第１保持部５ａと第２保持部７ａとで試験片Ｔを保持した状態で、第２ロッド部材７を図示を略すアクチュエータによって引張することにより、第２保持部７ａが上方に向けて変位されて、試験片Ｔが引張される（引張試験の実行）。また、引張試験の際には、あらかじめ試験片Ｔが所定温度にまで加熱されるが、このために、図１中一点鎖線で示すように、試験片Ｔを取り巻く密閉構造の雰囲気調整室Ｒが構成される。
【００３７】
図２は、上記雰囲気調整室Ｒを構成しつつ、試験片Ｔを加熱するための装置が示される。雰囲気調整室Ｒは、大別して、試験片Ｔを取り巻く筒状（実施形態では円筒状）の加熱用筒部材１０と、第１連結用筒部材２０と、第２連結用筒部材３０と、によって構成されている。加熱用筒部材１０は、透明で耐熱性を有する部材によって筒状に形成されている（実施形態では透明な石英ガラスによって形成された石英管とされている−例えば外径８０ｍｍで、長さが２００ｍｍ）。この加熱用筒部材１０は、赤外線が透過可能である。また、各連結用筒部材２０、３０は、鉄系金属（実施形態ではステンレス鋼）によって形成されている。
【００３８】
第１連結用筒部材２０は、その上端部が、加熱用筒部材１０の下端部外周に気密に嵌合される。また、第１連結用筒部材２０の下端面が、第１保持部５ａの周辺部材となる第１治具４（における大径部４ａ）の上面に気密状態で当接される。
【００３９】
第２連結用筒部材３０は、その下端部が、加熱用筒部材１０の上端部外周に気密に嵌合される。また、第２連結用筒部材３０の上端部が、第２保持部７ａよりも上方位置において、第２治具６の外周に気密状態で嵌合される。
【００４０】
加熱用筒部材１０の下端部側が、第１連結用筒部材２０（および第１治具４）を用いて気密に施蓋される一方、加熱用筒部材１０の上端部側が第２連結用筒部材３０（および第２治具６）を用いて気密に施蓋される。このようにして、試験片Ｔの周囲には、加熱用筒部材１０と第１連結用筒部材２０と第２連結用筒部材３０とによって、外部を遮断された密閉空間としての雰囲気調整室Ｒが構成される。
【００４１】
第１連結用筒部材１０および第２連結用筒部材３０は、周方向に２つ割とされている。これにより、各連結用筒部材２０、３０は、加熱用筒部材１０の径方向から、筒状体として組立てることができ、また分解することができる。なお、図２では図示を略すが、各連結用筒部材２０、３０は、図２に示す組立体状態では、締結具によって筒状体を維持するように締結されている。
【００４２】
第１連結用筒部材２０は、第２連結用筒部材３０よりも十分に長く形成されている。そして、第１連結用筒部材２０は、下側の第１部材２０Ａと上側の第２部材２０Ｂとの２分割構成とされている（長手方向となる上下方向に２分割構成）。勿論、第１部材２０Ａと第２部材２０Ｂとは、それぞれ周方向に２つ割とされている。そして、周方向に分割された第１部材２０Ａと第２部材２０Ｂとは、周方向において対応した位置にある分割された部材同士が、締結具２０Ｃ（図３参照）によって一体化されている。
【００４３】
加熱用筒部材１０の周囲には、赤外線集光式の加熱装置Ｈが配設される。実施形態では、加熱装置Ｈは、試験片Ｔを挟んで左右一対設けられている。この加熱装置Ｈは、保持スタンド５０を介して、引張試験機Ｓのベース部材１に保持されている。なお、一方の保持スタンド５０は、高さ調整のために、ラボジャッキ５１上に設置されている。
【００４４】
第１連結用筒部材２０には、温度センサ取付部４１が構成されると共に、ガス流入側の接続具４２が取付けられている。温度センサ取付部４１は、例えば温度センサとしての熱電対が気密に取付けられている。この熱電対によって、雰囲気調整室Ｒ内に配設された試験片Ｔの温度が検出される。また、接続具４２は、雰囲気ガスの供給用配管（図示略）が接続されるもので、この接続具４２を介して、雰囲気調整室Ｒ内に雰囲気ガスが供給可能とされる。
【００４５】
第２連結用筒部材３０には、ガス流出側の接続具４３が取付けられている。この接続具４３は、雰囲気ガスの排出用配管（図示略）が接続されるもので、この接続具４３を介して、雰囲気調整室Ｒ内の雰囲気ガスが外部へ排出可能とされる。なお、図３では、温度センサ取付部４１、各接続具４２、４３は、周方向にずれた位置にあって紙面背面側に位置されているため、一点鎖線でもって示してある。
【００４６】
なお、雰囲気調整室Ｒに供給される不活性ガスとしては、例えばアルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス等がある。また、雰囲気調整室Ｒ内を真空状態にすることもでき、この場合は、接続具４２と４３の一方を閉塞して、他方から真空引きすればよい。
【００４７】
赤外線集光式の加熱装置Ｈによって、試験片Ｔに対して加熱用の赤外線を照射することにより、試験片Ｔがすみやかに加熱される。例えば、１つの加熱装置Ｈは、赤外線ランプ（赤外線発生源）として１００Ｖ、３０Ａの規格のもの用いることができる。そして、赤外線ランプで発生された赤外線を例えばステンレス製の回転楕円ミラーで反射させて、赤外線を集光させて、試験片Ｔに照射することができる。このような加熱装置Ｈによって、室温状態にある試験片Ｔを、約１分で１４００℃まで昇温させることができる。
【００４８】
赤外線集光式の加熱装置Ｈは、その反射ミラーの形状等の選択によって、赤外線を集光させるばかりでなく、１つの焦点に向かうように集光させることもできる。この場合、焦点に向けて集光される赤外線をさらに透明な石英ガラス管等によって所望位置に向けて指向（案内）させることもできる。なお、赤外線集光式の加熱装置Ｈについては後述するが、その基本的な構造は、例えば特許文献１や特許文献２に記載されている。
【００４９】
次に、雰囲気調整室Ｒを構成する部材について、図３〜図７を参照しつつ説明する。まず、図３は、各連結用筒部材２０、３０の２つ割面に沿った図であり、加熱用筒部材１０は断面として示されるが、各連結用筒部材２０、３０はその２つ割り面（２つ割された部材の合わせ面）が示される。
【００５０】
第１連結用筒部材２０は、図５に示すように、その径方向中心を通る線を境に分割された半円弧状の第１分割部材２１と第２分割部材２２との２つ割り構造とされている。そして、互いに分割面（合わせ面）同士を重ね合わせることにより、筒状体としての第１連結用筒部材２０が組み立てられる。第１連結用筒部材２０として組み立てられた２つの分割部材２１と２２の外周に、略半円弧状の一対の締結リング２３が巻回される。そして、この一対の締結リング２３同士を、ボルト、ナットからなる固定具２４でもって締結することにより、第１分割部材２１と第２分割部材２２とが強固に一体化された第１連結用筒部材２０が構成される。
【００５１】
上記締結リング２３と固定具２４とが、第１締結具を構成する。なお、第１連結用筒部材２０を構成する第１部材２０Ａと第２部材２０Ｂとのそれぞれに対して、上記締結リング２３と固定具２４とが設けられている（図３参照）。
【００５２】
図４に示すように、第１連結用筒部材２０を構成する第１分割部材２１と第２分割部材２２とが、精度よく組み立てられるように、その一方の分割面（合わせ面）に位置決め突起部２５が突出形成される一方、他方の分割面に位置決め突起部２５ががたつきなく嵌合される位置決め凹部２６が形成されている。
【００５３】
第１分割部材２１と第２分割部材２２との分割面をシールするために、少なくとも一方の分割部材に、シール部材２７が保持されている（特に図４、図５参照）。このシール部材２７は、上記分割面に露出していて、この分割面に沿ってそのほぼ全長に渡って細長く延びるように配設されている（図３参照）。このシール部材２７によって、第１分割部材２１と第２分割部材２２との合わせ面がシールされる。なお、シール部材２７は、実施形態では、断面方形の角リングを利用して構成されている。なお、シール部材２７は、分割部材２１と２２とのいずれか一方のみに保持させてもよく、また両方に保持させておくこともできる。
【００５４】
第１連結用筒部材２０の上端部には、加熱用筒部材１０の下端部に対する嵌合部位のシールするために、シール部材２８が保持されている。このシール部材２８は、各分割部材２１、２２の内面に露出するようにして、各分割部材２１、２２に保持されている（シール部材２８は、略半円弧状の形状）。なお、シール部材２８は、実施形態では、断面円形のＯリングを利用して構成されている。
【００５５】
第１連結用筒部材２０の下面には、引張試験機Ｓ（における第１治具４の大径部４ａ）に対する当接部位をシールするために、シール部材２９が保持されている。このシール部材２９は、各分割部材２１、２２の下面に露出するようにして、各分割部材２１、２２に保持されている（シール部材２９は、略半円弧状の形状）。なお、シール部材２９は、実施形態では、断面円形のＯリングを利用して構成されている。
【００５６】
ここで、第１連結用筒部材２０を、その長手方向に分割した第１部材２０Ａと第２部材２０Ｂで構成することにより、その一方の部材の長さを変更することにより、第１連結用筒部材２０の長さ調整を行うことができる（引張試験機Ｓに応じた長さ変更）。なお、第１部材２０Ａと第２部材２０Ｂとの間の分割面（合わせ面）には、シール部材１９（シール部材２８、２９と同様のシール部材）が介在される（図３参照）。
【００５７】
第２連結用筒部材３０は、第１連結用筒部材２０と同様に、その径方向中心を通る線を境に分割された第３分割部材３１と第４分割部材３２との２つ割り構造とされている（図７参照）。そして、互いに分割面（合わせ面）同士を重ね合わせることにより、筒状体としての第２連結用筒部材３０が組み立てられる。第２連結用筒部材３０として組み立てられた２つの分割部材３１と３２の外周に、略半円弧状の一対の締結リング３３が巻回される。そして、この一対の締結リング３３同士を、ボルト、ナットからなる固定具（図示略で、２４相当）でもって締結することにより、第３分割部材３１と第４分割部材３２とが強固に一体化された第２連結用筒部材３０が構成される。上記締結リング３３と固定具とが、第２締結具を構成する。
【００５８】
第２連結部材３０は、長さや形状が第１連結用筒部材２０とは異なるものの、実質的にほぼ同様な構造が採択されている。すなわち、分割部材３１と３２との位置決め用の突起部３５（２５相当）およびこれが嵌合される凹部（２６相当で、図示略）を有する。
【００５９】
また、第２連結用筒部材３０は、分割部材３１と３２との合わせ面をシールするシール部材３７（図３参照）を保持している。このシール部材３７は、分割部材３１と３２とのいずれか一方のみに保持させてもよく、また両方に保持させておくこともできる。
【００６０】
また、図３に示すように、第２連結用筒部材３０は、加熱用筒部材１０に対する嵌合部位をシールするシール部材３８と、第２保持部７ａの周辺部材としての上ロッド部７に対する嵌合部位をシールするシール部材３９を保持している。各シール部材３８、３９は、それぞれ略半円弧状とされて、各分割部材３１、３２に保持されている。各シール部材３７〜３９は、断面方形の角リングを用いることができる。
【００６１】
なお、加熱用筒部材１０は、各連結用筒部材２０、３０の端部に形成された段付き形状部位に嵌合されて、各連結用筒部材２０、３０に対して所定以上深く嵌合されることが規制されている。また、加熱用筒部材１０の端面位置において、例えばテフロン（登録商標）リングからなる緩衝部材１１が介在されて、相対的に脆い加熱用筒部材１０に対して、連結用筒部材２０、３０が軸方向から直接接触することが防止されている。この緩衝部材１１は、あらかじめ加熱用筒部材１０に対して固定しておくこともできる。
【００６２】
第１連結用筒部材２０の上端部、つまり加熱用筒部材１０への嵌合部位付近には、冷却水通路６０が形成されている。この冷却水通路６０は、各分割部材２１と２２とに個々独立して形成されている。実施形態では、図６に示すように、分割部材２１（２２）の側面に形成された溝部６１に、断面略コ字状の金属板からなる蓋部材６２を液密に嵌合一体化することにより形成されている。上記溝部６１は、分割部材２１（２２）の外周に沿って略半円弧状に長く伸びている。そして、溝部６２の周方向の各端部が、蓋部材６２によって閉塞されている。
【００６３】
第２連結用筒部材３０のうち、加熱用筒部材１０への嵌合部位付近にも、第１連結用筒部材２０に形成された冷却水通路６０と同様の構造の冷却水通路６０が形成されている（各分割部材３１と３２とに個々独立して形成）。
【００６４】
冷却水通路６０は、第１連結用筒部材２０における２つの分割部材２１、２２と、第２連結用筒部材３０における２つの分割部材３１、３２との合計４箇所に、個々独立して形成された形態となっている。図７に示すように、この４つの独立した冷却水通路が、配管７１、７２、７３を介して、１本の冷却水通路として構成される。第１分割部材２１の冷却水通路を符号６５Ａ、第２分割部材２２の冷却水通路を符号６５Ｂ、第３分割部材３１の冷却水通路符号６５Ｃ、第４分割部材３２の冷却水通路を符号６５Ｄとして示す。各分割部材２１、２２、３１、３２には、それぞれ接続口（接続具）６５Ａ１、６５Ａ２、６５Ｂ１、６５Ｂ２、６５Ｃ１、６５Ｃ２、６５Ｄ１、６５Ｄ２が構成されている。
【００６５】
下側に位置する第１分割部材２１と２２の接続口６５Ａ２と６５Ｂ１とが配管７１によって接続されている。また、上側に位置する第３分割部材３１と第４分割部材３２との接続６５Ｃ２と６５Ｄ１とが、配管７２によって接続されている。さらに、下側に位置する第２分割部材２２の接続口６５Ｂ２と、上側に位置する第３分割部材３１の接続口６５Ｃ１とが、配管７３によって接続されている。
【００６６】
下側に位置する第１分割部材２１の接続口６５Ａ１に、冷却水の供給配管（図示略）が接続されて、ここから冷却水が供給される。接続口６５Ａ１から供給された冷却水は、冷却水通路６５Ａ（第１分割部材２１）、配管７１、冷却水通路６５Ｂ（第２分割部材２２）、配管７３、冷却水通路６５Ｃ（第３分割部材３１）、配管７２、冷却水通路６５Ｄ（第４分割部材３２）を順次流れて、接続口６５Ｄ２に接続された戻り管（図示略）を介して、外部へと排出される。このように、冷却水による冷却が、下側の分割部材２１、２２を順次冷却した後、上側に移動して、上側の分割部材３１、３２を順次冷却することになる。
【００６７】
次に、赤外線集光式の加熱装置Ｈの一例について、図８、図９を参照しつつ説明する。まず、加熱装置Ｈは、大別して、本体部１００と、本体部１００の先端面に結合された補助ミラー部１１０と、を有する。
【００６８】
本体部１００は、中空状とされて、先端面に開口部を有している。本体部１００内には、赤外線を発光する赤外線ランプ１１１が配設されている。本体部１００の内面は、反射ミラー１１０ａとされている。反射ミラー１００ａの形状は、実施形態では回転楕円形に沿う形状としてあるが、これに限定されるものではない。赤外線ランプ１１１で発光された赤外線は、反射ミラー１００ａで反射されて、集光された状態で本体部１００の先端面側へと照射される。
【００６９】
補助ミラー部１１０は、中空状とされて、その基端部と先端部とがそれぞれ開口されている。補助ミラー部１１０の後端部の開口部が、本体部１００の先端部の開口部と連通されている。補助ミラー部１１０の内面は、反射ミラー１１０ａとされている。反射ミラー１１０ａは、実施形態では、回転楕円形に沿う形状としてあるが、これに限定されるものではない。この反射ミラー１１０ａは、本体部１１０の反射ミラー１００ａと滑らかに連なっている。
【００７０】
図９に示すように、補助ミラー１１０の先端部には、上方から見たときに、略円弧状に切りかかれた凹部１１０ｂが形成されている。この凹部１１０ｂ内に、加熱用筒部材１０の周方向の一部が嵌合される。これにより、補助ミラー部１１０の先端面を加熱用筒部材１０の外周面に当接あるいは近接した位置として、本体部１００の先端面が極力試験片Ｔに接近した位置をとり得るようになっている。なお、図２においては、補助ミラー部１１０のうち、加熱用筒部材１０とオーバラップする部位を一点鎖線でもって示してある。
【００７１】
本体部１００から照射される集光された赤外線は、補助ミラー部１１０によってさらに集光されて、試験片Ｔのうち、その長手方向中間部に集中して照射される。試験片Ｔのうち、赤外線が照射される範囲が、図８、図９中ダブルハッチングを付して示される。より具体的には、加熱装置Ｈからの赤外線は、試験片Ｔの位置では、ほぼ直径１５ｍｍ程度の円形の範囲に集光される。このように、赤外線が試験片Ｔ（特に長手方向中間部）に集中して照射されることから、試験片Ｔを短時間のうちに極めて高温まで昇温させることができると共に、試験片Ｔの近くに位置する部材（例えば保持部５ａ、７ａ等）を不必要に加熱してしまうことが防止される。
【００７２】
ここで、赤外線ランプ１１１は、保持ロッド１１２に保持されている。保持ロッド１１２は、本体部１００に対して図８左右方向に摺動可能に保持されて、本体部１００の外部にまで延びている。この保持ロッド１１２は、連動機構１１３を介して、本体部１００に螺合されたねじ部材１１４に連結されている。ねじ部材１１４を正逆回転操作することにより、保持ロッド１１２つまり赤外線ランプ１１１が、が図８中左右方向に変位される。このような赤外線ランプ１１１の位置調整によって、赤外線の集光位置（集光される焦点位置）を調整することが可能である。なお、加熱装置Ｈとしては、本体部１００のみを有して、補助ミラー部１１０を有しない形式とすることも可能である。
【００７３】
次に、雰囲気調整室Ｒを構成する手順を含めて、試験片Ｔを加熱する手順について説明する。まず、試験片Ｔが保持部５ａに保持されていない初期状態において、あらかじめ第１治具４と第２治具６とが、引張試験機Ｓに装着される。この後、図１０に示すように、加熱用筒部材１０を緩衝部材１１と共に、第１ロッド部材５を取り巻くように嵌合させつつ、下方へ移動させて、第１治具４（における大径部４ａ）の上面に着座させる。この図１０に示す状態が、加熱用筒部材１０が待避位置にある状態を示し、各保持部５ａ、７ａが外部に露出した状態とされる。
【００７４】
図１０の後、図１１に示すように、各保持部５ａ、７ａに対して試験片Ｔを取付ける。この後、待避位置にある加熱用筒部材１０を上方に移動させて（図１１中矢印Ｙ１参照）、加熱用筒部材１０の下方において、第１連結用筒部材２０構成用の分割部材２１、２２を加熱用筒部材１０の径方向内方側に向かうように接近させて（図１１中矢印Ｙ２参照）、締結リング２３を利用して第１連結用筒部材２０を組み立てる。同様に、加熱用筒部材１０の上方において、第２連結用筒部材３０の構成用の分割部材３１、３２を加熱用筒部材１０の径方向内方側に向かうように接近させて（図１１中矢印Ｙ３参照）、締結リング３３を利用して筒状体として組み立てる。
【００７５】
なお、第１連結用筒部材２０の組み立てと第２連結用筒部材３０の組み立てとは、どちらを先に行ってもよい。ただし、第１連結用筒部材２０の組み立てを先に行うのが、第１連結用筒部材２０によって加熱用筒部材１０の上下位置を維持した状態（加熱用筒部材１０を支承した状態）でもって、第２連結用筒部材３０の組み立てを行うことが可能となり、好ましいものである。
【００７６】
加熱用筒部材１０と各連結用筒部材２０、３０とを組み立てた後は、各分割部材２１、２２、３１、３２の冷却水通路６０（６５Ａ〜６５Ｄ）に対して、冷却水用配管７１〜７３を接続すると共に冷却水供給配管と冷却水排出配管とを接続し、さらに加熱用筒部材１０の周囲に加熱装置Ｈを配設すればよい。
【００７７】
以上で引張試験の準備が完了である。この後は、必要に応じて、雰囲気調整室Ｒ内に雰囲気ガスが供給されるか、あるいは雰囲気調整室Ｒ内が真空引きされた真空状態とされる。
【００７８】
この後、加熱装置Ｈにより試験片Ｔに対して赤外線を集中して照射することにより、試験片Ｔを所定温度まで加熱する。加熱装置Ｈから照射される集光された赤外線は、試験片Ｔのうち長手方向中間部（引張によって破断が想定される位置）に集中して照射されて、保持部５ａ、７ａやその付近の部材を不必要に加熱することがない。このため、試験片Ｔを所望温度まで加熱するのに要する時間が短くてすむことになる。少なくとも試験片Ｔを加熱している間は、図７に示す態様で冷却水が流されて、加熱用筒部材１０と各連結用筒部材２０、３０との各係合部位（に配設されたシール部材２８、３８）が十分に冷却されて、シール性が低下することが防止される。
【００７９】
引張試験終了後は、加熱装置Ｈは、電源オフにより試験片Ｔへの赤外線の放射が即時停止されて、すみやかに降温される。また、加熱装置Ｈによる加熱はもっぱら試験片Ｔの長手方向中間部に対して集中して行われることと、冷却水による冷却とによって、シール部材２８、３８のみならず、雰囲気調整室Ｒを構成する部材（特に１０、２０、３０）、各保持部５ａ、７ａやその周辺部材の温度は低温に維持される。このことは、引張試験済みの試験片Ｔの取出しまでの時間を短くすることができ、また新たな試験片Ｔによる引張試験の開始を早めるという点で好ましいものとなる。
【００８０】
引張試験の終了後は、雰囲気調整室Ｒを組み立てたときとは逆の手順で、雰囲気調整室Ｒを構成する部材を除去すればよい。すなわち、雰囲気調整室Ｒ内を大気状態に復帰させると共に、冷却水の循環を停止する。この後、第２連結用筒部材３０を分解除去すると共に第１連結用筒部材２０を分解除去する。この後、加熱用筒部材１０を待避位置に待避させて、試験終了済みの試験片Ｔを保持部５ａ、７ａから取外す。この後、加熱用筒部材１０を緩衝部材１１と共に除去すればよい。なお、第１治具４と第２治具６は、次の加熱方式の引張試験に備えて、そのまま引張試験機Ｓに装着したままとされる（治具４、６は、引張試験機Ｓで試験片Ｔの加熱を行わないこととなった場合にのみ取り外せばよい）。
【００８１】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。
（１）赤外線集光式の加熱装置Ｈは、１台のみあるいは３台以上設置することもできる。
（２）第１連結用筒部材２０は、長手方向に分割しないようにすることもできる。
（３）第１連結用筒部材２０と第２連結用筒部材３０との間で冷却水が流れないようにすることもできる（第１連結用筒部材２０用の冷却水通路と、第２連結用筒部材３０用の冷却水通路とを独立して構成）。
（４）試験片Ｔの引張方向は、上下方向に限らず、水平方向であってもよい（第１保持部５ａと第２保持部７ａとを結ぶ軸線が水平方向に延びる形態）。また、第２保持部７ａが可動されることにより（第１保持部５ａが固定）、試験片Ｔを引張するものであってもよい。
（５）第１連結用筒部材２０と第２連結用筒部材３０とは、周方向に３個以上の分割構成とすることも可能である。もっとも、部品点数の削減やその組み立て、分解を容易にする上で２分割とするのが好ましいものである。また、各分割部材２１、２２、３１、３２にそれぞれ、例えば締結用のフランジ部を形成して、この富士部同士をボルト等の固定具でもって固定することにより、別途締結リング２３、３３を用いないようにすることもできる。
（６）第１連結用筒部材２０を第１治具４の外周に嵌合させて、この嵌合部位で気密にシールを行うようにすることもできる。
（７）第１治具４と第２治具６との少なくとも一方を用いないようにすることもできる（連結用筒部材２０あるいは３０を、引張試験機Ｓに対して直接的に気密に係合させる）。この場合は、引張試験機Ｓに対する連結用筒部材２０、３０の係合構造を、引張試験機Ｓのうち治具４または６が装着されるべき部位の形状等に応じて形成すればよい。なお、引張試験機Ｓのうち、第１連結用筒部材２０と第２連結用筒部材３０とが気密に係合される部位は、固定部位（変位しない部位）であれば適宜選択できる。
（７）本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、加熱した試験片を引張試験する場合に好適である。
【符号の説明】
【００８３】
Ｓ：引張試験機
Ｔ：試験片
Ｒ：雰囲気調整室
Ｈ：加熱装置
１：ベース部材
２：支柱部材
３：ヘッド部材
４：第１治具
５：第１ロッド部材
５ａ：第１保持部
６：第２治具
７：第２ロッド部材
７ａ：第２保持部
１０：加熱用筒部材
２０：第１連結用筒部材
２１：第１分割部材
２２：第２分割部材
２３：締結リング（第１締結具）
２４：固定具（第１締結具）
２７：シール部材
２８：シール部材
２９：シール部材
３０：第２連結用筒部材
３１：第３分割部材
３２：第４分割部材
３３：締結リング（第２締結具）
３７：シール部材
３８：シール部材
３９：シール部材
４１：温度センサ取付部
４２：流入側接続部（雰囲気ガス導入用）
４３：流出側接続部（雰囲気ガス排出用）
５０：保持スタンド
６０：冷却水通路
６５Ａ〜６５Ｄ：冷却水通路（各分割部材ごと）
７１：配管（第１連通路）
７２：配管（第２連通路）
７３：配管（第３連通路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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