【手続補正書】
【提出日】平成17年2月3日(2005.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】          明細書
【発明の名称】      試験片チャック
【特許請求の範囲】
【請求項１】  端部に雄ねじ部を有する試験片に対し荷重を負荷する試験機において試験機と試験片とを接続する試験片チャックであって、
前記試験片の雄ねじ部が螺合される雌ねじ部および前記試験機へ接続される接続部を有し、少なくとも前記雌ねじ部に対応する部分がその軸心方向に沿って複数片に分割されたコア部材と、
前記コア部材を一体的に固定する固定手段と
を具備することを特徴とする試験片チャック。
【請求項２】  端部に雄ねじ部を有する試験片に対し荷重を負荷する試験機において試験機と試験片とを接続する試験片チャックであって、
前記試験片の雄ねじ部が螺合される第１の雌ねじ部、および前記試験機のロッドの雄ねじ部が螺合され、前記第１の雌ねじ部と同心的に設けられた第２の雌ねじ部を有し、前記第１および第２の雌ねじの軸心方向に沿って複数片に分割されたコア部材と、
前記コア部材を一体的に固定する固定手段と
を具備することを特徴とする試験片チャック。
【請求項３】  前記固定手段は、前記コア部材が挿入される筒状のスリーブを有することを特徴する請求項１または請求項２に記載の試験片チャック。
【請求項４】  前記固定手段は、前記コア部材に外嵌されるたが部材を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の試験片チャック。
【請求項５】  前記固定手段は、前記コア部材の分割片を接続するねじ部材を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の試験片チャック。
【請求項６】  前記コア部材は２分割可能であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の試験片チャック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高温環境、腐食環境下において金属材料等からなる試験片に対して荷重を負荷して所定の材料試験を行う試験機の試験片チャックに関し、特に、高温引張試験、クリープ試験、高温疲労試験、各種腐食試験等を行う金属材料試験機の試験片チャックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高温環境、腐食環境下での金属材料試験においては、両端に雄ねじを設けた試験片を作成し、その雄ねじ部を試験機に取り付けられたチャックの雌ねじ部に螺合させることにより試験器に接続し、上下チャックを介して引張荷重などを試験片に負荷する。
【０００３】
試験片は目的に応じて、高温環境、腐食環境に曝されるが、その際、試験片が螺合されたチャックもその環境に曝される。このため、酸化や腐食などにより試験片の雄ねじ部がチャックの雌ねじ部に焼き付くなどして、試験後に試験片をチャックから取り外せないという問題が生じている。
【０００４】
以下、鋼材の引張クリープ試験を例に説明する。引張クリープ試験は、鋼材から削り出した試験片に一定の引張荷重を負荷した状態で、５００〜８００℃の雰囲気に保持し、変形状況を観察する、または破断に至る時間を測定する試験である。クリープ試験においては、試験片を確実に高温雰囲気に保持する必要があるため、少なくとも試験片全体が確実に高温雰囲気内に納められる必要があり、試験片チャックのうち、少なくとも試験片端部の雄ねじと螺合している雌ねじ部分も高温雰囲気に曝される。
【０００５】
クリープ試験の場合には、高温雰囲気に曝される時間が数百〜数千時間以上に及ぶことが多く、上記螺合部分が酸化し、いわゆる焼き付きを起こして試験片をチャックから取り外すことができなくなる事態がしばしば生じる。試験片は、試験終了後チャックから取り外した後、縦割りして組織観察などに供するため、試験片をチャックから取り外せないことは深刻な問題である。
【０００６】
以上は高温クリープ試験の例であるが、腐食試験においても、チャックと試験片とを螺合するねじ部分が腐食し、試験後の取り外しが困難になるという問題がある。
【０００７】
このように酸化や腐食が生じて試験片がチャックから外れなくなった場合に、チャックを再生するために試験片のねじ部分を削り落とすことは可能であるが、そうすると肝心の試験片の観察が困難になるという問題が生じる。
【０００８】
このようなことを避ける対策としては、チャック材質としてステンレス鋼や耐熱鋼を用いることが試みられているが、それでも十分とはいえず、焼き付きや腐食等により試験片が外れなくなることを有効に防止することはできない。
【０００９】
焼き付きを有効に防止する対策として、ねじ部に焼き付き防止剤またはモリブデンペーストのような剥離材を塗布する技術が特開平６−２６５４５７号公報の「従来技術」の項に記載されている。しかしながら、このような焼き付き防止剤や剥離剤は、高温環境下ではガスを発生させて試験雰囲気を汚染したり、チャックの雌ねじ面に貼り付いて清掃するのに時間がかかるという問題がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、焼き付き防止剤や剥離剤等を用いずに、酸化（さび）、腐食等によりチャックから試験片を取り外せないという不都合を解消することができる試験片チャックを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、端部に雄ねじ部を有する試験片に対し荷重を負荷する試験機において試験機と試験片とを接続する試験片チャックであって、前記試験片の雄ねじ部が螺合される雌ねじ部および前記試験機へ接続される接続部を有し、少なくとも前記雌ねじ部に対応する部分がその軸心方向に沿って複数片に分割されたコア部材と、前記コア部材を一体的に固定する固定手段とを具備することを特徴とする試験片チャックを提供する。
【００１２】
また、本発明は、端部に雄ねじ部を有する試験片に対し荷重を負荷する試験機において試験機と試験片とを接続する試験片チャックであって、前記試験片の雄ねじ部が螺合される第１の雌ねじ部、および前記試験機のロッドの雄ねじ部が螺合され、前記第１の雌ねじ部と同心的に設けられた第２の雌ねじ部を有し、前記第１および第２の雌ねじの軸心方向に沿って複数片に分割されたコア部材と、前記コア部材を一体的に固定する固定手段とを具備することを特徴とする試験片チャックを提供する。
【００１３】
本発明によれば、試験片の雄ねじ部に螺合される雌ねじ部を有するコア部材を雌ねじ部の軸心に沿って複数片に分割し、かつコア部材を一体に固定する固定手段を設けたので、試験の際にはコア部材を一体的に固定して試験片と螺合させ、取り外す際には固定手段の固定を解除すればコア部材の分割された複数片を分離することができ、酸化や腐食により試験片がチャックに多少焼き付いても容易に試験片を取り外すことができる。
【００１４】
前記固定手段としては、前記コア部材が挿入される筒状のスリーブを有するもの、前記コア部材に外嵌されるたが部材を有するもの、前記コア部材の分割片を接続するねじ部材を有するものを採用することが可能である。また、前記コア部材は２分割可能であることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、クリープ試験を例にとり、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について具体的に説明する。
まず、第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る試験片チャックを示す断面図である。試験片チャック１は、２分割されたコア部材２と、コア部材２を固定するスリーブ３とを有している。コア部材２は外形が円筒状をなし、その一方の端面に試験片１１端部の雄ねじ部１１ａが螺合される第１の雌ねじ部４が形成され、反対側の端面に試験機のロッド１２の雄ねじ部１２ａが螺合される第２の雌ねじ部５が形成されている。これら第１の雌ねじ部４および第２の雌ねじ部５とは同心的に形成されている。このコア部材２は、図１において線Ａで示される面によって分割片２ａ，２ｂに２分割されており、図示するようにスリーブ３に挿入された状態で固定される。コア部材２の外周面およびスリーブ３の内周面には抜きテーパが形成されており、試験後にスリーブ３を取り外しやすくなっている。本例の引張りクリープ試験においては、試験片には上向きの荷重が負荷されるため、抜きテーパは、スリーブ上端側内径よりもスリーブ下端側内径が大きくなるように設定されている。そのため、試験中にコア２がスリーブ３から抜け出し、その結果チャッキングが緩むという不都合な現象を防止することができる。
【００１６】
図２は、図１の試験片チャックにおいてスリーブ３を外してコア部材２の分割片を分離した状態を示す斜視図である。この図に示すように、試験後、図１の状態からスリーブ３を外せば、分割片２ａ，２ｂを分離することができる。
【００１７】
このように構成される試験片チャック１においては、まず、スリーブ３にコア部材２の分割片２ａ，２ｂを挿入して、図１に示すようにコア部材２を一体的に固定する。この状態で、試験片１１の端部の雄ねじ部１１ａを第１の雌ねじ部４に螺合させ、試験機ロッド１２の雄ねじ部１２ａを第２の雌ねじ部５に螺合させる。なお、試験片１１の図示しない他方の端部にも雄ねじ部が設けられ、その雄ねじ部も上記構成と同様の構成のチャックの雌ねじ部に螺合される。
【００１８】
この状態で、試験片を高温環境下または腐食環境下に置き試験機により試験片１１へ所定の荷重を負荷する。鋼材の引張クリープ試験を例にとると、鋼材からなる試験片１１全体を５００〜８００℃、典型的には６５０〜７００℃の雰囲気に保持し、試験機から試験機ロッド１２および試験片チャック１を介して試験片１１に引張荷重を負荷する。この状態で例えば数千時間程度保持する。
【００１９】
このような試験が終了後、試験片チャック１の雌ねじ部４と試験片１１の雄ねじ部１１ａとの螺合部は、長時間高温に曝されたため酸化により焼き付き状態となっている。この状態からスリーブ３を外し、コア部材２の分割片２ａ，２ｂを分離可能な状態とする。このようにコア部材２が分割片２ａ，２ｂに分割されているため、上記螺合部が焼き付いていても、ドライバの先で抉る等の極めて簡単に分割片２ａ，２ｂを試験片１１から分離することができる。したがって、従来のように、試験片を切断したり、焼き付き防止剤や剥離剤を塗布したりといったことが不要となる。
【００２０】
次に、第２の実施形態について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る試験片チャックを示す側面図である。本実施形態の試験片チャック１′は、コア部材２の構成は第１の実施形態と同様であるが、固定手段として部材６を用いている点が第１の実施形態とは異なっている。すなわち、図３に示すように、コア部材２の分割片２ａ，２ｂを合わせた状態で、たが部材６をコア部材２の外周面に外嵌させる。たが部材６は例えば半割状であり、これら半割の部材をコア部材２の外周面に嵌めてボルト締めすることによりコア部材２の分割片２ａ，２ｂを一体的に固定する。
【００２１】
このような構成においても、たが部材６でコア部材２を一体的に固定した状態で試験片１１の雄ねじ部１１ａを第１の雌ねじ部４に螺合し、試験機ロッド１２の雄ねじ部１２ａを第２の雌ねじ部５に螺合した状態で、高温環境下または腐食環境下において試験片１１に所定の荷重を負荷する試験を行うが、試験後、たが部材６を外すことにより、第１の実施形態と同様、コア部材２の分割片２ａ，２ｂを分離可能な状態とすることができ、上記螺合部が焼き付いていても、ドライバの先で抉る等の極めて簡単に分割片２ａ，２ｂを試験片１１から分離することができる。したがって、従来のように、試験片を切断したり、焼き付き防止剤や剥離剤を塗布したりといったことが不要となる。
【００２２】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図４は本発明の第３の実施形態に係る試験片チャックを示す平面図である。本実施形態の試験片チャック１″では、図４に示すようにコア部材２′は、従前の実施形態と同様、第１の雌ねじ部４および第２の雌ねじ部５が形成されており、分割片２ａ′，２ｂ′に分割されている。分割片２ａ′，２ｂ′には、これらの合わせ部分に、それぞれ一対の縦方向に伸びるフランジ２２ａ、２２ｂが設けられており、分割片２ａ′，２ｂ′が一体的に合わさった状態で対応するフランジ２２ａ，２２ｂ同士をボルト２３により固定するようになっている。
【００２３】
このような構成においても、ボルト２３でコア部材２′を一体的に固定した状態で試験片１１の雄ねじ部１１ａを第１の雌ねじ部４に螺合し、試験機ロッド１２の雄ねじ部１２ａを第２の雌ねじ部５に螺合した状態で、高温環境下または腐食環境下において試験片１１に所定の荷重を負荷する試験を行うが、試験後、ボルト２３を外すことにより、第１および第２の実施形態と同様、コア部材２′の分割片２ａ′，２ｂ′を分離可能な状態とすることができ、上記螺合部が焼き付いていても、ドライバの先で抉る等の極めて簡単に分割片２ａ′，２ｂ′を試験片１１から分離することができる。したがって、従来のように、試験片を切断したり、焼き付き防止剤や剥離剤を塗布したりといったことが不要となる。なお、試験中にボルト２３が焼き付く可能性があるが、この場合にはボルト２３はタップをたてて削り落とせば、試験片１１には何等影響を与えることなくコア部材２′の分割片２ａ′，２ｂ′を分離可能な状態とすることができる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、コア部材を２分割した例を示したが、３分割以上であってもよい。ただし、取扱い易さ等を考慮すれば２分割が好ましい。
【００２５】
また、上記実施形態ではコア部材の全体を分割したが、少なくとも試験片の雄ねじ部が螺合される雌ねじ部に対応する部分が分割されていればよい。試験機ロッドの接続部に雌ねじ部を設け、試験機ロッドの雄ねじ部を螺合するようにしたが、この接続部の形態はこれに限るものではない。
【００２６】
また、上記実施形態では本発明をクリープ試験に適用した場合について示したが、これに限らず、高温疲労試験や各種腐食試験等、高温環境下または腐食環境下において試験片に所定の荷重を負荷する他の試験に適用することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、試験片の雄ねじ部に螺合される雌ねじ部を有するコア部材を雌ねじ部の軸心に沿って複数片に分割し、かつコア部材を一体に固定する固定手段を設けたので、試験の際にはコア部材を一体的に固定して試験片と螺合させ、取り外す際には固定手段の固定を解除すればコア部材の分割された複数片を分離することができ、酸化や腐食により試験片がチャックに多少焼き付いても容易に試験片を取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の第１の実施形態に係る試験片チャックを示す断面図。
【図２】
図１の試験片チャックにおいてスリーブを外してコア部材の分割片を分離した状態を示す斜視図。
【図３】
本発明の第２の実施形態に係る試験片チャックを示す側面図。
【図４】
本発明の第３の実施形態に係る試験片チャックを示す平面図。
【符号の説明】
１，１′，１″…試験片チャック
２，２′…コア部材
２ａ，２ｂ，２ａ′，２ｂ′…分割片
３…スリーブ
４…第１の雌ねじ部
５…第２の雌ねじ部
６…たが部材
１１…試験片
１２…試験機ロッド
１１ａ，１２ａ…雄ねじ部
２２ａ，２２ｂ…フランジ
２３…ボルト