(57)【要約】簡易な構成で微小な引張強度の試料の強度測定を行なうことができる引張試験機を提供する。引張試験機１００は、水平方向に対向配置されて試料ＷＫの２つの端部を把持する第１把持体１１７および第２把持体１２５を備えている。第１把持体１１７は、第１支持梁１１６および引張力伝達体１１５を介してトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに支持されている。引張力伝達体１１５は、モーメント受け体１１３ａの径方向に延びて形成されている。第２把持体１２５は、第２支持梁１２４および把持体支持台１２３を介して変位テーブル１２１に支持されており第１把持体１１７に対して離隔する方向に変位するとともに変位測定器１２８によって変位量が測定される。外部コンピュータ装置１３０は、トルクメータ１１３によって検出された引張力と変位測定器１２８によって検出された第２把持体１２５の変位量とを用いて試料ＷＫの引張強度を測定する。  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料における互いに異なる２つの端部を水平方向からそれぞれ把持する一対の把持体と、
前記試料に前記一対の把持体を介して引張力を加える引張力付与手段と、
捻りモーメントを受けるためのモーメント受け体を有するとともに同モーメント受け体に加えられた前記捻りモーメントに応じた電気信号を出力するトルクメータと、
前記モーメント受け体から同モーメント受け体の中心軸の半径方向に沿って延びて前記一対の把持体のうちの一方の把持体を支持する引張力伝達体とを備えていることを特徴とする引張試験機。
【請求項２】
請求項１に記載した引張試験機において、
前記引張力伝達体は、前記一方の把持体を回転自在に支持することを特徴とする引張試験機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した引張試験機において、
前記引張力伝達体は、前記モーメント受け体に対して着脱自在に連結されていることを特徴とする引張試験機。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した引張試験機において、さらに、
前記一対の把持体における相対的な変位量を測定する変位量測定手段を備えていることを特徴とする引張試験機。
【請求項５】
請求項４に記載した引張試験機において、
前記変位量測定手段は、
前記モーメント受け体の回転角および前記引張力伝達体における前記モーメント受け体と前記一方の把持体との間の長さを用いて前記一対の把持体における相対的な変位量を測定することを特徴とする引張試験機。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載した引張試験機において、
前記引張力付与手段は、
回転駆動する回転軸と、
前記回転軸から径方向に延びて形成されて前記一対の把持体のうちの前記一方または他方の把持体を支持する回転駆動力伝達体とを備え、
前記回転駆動力伝達体により伝達される前記回転軸の前記回転駆動力によって前記試料に前記引張力を加えることを特徴とする引張試験機。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載した引張試験機において、さらに、
前記一方の把持体を前記引張力付与手段による引張力の作用方向に直交する方向に変位させる把持体変位手段を備えることを特徴とする引張試験機。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載した引張試験機において、
前記トルクメータにおける前記モーメント受け体の回転変位を規制する回転変位規制手段を備えることを特徴とする引張試験機。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載した引張試験機において、
前記トルクメータは、
前記引張力伝達体と前記引張力付与手段による引張力の作用方向とが直交するように前記モーメント受け体を回転変位させる直交維持手段を備えることを特徴とする引張試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に引張力を加えることにより試料の機械的強度を評価するための引張試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、試料に対して引張力を加えることにより試料の機械的諸特性を測定するための引張試験機がある。例えば、下記特許文献１には、帯状の試料の一方の端部を固定した状態で他方の端部をロードセルを介して引張力を加えることにより試料の引張強度を測定する引張試験機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−３２３４号公報
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された引張試験機においては、引張力がロードセルの容量の範囲内であっても微小な引張力の変位ほど測定精度が不安定になるという問題がある。これは、ロードセルの荷重分解能が、最大荷重に応じて所定の分解能があるためである。このため、例えば、繊維状片、箔状片または膜状片のように引張強度がｍＮオーダ以下の試料に対して強度測定を行なう場合においては、荷重分解能が高い高価なロードセルを用いた専用の引張試験機が必要となる。すなわち、従来の引張試験機においては、微小な引張強度の試料に対する強度測定の経済的負担が大きいという問題があった。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、簡易な構成で微小な引張強度の試料の引張強度測定を行なうことができる引張試験機を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１に記載した本発明の特徴は、試料における互いに異なる２つの端部を水平方向からそれぞれ把持する一対の把持体と、試料に前記一対の把持体を介して引張力を加える引張力付与手段と、捻りモーメントを受けるためのモーメント受け体を有するとともに同モーメント受け体に加えられた捻りモーメントに応じた電気信号を出力するトルクメータと、モーメント受け体から同モーメント受け体の中心軸の半径方向に沿って延びて前記一対の把持体のうちの一方の把持体を支持する引張力伝達体とを備えたことにある。
【０００７】
このように構成した請求項１に記載した本発明の特徴によれば、引張試験機は、試料における互いに異なる２つの端部を水平方向からそれぞれ把持する一対の把持体のうちの一方の把持体が、トルクメータのモーメント受け体に接続されて同モーメント受け体の径方向に延びる引張力伝達体によって支持されている。このため、試料に加えた引張力が引張力伝達体の長さに応じて増幅されてトルクメータのモーメント受け体に作用する。すなわち、本発明に係る引張試験機は、トルクメータのモーメント受け体に作用する力を引張力受け体の長さに応じて増幅しているため、試料の引張強度が極めて微小であっても精度良く強度測定を行なうことができる。換言すれば、本発明に係る引張試験機は、引張力伝達体の長さによってトルクメータの荷重分解能を規定することができる。これにより、引張試験機は、簡易な構成で微小な引張強度の試料の強度測定を行なうことができる。また、本発明に係る引張試験機は、試料に対して水平方向に沿って引張力を加えるため、試料の自重や試料を坦持するための治具等の重量などに起因する引張力によって試料の伸長および破壊を防止しながら精度良く試料の強度測定を行なうことができる。
【０００８】
また、請求項２に記載した本発明の他の特徴は、前記引張試験機において、引張力伝達体は、前記一方の把持体を回転自在に支持することにある。
【０００９】
このように構成した請求項２に係る本発明の他の特徴によれば、引張試験機における引張力伝達体は、把持体を回転自在に支持している。これにより、試料に引張力を加えた際に一対の把持体における一方または両方の把持体が相対変位して試料に作用する引張力の向きが変化した場合であっても、引張力伝達体に支持された把持体が試料に作用する引張力の作用方向に一致する向きに回転変位する。これにより、試料に対する引張試験時における試料の屈曲による損傷を防止して精度良く引張試験を行うことができる。なお、この場合、一対の把持体のうち他方の把持体についても試料の把持部分が回転自在に支持されることにより、他方の把持体側で把持された試料の前記損傷を防止することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載した本発明の他の特徴は、前記引張試験機において、引張力伝達体は、モーメント受け体に対して着脱自在に連結されていることにある。
【００１１】
このように構成した請求項３に係る本発明の他の特徴によれば、引張試験機における引張力伝達体は、トルクメータのモーメント受け体に対して着脱自在に連結されている。これにより、引張試験機は、引張力伝達体を付け替えることができる。すなわち、引張試験機は、強度測定の対象となる試料の引張強度に応じた長さや材質の引張力伝達体に付け替えることにより、幅広い種類の試料に対応することができる。この場合、引張力伝達体は、把持体を着脱自在に支持するように構成してもよい。これによれば、引張力伝達体は、把持体を付け替えることにより幅広い種類の試料に対応することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載した本発明の他の特徴は、前記引張試験機において、さらに、前記一対の把持体における相対的な変位量を測定する変位量測定手段を備えたことにある。
【００１３】
このように構成した請求項４に係る本発明の他の特徴によれば、引張試験機は、一対の把持体の相対的な変位量を測定する変位量測定手段を備えている。これにより、引張試験機は、試料の引張力に加えて試料の変位量に基づいて引張強度を測定することができる。
【００１４】
この場合、例えば、請求項５に記載するように、前記引張試験機において、変位量測定手段は、モーメント受け体の回転角および引張力伝達体におけるモーメント受け体と前記一方の把持体との間の長さを用いて前記一対の把持体における相対的な変位量を測定するようにするとよい。
【００１５】
また、これらの場合、請求項６に記載するように、前記引張試験機において、引張力付与手段は、回転駆動する回転軸と、回転軸から径方向に延びて形成されて前記一対の把持体のうちの前記一方または他方の把持体を支持する回転駆動力伝達体とを備え、回転駆動力伝達体により伝達される前記回転軸の回転駆動力によって試料に引張力を加えるようにするとよい。
【００１６】
また、請求項７に記載した本発明の他の特徴は、前記引張試験機において、さらに、前記一方の把持体を引張力付与手段による引張力の作用方向に直交する方向に変位させる把持体変位手段を備えることにある。
【００１７】
このように構成した請求項７に係る本発明の他の特徴によれば、引張試験機は、引張力付与変位手段によって把持体に作用する引張力の作用方向に直交する方向に同把持体を変位させる把持体変位手段を備えている。この場合、把持体変位手段は、引張力伝達体に対して把持体を変位させるようにしてもよいし、引張力伝達体を変位させることにより把持体を変位させるようにしてもよいし、トルクメータを変位させることにより引張力伝達体および把持体を変位させるようにすることもできる。これらにより、引張試験機は、把持体を変位させることによって一対の把持体に支持される試料を屈曲させることなく一直線状に把持することができるとともに、試料に引張力を作用させる方向をトルクメータのモーメント受け体の中心軸の半径方向に直交させることができる。この結果、引張試験機は、引張力を効率的にトルクメータのモーメント受け体に伝達することができ、精度良く試料の強度測定を行なうことができる。
【００１８】
また、請求項８に記載した本発明の他の特徴は、前記引張試験機において、トルクメータにおけるモーメント受け体の回転変位を規制する回転変位規制手段を備えることにある。
【００１９】
このように構成した請求項８に係る本発明の他の特徴によれば、引張試験機は、トルクメータにおけるモーメント受け体の回転変位を規制する回転変位規制手段を備えている。これにより、引張試験機は、トルクメータのモーメント受け体に過渡な引張力が加えられた際のモーメント受け体の回転を規制することができトルクメータの損傷を防止することができる。
【００２０】
また、請求項９に記載した本発明の他の特徴は、前記引張試験機において、トルクメータは、引張力伝達体と引張力付与手段による引張力の作用方向とが直交するようにモーメント受け体を回転変位させる直交維持手段を備えることにある。
【００２１】
このように構成した請求項９に係る本発明の他の特徴によれば、引張試験機は、引張力伝達体と引張力付与手段による引張力の作用方向とが直交するようにモーメント受け体を回転変位させる直交維持手段を備えて構成されている。このため、引張試験機は、試料に引張力を作用させた場合において、引張力伝達体がモーメント受け体の中心軸回りに回転しようとするに際して引張力伝達体と引張力の作用方向とが常に直角を保つようにモーメント受け体を回転駆動させることができる。これにより、引張力伝達体と引張力の作用方向とが常に直角を保った状態で試料の引張試験を行うことができるため精度良く試料の強度測定を行なうことができる。なお、直交維持手段としては、モーメント受け体を回転駆動させることができるＡＣサーボモータをトルクメータとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る引張試験機の外観構成を模式的に示した平面図である。
【図２】図１に示した引張試験機の外観構成を模式的に示した正面図である。
【図３】図１に示す引張試験機の作動を制御するための制御システムのブロック図である。
【図４】図１に示す引張試験機に把持される試料が台紙に固定された状態を示す正面図である。
【図５】本発明に係る引張試験機および従来の汎用引張試験機による試料の引張試験の試験結果を表す応力ひずみ線図である。
【図６】試料に作用する引張力を補正する原理を説明するための説明図である。
【図７】本発明の変形例に係る引張試験機の外観構成を模式的に示した平面図である。
【図８】本発明の他の変形例に係る引張試験機の外観構成を模式的に示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る引張試験機の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る引張試験機１００の外観構成を模式的に示した平面図である。また、図２は、図１に示した引張試験機１００の外観構成を模式的に示した正面図である。また、図３は、引張試験機１００の作動を制御するための制御システムのブロック図である。なお、本明細書において参照する図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。この引張試験機１００は、主として繊維状片、箔状片または膜状片の試料ＷＫに対して引張力を加えて同試料ＷＫの引張強度を測定する測定装置である。
【００２４】
（引張試験機１００の構成）
引張試験機１００は、ベース１０１を備えている。ベース１０１は、引張試験機１００における主として機械的な構成要素を支持するための板状の部材であり、鋼板材を図示Ｘ軸方向（図示左右方向）に延びる平面視略長方形状に形成して構成されている。このベース１０１上には、図示左側にトルクメータ支持台１１０（図１においては図示せず）が固定的に設けられている。トルクメータ支持台１１０は、把持体変位ステージ１１１を介してトルクメータ１１３を支持するための鋼材製の台であり、ベース１０１上から図示Ｚ軸方向（図示上側）に柱状に延びて形成されている。このトルクメータ支持台１１０の上面には、把持体変位ステージ１１１が固定的に設けられている。
【００２５】
把持体変位ステージ１１１は、上面を図示Ｘ軸方向、図示Ｙ軸方向および図示Ｚ軸方向にそれぞれ変位させることができる可動型のテーブルである。この把持体変位ステージ１１１における側面には、把持体変位ステージ１１１の上面を手動操作によって図示Ｘ軸方向、図示Ｙ軸方向および図示Ｚ軸方向にそれぞれ変位させるための操作子１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃがそれぞれ設けられている。また、把持体変位ステージ１１１の上面には、支持プレート１１２を介してトルクメータ１１３および回り止め柱１１９がそれぞれ固定的に設けられている。支持プレート１１２は、トルクメータ１１３および回り止め柱１１９を支持するための鋼板製の板状部材である。
【００２６】
トルクメータ１１３は、捻りモーメントを受けるための丸棒状のモーメント受け体１１３ａを備えるとともに、このモーメント受け体１１３ａに加えられた捻りモーメントをモーメント受け体１１３ａの表面に貼り付けられた図示しないひずみゲージで電気信号に変換して出力するセンサである。本実施形態においては、トルクメータ１１３は、５００ｎＮ・ｍまでの荷重を測定することができる。このトルクメータ１１３は、前記支持プレート１１２を介して把持体変位ステージ１１１の上面に固定されており、Ａ／Ｄ変換器１１４を介して接続される外部コンピュータ装置１３０に対してモーメント受け体１１３ａに加えられた捻りモーメントに応じた電気信号を出力する。Ａ／Ｄ変換器１１４は、トルクメータ１１３および後述する変位測定器１２８から出力されるアナログの電気信号をデジタルの電気信号に変換して外部コンピュータ装置１３０に出力する電子回路である。
【００２７】
トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａには、引張力伝達体１１５が接続されている。引張力伝達体１１５は、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａから同モーメント受け体１１３ａの中心軸から半径方向、換言すれば横断面方向外側（図示Ｙ軸方向）に延びた鋼製の棒状部材である。この引張力伝達体１１５は、一方の端部がトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに接続されて同モーメント受け体１１３ａに支持されるとともに、他方の端部に第１支持梁１１６を介して第1把持体１１７が連結されて同第１把持体１１７を支持している。この場合、引張力伝達体１１５とトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａとは、引張力伝達体１１５に形成された貫通孔にモーメント受け体１１３ａが貫通した状態でセットボルト１１５ａによって固定的に接続されている。換言すれば、引張力伝達体１１５は、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに対してセットボルト１１５ａによって着脱自在に接続されている。
【００２８】
一方、引張力伝達体１１５の他方の端部に接続されている第１支持梁１１６は、引張力伝達体１１５から図示Ｘ軸方向に沿って互いに平行に延びる２つの鋼製の板状部材で構成されており、先端部に第１把持体１１７を支持している。この第１支持梁１１６は、引張力伝達体１１５に対して連結ピン１１８を介して連結されており、引張力伝達体１１５に対して回転自在な状態で支持されている。すなわち、この第１支持梁１１６は、引張力伝達体１１５に直交する図示Ｘ軸方向に延びて設けられた状態で第１把持体１１７を引張力伝達体１１５に対して回転自在に支持している。この場合、引張力伝達体１１５における第１支持梁１１６の回転中心と、第１把持体１１７によって把持される試料ＷＫとは同一の図示Ｘ軸線上に位置するように構成されている。なお、本実施形態においては、引張力伝達体１１５は、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａが貫通する貫通孔の中心と連結ピン１１８が貫通する貫通孔の中心との間の長さが１８ｍｍに設定されている。
【００２９】
第１把持体１１７は、試料ＷＫの一方の端部を挟持により把持する部分であり、互いに対向する２つのブロック体が取付ボルト１１７ａの締め具合によって接触または離隔することにより試料ＷＫを着脱自在に把持するように構成されている。すなわち、引張力伝達体１１５は、試料ＷＫに加えられた引張力と引張力伝達体１１５の長さとによって生じる捻りモーメントをトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに伝達する機能を有している。
【００３０】
また、引張力伝達体１１５には、図示左側側面から図示Ｘ軸方向に沿って延びた状態で回り止め片１１５ｂが形成されている。回り止め片１１５ｂは、回り止め柱１１９とともにトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａの過渡な回転変位を規制するための部分である。回り止め柱１１９は、回り止め片１１５ｂとともにトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａの過渡な回転変位を規制するための鋼製の柱状部材であり、支持プレート１１２から起立するとともに先端部が引張力伝達体１１５の回り止め片１１５ｂを挟むように二股に分かれて形成されている。この場合、回り止め柱１１９における二股に分かれて形成された２つの各先端部には、これら２つの先端部間において回り止め片１１５ｂの回転変位量を規制するための変位量規制ボルト１１９ａがそれぞれ設けられている。
【００３１】
また、ベース１０１上における図示右側には、変位テーブル支持台１２０が固定的に設けられている。変位テーブル支持台１２０は、変位テーブル１２１および変位測定器１２８をそれぞれ支持するための鋼材製の台であり、ベース１０１上から図示Ｚ軸方向（図示上側）に柱状に延びて形成されている。変位テーブル１２１は、第２把持体１２５を支持しつつ前記第１把持体１１７に対して近接および離隔する方向に変位させる可動型の載置台であり、主として、ベット部１２１ａとテーブル部１２１ｂとで構成されている。
【００３２】
これらのうち、ベット部１２１ａは、図示Ｘ軸方向に沿って延びる直動ガイド１２１ｃの他に、図示しない固定子コイルおよびリニアエンコーダ用ヘッドを備えて構成されており、変位テーブル支持台１２０の上面に固定されている。また、テーブル部１２１ｂは、図示しない直動ブロック、マグネット（ネオジム）およびリニアエンコーダ用スケールを備えて構成されており、ベット部１２１ａ上に支持されている。この場合、テーブル部１２１ｂは、前記直動ブロックが直動ガイド１２１ｃに摺動可能に組み付けられることにより図示Ｘ軸方向に沿って往復変位可能に支持されている。この変位テーブル１２１は、ドライバ１２２を介して外部コンピュータ装置１３０に接続されており、外部コンピュータ装置１３０によって作成されてドライバ１２２内に記憶された制御プログラムによって作動が制御される。すなわち、変位テーブル１２１は、本実施形態においては、所謂リニアモータテーブルによって構成されている。
【００３３】
変位テーブル１２１のテーブル部１２１ｂ上には、把持体支持台１２３が固定的に設けられている。把持体支持台１２３は、前記第１把持体１１７に対向した状態で第２把持体１２５を第２支持梁１２４を介して支持するための鋼製の部材であり、テーブル部１２１ｂ上に固定されている。第２支持梁１２４は、把持体支持台１２３から図示X軸方向に沿って互いに平行に延びる２つの鋼製の板状部材で構成されており、先端部に第２把持体１２５を支持している。
【００３４】
この第２支持梁１２４は、把持体支持台１２３に対して連結ピン１２６を介して連結されており、把持体支持台１２３に対して回転自在な状態で支持されている。すなわち、この第２支持梁１２４は、図示X軸方向に延びて設けられた状態で第２把持体１２５を把持体支持台１２３に対して回転自在に支持している。この場合、把持体支持台１２３における第２支持梁１２４の回転中心と、第２把持体１２５によって把持される試料ＷＫとは同一の図示Ｘ軸線上に位置するように構成されているとともに、これらは、引張力伝達体１１５における第１支持梁１１７の回転中心および第１把持体１１７によって把持される試料ＷＫに対してそれぞれ同一の図示Ｘ軸線上に位置するように構成されている。
【００３５】
第２把持体１２５は、試料ＷＫにおける他方の端部を挟持により把持する部分であり、互いに対向する２つのブロック体が取付ボルト１２５ａの締め具合によって接触または離隔することにより試料ＷＫを着脱自在に把持するように構成されている。すなわち、第１把持体１１７と第２把持体１２５とは、互いに水平方向に対向配置されて試料ＷＫの両端部を水平方向からそれぞれ把持する一対を構成する。
【００３６】
変位テーブル支持台１２０の上面における変位テーブル１２１の図示右側には、測定器支持台１２７が固定的に設けられているとともに、この測定器支持台１２７上には、変位測定器１２８が設けられている。変位測定器１２８は、把持体支持台１２３の変位量の測定を介して第２把持体１２５の変位量を光学的に測定する光学式の測定装置である。より具体的には、変位測定器１２８は、把持体支持台１２３の背面に向けてレーザ光ＬＺ（破線で示す）を照射するとともに同背面にて反射した反射レーザ光ＬＺを受光して三角測量法の原理を用いて把持体支持台１２３の変位量を測定して同変位量を表す電気信号を出力する。この変位測定器１２８は、前記Ａ／Ｄ変換器１１４を介して外部コンピュータ装置１３０に接続されており、この外部コンピュータ装置１３０によって作動が制御される。
【００３７】
外部コンピュータ装置１３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびハードディスクなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、キーボードおよびマウスなどからなる入力装置１３１からの指示に従って、図示しない引張強度測定プログラムを実行することにより試料ＷＫの引張強度を測定する。より具体的には、外部コンピュータ装置１３０は、ドライバ１２２を介して変位テーブル１２１のテーブル部１２１ｂを変位させた状態で、Ａ／Ｄ変換器１１４を介してトルクメータ１１３および変位測定器１２８から出力される電気信号をそれぞれ入力するとともに所定の演算処理を実行することによって試料ＷＫの引張強度を測定する。
【００３８】
また、外部コンピュータ装置１３０は、外部コンピュータ装置１３０の作動状態および試料ＷＫの強度測定の測定結果を表示するための液晶ディスプレイからなる表示装置１３２を備えている。すなわち、外部コンピュータ装置１３０は、本実施形態においては、パーソナルコンピュータ（所謂「パソコン」）を想定しているが、前記各機能を実行できる形式のものであれば、他の形式のコンピュータであってもよいことは当然である。
【００３９】
（引張試験機１００の作動）
次に、上記のように構成した引張試験機１００の作動について説明する。まず、ユーザは、試料ＷＫを用意する。本実施形態においては、試料ＷＫは、図４に示すように、厚さが約１０μｍ、長さが約３０ｍｍ、幅が約５ｍｍの帯状のアルミニウム箔とする。この場合、ユーザは、帯状のアルミニウム箔からなる試料ＷＫの両端部を紙製の台紙Ｍに貼り付けて支持させる。これにより、剛性が極めて低い試料ＷＫを変形および／または損傷させることなく引張試験機１００に保持させることができる。なお、図１および図２においては、台紙Ｍに支持された試料ＷＫを二点鎖線で示している。
【００４０】
次に、ユーザは、引張試験機１００および外部コンピュータ装置１３０の各電源をそれぞれオンにした後、試料ＷＫを引張試験機１００にセットする。具体的には、ユーザは、台紙Ｍに支持された試料ＷＫの両端部を第１把持体１１７および第２把持体１２５にそれぞれ把持させる。この場合、ユーザは、試料ＷＫにおける台紙Ｍより内側部分の一方の端部を第２把持体１２５で挟んだ状態で変位テーブル１２１のテーブル部１２１ｂを図示Ｘ軸方向に変位させながら同内側部分における他方の端部を第１把持体１１７で挟む。
【００４１】
次いで、ユーザは、把持体変位ステージ１１１の操作子１１１ｂ，１１１ｃをそれぞれ操作することにより第１把持体１１７の図示Ｙ軸方向および図示Ｚ軸方向の位置をそれぞれ調整して第２把持体１２５に対向する位置に合わせるとともに、操作子１１１ａを操作して第１把持体１１７の図示Ｘ軸方向の位置を調整することにより第１把持体１１７と第２把持体１２５とで支持された試料ＷＫを屈曲させることなく一直線状に張る。次いで、ユーザは、台紙Ｍを適当な位置で鋏などにより分断する。これにより、試料ＷＫが引張試験機１００にセットされて引張試験が可能な状態となる。すなわち、試料ＷＫが引張試験機１００にセットされた状態における第１把持体１１７と第２把持体１２５との距離が評点間距離（評点距離ともいう）となる。
【００４２】
次に、ユーザは、試料ＷＫの引張試験を行う。具体的には、ユーザは、外部コンピュータ装置１３０の入力装置１３１を操作することにより、ドライバ１２２を介して変位テーブル１２１のテーブル部１２１ｂの変位を開始させる。この場合、ユーザは、ドライバ１２２に対して変位テーブル１２１のテーブル部１２１ｂを変位させる方向、量および速度を入力する。これにより、第２把持体１２５は、変位テーブル１２１のテーブル部１２１ａの変位開始により第１把持体１１７から離隔する方向に変位を開始する（図２において破線矢印参照）。
【００４３】
第２把持体１２５の変位によって試料ＷＫに加えられた引張力は、第１把持体１１７、第１支持梁１１６および引張力伝達体１１５を介してトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに伝達される。この場合、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａには、試料ＷＫに加えられた引張力と引張力伝達体１１５の長さとの外積による捻りモーメントが作用する。このため、トルクメータ１１３は、試料ＷＫに作用する微小な引張力によってもモーメント受け体１１３ａにひずみを生じさせることができるとともに同ひずみに対応する電気信号を出力する。
【００４４】
また、この場合、試料ＷＫの把持する第１把持体１１７および第２把持体１２５は、引張力伝達体１１５および把持体支持台１２３に対して連結ピン１１８，１２６によってそれぞれ回動自在に連結されている。このため、引張力の付加による引張力伝達体１１５の撓み変形が生じた場合および／または変位テーブル１２１のテーブル部１２１ｂの変位方向が試料ＷＫの長手方向からずれた場合などであっても、第１把持体１１７および第２把持体１２５が回転することにより試料ＷＫの長手方向と引張力の作用方向が一致するため試料ＷＫを損傷することなく精度良く引張試験を続行することができる。
【００４５】
一方、変位テーブル１２１に隣接配置された変位測定器１２８は、変位テーブル１１２のテーブル部１１２ｂの変位量に応じた出力する。これにより、外部コンピュータ装置１３０は、Ａ／Ｄ変換器１１４を介して連続的に入力されるトルクメータ１１３からの電気信号および変位測定器１２８からの電気信号、すなわち、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに加えられた捻りモーメント（トルク）および第２把持体１２５の変位量をそれぞれ表す電気信号を取得する。したがって、外部コンピュータ装置１３０は、モーメント受け体１１３ａに加えられた捻りモーメントを表す電気信号に基づいて試料ＷＫに加えられた引張力を計算して記憶するとともに、第２把持体１２５の変位量を表す電気信号に基づいて試料ＷＫの伸び量を計算して記憶する。
【００４６】
この試料ＷＫの伸び量の計算において外部コンピュータ装置１３０は、第２把持体１２５の変位量から引張力伝達体１１５に引張力が作用したことによる引張力伝達体１１５の図示Ｘ軸方向への変形量（すなわち、撓み変形量）および変位量をそれぞれ減じた量を試料ＷＫの伸び量とする。この場合、引張力伝達体１１５の変形量および変位量は、引張力伝達体１１５およびモーメント受け体１１３ａの形状や材質に応じてそれぞれ異なるため、ユーザは引張力伝達体１１５およびモーメント受け体１１３ａの各形状や各材質に応じた各種パラメータ（例えば、引張力伝達体１１５およびモーメント受け体１１３ａの各長さ、各縦弾性係数および各断面２次モーメントなど）を予め外部コンピュータ装置１３０に記憶しておく。なお、試料ＷＫに加えられる引張力が引張力伝達体１１５およびモーメント受け体１１３ａの剛性に対して十分小さい場合には、引張力伝達体１１５の変形量および／または変位量を無視することもできる。また、試料ＷＫに加えられる引張力が引張力伝達体１１５およびモーメント受け体１１３ａの剛性に対して十分に小さく、引張力伝達体１１５の図示Ｘ軸方向への変形（すなわち、撓み変形）および変位が生じない場合においても引張力伝達体１１５の変形量および／または変位量を考慮する必要はない。
【００４７】
この試料ＷＫの引張試験は、試料ＷＫの破断または変位テーブル１２１のテーブル部１２１ｂが前記設定した変位量だけ変位するまでの間実行される。したがって、外部コンピュータ装置１３０は、試料ＷＫが破断または変位テーブル１２１のテーブル部１２１ｂが前記設定した変位量だけ変位するまでの間、変位テーブル１２１のテーブル部１２１ａを変位させながら試料ＷＫに加えられた引張力および同試料ＷＫの伸び量を連続的に記憶する。
【００４８】
そして、外部コンピュータ装置１３０は、試料ＷＫの破断または変位テーブル１２１のテーブル部１２１ｂが前記設定した変位量だけ変位したことを検出した場合には、ドライバ１２２を介して変位テーブル１２１のテーブル部１２１ｂの変位を停止させる。次いで、外部コンピュータ装置１３０は、前記記憶した試料ＷＫに加えられた引張力、試料ＷＫの伸び量、またはこれらの情報に基づいて計算した試料ＷＫの機械的特性を表す情報（例えば、応力ひずみ線図、弾性限度、弾性係数など）を表示装置１３２に表示させる。したがって、ユーザは、表示装置１３２に表示されたこれらの情報に基づいて試料ＷＫの引張強度を評価することができる。そして、ユーザは、第１把持体１１７および第２把持体１２５から試料ＷＫを取り外すことにより試料ＷＫの一連の引張試験作業を終了する。
【００４９】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、引張試験機１００は、試料ＷＫにおける互いに異なる２つの端部を水平方向からそれぞれ把持する一対の把持体である第１把持体１１７および第２把持体１２５のうちの一方の第１把持体１１７が、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに接続されて同モーメント受け体１１３ａの中心軸の半径方向に延びる引張力伝達体１１５によって支持されている。このため、試料ＷＫに加えた引張力が引張力伝達体１１５の長さに応じて増幅されてトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに作用する。すなわち、引張試験機１００は、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに作用する力を引張力伝達体１１５の長さに応じて増幅しているため、試料ＷＫの引張強度が極めて微小であっても精度良く強度測定を行なうことができる。換言すれば、引張試験機１００は、引張力伝達体１１５の長さによってトルクメータ１１３の荷重分解能を規定することができる。これにより、引張試験機１００は、簡易な構成で微小な引張強度の試料ＷＫの強度測定を行なうことができる。また、本発明に係る引張試験機１００は、試料ＷＫに対して水平方向に沿って引張力を加えるため、試料ＷＫの自重や試料ＷＫを坦持するための治具等の重量などに起因する引張力によって試料ＷＫの伸長および破壊を防止しながら精度良く試料ＷＫの強度測定を行なうことができる。
【００５０】
また、本発明者らは、本発明に係る引張試験機１００とロードセルを用いた従来の汎用引張試験機（図示せず）とでそれぞれ引張試験を行うことにより、本発明に係る引張試験機１００の引張試験精度および再現性について確認した。具体的には、本発明者らは、厚さが５μｍの銅泊を試料ＷＫとして本発明に係る引張試験機１００および従来の汎用引張試験機によりそれぞれ引張試験を行った。図５は、本発明に係る引張試験機１００および従来の汎用引張試験機でそれぞれ行った引張試験による応力ひずみ線図を示している。図５において、実線は従来の汎用試験機による試験結果を示しており、破線は本発明に係る引張試験機１００による試験結果を示している。
【００５１】
これらの試験結果（実験結果）によれば、本発明に係る引張試験機１００による応力ひずみ線図と従来の汎用引張試験機による応力ひずみ線図、すなわち、試料ＷＫの変形挙動の傾向はほぼ一致している。また、これらの試験結果は複数回（１０回）行ったが、いずれも同様の傾向を示した。したがって、本発明に係る引張試験機１００は、従来の汎用引張試験機と同等の精度を再現性良く発揮することができると言えるものである。また、本実験に用いたトルクメータ１１３の定格トルクは５００ｍＮ・ｍでありその分解能は±０.１％である。また、本実験に用いた引張力伝達体１１５の長さは１８ｍｍである。このため、本実施形態の引張試験機１００における荷重分解能は、下記数１により約３０ｍＮを確保できることを確認した。
（数１）
０.５ｍＮ・ｍ／０.０１８ｍ＝２７.７ｍＮ
【００５２】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記に示す各変形例においては、上記実施形態における引張試験機１００と同様の構成部分には引張試験機１００に付した符号と同じ符号または対応する符号を付して、その説明は省略する。
【００５３】
例えば、上記実施形態においては、試料ＷＫに引張力を作用させた際におけるトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａの回転変位を考慮していない。これは、試料ＷＫに加える引張力がこれらの回転変位を無視できるほどに極めて小さいためである。しかし、試料ＷＫに引張力を作用させた際におけるモーメント受け体１１３ａの回転変位を考慮することもできる。具体的には、例えば、図６に示すように、試料ＷＫの強度測定時において第１把持体１１７に対して第２把持体１２５が離間する際に、引張力伝達体１１５がモーメント受け体１１３ａを中心として図示Ｘ軸方向および図示Ｙ軸方向にθ°だけ回転変位した場合においては、捻りモーメントＮは下記数２または下記数３に示す補正式によって求めることができる。
（数２）
Ｎ＝ｒ×ｆ×ＣＯＳθ×ＣＯＳα
＝ｒ×ｆ×ＣＯＳθ×ＳＩＮ−１[（ｒ−ｒ×ＣＯＳθ）／Ｌ]
（数３）
Ｎ＝ｒ×ｆ×ＣＯＳθ×[１−｛（ｒ−ｒ×ＣＯＳθ）／Ｌ｝２]１／２
【００５４】
ここで、「ｒ」はモーメント受け体１１３ａの回転中心と連結ピン１１８の回転中心との距離、すなわち引張力伝達体１１５の腕の長さであり、「ｆ」は変位テーブル１２１による引張力の大きさであり、「Ｌ」は連結ピン１１８の回転中心と連結ピン１２６との間の試料ＷＫを含めた距離である。また、「θ」はトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａの変位角、または、トルクメータ１１３自身が変位角を得られる場合（回転の位相差によるトルク検出）には、その変位角である。また、「α」はトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａが変位角θで回転変位する前後における２つの連結ピン１１８と連結ピン１２６とを結ぶ直線の回転角、換言すれば試料ＷＫに加える引張力の作用線の変位角である。これによれば、引張力伝達体１１５の回転変位を考慮しながら捻りモーメントＮから引張力ｆを計算することができ、より正確に試料ＷＫの機械的強度を測定することができる。
【００５５】
なお、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａの変位角θが「０」または無視できるほどに小さい場合には、下記数４によって捻りモーメントＮから引張力ｆを計算することができる。この場合、θ＝０であるためＣＯＳθ＝１となり下記数５となって、捻じりモーメントＮは「ｒ」と「Ｌ」との積によって求められる。
（数４）
Ｎ＝ｒ×ｆ×ＣＯＳθ
（数５）
Ｎ＝ｒ×ｆ
【００５６】
また、さらに、引張試験機１００は、モーメント受け体１１３ａの変位角θを常に「０」にするように構成することもできる。具体的には、トルクメータ１１３としてモーメント受け体１１３ａを回転変位させることができる機能を有するものを使用する。例えば、トルクメータ１１３としてＡＣサーボモータやブラシレスＤＣサーボモータなどのサーボモータを用いることができる。この場合、外部コンピュータ装置１３０は、サーボモータからなるトルクメータ１１３からモーメント受け体１１３ａの変位角θを取得してこの変位角θが「０」となるようにモーメント受け体１１３ａ（サーボモータの回転軸）を回転駆動させる。また、外部コンピュータ装置１３０は、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａを回転駆動する電流値によって引張力伝達体１１５による捻りモーメントの大きさを特定することができるとともに、変位測定器１２８による変位テーブル１１２のテーブル部１１２ｂの変位量によって試料ＷＫの伸び量を特定することができる。
【００５７】
すなわち、引張試験機１００は、試料ＷＫに引張力を作用させた場合において、引張力伝達体１１５がモーメント受け体１１３ａの中心軸回りに回転しようとするに際して引張力伝達体１１５と引張力の作用方向とが常に直角を保つようにモーメント受け体１１３ａを回転駆動させることができる。これにより、引張力伝達体１１５と引張力の作用方向とが常に直角を保った状態で試料ＷＫの引張試験を行うことができるため精度良く試料ＷＫの強度測定を行なうことができる。すなわち、サーボモータからなるトルクメータ１１３が本発明に係る直交維持手段に相当する。
【００５８】
なお、直交維持手段としては、サーボモータからなるトルクメータ１１３以外に、モーメント受け体１１３ａや引張力伝達体１１５に変位角θを検出するセンサを設けるとともにこのセンサによって検出された変位角θを「０」とするようにトルクメータ１１３を回転変位させるサーボモータをトルクメータ１１３に別途設けるようにして構成することもできる。この場合、引張力ｆは、θ＝０であるため、前記数５から求めることができる。
【００５９】
また、上記実施形態においては、引張試験機１００における第１把持体１１７および第２把持体１２５は、第１把持体１１７に対して第２把持体１２５を変位させるように構成した。すなわち、変位テーブル１２１が、本発明に係る引張力付与手段に相当する。しかし、引張力付与手段は、第１把持体１１７と第２把持体１２５とからなる一対の把持体を互いに離隔する方向に相対変位させることができる構成であればよい。すなわち、引張力付与手段は、第２把持体１２５を固定するとともにこの固定した第２把持体１２５に対して第１把持体１１７を変位するように構成することができる。また、引張力付与手段は、第１把持体１１７および第２把持体１２５を共に互いに離隔する方向に変位するように構成することもできる。
【００６０】
例えば、図７には、第２把持体１２５を変位不能に固定するとともにこの固定した第２把持体１２５に対して第１把持体１１７を変位するように構成した引張試験機２００を示している。この引張試験機２００においては、把持体変位ステージ１１１と同様の構成の把持体変位ステージ２１１上に支持プレート１１２と同様の支持プレート２１２を固定するとともに、この支持プレート２１２上に第２把持体１２５が連結ピン１２６を介して回転自在に支持されている。この場合、把持体変位ステージ２１１は、第２把持体１２５の位置を調節すための可動型テーブルであり、ベース１０１に対して変位不能な状態で固定されている。
【００６１】
一方、第１把持体１１７は、把持体変位ステージ１１１とトルクメータ１１３との間に配置されたサーボモータ２４０によって支持されている。サーボモータ２４０は、モーメント受け体１１３ａを回転中心として第１把持体１１７をトルクメータ１１３とともに回転駆動するための電動機であり、外部コンピュータ装置１３０によって作動が制御される。このサーボモータ２４０は、例えば、ＡＣサーボモータやＤＣサーボモータを用いることができる。なお、トルクメータ１１３とサーボモータ２４０とは、図７に示すように同軸上に配置して連結してもよいが、回転機構（例えば、歯車機構、プーリ・ベルト機構、回転軸）を介して互いに異なる軸線上に連結することもできる。また、サーボモータ２４０として回転角とトルクを検出できるものを用いることもできる。また、サーボモータ２４０以外の電動機、例えば、インバータ制御同期電動機、ステッピングモータまたは直流電動機を第１把持体１１７を回転駆動させるアクチュエータとして用いることもできる。
【００６２】
このように構成した引張試験機２００によれば、サーボモータ２４０の回転駆動により第１把持体１１７がトルクメータ１１３および引張力伝達体１１５とともにモーメント受け体１１３ａを回転中心として回転変位する。すなわち、引張試験機２００は、第１把持体１１７にトルクメータ１１３と引張力付与手段としてのサーボモータ２４０とがそれぞれ設けられているため、引張試験機２００を簡単またはコンパクトに構成することができる。
【００６３】
また、上記実施形態においては、引張力付与手段は、リニアモータテーブルからなる変位テーブル１２１で構成した。しかし、引張力付与手段は、第１把持体１１７および第２把持体１２５を介して試料ＷＫに引張力を作用させることができれば、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、引張力付与手段として、上記変形例に示したサーボモータ２４０を用いることができる。
【００６４】
例えば、図８には、第２把持体１２５をサーボモータ３４０によって回転変位させる構成の引張試験機３００を示している。この引張試験機３００は、前記把持体変位ステージ２１１と同様の把持体変位ステージ３１１上に支持プレート２１２と同様の支持プレート３１２を固定するとともに、この支持プレート３１２上に前記サーボモータ２４０と同様の構成のサーボモータ３４０を固定的に設けて構成されている。そして、このサーボモータ３４０の回転駆動軸３４１には、引張力伝達体１１５と同様の構成の引張力伝達体３１５が固定的に連結されるとともに、この引張力伝達体３１５の先端部に第２把持体１２５が連結ピン１２６を介して回転自在に連結されている。このように構成した引張試験機３００によれば、サーボモータ３４０の回転駆動力が引張伝達体３１５によって増幅されて第２把持体１２５を回転変位させるため、より小さい力で試料ＷＫに引張力を作用させることができる。
【００６５】
なお、この引張試験機３００において、引張力伝達体１１５の腕の長さと引張力伝達体３１５の腕の長さとが異なる場合においても、前記数２または数３の補正式を用いることにより正確な引張力を計算することができる。すなわち、引張試験機３００は、引張力伝達体１１５の腕の長さと引張力伝達体３１５の腕の長さとが異なる場合であっても、試料ＷＫの機械的強度を正確に測定することができる。なお、引張力伝達体１１５の腕の長さと引張力伝達体３１５の腕の長さとが同じまたは同じとみることができる場合には、試料ＷＫは図示Ｘ軸方向に平行に引っ張られるため、図６に示した回転角αは「０」となる。このため、引張力ｆは、前記数２および数３に示した補正式を用いた補正はより簡単となって前記数４を用いて求めることができる。
【００６６】
また、上記実施形態においては、モーメント受け体１１３ａに捻りモーメントを作用させる所謂腕の長さは、引張力伝達体１１５におけるトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａが貫通する貫通孔の中心と連結ピン１１８が貫通する貫通孔の中心との間の長さであり、本実施形態においては１８ｍｍとした。しかし、この腕の長さは、試料ＷＫの引張強度に応じて適宜設定されるものである。この場合、モーメント受け体１１３ａに捻りモーメントを作用させる腕の長さは、引張力伝達体１１５の長さのみでなく、第１把持体１１７における試料ＷＫの把持位置も含めて設定することができる。すなわち、本発明に係る引張試験機においては、トルクメータ１１３の荷重分解能および最大測定荷重は、この腕の長さによって調整することができる。
【００６７】
また、上記実施形態においては、引張力伝達体１１５と第１支持梁１１６とが直交する状態で試料ＷＫに引張力を加えるように構成した。これにより、試料ＷＫに加えた引張力を効率的にトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに伝達することができる。しかし、引張力伝達体１１５と第１支持梁１１６とが鋭角または鈍角の関係となる状態で引張力を加えるようにしても試料ＷＫの強度測定は可能である。これによれば、前記腕の長さを長くすることができ、より小さい引張強度の試料ＷＫの強度測定を行なうこともできる。
【００６８】
また、上記実施形態においては、引張力伝達体１１５は、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに対して着脱自在に支持されているとともに、第１把持体１１７を着脱自在に支持している。これにより、引張試験機１００は、試料ＷＫの種類や試料ＷＫに加える引張力に応じて引張力伝達体１１５を取り替えることができる。また、引張試験機１００は、引張力伝達体１１５が損傷した場合においても引張力伝達体１１５を取り替えることもできる。しかし、引張力伝達体１１５を取り替える必要がない場合には、引張力伝達体１１５はトルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに対して固定的に支持されるとともに、第１把持体１１７を固定的に支持するように構成することもできる。また、引張力伝達体１１５は、角棒状に限らずその他の形状、例えば、丸棒状であってもよいことは当然である。
【００６９】
また、上記実施形態においては、引張試験機１００は、試料ＷＫの伸び量を測定するために第２把持体１２５の変位量を測定する変位測定器１２８を備えて構成した。すなわち、変位測定器１２８が、本発明に係る変位量測定手段に相当する。しかし、引張試験機１００は、試料ＷＫの伸び量を測定する必要がない場合には、変位測定器１２８を省略して構成することもできる。
【００７０】
また、上記実施形態においては、引張試験機１００は、第１把持体１１７を図示Ｘ軸方向、図示Ｙ軸方向および図示Ｚ軸方向にそれぞれ変位させる把持体変位ステージ１１１を備えて構成されている。これにより、引張試験機１００は、第１把持体１１７の図示Ｙ軸方向および図示Ｚ軸方向の位置を調整して第２把持体１２５に位置を合わせるとともに、図示Ｘ軸方向の位置を調整して第１把持体１１７と第２把持体１２５とで支持された試料ＷＫを一直線状に張ることができる。しかし、引張試験機１００は、第１把持体１１７の位置を調整する必要がない場合、例えば、第１把持体１１７と第２把持体１２５との位置関係が予め規定されている場合などには把持体変位ステージ１１１を省略して構成することもできる。
【００７１】
なお、この把持体変位ステージ１１１は、第１把持体１１７を図示Ｙ軸方向および図示Ｚ軸方向、すなわち、試料ＷＫに加える引張力の作用方向に直交する方向に第１把持体１１７を変位させることができる点において、本発明に係る把持体変位手段に相当する。したがって、把持体変位ステージ１１１は、少なくとも第１把持体１１７の位置を試料ＷＫに加える引張力の作用方向に直交する方向、具体的には、図示Ｙ軸方向および図示Ｚ軸方向にそれぞれ変位させることができる構成であれば、第１把持体１１７における図示Ｙ軸方向および図示Ｚ軸方向の位置を調整することができる。すなわち、引張試験機１００は、把持体変位手段を備えることにより、複数種類の腕の長さを構成する引張力伝達体１１５および／または第１把持体１１７を付け替えて試料ＷＫの引張試験を行うことができる。
【００７２】
また、上記実施形態においては、引張試験機１００は、第１把持体１１７および第２把持体１２５が引張力伝達体１１５および把持体支持台１２３に対して回転自在に連結されている。しかし、引張試験１００は、第１把持体１１５、第２把持体１２５が引張力伝達体１１５および把持体支持台１２３に対して回転不能な固定状態で連結されていても試料ＷＫの強度測定を行なうことは可能である。
【００７３】
また、上記実施形態においては、トルクメータ１１３のモーメント受け体１１３ａに捻じりモーメントを作用させる引張力伝達体１１５を棒状に形成した。しかし、引張力伝達体１１５は、モーメント受け体１１３ａに試料ＷＫに作用する引張力を増幅して伝達するように形成、すなわち、モーメント受け体１１３ａから径方向に延びて形成されていれば必ずしも、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、引張力伝達体１１５は、モーメント受け体１１３ａの径方向に広がる板状（例えば、円盤状）に形成されるとともに、この板状体の盤面の径方向におけるいずれかの位置に第１把持体１１７が直接または第１支持梁１１６を介して間接的に連結されるように構成することもできる。この場合、板状の引張力伝達体１１５において、モーメント受け体１１３ａの径方向における複数の位置に第１把持体１１７を着脱可能な構成にすることにより、容易に引張力伝達体１１５の腕の長さを変えることができ、荷重分解能や最大測定荷重を変更することができる。なお、モーメント受け体１１３ａの半径方向とは、モーメント受け体１１３ａの横断面方向を意味しており、モーメント受け体１１３ａを丸棒に限定する意図ではない。すなわち、モーメント受け体１１３ａは、角棒などであってもよいことは当然である。
【００７４】
また、上記実施形態においては、引張試験機１００は、第１把持体１１７に回り止め片１１５ｂを設けるとともに、トルクメータ支持台１１０上に回り止め柱１１９を設けて構成されている。これにより、引張試験機１００は、トルクメータ１１３におけるモーメント受け体１１３ａの過渡な回転変位を規制することができ、トルクメータ１１３の損傷を防止することができる。すなわち、回り止め片１１５ｂおよび回り止め柱１１９が、本発明に係る回転変位規制手段に相当する。しかし、回転変位規制手段は、トルクメータ１１３におけるモーメント受け体１１３ａの回転変位を規制することができれば、必ずしも上記実施形態における構成に限定されるものではない。また、引張試験機１００は、トルクメータ１１３におけるモーメント受け体１１３ａの回転変位を規制する必要がない場合には、回り止め片１１５ｂおよび回り止め柱１１９、すなわち、回転変位規制手段を省略して構成することもできる。
【符号の説明】
【００７５】
ＷＫ…試料、Ｍ…台紙、ＬＺ…レーザ光、
１００，２００，３００…引張試験機、
１０１…ベース、
１１０…トルクメータ支持台、１１１，２１１…把持体変位ステージ、１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃ…操作子、１１２，２１２，３１２…支持プレート、１１３…トルクメータ、１１３ａ…モーメント受け体、１１４…Ａ／Ｄ変換器、１１５，３１５…引張力伝達体、１１５ａ，３１５ａ…セットボルト、１１５ｂ…回り止め片、１１６…第１支持梁、１１７…第１把持体、１１７ａ…取付ボルト、１１８…連結ピン、１１９…回り止め柱、１１９ａ…変位量規制ボルト、
１２０…変位テーブル支持台、１２１…変位テーブル、１２１ａ…ベット部、１２１ｂ…テーブル部、１２１ｃ…直動ガイド、１２２…ドライバ、１２３…把持体支持台、１２４…第２支持梁、１２５…第２把持体、１２５ａ…取付ボルト、１２６…連結ピン、１２７…測定器支持台、１２８…変位測定器、
１３０…外部コンピュータ装置、１３１…入力装置、１３２…表示装置、
２４０，３４０…サーボモータ。
【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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【国際調査報告】
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