(57)【要約】      （修正有）【課題】脆性材料や複合材料に対しても、確実に試験片を把持して材料試験を実行することを可能とするつかみ歯およびつかみ具を提供する。【解決手段】歯面１５には、先端が尖った刃状の目と呼称される多数の突起が形成されている。２方向からの目切りを交差させて突起を形成し、突起の間隔を小さくして突起の数を増やした歯面１５を持つつかみ歯で試験片を把持したときには、１つ１つの突起にかかる力が小さくなるため、試験片にそれぞれの突起が食い込む深さを浅くすることができ、試験片の把持部分での試験片強度の低下を防ぐことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片に引張荷重を負荷して試験を行う材料試験機のつかみ具に装着され、前記試験片を把持するつかみ歯であって、
前記つかみ歯の歯面には、多数の突起が形成され、前記突起の間隔を０．１〜０．４ｍｍとしたことを特徴とするつかみ歯。
【請求項２】
請求項１に記載のつかみ歯において、
前記突起の間隔を０．２５ｍｍとしたつかみ歯。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のつかみ歯において、
前記歯面における前記突起は、水平方向に対して時計回りに２０度、反時計回りに２０度傾斜させた２方向の目切りにより形成されるつかみ歯。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のつかみ歯を装着したつかみ具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、引張試験を実行する材料試験機において試験片を把持するつかみ具のつかみ歯およびつかみ具に関する。
【背景技術】
【０００２】
引張試験を実行する材料試験機として、テーブルに立設された一対のねじ棹と、一対のねじ棹に架け渡されねじ棹に沿って上下動するクロスヘッドと、テーブルとクロスヘッドの各々に配設されたつかみ具とを備えたものが知られている。このような材料試験機では、テーブル側のつかみ具とクロスヘッド側のつかみ具により試験片の両端を把持させた状態で、クロスヘッドを移動させることにより、試験片に引張荷重を与える引張試験を実行している。
【０００３】
引張試験を実行する材料試験機用のつかみ具には、試験片を確実に把持するために、試験片を狭着する側にのこぎり歯状の凹凸が刻設されたつかみ歯が装着されている。なお、試験の用途、試験片の形状、サイズ、材質に応じて、つかみ具に装着するつかみ歯を選択している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３９４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引張試験において、試験片に引張方向の試験力を与えているときには、試験片の両端を把持するつかみ具のつかみ歯と試験片とは滑らずに試験力に対抗する必要がある。つかみ歯の試験片に接する歯面に設けられた多数の突起（例えば、こぎり歯状の凹凸の凸）を、試験片を挟む力により試験片に深く食い込ませることで、試験中の試験力に対抗するようにしている。一方で、試験片のつかみ歯の突起が食い込んだ箇所は、強度が低下する。そして、突起の試験片への食い込みが深すぎると、試験片が把持部分で破断する、いわゆるチャック切れが生じ、正しい試験が行えなくなる。
【０００６】
鋼鉄やプラスチックなどの試験片を把持するつかみ具に装着されるつかみ歯では、１〜０．５ｍｍ程度のピッチで歯面に突起が並んでいる。このような従来の金属用のつかみ歯により、例えば、ＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）などの炭素繊維と樹脂の複合材料を把持させるときには、試験片を直接つかみ歯で挟むと、つかみ歯の突起の食い込みが深くなり把持部分での強度が低下する。このため、試験片の把持部分にタブと呼称される補強材を貼着したタブ付き試験片を用意する必要があり、試験片の準備に手間がかかる。
【０００７】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、脆性材料や複合材料に対しても、確実に試験片を把持して材料試験を実行することを可能とするつかみ歯およびつかみ具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、試験片に引張荷重を負荷して試験を行う材料試験機のつかみ具に装着され、前記試験片を把持するつかみ歯であって、前記つかみ歯の歯面には、多数の突起が形成され、前記突起の間隔を０．１〜０．４ｍｍとしたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のつかみ歯において、前記突起の間隔を０．２５ｍｍとした。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のつかみ歯において、前記歯面における前記突起は、水平方向に対して時計回りに２０度、反時計回りに２０度傾斜させた２方向の目切りにより形成される。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のつかみ歯を装着したつかみ具。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１から請求項４に記載の発明によれば、突起の間隔を小さくして突起の数を増やした歯面を持つつかみ歯で試験片を把持させることから、１つ１つの突起にかかる力が小さくなるため、試験片にそれぞれの突起が食い込む深さを浅くすることができる。このため、試験片の把持部分での試験片強度の低下を防ぐことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、つかみ歯の歯面の突起の間隔を０．２５ｍｍとしたことで、特に、熱可塑性炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＴＰ：Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｔｈｅｒｍｏ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）の引張試験において、タブ付きの試験片を用意することなく、つかみ歯で直接試験片を把持することができる。すなわち、ＣＦＲＴＰの試験片内に散らばる組織の不均一さと、突起の間隔および突起の食い込む深さとのバランスが良く、試験片の把持部分での試験片強度の低下防止に効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係るつかみ具１を備える材料試験機の概要図である。
【図２】この発明に係るつかみ具１の要部断面図である。
【図３】この発明に係るつかみ歯１０を示す概要図である。
【図４】歯面１５に形成される突起を示す説明図である。
【図５】他の実施形態に係るつかみ歯２０の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るつかみ具１を備える材料試験機の概要図である。
【００１６】
引張試験を実行する材料試験機は、テーブル４６に立設された一対のねじ棹４１と、一対のねじ棹４１に架け渡されねじ棹４１に沿って上下動するクロスヘッド４３と、テーブル４６とクロスヘッド４３の各々に配設されたつかみ具１とを備えている。なお、この図１においては、一対のねじ棹４１の一方をカバー部材４９で覆った状態を図示している。このような材料試験機では、テーブル４６側のつかみ具１とクロスヘッド４３側のつかみ具１により試験片ＴＰの両端を把持させた状態で、クロスヘッド４３を上方向移動させることにより、試験片ＴＰに引張試験力を与える引張試験を実行する。
【００１７】
図２は、この発明に係るつかみ具１の要部断面図である。図３は、この発明に係るつかみ歯１０を示す概要図である。
【００１８】
このつかみ具１は、くさび形つかみ具であり、内部にくさび作用面４が形成されたつかみ具本体２と、一方の側面部がくさび作用面４と同角度のテーパ状面１４として形成された一対のつかみ歯１０を備える。一対のつかみ歯１０は、試験機本体に取り付けられる支持軸８により支持されるとともに、つかみ具本体２を支持軸８に沿って上下動させることにより、一対のつかみ歯１０に試験片ＴＰを把持するための挟持力を与えている。すなわち、短冊形状の試験片ＴＰの両端部は、材料試験機のテーブル４６およびクロスヘッド４３に配設された各つかみ具１の一対のつかみ歯１０により各々把持される。
【００１９】
つかみ歯１０は、図２と図３に示すように、テーパ状面１４とは逆側の面に、突起が直接形成された歯面１５を有し、支持軸係合部１２を介してつかみ具本体２内の支持軸８の先端に装着される。
【００２０】
図４は、歯面１５に形成される突起を示す説明図である。図４においては、歯面１５の表面を一部拡大して示し、さらに、Ｘ方向からの目切りの断面およびＹ方向からの目切りの断面を示している。
【００２１】
歯面１５には、先端が尖った刃状の多数の突起が形成されている。この突起は目とも呼称され、この目は、水平から反時計回りに２０°傾けたＸ方向と、水平から時計回りに２０°傾けたＹ方向に、刃先が８０°の角度を持つ刃物を当ててつかみ歯部材の表面を削ることによって形成される。断面形状が三角となる突起の一方の面は垂直線から７０°の位置に形成され、他方の面はその面から８０°開いた位置に形成される。Ｘ方向に刻まれる目のピッチとＹ方向に刻まれる目の隣り合う目のピッチはそれぞれ０．２５ｍｍであり、深さは０．０９ｍｍである。なお、このように、２方向からの目切りを交差させて形成する形状は、複目ヤスリの目切りに類似していることから、材料試験機のつかみ歯においては、やすり目とも呼称される。また、やすり目が形成された歯面１５は所定の表面処理や熱処理が施され、硬度などが目的の値になるように調整される。
【００２２】
歯面１５における多数の突起の形成にあたり、２つの目切り方向の傾き角度を水平方向に対して対称に２０°としたことで、引張試験の負荷方向と同じ歯面１５の縦方向での突起の数を増やすことができる。なお、この目切りの傾き角度は、適当な深さの目を立てることができる範囲において、変更することができる。
【００２３】
このように突起の間隔を０．２５ｍｍと小さくし、突起の数を増やした歯面１５を持つつかみ歯１０で試験片ＴＰを把持したときには、１つ１つの突起にかかる力が小さくなるため、試験片ＴＰにそれぞれの突起が食い込む深さを浅くすることができる。このため、試験片ＴＰの把持部分での試験片強度の低下を防ぐことができる。したがって、脆性材料や複合材料に対しても、試験中に確実に試験片ＴＰを把持して材料試験を実行することを可能となる。また、このつかみ歯１０を用いることで、脆性材料や複合材料の試験片ＴＰを直接把持させることができることから、タブ付きの試験片を用意する必要がない。
【００２４】
なお、突起の間隔は、従来の金属用のつかみ歯に形成している突起の間隔より小さい０．１〜０．４ｍｍであることが好ましい。さらに、この実施形態のように突起の間隔を０．２５ｍｍとした場合には、特に、ＣＦＲＴＰの引張試験において、試験片内に散らばる組織の不均一さと、突起の間隔および突起の食い込む深さとのバランスが良く、試験片ＴＰの把持部分での試験片強度の低下防止に効果がある。
【００２５】
図５は、他の実施形態に係るつかみ歯２０の概要図である。図３に示す実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００２６】
このつかみ歯２０は、つかみ歯本体２１のテーパ状面１４とは逆側の面に形成された溝２４に、歯面２５を有する板部材２３を挿着したものである。歯面２５に形成される突起は、図４に示した突起と同ピッチで同形状のものが形成されている。図２のつかみ具１に、このつかみ歯２０を装着することで、上述したつかみ歯１０を装着した場合と同様に、試験片ＴＰは歯面２５の細かい目で確実に把持され、かつ、試験片ＴＰへの突起の過度の食い込みを緩和し、試験片強度の低下を防止することができる。
【００２７】
なお、図４に示した歯面１５と同様の歯面を備えたつかみ歯を配設するつかみ具は、くさび形つかみ具に限定されない。平面形つかみ具用のつかみ歯の歯面に、本願発明のつかみ歯の歯面１５と同様の突起間隔および形状を採用することが可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１    つかみ具
２    つかみ具本体
４    くさび作用面
８    支持軸
１０    つかみ歯
１２    支持軸係合部
１４    テーパ状面
１５    歯面
２０    つかみ歯
２１    つかみ歯本体
２３    板部材
２４    溝
２５    歯面
４１    ねじ棹
４３    クロスヘッド
４６    テーブル
４９    カバー部材
ＴＰ    試験片 
【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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