(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラックがそれぞれ形成され、第１軸に平行に延びる第１腕部と第２腕部とを有し、前記第１軸の一方向に引っ張られる第１引張部材と、
ラックがそれぞれ形成され、第１軸に平行に延びる第３腕部と第４腕部とを有し、第１軸の他方向に相対的に引っ張られる第２引張部材と、
前記第１引張部材の前記第１腕部のラックに噛み合い、かつ、前記第２引張部材の前記第３腕部のラックに噛み合う第１ギアと、
前記第１引張部材の前記第２腕部のラックに噛み合い、かつ、前記第２引張部材の前記第４腕部のラックに噛み合う第２ギアと、
前記第１ギアと同軸で前記第１ギアの歯数の１/２の歯数を有する第３ギアと、
前記第２ギアと同軸で前記第２ギアの歯数の１/２の歯数を有する第４ギアと、
前記第３ギアに噛み合うラックが形成され、第２軸に平行に延びる第３引張部材と、
前記第４ギアに噛み合うラックが形成され、第２軸に平行に延びる第４引張部材と、
前記第１引張部材の第１腕部及び前記第２引張部材の第３腕部をスライド可能に支持し、前記第１引張部材の第２腕部及び前記第２引張部材の第４腕部をスライド可能に支持し、前記第１ギア及び前記第２ギアを回転可能に支持し、前記第３ギア及び前記第４ギアを回転可能に支持し、前記第３引張部材及び前記第４引張部材をスライド可能に支持する支持部材と、
前記第１引張部材に設けられ、試験片の第１辺を把持する第１チャック部材と、
前記第２引張部材に設けられ、前記第１チャック部材に対向し、前記試験片の第２辺を把持する第２チャック部材と、
前記第３引張部材に設けられ、前記試験片の第３辺を把持する第３チャック部材と、
前記第４引張部材に設けられ、前記第３チャック部材に対向し、前記試験片の第４辺を把持するする第４チャック部材と、
を備えたことを特徴とする二軸引張試験用治具。
【請求項２】
前記第１チャック部材は前記第１引張部材の前記第１腕部と前記第２腕部の間の第１軸上に設けられた第１中央腕部に取り付けられ、
前記第２チャック部材は前記第２引張部材の前記第３腕部と前記第４腕部の間の第１軸上に設けられた第２中央腕部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の二軸引張試験用治具。
【請求項３】
前記第１チャック部材は、前記第１引張部材の前記第１中央腕部に設けられた前記第２軸方向に延びる第１ガイド棒と、前記第１ガイド棒に取り付けられた複数の把持片とを備え、
前記第２チャック部材は、前記第２引張部材の前記第２中央腕部に設けられた前記第２軸方向に延びる第２ガイド棒と、前記第２ガイド棒に取り付けられた複数の把持片とを備え、
前記第３チャック部材は、前記第３引張部材に設けられた前記第１軸方向に延びる第３ガイド棒と、前記第３ガイド棒に取り付けられた複数の把持片とを備え、
前記第４チャック部材は、前記第４引張部材に設けられた前記第１軸方向に延びる第４ガイド棒と、前記第４ガイド棒に取り付けられた複数の把持片とを備え、さらに、
前記第１ガイド棒と前記第３ガイド棒の交差部に前記第１ガイド棒と前記第３ガイド棒をスライド可能にガイドする第１ガイドブロックと、
前記第１ガイド棒と前記第４ガイド棒の交差部に前記第１ガイド棒と前記第４ガイド棒をスライド可能にガイドする第２ガイドブロックと、
前記第２ガイド棒と前記第３ガイド棒の交差部に前記第２ガイド棒と前記第３ガイド棒をスライド可能にガイドする第３ガイドブロックと、
前記第２ガイド棒と前記第４ガイド棒の交差部に前記第２ガイド棒と前記第４ガイド棒をスライド可能にガイドする第４ガイドブロックとを備えることを特徴とする請求項２に記載の二軸引張試験用治具。
【請求項４】
前記第１チャック部材の複数の把持片のうち、中央の把持片は前記第１ガイド棒に対して固定され、両側の把持片は前記第１ガイド棒に対してスライド可能であり、
前記第２チャック部材の複数の把持片のうち、中央の把持片は前記第２ガイド棒に対して固定され、両側の把持片は前記第２ガイド棒に対してスライド可能であり、
前記第３チャック部材の複数の把持片のうち、中央の把持片は前記第３ガイド棒に対して固定され、両側の把持片は前記第３ガイド棒に対してスライド可能であり、
前記第４チャック部材の複数の把持片のうち、中央の把持片は前記第４ガイド棒に対して固定され、両側の把持片は前記第４ガイド棒に対してスライド可能であることを特徴とする請求項３に記載の二軸引張試験用治具。
【請求項５】
前記支持部材は、前記第３引張部材をガイドする第１ガイドレールと、前記第４引張部材をガイドする第２ガイドレールとを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の二軸引張試験用治具。
【請求項６】
前記支持部材は、前記第１腕部のラックと反対側の側面に転動してガイドする第１ローラと、前記第２腕部のラックと反対側の側面に転動してガイドする第２ローラと、前記第３腕部のラックと反対側の側面に転動してガイドする第３ローラと、前記第４腕部のラックと反対側の側面に転動してガイドする第４ローラとを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の二軸引張試験用治具。
【請求項７】
前記第３ギアと前記第３引張部材のラックとの噛み合い、又は前記第３引張部材と前記第３チャック部材との連結を解除する第１解除手段と、
前記第４ギアと前記第４引張部材のラックとの噛み合い、又は前記第４引張部材と前記第４チャック部材との連結を解除する第２解除手段と、
を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の二軸引張試験用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一軸引張試験装置に装着して、例えば、ゴム板等からなる試験片の二軸引張試験を行うことができる二軸引張試験用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な二軸引張試験装置は、直交する二軸方向に４台の油圧シリンダが配設され、各油圧シリンダにチャックが設けられている。試験片の四辺を各チャックで把持して、４台の油圧シリンダにより二軸方向に引っ張って引張試験を行う。このような二軸引張試験装置では、４台の油圧シリンダを同期させる制御が複雑である。また、二軸引張試験装置は高価であるため、使用頻度が少ない場合には、設備投資を躊躇しがちである。
【０００３】
そこで、従来より、二軸引張試験装置を使用せずに、一軸引張試験装置に一軸引張を二軸引張に変換する機構を有する二軸引張試験用治具を装着して、二軸引張試験が行われている。特許文献１、２、３では、リンク機構を用いた二軸引張試験用治具、特許文献４では、ラックアンドピニオン機構を用いた二軸引張試験用治具、特許文献５では、リンク機構とスライド機構を用いた二軸引張試験用治具、特許文献６では、スライド機構を用いた二軸引張試験用治具がそれぞれ提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１０４４２号公報（特許第5093159号明細書）
【特許文献２】特開２００９−２４４１８３号公報（特許第4979628号明細書）
【特許文献３】特開２０１４−４４０６８号公報
【特許文献４】特開２０１１−１３７６９６号公報
【特許文献５】特開２０１０−１４６１２号公報
【特許文献６】特開２０１５−３４７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び特許文献２の二軸引張試験用治具では、縦軸方向の試験片の保持手段は直接引っ張られるが、横軸方向の試験片の保持手段はリンク組を介して押し出される構造であるため、縦軸方向と横軸方向で試験片の伸長が異なる（ズレが生じる）可能性があり、正確な二軸引張試験ができないという問題がある。これを解消するため、特許文献３では、駆動リンク部材により回転する回転板と、一端が回転板に回転可能に連結され、他端がそれぞれ二軸方向にスライドする４つのリンク部材を設けた二軸引張試験用治具が提案されているが、引張試験装置のストロークと、各リンクのスライド端のストロークとが異なるため、予め引張試験装置のストロークと試験片のストロークとを実測して、換算する等の手間が必要であるという問題がある。
【０００６】
特許文献４の二軸引張試験用治具は、第１軸方向に第１把持部材を引っ張ると、第１把持部材のラックがピニオンギアを介して第２把持部材のラックを駆動して、第２把持部材を第１軸方向に移動するとともに、ピニオンギアを介して第３把持部材のラック及び第４把持部材のラックを駆動して、第２把持部材及び第４把持部材を第２軸方向に移動する構造であるため、第１把持部材、第２把持部材、第３把持部材、第４把持部材のラックが、第１把持部材、第２把持部材、第３把持部材、第４把持部材の中心線からずれた位置にあることから、第１把持部材、第２把持部材、第３把持部材、第４把持部材をベース板上でスライドさせる機構が必要であり、構造が複雑になるという問題がある。
【０００７】
特許文献５の二軸引張試験用治具は、４本リンクの第１軸方向の連結軸を引っ張ると、第１軸方向の連結軸に設けられた連結ホルダが試験片を第１軸方向に引っ張る一方、第２軸方向の連結軸は接近する方向に移動するが、試験片に対して逆側に配置された連結ホルダを押すことにより、試験片を第２軸方向に引っ張る構造であるため、第２軸方向の連結ホルダをスライドさせるスライド構造は、試験片を跨いで設ける必要がある。また、第２軸方向の隣接する連結軸と連結ホルダは互いに近付く方向に移動するため、可動範囲を大きく取ることができないという問題がある。
【０００８】
特許文献６の二軸引張試験用治具は、トップ部材の上方向の移動に伴って、第１の中央部材が４５°傾斜した第１の上部シャフトと第１の下部シャフトに沿って摺動し、第２の中央部材が４５°傾斜した第２の上部シャフトと第２の下部シャフトに沿って摺動して、第１の中央部材と第２の中央部材が離間する方向に移動する構造であるため、かなり高精度な寸法で仕上げないと、円滑な動作が保証されないという問題がある。
【０００９】
本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡易な構造で、高精度な測定が行え、可動範囲を大きく取ることができ、ストロークが同一で、換算等の手間が不要な二軸引張試験用治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】
【００１０】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、
ラックがそれぞれ形成され、第１軸に平行に延びる第１腕部と第２腕部とを有し、前記第１軸の一方向に引っ張られる第１引張部材と、
ラックがそれぞれ形成され、第１軸に平行に延びる第３腕部と第４腕部とを有し、第１軸の他方向に相対的に引っ張られる第２引張部材と、
前記第１引張部材の前記第１腕部のラックに噛み合い、かつ、前記第２引張部材の前記第３腕部のラックに噛み合う第１ギアと、
前記第１引張部材の前記第２腕部のラックに噛み合い、かつ、前記第２引張部材の前記第４腕部のラックに噛み合う第２ギアと、
前記第１ギアと同軸で前記第１ギアの歯数の１/２の歯数を有する第３ギアと、
前記第２ギアと同軸で前記第２ギアの歯数の１/２の歯数を有する第４ギアと、
前記第３ギアに噛み合うラックが形成され、第２軸に平行に延びる第３引張部材と、
前記第４ギアに噛み合うラックが形成され、第２軸に平行に延びる第４引張部材と、
前記第１引張部材の第１腕部及び前記第２引張部材の第３腕部をスライド可能に支持し、前記第１引張部材の第２腕部及び前記第２引張部材の第４腕部をスライド可能に支持し、前記第１ギア及び前記第２ギアを回転可能に支持し、前記第３ギア及び前記第４ギアを回転可能に支持し、前記第３引張部材及び前記第４引張部材をスライド可能に支持する支持部材と、
前記第１引張部材に設けられ、試験片の第１辺を把持する第１チャック部材と、
前記第２引張部材に設けられ、前記第１チャック部材に対向し、前記試験片の第２辺を把持する第２チャック部材と、
前記第３引張部材に設けられ、前記試験片の第３辺を把持する第３チャック部材と、
前記第４引張部材に設けられ、前記第３チャック部材に対向し、前記試験片の第４辺を把持するする第４チャック部材と、
を備えた二軸引張試験用治具である。
【００１１】
このような手段からなる二軸引張試験用治具は、第１引張部材と第２引張部材とを一軸引張試験装置に取り付け、第１チャック部材、第２チャック部材、第３チャック部材、第４チャック部材に試験片の四辺を固定する。第１引張部材を第１軸方向に引っ張ると、第１引張部材の第１腕部と第２腕部のそれぞれのラックが第１ギア、第２ギアを回転する。これにより、第１ギアと第２ギアは第２引張部材の第３腕部、第４腕部のそれぞれのラックを駆動し、第１引張部材と第２引張部材は第１軸方向に相対的に移動し、試験片を第１軸方向に引っ張る。同時に、第１ギアと同軸の第３ギア、及び第２ギアと同軸の第４ギアが回転し、第３引張部材と第４引張部材のラックを駆動するので、第３引張部材と第４引張部材は、第１引張部材の移動量の１/２の移動量で２軸方向に相対的に移動し、試験片を第２軸方向に引っ張る。これにより、試験片は２軸方向に一様に引っ張られて、二軸引張試験を行うことができる。
【００１２】
前記第１チャック部材は、前記第１引張部材の前記第１腕部と前記第２腕部の間の第１軸上に設けられた第１中央腕部に取り付けられ、
前記第２チャック部材は、前記第２引張部材の前記第３腕部と前記第４腕部の間の第１軸上に設けられた第２中央腕部に取り付けられていてもよい。
この手段を備えることにより、第１引張部材及び第２引張部材の引張力を第１中央腕部及び第２中央腕部を介して、試験片に確実に伝達することができる。
【００１３】
前記第１チャック部材は、前記第１引張部材の前記第１中央腕部に設けられた前記第２軸方向に延びる第１ガイド棒と、前記第１ガイド棒に取り付けられた複数の把持片とを備え、
前記第２チャック部材は、前記第２引張部材の前記第２中央腕部に設けられた前記第２軸方向に延びる第２ガイド棒と、前記第２ガイド棒に取り付けられた複数の把持片とを備え、
前記第３チャック部材は、前記第３引張部材に設けられた前記第１軸方向に延びる第３ガイド棒と、前記第３ガイド棒に取り付けられた複数の把持片とを備え、
前記第４チャック部材は、前記第４引張部材に設けられた前記第１軸方向に延びる第４ガイド棒と、前記第４ガイド棒に取り付けられた複数の把持片とを備え、さらに、
前記第１ガイド棒と前記第３ガイド棒の交差部に前記第１ガイド棒と前記第３ガイド棒をスライド可能にガイドする第１ガイドブロックと、
前記第１ガイド棒と前記第４ガイド棒の交差部に前記第１ガイド棒と前記第４ガイド棒をスライド可能にガイドする第２ガイドブロックと、
前記第２ガイド棒と前記第３ガイド棒の交差部に前記第２ガイド棒と前記第３ガイド棒をスライド可能にガイドする第３ガイドブロックと、
前記第２ガイド棒と前記第４ガイド棒の交差部に前記第２ガイド棒と前記第４ガイド棒をスライド可能にガイドする第４ガイドブロックとを備えることが好ましい。
この手段を備えることにより、試験片の第１辺を支持する複数の把持片が取り付けられた第１ガイド棒と試験片の第２辺を支持する複数の把持片が取り付けられた第２ガイド棒は、平行状態を維持したまま第３、第４ガイド棒上をスライドし、試験片の第３辺を支持する複数の把持片が取り付けられた第３ガイド棒と試験片の第４辺を支持する複数の把持片が取り付けられた第４ガイド棒は、平行状態を維持したまま第１、第２ガイド棒上をスライドするため、試験片の四辺を一様に引っ張ることができる。
【００１４】
前記支持部材は、前記第３引張部材をガイドする第１ガイドレールと、前記第４引張部材をガイドする第２ガイドレールとを備えることが好ましい。
この手段を備えることにより、第３引張部材と第４引張部材を円滑に移動させることができる。
【００１５】
前記支持部材は、前記第１腕部のラックと反対側の側面に転動してガイドする第１ローラと、前記第２腕部のラックと反対側の側面に転動してガイドする第２ローラと、前記第３腕部のラックと反対側の側面に転動してガイドする第３ローラと、前記第４腕部のラックと反対側の側面に転動してガイドする第４ローラとを備えることが好ましい。
この手段を備えることにより、第１腕部、第３腕部の各ラックと第１ギアの噛み合い、及び第２腕部、第４腕部の各ラックと第２ギアの噛み合いを確実に維持し、第１引張部材と第２引張部材とを円滑に移動させることができる。
【００１６】
前記第３ギアと前記第３引張部材のラックとの噛み合い、又は前記第３引張部材と前記第３チャック部材との連結を解除する第１解除手段と、
前記第４ギアと前記第４引張部材のラックとの噛み合い、又は前記第４引張部材と前記第４チャック部材との連結を解除する第２解除手段と、
を備えることが好ましい。
この手段を備えることにより、第３引張部材と第４引張部材とを第２軸方向に移動させずに、第１引張部材と第２引張部材とで試験片を第１軸方向に引っ張ることで、二軸引張試験用治具を用いていても、一軸引張試験を行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１ギアと第１腕部のラック及び第３腕部のラックとの噛み合い、第２ギアと第２腕部のラック及び第４腕部のラックとの噛み合いにより、第１引張部材と第２引張部材とを第１軸方向に確実に引っ張ることができ、また第３ギアと第３引張部材のラックとの噛み合い、第４ギアと第４引張部材のラックとの噛み合いにより、第３引張部材と第４引張部材とを第２軸方向に確実に引っ張ることができる。このため、試験片を一様に２軸方向に引っ張ることができ、簡易な構造で、高精度な測定が行え、可動範囲を大きく取ることができる。また、第１軸方向と第２軸方向のストロークが同一で、換算等の手間が不要である等の効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る二軸引張試験用治具の正面図。
【図２】図１の二軸引張試験用治具の斜視図。
【図３】図１の一部拡大図。
【図４】図３の平面図。
【図５】（ａ）は図３のＶ（ａ）−Ｖ（ａ）線断面図、（ｂ）は図３のＶ（ｂ）−Ｖ（ｂ）線断面図。
【図６】図２の一部拡大図。
【図７】図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線拡大断面図。
【図８】図１の二軸引張試験用治具を装着した一軸引張試験装置の正面図。
【図９】試験片を引っ張る前の状態を示す二軸引張試験用治具の正面図。
【図１０】試験片を引っ張った後の状態を示す二軸引張試験用治具の正面図。
【図１１】第３ギアと第３引張部材のラックとの噛み合いを解除した実施形態を示す断面図。
【図１２】第３引張部材と第３把持部材の連結を解除した実施形態を示す正面図。
【図１３】腕部の先端に補強部材を設けた実施形態を示す二軸引張試験用治具の正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００２０】
図１、図２は、本発明の二軸引張試験用治具１の正面図及び斜視図である。二軸引張試験用治具１は、大略、支持部材２と、第１軸Ａ１方向の第１引張部材３及び第２引張部材４と、第２軸Ａ２方向の第３引張部材５及び第４引張部材６と、チャック部材７とを備えている。本明細書において、第１軸Ａ１は上下すなわち垂直方向の軸、第２軸Ａ２は第１軸Ａ１に直交する左右すなわち水平方向の軸である。二軸引張試験用治具１は、特記以外は金属製である。
【００２１】
支持部材２は、第２軸Ａ２方向に延びる細長い板状の部材で、両端にはブラケット８、９が設けられている。ブラケット８、９は、図５（ａ）に示すように、断面がコの字形状を有し、下端及び左右両端が開口するように支持部材２に取り付けられている。ブラケット８、９の上端面には図３、図４に示すように、水平方向に細長い孔１０が形成されている。
【００２２】
左側のブラケット８の内部の中央には、第１ギア１１と第３ギア１３とが、同一の支軸１１ａにより回転可能に支持されている。第１ギア１１と第３ギア１３は、一体的に回転するが、別部材でもよいし一体に形成されてもよい。第３ギア１３は、第１ギア１１の歯数の１/２の歯数を有する。第１ギア１１は、図１、図３において奥側に位置し、第３ギア１３は、図１、図３において手前側に位置している。
【００２３】
同様に、右側のブラケット９の内部の中央には、第２ギア１２と第４ギア１４とが、同一の支軸１２ａにより回転可能に支持されている。第２ギア１２と第４ギア１４とは、一体的に回転するが、別部材でもよいし一体に形成されてもよい。第４ギア１４は、第２ギア１２の歯数の１/２の歯数を有する。第２ギア１２は、図１において奥側に位置し、第４ギア１４は、図１において手前側に位置している。
【００２４】
支持部材２の左側のブラケット８の内部の第１ギア１１の右側には第１ローラ１５、左側には第３ローラ１７が、それぞれ支軸１５ａ、１７ａにより回転可能に取り付けられ、同様に、右側のブラケット９の内部の第２ギア１２の左側には第２ローラ１６、右側には第４ローラ１８が、それぞれ支軸１６ａ、１８ａにより回転可能に取り付けられている。また、図３、図４に示すように、支持部材２の左のブラケット８から支持部材２の中央に向かって、第２軸Ａ２に平行に第１ガイドレール１９が設けられ、同様に、右のブラケット９から支持部材２の中央に向かって、第２軸Ａ２に平行に第２ガイドレール２０が設けられている。
【００２５】
第１引張部材３は、第２軸Ａ２に平行に延びる細長い部材で、両端には第１軸Ａ１に平行に下方に向かって延びる細長い第１腕部２１と第２腕部２２とを有している。第１腕部２１の外側の側面には、第１軸Ａ１方向にラック２１ａが形成されている。同様に、第２腕部２２の外側の側面には、第１軸Ａ１方向にラック２２ａが形成されている。第１引張部材３の第１腕部２１と第２腕部２２との中央には、第１軸Ａ１に平行に下方に向かって延びる細長い第１中央腕部２５が設けられている。
【００２６】
第１引張部材３の第１腕部２１は、支持部材２の左側のブラケット８の上端の孔１０を通して第１ギア１１と第１ローラ１５との間に挿入され、下端開口から下方に突出し、第１腕部２１のラック２１ａが第１ギア１１と噛み合い、第１腕部２１のラック２１ａと反対側の側面が第１ローラ１５に当接している。同様に、第１引張部材３の第２腕部２２は、支持部材２の右側のブラケット９の上端の孔１０を通して第２ギア１２と第２ローラ１６との間に挿入され、下端開口から下方に突出し、第２腕部２２のラック２２ａが第２ギア１２と噛み合い、第２腕部２２のラック２２ａと反対側の側面が第２ローラ１６に当接している。
【００２７】
第２引張部材４は、第２軸Ａ２に平行に延びる細長い部材で、第１引張部材３よりも長く形成されている。逆に、第２引張部材４は、第１引張部材３よりも短く形成されてもよい。第２引張部材４の両端には、第１軸Ａ１に平行に上方に向かって延びる細長い第３腕部２３と第４腕部２４とを有している。第３腕部２３の内側の側面には、第１軸Ａ１方向にラック２３ａが形成されている。同様に、第４腕部２４の内側の側面には、第１軸Ａ１方向にラック２４ａが形成されている。第３腕部２３は、第１腕部２１と平行で、第３腕部２３のラック２３ａは、第１腕部２１のラック２１ａと対向している。同様に、第４腕部２４は、第２腕部２２と平行で、第４腕部２４のラック２４ａは、第２腕部２２のラック２２ａと対向している。第２引張部材４の第３腕部２３と第４腕部２４との中央には、第１軸Ａ１に平行に上方に向かって延びる細長い第２中央腕部２６が設けられている。
【００２８】
第２引張部材４の第３腕部２３は、支持部材２の左側のブラケット８の下端開口を通して第１ギア１１と第３ローラ１７との間に挿入され、上端の孔１０から上方に突出し、第３腕部２３のラック２３ａが第１ギア１１と噛み合い、第３腕部２３のラック２３ａと反対側の側面が、第３ローラ１７に当接している。同様に、第２引張部材４の第４腕部２４は、支持部材２の右側のブラケット９の下端開口を通して第２ギア１２と第４ローラ１８との間に挿入され、上端の孔１０から上方に突出し、第４腕部２４のラック２４ａが第２ギア１２と噛み合い、第４腕部２４のラック２４ａと反対側の側面が、第４ローラ１８に当接している。
【００２９】
第３引張部材５は、図３、図４に示すように、第２軸Ａ２に平行に延びる細長い部材である。第３引張部材５の下端に第２軸Ａ２方向にラック５ａが形成され、右側の先端に支持部材２の第１ガイドレール１９にスライド可能に係合するスライダ２７が設けられている。第３引張部材５の左側の端部は、支持部材２の左側のブラケット８の右端開口を通してブラケット８内に挿入されてブラケット８の左端開口から突出し、ラック５ａが第３ギア１３と噛み合っている。
【００３０】
第４引張部材６は、第３引張部材５と同様に、第２軸Ａ２に平行に延びる細長い部材である。第４引張部材６の下端に第２軸Ａ２方向にラック６ａが形成され、左側の先端に支持部材２の第２ガイドレール２０にスライド可能に係合するスライダ２８（図６参照）が設けられている。第４引張部材６の右側の端部は、支持部材２の右側のブラケット９の左端開口を通してブラケット９内に挿入されてブラケット９の右端開口から突出し、ラック６ａが第４ギア１４と噛み合っている。
【００３１】
チャック部材７は、図６に示すように、第１チャック部材２９、第２チャック部材３０、第３チャック部材３１、第４チャック部材３２からなり、図９に示すように、試験片Ｓの第１辺、第２辺、第３辺、第４辺を把持するものである。
【００３２】
図６に示すように、第１チャック部材２９は、第２軸Ａ２方向に延びる第１ガイド棒３３と、該第１ガイド棒３３に取り付けられた複数（実施例では３個）の第１把持片３７とを備え、中央の第１把持片３７は、第１引張部材３の第１中央腕部２５の下端に取り付けられている。第１チャック部２９は、第１中央腕部２５を設けずに幅広にした第１引張部材３に直接取り付けることもできる。
第２チャック部材３０は、第１チャック部材２９に対向し、第２軸Ａ２方向に延びる第２ガイド棒３４と、該第２ガイド棒３４に取り付けられた複数（実施例では３個）の第２把持片３８とを備え、中央の第２把持片３８は、第２引張部材４の第２中央腕部２６の上端に取り付けられている。第１チャック部材２９と同様に、第２チャック部３０は、第２中央腕部２６を設けずに幅広にした第２引張部材４に直接取り付けることもできる。
第３チャック部材３１は、第１軸Ａ１方向に延びる第３ガイド棒３５と、該第３ガイド棒３５に取り付けられた複数（実施例では３個）の第３把持片３９とを備え、中央の第３把持片３９は、第３引張部材５の右端に取り付けられている。
第４チャック部材３２は、第３チャック部材３１に対向し、第１軸Ａ１方向に延びる第４ガイド棒３６と、該第４ガイド棒３６に取り付けられた複数（実施例では３個）の第４把持片４０とを備え、中央の第４把持片４０は、第４引張部材６の左端に取り付けられている。
【００３３】
第１から第４の各チャック部材２９、３０、３１、３２の複数の把持片３７、３８、３９、４０は、全てそれぞれのガイド棒３３、３４、３５、３６に固定してもよいが、中央を除く両側の把持片３７、３８、３９、４０を、それぞれのガイド棒３３、３４、３５、３６にスライド可能にすることもできる。すなわち、第１チャック部材２９の複数の第１把持片３７のうち、中央の把持片３７は第１ガイド棒３３に対して固定し、両側（左右）の把持片３７は第１ガイド棒３３に対してスライド可能にする。同様に、第２チャック部材３０の複数の第２把持片３８のうち、中央の把持片３８は第２ガイド棒３４に対して固定し、両側（左右）の把持片３８は第２ガイド棒３４に対してスライド可能にする。第３チャック部材３１の複数の第３把持片３９のうち、中央の把持片３９は第３ガイド棒３５に対して固定し、両側（上下）の把持片３９は第３ガイド棒３５に対してスライド可能にする。第４チャック部材３２の複数の第４把持片４０のうち、中央の把持片４０は第４ガイド棒３６に対して固定し、両側（上下）の把持片４０は第４ガイド棒３６に対してスライド可能にする。各把持片３７、３８、３９、４０の中央の把持片は、試験片Ｓのそれぞれの辺の中央部（いわゆる軸心部）を把持している。
【００３４】
第１ガイド棒３３と第３ガイド棒３５との交差部には、第１ガイド棒３３と第３ガイド棒３５とをスライド可能にガイドする第１ガイドブロック４１が設けられ、第１ガイド棒３３と第４ガイド棒３６との交差部には、第１ガイド棒３３と第４ガイド棒３６とをスライド可能にガイドする第２ガイドブロック４２が設けられ、第２ガイド棒３４と第３ガイド棒３５との交差部には、第２ガイド棒３４と第３ガイド棒３５とをスライド可能にガイドする第３ガイドブロック４３が設けられ、第２ガイド棒３４と第４ガイド棒３６との交差部には、第２ガイド棒３４と第４ガイド棒３６とをスライド可能にガイドする第４ガイドブロック４４が設けられている。第１〜第４の４つのガイド棒３３、３４、３５、３６と、第１〜第４の４つのガイドブロック４１、４２、４３、４５とは、公知の平行ＬＭガイドを採用することができる。なお、このようなガイド棒とスライドブロックからなる平行ＬＭガイドを設けずに、第１引張部材３、第２引張部材４、第３引張部材５、第４引張部材６のそれぞれに直接把持片３７、３８、３９、４０を設けることもできる。
【００３５】
把持片３７，３８が取り付けられるガイド棒３３、３４と、把持片３９、４０が取り付けられるガイド棒３５、３６とは互いに交差しているため、把持片３７、３８、３９、４０をそれぞれのガイド棒３３、３４、３５、３６に同じように取り付けると、把持片３７、３８、３９、４０の把持面を面一に保つことができない。そこで、本実施形態では、図６に示すように、把持片３７、３８はガイド棒３３、３４の手前側に、把持片３９、４０はガイド棒３５、３６の奥側に取り付けられている。これにより、試験片Ｓの四辺を把持する把持片３７、３８、３９、４０の把持面は、図７に示すように、同一平面上に位置しており、試験片Ｓを同一面内で一様に引っ張ることができる。
【００３６】
以上の構成からなる二軸引張試験用治具１は、図８に示すように、オートグラフ（登録商標）等の一軸引張試験装置４５の可動部４６に第１引張部材３を取り付け、固定部４７に第２引張部材４を取り付け、チャック部材７に試験片Ｓを固定して、可動部４６を上昇させることにより、第１引張部材３を第１軸Ａ１の上方に引っ張ることで、第１軸Ａ１と第２軸Ａ２との二軸引張試験を行うことができる。
【００３７】
二軸引張試験時における二軸引張試験用治具１の動作を説明する。図９は、第１チャック部材２９、第２チャック部材３０、第３チャック部材３１、第４チャック部材３２に試験片Ｓの四辺をそれぞれ固定した状態である。この状態で、一軸引張試験装置４５により第１引張部材３を図９において上方に引っ張ると、第１引張部材３の第１腕部２１にかかる引張力は、第１腕部２１のラック２１ａ、第１ギア１１、ラック２３ａ、第３腕部２３を介して第２引張部材４に伝達される。同様に、第１引張部材３の第２腕部２２にかかる引張力は、第２腕部２２のラック２２ａ、第２ギア１２、ラック２４ａ、第４腕部２４を介して第２引張部材４に伝達される。第１引張部材３の第１中央腕部２５にかかる引張力は、第１チャック部材２９、試験片Ｓ、第２チャック部材３０、第２中央腕部２６を介して第２引張部材４に伝達される。この結果、試験片Ｓには第１軸Ａ１方向に引張力が作用する。
【００３８】
第１引張部材３の第１腕部２１と第２腕部２２のラック２１ａ、２２ｂに噛み合う第１ギア１１、第２ギア１２は、第１腕部２１と第２腕部２２のラック２１ａ、２２ａから回転力を受ける。第１ギア１１にかかる回転力は、第３ギア１３、ラック５ａを介して第３引張部材５に伝達され、第３チャック３１を介して試験片Ｓに作用する。同様に、第２ギア１２にかかる回転力は、第４ギア１４、ラック６ａを介して第４引張部材６に伝達され、第４チャック３２を介して試験片Ｓに作用する。この結果、試験片Ｓには第２軸Ａ２方向に引張力が作用する。
【００３９】
図１０に示すように、第１引張部材３が第１軸Ａ１方向に上方に引っ張られてＬだけ移動すると、第１引張部材３の第１腕部２１と第２腕部２２のそれぞれのラック２１ａ、２２ａが、第１ギア１１、第２ギア１２を回転する。これにより、第１ギア１１と第２ギア１２は、第２引張部材４の第３腕部２３と第４腕部２４のそれぞれのラック２３ａ、２４ａを駆動し、第１引張部材３と第２引張部材４は、第１軸Ａ１方向に相対的に移動する。そして、第１チャック部材２９の第１ガイド棒３３と第１スライドブロック４１及び第２スライドブロック４２とが、第３ガイド棒３５、第４ガイド棒３６に沿って第１軸Ａ１方向上方にＬだけ移動して、第１把持片３７と第２把持片３８とが、試験片Ｓを第１軸Ａ１方向に引き伸ばす。
【００４０】
第１引張部材３の第１腕部２１と第２腕部２２とが、第１軸Ａ１方向上方にＬだけ移動する間に、第１ギア１１と第２ギア１２とは、第１軸Ａ１方向上方にＬ/２だけ移動する。このため、第１ギア１１と第２ギア１２とが、それぞれ取り付けられたブラケット８、９、該ブラケット８、９が取り付けられた支持部材２、該支持部材２に取り付けられた第３引張部材５と第４引張部材６とからなる第２軸Ａ２方向に構成されたユニット全体が、第１軸Ａ１方向上方にＬ/２だけ移動している。
【００４１】
第１ギア１１及び第２ギア１２の回転と同時に、第１ギア１１と同軸の第３ギア１３、及び第２ギア１２と同軸の第４ギア１４が回転し、第３引張部材５と第４引張部材６のラック５ａ、６ａを駆動する。この結果、第３引張部材５と第４引張部材６とは、スライダ２７，２８がガイドレール１９，２０上をスライドして、第２軸Ａ２方向に相対的に移動する。そして、第３チャック部材３１の第１ガイド棒３５と第１スライドブロック４１及び第３スライドブロック４３とが、第１ガイド棒３３、第２ガイド棒３４に沿って第２軸Ａ２方向左方に第１引張部材３の移動量Ｌの半分の移動量Ｌ/２で移動する。同時に、第４チャック部材３２の第１ガイド棒３６と第２スライドブロック４２及び第４スライドブロック４４とが、第１ガイド棒３３、第２ガイド棒３４に沿って第２軸Ａ２方向右方に第１引張部材３の移動量Ｌの半分の移動量Ｌ/２で移動して、第３把持片３９と第４把持片４０とが、試験片Ｓを第２軸Ａ２方向に引き伸ばす。このように、試験片Ｓは第１軸Ａ１方向と第２軸Ａ２方向との二軸方向に一様に引き伸ばされて、二軸引張試験を行うことができる。
【００４２】
第１から第４の各チャック部材２９、３０、３１、３２の把持片３７、３８、３９、４０のそれぞれの中央の把持片が固定され、両側の把持片がスライド可能である構成では、例えば、第１チャック部材２９の第１把持片３７と第３チャック部材３１の第３把持片３９との間において、第１把持片３７の左端の把持片が試験片Ｓの上辺を引き伸ばすに伴って第３把持片３９の上端の把持片を引き寄せ、同様に、第３把持片３９の上端の把持片が試験片Ｓの左辺を引き伸ばすに伴って第１把持片３７の左端の把持片を引き寄せる。このため、第１把持片３７の左端の把持片と、第３把持片３９の上端の把持片とは、相対的にそれぞれのガイド棒３３、３５上をスライドする。他の把持片の相互間でも同様である。この結果、把持片３７、３８、３９、４０の両端の把持片は、試験片Ｓのそれぞれ一辺の両端部を把持したまま拡がって、試験片Ｓのコーナー部を引き伸ばすことで、試験片Ｓの形状（四角形）をほぼ維持したまま引っ張ることができるので、高精度な測定が行える。
【００４３】
本実施形態の二軸引張試験用治具１は、一軸引張試験装置で二軸引張試験試を行うことができるようにしたものであるが、この二軸引張試験用治具１によっても一軸引張試験を行うことができる。すなわち、図１１に示すように、第３ギア１３を支軸１１ａから取り外して、第３ギア１３と第３引張部材５のラック５ａとの噛み合いを解除し、第３ギア１３から第３引張部材５のラック５ａに第３ギア１３の回転力が伝達されないようにし、同様に第４ギア１４を支軸１２ａから取り外して、第４ギア１４と第４引張部材６のラック６ａとの噛み合いを解除し、第４ギア１４から第４引張部材６のラック６ａに第４ギア１４の回転力が伝達されないようにすることで、第１引張部材３と第２引張部材４による第１軸Ａ１方向の一軸引張試験を行うことができる。
【００４４】
また、第３引張部材５と第３チャック部材３１との連結、第４引張部材６と第４チャック部材３２との連結を解除することにより、一軸引張試験を行うことができる。すなわち、図１２に示すように、第３引張部材５のスライダ２７と第３チャック部材３１の第３把持片３９とをボルトナット、ネジ等の適宜手段で着脱自在に構成し、二軸引張試験を行うときは両者を連結し、一軸引張試験を行うときは分離することで、第３引張部材５から第３チャック部材３１に引張力が伝達されないようにする。同様に、第４引張部材６のスライダ２８と第４チャック部材３２の第４把持片４０とを着脱自在に構成し、二軸引張試験を行うときは両者を連結し、一軸引張試験を行うときは分離することで、第４引張部材６から第４チャック部材３２に引張力が伝達されないようにする。
【００４５】
また、第１腕部２１、第２腕部２２、第３腕部２３、第４腕部２４の傾きやブレを防止し、それらの平行度を維持するために、図１３に示すように、第１腕部２１の先端部に第３腕部２３の基部をスライド可能に保持する第１補強部材４８と、第３腕部２３の先端部に第１腕部２１の基部をスライド可能に保持する第２補強部材４９の少なくともいずれか一方を設け、また第２腕部２２の先端部に第４腕部２４の基部をスライド可能に保持する第３補強部５０と、第４腕部２４の先端部に第２腕部２２の基部をスライド可能に保持する第４補強部５１の少なくともいずれか一方を設けてもよい。
【００４６】
本発明は、以上の実施形態に限るものではなく、請求の範囲に記載した技術的思想の範囲で、形状や構造等を適宜変更することができる。例えば、第１引張部材３の第１腕部２１及び第２腕部２２、第２引張部材３の第３腕部２３及び第４腕部２４、第３引張部材及び第４引張部材をさらに補強するための部材等を設けることができる。
【符号の説明】
【００４７】
１  二軸引張試験用治具
２  支持部材
３  第１引張部材
４  第２引張部材
５  第３引張部材
５ａ  ラック
６  第４引張部材
６ａ  ラック
７  チャック部材
１１  第１ギア
１２  第２ギア
１３  第３ギア
１４  第４ギア
１５  第１ローラ
１６  第２ローラ
１７  第３ローラ
１８  第４ローラ
１９  第１ガイドレール
２０  第２ガイドレール
２１  第１腕部
２１ａ  ラック
２２  第２腕部
２２ａ  ラック
２３  第３腕部
２３ａ  ラック
２４  第４腕部
２４ａ  ラック
２５  第１中央腕部
２６  第２中央腕部
２９  第１チャック部材
３０  第２チャック部材
３１  第３チャック部材
３２  第４チャック部材
３３  第１ガイド棒
３４  第２ガイド棒
３５  第３ガイド棒
３６  第４ガイド棒
３７  第１把持部材
３８  第２把持部材
３９  第３把持部材
４０  第４把持部材
４１  第１ガイドブロック
４２  第２ガイドブロック
４３  第３ガイドブロック
４４  第４ガイドブロック
Ａ１  第１軸（縦軸）
Ａ２  第２軸（横軸）
Ｓ  試験片
【図１】
0006618008.tif 000002
【図２】
0006618008.tif 000003
【図３】
0006618008.tif 000004
【図４】
0006618008.tif 000005
【図５】
0006618008.tif 000006
【図６】
0006618008.tif 000007
【図７】
0006618008.tif 000008
【図８】
0006618008.tif 000009
【図９】
0006618008.tif 000010
【図１０】
0006618008.tif 000011
【図１１】
0006618008.tif 000012
【図１２】
0006618008.tif 000013
【図１３】
0006618008.tif 000014