(57)【要約】【課題】高温環境および薬液による試験片への影響を複合的かつ実際的に評価し、耐久性、製品寿命などを正確に判断することができる試験片の疲労試験方法および疲労試験装置を提供すること。【解決手段】薬液Ｒを含浸させた薬液吸収体２が接触した試験片１を高温環境下に曝して、前記試験片１の疲労強度を試験する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬液を含浸させた薬液吸収体が接触した試験片を高温環境下に曝して、前記試験片の疲労強度を試験することを特徴とする試験片の疲労試験方法。
【請求項２】
薬液の供給手段によって、前記薬液吸収体に薬液を連続的に供給することを特徴とする請求項１に記載の試験片の疲労試験方法。
【請求項３】
前記薬液吸収体の周囲が薬液不透過性のフィルムで囲まれていることを特徴とする請求項１または２に記載の試験片の疲労試験方法。
【請求項４】
前記薬液吸収体の上方に、前記フィルムを外周壁とした薬液貯留部が形成されており、この薬液貯留部に薬液を貯留することを特徴とする請求項３に記載の試験片の疲労試験方法。
【請求項５】
薬液吸収体と、薬液不透過性のフィルムとを有する試験片の疲労試験装置であって、試験片と接触した前記薬液吸収体の周囲が前記フィルムで囲まれていることを特徴とする試験片の疲労試験装置。
【請求項６】
前記薬液吸収体の上方に、前記フィルムを外周壁とした薬液貯留部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の試験片の疲労試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験片の疲労試験方法および疲労試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属や樹脂などからなる試験片の疲労強度を評価するための試験が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、試験片に薬液（腐食水）を注入しつつ繰り返し応力を負荷させることにより、腐食を伴う疲労強度を評価することが提案されている。また、特許文献１には、薬液（腐食水）を実機での使用温度に加熱して注入することも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１５３７３０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では、薬液（腐食水）を加熱することについては言及されているが、試験片を高温環境下に曝すことについては全く検討されていない。実際には、高温環境かつ薬液存在下で使用される部材、製品も存在するが、引用文献１を含め、現状では、このような条件を複合的に考慮した試験片の疲労試験方法は知られていない。
【０００６】
例えば、高温環境下では、試験片自体が高温になるため、その疲労強度に直接的な影響を与えるとともに、薬液の温度、腐食作用、揮発性などにも影響が及ぶことが考えられる。このため、高温環境下における疲労試験と、薬液の存在下での疲労試験を分別して行うことによっては、高温環境下での薬液による試験片の疲労強度への影響を複合的、実際的に評価することはできず、耐久性、製品寿命などを正確に判断することは難しい。
【０００７】
本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、高温環境および薬液による試験片の疲労強度への影響を複合的かつ実際的に評価し、耐久性などを正確に判断することができる試験片の疲労試験方法および疲労試験装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の試験片の疲労試験方法は、薬液を含浸させた薬液吸収体が接触した試験片を高温環境下に曝して、前記試験片の疲労強度を試験することを特徴としている。
【０００９】
この試験片の疲労試験方法においては、薬液の供給手段によって、前記薬液吸収体に薬液を連続的に供給することが好ましい。
【００１０】
この試験片の疲労試験方法においては、前記薬液吸収体の周囲が薬液不透過性のフィルムで囲まれていることがより好ましい。
【００１１】
この試験片の疲労試験方法においては、前記薬液吸収体の上方に、前記フィルムを外周壁とした薬液貯留部が形成されており、この薬液貯留部に薬液を貯留することがさらに好ましい。
【００１２】
本発明の試験片の疲労試験装置は、薬液吸収体と、薬液不透過性のフィルムとを有する試験片の疲労試験装置であって、試験片と接触した前記薬液吸収体の周囲が前記フィルムで囲まれていることを特徴としている。
【００１３】
この試験片の疲労試験装置においては、前記薬液吸収体の上方に、前記フィルムを外周壁とした薬液貯留部が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の試験片の疲労試験方法および疲労試験装置によれば、高温環境および薬液による試験片への影響を複合的かつ実際的に評価し、耐久性、製品寿命などを正確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の試験片の疲労試験方法の一実施形態を例示した模式図である。
【図２】図１に例示した疲労試験方法における疲労試験装置の要部の概略を例示した縦方向断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の試験片の疲労試験方法の一実施形態を例示した模式図である。図２は、図１に例示した疲労試験方法における疲労試験装置の要部の概略を例示した縦方向断面斜視図である。
【００１７】
本発明の試験片の疲労試験方法は、薬液Ｒを含浸させた薬液吸収体２が接触している試験片１を高温環境下に曝して、試験片１の疲労強度を試験する。具体的には、図１、図２に例示したように、薬液吸収体２と、薬液不透過性のフィルム３とを有する試験片１の疲労試験装置Ｗを用いて行うことができる。疲労試験装置Ｗでは、試験片１と接触している薬液吸収体２の周囲が薬液不透過性のフィルム３で囲まれている。
【００１８】
試験片１の材料は、疲労強度を評価すべき各種の金属や樹脂などを例示することができる。また、試験片１は、疲労試験に適した大きさ、形状に適宜加工したものを使用することができる。さらに、試験片１の基準としては、例えばJIS Z 2201（金属材料引張試験片）などを考慮することもできる。
【００１９】
試験片１を曝す環境は、試験片１とされた材料が実際使用される高温環境を想定して適宜設定することができ、特に限定されない。具体的には、試験片１の周囲（雰囲気）の温度は、例えば４０℃〜１００℃程度の範囲で適宜設定することができる。試験片１の周囲の温度を所定の温度に設定することで試験片１へ熱が伝わり、薬液吸収体２との接触領域を含む試験片１全体が、設定された温度と略同程度に加温される。また、湿度や気圧などの条件も適宜設定することができる。
【００２０】
試験方法は、試験片１の所望の強度を測定、評価することのできる公知の試験方法を適宜採用することができる。具体的には、例えば繰り返し応力を加える試験方法として、引張試験、圧縮試験、曲げ試験、せん断試験、衝撃試験などを例示することができる。さらに、引張試験の場合には、例えばJIS Z 2241（金属材料引張試験方法）などを考慮することもできる。
【００２１】
薬液Ｒは、試験片１への影響を評価するための液剤であり、試験片１とされた材料が実際使用される環境などを考慮して適宜選択することができる。具体的には、例えば、薬液Ｒは、水や有機溶媒などに、腐食成分としてのアンモニウムイオン、塩素イオン、硫化物イオンなどを配合したものや、微粒子が分散したもの、界面活性剤を添加したものなどを例示することができる。また、薬液Ｒは、腐食成分などを含まない水であってもよい。さらに、薬液Ｒの濃度、供給量なども適宜設定することができ、具体的に限定されることはない。
【００２２】
薬液吸収体２は、試験片１と接触し、その一部領域の全周を外側から覆っている。薬液吸収体２は、薬液Ｒを吸収して湿潤状態を維持できる材料であることが好ましく、具体的には、例えば、織物、フェルトなどの不織布を例示することができる。試験片１に、薬液Ｒを含浸させた薬液吸収体２を取り付けることで、試験中は常に、試験片１と薬液Ｒとが接触した状態とすることができるため、薬液Ｒによる試験片１への影響を確実に評価することができる。
【００２３】
薬液吸収体２の上側の周囲は、全周に亘って薬液不透過性のフィルム３が密着して配設されており、薬液吸収体２に含浸した薬液Ｒが周囲に漏出することなどが抑制されている。また、フィルム３の上端は、薬液吸収体２よりも上方に位置しており、フィルム３の内方には、このフィルム３を外周壁とした薬液貯留部Ｍが形成されている。フィルム３の材料は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリエチレン（PE）、ポリ塩化ビニル（PVC）などの膜状の樹脂を例示することができる。高温環境下では、薬液吸収体２から薬液Ｒが蒸発してしまうことが懸念されるが、フィルム３によって薬液吸収体２の周囲が囲まれていることで、薬液吸収体２からの薬液Ｒの蒸発を抑制することができる。このため、薬液Ｒに対する試験片１の疲労強度をより正確かつ効率的に評価することができる。さらに、フィルム３の内方に形成された薬液貯留部Ｍに薬液Ｒを貯留させることで、試験中に薬液Ｒが不足することが抑制される。また、仮に薬液Ｒが過剰に供給された場合にも、薬液Ｒは薬液貯留部Ｍに留まるため、液垂れなどによる試験への悪影響が生じ難い。このため、フィルム３で形成された薬液貯留部Ｍによって、薬液Ｒと試験片１とが接触した状態を安定的に維持でき、より正確な疲労試験が可能となる。
【００２４】
薬液吸収体２への薬液Ｒの供給は連続的に行うことが好ましく、薬液吸収体２への薬液Ｒの供給には、薬液Ｒの供給手段Ｓを利用することができる。薬液Ｒの供給手段Ｓは、例えば、ポンプＰとチューブＴを有するものを例示することができる。この場合、例えば、図１、図２に例示したように、ポンプＰと接続されたチューブＴの先端が薬液貯留部Ｍに位置するように配置することができる。これによって、ポンプＰによって吸引された薬液ＲがチューブＴを介して適量送り出され、薬液Ｒが薬液貯留部Ｍに供給、貯留され、薬液吸収体２に薬液Ｒが含浸される。薬液Ｒと試験片１とが確実に接触した状態で安定的な疲労試験が可能となる。
【００２５】
本発明の試験片の疲労試験方法は、薬液Ｒを含浸させた薬液吸収体２が接触した試験片１を高温環境下に曝して、試験片１の疲労強度を試験する。このため、試験片１の状態は、実際の部材・製品が曝されることが想定される環境負荷（高温環境かつ薬液Ｒ存在下）による破損、腐食などの状態が反映されている。したがって、高温環境下かつ薬液Ｒ存在下での試験片１の疲労強度を複合的、実際的に評価することができるため、評価結果に基づいて、耐久性、製品寿命などを正確に判断することができる。
【００２６】
本発明の試験片の疲労試験方法および疲労試験装置は、以上の形態に限定されることはない。例えば、図１、図２では、長尺な板状の試験片を上下方向に配置した形態を例示したが、このような配置に限定されることはない。また、薬液吸収体、フィルムの配設形態は、試験片の材料の種類、形状や試験の方法、効率性などを考慮して適宜設計することができる。
【００２７】
以下、本発明の試験片の疲労試験方法および疲労試験装置について、実施例を用いて詳述するが、本発明の試験片の疲労試験方法および疲労試験装置は、以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２８】
＜実施例＞
実施例では、図１に例示した形態と同様の構成で引張試験を行った。具体的には、試験片としてアクリル樹脂硬化物からなる試験片を使用し、このアクリル樹脂硬化物からなる試験片の周囲を羊毛製のフェルト（薬液吸収体）で覆った。さらに、このフェルト（薬液吸収体）の周囲を、薬液不透過性のＰＥＴ製のフィルムで囲み、フェルト（薬液吸収体）の上方にフィルムを外周壁とした薬液貯留部を形成した。そして、薬液としてアルコール系界面活性剤を使用し、供給手段としてのポンプおよびチューブを利用して、薬液貯留部の上からアルコール系界面活性剤を供給して、フェルト（薬液吸収体）にアルコール系界面活性剤を含浸させた。
【００２９】
引張試験は、アクリル樹脂硬化物からなる試験片の上下の端部をつかみ装置で保持した後、５０℃の環境（雰囲気）下で、５Hｚ、２０Mpaの応力を繰り返し負荷して実施し、破断までの回数を測定した。また、試験中は、薬液貯留部にアルコール系界面活性剤を１〜２分につき１滴程度、断続的に滴下して、アクリル樹脂硬化物からなる試験片とアルコール系界面活性剤とが安定的に接触するようにした。
【００３０】
引張試験の結果、破断までの回数は１〜１．２万回であった。
【００３１】
＜比較例＞
比較例では、薬液を使用しなかった以外は実施例と同様の条件で、アクリル樹脂硬化物からなる試験片の破断までの回数を測定した。
【００３２】
引張試験の結果、破断までの回数は１２〜１８万回であった。
【００３３】
実施例では、高温環境かつ薬液存在下における複合的なストレス負荷が再現されており、破断までの回数は比較例の１／１０程度であった。一方、薬液を使用しなかった比較例の方法では、破断回数が１２〜１８万回と多く、一見すると、十分な耐久性（製品寿命）を有していると誤認する恐れがあると考えられる。本発明の試験片の疲労試験方法によれば、高温環境および薬液による試験片への影響を複合的かつ実際的に評価でき、耐久性、製品寿命などを正確に判断できることが確認された。
【符号の説明】
【００３４】
１  試験片
２  薬液吸収体
３  フィルム
Ｍ  薬液貯留部
Ｒ  薬液
Ｓ  供給手段
Ｗ  疲労試験装置  
【図１】
2013145136.tif 000003
【図２】
2013145136.tif 000004