(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の試料を棒により突き刺したときの強度試験を行うための治具であって、中心部に空間を有し上部に円錐台形の凸部が形成された円筒形の支持台と、前記凸部と係合する形状の凹部を持つ試料押さえリングと、中心部に空間を有し前記押さえリングを間に挟みつつ前記支持台にかぶせる円筒形の蓋と、前記蓋の側面部の内側には全周にわたって形成された溝と、前記支持台には前記支持台に対して前記蓋をかぶせたときに前記溝の任意の位置と係合する係合部を備え、前記支持台の上にシート状試料を載せたのち上方からまっすぐ前記蓋をかぶせて前記溝と係合部により前記蓋が前記支持台に固定され、前記凸部と前記凹部との間にシート状試料を挟み込むことを特徴とするシート状試料用強度試験治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の試料を棒状のもので突き刺したときに、どのくらいの力で破れるかを試験する場合に使用されるシート状試料を固定するための治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品の包装たとえば菓子の袋やレトルトパウチの袋等に使用されるシートの試験のひとつとして、材料試験機を用いて、棒状のものでシートを突き刺したときにどのくらいの力で破れるかを試験することが行われる。図４に例示するように、試料容器２１の一端に試料であるシートＳを張って材料試験機の基台の上に置き、先端が適度な丸みを帯びた棒状のプランジャー２５を上からシートＳを突き刺すよう矢印Ａの方向に移動させる。プランジャー２５にかかる力を荷重検出器２６で測定しながら徐々にシートＳに対して力を加え、シートＳが破れたときの力を計測することによってシート状試料Ｓの強度を評価する。
【０００３】
プランジャー２５は荷重検出器２６を介して材料試験機のクロスヘッド２７に取り付けられている。プランジャー２５の試料方向（下方）への駆動や荷重検出器２６出力の計測や記録および表示などについては材料試験機に備わっている周知の機能を利用することができる。
【０００４】
試料であるシートＳを張るための試料容器２１として、シートＳを置くための台２４と上から台２４に対してねじ込む蓋２２を備えたものが使用される。台２４の上にシートＳを置いたのち、押さえリング２３を介して蓋２２をねじ込むことによって、シートＳは台２４とリング２３の間に挟まれ、シートＳが平面状に張られた状態で試料容器２１の上端に固定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
蓋がねじ込み式の場合、蓋をまわすと試料がねじれて試料表面にしわが寄りやすく均等に張れず、とくにねじ込み方が強いときはしわになりやすい。反対に、ねじ込み方が弱いと試験最中に試料がたるんでしまい安定したデータが得られない。また、シート状試料を装着するたびに蓋を回して開閉しなければならず手間がかかる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で蓋の脱着が確実かつ容易であり、しかもシート状試料にしわの寄らないシート状試料用強度試験治具を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、シート状の試料を棒により突き刺したときの強度試験を行うためのシート状試料用強度試験治具において、中心部に空間を有し上部に円錐台形の凸部が形成された円筒形の支持台と、前記凸部と係合する形状の凹部を持つ試料押さえリングと、中心部に空間を有し前記押さえリングを間に挟みつつ前記支持台にかぶせる円筒形の蓋と、前記蓋の側面部の内側には全周にわたって形成された溝と、前記支持台には前記支持台に対して前記蓋をかぶせたときに前記溝の任意の位置と係合する係合部を備え、前記支持台の上にシート状試料を載せたのち上方からまっすぐ前記蓋をかぶせて前記溝と係合部により前記蓋が前記支持台に固定され、前記凸部と前記凹部との間にシート状試料を挟み込むことを特徴とする。
【０００８】
本発明の強度試験治具は、シート状試料の支持台に対して蓋をまっすぐかぶせるだけで支持台と蓋が係止されるので脱着が容易であり、かつ、係止部が常に同じ状態で支持台と蓋を係合するので安定した係止力を得ることができる。また支持台上部に形成されている円錐台の傾斜面に密着するようシート状試料が挟まれ、蓋の押しつけに伴ってシート状試料はやや広げられるように引っ張られるので、蓋が支持台に係止された状態では試料は適度に張られて固定される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１は本発明のシート状試料用強度試験治具に試料を装着した状態を断面図で示し、図２はそれを分解して試料の装着の手順を示す図である。
【００１０】
シート状試料の強度試験をするための治具である試料容器１は、支持台４、蓋２、押さえリング３からなっている。支持台４の全体の形状はおよそ中心部に空間７のあいた円筒形であり、その上部には円錐台形の凸部８が形成されている。凸部８は下から上に向かって狭まるように傾斜した円錐の一部をなす斜面９を有する。また、支持台４側面の外側には４カ所に穴が形成され、その穴の内部にバネ６とボール５が埋め込まれている。通常の状態ではボール５はおよそ半分だけ支持台４の側面から出るよう内部からバネ６によって押されているが、ボール５を外部から押すと、バネ６が縮むことによって支持台側面から出ない位置までボール５を穴の中に押し込むことができる。
【００１１】
蓋２は側面部１１と上面部１２を有するおよそ円筒形であり、上面部１２の中央は空間１０が設けてある。また、側面部１３の内側には全周にわたって断面が半円形の溝１３が形成されている。蓋２の側面部１３の内径は支持台４の外形よりわずかに大きく設定されており、蓋２を支持台４に上からかぶせることができる。蓋２を支持台４に上からかぶせた状態では、蓋２に形成されている溝１３に支持台４に埋め込まれているボール５がはまり込み、支持台４と蓋２が固定される。すなわち、支持台４のボール５およびバネ６と蓋２に形成された溝１３が支持台４と蓋２の係止部を構成している。なお、ボールとバネの組み合わせは４つに限られず、３個以上任意の数でよい。
【００１２】
押さえリング３は蓋３と支持台４の間に置かれ、シート状の試料Ｓを支持台４に押さえつける役目をするものである。押さえリング３の下部は支持台４の上部に形成された凸部と係合する形状を持っている。すなわち、押さえリング３の下部は円錐の一部をなす斜面１４を有し、これは斜面９とおよそ同じ角度および大きさの斜面となっている。押さえリング３の材質は試料Ｓを挟み込むために、適度な摩擦係数を有しやや柔軟性や弾力性を有するゴムなどが最適である。しかし、試料の材質や厚さによっては金属やプラスチックなどゴム以外の硬めの材料でもよく、蓋２と同じ材料でよいと判断されれば蓋２と一体として押さえリングを形成してもよい。
【００１３】
次に、シート状の試料を試料容器１に装着する手順を説明する。まず始めに試料Ｓを試料容器１に入る大きさの円形に切りそろえ、支持台４の上部に試料Ｓを載せる。次に押さえリング３を上からかぶせ、試料Ｓが動かないように軽く押さえておく。このとき試料Ｓの端は支持台４の斜面９と押さえリング３の斜面１４との間に挟まれる。この状態で押さえリング３の上から蓋２をかぶせ、まっすぐに押し込んでいく。そうすると支持台４のボール５が蓋２の溝１３にはまり込み、蓋２が支持台４と固定される。押さえリング３を介して、試料Ｓは蓋２により支持台４の斜面９に対して、広がるような力を受けながら押さえつけられるから面が張られた状態で試料容器１に固定される。
【００１４】
蓋２を支持台４に対してまっすぐに押し込んでいく際に、回転方向の位置合わせは必要がない。なぜならば、ボール５は支持台４の側面の４カ所に設けられているが、蓋２の溝１３は全周にわたって形成されているので、どの位置でもボールと係合することができるからである。
【００１５】
本発明のシート状試料用強度試験治具を用いて、シート状試料の強度試験を図４に示した従来例と同様に実施することができる。図３に３種類の試料を試験した結果の例を示す。横軸がプランジャーの移動距離（３つの試料をずらして描いてある）であり、縦軸が荷重検出器で検出される荷重値である。プランジャーを押し込んでいくと試料がやぶれるまでは荷重が上昇していき、破れた後に荷重は急激に減少する。３つの試料のピーク荷重はそれぞれおよそ19.4N、21.9N、15.7Nであった。
【００１６】
上述の実施の形態においては、蓋２と押さえリング３は別体として説明したがこの二つを一体としてもよいことは上述したとおりである。したがって、本発明は次のような構成のものも含むものである。
【００１７】
広げられたシート状の試料を棒により突き刺したときの強度試験を行うための治具であって、中心部に空間を有し上部に円錐台形の凸部が形成された支持台と、前記凸部と係合する形状の凹部を持つ試料押さえリングと、中心部に空間を有し前記押さえリングを間に挟みつつ前記支持台にかぶせる蓋と、前記支持台に対して前記蓋をかぶせたときに両者を係止する係止部を備え、前記支持台の上にシート状試料を載せたのち、上方から前記押さえリングを介して前記蓋をまっすぐかぶせて前記係止部により前記蓋が前記支持台に固定され、前記凸部と前記凹部との間にシート状試料を挟み込むことを特徴とするシート状試料用強度試験治具。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のシート状試料用強度試験治具は、シート状試料が置かれた支持台に対して蓋をまっすぐかぶせるだけで支持台と蓋が係止されるので脱着が容易である。また、係止部の位置は固定されているので常に同じ状態で支持台と蓋を係合し安定した係止力が得られる。また支持台上部に形成されている傾斜面に密着するようシート状試料が挟まれ、蓋の押しつけに伴ってシート状試料はやや広げられるように引っ張られるので、蓋が支持台に係止された状態では試料は適度に張られて固定される。蓋をねじる動作は行わないので試料にしわが寄ることもない。さらに、蓋と支持台との間に蓋とは別の材料で形成した試料押さえリングを使用すると、試料の材質などに合わせて最適な押さえ力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシート状試料用強度試験治具に試料を装着した状態を断面図で示す。
【図２】本発明のシート状試料用強度試験治具を分解して示し、試料装着の手順を示すす図である。
【図３】本発明の試験治具を用いて測定した結果の一例を示す。
【図４】従来の試料容器と強度試験の方法を示す図である。
【符号の説明】
１…試料容器              ２…蓋
３…試料押さえリング      ４…支持台
５…ボール                ６…バネ
７…空間                  ８…凸部
９…斜面                  １０…空間
１１…側面                １２…上面
１３…溝
【図１】
0004032590.tif 000002
【図２】
0004032590.tif 000003
【図３】
0004032590.tif 000004
【図４】
0004032590.tif 000005