(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験体の延伸対象部分を第１方向に延伸させる延伸装置であって、
前記試験体は、前記延伸対象部分の第１方向一端部に結合された第１部分と、前記延伸対象部分の第１方向他端部に結合された第２部分と、を有し、
第１部分に対し第１方向に直接または間接的に接触して、第１部分に対し第１方向に延伸力を作用させる第１延伸力作用部と、
第２部分に対し第１方向と逆方向に直接または間接的に接触して、第２部分に対し前記逆方向に延伸力を作用させる第２延伸力作用部と、
第１延伸力作用部が第１部分に作用させる前記延伸力の反作用力に抗して第１延伸力作用部を支持し、第２延伸力作用部が第２部分に作用させる前記延伸力の反作用力に抗して第２延伸力作用部を支持する反作用力受部材と、を備え、
第１延伸力作用部は、第１方向に位置調節可能に前記反作用力受部材に螺合することで前記反作用力受部材に支持され、前記螺合の度合いを調節することで第１延伸力作用部と第２延伸力作用部との相対距離を第１方向に増し、
前記相対距離を第１方向に増すときに、第１延伸力作用部と第１部分とは直接または間接的に接触する位置を変えずに第１方向へ移動し前記延伸力を調節する、ことを特徴とする延伸装置。
【請求項２】
前記延伸対象部分と前記延伸装置とは、熱収縮率が少なくともほぼ同じ材料で形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の延伸装置。
【請求項３】
前記延伸対象部分と前記延伸装置とは、樹脂でまたは樹脂を主とする材料で形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の延伸装置。
【請求項４】
前記反作用力受部材には前記延伸対象部分が挿入可能な第１の挿入孔が形成され、第１延伸力作用部には、前記延伸対象部分が挿入可能な第２の挿入孔が形成され、第１延伸力作用部が前記反作用力受部材に螺合により支持された状態では、第１および第２の挿入孔により第１内部空間が形成され、第１内部空間に前記延伸対象部分を収容可能であり、
第１部分は、第１方向と垂直な断面寸法が前記延伸対象部分より大きく第２の挿入孔以下の第１断面拡大部であり、
前記延伸装置は、前記反作用力を第１断面拡大部から反作用力受部材に伝達する前記第１反作用力伝達部材を備え、
第１延伸力作用部および第２延伸力作用部が前記反作用力受部材に支持され、前記延伸対象部分が第１内部空間に挿入され、かつ、第１反作用力伝達部材が第１延伸力作用部と第１断面拡大部の間に配置された状態で、前記螺合の度合いを調節することで第１延伸力作用部と第２延伸力作用部との相対距離を第１方向に増し、これにより、第１延伸力作用部が第１部分に作用させる前記延伸力の反作用力を、第１断面拡大部から第１反作用力伝達部材および第１延伸力作用部を介して前記反作用力受部材へ伝達する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の延伸装置。
【請求項５】
第２延伸力作用部は、第１方向に位置調節可能に前記反作用力受部材に螺合することで前記反作用力受部材に支持され、当該螺合の度合いを調節することで、前記延伸力が調節可能となっており、
第２延伸力作用部には前記延伸対象部分が挿入可能な第３の挿入孔が形成され、第１延伸力作用部および第２延伸力作用部が前記反作用力受部材に螺合により支持された状態では、第１、第２および第３の挿入孔により第１内部空間を含む第２内部空間が形成され、第２内部空間に前記延伸対象部分を収容可能であり、
第２部分は、前記断面寸法が前記延伸対象部分より大きく第３の挿入孔以下の第２断面拡大部であり、
前記延伸装置は、前記反作用力を第２断面拡大部から前記反作用力受部材に伝達する第２反作用力伝達部材を備え、
第１延伸力作用部および第２延伸力作用部が反作用力受部材に支持され、前記延伸対象部分が第２内部空間に挿入され、かつ、第１反作用力伝達部材が第１延伸力作用部と第１断面拡大部の間に配置され第２反作用力伝達部材が第２延伸力作用部と第２断面拡大部の間に配置された状態で、前記螺合の度合いを調節することで第１延伸力作用部と第２延伸力作用部との相対距離を第１方向に増し、これにより、前記延伸対象部分に作用する延伸力の反作用力を、第１断面拡大部から第１反作用力伝達部材と第１延伸力作用部を介して前記反作用力受部材へ伝達し、第２断面拡大部から第２反作用力伝達部材と第２延伸力作用部を介して前記反作用力受部材へ伝達する、ことを特徴とする請求項４に記載の延伸装置。
【請求項６】
第１反作用力伝達部材、第２反作用力伝達部材は、前記延伸対象部分に挿入可能な切り欠き部を有する、ことを特徴とする請求項４または５に記載の延伸装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験対象物質片を延伸させる延伸装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来において、脆弱な分子結晶などの物質に対して力を作用させると、その伝導性、磁性、光学特性、結晶構造など諸物性に大きな変化が観測されることがある。これらの物性変化は、分子がファンデスワールス力や水素結合といった、弱い相互作用にて凝縮しているため、応力に敏感であることを示している。
【０００３】
試験対象物質に応力を作用させるために、試験対象物質を圧縮し、または、試験対象物質を延伸させる。
【０００４】
脆弱な分子結晶などの試験対象物質を圧縮させる手法は、例えば下記の特許文献１に記載されている。特許文献１では、脆弱結晶を樹脂に埋め込んだ試験体をプレスしている。
【０００５】
一方、脆弱な分子結晶などの試験対象物質を延伸させる手法として、熱収縮率の差を利用するものがある。この手法では、試験対象物質の熱収縮率よりも小さい熱収縮率を持つ基盤を用意する。この基盤に試験対象物質を乗せ、試験対象物質の２箇所を基盤に接着し、この状態で基盤および試験対象物質を冷却する。これにより、熱収縮率の差により試験対象物質が延伸される。
【０００６】
なお、本願の技術分野に関連する他の先行技術文献として、下記の特許文献２、３がある。
【特許文献１】C.E. Campos, J.S. Brooks, P.J.M. van Bentum, J.A.A.J. Perenboom, J.Rook, S.J.Klepper, and M. Tokumoto, Rev. Sci. Instrum. 66, (1995) page 1061-1064
【特許文献２】M. Maesato, Y. Kaga, R. Kondo, and S. Kagoshima, Rev. Sci. Instrum. 71, (2000), page 176-181
【特許文献３】T.Ishiguro, H.Ito, Y.Nogami, Y.Ueba, and H.Kusuhara, Synth. Met, 41-43, (1991) page 1911-1914
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
試験対象物質を延伸させる場合に、上述のように熱収縮率の差を利用して延伸させると、延伸力の調節が困難となる。
そのため、延伸力の調節を容易にする延伸装置が望まれる。
【０００８】
また、脆弱な試験対象物質を延伸した場合には、分子間の相互作用を減じることに対応するので、圧縮とは逆行した物性変化、もしくは、圧縮では成し得ない顕著な物性変化を誘発させることが期待できる。従って、延伸により、物性を支配する要因を決定づけることができることに加え、物質の機能性を拡張させることが可能になることも期待できる。
そのため、延伸による様々な物性の変化を計測するのに適しており、しかも、効率よく延伸による物性の変化を計測することが可能になる延伸装置が望まれる。
【０００９】
さらに、脆弱な試験対象物質を延伸させる場合に、上述のように熱収縮率の差を利用して延伸させると、常温から極低温までの冷却途中で、脆弱な試験対象物質が破断してしまう可能性がある。
そのため、常温から極低温までの冷却途中で脆弱な試験対象物質を破断させない延伸装置が望まれる。
【００１０】
さらに、極低温下で試験対象物質の延伸特性を試験する場合には、一般的に、冷却用のクライオスタットに延伸装置を挿入させるために、延伸装置を小型化することが望まれる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、延伸力の調節を容易にすることができる延伸装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、延伸による様々な物性の変化を計測するのに適しており、しかも、効率よく延伸による物性の変化を計測することを可能にする延伸装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、常温から極低温までの冷却途中で脆弱な試験対象物質を破断させないようにすることにある。
本発明の別の目的は、小型の延伸装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記本発明の目的を達成するため、本発明によると、試験体の延伸対象部分を第１方向に延伸させる延伸装置であって、
前記試験体は、前記延伸対象部分の第１方向一端部に結合された第１部分と、前記延伸対象部分の第１方向他端部に結合された第２部分と、を有し、
第１部分に対し第１方向に直接または間接的に接触して、第１部分に対し第１方向に延伸力を作用させる第１延伸力作用部と、
第２部分に対し第１方向と逆方向に直接または間接的に接触して、第２部分に対し前記逆方向に延伸力を作用させる第２延伸力作用部と、
第１延伸力作用部が第１部分に作用させる前記延伸力の反作用力に抗して第１延伸力作用部を支持し、第２延伸力作用部が第２部分に作用させる前記延伸力の反作用力に抗して第２延伸力作用部を支持する反作用力受部材と、を備え、
第１延伸力作用部は、第１方向に位置調節可能に前記反作用力受部材に螺合することで前記反作用力受部材に支持され、前記螺合の度合いを調節することで第１延伸力作用部と第２延伸力作用部との相対距離を第１方向に増し、
前記相対距離を第１方向に増すときに、第１延伸力作用部と第１部分とは直接または間接的に接触する位置を変えずに第１方向へ移動し前記延伸力を調節する、ことを特徴とする延伸装置が提供される。
【００１３】
上述した本発明の延伸装置では、第１延伸力作用部は、第１方向に位置調節可能に前記反作用力受部材に螺合することで前記反作用力受部材に支持され、前記螺合の度合いを調節することで前記延伸力が調節可能となっているので、延伸力の大きさを容易に調節できる。例えば、螺合に使用されるネジ部の進みを調節するために第１延伸力作用部を反作用力受部材に対して回転させることで、延伸力の大きさを容易に調節できる。
【００１４】
また、以下の（１）〜（３）のように、上述の延伸装置は、延伸による様々な物性の変化を計測するのに適しており、しかも、上述の延伸装置により、効率よく延伸による物性の変化を計測することが可能になる。
（１）延伸対象部分に、試験対象物質片とともに、試験対象物質片の電気抵抗を計測するための電極と配線や、歪みを計測する歪み計なども埋め込むことも可能である。また、磁化率の小さい材料（例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂）で試験体を形成することで、延伸による磁化率の変化や磁性物質の機能拡張の探索を行える。
（２）試験体を透明な材料（例えば樹脂）で形成することで、光照射下における延伸した状態の試験対象物質片の物性を計測できる。
（３）試験対象物質片を延伸方向に対して任意の方向に配置できるので、試験対象物質片の延伸方向を自由に設定できる。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態によると、前記延伸対象部分と前記延伸装置とは、熱収縮率が少なくともほぼ同じ材料で形成されている。
【００１６】
このように、前記延伸対象部分と前記延伸装置とは、熱収縮率が少なくともほぼ同じ材料で形成されているので、延伸装置により延伸対象部分を延伸させた状態で、延伸対象部分を室温から極低温まで冷却した場合に、脆弱な試験対象物質片が破断してしまうことや延伸力が低下してしまうことを防止でき、極低温でも延伸の度合いを正確に把握できる。
即ち、室温から極低温まで冷却した場合に、前記延伸対象部分と前記延伸装置とが異なる熱収縮率を持つ場合には、熱収縮率の差により脆弱な試験対象物質片に無理な力が作用して破断が生じる可能性や、熱収縮率の差により延伸力が低下してしまう可能性があるが、熱収縮率をほぼ同じにすることで、この問題を回避できる。また、前記延伸対象部分と前記延伸装置とがほぼ同じ熱収縮率を持つ場合には、延伸の度合いは、室温における延伸対象部分の延伸率と、延伸対象部分の熱収縮率から求めることができる。
例えば、前記延伸対象部分を樹脂でまたは樹脂を主とする材料で形成する場合には、前記延伸装置も、前記延伸対象部分と少なくともほぼ同じ熱収縮率を持つ樹脂でまたは樹脂を主とする材料で形成する。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によると、前記延伸対象部分と前記延伸装置とは、樹脂でまたは樹脂を主とする材料で形成されている。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によると、前記反作用力受部材には前記延伸対象部分が挿入可能な第１の挿入孔が形成され、第１延伸力作用部には、前記延伸対象部分が挿入可能な第２の挿入孔が形成され、第１延伸力作用部が前記反作用力受部材に螺合により支持された状態では、第１および第２の挿入孔により第１内部空間が形成され、第１内部空間に前記延伸対象部分を収容可能であり、
第１部分は、第１方向と垂直な断面寸法が前記延伸対象部分より大きく第２の挿入孔以下の第１断面拡大部であり、
前記延伸装置は、前記反作用力を第１断面拡大部から反作用力受部材に伝達する前記第１反作用力伝達部材を備え、
第１延伸力作用部および第２延伸力作用部が前記反作用力受部材に支持され、前記延伸対象部分が第１内部空間に挿入され、かつ、第１反作用力伝達部材が第１延伸力作用部と第１断面拡大部の間に配置された状態で、前記螺合の度合いを調節することで第１延伸力作用部と第２延伸力作用部との相対距離を第１方向に増し、これにより、第１延伸力作用部が第１部分に作用させる前記延伸力の反作用力を、第１断面拡大部から第１反作用力伝達部材および第１延伸力作用部を介して前記反作用力受部材へ伝達する。
【００１９】
上述の構成では、前記反作用力受部材および第１延伸力作用部には、それぞれ前記延伸対象部分が挿入可能な第１および第２の挿入孔が形成され、第１延伸力作用部が前記反作用力受部材に螺合により支持された状態では、第１および第２の挿入孔により第１内部空間が形成され、第１内部空間に前記延伸対象部分を収容可能であるので、試験体を含めた延伸装置の全体寸法を小さくすることができる。これに関し、極低温まで冷却するためのクライオスタットには、通常、小型のものしか収容できないが、上記構成により小型化された延伸装置をクライオスタットへ収容するのに都合がよい。
この場合に、第１部分は、第１方向と垂直な断面寸法が前記延伸対象部分より大きく第２の挿入孔以下の第１断面拡大部であり、前記延伸装置は、前記反作用力を第１断面拡大部から反作用力受部材に伝達する前記第１反作用力伝達部材を備え、第１延伸力作用部および第２延伸力作用部が前記反作用力受部材に支持され、前記延伸対象部分が第１内部空間に挿入され、かつ、第１反作用力伝達部材が第１延伸力作用部と第１断面拡大部の間に配置された状態で、前記螺合の度合いを調節することで第１延伸力作用部と第２延伸力作用部との相対距離を第１方向に増し、これにより、第１延伸力作用部が第１部分に作用させる前記延伸力の反作用力を、第１断面拡大部から第１反作用力伝達部材および第１延伸力作用部を介して前記反作用力受部材へ伝達するので、前記反作用力受部材で延伸力の反作用力を支持して延伸対象部分を延伸させることができる。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態によると、第２延伸力作用部は、第１方向に位置調節可能に前記反作用力受部材に螺合することで前記反作用力受部材に支持され、当該螺合の度合いを調節することで、前記延伸力が調節可能となっており、
第２延伸力作用部には前記延伸対象部分が挿入可能な第３の挿入孔が形成され、第１延伸力作用部および第２延伸力作用部が前記反作用力受部材に螺合により支持された状態では、第１、第２および第３の挿入孔により第１内部空間を含む第２内部空間が形成され、第２内部空間に前記延伸対象部分を収容可能であり、
第２部分は、前記断面寸法が前記延伸対象部分より大きく第３の挿入孔以下の第２断面拡大部であり、
前記延伸装置は、前記反作用力を第２断面拡大部から前記反作用力受部材に伝達する第２反作用力伝達部材を備え、
第１延伸力作用部および第２延伸力作用部が反作用力受部材に支持され、前記延伸対象部分が第２内部空間に挿入され、かつ、第１反作用力伝達部材が第１延伸力作用部と第１断面拡大部の間に配置され第２反作用力伝達部材が第２延伸力作用部と第２断面拡大部の間に配置された状態で、前記螺合の度合いを調節することで第１延伸力作用部と第２延伸力作用部との相対距離を第１方向に増し、これにより、前記延伸対象部分に作用する延伸力の反作用力を、第１断面拡大部から第１反作用力伝達部材と第１延伸力作用部を介して前記反作用力受部材へ伝達し、第２断面拡大部から第２反作用力伝達部材と第２延伸力作用部を介して前記反作用力受部材へ伝達する。
【００２１】
上述の構成により、延伸装置とは別個に作られた試験体を、次のように延伸装置に簡単に取り付けることができる。即ち、第２延伸力作用部は、第１方向に位置調節可能に前記反作用力受部材に螺合することで前記反作用力受部材に支持され、当該螺合の度合いを調節することで、前記延伸力が調節可能となっており、第２延伸力作用部には前記延伸対象部分が挿入可能な第３の挿入孔が形成され、第１延伸力作用部および第２延伸力作用部が前記反作用力受部材に螺合により支持された状態では、第１、第２および第３の挿入孔により第１内部空間を含む第２内部空間が形成されるので、第２内部空間に前記延伸対象部分を収容できるだけでなく、例えば後述の図５、図６のように第２延伸力作用部７と試験体１とを一体化する必要がなく、例えば、後述の図２のように試験体１を別体として製作できる。
しかも、別体の試験体１を第２内部空間へ挿入し、簡単に延伸装置に取り付けて延伸を行える。即ち、第２内部空間に試験体を挿入した状態で、第１反作用力伝達部材を第１延伸力作用部と第１断面拡大部の間に配置し第２反作用力伝達部材を第２延伸力作用部と第２断面拡大部の間に配置し、その後、前記螺合の度合いを調節することで第１延伸力作用部と第２延伸力作用部との相対距離を第１方向に増し、これにより、前記延伸対象部分に作用する延伸力の反作用力を、第１断面拡大部および第２断面拡大部からそれぞれ第１反作用力伝達部材および第２反作用力伝達部材を介して前記反作用力受部材へ伝達するので、前記反作用力受部材で延伸力の反作用力を支持して延伸対象部分を延伸させることができる。
【００２２】
本発明の好ましい実施形態によると、第１反作用力伝達部材、第２反作用力伝達部材は、延伸対象部分１ａが挿入可能な切り欠き部９ａを有する。
【００２３】
上記構成では、第１反作用力伝達部材、第２反作用力伝達部材は、延伸対象部分が挿入可能な切り欠き部を有するので、第１反作用力伝達部材、第２反作用力伝達部材を、前記延伸対象部分に簡単に取り付けて、第１反作用力伝達部材を第１延伸力作用部と第１断面拡大部の間に、または、第２反作用力伝達部材を第２延伸力作用部と第２断面拡大部の間に配置できる。
【発明の効果】
【００２４】
上述した本発明によると、延伸力の調節を容易にすることができる。また、延伸による様々な物性の変化を計測するのに適しており、しかも、効率よく延伸による物性の変化を計測することが可能にする延伸装置を実現できる。さらに、極低温下において脆弱な試験対象物質が破断することを防止できる。また、小型の延伸装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態による延伸装置１０の構成図である。図２は、図１の延伸装置１０の分解図である。
図３（Ａ）は、図２の３Ａ−３Ａ線矢視図であり試験体１のみを示している。図３（Ｂ）は、図２の３Ｂ−３Ｂ線矢視図であり反作用力受部材３のみを示している。図３（Ｃ）は、図２の３Ｃ−３Ｃ線矢視図であり第１延伸力作用部５のみを示している。図３（Ｄ）は、図２の３Ｄ−３Ｄ線矢視図であり第２延伸力作用部７のみを示している。図３（Ｅ）は、図２の３Ｅ−３Ｅ線矢視図であり第１反作用力伝達部材９のみを示している。図３（Ｆ）は、図２の３Ｆ−３Ｆ線矢視図であり第２反作用力伝達部材１１のみを示している。
【００２７】
図１、図２に示すように、本実施形態による延伸装置１０は、試験体１の延伸対象部分１ａを第１方向に延伸させる装置であって、第１延伸力作用部５、第２延伸力作用部７、反作用力受部材３、第１反作用力伝達部材９および第２反作用力伝達部材１１を備える。
【００２８】
試験体１は、図２、図３（Ａ）に示すように、延伸対象部分１ａと、延伸対象部分１ａの第１方向における一端部に結合された第１部分である第１断面拡大部１ｂと、延伸対象部分１ａの第１方向における他端部に結合された第２部分である第２断面拡大部１ｃとからなる。この例では、試験体１は透明な樹脂で形成されている。延伸対象部分１ａには、検査対象物質片が埋め込まれている。また、延伸対象部分１ａに、試験対象物質片とともに、試験対象物質片の電気抵抗を計測するための電極と配線や、歪みを計測する歪み計とその配線なども埋め込むことも可能である。なお、前記配線は、前記電極、前記試験対象物質片、前記歪み計から延伸対象部分１ａの内部を通過し第１断面拡大部１ｂの外面から、試験体１の外部へ取り出してよい。
【００２９】
第１延伸力作用部５は、反作用力受部材３に螺合により支持された状態で、第１部分１ｂに対し第１方向に直接または間接的に接触して、第１部分１ｂに対し第１方向に延伸力を作用させる。図２、図３（Ｃ）の例では、第１延伸力作用部５は、第１部分１ｂに後述の第１反作用力伝達部材９を介して間接的に接触する。
図２、図３（Ｃ）に示すように、第１延伸力作用部５は、反作用力受部材３の雌ねじ部３ａと螺合する雄ねじ部５ａを有する。これにより、第１延伸力作用部５は、反作用力受部材３に対して第１方向に位置調節可能となっている。
また、第１延伸力作用部５には、第２の挿入孔５ｂが形成されている。この例では、試験体１（即ち、延伸対象部分１ａ、第１断面拡大部１ｂおよび第２断面拡大部１ｃ）が第２の挿入孔５ｂを第１方向に通過できるように、第２の挿入孔５ｂは、図２において第１方向と垂直な断面が試験体１以上である。この例では、第２の挿入孔５ｂは第１延伸力作用部５を第１方向に貫通している。
【００３０】
第２延伸力作用部７は、反作用力受部材３に螺合により支持された状態で、第２部分１ｃに対し第１方向と逆方向に直接または間接的に接触して、第２部分１ｃに対し前記逆方向に延伸力を作用させる。図２、図３（Ｃ）の例では、第２延伸力作用部７は、第２部分１ｃに後述の第２反作用力伝達部材１１を介して間接的に接触する。
図２、図３（Ｄ）に示すように、第２延伸力作用部７は、反作用力受部材３の雌ねじ部３ｂと螺合する雄ねじ部７ａを有する。これにより、第２延伸力作用部７は、反作用力受部材３に対して第１方向に位置調節可能になっている。
また、第２延伸力作用部７には、第３の挿入孔７ｂが形成されている。この例では、試験体１（即ち、延伸対象部分１ａ、第１断面拡大部１ｂおよび第２断面拡大部１ｃ）が第３の挿入孔７ｂを第１方向に通過できるように、第３の挿入孔７ｂは、図２において第１方向と垂直な断面寸法が試験体１以上である。この例では、第３の挿入孔７ｂは第２延伸力作用部７を第１方向に貫通している。
【００３１】
反作用力受部材３は、第１延伸力作用部５が第１部分１ｂに作用させる前記延伸力の反作用力に抗して第１延伸力作用部５を支持し、第２延伸力作用部７が第２部分１ｃに作用させる前記延伸力の反作用力に抗して第２延伸力作用部７を支持する。図２、図３（Ｂ）の例では、反作用力受部材３の雌ねじ部３ａが第１延伸力作用部５の雄ねじ部５ａと螺合することで、第１延伸力作用部５が反作用力受部材３に支持される。また、図２、図３（Ｂ）の例では、反作用力受部材３の雌ねじ部３ｂが第２延伸力作用部７の雄ねじ部７ａと螺合することで、第２延伸力作用部７が反作用力受部材３に支持される。図２、図３（Ｂ）の例では、反作用力受部材３には、第１の挿入孔３ｃが形成されている。この例では、試験体１（即ち、延伸対象部分１ａ、第１断面拡大部１ｂおよび第２断面拡大部１ｃ）が第１の挿入孔３ｃを第１方向に通過できるように、第１の挿入孔３ｃは、第１方向と垂直な断面寸法が試験体１よりも大きい。この例では、第１の挿入孔３ｃは反作用力受部材３を第１方向に貫通している。なお、この例では、雌ねじ部３ａ，３ｂは、第１の挿入孔３ｃの内面に形成されている。
【００３２】
第１反作用力伝達部材９は、第１方向と垂直な断面寸法が第１および第２の挿入孔３ｃ、５ｂより大きく第１断面拡大部１ｂより大きい。図２、図３（Ｅ）の例では、第１反作用力伝達部材９は、延伸対象部分１ａが挿入可能な切り欠き部９ａを有する略Ｕ字形状の部材（Ｕ字形状ワッシャー）である。切り欠き部９ａの幅（第１方向と垂直方向の幅）は、第１断面拡大部１ｂの第１方向と垂直な断面寸法より小さい。これにより、延伸対象部分１ａが切り欠き部９ａに挿入されるように第１反作用力伝達部材９が延伸対象部分１ａに取り付けられ、後述のように延伸対象部分１ａに延伸力が作用している状態（図１の状態）において、第１反作用力伝達部材９は、第２の挿入孔５ｂが開口している面に第１方向に係止され、第１断面拡大部１ｂに第１方向と逆方向に係止される。
【００３３】
第２反作用力伝達部材１１は、第１方向と垂直な断面寸法が第１および第３の挿入孔７３ｃ、ｂより大きく第２断面拡大部１ｃより大きい。図２、図３（Ｆ）の例では、第２反作用力伝達部材１１は、延伸対象部分１ａが挿入可能な切り欠き部１１ａを有する略Ｕ字形状の部材（Ｕ字形状ワッシャー）である。切り欠き部１１ａの幅（第１方向と垂直方向の幅）は、第２断面拡大部１ｃの第１方向と垂直な断面寸法より小さい。これにより、延伸対象部分１ａが切り欠き部１１ａに挿入されるように第２反作用力伝達部材１１が延伸対象部分１ａに取り付けられ、後述のように延伸対象部分１ａに延伸力が作用している状態（図１の状態）において、第２反作用力伝達部材１１は、第３の挿入孔７ｂが開口している面に第１方向と逆方向に係止され、第２断面拡大部１ｃに第１方向に係止される。
【００３４】
また、本実施形態によると、延伸対象部分１ａと延伸装置１０（即ち、第１延伸力作用部５、第２延伸力作用部７、延伸力受部、第１反作用力伝達部材９および第２反作用力伝達部材１１）とは、熱収縮率が少なくともほぼ同じ材料で形成されている。この例では、延伸対象部分１ａと延伸装置１０とは、樹脂でまたは樹脂を主とする材料で形成されている。樹脂を主体とする材料としては、例えば、樹脂にセラミックスを混ぜたものがある。
【００３５】
次に、上述の延伸装置１０による延伸について説明する。
【００３６】
図１のように、第１延伸力作用部５および第２延伸力作用部７が反作用力受部材３に螺合により支持され、延伸対象部分１ａが、第１、第２および第３の挿入孔３ｃ，５ｂ，７ｂにより形成される内部空間に挿入され、かつ、第１反作用力伝達部材９が第１延伸力作用部５と第１断面拡大部１ｂの間に配置され第２反作用力伝達部材１１が第２延伸力作用部７と第２断面拡大部１ｃの間に配置された状態にする。この状態で、（例えば、人の手で）第１延伸力作用部５を回転させて、雄ねじ部５ａを雌ねじ部３ａから後退させるように雄ねじ部５ａと雌ねじ部３ａとの螺合度合いを調節し、または、（例えば、人の手で）第２延伸力作用部７を回転させて、雄ねじ部７ａを雌ねじ部３ｂから後退させるように雄ねじ部７ａと雌ねじ部３ｂとの螺合度合いを調節する。これにより、第１延伸力作用部５と第２延伸力作用部７との第１方向における距離を増やす。このようにして、延伸対象部分１ａに延伸力を作用させる。この延伸力の反作用力は、第１断面拡大部１ｂから第１反作用力伝達部材９および第１延伸力作用部５を介して反作用力受部材３へ伝達され、第２断面拡大部１ｃから第２反作用力伝達部材１１および第２延伸力作用部７を介して反作用力受部材３へ伝達されて、反作用力受部材３で支持される。
【００３７】
具体的には以下の手順で、延伸装置１０により試験体１を延伸させる。
【００３８】
まず、第１延伸力作用部５と第２延伸力作用部７を反作用力受部材３に螺合させる。即ち、第１延伸力作用部５の雄ねじ部５ａを反作用力受部材３の雌ねじ部３ａに螺合させ、第２延伸力作用部７の雄ねじ部７ａを反作用力受部材３の雌ねじ部３ｂに螺合させる。
次いで、試験体１を、第１、第２および第３の挿入孔３ｃ，５ｂ，７ｂに挿入する。
その後、延伸対象部分１ａが第１反作用力伝達部材９の切り欠き部９ａに挿入されるように、第１反作用力伝達部材９を、延伸対象部分１ａに取り付けて第１断面拡大部１ｂと第１延伸力作用部５との間に位置させる。同様に、延伸対象部分１ａが第２反作用力伝達部材１１の切り欠き部１１ａに挿入されるように、第２反作用力伝達部材１１を、延伸対象部分１ａに取り付けて第２断面拡大部１ｃと第２延伸力作用部７との間に位置させる。この状態では、試験体１を延伸装置１０から取り外すことができなくなる。即ち、Ｕ字形状ワッシャー９，１１の外径は第１断面拡大部１ｂの外径よりも大きく、Ｕ字形状ワッシャー９，１１の切り欠き部９ａ，１１ａの幅は、試験体１の延伸対象部分１ａよりも少し大きく第１断面拡大部１ｂの外径より小さいので、試験体１を延伸装置１０から取り外すことはできない。
この状態で、雌ねじ部３ａに対する雄ねじ部５ａの螺合を緩める方向に、第１延伸力作用部５を回転させ、または、雌ねじ部３ｂに対する雄ねじ部７ａの螺合を緩める方向に、第２延伸力作用部７を回転させることで、延伸対象部分１ａに延伸力が作用する。この延伸力の反作用力は、第１断面拡大部１ｂからＵ字形状ワッシャー９および第１延伸力作用部５を介して反作用力受部材３へ伝達され、第２断面拡大部１ｃからＵ字形状ワッシャー１１および第２延伸力作用部７を介して反作用力受部材３へ伝達されて、反作用力受部材３で支持される。
【００３９】
上述した延伸装置１０と試験体１の製作方法について説明する。延伸装置１０の各構成要素と試験体１はそれぞれモールド成型することができる。即ち、モールド（型）に樹脂を流し込むことで各構成要素または試験体１を一体成型することができる。樹脂の注入は、モールドの外面に形成された孔から行うことができる。例えば、試験体１の場合には、テフロン(登録商標)製の棒に、その長手方向に貫通する孔を形成したものを延伸対象部分１ａの型とし、延伸対象部分１ａの型の両端にかぶせる蓋状の型を第１断面拡大部１ｂの型および第２断面拡大部１ｃの型とすることができる。そして、一方の蓋状の型の外面に形成された孔から樹脂を注入することで、試験体１を成型することができる。
【００４０】
上述した本発明の実施形態による延伸装置１０によると以下の効果（Ａ）〜（Ｆ）が得られる。
【００４１】
（Ａ）第１延伸力作用部５は、第１方向に位置調節可能に反作用力受部材３に螺合することで反作用力受部材３に支持され、前記螺合の度合いを調節することで前記延伸力が調節可能となっているので、延伸力の大きさを容易に調節できる。例えば、螺合に使用されるネジ部の進みを調節するために第１延伸力作用部５または反作用力受部材３を回転させることで、延伸力の大きさを容易に調節できる。
【００４２】
（Ｂ）また、上述の延伸装置１０では、以下の（１）〜（３）のように、延伸による様々な物性の変化を計測するのに適しており、しかも、効率よく延伸による物性の変化を計測することが可能になる。
（１）延伸対象部分１ａに、試験対象物質片とともに、試験対象物質片の電気抵抗を計測するための電極と配線や、歪みを計測する歪み計なども埋め込むことも可能である。また、磁化率の小さい材料（例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂）で試験体１を形成することで、延伸による磁化率の変化や磁性物質の機能拡張の探索を行える。
（２）試験体１を透明な材料（例えば樹脂）で形成することで、光照射下における延伸した状態の試験対象物質片の物性を計測できる。
（３）試験対象物質片を延伸方向に対して任意の方向に配置できるので、試験対象物質片の延伸方向を自由に設定できる。
【００４３】
（Ｃ）また、延伸対象部分１ａと延伸装置１０とは、熱収縮率が少なくともほぼ同じ材料で形成されているので、延伸装置１０により延伸対象部分１ａを延伸させた状態で、延伸対象部分１ａを室温から極低温まで冷却した場合に、脆弱な試験対象物質片が破断してしまうことや延伸力が低下してしまうことを防止でき、極低温でも延伸の度合いを正確に把握できる。
【００４４】
（Ｄ）反作用力受部材３，第１延伸力作用部５および第２延伸力作用部７には、それぞれ試験体１が挿入可能な第１、第２および第３の挿入孔３ｃ，５ｂ，７ｂが形成され、第１延伸力作用部５が反作用力受部材３に螺合により支持された状態では、第１、第２および第３の挿入孔３ｃ，５ｂ，７ｂにより内部空間が形成され、内部空間に延伸対象部分１ａを収容可能であるので、試験体１を含めた延伸装置１０の全体寸法を小さくすることができる。これにより、極低温下で延伸させるのに都合がよくなる。即ち、極低温まで冷却するためのクライオスタットには、通常、小型のものしか収容できないが、上記構成により小型化された延伸装置１０をクライオスタットへ収容するのに都合がよい。
【００４５】
（Ｅ）別体で製作した試験体１を前記内部空間へ挿入して、試験体１を延伸装置１０に簡単に取り付けることができる。
【００４６】
（Ｆ）第１反作用力伝達部材９、第２反作用力伝達部材１１は、延伸対象部分１ａが挿入可能な切り欠き部９ａ，１１ａを有するので、第１反作用力伝達部材９、第２反作用力伝達部材１１を、延伸対象部分１ａに簡単に取り付けて、第１反作用力伝達部材９を第１延伸力作用部５と第１断面拡大部１ｂの間に配置し、第２反作用力伝達部材１１を第２延伸力作用部７と第２断面拡大部１ｃの間に配置できる。
【００４７】
本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４８】
例えば、延伸力の大きさを容易に調節できるようにすることを目的とする場合や、延伸による様々な物性の変化を計測するのに適しており、しかも、効率よく延伸による物性の変化を計測することが可能になる延伸装置１０を実現する場合には、本発明の延伸装置１０は、上述の実施形態の構成をすべて有していなくてもよい。この場合、例えば、図４のような構成であってもよく、図４に示されない構成については、図１〜図３に基づいて説明した上記実施形態と同じであってよい。図４において、第１延伸力作用部５と第２延伸力作用部７には、それぞれ、試験体１の第１部分１ｂおよび第２部分１ｃの試験体１が固定または結合されている。また、反作用力受部材３は、第１延伸力作用部５と螺合している。図４の例では、第１延伸力作用部５は、反作用力受部材３に螺合により支持された状態で、反作用力受部材３を回転させることで、反作用力受部材３を図４の右側に移動させて反作用力受部材３を第２延伸力作用部７に当接させる。この状態で、反作用力受部材３を図４の右側方向に移動させる方向に、反作用力受部材３をさらに回転させることで、第１延伸力作用部５は、第１部分１ｂに延伸力を第１方向に直接作用させ、第２延伸力作用部７は、第２部分１ｃに延伸力を第１方向と逆方向に直接作用させる。従って、反作用力受部材３を回転させて前記螺合の度合いを調節することで前記延伸力が調節可能となっている。なお、図４の例では、第１、第２、第３の挿入孔３ｃ，５ｂ，７ｂは設けられていない。
【００４９】
また、延伸対象部分１ａを延伸させた状態で常温から極低温まで冷却するときに、延伸対象部分１ａに埋め込まれた脆弱な試験対象物質片が破断してしまうことや延伸力が低下してしまうことを防止でき、極低温でも延伸の度合いを正確に把握できることを目的とする場合には、本発明の延伸装置１０は、上述の実施形態の構成をすべて構成を有していなくてもよい。例えば、図４の構成において、延伸対象部分１ａと延伸装置１０とは、熱収縮率が少なくともほぼ同じ材料で形成されていればよい。なお、この場合でも、延伸対象部分１ａと延伸装置１０とは、樹脂または樹脂を主とした材料で形成されているのがよい。
【００５０】
さらに、延伸装置１０を小型化することを目的とする場合には、本発明の延伸装置１０は、上述の実施形態の構成をすべて構成を有していなくてもよい。この場合、例えば、上述の実施形態において、第２延伸力作用部７と延伸力受部材３と試験体１の第２部分１ｃとが、互いに固定されてよく、または、螺合によらずに互いに結合されていてもよい。例えば、図５、図６のような構成であってもよい。図６は図５の延伸装置１０の分解図である。図５、図６の例では、第３の挿入孔７ｂが無く、第１延力作用部５と第１反作用力伝達部材９は上述の実施形態のものと同じである。この場合、図５、図６に示されない構成については、図１〜図３に基づいて説明した上記実施形態と同じであってよい。
図５、図６のような構成において、反作用力受部材３および第１延伸力作用部５には、それぞれ延伸対象部分１ａが挿入可能な第１および第２の挿入孔３ｃ，５ｂが形成され、第１延伸力作用部５が反作用力受部材３に螺合により支持された状態では、第１および第２の挿入孔３ｃ，５ｂにより第１内部空間が形成され、この第１内部空間に延伸対象部分１ａを収容可能であるので、試験体１を含めた延伸装置１０の全体寸法を小さくすることができる。この場合に、第１断面拡大部１ｂ、第１の挿入孔３ｃ、第２の挿入孔５ｂ、第１反作用力伝達部材９、切り欠き部９ｃの幅などの寸法は、上述の実施形態と同様に設定されているので、第１延伸力作用部５および第２延伸力作用部７が反作用力受部材３に支持され、延伸対象部分１ａが第１内部空間に挿入され、かつ、第１反作用力伝達部材９が第１延伸力作用部５と第１断面拡大部１ｂの間に配置された状態で、第１延伸力作用部５と反作用力受部材３との螺合の度合いを調節することで第１延伸力作用部５と第２延伸力作用部７との距離を第１方向に増し、これにより、延伸対象部分１ａを延伸させる延伸力の反作用力を、第１断面拡大部１ｂから第１反作用力伝達部材９および第１延伸力作用部５を介して反作用力受部材３へ伝達するので、反作用力受部材３で延伸力の反作用力を支持して延伸対象部分１ａを延伸させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態による延伸装置の構成図である。
【図２】図１の延伸装置の分解図である。
【図３】（Ａ）は、図２の３Ａ−３Ａ線矢視図であり試験体のみを示し、（Ｂ）は、図２の３Ｂ−３Ｂ線矢視図であり反作用力受部材のみを示し、（Ｃ）は、図２の３Ｃ−３Ｃ線矢視図であり第１延伸力作用部のみを示し、（Ｄ）は、図２の３Ｄ−３Ｄ線矢視図であり第２延伸力作用部のみを示し、（Ｅ）は、図２の３Ｅ−３Ｅ線矢視図であり第１反作用力伝達部材のみを示し、（Ｆ）は、図２の３Ｆ−３Ｆ線矢視図であり第２反作用力伝達部材のみを示している。
【図４】本発明の延伸装置の別の構成例を示す。
【図５】本発明の延伸装置の別の構成例を示す。
【図６】図５の延伸装置の分解図である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・試験体、１ａ・・・延伸対象部分、１ｂ・・・第１断面拡大部（第１部分）、１ｃ・・・第２断面拡大部（第２部分）、３・・・反作用力受部材、３ａ・・・雌ねじ部（ねじ部）、３ｂ・・・雌ねじ部（ねじ部）、３ｃ・・・第１の挿入孔、５・・・第１延伸力作用部、５ａ・・・雄ねじ部（ねじ部）、５ｂ・・・第２の挿入孔、７・・・第２延伸力作用部、７ａ・・・雄ねじ部（ねじ部）、７ｂ・・・第３の挿入孔、９・・・第１反作用力伝達部材（Ｕ字形状ワッシャー）、９ａ・・・切り欠き部、１１・・・第２反作用力伝達部材（Ｕ字形状ワッシャー）、１１ａ・・・切り欠き部、
１０・・・延伸装置
【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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