引張試験用掴み具
【課題】簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片のチャック切れを防止できる引張試験用掴み具を提供すること。
【解決手段】引張試験機に連結される掴み具本体２に着脱可能に形成される締結具１０が、掴み具本体２から取り外された状態で冷却される。冷却された締結具１０を掴み具本体２に取り付けた後、チャック３，４により試験片Ｔの端部を把持すると、試験片Ｔ及びチャック３，４と締結具１０との間の熱伝導により試験片Ｔの端部が冷却される。試験片Ｔ及びチャック３，４が冷却される結果、締結具１０は温められる。締結具１０の温度は指標部により示され、試験片Ｔが冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片は冷却されると硬さが増すので、試験片の端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片Ｔの端部近傍で局部変形が起こることを防止でき、チャック切れを防止できる。
【解決手段】引張試験機に連結される掴み具本体２に着脱可能に形成される締結具１０が、掴み具本体２から取り外された状態で冷却される。冷却された締結具１０を掴み具本体２に取り付けた後、チャック３，４により試験片Ｔの端部を把持すると、試験片Ｔ及びチャック３，４と締結具１０との間の熱伝導により試験片Ｔの端部が冷却される。試験片Ｔ及びチャック３，４が冷却される結果、締結具１０は温められる。締結具１０の温度は指標部により示され、試験片Ｔが冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片は冷却されると硬さが増すので、試験片の端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片Ｔの端部近傍で局部変形が起こることを防止でき、チャック切れを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は引張試験用掴み具に関し、特に、簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片のチャック切れを防止できる引張試験用掴み具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、合成樹脂材料の引張試験は、試験片の両端部を一対の掴み具で把持し、引張試験機により負荷軸に沿って掴み具の間で試験片に引張力を与えることにより行われる。掴み具の把持力が小さいと、引張力を与えるときに試験片が掴み具から抜けてしまう。これを防ぐため、掴み具の把持力を大きくすると、掴み具の近くで試験片は局部変形を起こし、そこで破断することがある（以下「チャック切れ」と称す）。チャック切れによる破断荷重は合成樹脂材料の本来の破断荷重より小さいため、チャック切れが生じると、正確な試験結果が得られないという問題がある。
【０００３】
金属材料の引張試験においても、これと似通った現象が生じることが知られている。これを防ぐため、金属材料の引張試験装置においては、試験片の両端を把持するチャックを室温以下の温度に冷却する冷却手段と、試験片の中央部の表面温度を規定温度に制御する温度制御手段とを備えるものが開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示される技術では、試験片の両端を室温以下の温度に冷却し、試験片の中央部の表面温度を規定温度に制御する。これにより試験片の端部の引張強さを中央部の引張強さより大きくすることができ、チャック切れを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２４９０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術は金属材料の引張試験に関するものであり、合成樹脂材料の引張試験に関して、チャック切れを防止するための技術は存在しなかった。
【０００６】
また、特許文献１に開示される技術を合成樹脂材料の引張試験に適用した場合には、引張試験機は、チャック内に設けられる冷却コイルに接続される冷却装置と、試験片の中央部近くに取り付けられる加温コイルと、試験片の中央部の表面温度を検出する温度センサと、冷却装置、加温コイル及び温度センサに接続される温度制御装置とを備え、温度制御装置により試験片の中央部の表面温度と端部との間に温度勾配ができるように制御するので、装置構成や操作が複雑化するという問題点があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片のチャック切れを防止できる引張試験用掴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および発明の効果】
【０００８】
この目的を達成するために、請求項１記載の引張試験用掴み具によれば、引張試験機に連結される掴み具本体に着脱可能に形成される締結具により、掴み具本体から締結具が取り外された状態で冷却される。冷却された締結具を掴み具本体に取り付けた後、締結具の締結操作により試験片の端部をチャックで把持すると、試験片およびチャックと締結具との間の熱伝導により試験片の端部およびチャックが冷却される。試験片およびチャックが冷却される結果、締結具は温められる。その締結具またはチャックの温度は指標部により示され、その温度から、試験片の端部が冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片は冷却されると硬さが増すので、試験片の端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片の端部近傍で局部変形が起こることを防止できる。これによりチャック切れを防止できる。
【０００９】
以上のように請求項１記載の引張試験用掴み具によれば、従来のような複雑な装置や操作を用いることなく、簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片のチャック切れを防止できる効果がある。
【００１０】
さらに、試験片の冷却をチャックの開閉に用いる締結具を利用して行うので、着脱が容易であり操作性を向上できる効果がある。
【００１１】
請求項２記載の引張試験用掴み具によれば、引張試験機に連結される掴み具本体に着脱可能に形成されるチャックが、掴み具本体から取り外された状態で冷却される。冷却されたチャックを掴み具本体に取り付けた後、試験片の端部をチャックで把持すると、試験片とチャックとの間の熱伝導により試験片の端部が冷却される。これと同時に掴み具本体とチャックとの間の熱伝導も生じ、掴み具本体も冷却される。その掴み具本体またはチャックの温度は指標部により示され、その温度から、試験片の端部が冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片は冷却されると硬さが増すので、試験片の端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片の端部近傍で局部変形が起こることを防止できる。これによりチャック切れを防止できる。
【００１２】
請求項３記載の引張試験用掴み具によれば、指標部は、室温より５〜１０℃低い設定温度に達すると外観が変化するものなので、指標部が形成された部材の温度が室温より５〜１０℃低い温度に達したことを検出できる。指標部が形成された部材の温度は、試験片が冷却される結果として変化するので、指標部の外観が変化したときは、試験片の端部が室温より低い温度に冷却されたものと推定される。合成樹脂製の試験片は、把持される端部が室温より低い温度であると、試験片の端部と中央部との間に温度勾配ができ、試験片の端部を中央部より硬くすることができる。これにより請求項１又は２の効果に加え、チャック切れを確実に防止できる効果がある。
【００１３】
請求項４記載の引張試験用掴み具によれば、指標部は、締結具またはチャックに形成される凹部と、その凹部に収容される室温より５〜１０℃低い融点をもつ液状物とを備えているので、凝固した液状物が融解することにより、締結具またはチャックの温度が室温より５〜１０℃低い温度まで上昇したことを検出できる。締結具またはチャックは、試験片が冷却される結果として温められるので、液状物が融解したときは、試験片の端部が室温より低い温度に冷却されたものと推定される。合成樹脂製の試験片は、把持される端部が室温より低い温度であると、試験片の端部と中央部との間に温度勾配ができ、試験片の端部を中央部より硬くすることができる。これにより請求項１又は２の効果に加え、チャック切れを確実に防止できる効果がある。
【００１４】
請求項５記載の引張試験用掴み具によれば、試験片は、引張力の方向に対して直交方向の断面積が引張力の方向に亘って同一に形成されているので、合成樹脂材料を加工して、端部の断面積が中央部の断面積に比べて広く設定される試験片を調製することを省略できる。これにより請求項１から４のいずれかの効果に加え、試験片の調製作業を簡略化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は第１実施の形態における引張試験用掴み具の正面図であり、（ｂ）は引張試験用掴み具の側面図である。
【図２】（ａ）は引張試験用掴み具の締結具の側面図であり、（ｂ）は第２実施の形態における引張試験用掴み具のチャックの斜視図である。
【図３】（ａ）は第３実施の形態における引張試験用掴み具の正面図であり、（ｂ）は引張試験用掴み具のチャックの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１及び図２（ａ）を参照して、本発明の第１実施の形態における引張試験用掴み具１について説明する。図１（ａ）は第１実施の形態における引張試験用掴み具１の正面図であり、図１（ｂ）は引張試験用掴み具１の側面図である。
【００１７】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、引張試験用掴み具１は、引張試験機の負荷ロッド１００に連結される一対の部材であり、負荷ロッド１００の相対移動により負荷軸Ｌに沿って引張力を試験片Ｔに与えるため、合成樹脂製の試験片Ｔの端部を把持する部材である。引張試験用掴み具１は、ユニバーサルジョイント１０１を介して連結される掴み具本体２と、その掴み具本体２の端部側に形成されるチャック３と、そのチャック３に対向して配設されると共に掴み具本体２と分離して形成されるチャック４と、それらチャック３，４を開閉可能に掴み具本体２に取り付けられると共に、掴み具本体２から着脱可能に形成される締結具１０（ボルト１１及びナット１２）とを備えて構成されている。
【００１８】
掴み具本体２及びチャック４は、正面視して矩形状の板状体により形成されると共に、厚さ方向に貫通形成される取付孔３ｂ，４ｂが負荷軸Ｌの両側の相対位置にそれぞれ形成されている。取付孔３ｂ，４ｂは、各々にボルト１１の軸部１１ａが挿通される部位であり、軸部１１ａにナット１２が締結される。チャック３，４の間に試験片Ｔを負荷軸Ｌと同軸に差し込み、ボルト１１及びナット１２を締結することにより、チャック３，４の把持面３ａ，４ａに試験片Ｔが押止され、試験片Ｔの端部がチャック３，４に把持される。
【００１９】
次に、図２（ａ）を参照して、引張試験用掴み具１の締結具１０について説明する。図２（ａ）は引張試験用掴み具１の締結具１０（ボルト１１）の側面図である。なお、図２（ａ）において、ボルト１１の軸部１１ａの長手方向の図示を省略している。
【００２０】
ボルト１１は、頭部１１ｂから軸部１１ａに向かう有底の凹部１１ｃが頭部１１ｂの先端面に形成されている。凹部１１ｃは、ボルト１１の温度を示す指標部の一部であり、引張試験機が設置される試験室（図示せず）の室温より５〜１０℃低い融点をもつ液状物１１ｄが収容される部位である。融解した液状物１１ｄが凹部１１ｃから漏れ出すことを防ぐため、凹部１１ｃの内側を視認可能な透明なフィルム１１ｅが、凹部１１ｃを密封しつつ頭部１１ｂの先端面に貼付されている。本実施の形態では、液状物１１ｄとして酢酸（融点は約１７℃）が用いられている。
【００２１】
次に、引張試験用掴み具１の使用方法について説明する。引張試験機が設置される試験室の室温は、約２２〜２７℃に設定されているものとする。引張試験機の負荷ロッド１００に連結される掴み具本体２からボルト１１及びナット１２を取り外した後、ボルト１１及びナット１２を冷凍庫（図示せず）に保管し、十分な時間だけ放置する。これによりボルト１１及びナット１２は冷却されると共に、ボルト１１の凹部１１ｃに収容された液状物１１ｄは融点以下に冷却されて凝固する。
【００２２】
本実施の形態では、試験片Ｔは、合成樹脂製チューブを一対の引張試験用掴み具１，１の間隔より少し長めに切断したものとする。これにより引張力の方向（負荷軸Ｌの方向）に対して直交方向の断面積が引張力の方向（負荷軸Ｌの方向）に亘って同一とされる試験片Ｔを用いて引張試験を行うことができる。
【００２３】
試験片Ｔの引張試験を行うときは、冷凍庫（図示せず）から十分に冷却されたボルト１１及びナット１２を取り出し、直ちにチャック３，４の間に試験片Ｔを負荷軸Ｌと同軸に差し込むと共に、ボルト１１を取付孔３ｂ，４ｂに挿通しつつナット１２を締結する。これによりチャック３，４の把持面３ａ，４ａに試験片Ｔが押止され、試験片Ｔの端部が引張試験用掴み具１に把持される。
【００２４】
この状態ではチャック３，４とボルト１１及びナット１２との間の熱伝導によりチャック３，４が冷却され、次いでチャック３，４に把持される試験片Ｔの端部が冷却される。試験片Ｔが冷却される結果、ボルト１１及びナット１２は温められる。ボルト１１の温度は、指標部としての液状物１１ｄが融解することにより約１７℃（酢酸の融点）まで上昇したことが示される。ボルト１１及びナット１２は放射等によっても熱伝達されて温められるが、チャック３，４及び試験片Ｔとボルト１１及びナット１２との間の熱伝導が支配的なので、液状物１１ｄの状態（凝固または融解）から、試験片Ｔの端部が冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片Ｔは冷却されると硬さが増すので、試験片Ｔの端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片Ｔの端部近傍で局部変形が起こることを防止できる。これにより試験片Ｔのチャック切れを防止できる。
【００２５】
ここで、試験片Ｔが金属製の場合、熱伝導率が大きいので、試験片Ｔの端部が冷却されたときに試験片Ｔの長手方向に温度勾配が生じ難い。そのため、試験片Ｔの端部が冷却されると短時間で試験片Ｔの長手方向の中央部も冷却される。その結果、本実施の形態における引張試験用掴み具１を用いた場合、試験片Ｔの本来の材料特性を表す試験結果を得ることができない。従って、金属製の試験片Ｔの長手方向に温度勾配を強制的に生じさせるため、特許文献１に開示されるような複雑な装置や煩雑な操作が必要であった。
【００２６】
これに対し、本実施の形態における合成樹脂製の試験片Ｔは、熱伝導率が金属材料に比べて小さいので、チャック３，４に試験片Ｔを把持させることで、試験片Ｔの長手方向に大きな温度勾配を生じさせることができる。そのため、試験片Ｔの端部が冷却されても試験片Ｔの長手方向の中央部は冷却され難い。その結果、試験片Ｔの長手方向の中央部は略室温に維持され、試験片Ｔの本来の材料特性を表す試験結果を得ることができる。
【００２７】
以上説明したように第１実施の形態における引張試験用掴み具１によれば、従来のような複雑な装置や操作を用いることなく、簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片Ｔのチャック切れを防止でき、正確な試験結果を得ることができる。
【００２８】
また、掴み具本体２から取り外して冷却した締結具１０（ボルト１１）を用い、チャック３，４を閉じて試験片Ｔを把持することにより、チャック３，４を介して試験片Ｔを冷却することができる。これによりチャック３，４を介して試験片Ｔを徐々に冷却することができ、試験片Ｔが急冷されることを防止できる。また、掴み具本体２からの着脱が容易な締結具１０を利用するので、着脱操作性を向上できる。
【００２９】
また、締結具１０は掴み具本体２やチャック４と面接触するので、熱伝導効率を向上できる。さらに、引張試験を行う試験片Ｔの数と同じだけの締結具１０を冷却しておき、試験片Ｔを交換する度に締結具１０を冷却されたものと交換することにより、試験結果の再現性を確保できる。
【００３０】
また、締結具１０の温度を示す指標部は、締結具１０（ボルト１１）に形成される凹部１１ｃと、その凹部１１ｃに収容される室温（約２２〜２７℃）より５〜１０℃低い融点（約１７℃）をもつ液状物１１ｄ（酢酸）とを備えて構成されるので、液状物１１ｄが凝固した状態にあるか融解した状態にあるかを確認することにより、締結具１０が融点以下に冷却されているか否かを確認できる。
【００３１】
また、冷却された締結部１０を掴み具本体２に取り付けた後は、凝固した液状物１１ｄの融解を確認することで、締結具１０の温度が室温より５〜１０℃低い温度まで上昇したことを検出できる。締結具１０は、試験片Ｔが冷却される結果として温められるので、液状物１１ｄが融解したときは、試験片Ｔの端部が室温より５〜１０℃低い温度に冷却されたものと推定される。合成樹脂製の試験片Ｔは、チャック３，４に把持される端部が室温より５〜１０℃低い温度であると、試験片Ｔの端部と中央部との間に温度勾配ができ、試験片Ｔの端部を中央部より硬くすることができる。これにより試験片Ｔのチャック切れを確実に防止できる。なお、チャック３，４が室温より５〜１０℃低い温度になったときに引張試験を行うと、試験片Ｔのチャック切れを防止でき、正確な試験結果を得ることができることを実験により確認した。
【００３２】
また、本実施の形態では、試験片Ｔの端部を冷却することにより硬化させ、試験片Ｔの端部近傍で局部変形が生じることを防止できるので、試験片Ｔの端部の断面積が中央部の断面積に比べて広く設定されるように調製することを省略し、引張力の方向（負荷軸Ｌの方向）に対して直交方向の断面積が引張力の方向に亘って同一に形成される試験片Ｔを用いることができる。これにより、製品や試料から切り取られた試験片の引張試験結果ではなく、製品や試料そのものの引張試験結果を得ることができる。
【００３３】
次に、図２（ｂ）を参照して、第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、締結具１０（ボルト１１）に液状物１１ｄが収容される凹部１１ｃが形成される場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、液状物１４ｃが収容される凹部１４ｂがチャック１４に形成される場合について説明する。図２（ｂ）は、第２実施の形態における引張試験用掴み具のチャック１４の斜視図である。チャック１４は、第１実施の形態における引張試験用掴み具１のチャック４に代えて配設されるものとし、第１実施の形態と同一の部分は、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
【００３４】
チャック１４は、平面視して矩形状の板状体により形成される部材であり、２つの取付孔４ｂが貫通形成される面であって、把持面４ａの反対面１４ａに有底の凹部１４ｂが形成されている。凹部１４ｂは、指標部の一部であり、液状物１４ｃが収容される部位である。本実施の形態では、液状物１４ｃとして、引張試験機が設置される試験室の室温より５〜１０℃低い融点に調整されたワックスが収容されている。
【００３５】
次に、第２実施の形態における引張試験用掴み具の使用方法について説明する。引張試験機の負荷ロッド１００（図１参照）に連結される掴み具本体２からボルト１１及びナット１２を取り外すことでチャック１４を取り外した後、チャック１４を冷凍庫（図示せず）に入れ、十分な時間だけ放置する。これによりチャック１４は冷却されると共に、チャック１４の凹部１４ｂに収容された液状物１４ｃは融点以下に冷却されて凝固する。
【００３６】
引張試験を行うときは、冷凍庫（図示せず）から冷却されたチャック１４を取り出し、直ちにチャック３（図１参照），１４の間に試験片Ｔを負荷軸Ｌと同軸に差し込みつつ、ボルト１１及びナット１２を締結する。これによりチャック３，１４の把持面３ａ，４ａに試験片Ｔが押止され、試験片Ｔの端部がチャック３，１４に把持される。これによりチャック３，１４に把持された試験片Ｔの端部およびボルト１１等が冷却される。試験片Ｔ及びボルト１１等が冷却される結果、チャック１４は温められる。指標部としての液状物１４ｃが融解することにより、チャック１４の温度は液状物１４ｃの融点まで上昇したことが示される。チャック１４は放射等によっても温められるが、試験片Ｔとチャック１４との間の熱伝導が支配的なので、液状物１４ｃの状態から、試験片Ｔの端部が冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片Ｔは冷却されると硬さが増すので、試験片Ｔの端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片Ｔの端部近傍で局部変形が起こることを防止できる。これによりチャック切れを防止できる。
【００３７】
以上説明したように第２実施の形態においても、第１実施の形態と同様に、従来のような複雑な装置や操作を用いることなく、簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片Ｔのチャック切れを防止できる。また、冷却されたチャック１４に把持されて試験片Ｔが冷却されるので、試験片Ｔの冷却効率を向上できる。なお、引張試験を行う試験片Ｔの数と同じだけのチャックＴを冷却しておき、試験片Ｔを交換する度にチャック１４を冷却されたものと交換することにより、試験結果の再現性を確保できる。
【００３８】
次に、図３を参照して、第３実施の形態について説明する。第１実施の形態および第２実施の形態では、締結具１０やチャック１４に液状物１１ｄ，１４ｃが収容される凹部１１ｃ，１４ｂが形成され、それらが指標部を構成する場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、指標部として、ラベル状の温度表示具２３ｄがチャック２３に貼付されている場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分は、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３（ａ）は第３実施の形態における引張試験用掴み具２１の正面図であり、図３（ｂ）は引張試験用掴み具２１のチャック２３の斜視図である。なお、図３（ａ）では、負荷ロッド１００に連結される一対の引張試験用掴み具２１のうち、一方の図示を省略している。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、引張試験用掴み具２１は、ユニバーサルジョイント１０１を介して引張試験機の負荷ロッド１００に連結されると共に、正面視して略コ字状に形成される掴み具本体２２と、その掴み具本体２２の内側に配設される一対のチャック２３，２３とを備えて構成されている。掴み具本体２２は、略コ字状に形成される両側の対向部２２ａに取付孔２２ｂが貫通形成され、その取付孔２２ｂに締結具としてのねじ棒２４が螺挿されている。ねじ棒２４は、一端に摘み部２４ａが形成され、他端はチャック２３に当接される。
【００４０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、チャック２３は、ブロック状に形成される部材であり、試験片Ｔを把持する把持面２３ａが、ねじ棒２４が当接される面の反対面に形成されている。またチャック２３は、把持面２３ａの反対面２３ｂに、ねじ棒２４の他端が係合される係合孔２３ｃが形成されると共に、掴み具本体２２に配設された状態で視認可能な位置に指標部としてのラベル状の温度表示具２３ｄが貼付されている。
【００４１】
温度表示具２３ｄは、ワックス、液晶、マイクロカプセル等の性状が温度により変化する特性を利用して、予め設定された設定温度に達したことを色調や色彩等の変化により表示する部材であり、例えば特許第３４２６５４６号公報等により公知である。本実施の形態では、温度表示具２３ｄは、引張試験機が設置される試験室の室温より５〜１０℃低い温度に達すると外観（色）が変化するものが採用されている。
【００４２】
次に、引張試験用掴み具２１の使用方法について説明する。まず、摘み部２４ａを回転させることにより、引張試験機の負荷ロッド１００に連結される掴み具本体２２からねじ棒２４を螺退させ、チャック２３の係合孔２３ｃからねじ棒２４を抜き、チャック２３を取り外す。次いで、チャック２３を冷凍庫（図示せず）に入れ、十分な時間だけ放置する。これによりチャック２３は冷却されると共に、温度表示具２３ｄは設定温度以下に冷却されて外観（色）が変化する。
【００４３】
引張試験を行うときは、冷凍庫（図示せず）から十分に冷却されたチャック２３を取り出し、掴み具本体２２の対向部２２ａの内側に位置させる。次いで、係合孔２３ｃにねじ棒２４の先端を係合させると共にねじ棒２４を螺進させつつ、チャック２３，２３の間に試験片Ｔを負荷軸Ｌと同軸に差し込む。これによりチャック２３，２３の把持面２３ａ，２３ａに試験片Ｔが押止され、試験片Ｔの端部がチャック２３，２３に把持される。これによりチャック２３に把持された試験片Ｔの端部およびねじ棒２４等が冷却される。試験片Ｔ及びねじ棒２４等が冷却される結果、チャック２３は温められる。温度表示具２３ｄの外観の変化（変色）により、チャック２３は設定温度まで上昇したことが示される。チャック２３は放射等によっても温められるが、試験片Ｔとチャック２３との間の熱伝導が支配的なので、温度表示具２３ｄの状態から、試験片Ｔの端部が冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片Ｔは冷却されると硬さが増すので、試験片Ｔの端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片Ｔの端部近傍で局部変形が起こることを防止できる。これによりチャック切れを防止できる。
【００４４】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量等）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【００４５】
上記実施の形態では、管状に形成される試験片Ｔについて説明したが、必ずしもこれらに限られるものではなく、試験片Ｔを他の形態とすることも可能である。他の形態としては、例えば、棒状、糸状、紐状、フィルム状等であって、引張力の方向（負荷軸Ｌの方向）に対して直交方向の断面積が引張力の方向に亘って同一に形成される合成樹脂材を挙げることができる。これにより端部の断面積が中央部の断面積に比べて広く設定される試験片（ＪＩＳ Ｋ６８１５−１：２００２に規定されるもの）を調製することを省略でき、試験片の調製作業を簡略化できる。なお、上記ＪＩＳ Ｋ６８１５−１：２００２に規定される形状に加工した試験片を用いて引張試験を行うことも当然可能である。
【００４６】
上記第１実施の形態では、ボルト１１に指標部（凹部１１ｃ及び液状物１１ｄ）が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ナット１２に指標部を形成することも可能である。この場合も同様の効果を実現できる。
【００４７】
また、上記第１実施の形態ではボルト１１及びナット１２（締結具１０）を冷却する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、掴み具本体２から取り外したチャック４も併せて冷却することが可能である。これにより試験片Ｔの冷却効率を向上できる。
【００４８】
また、上記第１実施の形態おいて、２個のナット１２を両方とも取り外して２本のボルト１１をチャック４から取り外すのではなく、片方のナット１２を取り外して、片方のボルト１１を取り外すことも可能である。これによりボルト１１及びナット１２の着脱操作を簡略化できる。さらに片方のボルト１１を冷却することにより、ボルト１１を取り付けたときの試験片Ｔの冷却速度や温度を調整することができる。
【００４９】
上記第３実施の形態では、冷却されるチャック２３に温度表示具２３ｄ（指標部）が貼付される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、チャック２３に温度表示具２３ｄを貼付するのに代えて、掴み具本体２２に温度表示具２３ｄを貼付することも可能である。この場合は、チャック２３により熱伝導でねじ棒２４及び掴み具本体２２が冷却されるので、掴み具本体２２の温度を温度表示具２３ｄで確認することにより、試験片Ｔが冷却されたことを推定できる。
【００５０】
上記第３実施の形態では、掴み具本体２２からチャック２３を取り外して冷却する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、掴み具本体２２からねじ棒２４を取り外して、ねじ棒２４を冷却することも可能である。この場合は、冷却されたねじ棒２４により熱伝導でチャック２３が冷却されるので、チャック２３の温度を温度表示具２３ｄで確認することにより、試験片Ｔが冷却されたことを推定できる。チャック２３は試験片Ｔと接触しているので、試験片Ｔが冷却されたことの推定精度を向上できる。
【００５１】
上記各実施の形態では、締結具１０、チャック１４，２３を冷凍庫により冷却する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、これらを液体窒素等の冷媒を用いて冷却する（深冷する）ことも可能である。これにより、これらの冷却に要する時間を短縮できる。その結果、引張試験を行う試験片Ｔの数と同数の締結具１０等を準備しなくても、引張試験ごとに締結具１０等を冷却することにより、数多くの引張試験を行うことが可能となる。
【００５２】
上記第１実施の形態では、ボルト１１に形成された凹部１１ｃがフィルム１１ｅで密封されている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、フィルム１１ｅを貼付することなく凹部１１ｃを開放した状態にしておくことも可能である。この場合はボルト１１を冷却する都度、或いはボルト１１を冷却した後、凹部１１ｃに液状物１１ｄを注ぎ込むことにより液状物１１を凝固させて、同様の効果を実現できる。
【００５３】
上記各実施の形態では、指標部を構成する液状物１１ｄ，１４ｃとして、酢酸やワックスを用いる場合について説明したが、必ずしもこれらに限られるものではなく、例えば、融点を調整した油脂類を用いることも当然可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１，２１ 引張試験用掴み具
２，２２ 掴み具本体
３，４，２３ チャック
１０ 締結具
１１ｃ，１４ｂ 凹部（指標部の一部）
１１ｄ，１４ｃ 液状物（指標部の一部）
２３ｄ 温度表示具（指標部）
２４ ねじ棒（締結具）
１００ 負荷ロッド（引張試験機の一部）
Ｔ 試験片
【技術分野】
【０００１】
本発明は引張試験用掴み具に関し、特に、簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片のチャック切れを防止できる引張試験用掴み具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、合成樹脂材料の引張試験は、試験片の両端部を一対の掴み具で把持し、引張試験機により負荷軸に沿って掴み具の間で試験片に引張力を与えることにより行われる。掴み具の把持力が小さいと、引張力を与えるときに試験片が掴み具から抜けてしまう。これを防ぐため、掴み具の把持力を大きくすると、掴み具の近くで試験片は局部変形を起こし、そこで破断することがある（以下「チャック切れ」と称す）。チャック切れによる破断荷重は合成樹脂材料の本来の破断荷重より小さいため、チャック切れが生じると、正確な試験結果が得られないという問題がある。
【０００３】
金属材料の引張試験においても、これと似通った現象が生じることが知られている。これを防ぐため、金属材料の引張試験装置においては、試験片の両端を把持するチャックを室温以下の温度に冷却する冷却手段と、試験片の中央部の表面温度を規定温度に制御する温度制御手段とを備えるものが開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示される技術では、試験片の両端を室温以下の温度に冷却し、試験片の中央部の表面温度を規定温度に制御する。これにより試験片の端部の引張強さを中央部の引張強さより大きくすることができ、チャック切れを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２４９０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される技術は金属材料の引張試験に関するものであり、合成樹脂材料の引張試験に関して、チャック切れを防止するための技術は存在しなかった。
【０００６】
また、特許文献１に開示される技術を合成樹脂材料の引張試験に適用した場合には、引張試験機は、チャック内に設けられる冷却コイルに接続される冷却装置と、試験片の中央部近くに取り付けられる加温コイルと、試験片の中央部の表面温度を検出する温度センサと、冷却装置、加温コイル及び温度センサに接続される温度制御装置とを備え、温度制御装置により試験片の中央部の表面温度と端部との間に温度勾配ができるように制御するので、装置構成や操作が複雑化するという問題点があった。
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片のチャック切れを防止できる引張試験用掴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および発明の効果】
【０００８】
この目的を達成するために、請求項１記載の引張試験用掴み具によれば、引張試験機に連結される掴み具本体に着脱可能に形成される締結具により、掴み具本体から締結具が取り外された状態で冷却される。冷却された締結具を掴み具本体に取り付けた後、締結具の締結操作により試験片の端部をチャックで把持すると、試験片およびチャックと締結具との間の熱伝導により試験片の端部およびチャックが冷却される。試験片およびチャックが冷却される結果、締結具は温められる。その締結具またはチャックの温度は指標部により示され、その温度から、試験片の端部が冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片は冷却されると硬さが増すので、試験片の端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片の端部近傍で局部変形が起こることを防止できる。これによりチャック切れを防止できる。
【０００９】
以上のように請求項１記載の引張試験用掴み具によれば、従来のような複雑な装置や操作を用いることなく、簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片のチャック切れを防止できる効果がある。
【００１０】
さらに、試験片の冷却をチャックの開閉に用いる締結具を利用して行うので、着脱が容易であり操作性を向上できる効果がある。
【００１１】
請求項２記載の引張試験用掴み具によれば、引張試験機に連結される掴み具本体に着脱可能に形成されるチャックが、掴み具本体から取り外された状態で冷却される。冷却されたチャックを掴み具本体に取り付けた後、試験片の端部をチャックで把持すると、試験片とチャックとの間の熱伝導により試験片の端部が冷却される。これと同時に掴み具本体とチャックとの間の熱伝導も生じ、掴み具本体も冷却される。その掴み具本体またはチャックの温度は指標部により示され、その温度から、試験片の端部が冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片は冷却されると硬さが増すので、試験片の端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片の端部近傍で局部変形が起こることを防止できる。これによりチャック切れを防止できる。
【００１２】
請求項３記載の引張試験用掴み具によれば、指標部は、室温より５〜１０℃低い設定温度に達すると外観が変化するものなので、指標部が形成された部材の温度が室温より５〜１０℃低い温度に達したことを検出できる。指標部が形成された部材の温度は、試験片が冷却される結果として変化するので、指標部の外観が変化したときは、試験片の端部が室温より低い温度に冷却されたものと推定される。合成樹脂製の試験片は、把持される端部が室温より低い温度であると、試験片の端部と中央部との間に温度勾配ができ、試験片の端部を中央部より硬くすることができる。これにより請求項１又は２の効果に加え、チャック切れを確実に防止できる効果がある。
【００１３】
請求項４記載の引張試験用掴み具によれば、指標部は、締結具またはチャックに形成される凹部と、その凹部に収容される室温より５〜１０℃低い融点をもつ液状物とを備えているので、凝固した液状物が融解することにより、締結具またはチャックの温度が室温より５〜１０℃低い温度まで上昇したことを検出できる。締結具またはチャックは、試験片が冷却される結果として温められるので、液状物が融解したときは、試験片の端部が室温より低い温度に冷却されたものと推定される。合成樹脂製の試験片は、把持される端部が室温より低い温度であると、試験片の端部と中央部との間に温度勾配ができ、試験片の端部を中央部より硬くすることができる。これにより請求項１又は２の効果に加え、チャック切れを確実に防止できる効果がある。
【００１４】
請求項５記載の引張試験用掴み具によれば、試験片は、引張力の方向に対して直交方向の断面積が引張力の方向に亘って同一に形成されているので、合成樹脂材料を加工して、端部の断面積が中央部の断面積に比べて広く設定される試験片を調製することを省略できる。これにより請求項１から４のいずれかの効果に加え、試験片の調製作業を簡略化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は第１実施の形態における引張試験用掴み具の正面図であり、（ｂ）は引張試験用掴み具の側面図である。
【図２】（ａ）は引張試験用掴み具の締結具の側面図であり、（ｂ）は第２実施の形態における引張試験用掴み具のチャックの斜視図である。
【図３】（ａ）は第３実施の形態における引張試験用掴み具の正面図であり、（ｂ）は引張試験用掴み具のチャックの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１及び図２（ａ）を参照して、本発明の第１実施の形態における引張試験用掴み具１について説明する。図１（ａ）は第１実施の形態における引張試験用掴み具１の正面図であり、図１（ｂ）は引張試験用掴み具１の側面図である。
【００１７】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、引張試験用掴み具１は、引張試験機の負荷ロッド１００に連結される一対の部材であり、負荷ロッド１００の相対移動により負荷軸Ｌに沿って引張力を試験片Ｔに与えるため、合成樹脂製の試験片Ｔの端部を把持する部材である。引張試験用掴み具１は、ユニバーサルジョイント１０１を介して連結される掴み具本体２と、その掴み具本体２の端部側に形成されるチャック３と、そのチャック３に対向して配設されると共に掴み具本体２と分離して形成されるチャック４と、それらチャック３，４を開閉可能に掴み具本体２に取り付けられると共に、掴み具本体２から着脱可能に形成される締結具１０（ボルト１１及びナット１２）とを備えて構成されている。
【００１８】
掴み具本体２及びチャック４は、正面視して矩形状の板状体により形成されると共に、厚さ方向に貫通形成される取付孔３ｂ，４ｂが負荷軸Ｌの両側の相対位置にそれぞれ形成されている。取付孔３ｂ，４ｂは、各々にボルト１１の軸部１１ａが挿通される部位であり、軸部１１ａにナット１２が締結される。チャック３，４の間に試験片Ｔを負荷軸Ｌと同軸に差し込み、ボルト１１及びナット１２を締結することにより、チャック３，４の把持面３ａ，４ａに試験片Ｔが押止され、試験片Ｔの端部がチャック３，４に把持される。
【００１９】
次に、図２（ａ）を参照して、引張試験用掴み具１の締結具１０について説明する。図２（ａ）は引張試験用掴み具１の締結具１０（ボルト１１）の側面図である。なお、図２（ａ）において、ボルト１１の軸部１１ａの長手方向の図示を省略している。
【００２０】
ボルト１１は、頭部１１ｂから軸部１１ａに向かう有底の凹部１１ｃが頭部１１ｂの先端面に形成されている。凹部１１ｃは、ボルト１１の温度を示す指標部の一部であり、引張試験機が設置される試験室（図示せず）の室温より５〜１０℃低い融点をもつ液状物１１ｄが収容される部位である。融解した液状物１１ｄが凹部１１ｃから漏れ出すことを防ぐため、凹部１１ｃの内側を視認可能な透明なフィルム１１ｅが、凹部１１ｃを密封しつつ頭部１１ｂの先端面に貼付されている。本実施の形態では、液状物１１ｄとして酢酸（融点は約１７℃）が用いられている。
【００２１】
次に、引張試験用掴み具１の使用方法について説明する。引張試験機が設置される試験室の室温は、約２２〜２７℃に設定されているものとする。引張試験機の負荷ロッド１００に連結される掴み具本体２からボルト１１及びナット１２を取り外した後、ボルト１１及びナット１２を冷凍庫（図示せず）に保管し、十分な時間だけ放置する。これによりボルト１１及びナット１２は冷却されると共に、ボルト１１の凹部１１ｃに収容された液状物１１ｄは融点以下に冷却されて凝固する。
【００２２】
本実施の形態では、試験片Ｔは、合成樹脂製チューブを一対の引張試験用掴み具１，１の間隔より少し長めに切断したものとする。これにより引張力の方向（負荷軸Ｌの方向）に対して直交方向の断面積が引張力の方向（負荷軸Ｌの方向）に亘って同一とされる試験片Ｔを用いて引張試験を行うことができる。
【００２３】
試験片Ｔの引張試験を行うときは、冷凍庫（図示せず）から十分に冷却されたボルト１１及びナット１２を取り出し、直ちにチャック３，４の間に試験片Ｔを負荷軸Ｌと同軸に差し込むと共に、ボルト１１を取付孔３ｂ，４ｂに挿通しつつナット１２を締結する。これによりチャック３，４の把持面３ａ，４ａに試験片Ｔが押止され、試験片Ｔの端部が引張試験用掴み具１に把持される。
【００２４】
この状態ではチャック３，４とボルト１１及びナット１２との間の熱伝導によりチャック３，４が冷却され、次いでチャック３，４に把持される試験片Ｔの端部が冷却される。試験片Ｔが冷却される結果、ボルト１１及びナット１２は温められる。ボルト１１の温度は、指標部としての液状物１１ｄが融解することにより約１７℃（酢酸の融点）まで上昇したことが示される。ボルト１１及びナット１２は放射等によっても熱伝達されて温められるが、チャック３，４及び試験片Ｔとボルト１１及びナット１２との間の熱伝導が支配的なので、液状物１１ｄの状態（凝固または融解）から、試験片Ｔの端部が冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片Ｔは冷却されると硬さが増すので、試験片Ｔの端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片Ｔの端部近傍で局部変形が起こることを防止できる。これにより試験片Ｔのチャック切れを防止できる。
【００２５】
ここで、試験片Ｔが金属製の場合、熱伝導率が大きいので、試験片Ｔの端部が冷却されたときに試験片Ｔの長手方向に温度勾配が生じ難い。そのため、試験片Ｔの端部が冷却されると短時間で試験片Ｔの長手方向の中央部も冷却される。その結果、本実施の形態における引張試験用掴み具１を用いた場合、試験片Ｔの本来の材料特性を表す試験結果を得ることができない。従って、金属製の試験片Ｔの長手方向に温度勾配を強制的に生じさせるため、特許文献１に開示されるような複雑な装置や煩雑な操作が必要であった。
【００２６】
これに対し、本実施の形態における合成樹脂製の試験片Ｔは、熱伝導率が金属材料に比べて小さいので、チャック３，４に試験片Ｔを把持させることで、試験片Ｔの長手方向に大きな温度勾配を生じさせることができる。そのため、試験片Ｔの端部が冷却されても試験片Ｔの長手方向の中央部は冷却され難い。その結果、試験片Ｔの長手方向の中央部は略室温に維持され、試験片Ｔの本来の材料特性を表す試験結果を得ることができる。
【００２７】
以上説明したように第１実施の形態における引張試験用掴み具１によれば、従来のような複雑な装置や操作を用いることなく、簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片Ｔのチャック切れを防止でき、正確な試験結果を得ることができる。
【００２８】
また、掴み具本体２から取り外して冷却した締結具１０（ボルト１１）を用い、チャック３，４を閉じて試験片Ｔを把持することにより、チャック３，４を介して試験片Ｔを冷却することができる。これによりチャック３，４を介して試験片Ｔを徐々に冷却することができ、試験片Ｔが急冷されることを防止できる。また、掴み具本体２からの着脱が容易な締結具１０を利用するので、着脱操作性を向上できる。
【００２９】
また、締結具１０は掴み具本体２やチャック４と面接触するので、熱伝導効率を向上できる。さらに、引張試験を行う試験片Ｔの数と同じだけの締結具１０を冷却しておき、試験片Ｔを交換する度に締結具１０を冷却されたものと交換することにより、試験結果の再現性を確保できる。
【００３０】
また、締結具１０の温度を示す指標部は、締結具１０（ボルト１１）に形成される凹部１１ｃと、その凹部１１ｃに収容される室温（約２２〜２７℃）より５〜１０℃低い融点（約１７℃）をもつ液状物１１ｄ（酢酸）とを備えて構成されるので、液状物１１ｄが凝固した状態にあるか融解した状態にあるかを確認することにより、締結具１０が融点以下に冷却されているか否かを確認できる。
【００３１】
また、冷却された締結部１０を掴み具本体２に取り付けた後は、凝固した液状物１１ｄの融解を確認することで、締結具１０の温度が室温より５〜１０℃低い温度まで上昇したことを検出できる。締結具１０は、試験片Ｔが冷却される結果として温められるので、液状物１１ｄが融解したときは、試験片Ｔの端部が室温より５〜１０℃低い温度に冷却されたものと推定される。合成樹脂製の試験片Ｔは、チャック３，４に把持される端部が室温より５〜１０℃低い温度であると、試験片Ｔの端部と中央部との間に温度勾配ができ、試験片Ｔの端部を中央部より硬くすることができる。これにより試験片Ｔのチャック切れを確実に防止できる。なお、チャック３，４が室温より５〜１０℃低い温度になったときに引張試験を行うと、試験片Ｔのチャック切れを防止でき、正確な試験結果を得ることができることを実験により確認した。
【００３２】
また、本実施の形態では、試験片Ｔの端部を冷却することにより硬化させ、試験片Ｔの端部近傍で局部変形が生じることを防止できるので、試験片Ｔの端部の断面積が中央部の断面積に比べて広く設定されるように調製することを省略し、引張力の方向（負荷軸Ｌの方向）に対して直交方向の断面積が引張力の方向に亘って同一に形成される試験片Ｔを用いることができる。これにより、製品や試料から切り取られた試験片の引張試験結果ではなく、製品や試料そのものの引張試験結果を得ることができる。
【００３３】
次に、図２（ｂ）を参照して、第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、締結具１０（ボルト１１）に液状物１１ｄが収容される凹部１１ｃが形成される場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、液状物１４ｃが収容される凹部１４ｂがチャック１４に形成される場合について説明する。図２（ｂ）は、第２実施の形態における引張試験用掴み具のチャック１４の斜視図である。チャック１４は、第１実施の形態における引張試験用掴み具１のチャック４に代えて配設されるものとし、第１実施の形態と同一の部分は、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
【００３４】
チャック１４は、平面視して矩形状の板状体により形成される部材であり、２つの取付孔４ｂが貫通形成される面であって、把持面４ａの反対面１４ａに有底の凹部１４ｂが形成されている。凹部１４ｂは、指標部の一部であり、液状物１４ｃが収容される部位である。本実施の形態では、液状物１４ｃとして、引張試験機が設置される試験室の室温より５〜１０℃低い融点に調整されたワックスが収容されている。
【００３５】
次に、第２実施の形態における引張試験用掴み具の使用方法について説明する。引張試験機の負荷ロッド１００（図１参照）に連結される掴み具本体２からボルト１１及びナット１２を取り外すことでチャック１４を取り外した後、チャック１４を冷凍庫（図示せず）に入れ、十分な時間だけ放置する。これによりチャック１４は冷却されると共に、チャック１４の凹部１４ｂに収容された液状物１４ｃは融点以下に冷却されて凝固する。
【００３６】
引張試験を行うときは、冷凍庫（図示せず）から冷却されたチャック１４を取り出し、直ちにチャック３（図１参照），１４の間に試験片Ｔを負荷軸Ｌと同軸に差し込みつつ、ボルト１１及びナット１２を締結する。これによりチャック３，１４の把持面３ａ，４ａに試験片Ｔが押止され、試験片Ｔの端部がチャック３，１４に把持される。これによりチャック３，１４に把持された試験片Ｔの端部およびボルト１１等が冷却される。試験片Ｔ及びボルト１１等が冷却される結果、チャック１４は温められる。指標部としての液状物１４ｃが融解することにより、チャック１４の温度は液状物１４ｃの融点まで上昇したことが示される。チャック１４は放射等によっても温められるが、試験片Ｔとチャック１４との間の熱伝導が支配的なので、液状物１４ｃの状態から、試験片Ｔの端部が冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片Ｔは冷却されると硬さが増すので、試験片Ｔの端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片Ｔの端部近傍で局部変形が起こることを防止できる。これによりチャック切れを防止できる。
【００３７】
以上説明したように第２実施の形態においても、第１実施の形態と同様に、従来のような複雑な装置や操作を用いることなく、簡易な装置および操作により合成樹脂製の試験片Ｔのチャック切れを防止できる。また、冷却されたチャック１４に把持されて試験片Ｔが冷却されるので、試験片Ｔの冷却効率を向上できる。なお、引張試験を行う試験片Ｔの数と同じだけのチャックＴを冷却しておき、試験片Ｔを交換する度にチャック１４を冷却されたものと交換することにより、試験結果の再現性を確保できる。
【００３８】
次に、図３を参照して、第３実施の形態について説明する。第１実施の形態および第２実施の形態では、締結具１０やチャック１４に液状物１１ｄ，１４ｃが収容される凹部１１ｃ，１４ｂが形成され、それらが指標部を構成する場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、指標部として、ラベル状の温度表示具２３ｄがチャック２３に貼付されている場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分は、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３（ａ）は第３実施の形態における引張試験用掴み具２１の正面図であり、図３（ｂ）は引張試験用掴み具２１のチャック２３の斜視図である。なお、図３（ａ）では、負荷ロッド１００に連結される一対の引張試験用掴み具２１のうち、一方の図示を省略している。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、引張試験用掴み具２１は、ユニバーサルジョイント１０１を介して引張試験機の負荷ロッド１００に連結されると共に、正面視して略コ字状に形成される掴み具本体２２と、その掴み具本体２２の内側に配設される一対のチャック２３，２３とを備えて構成されている。掴み具本体２２は、略コ字状に形成される両側の対向部２２ａに取付孔２２ｂが貫通形成され、その取付孔２２ｂに締結具としてのねじ棒２４が螺挿されている。ねじ棒２４は、一端に摘み部２４ａが形成され、他端はチャック２３に当接される。
【００４０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、チャック２３は、ブロック状に形成される部材であり、試験片Ｔを把持する把持面２３ａが、ねじ棒２４が当接される面の反対面に形成されている。またチャック２３は、把持面２３ａの反対面２３ｂに、ねじ棒２４の他端が係合される係合孔２３ｃが形成されると共に、掴み具本体２２に配設された状態で視認可能な位置に指標部としてのラベル状の温度表示具２３ｄが貼付されている。
【００４１】
温度表示具２３ｄは、ワックス、液晶、マイクロカプセル等の性状が温度により変化する特性を利用して、予め設定された設定温度に達したことを色調や色彩等の変化により表示する部材であり、例えば特許第３４２６５４６号公報等により公知である。本実施の形態では、温度表示具２３ｄは、引張試験機が設置される試験室の室温より５〜１０℃低い温度に達すると外観（色）が変化するものが採用されている。
【００４２】
次に、引張試験用掴み具２１の使用方法について説明する。まず、摘み部２４ａを回転させることにより、引張試験機の負荷ロッド１００に連結される掴み具本体２２からねじ棒２４を螺退させ、チャック２３の係合孔２３ｃからねじ棒２４を抜き、チャック２３を取り外す。次いで、チャック２３を冷凍庫（図示せず）に入れ、十分な時間だけ放置する。これによりチャック２３は冷却されると共に、温度表示具２３ｄは設定温度以下に冷却されて外観（色）が変化する。
【００４３】
引張試験を行うときは、冷凍庫（図示せず）から十分に冷却されたチャック２３を取り出し、掴み具本体２２の対向部２２ａの内側に位置させる。次いで、係合孔２３ｃにねじ棒２４の先端を係合させると共にねじ棒２４を螺進させつつ、チャック２３，２３の間に試験片Ｔを負荷軸Ｌと同軸に差し込む。これによりチャック２３，２３の把持面２３ａ，２３ａに試験片Ｔが押止され、試験片Ｔの端部がチャック２３，２３に把持される。これによりチャック２３に把持された試験片Ｔの端部およびねじ棒２４等が冷却される。試験片Ｔ及びねじ棒２４等が冷却される結果、チャック２３は温められる。温度表示具２３ｄの外観の変化（変色）により、チャック２３は設定温度まで上昇したことが示される。チャック２３は放射等によっても温められるが、試験片Ｔとチャック２３との間の熱伝導が支配的なので、温度表示具２３ｄの状態から、試験片Ｔの端部が冷却されたかを推定できる。合成樹脂製の試験片Ｔは冷却されると硬さが増すので、試験片Ｔの端部が冷却された後に引張試験を行うことで、試験片Ｔの端部近傍で局部変形が起こることを防止できる。これによりチャック切れを防止できる。
【００４４】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、上記実施の形態で挙げた数値（例えば、各構成の数量等）は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【００４５】
上記実施の形態では、管状に形成される試験片Ｔについて説明したが、必ずしもこれらに限られるものではなく、試験片Ｔを他の形態とすることも可能である。他の形態としては、例えば、棒状、糸状、紐状、フィルム状等であって、引張力の方向（負荷軸Ｌの方向）に対して直交方向の断面積が引張力の方向に亘って同一に形成される合成樹脂材を挙げることができる。これにより端部の断面積が中央部の断面積に比べて広く設定される試験片（ＪＩＳ Ｋ６８１５−１：２００２に規定されるもの）を調製することを省略でき、試験片の調製作業を簡略化できる。なお、上記ＪＩＳ Ｋ６８１５−１：２００２に規定される形状に加工した試験片を用いて引張試験を行うことも当然可能である。
【００４６】
上記第１実施の形態では、ボルト１１に指標部（凹部１１ｃ及び液状物１１ｄ）が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、ナット１２に指標部を形成することも可能である。この場合も同様の効果を実現できる。
【００４７】
また、上記第１実施の形態ではボルト１１及びナット１２（締結具１０）を冷却する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、掴み具本体２から取り外したチャック４も併せて冷却することが可能である。これにより試験片Ｔの冷却効率を向上できる。
【００４８】
また、上記第１実施の形態おいて、２個のナット１２を両方とも取り外して２本のボルト１１をチャック４から取り外すのではなく、片方のナット１２を取り外して、片方のボルト１１を取り外すことも可能である。これによりボルト１１及びナット１２の着脱操作を簡略化できる。さらに片方のボルト１１を冷却することにより、ボルト１１を取り付けたときの試験片Ｔの冷却速度や温度を調整することができる。
【００４９】
上記第３実施の形態では、冷却されるチャック２３に温度表示具２３ｄ（指標部）が貼付される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、チャック２３に温度表示具２３ｄを貼付するのに代えて、掴み具本体２２に温度表示具２３ｄを貼付することも可能である。この場合は、チャック２３により熱伝導でねじ棒２４及び掴み具本体２２が冷却されるので、掴み具本体２２の温度を温度表示具２３ｄで確認することにより、試験片Ｔが冷却されたことを推定できる。
【００５０】
上記第３実施の形態では、掴み具本体２２からチャック２３を取り外して冷却する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、掴み具本体２２からねじ棒２４を取り外して、ねじ棒２４を冷却することも可能である。この場合は、冷却されたねじ棒２４により熱伝導でチャック２３が冷却されるので、チャック２３の温度を温度表示具２３ｄで確認することにより、試験片Ｔが冷却されたことを推定できる。チャック２３は試験片Ｔと接触しているので、試験片Ｔが冷却されたことの推定精度を向上できる。
【００５１】
上記各実施の形態では、締結具１０、チャック１４，２３を冷凍庫により冷却する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、これらを液体窒素等の冷媒を用いて冷却する（深冷する）ことも可能である。これにより、これらの冷却に要する時間を短縮できる。その結果、引張試験を行う試験片Ｔの数と同数の締結具１０等を準備しなくても、引張試験ごとに締結具１０等を冷却することにより、数多くの引張試験を行うことが可能となる。
【００５２】
上記第１実施の形態では、ボルト１１に形成された凹部１１ｃがフィルム１１ｅで密封されている場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、フィルム１１ｅを貼付することなく凹部１１ｃを開放した状態にしておくことも可能である。この場合はボルト１１を冷却する都度、或いはボルト１１を冷却した後、凹部１１ｃに液状物１１ｄを注ぎ込むことにより液状物１１を凝固させて、同様の効果を実現できる。
【００５３】
上記各実施の形態では、指標部を構成する液状物１１ｄ，１４ｃとして、酢酸やワックスを用いる場合について説明したが、必ずしもこれらに限られるものではなく、例えば、融点を調整した油脂類を用いることも当然可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１，２１ 引張試験用掴み具
２，２２ 掴み具本体
３，４，２３ チャック
１０ 締結具
１１ｃ，１４ｂ 凹部（指標部の一部）
１１ｄ，１４ｃ 液状物（指標部の一部）
２３ｄ 温度表示具（指標部）
２４ ねじ棒（締結具）
１００ 負荷ロッド（引張試験機の一部）
Ｔ 試験片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製の試験片の端部を把持する引張試験用掴み具において、
引張試験機に連結される掴み具本体と、
その掴み具本体に配設されると共に、前記試験片の端部を把持するチャックと、
そのチャックを開閉可能に構成されると共に、前記掴み具本体に着脱可能に形成され、取り外された状態で冷却される締結具と、
その締結具または前記チャックに形成され、前記掴み具本体に取り付けられる前記締結具または前記チャックの温度を示す指標部とを備えていることを特徴とする引張試験用掴み具。
【請求項２】
合成樹脂製の試験片の端部を把持する引張試験用掴み具において、
引張試験機に連結される掴み具本体と、
その掴み具本体に着脱可能に形成され、取り外された状態で冷却されると共に前記試験片の端部を把持するチャックと、
そのチャック又は前記掴み具本体に形成され、前記掴み具本体に取り付けられる前記チャック又は前記掴み具本体の温度を示す指標部とを備えていることを特徴とする引張試験用掴み具。
【請求項３】
前記指標部は、室温より５〜１０℃低い設定温度に達すると外観が変化するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の引張試験用掴み具。
【請求項４】
前記指標部は、前記締結具または前記チャックに形成される凹部と、その凹部に収容される室温より５〜１０℃低い融点をもつ液状物とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の引張試験用掴み具。
【請求項５】
前記試験片は、引張力の方向に対して直交方向の断面積が、引張力の方向に亘って同一に形成されてい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引張試験用掴み具。
【請求項１】
合成樹脂製の試験片の端部を把持する引張試験用掴み具において、
引張試験機に連結される掴み具本体と、
その掴み具本体に配設されると共に、前記試験片の端部を把持するチャックと、
そのチャックを開閉可能に構成されると共に、前記掴み具本体に着脱可能に形成され、取り外された状態で冷却される締結具と、
その締結具または前記チャックに形成され、前記掴み具本体に取り付けられる前記締結具または前記チャックの温度を示す指標部とを備えていることを特徴とする引張試験用掴み具。
【請求項２】
合成樹脂製の試験片の端部を把持する引張試験用掴み具において、
引張試験機に連結される掴み具本体と、
その掴み具本体に着脱可能に形成され、取り外された状態で冷却されると共に前記試験片の端部を把持するチャックと、
そのチャック又は前記掴み具本体に形成され、前記掴み具本体に取り付けられる前記チャック又は前記掴み具本体の温度を示す指標部とを備えていることを特徴とする引張試験用掴み具。
【請求項３】
前記指標部は、室温より５〜１０℃低い設定温度に達すると外観が変化するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の引張試験用掴み具。
【請求項４】
前記指標部は、前記締結具または前記チャックに形成される凹部と、その凹部に収容される室温より５〜１０℃低い融点をもつ液状物とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の引張試験用掴み具。
【請求項５】
前記試験片は、引張力の方向に対して直交方向の断面積が、引張力の方向に亘って同一に形成されてい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引張試験用掴み具。
【図１】
【図３】
【図２】
【図３】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１５４８７１（Ｐ２０１２−１５４８７１Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６０８９（Ｐ２０１１−１６０８９）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００００４６１７）日本車輌製造株式会社 (722)
【Ｆターム（参考）】
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