樹脂試験片測定方法および樹脂試験片測定装置
【課題】実機における評価結果と乖離しない測定結果が得られることを可能とし、超高圧下での透過係数測定を確立できるようにする。
【解決手段】円筒状の樹脂試験片ＴＰを挟持するための環状の溝部２ａを具備し、この樹脂試験片ＴＰを挟持した状態で加圧するプレート２と、該プレート２の溝部２ａよりも内側に配置され、樹脂試験片ＴＰが加圧された状態で当該樹脂試験片ＴＰの内側へ流体を投入する流体投入口３と、を備える。積層構造である樹脂試験片ＴＰの構成部材間に流体を投入する積層間流体投入口４を溝部２ａに備えていることが好ましい。
【解決手段】円筒状の樹脂試験片ＴＰを挟持するための環状の溝部２ａを具備し、この樹脂試験片ＴＰを挟持した状態で加圧するプレート２と、該プレート２の溝部２ａよりも内側に配置され、樹脂試験片ＴＰが加圧された状態で当該樹脂試験片ＴＰの内側へ流体を投入する流体投入口３と、を備える。積層構造である樹脂試験片ＴＰの構成部材間に流体を投入する積層間流体投入口４を溝部２ａに備えていることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂試験片測定方法および樹脂試験片測定装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、高圧水素タンク等に適用可能な樹脂試験片（テストピース）の測定技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素等の貯蔵ないしは供給に用いられる高圧タンク（高圧ガス貯蔵容器）として、従来、例えば樹脂を含浸させたライナーの外周面をＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）層で補強したタンク本体と、そのタンク本体の長手方向の開口端部に取り付けられた合金からなる口金部を有しているものが知られている。
【０００３】
高圧タンクを補強するＦＲＰ（ＣＦＲＰ）においては、タンク内部のガスを閉じ込めておくための密封性能や所定の強度が要求される。そこで、従来、例えば短冊状といった試験片（テストピース）を使って当該ＦＲＰ（ＣＦＲＰ）のガス透過量や強度などを測定するための試験が行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２７７８４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、例えばガス透過量の測定試験に関していえば、ＦＲＰ（ＣＦＲＰ）の繊維と樹脂界面から抜けるガスが誤差成分となることがあるため、超高圧下での透過係数測定が確立するまでには至っていない。また、短冊状の試験片を用いた試験であることから、実機（例えば燃料電池用の高圧水素タンク）における評価結果と乖離する場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、実機における評価結果と乖離しない測定結果が得られることを可能とし、超高圧下での透過係数測定を確立できるようにした樹脂試験片測定方法および樹脂試験片測定装置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】
【０００７】
かかる課題を解決するべく本発明者は種々の検討を行った。これまでのＦＲＰ（ＣＦＲＰ）のガス透過量測定は、短冊状の試験片での評価が主であったが、この手法によると、材料ＦＲＰ（ＣＦＲＰ）の界面方向へ抜けるガス（ショートカットガス）が生じる場合があり、これが、実際の透過成分ではない誤差成分となる（図７参照）。また、短冊状の試験片を引っ張ることで強度を測定してタンクの強度を評価する試験においては、試験片における繊維の巻き構成や内部応力場がそもそも実機の場合のそれらとは異なってしまうため、試験片を使った測定結果がそのまま実機における評価とはなり難い場合がある（図８参照）。その一方で、実際の高圧タンク等を使って行う実機評価の場合には、信頼性の高い結果は得られるものの、タンク等を作製するコストがかかる点、性能のばらつきを把握するための数量確保を要する点で難しい。これら問題点を考慮し、さらに検討を重ねた本発明者は、かかる課題の解決に結び付く新たな知見を得るに至った。
【０００８】
本発明はかかる知見に基づくもので、樹脂試験片の測定方法であって、環状の溝部と、該溝部の内側に配置された流体投入口とを具備するプレートの当該溝部で円筒状の樹脂試験片を挟持し、加圧する工程と、プレートの流体投入口から当該樹脂試験片の内側へ流体を投入する工程と、流体投入後の当該樹脂試験片の変化を測定する工程と、を含む。
【０００９】
このように、本発明にかかる樹脂試験片測定方法では、タンクを例えば輪切りにした状態と同様の円筒状の樹脂試験片を用いることから、実機により近い測定結果を得ることができる。すなわち、円筒状の樹脂試験片においては繊維の巻き構成や内部応力場が実機の場合のそれらと近似しており、試験片を使った測定結果を実機における評価とした場合の信頼性が向上する。
【００１０】
しかも、本発明にかかる樹脂試験片測定方法では、環状溝部付きのプレートで樹脂試験片を挟持し、加圧した状態で流体を投入するので、短冊状の試験片を用いた場合におけるような、界面方向へ抜けるガス（ショートカットガス）が生じるおそれが少ない。このため、透過成分による誤差成分の少ない、信頼性が向上した測定結果が得られる。また、試験片を用いて測定を行うため、実際のタンク等を使った実機評価の場合のようなコストや数量確保といった問題がない。
【００１１】
この樹脂試験片測定方法においては、樹脂試験片をプレートの溝部で挟持する際、シール部材を介在させることが好ましい。
【００１２】
また、本発明にかかる樹脂試験片測定方法においては、流体として、液体または気体を投入する。
【００１３】
また、この樹脂試験片測定方法においては、測定前に、プレートによる挟持時の圧力、および当該樹脂試験片の破壊圧力の少なくとも一方を算出することが好ましい。
【００１４】
また、本発明にかかる測定装置は、樹脂試験片の透過性あるいは強度等の性能を評価するための樹脂試験片測定装置であって、円筒状の当該樹脂試験片を挟持するための環状の溝部を具備し、この樹脂試験片を挟持した状態で加圧するプレートと、該プレートの溝部よりも内側に配置され、樹脂試験片が加圧された状態で当該樹脂試験片の内側へ流体を投入する流体投入口と、を備える。
【００１５】
このように、本発明にかかる樹脂試験片測定装置では、タンクを例えば輪切りにした状態と同様の円筒状の樹脂試験片を用いている。このような円筒状の樹脂試験片においては繊維の巻き構成や内部応力場が実機の場合のそれらと近似しており、実機により近い測定結果を得ることができ、試験片を使った測定結果を実機における評価とした場合の信頼性が向上する。
【００１６】
しかも、本発明にかかる樹脂試験片測定装置では、環状溝部付きのプレートで樹脂試験片を挟持して加圧した状態とするので、短冊状の試験片を用いた場合におけるような、界面方向へ抜けるガス（ショートカットガス）が生じるおそれが少ない。このため、透過成分による誤差成分の少ない、信頼性が向上した測定結果が得られる。また、試験片を用いて測定を行うため、実際のタンク等を使った実機評価の場合のようなコストや数量確保といった問題がない。
【００１７】
このような樹脂試験片測定装置が、積層構造である樹脂試験片の構成部材間に流体を投入する積層間流体投入口を溝部に備えていることも好ましい。この場合、積層構造である樹脂試験片の構成部材どうしの密着性能を評価することができる。
【００１８】
また、樹脂試験片測定装置が、樹脂試験片の温度を測定する温度測定装置を備えていることも好ましい。
【００１９】
また、樹脂試験片測定装置が、樹脂試験片の変形を検出する変位計を備えていることも好ましい。
【００２０】
また、樹脂試験片測定装置が、樹脂試験片の疲労ないしは破壊時の現象を検出するＡＥセンサを備えていることも好ましい。
【００２１】
また、樹脂試験片測定装置が、樹脂試験片とプレートの溝部との間に介在するシール部材を備えていることも好ましい。
【００２２】
また、樹脂試験片測定装置が、樹脂試験片を透過したリークガスを検出するガス漏れ検出装置を備えていることも好ましい。
【００２３】
さらには、樹脂試験片測定装置が、プレートの駆動源となるアクチュエータを備えていることも好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、車両衝突時の衝撃を搭載されているタンクにおいても効果的に緩和することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】高圧水素タンクの構造例を示す断面図および部分拡大図である。
【図２】樹脂試験片の形態例を示す斜視図である。
【図３】樹脂試験片と治具（プレート等）との固定方法の一例を示す図である。
【図４】樹脂試験片測定装置の構成例を示す図である。
【図５】ガス透過測定後に破壊や疲労試験を実施する場合の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】各種製造ばらつき因子を含むタンクが、通常（ノミナル）のタンクと比較してどの程度の強度を発現できるか例示したグラフである。
【図７】従来の樹脂試験片測定においてショートカットガスが生じる様子を参考として示す図である。
【図８】（Ａ）短冊状の樹脂試験片を引っ張り強度試験を行う様子と、（Ｂ）実機評価を行う場合における当該実機（高圧タンク）の概略を参考として示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１〜図６に本発明にかかる樹脂試験片測定方法および樹脂試験片測定装置の実施形態を示す。以下では、燃料電池システム等において利用される水素燃料供給源としての高圧水素タンク（以下、高圧タンクともいう）１００を挙げ、当該高圧タンク１００を構成するＦＲＰ層の透過係数や強度を評価する場合を例示しつつ説明する。
【００２８】
高圧タンク１００は、例えば両端が略半球状である円筒形状のタンク本体１１０と、当該タンク本体１１０の長手方向の一端部に取り付けられた口金１１１を有する。タンク本体１１０は、例えば二層構造の壁層を有し、内壁層であるライナー１２０とその外側の外壁層である樹脂繊維層（補強層）としての例えばＦＲＰ層１２１を有している。ＦＲＰ層１２１は、例えばＣＦＲＰ層１２１ｃのみ、あるいは該ＣＦＲＰ層１２１ｃおよびＧＦＲＰ層１２１ｇによって形成されている（図１参照）。
【００２９】
また、ライナー１２０は、タンク本体１１０とほぼ同じ形状に形成される。ライナー１２０は、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、またはその他の硬質樹脂などにより形成されている。あるいは、ライナー１２０はアルミニウムなどで形成された金属ライナーであってもよい。
【００３０】
続いて、上述した高圧タンク１００を構成するＦＲＰ層１２１の透過係数や強度を評価するための樹脂試験片ＴＰについて説明する（図２参照）。本実施形態では、樹脂試験片ＴＰを円筒状（パイプ状）とし、当該樹脂試験片ＴＰのガス透過係数や強度などの測定結果に基づいて高圧タンク１００の評価を行う。樹脂試験片ＴＰとしては、高圧タンク１００の実際の径よりも小さく形成されたものを使用してもよい。
【００３１】
円筒状の樹脂試験片ＴＰは、例えば、マンドレルを用いてＦＷ（フィラメントワインディング）成形したＦＲＰを必要な軸方向長さ（厚み）に切断することによって得られる。この場合、はじめに長いＦＲＰのパイプを成形しておき、その後、所望の軸方向長さに切断すれば樹脂試験片ＴＰが得られ、当該樹脂試験片ＴＰの数量を確保しやすいという利点がある。また、ＦＷ等による成形時、巻回される繊維の張力や巻回パターン（例えば、中心軸に対する繊維の巻き角度のパターン、巻き角度の異なる層の積層パターンなど）など、ＦＷ成形に特有の要素を折り込むことが可能である。さらに、当該樹脂試験片ＴＰとしては、ＦＲＰ単独の試験片、あるいは同じく円筒状のライナー１２０と合体させることで積層状態を模擬した構造の試験片などとして測定と評価を実施することが可能である。
【００３２】
なお、このように樹脂試験片ＴＰを円筒状とする本実施形態においては、後述するように実機における評価結果と乖離しない測定結果が得られるほか、円筒状（パイプ状）であることから、環状断面の観察を即時行うことも可能である。これによれば、断面状態（ボイド率、Ｖｆなど）と性能との相関を取得できるという利点がある。なお、Ｖｆは繊維体積含有率であり、その値（Ｖｆ値）が大きくなると繊維の含有率が高くなり、樹脂の含有率が小さくなる。このＶｆ値が高すぎると疲労耐久性が悪化し、低すぎるとタンク外径が大きくなる。
【００３３】
続いて、本実施形態における樹脂試験片測定装置１について説明する（図３、図４参照）。本実施形態の樹脂試験片測定装置１は、プレート２、流体投入口３、積層間流体投入口４、熱電対５、変位計６、ＡＥセンサ７、シール部材８、ガスリークディテクタ（ガス漏れ検出装置）９などの各種装置ないしは治具を備えた構成となっている。
【００３４】
プレート２は、樹脂試験片ＴＰを挟持した状態で加圧する部材である（図３、図４参照）。例えば本実施形態では対向する一対の上下の板状部材をプレート２として用いている。これらプレート２の対向する面には、樹脂試験片ＴＰを挟持するための環状の溝部２ａが形成されている。
【００３５】
締結具２ｂは、プレート２を締め付けて樹脂試験片ＴＰに圧力を付与する装置である。例えば本実施形態では、ボルトおよびナットからなる締結具２ｂにおりプレート２を締め付ける構成としている（図４参照）。特に詳しく図示していないが、ナットを回転させるためのモータ等の装置、あるいはプレート２を加圧する油圧シリンダといったアクチュエータ（図４において符号１０で示す）を利用することもできる。一般に、樹脂試験片ＴＰの内部を加圧すると、プレート２が持ち上げられる方向に反力が働くため、シール面圧が下がる場合がある。この点、アクチュエータ１０を使用している場合、内圧に追従してシール面圧をコントロールすることができるので、常に一定のシール面圧を確保することが可能になる。
【００３６】
流体投入口３は、プレート２によって樹脂試験片ＴＰが加圧された状態で当該樹脂試験片ＴＰの内側へ流体を投入するための流通孔からなる。本実施形態の流体投入口３は、一方（例えば上方）のプレート２の略中央に形成されている。この場合、流体投入口３は、環状の溝部２ａの内側に配置されていればよい。流体投入口３からは、流体として液体または気体が投入される。
【００３７】
積層間流体投入口４は、積層構造である場合の樹脂試験片ＴＰの構成部材間に流体を投入するための投入口である。例えば本実施形態の遊戯装置１においては、積層間流体投入口４が上述した溝部２ａに配置されており、プレート２によって挟持された状態の樹脂試験片ＴＰの構成部材間（例えば、内壁層であるライナー１２０とその外側の外壁層である樹脂繊維層としてのＦＲＰ層１２１の間）に流体を投入できるようにしている（図４参照）。このような積層間流体投入口４によれば、積層構造である場合の樹脂試験片ＴＰの構成部材間に流体を投入し、不具合が生じた状態を人為的に模擬して評価することができる。ここでいう不具合が生じた状態の代表例は、高圧タンク１００において、ライナー１２０を透過した内部ガスが該ライナー１２０とその外側のＦＲＰ層１２１との間に滞留した状態である。このような不具合状態を模擬できる本実施形態の樹脂試験片測定装置１においては、構成部材どうしの密着性能などを評価することが可能である。なお、積層間流体投入口４は一つのみが設けられていれば上述のごとき評価試験が可能となるが、複数設けられていてもよい（図４参照）。
【００３８】
また、積層間流体投入口４とともに（あるいはこれらとは別個に）、投入される流体の圧力を検出する圧力センサ１２が設けられていることも好ましい。例えば本実施形態では、積層間流体投入口４とともに設けた圧力センサ１２によりライナー１２０とＦＲＰ層１２１の間の圧力（中間圧力）を検出し、これらライナー１２０およびＦＲＰ層１２１の積層状態下における内部の圧力勾配を把握することを可能としている（図４参照）。
【００３９】
熱電対５は、樹脂試験片ＴＰの温度を測定する温度測定装置として設けられている（図４参照）。熱電対５を用いることにより、測定中における樹脂試験片ＴＰの温度を測定することが可能である。また、ライナー１２０とＦＲＰ層１２１との間の温度を検出することにより、部材間の熱伝導を求めることや、当該ＦＲＰ層１２１のガス透過係数を適宜補正して温度差の影響を考慮したデータを得ることも可能となる。
【００４０】
変位計６は、樹脂試験片ＴＰの変形を検出するための装置である（図４参照）。これによれば、測定中ないしはその前後における樹脂試験片ＴＰの変位を測定し、材料種毎の剛性を把握することができる。具体的には、例えば、プレート２によって樹脂試験片ＴＰを加圧した際、この変位計６を利用することで、繊維や樹脂の組合せによって当該樹脂試験片ＴＰの剛性がどのように変化するか等を把握することができる。
【００４１】
ＡＥセンサ７は、樹脂試験片ＴＰの疲労ないしは破壊時の現象を検出するためのセンサとして設けられている（図４参照）。例えば試験対象である樹脂試験片ＴＰの内部に液体を投入し、液圧で加圧することによって破壊や疲労現象を再現した際、樹脂試験片ＴＰから生じる弾性波をこのＡＥセンサ７で検出し、検出結果に基づいて破壊、疲労の進行度を定量的に把握することが可能である。
【００４２】
シール部材８は、樹脂試験片ＴＰとプレート２の溝部との間に介在し、測定中にこれらの間からガス等の流体の漏れ（ショートカット）が生じるのを抑止する（図４参照）。例えば本実施形態では樹脂試験片ＴＰの端面にガスバリア性の高い接着剤をシール部材８として塗布し、プレート２を加圧してショートカットガスを遮断し、誤差成分の少ないガス透過量測定を可能にしている。シール部材８としては、接着剤のほか、パッキンやガスケットなども利用することができる。
【００４３】
ガスリークディテクタ９は、樹脂試験片ＴＰを透過したガス（リークガス）を検出するガス漏れ検出装置である。本実施形態では、ここまで説明したプレート２，流体投入口３など全体を密閉容器１１で覆い、樹脂試験片ＴＰを透過がしたリークガスをこのガスリークディテクタ９で検出するようにしている（図４参照）。
【００４４】
続いて、樹脂試験片測定装置１を用いて、ガス透過測定後に破壊や疲労試験を実施する場合の流れの一例を説明する（図５参照）。
【００４５】
まず、樹脂試験片（テストピース）のサイズを決定し（ステップＳＰ１）、シール部面積（換言すれば、円筒状樹脂試験片ＴＰの環状端面の面積）を算出する（ステップＳＰ２）。次に、想定破壊圧力（あるいは、疲労の場合であれば疲労試験の圧力）を算出する（ステップＳＰ３）。ここでは、仮に樹脂試験片ＴＰを破壊させる場合のＦＲＰ層１２１の内圧や面圧が何ＭＰａ程度になるかといった計算データ等に基づいて算出を行う。
【００４６】
続いて、必要シール圧を算出する（ステップＳＰ４）。ここでは、想定される破壊圧力に至るまでシールを確保できる面圧を算出し、測定対象たる樹脂試験片ＴＰとプレート２との間におけるシール性能を確保する。樹脂試験片測定方法においては、測定前に、プレート２による挟持時の圧力、および当該樹脂試験片ＴＰの破壊圧力の少なくとも一方を算出しておくことが好ましい。上述したように、本実施形態では測定前の準備として両方を算出しておく。
【００４７】
次に、締結具２ｂにおける必要軸力を算出する（ステップＳＰ５）。本実施形態の場合には、ボルトおよびナットにおいて必要な軸力を算出することになるが、上述したようにアクチュエータ１０を利用する場合には、当該アクチュエータ１０において必要となる荷重を算出する。
【００４８】
以上の計算を終えたら、まずは樹脂試験片ＴＰと各種治具をセットする（ステップＳＰ６）。シール部材８を用いる本実施形態の場合には、シール面（溝部２ａ）に当該シール部材８を塗布ないしは設置する。また、必要に応じて、中間圧力測定用の圧力センサ１２や熱電対５などもセットする。
【００４９】
上述のセットを終えたら、各治具の漏れ（プレート２からのガスリーク等）がないかチェックし（ステップＳＰ７）、流体透過試験と各種測定を実行する（ステップＳＰ８）。測定が完了したら、樹脂試験片ＴＰの内部のガスを放出する（ステップＳＰ９）。
【００５０】
さらに、本実施形態においては、樹脂試験片ＴＰの破壊または疲労試験を実施するために、樹脂試験片ＴＰの内部に液（水やＬＬＣなどの液体）を充填する（ステップＳＰ１０）。この時点で、必要に応じて樹脂試験片測定装置１にＡＥセンサ７や変位計６をセットしておく。
【００５１】
その後、破棄または疲労試験を実施する（ステップＳＰ１１）。樹脂試験片ＴＰが破壊や疲労のフェール現象を呈するまで試験を実施し（ステップＳＰ１１）、その後、終了する。
【００５２】
ここまで説明した本実施形態の樹脂試験片測定装置１によれば以下のような利点がある。すなわち、まず従来手法について簡単に説明すれば、一般に、短冊状の試験片を用いた従来のＦＲＰ透過係数の測定手法においては、ショートカットガス（透過成分とはみなせない誤差成分）があり、ＦＲＰ透過係数測定の難易度が高かった。しかも従来は、例えば１ＭＰａ未満程度の低圧下での測定例はあるが、数十ＭＰａといった超高圧下での測定事例はなく、要は、ＦＲＰタンクの透過係数測定は技術的にも歴史が浅い。例えば金属ライナータンクであればガス透過はほぼ生じないため考慮しなくて済むが、樹脂ライナータンクにおいては、ガス透過係数は当該タンクの性能を決定する重要なファクターとなる。また、樹脂ライナーだけではガスバリア性能を確保しきれないので、ＦＲＰ層のガスバリア性も適正値に制御する必要がある。ＣＦＲＰのガスバリア性能は、高すぎると白濁のような不具合が生じうる。要は、ＦＲＰ層のガス透過係数が適正な範囲内に収まっていることが樹脂ライナータンク設計において重要である。ただ、従来は、樹脂試験片ＴＰにおける実機要素（巻き構成や内部応力場）が欠如しており、試験片と実機との間における性能差が大きかったため、樹脂試験片ＴＰの試験結果がそのまま実機での結果となるわけではなかった。
【００５３】
この点、本実施形態の樹脂試験片測定装置１あるいは当該装置を用いた樹脂試験片測定方法によれば、これら種々の問題を解決することができる。すなわち、この樹脂試験片測定装置１によれば、例えば高圧タンクを輪切りにした状態と同様の円筒状の樹脂試験片ＴＰを測定ないし評価の対象として用いることから、実機により近い測定結果を得ることができる。特に、円筒状の樹脂試験片ＴＰにおいては繊維の巻き構成や内部応力場が実機の場合のそれらと近似していることから、試験片を使った場合に信頼性の向上した測定結果を得ることができる。また、本実施形態の樹脂試験片測定装置１によれば、環状溝部２ａ付きのプレート２で樹脂試験片ＴＰを挟持し、加圧した状態で流体を投入するので、短冊状の試験片を用いた場合におけるような、界面方向へ抜けるガス（ショートカットガス）が生じるおそれが少ない。このため、透過成分による誤差成分の少ない、信頼性が向上した測定結果が得られる。また、試験片を用いて測定を行うため、実際のタンク等を使った実機評価の場合のようなコストや数量確保といった問題がない。
【００５４】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態では、燃料電池システム等において利用される水素燃料供給源としての高圧水素タンク１００を挙げ、当該高圧タンク１００を構成するＦＲＰ層１２１の透過係数や強度を評価する場合を例示したがこれは一例にすぎず、その他の樹脂試験片ＴＰの測定にも本発明を適用することができるのはいうまでもない。
【００５５】
また、タンク（例えば高圧水素タンク）の製造時には、拡幅不足、繊維ダメージ（いわゆるケバのようなもの）、張力、ボイド率といった各種要素の影響により製造個体にばらつきが生じ、タンク性能を低下させることが起こり得ることを鑑み、本発明にかかる樹脂試験片測定装置１を用いて製造ばらつきの影響を定量的に把握することも可能である。具体的には、樹脂試験片ＴＰの成形時、タンク製造ばらつきの因子となるこれらの要素を当該樹脂試験片ＴＰに折り込み、測定ないし評価を行うことができる。このような測定の結果を利用すれば、各種製造ばらつき因子を含むタンクが、通常（ノミナル）のタンクと比較してどの程度の強度を発現できるか評価することができる（図６参照）。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、高圧水素タンク等に適用可能な樹脂試験片（テストピース）の測定に適用して好適である。
【符号の説明】
【００５７】
１…円筒体測定装置、２…プレート、２ａ…溝部、３…流体投入口、４…積層間流体投入口、５…熱電対（温度測定装置）、６…変位計、７…ＡＥセンサ、８…シール部材、９…ガスリークディテクタ（ガス漏れ検出装置）、１０…アクチュエータ、ＴＰ…樹脂試験片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂試験片測定方法および樹脂試験片測定装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、高圧水素タンク等に適用可能な樹脂試験片（テストピース）の測定技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素等の貯蔵ないしは供給に用いられる高圧タンク（高圧ガス貯蔵容器）として、従来、例えば樹脂を含浸させたライナーの外周面をＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）層で補強したタンク本体と、そのタンク本体の長手方向の開口端部に取り付けられた合金からなる口金部を有しているものが知られている。
【０００３】
高圧タンクを補強するＦＲＰ（ＣＦＲＰ）においては、タンク内部のガスを閉じ込めておくための密封性能や所定の強度が要求される。そこで、従来、例えば短冊状といった試験片（テストピース）を使って当該ＦＲＰ（ＣＦＲＰ）のガス透過量や強度などを測定するための試験が行われていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２７７８４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、例えばガス透過量の測定試験に関していえば、ＦＲＰ（ＣＦＲＰ）の繊維と樹脂界面から抜けるガスが誤差成分となることがあるため、超高圧下での透過係数測定が確立するまでには至っていない。また、短冊状の試験片を用いた試験であることから、実機（例えば燃料電池用の高圧水素タンク）における評価結果と乖離する場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、実機における評価結果と乖離しない測定結果が得られることを可能とし、超高圧下での透過係数測定を確立できるようにした樹脂試験片測定方法および樹脂試験片測定装置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】
【０００７】
かかる課題を解決するべく本発明者は種々の検討を行った。これまでのＦＲＰ（ＣＦＲＰ）のガス透過量測定は、短冊状の試験片での評価が主であったが、この手法によると、材料ＦＲＰ（ＣＦＲＰ）の界面方向へ抜けるガス（ショートカットガス）が生じる場合があり、これが、実際の透過成分ではない誤差成分となる（図７参照）。また、短冊状の試験片を引っ張ることで強度を測定してタンクの強度を評価する試験においては、試験片における繊維の巻き構成や内部応力場がそもそも実機の場合のそれらとは異なってしまうため、試験片を使った測定結果がそのまま実機における評価とはなり難い場合がある（図８参照）。その一方で、実際の高圧タンク等を使って行う実機評価の場合には、信頼性の高い結果は得られるものの、タンク等を作製するコストがかかる点、性能のばらつきを把握するための数量確保を要する点で難しい。これら問題点を考慮し、さらに検討を重ねた本発明者は、かかる課題の解決に結び付く新たな知見を得るに至った。
【０００８】
本発明はかかる知見に基づくもので、樹脂試験片の測定方法であって、環状の溝部と、該溝部の内側に配置された流体投入口とを具備するプレートの当該溝部で円筒状の樹脂試験片を挟持し、加圧する工程と、プレートの流体投入口から当該樹脂試験片の内側へ流体を投入する工程と、流体投入後の当該樹脂試験片の変化を測定する工程と、を含む。
【０００９】
このように、本発明にかかる樹脂試験片測定方法では、タンクを例えば輪切りにした状態と同様の円筒状の樹脂試験片を用いることから、実機により近い測定結果を得ることができる。すなわち、円筒状の樹脂試験片においては繊維の巻き構成や内部応力場が実機の場合のそれらと近似しており、試験片を使った測定結果を実機における評価とした場合の信頼性が向上する。
【００１０】
しかも、本発明にかかる樹脂試験片測定方法では、環状溝部付きのプレートで樹脂試験片を挟持し、加圧した状態で流体を投入するので、短冊状の試験片を用いた場合におけるような、界面方向へ抜けるガス（ショートカットガス）が生じるおそれが少ない。このため、透過成分による誤差成分の少ない、信頼性が向上した測定結果が得られる。また、試験片を用いて測定を行うため、実際のタンク等を使った実機評価の場合のようなコストや数量確保といった問題がない。
【００１１】
この樹脂試験片測定方法においては、樹脂試験片をプレートの溝部で挟持する際、シール部材を介在させることが好ましい。
【００１２】
また、本発明にかかる樹脂試験片測定方法においては、流体として、液体または気体を投入する。
【００１３】
また、この樹脂試験片測定方法においては、測定前に、プレートによる挟持時の圧力、および当該樹脂試験片の破壊圧力の少なくとも一方を算出することが好ましい。
【００１４】
また、本発明にかかる測定装置は、樹脂試験片の透過性あるいは強度等の性能を評価するための樹脂試験片測定装置であって、円筒状の当該樹脂試験片を挟持するための環状の溝部を具備し、この樹脂試験片を挟持した状態で加圧するプレートと、該プレートの溝部よりも内側に配置され、樹脂試験片が加圧された状態で当該樹脂試験片の内側へ流体を投入する流体投入口と、を備える。
【００１５】
このように、本発明にかかる樹脂試験片測定装置では、タンクを例えば輪切りにした状態と同様の円筒状の樹脂試験片を用いている。このような円筒状の樹脂試験片においては繊維の巻き構成や内部応力場が実機の場合のそれらと近似しており、実機により近い測定結果を得ることができ、試験片を使った測定結果を実機における評価とした場合の信頼性が向上する。
【００１６】
しかも、本発明にかかる樹脂試験片測定装置では、環状溝部付きのプレートで樹脂試験片を挟持して加圧した状態とするので、短冊状の試験片を用いた場合におけるような、界面方向へ抜けるガス（ショートカットガス）が生じるおそれが少ない。このため、透過成分による誤差成分の少ない、信頼性が向上した測定結果が得られる。また、試験片を用いて測定を行うため、実際のタンク等を使った実機評価の場合のようなコストや数量確保といった問題がない。
【００１７】
このような樹脂試験片測定装置が、積層構造である樹脂試験片の構成部材間に流体を投入する積層間流体投入口を溝部に備えていることも好ましい。この場合、積層構造である樹脂試験片の構成部材どうしの密着性能を評価することができる。
【００１８】
また、樹脂試験片測定装置が、樹脂試験片の温度を測定する温度測定装置を備えていることも好ましい。
【００１９】
また、樹脂試験片測定装置が、樹脂試験片の変形を検出する変位計を備えていることも好ましい。
【００２０】
また、樹脂試験片測定装置が、樹脂試験片の疲労ないしは破壊時の現象を検出するＡＥセンサを備えていることも好ましい。
【００２１】
また、樹脂試験片測定装置が、樹脂試験片とプレートの溝部との間に介在するシール部材を備えていることも好ましい。
【００２２】
また、樹脂試験片測定装置が、樹脂試験片を透過したリークガスを検出するガス漏れ検出装置を備えていることも好ましい。
【００２３】
さらには、樹脂試験片測定装置が、プレートの駆動源となるアクチュエータを備えていることも好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、車両衝突時の衝撃を搭載されているタンクにおいても効果的に緩和することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】高圧水素タンクの構造例を示す断面図および部分拡大図である。
【図２】樹脂試験片の形態例を示す斜視図である。
【図３】樹脂試験片と治具（プレート等）との固定方法の一例を示す図である。
【図４】樹脂試験片測定装置の構成例を示す図である。
【図５】ガス透過測定後に破壊や疲労試験を実施する場合の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】各種製造ばらつき因子を含むタンクが、通常（ノミナル）のタンクと比較してどの程度の強度を発現できるか例示したグラフである。
【図７】従来の樹脂試験片測定においてショートカットガスが生じる様子を参考として示す図である。
【図８】（Ａ）短冊状の樹脂試験片を引っ張り強度試験を行う様子と、（Ｂ）実機評価を行う場合における当該実機（高圧タンク）の概略を参考として示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
図１〜図６に本発明にかかる樹脂試験片測定方法および樹脂試験片測定装置の実施形態を示す。以下では、燃料電池システム等において利用される水素燃料供給源としての高圧水素タンク（以下、高圧タンクともいう）１００を挙げ、当該高圧タンク１００を構成するＦＲＰ層の透過係数や強度を評価する場合を例示しつつ説明する。
【００２８】
高圧タンク１００は、例えば両端が略半球状である円筒形状のタンク本体１１０と、当該タンク本体１１０の長手方向の一端部に取り付けられた口金１１１を有する。タンク本体１１０は、例えば二層構造の壁層を有し、内壁層であるライナー１２０とその外側の外壁層である樹脂繊維層（補強層）としての例えばＦＲＰ層１２１を有している。ＦＲＰ層１２１は、例えばＣＦＲＰ層１２１ｃのみ、あるいは該ＣＦＲＰ層１２１ｃおよびＧＦＲＰ層１２１ｇによって形成されている（図１参照）。
【００２９】
また、ライナー１２０は、タンク本体１１０とほぼ同じ形状に形成される。ライナー１２０は、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、またはその他の硬質樹脂などにより形成されている。あるいは、ライナー１２０はアルミニウムなどで形成された金属ライナーであってもよい。
【００３０】
続いて、上述した高圧タンク１００を構成するＦＲＰ層１２１の透過係数や強度を評価するための樹脂試験片ＴＰについて説明する（図２参照）。本実施形態では、樹脂試験片ＴＰを円筒状（パイプ状）とし、当該樹脂試験片ＴＰのガス透過係数や強度などの測定結果に基づいて高圧タンク１００の評価を行う。樹脂試験片ＴＰとしては、高圧タンク１００の実際の径よりも小さく形成されたものを使用してもよい。
【００３１】
円筒状の樹脂試験片ＴＰは、例えば、マンドレルを用いてＦＷ（フィラメントワインディング）成形したＦＲＰを必要な軸方向長さ（厚み）に切断することによって得られる。この場合、はじめに長いＦＲＰのパイプを成形しておき、その後、所望の軸方向長さに切断すれば樹脂試験片ＴＰが得られ、当該樹脂試験片ＴＰの数量を確保しやすいという利点がある。また、ＦＷ等による成形時、巻回される繊維の張力や巻回パターン（例えば、中心軸に対する繊維の巻き角度のパターン、巻き角度の異なる層の積層パターンなど）など、ＦＷ成形に特有の要素を折り込むことが可能である。さらに、当該樹脂試験片ＴＰとしては、ＦＲＰ単独の試験片、あるいは同じく円筒状のライナー１２０と合体させることで積層状態を模擬した構造の試験片などとして測定と評価を実施することが可能である。
【００３２】
なお、このように樹脂試験片ＴＰを円筒状とする本実施形態においては、後述するように実機における評価結果と乖離しない測定結果が得られるほか、円筒状（パイプ状）であることから、環状断面の観察を即時行うことも可能である。これによれば、断面状態（ボイド率、Ｖｆなど）と性能との相関を取得できるという利点がある。なお、Ｖｆは繊維体積含有率であり、その値（Ｖｆ値）が大きくなると繊維の含有率が高くなり、樹脂の含有率が小さくなる。このＶｆ値が高すぎると疲労耐久性が悪化し、低すぎるとタンク外径が大きくなる。
【００３３】
続いて、本実施形態における樹脂試験片測定装置１について説明する（図３、図４参照）。本実施形態の樹脂試験片測定装置１は、プレート２、流体投入口３、積層間流体投入口４、熱電対５、変位計６、ＡＥセンサ７、シール部材８、ガスリークディテクタ（ガス漏れ検出装置）９などの各種装置ないしは治具を備えた構成となっている。
【００３４】
プレート２は、樹脂試験片ＴＰを挟持した状態で加圧する部材である（図３、図４参照）。例えば本実施形態では対向する一対の上下の板状部材をプレート２として用いている。これらプレート２の対向する面には、樹脂試験片ＴＰを挟持するための環状の溝部２ａが形成されている。
【００３５】
締結具２ｂは、プレート２を締め付けて樹脂試験片ＴＰに圧力を付与する装置である。例えば本実施形態では、ボルトおよびナットからなる締結具２ｂにおりプレート２を締め付ける構成としている（図４参照）。特に詳しく図示していないが、ナットを回転させるためのモータ等の装置、あるいはプレート２を加圧する油圧シリンダといったアクチュエータ（図４において符号１０で示す）を利用することもできる。一般に、樹脂試験片ＴＰの内部を加圧すると、プレート２が持ち上げられる方向に反力が働くため、シール面圧が下がる場合がある。この点、アクチュエータ１０を使用している場合、内圧に追従してシール面圧をコントロールすることができるので、常に一定のシール面圧を確保することが可能になる。
【００３６】
流体投入口３は、プレート２によって樹脂試験片ＴＰが加圧された状態で当該樹脂試験片ＴＰの内側へ流体を投入するための流通孔からなる。本実施形態の流体投入口３は、一方（例えば上方）のプレート２の略中央に形成されている。この場合、流体投入口３は、環状の溝部２ａの内側に配置されていればよい。流体投入口３からは、流体として液体または気体が投入される。
【００３７】
積層間流体投入口４は、積層構造である場合の樹脂試験片ＴＰの構成部材間に流体を投入するための投入口である。例えば本実施形態の遊戯装置１においては、積層間流体投入口４が上述した溝部２ａに配置されており、プレート２によって挟持された状態の樹脂試験片ＴＰの構成部材間（例えば、内壁層であるライナー１２０とその外側の外壁層である樹脂繊維層としてのＦＲＰ層１２１の間）に流体を投入できるようにしている（図４参照）。このような積層間流体投入口４によれば、積層構造である場合の樹脂試験片ＴＰの構成部材間に流体を投入し、不具合が生じた状態を人為的に模擬して評価することができる。ここでいう不具合が生じた状態の代表例は、高圧タンク１００において、ライナー１２０を透過した内部ガスが該ライナー１２０とその外側のＦＲＰ層１２１との間に滞留した状態である。このような不具合状態を模擬できる本実施形態の樹脂試験片測定装置１においては、構成部材どうしの密着性能などを評価することが可能である。なお、積層間流体投入口４は一つのみが設けられていれば上述のごとき評価試験が可能となるが、複数設けられていてもよい（図４参照）。
【００３８】
また、積層間流体投入口４とともに（あるいはこれらとは別個に）、投入される流体の圧力を検出する圧力センサ１２が設けられていることも好ましい。例えば本実施形態では、積層間流体投入口４とともに設けた圧力センサ１２によりライナー１２０とＦＲＰ層１２１の間の圧力（中間圧力）を検出し、これらライナー１２０およびＦＲＰ層１２１の積層状態下における内部の圧力勾配を把握することを可能としている（図４参照）。
【００３９】
熱電対５は、樹脂試験片ＴＰの温度を測定する温度測定装置として設けられている（図４参照）。熱電対５を用いることにより、測定中における樹脂試験片ＴＰの温度を測定することが可能である。また、ライナー１２０とＦＲＰ層１２１との間の温度を検出することにより、部材間の熱伝導を求めることや、当該ＦＲＰ層１２１のガス透過係数を適宜補正して温度差の影響を考慮したデータを得ることも可能となる。
【００４０】
変位計６は、樹脂試験片ＴＰの変形を検出するための装置である（図４参照）。これによれば、測定中ないしはその前後における樹脂試験片ＴＰの変位を測定し、材料種毎の剛性を把握することができる。具体的には、例えば、プレート２によって樹脂試験片ＴＰを加圧した際、この変位計６を利用することで、繊維や樹脂の組合せによって当該樹脂試験片ＴＰの剛性がどのように変化するか等を把握することができる。
【００４１】
ＡＥセンサ７は、樹脂試験片ＴＰの疲労ないしは破壊時の現象を検出するためのセンサとして設けられている（図４参照）。例えば試験対象である樹脂試験片ＴＰの内部に液体を投入し、液圧で加圧することによって破壊や疲労現象を再現した際、樹脂試験片ＴＰから生じる弾性波をこのＡＥセンサ７で検出し、検出結果に基づいて破壊、疲労の進行度を定量的に把握することが可能である。
【００４２】
シール部材８は、樹脂試験片ＴＰとプレート２の溝部との間に介在し、測定中にこれらの間からガス等の流体の漏れ（ショートカット）が生じるのを抑止する（図４参照）。例えば本実施形態では樹脂試験片ＴＰの端面にガスバリア性の高い接着剤をシール部材８として塗布し、プレート２を加圧してショートカットガスを遮断し、誤差成分の少ないガス透過量測定を可能にしている。シール部材８としては、接着剤のほか、パッキンやガスケットなども利用することができる。
【００４３】
ガスリークディテクタ９は、樹脂試験片ＴＰを透過したガス（リークガス）を検出するガス漏れ検出装置である。本実施形態では、ここまで説明したプレート２，流体投入口３など全体を密閉容器１１で覆い、樹脂試験片ＴＰを透過がしたリークガスをこのガスリークディテクタ９で検出するようにしている（図４参照）。
【００４４】
続いて、樹脂試験片測定装置１を用いて、ガス透過測定後に破壊や疲労試験を実施する場合の流れの一例を説明する（図５参照）。
【００４５】
まず、樹脂試験片（テストピース）のサイズを決定し（ステップＳＰ１）、シール部面積（換言すれば、円筒状樹脂試験片ＴＰの環状端面の面積）を算出する（ステップＳＰ２）。次に、想定破壊圧力（あるいは、疲労の場合であれば疲労試験の圧力）を算出する（ステップＳＰ３）。ここでは、仮に樹脂試験片ＴＰを破壊させる場合のＦＲＰ層１２１の内圧や面圧が何ＭＰａ程度になるかといった計算データ等に基づいて算出を行う。
【００４６】
続いて、必要シール圧を算出する（ステップＳＰ４）。ここでは、想定される破壊圧力に至るまでシールを確保できる面圧を算出し、測定対象たる樹脂試験片ＴＰとプレート２との間におけるシール性能を確保する。樹脂試験片測定方法においては、測定前に、プレート２による挟持時の圧力、および当該樹脂試験片ＴＰの破壊圧力の少なくとも一方を算出しておくことが好ましい。上述したように、本実施形態では測定前の準備として両方を算出しておく。
【００４７】
次に、締結具２ｂにおける必要軸力を算出する（ステップＳＰ５）。本実施形態の場合には、ボルトおよびナットにおいて必要な軸力を算出することになるが、上述したようにアクチュエータ１０を利用する場合には、当該アクチュエータ１０において必要となる荷重を算出する。
【００４８】
以上の計算を終えたら、まずは樹脂試験片ＴＰと各種治具をセットする（ステップＳＰ６）。シール部材８を用いる本実施形態の場合には、シール面（溝部２ａ）に当該シール部材８を塗布ないしは設置する。また、必要に応じて、中間圧力測定用の圧力センサ１２や熱電対５などもセットする。
【００４９】
上述のセットを終えたら、各治具の漏れ（プレート２からのガスリーク等）がないかチェックし（ステップＳＰ７）、流体透過試験と各種測定を実行する（ステップＳＰ８）。測定が完了したら、樹脂試験片ＴＰの内部のガスを放出する（ステップＳＰ９）。
【００５０】
さらに、本実施形態においては、樹脂試験片ＴＰの破壊または疲労試験を実施するために、樹脂試験片ＴＰの内部に液（水やＬＬＣなどの液体）を充填する（ステップＳＰ１０）。この時点で、必要に応じて樹脂試験片測定装置１にＡＥセンサ７や変位計６をセットしておく。
【００５１】
その後、破棄または疲労試験を実施する（ステップＳＰ１１）。樹脂試験片ＴＰが破壊や疲労のフェール現象を呈するまで試験を実施し（ステップＳＰ１１）、その後、終了する。
【００５２】
ここまで説明した本実施形態の樹脂試験片測定装置１によれば以下のような利点がある。すなわち、まず従来手法について簡単に説明すれば、一般に、短冊状の試験片を用いた従来のＦＲＰ透過係数の測定手法においては、ショートカットガス（透過成分とはみなせない誤差成分）があり、ＦＲＰ透過係数測定の難易度が高かった。しかも従来は、例えば１ＭＰａ未満程度の低圧下での測定例はあるが、数十ＭＰａといった超高圧下での測定事例はなく、要は、ＦＲＰタンクの透過係数測定は技術的にも歴史が浅い。例えば金属ライナータンクであればガス透過はほぼ生じないため考慮しなくて済むが、樹脂ライナータンクにおいては、ガス透過係数は当該タンクの性能を決定する重要なファクターとなる。また、樹脂ライナーだけではガスバリア性能を確保しきれないので、ＦＲＰ層のガスバリア性も適正値に制御する必要がある。ＣＦＲＰのガスバリア性能は、高すぎると白濁のような不具合が生じうる。要は、ＦＲＰ層のガス透過係数が適正な範囲内に収まっていることが樹脂ライナータンク設計において重要である。ただ、従来は、樹脂試験片ＴＰにおける実機要素（巻き構成や内部応力場）が欠如しており、試験片と実機との間における性能差が大きかったため、樹脂試験片ＴＰの試験結果がそのまま実機での結果となるわけではなかった。
【００５３】
この点、本実施形態の樹脂試験片測定装置１あるいは当該装置を用いた樹脂試験片測定方法によれば、これら種々の問題を解決することができる。すなわち、この樹脂試験片測定装置１によれば、例えば高圧タンクを輪切りにした状態と同様の円筒状の樹脂試験片ＴＰを測定ないし評価の対象として用いることから、実機により近い測定結果を得ることができる。特に、円筒状の樹脂試験片ＴＰにおいては繊維の巻き構成や内部応力場が実機の場合のそれらと近似していることから、試験片を使った場合に信頼性の向上した測定結果を得ることができる。また、本実施形態の樹脂試験片測定装置１によれば、環状溝部２ａ付きのプレート２で樹脂試験片ＴＰを挟持し、加圧した状態で流体を投入するので、短冊状の試験片を用いた場合におけるような、界面方向へ抜けるガス（ショートカットガス）が生じるおそれが少ない。このため、透過成分による誤差成分の少ない、信頼性が向上した測定結果が得られる。また、試験片を用いて測定を行うため、実際のタンク等を使った実機評価の場合のようなコストや数量確保といった問題がない。
【００５４】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば上述した実施形態では、燃料電池システム等において利用される水素燃料供給源としての高圧水素タンク１００を挙げ、当該高圧タンク１００を構成するＦＲＰ層１２１の透過係数や強度を評価する場合を例示したがこれは一例にすぎず、その他の樹脂試験片ＴＰの測定にも本発明を適用することができるのはいうまでもない。
【００５５】
また、タンク（例えば高圧水素タンク）の製造時には、拡幅不足、繊維ダメージ（いわゆるケバのようなもの）、張力、ボイド率といった各種要素の影響により製造個体にばらつきが生じ、タンク性能を低下させることが起こり得ることを鑑み、本発明にかかる樹脂試験片測定装置１を用いて製造ばらつきの影響を定量的に把握することも可能である。具体的には、樹脂試験片ＴＰの成形時、タンク製造ばらつきの因子となるこれらの要素を当該樹脂試験片ＴＰに折り込み、測定ないし評価を行うことができる。このような測定の結果を利用すれば、各種製造ばらつき因子を含むタンクが、通常（ノミナル）のタンクと比較してどの程度の強度を発現できるか評価することができる（図６参照）。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、高圧水素タンク等に適用可能な樹脂試験片（テストピース）の測定に適用して好適である。
【符号の説明】
【００５７】
１…円筒体測定装置、２…プレート、２ａ…溝部、３…流体投入口、４…積層間流体投入口、５…熱電対（温度測定装置）、６…変位計、７…ＡＥセンサ、８…シール部材、９…ガスリークディテクタ（ガス漏れ検出装置）、１０…アクチュエータ、ＴＰ…樹脂試験片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂試験片の測定方法であって、
環状の溝部と、該溝部の内側に配置された流体投入口とを具備するプレートの当該溝部で円筒状の前記樹脂試験片を挟持し、加圧する工程と、
前記プレートの前記流体投入口から当該樹脂試験片の内側へ流体を投入する工程と、
流体投入後の当該樹脂試験片の変化を測定する工程と、
を含む樹脂試験片測定方法。
【請求項２】
前記樹脂試験片を前記プレートの溝部で挟持する際、シール部材を介在させる、請求項１に記載の樹脂試験片測定方法。
【請求項３】
前記流体として、液体または気体を投入する、請求項１または２に記載の樹脂試験片測定方法。
【請求項４】
測定前に、前記プレートによる挟持時の圧力、および当該樹脂試験片の破壊圧力の少なくとも一方を算出する、請求項１から３のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定方法。
【請求項５】
樹脂試験片の透過性あるいは強度等の性能を評価するための樹脂試験片測定装置であって、
円筒状の当該樹脂試験片を挟持するための環状の溝部を具備し、この樹脂試験片を挟持した状態で加圧するプレートと、
該プレートの前記溝部よりも内側に配置され、前記樹脂試験片が加圧された状態で当該樹脂試験片の内側へ流体を投入する流体投入口と、
を備える樹脂試験片測定装置。
【請求項６】
積層構造である前記樹脂試験片の構成部材間に流体を投入する積層間流体投入口を前記溝部に備えている、請求項５に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項７】
前記樹脂試験片の温度を測定する温度測定装置を備える、請求項５または６に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項８】
前記樹脂試験片の変形を検出する変位計を備える、請求項５から７のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項９】
前記樹脂試験片の疲労ないしは破壊時の現象を検出するＡＥセンサを備える、請求項５から８のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項１０】
前記樹脂試験片と前記プレートの溝部との間に介在するシール部材を備える、請求項５から９のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項１１】
前記樹脂試験片を透過したリークガスを検出するガス漏れ検出装置を備える、請求項５から１０のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項１２】
前記プレートの駆動源となるアクチュエータを備える、請求項５から１１のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項１】
樹脂試験片の測定方法であって、
環状の溝部と、該溝部の内側に配置された流体投入口とを具備するプレートの当該溝部で円筒状の前記樹脂試験片を挟持し、加圧する工程と、
前記プレートの前記流体投入口から当該樹脂試験片の内側へ流体を投入する工程と、
流体投入後の当該樹脂試験片の変化を測定する工程と、
を含む樹脂試験片測定方法。
【請求項２】
前記樹脂試験片を前記プレートの溝部で挟持する際、シール部材を介在させる、請求項１に記載の樹脂試験片測定方法。
【請求項３】
前記流体として、液体または気体を投入する、請求項１または２に記載の樹脂試験片測定方法。
【請求項４】
測定前に、前記プレートによる挟持時の圧力、および当該樹脂試験片の破壊圧力の少なくとも一方を算出する、請求項１から３のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定方法。
【請求項５】
樹脂試験片の透過性あるいは強度等の性能を評価するための樹脂試験片測定装置であって、
円筒状の当該樹脂試験片を挟持するための環状の溝部を具備し、この樹脂試験片を挟持した状態で加圧するプレートと、
該プレートの前記溝部よりも内側に配置され、前記樹脂試験片が加圧された状態で当該樹脂試験片の内側へ流体を投入する流体投入口と、
を備える樹脂試験片測定装置。
【請求項６】
積層構造である前記樹脂試験片の構成部材間に流体を投入する積層間流体投入口を前記溝部に備えている、請求項５に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項７】
前記樹脂試験片の温度を測定する温度測定装置を備える、請求項５または６に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項８】
前記樹脂試験片の変形を検出する変位計を備える、請求項５から７のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項９】
前記樹脂試験片の疲労ないしは破壊時の現象を検出するＡＥセンサを備える、請求項５から８のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項１０】
前記樹脂試験片と前記プレートの溝部との間に介在するシール部材を備える、請求項５から９のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項１１】
前記樹脂試験片を透過したリークガスを検出するガス漏れ検出装置を備える、請求項５から１０のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定装置。
【請求項１２】
前記プレートの駆動源となるアクチュエータを備える、請求項５から１１のいずれか一項に記載の樹脂試験片測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−５８９９４（Ｐ２０１１−５８９９４Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１０２４９（Ｐ２００９−２１０２４９）
【出願日】平成２１年９月１１日（２００９．９．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１１日（２００９．９．１１）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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