JPH0329730Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は金属板等の試験用材料を所定の温度条
件下に保持した状態にて、当該材料に外力を加
え、このときの破断状況等を試験する為に用いら
れる材料試験装置に関する。

「従来の技術」 例えば、第１図に示したように、試験材料Ｔの
上端縁中央に切込みｔを入れておき、同材料Ｔに
左右両端側から油圧機等による引張り外力Ａ，
A′を加えながら、上記切込みｔの箇所に図示の
矢印Ｂ方向への衝撃を与えることにより、同切込
みｔからの破断状況を試験しようとする際、この
試験材料Ｔの上端側から下端側へ向けて所望の温
度勾配を与え、このような温度条件下で上記の如
き材料試験結果がどのようになるかを知る必要が
ある。

従来、このような材料試験を行なうのに、第２
図に示す如き装置が知られている。

この装置は、断熱箱体ａに、外力が付与自在で
ある試験用材料Ｔを同装することで断熱空間ｂを
形成し、さらに同箱体ａに当該試験用材料Ｔと当
接する所要数の仕切板ｃ，c′を内装することによ
り、上記断熱空間ｂを複数の分割断熱空間b′，
b″に画成し、一端側の分割断熱空間b′には低温液
化ガスによる冷媒を試験用材料Ｔに噴当する冷却
用スプレーｄを臨設し、他端側の分割断熱空間に
は温風を当該試験用材料Ｔに噴当する温風用スプ
レーｅを臨設したものである。

しかしながら、上述従来装置では、温風用スプ
レーｅにより試験用材料Ｔの下端部を加熱しよう
とする場合、当該材料Ｔを所望温度にまで到達さ
せるのに時間が長くかかること、そして、さらに
ヒーター、ブロワe′の断熱箱体ａにおける占有ス
ペースが大となつて、装置自体が大型化してしま
う問題点があつた。

「考案が解消しようとする問題点」 本考案は上述従来装置の問題点を解消したもの
であり、断熱箱体に、外力が付与自在なるよう試
験用材料をシールド板にて挟持して内装すること
により画成された上下の断熱空間において、試験
用材料の一端側の断熱空間には冷媒を同試験用材
料に噴当する強制冷却スズルだけでなくコントロ
ールノズルを併設し、他端側の断熱空間内にあつ
ては、試験用材料にヒーターを直接付帯させて構
成することにより、上記強制冷却ノズルと、試験
用材料に付帯のヒーターとにより、冷却、加熱共
に、設定温度に対して急速な応答ができるように
すると共に、ヒーターによる直熱構成により装置
全体の小型化を図り得るようにした破断用等の材
料試験装置を提供しようとするのが、その目的で
ある。

「課題を解決するための手段」 本考案は所期の目的を達成するため、試験用の
外力を付与するための試験用材料がシールド板に
より保持されて断熱箱体内に内装されているとと
もに、試験用材料の長さ方向に沿う断熱箱体の内
部領域が前記シールド板により区画されて、試験
用材料の一端側、他端側にそれぞれ断熱空間が形
成されている材料試験装置において、前記試験用
材料の一端側にある断熱空間には、該試験用材料
の一端側に向けて低温液化ガスからなる冷媒を噴
射するための強制冷却ノズル、コントロール用ノ
ズルが対をなして、かつ、同じ向きで互いに近接
して配置されており、前記試験用材料の他端側に
ある断熱空間には、該試験用材料の他端側に直接
接触してその他端側を加熱するためのヒーターが
備えられていることを特徴とする。

「作用」 断熱容器内において、試験用材料を一端側から
冷却し、他端側から加熱するとき、これら両端を
集中的かつ効率よく冷却、加熱することが可能で
あれば、試験用材料の全長にわたる温度勾配が早
期に目標値に近づくようになり、その後の温度補
正にも手数を要しなくなる。

本考案に係る材料試験装置の場合、一方の断熱
空間側で試験用材料の一端を冷却するときは、強
制冷却ノズルにより試験用材料の一端を目標温度
付近まで急速冷却した後、これをコントロール用
ノズルにより所定の冷却状態に保持し、他方の断
熱空間側で試験用材料の他端を加熱するときは、
ヒーターにより試験用材料の他端を直線加熱して
これを所定の加熱状態にする。

したがつて、本考案に係る材料試験装置のよう
に、試験用材料の一端、他端を効率よく冷却、加
熱すれば、試験用材料の全長にわたる温度勾配が
早期に目標値に灯達し、その後の温度勾配保持も
適切かつ簡易に行なえる。

「実施例」 以下本考案を図示の実施例に基づいて詳述すれ
ば、第３図ないし第６図に示したように、断熱箱
体１は半割体２，２′により形成され、この半割
体２，２′の対向部には、その上下にあつてシー
ルド板３，３′，４，４′がスライド可能に配置さ
せてあり、該シールド板３，３′，４，４′の端面
が試験用材料Ｔを挟持して両半割体２，２′によ
り当該試験用材料Ｔが断熱箱体１に内装され、こ
れによつて上下に断熱空間５，５′が画成されて
いる。

ここで、上記試験用材料Ｔは第１図に明示した
如く、予めその上端縁中央に切込みｔを与えてお
き、上記の如く分割体２，２′の両シールド板３，
３′，４，４′により狭持した際、試験用材料Ｔの
上下端側と左右端側とを断熱箱体１から延出さ
せ、当該左右側に油圧機等により引張り外力Ａ，
A′を加えておき、図示の矢印Ｂ方向から衝撃を
切込みｔの箇所に与えて材料試験を行なうことに
なる。

更に本案では上記断熱箱体１にあつて、上部の
断熱空間５に、LN₂等の低温液化ガスによる冷媒
が噴出する強制冷却ノズル６とコントロール用ノ
ズル７を試験用材料Ｔに向けて臨設すると共に、
試験用材料Ｔの下端部表裏両面には加熱用のヒー
ター８，８′を夫々直接付帯させ、更に断熱空間
５′にあつて試験用材料Ｔの略中間部表裏両面に
は補助ヒーター９，９′を夫々直接付帯させるよ
うにしたものである。

又、試験用材料Ｔには、各種実験材料の設定の
為に温度センサー１０…を付設してある。

ここで、図示の断熱箱体１を形成している半割
体２，２′は、内外壁にて二重壁構成としてあり、
内部にスタイロホーム、グラスウール等の断熱材
１１を封入してあると共に、上部の断熱空間５は
該半割体２，２′の上部非対称位置から外側へ
夫々延出することによつて形成した空所１２，１
２′により構成され、この空所１２，１２′内に上
記強制冷却ノズル６とコントロール用ノズル７が
第５図、第６図に示した配置にて固設してあり、
断熱箱体１内にあつて、試験用材料Ｔの上部表裏
の非対称位置に冷媒を噴当するようにしてある。

さらに断熱箱体１の上部にあつて、両半割体
２，２′の間には、左右にスライド蓋１３，１
３′が配置されており、実験条件を作る場合は、
第３図に示した如くセンターラインＰ−P′上で相
互に突き合わせて閉蓋し、これにより両分割体
２，２′間上部からの放熱を遮断して、前記断熱
空間５が閉成され、かくして試験用材料Ｔの加熱
効率を良くするようにし、衝撃試験を行なうとき
に、同図中二点破線で示した如く両スライド蓋１
３，１３′を夫々左右にスライド開蓋し、試験用
材料Ｔの切込みｔの箇所を露出し得るようにして
ある。

又、強制冷却ノズル６をコントロール用ノズル
７を設けたのは、実験条件に応じた温度の冷媒を
最初強制冷却ノズル６から試験用材料Ｔに向けて
噴出し、当該試験用材料Ｔを所望温度近傍まで冷
却し、その後コントロール用ノズル７にて制御し
得るようにするためである。

次に上記加熱ヒーター８，８′、補助ヒーター
９，９′には、第７図に示した如く、Cu等熱伝導
のよい金属板１４によつて、ヒーター１５を被装
して構成したものを用いることができる。

又、上記温度センサー１０…は、試験用材料Ｔ
に多数個付設してあり、これらは図示しない測温
レコーダと接続して、試験用材料Ｔの各所におけ
る温度を検知可能としてある。

而して上記構成において、これを用いて試験用
材料Ｔの破断状況等の試験を行なう場合にあつ
て、所定の温度条件を付与するには、断熱箱体１
に試験用材料Ｔを第５図に示したように保持した
状態で、強制冷却ノズル６から冷媒を噴出し、一
方加熱ヒーター８，８′にて加熱して、試験用材
料Ｔの上位冷却部側を冷却し、下位加熱部側は加
熱するのであるが、例えば−100℃から＋100℃ま
での実験条件で衝撃試験を行なう場合は、上位の
冷却部側は、最初強制冷却ノズル６にて約−100
℃近傍まで冷却し、その後コントロール用ノズル
７にて制御する。

又試験用材料Ｔの下位加熱部側は、該試験用材
料Ｔの下位における表裏両面に付帯させた加熱ヒ
ーター８，８′にて100℃まで加熱するものであ
り、この際温度センサーにて当該温度のコントロ
ールを行なうのである。

この際、シールド板３，３′，４，４′によつて
断熱箱体１内は、上部断熱空間５と、下部断熱空
間５′に画成されているので、上部の断熱空間５
に導入された冷媒は下部の断熱空間５′に流入さ
れることがないから、試験用材料Ｔの冷媒が噴当
する部分が最も低い温度となり、それより下方へ
向け次第に高い温度となるだけでなく、同材料Ｔ
の下部は、直接付設した加熱ヒーター８，８′に
よつて直接加熱されるので、最高温度となり、こ
のことにより試験用材料Ｔの上位側から下位にか
け−100℃〜100℃の温度勾配をつけることができ
る。

又、補助ヒーター９，９′は、実験条件０℃〜
100℃といつたような時に使用できる。

「考案の効果」 本考案に係る材料試験装置の場合、つぎのよう
な効果が得られる。

その一つとして、断熱箱体内における一方の断
熱空間に、試験用材料の一端側に向けて低温液化
ガスからなる冷媒を噴射するための強制冷却ノズ
ル、コントロール用ノズルが対をなして、かつ、
同じ向きで互いに近接して配置されているから、
これら両ノズルを介して、試験用材料の一端を効
率よく急速冷却することができ、かつ、断熱箱体
内における他方の断熱空間に、該試験用材料の他
端側に直接接触してその他端側を加熱するための
ヒーターが備えられているから、このヒーターを
介して試験用材料の他端を効率よく急速加熱する
ことができ、これら冷却、加熱の相乗効果とし
て、試験用材料の全長にわたる温度勾配を早期に
目標値に到達させることができる。

他の一つとして、断熱箱体内における一方の断
熱空間には、強制冷却ノズルにコントロール用ノ
ズルを加えるだけ、断熱箱体内における他方の断
熱空間には、試験用材料の他端を直接加熱するた
めのヒーターを備えるだけであるから、断熱箱体
が大型化するのを回避して、これをコンパクトに
まとめることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は試験用材料の正面図、第２図は従来の
破断用等の材料試験装置を示した縦断側面図、第
３図は本考案に係る破断用等の材料試験装置を示
した平面図、第４図は同装置の正面図、第５図は
同装置の縦断側面図、第６図は同装置における強
制冷却ノズルとコントロール用ノズルの配置例の
略示平面図、第７図は同装置におけるヒーターを
例示した縦断側面図である。 １……断熱箱体、３，３′，４，４′……シール
ド板、５……上部の断熱空間、５′……下部の断
熱空間、６……強制冷却ノズル、７……コントロ
ール用ノズル、８，８′……ヒーター、Ｔ……試
験用材料。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 試験用の外力を付与するための試験用材料がシ
   ールド板により保持されて断熱箱体内に内装され
   ているとともに、試験用材料の長さ方向に沿う断
   熱箱体の内部領域が前記シールド板により区画さ
   れて、試験用材料の一端側、他端側にそれぞれ断
   熱空間が形成されている材料試験装置において、
   前記試験用材料の一端側にある断熱空間には、該
   試験用材料の一端側に向けて低温液化ガスからな
   る冷媒を噴射するための強制冷却ノズル、コント
   ロール用ノズルが対をなして、かつ、同じ向きで
   互いに近接して配置されており、前記試験用材料
   の他端側にある断熱空間には、該試験用材料の他
   端側に直接接触してその他端側を加熱するための
   ヒーターが備えられていることを特徴とする破断
   用等の材料試験装置。