JP2003083857A

JP2003083857A - クリープ試験機

Info

Publication number: JP2003083857A
Application number: JP2001276636A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Tsurui; 孝文鶴井; Kaoru Inoue; 薫井上; Yuichi Miyake; 裕一三宅
Original assignee: KOBE KOGYO SHIKENJIYOU KK; Toyota Motor Corp
Current assignee: KOBE KOGYO SHIKENJIYOU KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2003-03-19

Abstract

(57)【要約】【課題】試験片に対して荷重が実際に負荷される時点
を正確に知ることができ、樹脂等の負荷に対して敏感な
変形特性を有する材料にでも、正確なデータを得ること
ができるクリープ試験機の提供を課題とする。【解決手段】荷重を試験片Ｗに負荷し、試験片Ｗに生
じる経時的な変形量を測定するクリープ試験機であっ
て、前記荷重負荷手段として一定荷重である錘１を用い
ると共に、試験片Ｗ側に加わる負荷荷重を測定する負荷
荷重測定器１４と、試験片側に生じる変位を測定する変
位測定器１５とを備え、試験中において試験片Ｗ側に加
わる負荷荷重と試験片Ｗ側に生じる変位とを経時的に測
定するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は材料のクリープ特性
を試験するクリープ試験機に関し、特に樹脂等、負荷に
対して敏感な変形特性を有する材料にも有効なクリープ
試験機に関する。

【０００２】

【従来の技術】クリープ試験は、試験片に一定の荷重を
継続して加え、試験片に生じる変形を経時的にとらえる
ことで、荷重の持続的負荷に対する材料の長期的な変形
特性や破断特性を得るために用いられてきた。特に古く
は金属材料等を対象としてクリープ試験が行われる場合
が多く、変形が長期にわたって徐々に進むことから、測
定の精度に関して時間的な厳密さをあまり要求されるこ
とがなかった。一方、最近においては、例えば自動車部
品等における高機能樹脂部品採用の拡大につれ、そのよ
うな高機能樹脂部品に使用される樹脂に対する寸法精
度、強度特性、変形特性等が厳しく要求されるようにな
ってきた。その結果、金属材料等に比べて荷重に対する
変形が敏感で複雑な樹脂に対してクリープ試験が行われ
る際にも、厳密なデータが要求されるようになってき
た。また前記のような高機能樹脂部品の開発においては
多大のコストと開発期間を要することから、コンピュー
タ支援技術、いわゆるＣＡＥによって、例えば高温環境
下での樹脂部品の熱変形量を予測することで、開発期間
の短縮、開発コストの低減を図ろうとする努力がなされ
てきた。そしてＣＡＥによる前記樹脂部品の熱変形の予
測精度を向上させるためには、樹脂部品のクリープ変形
量の予測が正確に行われる必要があり、その正確な予測
のためには基礎データとなるべき樹脂材料のクリープ試
験での正確なデータが必要となってきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが従来における
多くのクリープ試験機は、試験片の変形量を測定する変
位測定器は設備されていても、試験片側に実際に加わる
負荷を測定する荷重測定器は不要として備わっていない
ものが多く、このため錘等の荷重負荷手段が実際に試験
片に負荷された時点が何時かを正確には検出することが
できないものであった。また従来のクリープ試験機で
は、試験片をチャック等でセットした後、これを高温雰
囲気内等に置いて温度管理し、しかる後に錘等の荷重負
荷手段による負荷を行って試験を開始するものが一般的
である。しかし、それら従来の試験機では、試験片をチ
ャック等の治具でセットした時点で治具等の負荷が試験
片に作用するため、小さな荷重に対しても敏感な変形特
性を有する樹脂のような材料では、それによって変形を
開始する等してしまい、正確な試験が行えないという問
題があった。更に金属材料等の場合には、試験片に対し
て実際に負荷が加わる開始時点が多少不明瞭であって
も、先ず弾性変形が起こり、しかる後にクリープ変形等
が生じるので、弾性変形後の適当な時点をとらえてクリ
ープ変形の開始時点とすることが可能であるが、樹脂材
料の場合は、引っ張り或いは圧縮応力が作用すると、弾
性変形、粘弾性変形及びクリープ変形が当初から重畳し
て生じてくるため、試験片に対して実際に負荷が加わる
開始時点が正確に得られないとクリープ試験を正確に行
うことができない問題があった。また樹脂材料に重畳し
て起こっている弾性変形、粘弾性変形及びクリープ変形
を正確に分けるには、負荷・除荷試験を行って、その時
の荷重の変化と変形量の変化とを正確に測定する必要が
あるが、従来のクリープ試験機ではそのような荷重と変
位の両方を正確に測定をできるものがなかった。

【０００４】そこで本発明は上記従来のクリープ試験機
における問題を解消し、試験片に対して荷重が実際に負
荷される時点を正確に知ることができ、樹脂等の負荷に
対して敏感な変形特性を有する材料にでも、正確なデー
タを得ることができるクリープ試験機の提供を課題とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のクリープ試験機は、荷重を試験片に負荷し、試験片
に生じる経時的な変形量を測定するクリープ試験機であ
って、前記荷重負荷手段として一定荷重である錘を用い
ると共に、試験片側に加わる負荷荷重を測定する負荷荷
重測定器と、試験片側に生じる変位を測定する変位測定
器とを備え、試験中において試験片側に加わる負荷荷重
と試験片側に生じる変位とを経時的に測定するようにし
たことを第１の特徴としている。また本発明のクリープ
試験機は、上記第１の特徴に加えて、試験片を負荷が加
わらないようにセットし、先ず負荷荷重測定器によって
試験片側に加わる負荷荷重の測定を開始すると共に変位
測定器によって試験片側に生じる変位の測定を開始し、
この測定の開始に遅れて若しくは同時に試験片側に対す
る負荷が開始されるようにしたことを第２の特徴として
いる。また本発明のクリープ試験機は、上記第２の特徴
に加えて、錘の荷重を試験片に伝達する荷重伝達手段の
途中にあそびを持たせ、試験片側の負荷荷重がゼロの状
態から１００％荷重へと移行していく間における前記試
験片側の負荷荷重の変化と変位の変化とを経時的に測定
するようにしたことを第３の特徴としている。また本発
明のクリープ試験機は、上記第３の特徴に加えて、試験
片側に加わる負荷荷重の測定値が錘の１００％荷重とな
った時点を実際のクリープ試験開始点とし、その時点で
の変位測定器による変位の測定値を試験片の変形量ゼロ
点とすることを第４の特徴としている。

【０００６】上記第１の特徴によれば、錘の荷重を基準
荷重として、クリープ試験中において試験片側に加わる
実際の負荷荷重を負荷荷重測定器により、またクリープ
試験中における試験片側に生じる変位を変位測定器によ
り、それぞれ正確に測定することができる。よってクリ
ープ試験における試験開始から全試験中における試験片
に加わる実際の負荷と変形量とを経時的に正確に得るこ
とが可能となり、正確なクリープ試験データを得ること
が可能となる。またクリープ試験の開始時点から負荷荷
重測定と変位測定とを正確に行えることから、クリープ
試験開始以降のどの時点で負荷荷重が錘の荷重である基
準荷重になるかを正確に知ることが可能となる。また負
荷・除荷重試験を行う際においても、試験片に加わって
いる負荷荷重と変形量とを経時的に正確に得ることが可
能となり、樹脂材料等において重畳して生じている弾性
変形、粘弾性変形及びクリープ変形とを正確に区別して
知ることが可能となる。

【０００７】上記第２の特徴によれば、上記第１の特徴
による作用効果に加えて、クリープ試験は試験片に負荷
が加わらない状態から開始されるようにすることで、ク
リープ試験の開始前から何らかの負荷荷重が加わること
による試験データへの悪影響、特に樹脂材料等の小さな
負荷に対しても繊細な変形特性を有する材料でのデータ
へ悪影響を排除することができる。また負荷が加わらな
い状態から負荷荷重測定器による負荷荷重の測定と変位
測定器による変位の測定を開始し、それに遅れて試験片
側への荷重負荷が開始されるようにしているので、クリ
ープ試験開始後のどの時点で試験片側に実際に負荷が加
わるのかを正確に測定することができ、クリープ試験の
実際の開始時点に関するより正確なデータを得ることが
できる。

【０００８】上記第３の特徴によれば、上記第２の特徴
による作用効果に加えて、錘の荷重を試験片に伝達する
荷重伝達手段の途中にあそびを持たせたことで、試験片
側に加わる負荷荷重がゼロの状態から１００％荷重にな
るまでの負荷荷重の経時的変化と、その間における試験
片側に生じる変位の経時的変化とを、前記のあそびによ
って生じる時間をもってより確実に測定することができ
る。よってクリープ試験を開始してから１００％荷重が
負荷されるまでに、どの時点でどのような負荷と変位が
試験片側に実際に生じており、また１００％荷重となっ
た時に変位測定器が検出する試験片側の変位が幾らにな
っているかを正確に測定することができ、クリープ試験
における試験片への実際の荷重負荷開始時点の決定や試
験片の変形量測定における原点の決定に関するより正確
なデータを得ることができる。

【０００９】上記第４の特徴によれば、上記第３の特徴
による作用効果に加えて、試験片側に加わる負荷荷重の
測定値が錘の１００％荷重となった時点を実際のクリー
プ試験開始点とし、その時点での変位測定器による変位
の測定値を試験片の変形量ゼロ点とすることで、クリー
プ試験における実際の試験開始時点を正確に得ることが
できると共に、その実際の試験開始時点よりも以降に測
定された変位量から実際の試験開始時点（試験片の変形
量ゼロ点）での測定変位量を差し引くことで、試験片に
生じた実際の変形量を正確に得ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のクリープ試験機の
実施の形態を、図面を参照しながら更に説明する。図１
は本発明の実施形態を示すクリープ試験機の概略構成
図、図２はクリープ試験機の一部の詳細図で、（Ａ）は
試験開始前の試験片のセット状態を示す図、（Ｂ）は試
験中における試験片の状態を示す図である。図３はクリ
ープ試験開始初期における時間（秒）−負荷荷重曲線及
び時間（秒）−変位曲線図、図４は本発明のクリープ試
験機を用いて樹脂材料の引っ張りクリープ試験をした結
果を示す時間（分）−歪曲線図、図５は本発明のクリー
プ試験機を用いて樹脂材料の負荷・除荷試験をした結果
を示す時間−変位曲線の典型例である。

【００１１】図１〜図２を参照して、１は荷重負荷手段
としての錘である。該錘１はジャッキ支持台４上に設置
された錘上げ下げ用ジャッキ３によって上げ下げされ、
錘用ロッド５の下端の錘支持具２上に載せられること
で、該錘１の荷重を試験片Ｗ側に負荷する。

【００１２】前記錘用ロッド５を一端側に取り付けたバ
ランスレバー８は、バランスレバー支持台７によって天
秤のごとく支持されている。６はバランス調整用重り
で、これを左右に移動させることでバランスレバー８の
バランスを調整する。バランス調整用重り６はバランス
レバー支持台７の片側又は両側に設けることができる。

【００１３】バランスレバー８の他端側に試験片用ロッ
ド９が取り付けられている。該試験片用ロッド９と前記
錘用ロッド５は、バランスレバー８がどのような姿勢に
なっても鉛直方向に垂下した状態になるようにしてバラ
ンスレバー８に取り付けられている。前記試験片用ロッ
ド９の下端には上部Ｕリンク９ａが設けられている。上
部Ｕリンク９ａは上部チャック１１ａとピン１３で相互
に連結されるようになっている。前記上部チャック１１
ａは試験片Ｗ上端側を把持することになる。一方、前記
試験片用ロッド９に対応して、固定ロッド１０が装置の
本体固定部１２に固定されており、この上端には下部Ｕ
リンク１０ａが設けられている。下部Ｕリンク１０ａは
下部チャック１１ｂとピン１３で相互に連結されるよう
になっている。

【００１４】前記固定ロッド１０の下部Ｕリンク１０ａ
には前記ピン１３を通す穴として長孔１０ｂを設け、こ
れによってピン１３で連結された下部Ｕリンク１０ａと
下部チャック１１ｂとの間に、「あそび」ができるよう
にしている。また前記下部チャック１１ｂは前記長孔１
０ｂによって下部Ｕリンク１０ａ上に載った状態、即ち
重量を支えてもらう状態にすることができるように構成
している（図２の（Ａ）参照）。前記錘用ロッド５、バ
ランスレバー８、試験片用ロッド９、上部Ｕリンク９
ａ、固定ロッド１０、下部Ｕリンク１０ａ、上部チャッ
ク１１ａ、下部チャック１１ｂ及びピン１３は、錘１の
荷重を試験片Ｗに伝達する荷重伝達手段としての役割を
果たす。そして前記「あそび」は、この荷重伝達手段の
途中に構成されることになる。このあそびによって錘１
による荷重が試験片Ｗ側に負荷される際に時間的遅延が
生じると共に、その間において負荷荷重の変化が生じ
る。

【００１５】１４は、例えばロードセルからなる負荷荷
重測定器で、試験片用ロッド９の途中位置に設けられ、
試験片Ｗ側に加わる負荷荷重を測定する。また１５は変
位測定器で、例えばレーザー変位計１５ａと試験片用ロ
ッド９の途中位置に取り付けられたレーザー変位計用板
１５ｂとで構成することができ、試験片Ｗ側に生じる変
位を測定する。１６は恒温槽で、１７は温度センサーで
ある。また１８は遮熱板である。恒温層１６を備えるこ
とで、クリープ試験を所定の温度雰囲気下で行うことが
できる。

【００１６】装置にはコントローラ１９を設けることが
できる。コントローラ１９は負荷荷重測定器１４によっ
て測定された負荷荷重データ、変位測定器１５によって
測定された変位データ、温度センサー１７によって測定
された温度情報等、各センサーからのデータを入力し、
また錘上げ下げ用ジャッキ３の動作、負荷荷重測定器１
４及び変位測定器１５に対する測定開始動作及び測定停
止動作を所定のタイミングで指令する他、装置各部の動
作制御を行う。

【００１７】試験片Ｗの試験機へのセットは次のように
して行う。今、錘上げ下げ用ジャッキ３を上昇させるこ
とで、錘１を錘用ロッド５の錘支持具２から上方に退避
させた状態にしておき、先ず試験片Ｗを上部チャック１
１ａに取り付ける。この試験片Ｗを取り付けた上部チャ
ック１１ａを上部Ｕリンク９ａにピン１３で取り付け
る。次にバランス調整用重り６を調整してバランスレバ
ー８が水平になるようにする。そして上部Ｕリンク９ａ
から上部チャック１１ａを一旦取り外す。次に試験片Ｗ
に下部チャック１１ｂを取り付け、再度上部チャック１
１ａを上部Ｕリンク９ａにピン１３で取り付ける。前記
試験片Ｗを把持した下部チャック１１ｂを固定ロッド１
０の下部Ｕリンク１０ａ上に置く。そしてピン１３で下
部チャック１１ｂと下部Ｕリンク１０ａとを連結する。
この状態では、試験片Ｗは下部チャック１１ｂを介して
下部Ｕリンク１０ａで下から支えられた状態となり、試
験片Ｗには負荷が加わらない。また下部Ｕリンク１０ａ
の長孔１０ｂによって、試験片Ｗは下部チャック１１ｂ
を介して下部Ｕリンク１０ａとの間に「あそび」をもっ
て連結された状態となる。必要に応じて恒温層１６を所
定の温度に加熱等する。以上によって試験片Ｗのセット
が完了する。

【００１８】前記試験片Ｗのセットが完了した後、試験
作業者がコントローラ１９の試験開始スイッチをオンす
ることで、クリープ試験が開始される。コントローラ１
９は錘１を載せた錘上げ下げ用ジャッキ３の上昇位置か
らの降下を指令すると共に、錘１が錘支持具２上に載る
前に負荷荷重測定器１４と変位測定器１５とによる測定
を開始させる。勿論、前記錘上げ下げ用ジャッキ３の降
下動作の指令、負荷荷重測定器１４と変位測定器１５の
測定開始指令は、試験作業者による手動スイッチ操作に
よって行うこともできる。要するに負荷荷重測定器１４
と変位測定器１５の測定開始が先行して開始され、それ
に遅れて或いは同時に錘１による負荷荷重が試験片Ｗ側
に加わるようにすればよい。

【００１９】上記のようにして負荷荷重測定器１４と変
位測定器１５とによる測定を錘１の負荷に先行して開始
させると、負荷荷重測定器１４による試験片Ｗ側の負荷
荷重測定値は必ずゼロの状態からスタートする。これは
試験片Ｗが当初において下部チャック１１ｂを介して下
部Ｕリンク１０ａ上に支えられた状態にあることによ
る。

【００２０】そして錘１が錘支持具２上に載った時点か
らバランスレバー８、試験片用ロッド９、上部Ｕリンク
９ａ、上部チャック１１ａを介して試験片Ｗと下部チャ
ック１１ｂとが上昇を開始し、変位測定器１５が試験片
Ｗ側の変位として検出する。ただし、この変位は前記長
孔１０ｂによる「あそび」の部分をピン１３が移動して
いることによる変位であって、試験片Ｗの変形によるの
もではない。そして前記「あそび」の間は錘１の荷重が
加わってくることはない。この「あそび」の間は下部Ｕ
リンク１０ａから離れた下部チャック１１ｂの自重等が
負荷荷重測定器１４によって測定されることになる。更
に前記長孔１０ｂによる「あそび」が終了すると、その
時点以降は錘１の全荷重が試験片Ｗに加わり、負荷荷重
測定器１４による試験片Ｗ側の負荷荷重測定値が錘１の
１００％荷重になる。よって負荷荷重測定器１４が前記
錘１の１００％荷重を検出した時点を実際のクリープ試
験の開始時点とすることで、クリープの開始時点が正確
となり、樹脂材料等のクリープ変形が荷重負荷当初から
生じる材料に対しても、またクリープに進行が比較的短
時間で行われる材料に対しても時間的な誤差のない、正
確なデータを得ることができる。前記負荷荷重測定器１
４が錘１の１００％荷重を検出した時点については、コ
ントローラ１９内で自動的に検出するようにすることが
できる。勿論、作業者が後から、得られた時間−負荷荷
重曲線を検討して、負荷が錘１の１００％荷重になった
時点を決定するようにしてもよい。

【００２１】前記測定された負荷荷重値の変化をとらえ
て実際のクリープ試験の開始時点を得る他に、前記「あ
そび」の部分において「あそび」が終了する時に生じる
変位量の変化が大きいことから、その変位曲線の傾きが
大きく変化する時点をとらえて、実際のクリープ試験の
開始時点とすることも可能である。

【００２２】図３は、ある樹脂材料の本クリープ試験機
を用いて所定の雰囲気下で行ったクリープ試験の開始初
期における時間（秒）−負荷荷重曲線、及び時間（秒）
−変位曲線である。時間軸を小さく、０．２秒毎に負荷
荷重と変位を測定している。図において、負荷荷重測定
器１４と変位測定器１５とによる測定を開始した時点
（時点０）をクリープ試験の開始とすると、該負荷荷重
測定器１４と変位測定器１５による測定の開始後２．４
秒までは、錘１が未だ錘支持具２上に載るに至っていな
い状態を示している。よって変位測定器１５による検出
変位はゼロであるし、また試験片Ｗは下部チャック１１
ｂを介して下部Ｕリンク１０ａ上に支持されているの
で、負荷荷重測定器１４による検出荷重も実質的にゼロ
である。

【００２３】そして開始から２．６秒の時点で錘１が錘
支持具２上に載り、錘１の荷重が試験片Ｗ側に加わるこ
とで、試験片Ｗ側に変位が開始されていることがわか
る。ただし、ここで生じる変位は試験片Ｗの変形による
ものではなく、長孔１０ｂ内をピン１３が移動していく
ことによる変位を変位測定器１５がとらえているにすぎ
ないものである。即ち、「あそび」の部分による変位で
ある。また前記変位の開始に若干遅れて（開始から２．
８秒）、負荷荷重測定器１４による負荷荷重の値が実質
ゼロから少し上昇し、この値が４．８秒まで一定値で継
続している。この間は、下部チャック１１ｂが下部Ｕリ
ンク１０ａから離れることで、下部チャック１１ｂ等の
重さが試験片Ｗ側の負荷荷重として検出されている状態
である。そして試験開始から４．８秒から６．４秒にか
けては前記「あそび」が終了する間際の遷移期間とし
て、測定される負荷荷重が急激に増加している状態が測
定されており、また「あそび」の間における無抵抗状態
での大きな変位量から抵抗の発生による変位量低下の状
態が測定されている。

【００２４】前記試験開始から６．４秒以降は負荷荷重
測定器１４による測定値が一定値となる。この一定値は
正に錘１の荷重である。即ち、試験開始から６．４秒の
時点で負荷荷重が錘１の１００％荷重に達したことがわ
かる。そしてこの時点から錘１の荷重が実際に試験片Ｗ
に負荷されることから、この時点を実際のクリープ試験
開始時点、即ち、クリープ試験における試験片Ｗの実際
の時間−歪曲線開始時点とする。樹脂材料の場合には、
錘１の荷重が実際に試験片Ｗに加わった開始時点から直
ぐにクリープ変形が弾性変形や粘弾性変形と共に生じる
ことから、前記実際のクリープ試験開始時点（前記試験
開始から６．４秒の時点）が重要となる。前記実際のク
リープ試験開始時点（前記試験開始から６．４秒の時
点）は、また試験片Ｗのクリープ変形量（歪）ゼロ点と
される。即ち、それ以前に変位測定器１５で測定された
変位は試験片Ｗに生じたクリープ変形によるものではな
いとされる。これによって試験片Ｗ自体に生じるクリー
プ変形量をより正確に測定することができる。

【００２５】図４は、本クリープ試験機を用いて、ある
樹脂材料を１１０℃の雰囲気下、試験応力（錘１の荷重
÷試験片Ｗの断面積）１．９６メガパスカルで、引っ張
りクリープ試験を行った後、上記実際のクリープ試験開
始時点を時点０として表した時間（分）−歪曲線であ
る。ここでは時間軸を大きくとっている。試験開始から
最初の１００分ぐらいでの歪が大きく、その後は歪が少
なくなっているのが分かる。また金属材料等の場合と比
べて短時間で歪が進んでいる。試験開始初期における実
際の試験開始時点を得たことで、正確な時間−歪曲線を
得ることができる。

【００２６】図５は、本発明のクリープ試験機を用い
て、負荷荷重と変位を測定しながら樹脂材料の負荷・除
荷試験をした結果を示す時間−変位曲線の典型例であ
る。時間軸の０点は荷重開始点である。図において、除
荷時の変位の即時回復量Ｄを弾性変形量、ゆっくりと回
復する量Ｎを粘弾性変形量とし、回復しない量Ｋがクリ
ープ変形量となる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は以上の構成、作用よりなり、請
求項１に記載のクリープ試験機によれば、荷重を試験片
に負荷し、試験片に生じる経時的な変形量を測定するク
リープ試験機であって、前記荷重負荷手段として一定荷
重である錘を用いると共に、試験片側に加わる負荷荷重
を測定する負荷荷重測定器と、試験片側に生じる変位を
測定する変位測定器とを備え、試験中において試験片側
に加わる負荷荷重と試験片側に生じる変位とを経時的に
測定するようにしたので、錘の荷重を基準荷重として、
クリープ試験中において試験片側に加わる実際の負荷荷
重を負荷荷重測定器により、またクリープ試験中におけ
る試験片側に生じる変位を変位測定器により、それぞれ
正確に測定することができる。よってクリープ試験にお
ける試験開始から全試験中における試験片に加わる実際
の負荷と変形量とを経時的に正確に得ることが可能とな
り、正確なクリープ試験データを得ることが可能とな
る。またクリープ試験の開始時点から負荷荷重測定と変
位測定とを正確に行えることから、クリープ試験開始以
降のどの時点で負荷荷重が錘の荷重である基準荷重にな
るかを正確に知ることが可能となる。また負荷・除荷重
試験を行う際においても、試験片に加わっている負荷荷
重と変形量とを経時的に正確に得ることが可能となり、
樹脂材料等において重畳して生じている弾性変形、粘弾
性変形及びクリープ変形とを正確に区別して知ることが
可能となる。以上より、樹脂等の負荷に対して敏感で且
つ比較的短期間で大きなクリープ変形を起こす変形特性
を有する材料に対しても、正確なデータを得ることがで
きる。また請求項２に記載のクリープ試験機によれば、
上記請求項１に記載の構成による効果に加えて、試験片
を負荷が加わらないようにセットし、先ず負荷荷重測定
器によって試験片側に加わる負荷荷重の測定を開始する
と共に変位測定器によって試験片側に生じる変位の測定
を開始し、この測定の開始に遅れて若しくは同時に試験
片側に対する負荷が開始されるようにしたので、クリー
プ試験の開始前から何らかの負荷荷重が加わることによ
る試験データへの悪影響、特に樹脂材料等の小さな負荷
に対しても繊細な変形特性を有する材料のデータへの悪
影響を排除することができる。また負荷が加わらない状
態から負荷荷重測定器による負荷荷重の測定と変位測定
器による変位の測定を開始し、それに遅れて試験片側へ
の荷重負荷が開始されるようにしているので、クリープ
試験開始後のどの時点で試験片側に実際に負荷が加わる
のかを正確に測定することができ、クリープ試験の実際
の開始時点に関するより正確なデータを得ることができ
る。また請求項３に記載のクリープ試験機によれば、上
記請求項２に記載の構成による効果に加えて、錘の荷重
を試験片に伝達する荷重伝達手段の途中にあそびを持た
せ、試験片側の負荷荷重がゼロの状態から１００％荷重
へと移行していく間における前記試験片側の負荷荷重の
変化と変位の変化とを経時的に測定するようにしたの
で、試験片側に加わる負荷荷重がゼロの状態から１００
％荷重になるまでの負荷荷重の経時的変化と、その間に
おける試験片側に生じる変位の経時的変化とを、前記の
あそびによって生じる時間をもってより確実に測定する
ことができる。よってクリープ試験を開始してから１０
０％荷重が負荷されるまでに、どの時点でどのような負
荷と変位が試験片側に実際に生じており、また１００％
荷重となった時に変位測定器が検出する試験片側の変位
が幾らになっているかを正確に測定することができ、ク
リープ試験における試験片への実際の荷重負荷開始時点
の決定や試験片の変形量測定における原点の決定に関
し、一層正確なデータを得ることができる。また請求項
４に記載のクリープ試験機によれば、上記請求項３に記
載の構成による効果に加えて、試験片側に加わる負荷荷
重の測定値が錘の１００％荷重となった時点を実際のク
リープ試験開始点とし、その時点での変位測定器による
変位の測定値を試験片の変形量ゼロ点としたので、クリ
ープ試験における実際の試験開始時点を正確に得ること
ができると共に、その実際の試験開始時点よりも以降に
測定された変位量から実際の試験開始時点（試験片の変
形量ゼロ点）での測定変位量を差し引くことで、試験片
に生じた実際の変形量を正確に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すクリープ試験機の概略
構成図である。

【図２】クリープ試験機の一部の詳細図で、（Ａ）は試
験開始前の試験片のセット状態を示す図、（Ｂ）は試験
中における試験片の状態を示す図ある。

【図３】クリープ試験開始初期における時間（秒）−負
荷荷重曲線及び時間（秒）−変位曲線図である。

【図４】本発明のクリープ試験機を用いて樹脂材料の引
っ張りクリープ試験をした結果を示す時間（分）−歪曲
線図である。

【図５】本発明のクリープ試験機を用いて樹脂材料の負
荷・除荷試験をした結果を示す時間−変位曲線の典型例
である。

【符号の説明】

１錘２錘支持具３錘上げ下げ用ジャッキ４ジャッキ支持台５錘用ロッド６バランス調整用重り７バランスレバー支持台８バランスレバー９試験片用ロッド９ａ上部Ｕリンク１０固定ロッド１０ａ下部Ｕリンク１０ｂ長孔１１ａ上部チャック１１ｂ下部チャック１２本体固定部１３ピン１４負荷荷重測定器１５変位測定器１５ａレーザー変位計１５ｂレーザー変位計用板１６恒温槽１７温度センサー１８遮熱板１９コントローラＷ試験片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井上薫愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者三宅裕一愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 2G061 AA01 AB02 AC03 CA10 EA01 EA02 EB05 EB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】荷重を試験片に負荷し、試験片に生じる
経時的な変形量を測定するクリープ試験機であって、前
記荷重負荷手段として一定荷重である錘を用いると共
に、試験片側に加わる負荷荷重を測定する負荷荷重測定
器と、試験片側に生じる変位を測定する変位測定器とを
備え、試験中において試験片側に加わる負荷荷重と試験
片側に生じる変位とを経時的に測定するようにしたこと
を特徴とするクリープ試験機。
【請求項２】試験片を負荷が加わらないようにセット
し、先ず負荷荷重測定器によって試験片側に加わる負荷
荷重の測定を開始すると共に変位測定器によって試験片
側に生じる変位の測定を開始し、この測定の開始に遅れ
て若しくは同時に試験片側に対する負荷が開始されるよ
うにしたことを特徴とする請求項１に記載のクリープ試
験機。
【請求項３】錘の荷重を試験片に伝達する荷重伝達手
段の途中にあそびを持たせ、試験片側の負荷荷重がゼロ
の状態から１００％荷重へと移行していく間における前
記試験片側の負荷荷重の変化と変位の変化とを経時的に
測定するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の
クリープ試験機。
【請求項４】試験片側に加わる負荷荷重の測定値が錘
の１００％荷重となった時点を実際のクリープ試験開始
点とし、その時点での変位測定器による変位の測定値を
試験片の変形量ゼロ点とすることを特徴とする請求項３
に記載のクリープ試験機。